PL67760B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 21.IV.1970 (P 140 160) 31.Y.1973 67760 KI. 60aJ5 22 MKP F15b 15/22 UKD Twórca wynalazku: Andrzej Szczepanowski Wlasciciel patentu: Instytut Maszyn Matematycznych, Warszawa (Polska) Krokowy silownik hydrauliczny Przedmiotem zgloszenia jest krokowy silownik hydra¬ uliczny o tlokach osiowo symetrycznych, w przekroju osiowym ksztaltu kielichowego, który wewnatrz jednego z tloków kazdej pary posiada urzadzenie realizujace ha¬ mowanie ruchu masy napedzanej silownikiem na kon¬ cowym odcinku jej drogi z dowolnej pozycji na pozycje dowolna sposród wszystkich realizowanych przez silow¬ nik.Hamowanie ruchu masy napedzanej ma na celu zmniejszenie sil bezwladnosci, jakie powstaja po wej¬ sciu masy napedzanej w kontakt z ukladem szeregowym tloków silownika podpartym ciecza robocza, badz w pewnych przestawieniach silownika z ukladem tloków opartym bezposrednio o korpus silownika. Jesli w cza¬ sie takiego hamowania zachodzi nieodwracalny proces zamiany energii kinetycznej ruchu masy na cieplo (tlu¬ mienie), to jego efektem jest równiez zmniejszenie am¬ plitudy i szybsze gasniecie drgan masy na pozycji lub wejscie masy na pozycje bez drgan (przebieg aperio- dyczny).Hamowanie z tlumieniem jest wiec niezbedne w si¬ lownikach krokowych przeznaczonych do szybkiego i dokladnego ustawiania mas skladajacych sie z elemen¬ tów wrazliwych na wstrzasy.W urzadzeniach hydraulicznych hamowanie z tlumie¬ niem realizuje sie najczesciej za posrednictwem cieczy roboczej przetlaczanej przez male otwory, w których energia kinetyczna cieczy jest zamieniana na prace sil tarcia towarzyszacego jej przeplywowi. Proces ten nazy¬ wany jest dlawieniem cieczy. 10 15 20 25 30 Wsród znanych silowników krokowych hamowanie przez dlawienie zastosowano tylko w jednym z nich, 7-bitowym silowniku. Wystepuje ono tutaj tylko w jed¬ nej parze tloków (parze o najdluzszym skoku) i to tyl¬ ko przy jednym kierunku przestawienia tloków tej pary.Cisnienie hamujace wywierane jest przez ciecz zamknie¬ ta wewnatrz jednego z tloków pary dodatkowym tlocz¬ kiem, który w ostatniej fazie przestawienia pary, nape¬ dzany jej ruchem, przetlacza ciecz przez otwór cylin¬ dryczny. Przy przestawieniu tloków pary wzgledem sie¬ bie w kierunku przeciwnym nastepuje juz tylko jalowy powrót tloczka w polozenie wyjsciowe, spowodowany specjalnie w tym celu wbudowana sprezyna srubowa.Podobny (ale nie identyczny) uklad zostal zainstalo¬ wany na tloczysku tego silownika w celu hamowania ruchu masy napedzanej przy jej przestawieniach na po¬ zycje skrajna, najbardziej odlegla od korpusu silownika, kiedy masa napedzana uderza w uklad tloków sztywno zwiazanych z korpusem silownika.Mimo wprowadzenia do konstrukcji tych dwu ukla¬ dów, zreszta kosztem znacznego wydluzenia silownika, hamowanie tym sposobem wystepuje tylko w okolo % sposród wszystkich przestawien silownika (16256 dla 7-bitowego silownika).W pozostalych przestawieniach funkcje hamowania ruchu masy napedzanej pozostawiono cieczy znajduja¬ cej sie pod cisnieniem zasilania i wypelniajacej która¬ kolwiek z komór roboczych pomiedzy tlokami silowni¬ ka. Lecz w wypadku przestawien silownika na pozycje skrajna, najblizej polozona w stosunku do korpusu si- 6776067760 lownika, kiedy komory robocze sa puste, nastepowaloby uderzenie masy napedzanej w uklad sztywnych, metalo¬ wych tloków opartych o korpus. Aby temu zapobiec, musiano dobudowac w korpusie dodatkowo dwie ko¬ mory z ciecza pod cisnieniem, zamknieta dodatkowymi tlokami.Ten drugi sposób hamowania ma równiez szereg wad, ograniczajacych zakres jego zastosowan. Nie mozna w nim zmniejszyc sily hamujacej ponizej wartosci wyni¬ kajacej z iloczynu powierzchni tloka silownika i cisnie¬ nia zasilania. Realizacja tlumienia jest tu mozliwa tylko wówczas gdy mozna dopuscic sily hamujace wieksze od wartosci podanej wyzej. Ponadto nawet przy zrealizo¬ waniu tlumienia nie mozna uzyskac aperiodycznego ru¬ chu masy napedzanej przy wchodzeniu na pozycje. Ko¬ niecznosc dobudowania komór hamujacych powoduje takze dalszy wzrost dlugosci silownika.Celem wynalazku jest opracowanie krokowego silow¬ nika hydraulicznego pozbawionego wad omówionych dotychczas silowników.Cel ten wedlug wynalazku zostal osiagniety w ten spo¬ sób, ze wewnatrz jednego z tloków kazdej pary, kro¬ kowego silownika hydraulicznego ó tlokach osiowo sy¬ metrycznych i ksztaltu kielichowego, jest wykonane urzadzenie, w postaci ukladu „tloczek — cylinder", re¬ alizujace hamowanie ruchu masy napedzanej silowni¬ kiem na koncowym odcinku jej drogi z dowolnej po¬ zycji na pozycje dowolna sposród wszystkich realizowa¬ nych przez silownik.Uklad „tloczek — cylinder" jest utworzony przez umieszczona wewnatrz tloka przegrode docisnieta do tulejki, wewnatrz której umieszczony jest tloczek osa¬ dzony trwale na szyjce tloka za pomoca nakretki. W tu¬ lejce wykonane sa szczeliny (otwory), które sa przedlu¬ zone na zewnatrz tloka poprzez kanaly wykonane w tloku i wyciecia wykonane w nakretce dociskajacej przegrode. Przekrój szczelin w tulejce maleje wzdluz drogi tloczka.Zalety stosowania tego urzadzenia sa nastepujace: Hamowaniu podlega ruch masy napedzanej w kazdym sposród mozliwych przestawien silownika, realizowane sa znacznie niniejsze sily hamujace niz sily wywierane przez ciecz znajdujaca sie pod cisnieniem zasilania w komorach roboczych lub komorach specjalnie dla hamo¬ wania dobudowanych oraz realizowana jest stala sila na drodze hamowania, zapewniajaca najmniejsza z mo¬ zliwych dlugosc tej drogi dla zmniejszenia predkosci do wartosci bliskiej zera. Ponadto ruch masy napedzanej przy wchodzeniu na kazda pozycje ma charakter bar¬ dzo zblizony do aperiodycznego, gdyz wiekszosc energii kinetycznej masy jest zamieniana na cieplo. Przy osiag¬ nieciu powyzszych efektów dlugosc silownika jest mniej¬ sza niz omawianego uprzednio, poniewaz dlawienie cie¬ czy jest realizowane przez te same czesci, które sa po¬ trzebne do realizacji podstawowej funkcji silownika kro¬ kowego.Wynalazek zostanie objasniony blizej za pomoca ry¬ sunków, z których fig. 1 przedstawia schematyczny prze¬ krój silownika, jak równiez w sposób pogladowy wew¬ netrzna budowe tloków silownika, a fig. 2 i 3 przedsta¬ wiaja dwa przyklady wykonan konstrukcyjnych tloków silownika krokowego.Osiowo symetryczne tloki, ksztaltu kielichowego po¬ wiazane sa ze soba w ten sposób, ze do wnetrza kazde- 25 go z tloków poprzez otwór plytkowej przegrody wpro¬ wadzona jest szyjka sasiedniego tloka, zakonczona plyt¬ kowym zderzakiem ograniczajacym przesuniecie wzgle¬ dem siebie tloków utworzonej w ten sposób pary. 5 Dla realizacji hamowania przez dlawienie plytkowe¬ mu zderzakowi nadano postac tloczka cylindrycznego 2 dopasowanego z malym luzem do wnetrza tulejki cy¬ lindrycznej 6 wprowadzonej do wnetrza tloka 7 w celu utworzenia wraz z przegroda 5 ukladu „tloczek — cy- io linder" wewnatrz kazdego tloka silownika krokowego.Otwór w przegrodzie 5 jest równiez dopasowany z ma¬ lym luzem do cylindrycznej szyjki s tloka 1. W tulejce 6 wykonane sa otwory o przedluzone na zewnatrz tloka 7 kanalami k wykonanymi w materiale tloka 7 w jego 15 wnetrzu, oraz wycieciami w wykonanymi we wkretce 4.Tloczek 2 docisniety jest trwale do odsadzenia szyj¬ ki s tloka 1 za pomoca gwintowanej nakretki 3 po uprzednim nawleczeniu na szyjke s przegrody 5 oraz gwintowanej wkretki 4. Nastepnie przegroda 5 wraz z 20 tulejka 6 umocowane sa trwale wewnatrz tloka 7 za pomoca gwintowanej wkretki 4.Opisany wyzej uklad „tloczek — cylinder" utworzony jest w kazdej parze tloków silownika krokowego, wiec równiez w parze, do której nalezy tlok wyjsciowy 8 si¬ lownika (fig. 1), oraz w parze, do której nalezy nieru¬ chomy tlok 11 (fig. 1), wiazacy caly zestaw tloków z korpusem silownika.Krance otworów o lezace w plaszczyznie rysunku 30 fig. 2 przechodza w specjalnie profilowane szczeliny dlawiace d. W wykonaniu pokazanym na fig. 3 krance otworów o utworzone sa przez plaszczyzny lub po¬ wierzchnie walcowe prostopadle do osi tulejki, szczeliny zas dlawiace d wykonane sa w materiale tloczka 2. 35 Na fig. 1 pokazane jest przemieszczanie sie tloków wzgledem siebie w dwu, sposród wielu mozliwych, pa¬ rach silownika krokowego. W parze tloków 8 i 9 trwa ruch tloków ku sobie wskutek odciecia zasilania komo¬ ry m i polaczenia jej ze splywem, a w parze tloków 10 40 i 11 odwrotnie — tloki rozsuwaja sie wskutek odciecia splywu z komory ki i polaczenia jej z zasilaniem. Pary narysowane sa w momencie, gdy ich tloki 8 i 9 oraz 10 i 11 przebyly juz wzgledem siebie droge x. Do tego cza¬ su ciecz robocza znajdujaca sie w komorach e mogla 45 swobodnie z nich wyplywac, nie hamujac ruchu tloków.Od tej chwili na pozostalej drodze y ciecz z komór e moze wyplywac jedynie przez specjalnie profilowane szczeliny d, które stawiajac opór przeplywowi cieczy po¬ woduja w komorach e wytworzenie sie cisnienia. Cisnie- 50 nie to wywierane na powierzchnie tloczków 2 hamuje ruch tloków par wzgledem siebie.Zaleznie od wymagan stawianych silownikowi dla osiagniecia mniejszych sil hamowania nalezy stosowac 55 wieksze drogi hamowania y, czyli dluzsze szczeliny dla¬ wiace. Dla osiagniecia stalej sily hamujacej kazdej war¬ tosci predkosci na drodze hamowania powinna byc przy¬ porzadkowana (okreslona z równania ruchu) wartosc przekroju szczeliny dlawiacej, malejaca do zera wraz z 60 predkoscia masy napedzanej. Osiagniecie calkowicie aperiodycznego przebiegu drogi masy napedzanej jest jednak niemozliwe, poniewaz zawsze musi pozostac po¬ miedzy tloczkiem 2 i tulejka 6 lub konstrukcyjny, stano¬ wiacy niepozadana przy koncu ruchu szczeline prze- 65 plywowa. Iii!5 67760 6 Ruch tloka wyjsciowego 8 obciazonego masa nape¬ dzana przez silownik jest w kazdej chwili wypadkowym ruchów wzglednych tloków w poszczególnych parach si¬ lownika. Jest wiec on równiez hamowany w swej ostat¬ niej fazie, przed osiagnieciem przez tlok 8 zalozonej pozycji. W momencie wejscia tloka 8 na pozycje masa napedzana posiada juz tylko nieznaczna energie kine¬ tyczna i wywiera przy tym na czesci i polaczenia silow¬ nika krokowego mniejsza sile. Mniejsze sily i drgania powstaja równiez w elementach stanowiacych mase na¬ pedzana. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. ? Krokowy silownik hydrauliczny, o tlokach osiowo symetrycznych, w przekroju osiowym ksztaltu kielicho- 10 15 wego, znamienny tym, ze zawiera uklad „tloczek — cy¬ linder" z przegrody (5) docisnietej do tulejki cylindrycz¬ nej (6) i scianek tloka oraz tloczka cylindrycznego (2) umieszczonego wewnatrz tulejki cylindrycznej (6) hamu¬ jacy ruch masy napedzanej przez silownik.

2. Krokowy silownik hydrauliczny wedlug zastrz. 1 znamienny rym, ze przekrój szczelin przeplywowych (d), wykonanych w tulejce cylindrycznej (6), maleje wzdluz drogi tloczka 2 do zera osiagajac te wartosc na koncu drogi. 3. Krokowy silownik hydrauliczny wedlug zastrz. 1 i 2 znamienny tym, ze szczeliny przeplywowe (d) wyko¬ nane sa w materiale tulejki cylindrycznej (6) lub w ma¬ teriale tloczka (2). Errata W lamie 6, w wierszu 5 i 6 od góry, jest: tloczek-cylinder z przegrody (5) docisnietej do cylindrycznej powinno byc: tloczek-cylinder utworzony z przegrody (5) docisnie¬ tej do tulejki cylindrycznejKI. 60a,15/22 67760 MKP F15b 15/22 splyw Fig. i H S k d o d * JL JL 'tm^ Fig.

3. WDA-l. Zam. 5606, naklad 95 egz. Cena zl 10.— PL PL