RU2031257C1 - Hydraulic drive - Google Patents
Hydraulic drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031257C1 RU2031257C1 SU5015291A RU2031257C1 RU 2031257 C1 RU2031257 C1 RU 2031257C1 SU 5015291 A SU5015291 A SU 5015291A RU 2031257 C1 RU2031257 C1 RU 2031257C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- line
- lines
- hydraulic
- valve
- actuating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к объемному гидроприводу, а именно к гидроприводам, которые должны обеспечивать надежную фиксацию выходного звена гидродвигателя в любом заданном положении при отсутствии управляющего сигнала и плавающее состояние выходного звена гидродвигателя при наличии соответствующего управляющего сигнала, и может быть использовано, например, в системах управления рабочим оборудованием погрузчиков, экскаваторов, самоходных кранов, бульдозеров, рыхлителей и других землеройно-транспортных и строительно-дорожных машин. The invention relates to a volumetric hydraulic actuator, namely, hydraulic actuators, which must provide reliable fixation of the output link of the hydraulic motor in any given position in the absence of a control signal and the floating state of the output link of the hydraulic motor in the presence of an appropriate control signal, and can be used, for example, in operating control systems equipment for loaders, excavators, self-propelled cranes, bulldozers, cultivators and other earth moving and construction and road-building machines.
Известен гидроприовд, содержащий два идентичных двухпозиционных гидрораспределителя, входные линии которых соединены между собой и с источником питания, выходные линии - между собой и со сливом, а исполнительные линии через обратные клапаны - с полостями гидродвигателя [1]. Данный гидропривод обеспечивает плавающее состояние выходного звена гидродвигателя при одной комбинации разноименных позиций золотников двухпозиционных гидрораспределителей и фиксацию выходного звена гидродвигателя в любом заданном положении при другой комбинации разноименных позиций золотников гидрораспределителей. Known hydraulic intake containing two identical on-off directional control valves, the input lines of which are connected to each other and to the power source, the output lines to each other and to the drain, and the executive lines through the check valves to the hydraulic motor cavities [1]. This hydraulic actuator provides a floating state of the output link of the hydraulic motor with one combination of opposite positions of the spools of on-off directional valves and fixing the output link of the hydraulic motor in any given position with another combination of opposite positions of the spools of hydraulic valves.
Однако в таком гидроприводе фиксация выходного звена гидродвигателя при соответствующей позиции золотников двухпозиционных гидрораспределителей имеет место лишь при условии, что давление на выходе источника питания гидропривода превышает максимальное из давлений в полостях гидродвигателя и нарушается при пониженном давлении на выходе источника питания. Это обстоятельство обусловливает невысокую надежность фиксации выходного звена гидродвигателя известного гидропривода и, кроме того, низкую экономичность гидропривода при использовании в качестве его источника питания объемного насоса. При выходе из строя (отказа) источника питания и любой позиции золотников двухпозиционных гидрораспределителей становится возможным неуправляемое движение выходного звена гидродвигателя под действием внешней активной нагрузки, что делает эксплуатацию известного гидропривода опасной. However, in such a hydraulic actuator, the fixation of the output link of the hydraulic motor at the corresponding position of the slide valves of the on-off directional control valves takes place only under the condition that the pressure at the output of the hydraulic actuator power supply exceeds the maximum pressure in the hydraulic motor cavities and is violated when the pressure at the output of the power source is reduced. This circumstance determines the low reliability of fixing the output link of the hydraulic motor of the known hydraulic drive and, in addition, the low efficiency of the hydraulic drive when using a volume pump as its power source. In case of failure (failure) of the power source and any position of the spools of the on-off directional control valves, it becomes possible to uncontrolled movement of the output link of the hydraulic motor under the action of an external active load, which makes the operation of the known hydraulic drive dangerous.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является принятый в качестве прототипа гидропривод, содержащий распределительный блок, входная линия которого соединена с источником питания, выходная линия - со сливом, а две исполнительные линии сообщены с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра соответствующими гидролиниями с установленными в них управляемыми обратными клапанами, полости управления которых подключены к третьей исполнительной линии распределительного блока [2]. The closest in technical essence to the claimed one is a hydraulic actuator adopted as a prototype, containing a distribution block, the input line of which is connected to a power source, the output line is with a drain, and two executive lines are connected to the piston and rod cavities of the hydraulic cylinder with the corresponding hydraulic lines with the controlled ones installed in them check valves, control cavities of which are connected to the third executive line of the distribution block [2].
Недостатком известного гидропривода является сложность конструкции за счет использования нескольких распределителей. A disadvantage of the known hydraulic drive is the design complexity due to the use of several valves.
Задачей изобретения является упрощение конструкции гидропривода и повышение его экономичности в эксплуатации (за счет снижения потерь энергии). The objective of the invention is to simplify the design of the hydraulic actuator and increase its efficiency in operation (by reducing energy losses).
Эта задача решается тем, что распределительный блок выполнен в виде четырехпозиционного пятилинейного распределителя, в двух из рабочих позиций которого входная и выходная линии соединены каждая с соответствующей из первых двух исполнительных линий, а третья исполнительная линия - с входной линией, в третьей рабочей позиции первые две исполнительные линии соединены с выходной линией, а третья исполнительная линия - с входной линией, при этом в нейтральной позиции входная и третья исполнительные линии соединены с выходной линией, а первые две исполнительные линии перекрыты. This problem is solved by the fact that the distribution block is made in the form of a four-position five-line distributor, in two of the working positions of which the input and output lines are connected each to the corresponding of the first two executive lines, and the third executive line to the input line, in the third working position the first two executive lines are connected to the output line, and the third executive line is connected to the input line, while in the neutral position the input and third executive lines are connected to the output line, and the first e two executive lines are closed.
Кроме того, входная линия распределительного блока соединена с его выходной линией через нормально закрытый клапан давления, пружинная полость которого через клапан ИЛИ соединена с полостями гидродвигателя. In addition, the input line of the distribution block is connected to its output line through a normally closed pressure valve, the spring cavity of which through the OR valve is connected to the cavities of the hydraulic motor.
На чертеже представлена принципиальная схема гидропривода. The drawing shows a schematic diagram of a hydraulic actuator.
Гидропривод содержит распределительный блок 1, входная (напорная) линия 2 которого соединена с источником питания (на чертеже не показан), выходная (сливная) линия 3 - со сливом, а две исполнительные линии 4 и 5 сообщены с поршневой 6 и штоковой 7 полостями гидроцилиндра 8 соответственно гидролиниями 9 и 10 с установленными в них управляемыми обратными клапанами 11 и 12. Полости 13 и 14 управления управляемых обратных клапанов 11 и 12 соответственно подключены к третьей исполнительной линии 15 распределительного блока 1. The hydraulic actuator contains a distribution unit 1, the input (pressure)
Распределительный блок 1 выполнен в виде четырехпозиционного пятилинейного распределителя. При первой рабочей позиции (а) золотника распределительного блока его исполнительные линии 4 и 15 соединены с входной линией 2, а исполнительная линия 5 - с выходной линией 3. При второй рабочей позиции (б) золотника распределительного блока его исполнительная линия 4 соединена с выходной линией 3, а исполнительные линии 5 и 15 - с входной линией 2. В результате в двух указанных позициях распределительного блока источник питания и слив через управляемые обратные клапаны 11 и 12 подключены к соответствующим полостям 6 и 7 гидроцилиндра 8, а полости 13 и 14 управления управляемых обратных клапанов - к источнику питания. Distribution block 1 is made in the form of a four-position five-line distributor. At the first working position (a) of the spool of the distribution block, its
При третьей рабочей позиции (в) золотника распределительного блока 1 его исполнительные линии 4 и 5 соединены с выходной линией 3, а исполнительная линия 15 - с входной линией 2. Тем самым полости 6 и 7 гидроцилиндра 8 через управляемые обратные клапаны 11 и 12 подключены к сливу, а полости 13 и 14 управления последних - к источнику питания. При нейтральной позиции (н) золотника распределительного блока его исполнительные линии 4 и 5 перекрыты (в результате чего поршневая 6 и штоковая 7 полости гидроцилиндра 8 заперты), а входная 2 и третья исполнительная 15 линии соединены с выходной линией 3 (тем самым источник питания и полости 13 и 14 управления управляемых обратных клапанов 11 и 12 подключены к сливу). At the third working position (c) of the spool of the distribution block 1, its
Гидропривод снабжен нормально закрытым клапаном 16 давления, гидравлический вход и полость управления которого соединены с входной линией 2 распределительного блока 1 и через нее с источником питания, выход соединен с выходной линией 3 блока 1 и через нее со сливом, а пружинная полость - с выходом клапана ИЛИ 17, один вход которого соединен с полостью 6, а другой - с полостью 7 гидроцилиндра 8. Пружинная полость клапана 16 давления герметично отделена от других полостей и каналов этого клапана посредством уплотнения. The hydraulic actuator is equipped with a normally closed
Усилия предварительного поджатия пружин и эффективные площади подвижных (запорно-регулирующих) элементов клапана 16 давления и управляемых обратных клапанов 11 и 12 таковы, что при любых одинаковых давлениях в пружинной полости клапана давления и в полости управляемого обратного клапана 11 (12), соединенной с полостью 6 (7) гидроцилиндра 8, и сливном давлении в полости управляемого обратного клапана 11 (12), соединенной с исполнительной линией 4 (5) распределительного блока 1, давление в полости управления 13 (14) управляемого обратного клапана 11 (12), необходимое для открывания его проходного сечения, несколько меньше давления в полости управления клапана 16 давления, необходимого для открывания проходного сечения последнего. The efforts of preloading the springs and the effective area of the movable (locking-regulating) elements of the
Для определенности на чертеже показано, что распределительный блок 1 выполнен с управлением от рукоятки. В общем случае управление распределительным блоком может быть иным (электромагнитным, гидравлическим, электрогидравлическим). For clarity, the drawing shows that the distribution block 1 is made with control from the handle. In general, the control of the distribution block may be different (electromagnetic, hydraulic, electro-hydraulic).
Гидропривод работает следующим образом. The hydraulic actuator operates as follows.
При нейтральной позиции (н) золотника распределительного блока 1 рабочая жидкость от источника питания поступает во входную линию 2, а из нее через открытое золотником окно в выходную линию 3 блока 1 и далее на слив. В результате источник питания работает при незначительных перепаде давления и потребляемой мощности, что повышает экономичность гидропривода в процессе его эксплуатации. With the neutral position (n) of the spool of the distribution block 1, the working fluid from the power source enters the
Поскольку при нейтральной позиции золотника распределительного блока 1 его третья исполнительная линия 15 соединена с выходной линией 3 и через нее со сливом, то давление в линии 15 и в соединенных с ней полостях 13 и 14 управления управляемых обратных клапанов 11 и 12 невелико и запорно-регулирующие элементы клапанов 11 и 12 под действием пружин и жидкости прижаты к своим седлам. В итоге управляемые обратные клапаны 11 и 12 запирают полости 6 и 7 гидроцилиндров 8 в направлении исполнительных линий 4 и 5 соответственно распределительного блока 1, которые в рассматриваемом случае перекрыты золотником распределительного блока. Since at the neutral position of the spool of the distribution block 1, its
Перетечка жидкости между полостями 6 и 7 гидроцилиндра 8 через клапан ИЛИ 17 исключается парой запорно-регулирующий элемент - седло последнего, а утечка жидкости из полости гидроцилиндра 8 с наибольшим в текущий момент времени давлением через клапан 16, с пружинной полостью которого упомянутая полость гидроцилиндра соединена через клапан ИЛИ 17, исключается благодаря тому, что пружинная полость клапана 16 давления отделена от других полостей и каналов этого клапана посредством уплотнения. The flow of fluid between the
Таким образом, при нейтральной позиции золотника распределительного блока 1 полости 6 и 7 гидроцилиндра 8 надежно заперты, что обеспечивает фиксацию выходного звена гидроцилиндра в любом заданном положении. Thus, at the neutral position of the spool of the distribution block 1, the
При первой рабочей позиции (а) золотника распределительного блока 1 жидкость от источника питания через входную линию 2 и открытое в данном случае золотником рабочее окно поступает в исполнительную линию 4 распределительного блока и далее, отжав запорно-регулирующий элемент управляемого обратного клапана 11 от его седла, по гидролинии 9 проходит в полость 6 гидроцилиндра 8. Поскольку при этом третья исполнительная линия 15 распределительного блока 1 соединена с его входной линией 2, то давление в линии 15 и в соединенных с ней полостях 13 и 14 управления управляемых обратных клапанов 11 и 12 равно давлению в линии 2. В силу этого в рассматриваемом случае поршень управляемого обратного клапана 12 под действием жидкости, находящейся в полости 14 управления данного клапана, смещается в направлении запорно-регулирующего элемента клапана 12, отжимая его от соответствующего седла и открывая проходное сечение для
выхода жидкости из полости 7 гидроцилиндра 8 через гидролинию 10, управляемый обратный клапан 12, исполнительную линию 5 распределительного блока 1, открытое золотником последнего рабочее окно блока и выходную линию 3 на слив (пока не открылось проходное сечение управляемого обратного клапана 12, движение выходного звена гидроцилиндра 8 под действием жидкости, поступающей в его полость 6 от источника питания, невозможно и давление во входной линии 2 и в соединенных с ней линиях и полостях увеличивается).At the first working position (a) of the spool of the distribution block 1, the liquid from the power source through the
the fluid outlet from the
Таким образом, при первой рабочей позиции золотника распределительного блока 1 полость 6 гидроцилиндра 8 соединяется с источником питания гидропривода, а полость - со сливом, что влечет за собой движение выходного звена гидроцилиндра 8 в соответствующем направлении. Thus, at the first working position of the spool of the distribution block 1, the
Если давление в полости 6 гидроцилиндра 8 выше, чем в полости 7, то пружинная полость клапана 16 давления посредством клапана ИЛИ 17 соединяется с полостью 6 гидроцилиндра 8. При этом разность давлений в управляющей и пружинной полостях клапана давления оказывается равной перепаду давления на участке гидропривода от входной линии 2 распределительного блока 1 до полости 6 гидроцилиндра 8. Указанный перепад давления зависит от расхода рабочей жидкости, поступающей в полость 6 гидроцилиндра 8 от источника питания, и от площади рабочего окна распределительного блока 1, через которое входная линия 2 блока соединяется с его исполнительной линией 4. Уменьшение степени открывания упомянутого рабочего окна при условии, что проходное сечение клапана 16 давления остается закрытым, а расход рабочей жидкости, поступающей к распределительному блоку 1 от источника питания, не изменяется, сопровождается увеличением потерь давления на рабочем окне и соответственно увеличением разности давлений в управляющей и пружинной полостях клапана давления. После открывания проходного сечения клапана 16 давления (при уменьшении ниже определенной величины площади рабочего окна, соединяющего линии 2 и 4) равность давлений в управляющей и пружинной полостях клапана, а следовательно, и перепад давления на участке гидропривода от входной линии 2 распределительного блока до полости 6 гидроцилиндра 8 остаются практически постоянными (благодаря малой жесткости пружины клапана 16). В этих условиях изменение степени открывания рабочего окна, соединяющего линии 2 и 4, влечет за собой пропорциональное изменение расхода рабочей жидкости, поступающей в полость 6 гидроцилиндра 8 от источника питания (излишек жидкости поступает на слив через клапан 16 давления), и тем самым пропорциональное изменение скорости движения выходного звена гидроцилиндра 8, причем величина указанной скорости не зависит от нагрузки на выходном звене гидроцилиндра. If the pressure in the
При второй рабочей позиции (б) золотника распределительного блока 1 жидкость от источника питания через входную линию 2 и открытое в данном случае золотником рабочее окно поступает в исполнительную линию 5 распределительного блока и далее, отжав запорно-регулирующий элемент управляемого обратного клапана 12 от его седла, по гидролинии 10 проходит в полость 7 гидроцилиндра 8. Поршень управляемого обратного клапана 11 под действием жидкости, находящейся в полости 13 управления данного клапана, которая при этом соединена с входной линией 2 распределительного блока 1, смещается в направлении запорно-регулирующего элемента клапана 11, отжимая его от соответствующего седла и открывая проходное сечение для выхода жидкости из полости 6 гидроцилиндра 8 через гидролинию 9, управляемый обратный клапан 11, исполнительную линию 4 распределительного блока, открытое золотником последнего рабочее окно блока и выходную линию 3 на слив. В результате происходит движение выходного звена гидроцилиндра 8 в направлении, противоположном по отношению к вышерассмотренному случаю. При этом также возможно инвариантное по отношению к нагрузке регулирование скорости движения выходного звена гидроцилиндра 8 путем изменения площади рабочего окна, соединяющего входную 2 и исполнительную 5 линии распределительного блока 1. At the second working position (b) of the spool of the distribution block 1, the liquid from the power source through the
При третьей рабочей позиции (в) золотника распределительного блока 1 его входная линия 2 соединена с третьей исполнительной линией 15 блока, а исполнительные линии 4 и 5 соединяются между собой и выходной линией 3. Давление рабочей жидкости в линиях 2 и 15 и соответственно в соединенных с линией 15 полостях 13 и 14 управляемых обратных клапанов 11 и 12 повышается. Поршни клапанов 11 и 12 смещаются в направлении запорно-регулирующих элементов этих клапанов, отжимают их от соответствующих седел и открывают рабочие окна для прохода жидкости. В результате полости 6 и 7 гидроцилиндра 8 открытые рабочие окна управляемых обратных клапанов 11 и 12 и распределительного блока 1 и линии 9, 10, 4, 5 и 3 отказываются соединенными между собой и со сливом, что обеспечивает плавающее состояние выходного звена гидроцилиндра 8. At the third working position (c) of the spool of the distribution block 1, its
Увеличение давления во входной линии 2 распределительного блока 1 сверх того, которое в каждый текущий момент времени требуется для открывания проходных сечений управляемых обратных клапанов 11 и 12, приводит к открыванию проходного сечения клапана 16 давления, что предотвращает дальнейший рост давления в линии 2 и тем самым на выходе источника питания гидропривода. При этом жидкость от источника питания через линию 2 и клапан 16 поступает в линию 3 и далее на слив под давлением, определяемым главным образом эффективными площадями запорно-регулирующего элемента клапана 16 давления и давлением в его пружинной полости, которое равно давлению в той из полостей 6 и 7 гидроцилиндра 8, где величина давления больше (соответствующая коммутация пружинной полости клапана 16 с той или иной полостью гидроцилиндра 8 обеспечивается посредством клапана ИЛИ). The increase in pressure in the
Поскольку при плавающем состоянии выходного звена гидроцилиндра давления в полостях гидроцилиндра, как правило, невелики, то на рассматриваемом режиме работы гидропривода слив жидкости из линии 2 в линию 3 через клапан 16 происходит преимущественно при невысоком давлении на выходе источника питания гидропривода и соответственно при небольших затратах энергии на гидропривод. Since, as a rule, the pressure in the hydraulic cylinder cavities is small when the output link of the hydraulic cylinder is floating, then in the considered mode of operation of the hydraulic actuator, the liquid is drained from
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5015291 RU2031257C1 (en) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | Hydraulic drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5015291 RU2031257C1 (en) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | Hydraulic drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2031257C1 true RU2031257C1 (en) | 1995-03-20 |
Family
ID=21590919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5015291 RU2031257C1 (en) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | Hydraulic drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2031257C1 (en) |
-
1991
- 1991-12-02 RU SU5015291 patent/RU2031257C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 569190, кл. F 15B 13/02, 1975. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1569443, кл. F 15B 11/02, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4856131B2 (en) | Hydraulic system of work machine | |
US5791142A (en) | Hydraulic control valve system with split pressure compensator | |
US5878647A (en) | Pilot solenoid control valve and hydraulic control system using same | |
US7204185B2 (en) | Hydraulic system having a pressure compensator | |
US7258058B2 (en) | Metering valve with integral relief and makeup function | |
US7204084B2 (en) | Hydraulic system having a pressure compensator | |
US7614336B2 (en) | Hydraulic system having augmented pressure compensation | |
EP0066151B1 (en) | Hydraulic control system comprising a pilot operated check valve | |
USRE38355E1 (en) | Electrohydraulic control device for double-acting consumer | |
US20080295681A1 (en) | Hydraulic system having an external pressure compensator | |
US8479504B2 (en) | Hydraulic system having an external pressure compensator | |
US5673557A (en) | Displacement control system for variable displacement type hydraulic pump | |
RU2031257C1 (en) | Hydraulic drive | |
EP0416130A1 (en) | Hydraulic valve capable of pressure compensation | |
JP3289852B2 (en) | Direction control valve for flow rate support | |
EP2005006B1 (en) | Pilot-operated differential-area pressure compensator and control system for piloting same | |
KR100652871B1 (en) | Flow control apparatus for heavy equipment | |
US5291821A (en) | Hydraulic circuit for swivel working machine | |
US4942900A (en) | Pressure control valve | |
US20120205563A1 (en) | Valve arrangement for actuating a load | |
US4960035A (en) | Control system for a hydraulic lift driven by a variable displacement pump | |
KR100511197B1 (en) | Apparatus of hydrauric control valve | |
EP0160265B1 (en) | Hydraulic control system | |
JP2821923B2 (en) | Actuator merge control circuit | |
KR100221587B1 (en) | Direction control valve assembly |