RU2293878C1 - Axial-flow piston machine incorporating adjusting piston position transducer - Google Patents
Axial-flow piston machine incorporating adjusting piston position transducer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293878C1 RU2293878C1 RU2005127190/06A RU2005127190A RU2293878C1 RU 2293878 C1 RU2293878 C1 RU 2293878C1 RU 2005127190/06 A RU2005127190/06 A RU 2005127190/06A RU 2005127190 A RU2005127190 A RU 2005127190A RU 2293878 C1 RU2293878 C1 RU 2293878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- spring
- housing
- cavity
- rod
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Actuator (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области регулируемых гидромашин, а именно: к аксиально-поршневым машинам с переменным рабочим объемом.The invention relates to the field of adjustable hydraulic machines, namely: to axial-piston machines with variable displacement.
Известна аксиально-поршневая машина с электрогидравлическим управлением по патенту РФ №2155275, содержащая качающий узел и механизм регулирования с поршнем управления, предназначенным для перестановки положения качающего узла. Датчик положения поршня выполнен в виде линейного трансформатора, размещен в выточке поршня и прикреплен к крышке корпуса механизма регулирования, а подвижный сердечник трансформатора соединен с поршнем управления.Known axial piston machine with electro-hydraulic control according to the patent of the Russian Federation No. 2155275, containing a pumping unit and a control mechanism with a control piston designed to rearrange the position of the pumping unit. The piston position sensor is made in the form of a linear transformer, placed in the piston groove and attached to the cover of the control mechanism housing, and the movable core of the transformer is connected to the control piston.
Недостатком известной аксиально-поршневой машины является расположение трансформатора в полости под давлением рабочей жидкости, что накладывает ограничения по применению номенклатуры рабочих жидкостей, кроме того, существует проблема защиты катушки трансформатора и герметизации контактных элементов электрических соединений, поэтому управляющее давление в данных машинах применяется на порядок меньше рабочего давления, что вынуждает увеличивать также на порядок площадь поршня управления по сравнению с механизмами регулирования, работающими на рабочем давлении, что, в свою очередь, обусловливает значительные габаритные размеры таких машин.A disadvantage of the known axial piston machine is the location of the transformer in the cavity under the pressure of the working fluid, which imposes restrictions on the use of the range of working fluids, in addition, there is the problem of protecting the transformer coil and sealing the contact elements of electrical connections, so the control pressure in these machines is applied an order of magnitude less operating pressure, which also forces an increase in the area of the control piston by an order of magnitude compared to control mechanisms, p Botha on the operating pressure, which in turn leads to significant dimensions of such machines.
Известна аксиально-поршневая машина (патент DE №10119236, F 04 B 1/30), выбранная за прототип, содержащая качающий узел с наклонным блоком цилиндров, вращающимся вокруг оси центральной цапфы, и входящие в цилиндры блока поршни, шарнирно опирающиеся на фланец вала, установленного в корпусе на подшипниках. С противоположной от подшипников стороны блок цилиндров опирается на распределитель с каналами подвода/отвода жидкости к цилиндрам наклонного блока. Распределитель поворачивается по поверхности вращения в корпусе механизма регулирования посредством установленного в корпусе механизма регулирования поршня управления с пальцем, установленным в поршне управления поперечно и имеющего связь с распределителем. С противоположной стороны распределитель связан с датчиком угла поворота. Поршневая и штоковая полости поршня управления расположены с одной стороны от пальца, и поршень в районе установки пальца имеет увеличенный диаметр (опорный диаметр). В поршне внутри опорного диаметра имеется выточка для установки пружины выведения качающего узла с нулевого рабочего объема. Поршневая полость образована установкой на конец штоковой части поршня дополнительного поршня.Known axial piston machine (patent DE No. 10119236, F 04 B 1/30), selected for the prototype, comprising a pumping unit with an inclined cylinder block rotating around the axis of the central axle, and pistons included in the cylinder block, articulated on the shaft flange, mounted in a housing on bearings. On the opposite side of the bearings, the cylinder block rests on a distributor with channels for supplying / discharging liquid to the cylinders of the inclined block. The distributor rotates on the surface of rotation in the housing of the control mechanism by means of a control piston installed in the housing of the control mechanism with a finger mounted transversely in the control piston and connected to the distributor. On the opposite side, the distributor is connected to a rotation angle sensor. The piston and rod cavities of the control piston are located on one side of the finger, and the piston in the area of the finger installation has an increased diameter (reference diameter). In the piston inside the reference diameter there is a recess for installing a spring for removing the pumping unit from zero working volume. The piston cavity is formed by installing an additional piston at the end of the piston rod portion of the piston.
Недостатком данной машины являются значительные габаритные размеры и возможные люфты механизма привода датчика угла поворота вследствие двойного преобразования движения распределителя. Кроме этого, датчик угла поворота, расположенный на торце машины, ограничивает возможность размещения каналов подвода/отвода к машине.The disadvantage of this machine is the significant overall dimensions and possible backlash of the drive mechanism of the angle sensor due to double conversion of the movement of the distributor. In addition, the angle sensor located at the end of the machine limits the possibility of placing channels of approach / withdrawal to the machine.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - упрощение конструкции, повышение надежности и уменьшение габаритных размеров аксиально-поршневой машины.The problem solved by the invention is to simplify the design, increase reliability and reduce the overall dimensions of the axial piston machine.
Поставленная задача решается тем, что в аксиально-поршневой машине с датчиком положения поршня регулирования, содержащей качающий узел и механизм регулирования; в корпусе механизма регулирования установлен дифференциальный поршень регулирования со штоком, кинематически связанный с распределителем качающего узла посредством пальца, связанного с одной стороны со штоком поршня регулирования, а с другой стороны - с распределителем качающего узла; в корпусе механизма регулирования с одной стороны по отношению к пальцу выполнена первая полость для установки поршня регулирования, между противоположными торцевыми поверхностями поршня регулирования в первой полости образованы соответственно штоковая и поршневая полости, согласно изобретению шток поршня регулирования выходит во вторую полость, выполненную в корпусе механизма регулирования с другой стороны относительно пальца, датчик положения поршня регулирования содержит пружину, постоянный магнит и датчик Холла, при этом пружина установлена между противолежащими друг другу торцевой поверхностью штока поршня регулирования и внутренней торцевой поверхностью корпуса или крышки корпуса механизма регулирования, одним концом пружина связана со штоком поршня регулирования, с другой стороны последний рабочий виток пружины зафиксирован от поворота относительно корпуса; постоянный магнит размещен внутри рабочего витка пружины, датчик Холла установлен в корпусе механизма регулирования с наружной стороны пружины напротив постоянного магнита.The problem is solved in that in an axial piston machine with a position sensor of the regulation piston, comprising a pumping unit and a regulation mechanism; a differential control piston with a rod kinematically connected to the distributor of the pumping unit by means of a pin connected on one side to the rod of the control piston and on the other hand to the distributor of the pumping unit is installed in the body of the control mechanism; in the housing of the control mechanism, on the one hand with respect to the finger, a first cavity is made for mounting the control piston, rod and piston cavities are formed respectively between the opposite end surfaces of the control piston in the first cavity, according to the invention, the control piston rod extends into the second cavity made in the control mechanism body on the other hand with respect to the finger, the control piston position sensor comprises a spring, a permanent magnet and a Hall sensor, while the spring mounted on each other between the opposing end surface of the piston rod and adjusting the inner end surface of the housing or the housing cover adjusting mechanism, one end of the spring is connected with the piston rod regulation, on the other hand the last working coil spring is fixed against rotation relative to the housing; a permanent magnet is placed inside the working coil of the spring, the Hall sensor is installed in the housing of the control mechanism on the outside of the spring opposite the permanent magnet.
В аксиально-поршневой машине конец рабочего витка пружины может быть отогнут и размещен в выемке корпуса или крышки корпуса механизма регулирования.In an axial piston machine, the end of the working coil of the spring can be bent and placed in the recess of the housing or housing cover of the control mechanism.
В аксиально-поршневой машине датчик Холла может быть размещен в выемке, выполненной в корпусе механизма регулирования и изолированной от второй полости, при этом корпус механизма регулирования со стороны размещения датчика Холла на участке, длиной не менее хода рабочего витка пружины, выполнен из немагнитного материала.In an axial piston machine, the Hall sensor can be placed in a recess made in the housing of the control mechanism and isolated from the second cavity, while the housing of the control mechanism on the side of the Hall sensor in a section not less than the stroke of the working coil of the spring is made of non-magnetic material.
Аксиально-поршневая машина содержит регулируемый качающий узел и механизм регулирования. Качающий узел содержит наклонный блок цилиндров, опирающийся на распределитель. При изменении угла наклона блока цилиндров изменяется рабочий объем машины, и таким образом осуществляется регулирование ее выходной характеристики. Для регулирования положения качающего узла распределитель кинематически связывают с поршнем регулирования. При изменении положения поршня регулирования соответственно изменяется положение распределителя, следовательно, меняется угол наклона блока цилиндров. Поршень регулирования установлен в корпусе механизма регулирования; изменение положения поршня осуществляют путем изменения давления в поршневой полости поршня регулирования, в зависимости от величины которого шток регулирования перемещается.The axial piston machine contains an adjustable pumping unit and a control mechanism. The pumping unit contains an inclined cylinder block supported by a distributor. When the angle of the cylinder block is changed, the working volume of the machine changes, and thus its output characteristic is regulated. To regulate the position of the pumping unit, the distributor is kinematically connected with the control piston. When changing the position of the control piston, the position of the distributor accordingly changes, therefore, the angle of inclination of the cylinder block changes. The regulation piston is installed in the housing of the regulation mechanism; a change in the position of the piston is carried out by changing the pressure in the piston cavity of the control piston, depending on the size of which the control rod moves.
В корпусе механизма регулирования выполнены две полости, расположенные с противоположных сторон по отношению к пальцу. В первой полости, размещен поршень регулирования, шток которого выходит во вторую полость. С противоположных сторон поршня регулирования в первой полости образованы соответственно поршневая (большая) полость и штоковая (меньшая) полость. В первой полости отсутствуют токоведущие элементы, следовательно, нет никаких ограничений для того, чтобы в поршневой и штоковой полостях давление поднималось до рабочего значения управления. Таким образом, габариты поршня регулирования минимальны и выбраны исходя из величины рабочего давления управления.In the body of the control mechanism there are two cavities located on opposite sides with respect to the finger. In the first cavity, a control piston is placed, the rod of which extends into the second cavity. On the opposite sides of the control piston in the first cavity, respectively, a piston (large) cavity and a rod (smaller) cavity are formed. There are no current-carrying elements in the first cavity; therefore, there are no restrictions for the pressure in the piston and rod cavities to rise to the operating control value. Thus, the dimensions of the control piston are minimal and are selected based on the magnitude of the operating pressure of the control.
Во второй полости корпуса механизма регулирования размещен датчик положения поршня регулирования. Указанный датчик содержит пружину, постоянный магнит и датчик Холла. Пружина установлена между противолежащими друг другу торцевой поверхностью штока поршня регулирования и внутренней торцевой поверхностью корпуса или крышки корпуса механизма регулирования (если корпус со стороны штока поршня регулирования закрыт крышкой). С одной стороны пружина связана со штоком поршня регулирования, а с другой стороны последний (рабочий) виток пружины зафиксирован от поворота относительно корпуса механизма регулирования, например, путем крепления рабочего витка пружины к корпусу или к крышке корпуса механизма регулирования. Постоянный магнит размещен внутри рабочего витка пружины, а датчик Холла установлен в корпусе механизма регулирования снаружи относительно рабочего витка пружины напротив постоянного магнита, т.е. в зоне действия магнитного поля постоянного магнита.In the second cavity of the housing of the regulation mechanism, a position sensor of the regulation piston is located. The specified sensor contains a spring, a permanent magnet and a Hall sensor. The spring is installed between the opposite end face of the control piston rod and the inner end surface of the housing or cover of the control mechanism housing (if the housing on the side of the control piston rod is closed by a cover). On the one hand, the spring is connected to the rod of the control piston, and on the other hand, the last (working) coil of the spring is fixed from rotation relative to the control mechanism housing, for example, by attaching the working coil of the spring to the housing or to the cover of the control mechanism housing. A permanent magnet is placed inside the working coil of the spring, and the Hall sensor is installed in the housing of the control mechanism outside relative to the working coil of the spring opposite the permanent magnet, i.e. in the area of the magnetic field of a permanent magnet.
Наличие постоянного магнита в датчике положения поршня регулирования необходимо для того, чтобы датчик Холла реагировал на магнитное поле и изменение магнитного поля, создаваемого этим магнитом.The presence of a permanent magnet in the position sensor of the control piston is necessary for the Hall sensor to respond to the magnetic field and the change in the magnetic field created by this magnet.
Использование датчика Холла целесообразно, поскольку он обладает малыми размерами и установка его в конструкции машины не приведет к увеличению ее габаритов, а именно: не приведет к увеличению габаритов механизма регулирования.The use of the Hall sensor is advisable, since it is small and its installation in the design of the machine will not lead to an increase in its dimensions, namely: it will not lead to an increase in the dimensions of the control mechanism.
Особенностью датчика Холла является то, что он реагирует на изменение магнитного поля только в ограниченном пространстве вокруг себя. Ход поршня регулирования несоизмеримо больше диапазона чувствительности датчика Холла, поэтому датчик Холла будет реагировать на изменение магнитного поля только в пределах части возможного перемещения поршня регулирования. Для того чтобы измерять и реагировать на весь диапазон хода поршня регулирования, необходимо полный ход поршня регулирования преобразовывать в иной изменяющийся параметр, на который будет реагировать датчик Холла в течение всего хода поршня регулирования. Таким изменяющимся параметром будет являться ход последнего рабочего витка пружины, зафиксированного от поворота относительно корпуса механизма регулирования. Поскольку рабочий виток зафиксирован от поворота относительно корпуса, его жесткость будет значительно большей, по сравнению с жесткостью пружины в остальной части ее витков. При перемещении поршня регулирования будет изменяться ход пружины, подпружинивающей поршень, при этом в течение всего хода штока регулирования будет соответственно изменяться ход рабочего витка. Ход рабочего витка, поскольку он зафиксирован относительно корпуса механизма регулирования, будет гораздо меньшим, чем ход остальных витков пружины. При изменении хода поршня регулирования происходит изменение состояния пружины (она или сжимается или разжимается в зависимости от направления хода поршня). При этом, поскольку рабочий виток имеет большую жесткость по сравнению с остальными витками пружины, при изменении хода поршня большему ходу всех витков пружины (за исключением рабочего витка) будет соответствовать меньший ход (соответственно его жесткости) рабочего витка. Следовательно, определенному ходу поршня регулирования будет соответствовать определенный ход рабочего витка пружины. Таким образом осуществляется преобразование значительного хода поршня регулирования в малый ход рабочего витка пружины, подпружинивающей поршень.A feature of the Hall sensor is that it reacts to a change in the magnetic field only in a limited space around itself. The control piston stroke is incommensurably greater than the sensitivity range of the Hall sensor, therefore, the Hall sensor will respond to a change in the magnetic field only within part of the possible movement of the control piston. In order to measure and respond to the entire range of the control piston stroke, it is necessary to convert the full stroke of the control piston to another variable parameter, to which the Hall sensor will respond throughout the entire stroke of the control piston. Such a changing parameter will be the stroke of the last working coil of the spring, fixed from rotation relative to the housing of the control mechanism. Since the working coil is fixed from rotation relative to the housing, its stiffness will be much greater compared to the stiffness of the spring in the rest of its coils. When moving the control piston, the stroke of the spring spring-loaded piston will change, while during the entire stroke of the control rod the stroke of the working coil will accordingly change. The stroke of the working coil, since it is fixed relative to the housing of the control mechanism, will be much smaller than the course of the remaining turns of the spring. When the stroke of the control piston changes, the state of the spring changes (it either compresses or expands, depending on the direction of the piston stroke). At the same time, since the working coil has greater stiffness compared to the other coils of the spring, when the piston stroke is changed, the larger stroke of all the coil of the spring (except for the working coil) will correspond to a smaller stroke (accordingly to its stiffness) of the working coil. Therefore, a certain stroke of the working coil of the spring will correspond to a certain stroke of the control piston. Thus, a significant stroke of the control piston is converted into a small stroke of the working coil of the spring, spring-loaded piston.
Постоянный магнит, установленный внутри рабочего витка пружины, создает вокруг себя магнитное поле, которое замыкается через виток и датчик Холла. Поскольку датчик Холла установлен напротив постоянного магнита, он находится в зоне действия магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом.A permanent magnet installed inside the working coil of the spring creates a magnetic field around itself, which closes through the coil and the Hall sensor. Since the Hall sensor is installed opposite the permanent magnet, it is in the zone of action of the magnetic field created by the permanent magnet.
В случае, когда датчик Холла расположен внутри корпуса механизма регулирования в выемке, изолированной от второй полости, необходимо обеспечить работоспособность датчика положения, т.е. обеспечить возможность замыкания силовых линий магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, через датчик Холла, для этого корпус механизма регулирования со стороны размещения датчика Холла выполнен из немагнитного материала на участке длиной не менее хода рабочего витка.In the case where the Hall sensor is located inside the housing of the control mechanism in a recess isolated from the second cavity, it is necessary to ensure the operability of the position sensor, i.e. to provide the possibility of closing the lines of force of the magnetic field created by a permanent magnet through the Hall sensor, for this the control mechanism housing from the side of the Hall sensor placement is made of non-magnetic material in a section with a length not less than the working revolution.
При изменении положения рабочего витка относительно постоянного магнита и датчика Холла, будет изменяться количество силовых линий магнитного поля, пересекающих виток и замыкающихся через датчик Холла, следовательно, будет изменяться сигнал с выхода датчика Холла. Данный сигнал будет изменяться с изменением положения рабочего витка в течение всего хода поршня регулирования. Таким образом, изменение хода рабочего витка вызывает изменение магнитного поля вокруг датчика Холла, который, реагируя на это изменение, преобразует величину изменяющегося магнитного поля в изменяющийся электрический сигнал на своем выходе. Определенному положению рабочего витка (а соответственно, положению поршня регулирования) будет соответствовать вполне определенный сигнал на выходе датчика Холла. Поскольку перемещение рабочего витка имеет ограниченный диапазон, достаточный для того, чтобы быть зафиксированным датчиком Холла, обеспечивается возможность измерения и контроля положения поршня регулирования в течение всего его хода в процессе регулирования рабочего объема машины. Жесткость пружины, подпружинивающей поршень регулирования, выбирается исходя из условия обеспечения необходимой жесткости рабочего витка при его закреплении относительно корпуса механизма регулирования с тем, чтобы в процессе перемещения поршня регулирования ход рабочего витка всегда был в зоне реагирования датчика Холла.When changing the position of the working coil relative to the permanent magnet and the Hall sensor, the number of magnetic field lines crossing the coil and closing through the Hall sensor will change, therefore, the signal from the output of the Hall sensor will change. This signal will change with a change in the position of the working coil during the entire stroke of the control piston. Thus, a change in the course of the working coil causes a change in the magnetic field around the Hall sensor, which, in response to this change, converts the magnitude of the changing magnetic field into a changing electric signal at its output. A certain position of the working coil (and, accordingly, the position of the control piston) will correspond to a well-defined signal at the output of the Hall sensor. Since the movement of the working coil has a limited range sufficient to be detected by the Hall sensor, it is possible to measure and control the position of the control piston during its entire course during the regulation of the working volume of the machine. The stiffness of the spring, springing the control piston, is selected based on the conditions for ensuring the necessary rigidity of the working coil when it is fixed relative to the body of the control mechanism so that during the movement of the control piston the working coil is always in the response zone of the Hall sensor.
Размещение датчика Холла в выемке корпуса механизма регулирования, изолированной от второй полости, позволяет полностью исключить влияние рабочей среды на работоспособность датчика Холла; кроме того, исключается проблема герметизации электрических выводов датчика.The placement of the Hall sensor in the recess of the housing of the control mechanism, isolated from the second cavity, completely eliminates the influence of the working environment on the performance of the Hall sensor; in addition, the problem of sealing the electrical terminals of the sensor is eliminated.
Размещение постоянного магнита и пружины во второй полости никаким образом не влияет на надежность их работы, т.к. это не токоведущие элементы. Следует отметить, что вторая полость сообщена с внутренней полостью машины, давление в ней соответствует давлению во внутренней полости машины и составляет порядка 1 атм. Поскольку во вторую полость выведен шток поршня регулирования всегда имеют место быть утечки рабочей среды по зазорам между штоком и корпусом механизма регулирования, поэтому для предотвращения создания во второй полости избыточного давления, которое может влиять на процесс регулирования, вторая полость сообщена с внутренней полостью машины, следовательно, рабочая среда имеет возможность выходить из второй полости.Placing a permanent magnet and a spring in the second cavity in no way affects the reliability of their work, because These are not live parts. It should be noted that the second cavity is in communication with the internal cavity of the machine, the pressure in it corresponds to the pressure in the internal cavity of the machine and is about 1 atm. Since the piston rod of the control piston is brought out into the second cavity, there are always leaks of the working medium through the gaps between the rod and the body of the control mechanism; therefore, to prevent the overpressure in the second cavity, which may affect the control process, the second cavity is in communication with the internal cavity of the machine, therefore , the working environment has the ability to exit the second cavity.
В случае, если датчик Холла не изолирован от второй полости, его устанавливают таким образом, чтобы электрические контакты были выведены наружу через корпус механизма регулирования. При этом проблема герметизации электрических контактов также отсутствует, т.к. контакты выведены наружу через корпус, а не через вторую полость. Давление во второй полости соответствует давлению во внутренней полости машины (примерно 1 атм), т.е. не является повышенным, следовательно, применение стандартных средств герметизации электрических выводов датчика Холла обеспечит необходимую надежность и герметичность.If the Hall sensor is not isolated from the second cavity, it is installed so that the electrical contacts are brought out through the housing of the control mechanism. In this case, the problem of sealing electrical contacts is also absent, because the contacts are brought out through the housing, and not through the second cavity. The pressure in the second cavity corresponds to the pressure in the internal cavity of the machine (approximately 1 atm), i.e. is not increased, therefore, the use of standard means of sealing the electrical terminals of the Hall sensor will provide the necessary reliability and tightness.
Датчик Холла имеет малые размеры, поэтому для его размещения не требуется увеличения толщины стенок корпуса механизма регулирования. Датчик Холла может быть размещен в пределах имеющейся толщины стенки корпуса механизма регулирования.The Hall sensor is small in size, so it does not require an increase in the wall thickness of the control mechanism housing to accommodate it. The Hall sensor can be placed within the existing wall thickness of the housing of the control mechanism.
Заявляемая конструкция аксиально-поршневой машины с датчиком положения поршня регулирования значительно проще, чем известные машины, поскольку датчик положения поршня регулирования содержит минимальное количество конструктивных элементов. Все конструктивные элементы датчика положения поршня регулирования размещены и установлены в пределах имеющихся объемов машины и не влекут увеличения ее габаритов обусловленных установкой датчика положения. В заявляемой машине отсутствует двойное преобразование хода поршня регулирования, отсутствуют конструктивные элементы, у которых возможно наличие люфта при работе машины.The inventive design of an axial piston machine with a position sensor of the regulation piston is much simpler than the known machines, since the position sensor of the regulation piston contains a minimum number of structural elements. All structural elements of the regulation piston position sensor are located and installed within the available machine volumes and do not entail an increase in its dimensions due to the installation of the position sensor. In the inventive machine there is no double conversion of the stroke of the control piston, there are no structural elements that may have play during machine operation.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет снизить габаритные размеры аксиально-поршневой машины с датчиком положения поршня регулирования за счет минимизации размеров датчика положения и размещения его конструктивных элементов в пределах имеющихся объемов и размеров машины. Исключение из конструкции машины элементов, у которых возможно возникновение люфта в процессе работы машины, исключение нахождения электрических выводов в рабочей среде позволяет повысить надежность аксиально-поршневой машины в целом, а также повысить стабильность и надежность измерений, осуществляемых датчиком положения поршня регулирования.Thus, the claimed invention allows to reduce the overall dimensions of the axial piston machine with a position sensor of the regulation piston by minimizing the size of the position sensor and placing its structural elements within the available volumes and dimensions of the machine. The exclusion from the design of the machine of elements that may cause play during the operation of the machine, the exclusion of the electrical terminals in the working medium improves the reliability of the axial piston machine as a whole, as well as improves the stability and reliability of measurements made by the position piston of the control piston.
Датчик хода поршня регулирования, содержащий датчик Холла, пружину и магнит, прост по конструкции и по изготовлению, не требует специальной оснастки.A control piston stroke sensor containing a Hall sensor, a spring and a magnet is simple in design and manufacturing, does not require special equipment.
Простота конструкции датчика хода поршня предопределяет надежность его работы, точность измерений.The simplicity of the design of the piston stroke sensor determines the reliability of its operation, the accuracy of measurements.
Зафиксировать последний виток пружины, подпружинивающей поршень регулирования, можно, например, таким образом: отогнуть часть витка и завести его в отверстие, выполненное в крышке корпуса механизма регулирования.To fix the last turn of the spring, spring-loaded control piston, you can, for example, in this way: bend part of the coil and bring it into the hole made in the cover of the control mechanism housing.
Следует отметить, что пружина, подпружинивающая шток поршня регулирования, может выполнять дополнительные функцию, а именно: функцию выведения машины с нуля. Или наоборот, заявленное изобретение можно использовать в конструкциях машин, в которых выведение с нуля обеспечивается посредством пружины, подпружинивающей поршень регулирования, используя эту пружину как элемент датчика положения поршня регулирования.It should be noted that the spring, springing the piston rod of the control piston, can perform additional functions, namely: the function of removing the machine from scratch. Or vice versa, the claimed invention can be used in the construction of machines in which the removal from scratch is provided by means of a spring spring-loaded control piston, using this spring as an element of the position sensor of the control piston.
Т.е. в пределах заявленной конструкции изобретение позволяет обеспечить как необходимое слежение за положением поршня регулирования, так и выведение машины с нуля.Those. within the claimed design, the invention allows to provide both the necessary tracking of the position of the control piston, and the removal of the machine from scratch.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображена заявляемая аксиально-поршневая машина в разрезе.Figure 1 shows the inventive axial piston machine in section.
На фиг.2 изображен вид Д по сечению, проходящему через продольную ось штока регулирования.Figure 2 shows a view of D along a section passing through the longitudinal axis of the control rod.
Аксиально-поршневая машина с датчиком положения поршня регулирования содержит корпус 1, в котором на подшипниках 2 установлен вал 3 с фланцем 4. Фланец 4 шарнирно соединен с поршнями 5 и центральной цапфой 6. Поршни 5 расположены в цилиндрах 7 вращающегося вокруг оси центральной цапфы 6 наклонного блока 8, который приводится во вращение фланцем 4 вала 3 и поршнями 5. Ход поршней 5 определяется углом поворота, образованным осью вращения блока 8 и осью вращения вала 3. Блок 8 опирается на распределитель 9, прилегающий по поверхности вращения к корпусу 10 механизма регулирования, распределитель 9 прижимается к корпусу 10 под действием усилия пружины 11, подпружинивающей центральную цапфу 6, и гидравлического давления в цилиндрах 7.An axial piston machine with a control piston position sensor comprises a housing 1 in which a shaft 3 with a flange 4 is mounted on the bearings 2. The flange 4 is pivotally connected to the pistons 5 and the central pin 6. The pistons 5 are located in the cylinders 7 of the inclined axis rotating around the axis of the central pin 6 block 8, which is driven into rotation by the flange 4 of the shaft 3 and the pistons 5. The stroke of the pistons 5 is determined by the angle of rotation formed by the axis of rotation of the block 8 and the axis of rotation of the shaft 3. Block 8 is supported by a distributor 9 adjacent to the housing 10 control mechanism, the distributor 9 is pressed against the housing 10 under the action of the force of the spring 11, spring-loaded central pin 6, and hydraulic pressure in the cylinders 7.
Регулирование рабочего объема машины обеспечивается скольжением распределителя 9 по опорной поверхности вращения корпуса 10 вдоль направляющих 12. Перемещение распределителя 9 по опорной поверхности корпуса 10 осуществляется дифференциальным поршнем регулирования, состоящим из штока 13 и поршня 14. Дифференциальный поршень кинематически связан с распределителем 9 посредством пальца 15. Т.е. с одной стороны палец 15 входит в соответствующее отверстие, выполненное в распределителе 9, а другим концом палец установлен в штоке 13.The regulation of the working volume of the machine is ensured by the sliding of the distributor 9 along the supporting surface of rotation of the housing 10 along the guides 12. The movement of the distributor 9 along the supporting surface of the housing 10 is carried out by a differential control piston consisting of a rod 13 and piston 14. The differential piston is kinematically connected to the distributor 9 by means of a finger 15. Those. on one side, the finger 15 enters the corresponding hole made in the distributor 9, and the other end of the finger is installed in the rod 13.
В корпусе 10 с одной стороны пальца 15 выполнена первая полость, в которой установлен поршень 14.In the housing 10, on one side of the finger 15, a first cavity is made in which the piston 14 is mounted.
Между противоположными торцевыми поверхностями поршня 14 штока 13 в первой полости образованы соответственно штоковая полость 16 (меньшая полость) и поршневая полость 17 (большая полость). Штоковая полость 16 соединена каналами 18, 19 через расположенные в них обратные клапаны 20, 21 со входом А и с выходом В машины. Штоковая полость 16 каналом 22 соединена с клапаном регулирования 23, установленным в крышке 24, закрывающей поршневую полость 17. Электромагнитный гидравлический клапан 23 соединен каналом 25 с поршневой полостью 17 и каналом 26 со сливом в бак (не показано). Клапан 23 выполнен в виде подвижного золотника 27, соединенного со штоком 28 электромагнита 29.Between the opposite end surfaces of the piston 14 of the rod 13 in the first cavity are formed, respectively, the rod cavity 16 (smaller cavity) and the piston cavity 17 (large cavity). The rod cavity 16 is connected by
С противоположной стороны от пальца 15 в корпусе 10 выполнена вторая полость 30, соединенная с внутренней полостью машины, которая, в свою очередь, соединяется с баком. В полости 30 размещена пружина 31, упирающаяся одним концом в шток 13, а другим концом - в крышку 32, закрывающую полость 30. Пружина 31 зафиксирована от поворота относительно корпуса 10 за счет отогнутого последнего витка 33, который входит в отверстие 34 крышки 32. Для регулировки положения конечного витка 33 пружины, являющегося рабочим витком, на дне крышки 32 выполнено несколько отверстий 34, расположенных по среднему диаметру пружины 31. Во внутреннем пространстве пружины 31 около витка 33 установлен неподвижно постоянный магнит 35. За внешним диаметром пружины 31 около конечного витка 33 в зоне действия магнитного поля постоянного магнита 35 установлен неподвижно пропорциональный датчик Холла 36.On the opposite side of the finger 15 in the housing 10 is a
Заявляемая аксиально-поршневая машина работает следующим образом.The inventive axial piston machine operates as follows.
Машина функционально состоит из двух узлов: регулируемого качающего узла и механизма регулирования, регулирующего рабочий объем машины. Качающий узел состоит из вала 3 с подшипниками 2 и вращающегося на центральной цапфе наклонного блока цилиндров 8 с поршнями 5 и распределителя 9, кинематически связанного с дифференциальным поршнем.The machine functionally consists of two nodes: an adjustable pumping unit and a regulation mechanism that regulates the working volume of the machine. The pumping unit consists of a shaft 3 with bearings 2 and an inclined cylinder block 8 with pistons 5 rotating on a central pin and a distributor 9 kinematically connected with a differential piston.
Механизм регулирования предназначен для изменения рабочего объема аксиально-поршневой машины за счет изменения угла наклона блока 8 к оси вала 3. Механизм регулирования включает палец 15, шарнирно соединенный с распределителем 9 и зафиксированный поперечно в штоке 13. Полость 16 постоянно соединена с рабочим давлением машины. Давление в поршневой полости 17 регулируется золотником 27 клапана 23 в зависимости от приложенного управляющего воздействия на золотник 27 со стороны штока 28 электромагнита 29.The control mechanism is designed to change the working volume of the axial piston machine by changing the angle of inclination of the block 8 to the axis of the shaft 3. The control mechanism includes a pin 15, pivotally connected to the distributor 9 and fixed laterally in the rod 13. The cavity 16 is constantly connected to the working pressure of the machine. The pressure in the piston cavity 17 is regulated by the spool 27 of the
В нейтральном положении золотника 27 электромагнитного клапана 23 обеспечивается равновесие сил давления, действующих на поршень 14. В процессе работы изменение положения золотника 27 электромагнитного гидравлического клапана 23 приводит к изменению давления в полости 17, при этом меняется соотношение сил, действующих на поршень 14 со стороны полостей 17 и 16, что вызывает перемещение дифференциального поршня. При перемещении дифференциального поршня, связанного с распределителем 9 пальцем 15, происходит изменение угла наклона блока 8 к оси вала 3 и изменение рабочего объема машины.In the neutral position of the spool 27 of the
В процессе перемещения штока 13 меняется положение пружины 31 и витка 33 соответственно. Изменение положения витка 33 вызывает изменение сигнала с выхода датчика Холла, что позволяет обеспечить слежение за положением дифференциального поршня.In the process of moving the rod 13, the position of the spring 31 and the coil 33 changes, respectively. A change in the position of coil 33 causes a change in the signal from the output of the Hall sensor, which allows tracking the position of the differential piston.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127190/06A RU2293878C1 (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Axial-flow piston machine incorporating adjusting piston position transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127190/06A RU2293878C1 (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Axial-flow piston machine incorporating adjusting piston position transducer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2293878C1 true RU2293878C1 (en) | 2007-02-20 |
Family
ID=37863474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005127190/06A RU2293878C1 (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Axial-flow piston machine incorporating adjusting piston position transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2293878C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105179159A (en) * | 2015-09-10 | 2015-12-23 | 浙江大学 | Direct-drive type high-response axial plunger type variable hydraulic motor with servo motor |
-
2005
- 2005-08-29 RU RU2005127190/06A patent/RU2293878C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105179159A (en) * | 2015-09-10 | 2015-12-23 | 浙江大学 | Direct-drive type high-response axial plunger type variable hydraulic motor with servo motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101322404B1 (en) | Electric control valve for variable displacement compressor | |
| EP1806506A2 (en) | Compact hydraulic actuator system | |
| US5634390A (en) | Rotary actuator | |
| US8222895B2 (en) | Displacement sensing device | |
| CN102725573A (en) | Subsea valve actuator having visual manual position indicator connected to a manual override shaft | |
| US5752427A (en) | Adjustable hydro-static radial piston machine | |
| US7367258B2 (en) | Longitudinally adjustable reversible axial piston machine | |
| EP1306552B1 (en) | Electro-hydraulic pump control system | |
| RU2293878C1 (en) | Axial-flow piston machine incorporating adjusting piston position transducer | |
| US20020014149A1 (en) | Hydrostatic variable displacement pump having springs arranged outside the servocylinder pressure chamber | |
| RU51682U1 (en) | AXIAL PISTON MACHINE WITH REGULATOR PISTON SENSOR | |
| DE19819960B4 (en) | Axial piston machine with integrated Schwenkwegmeßsystem | |
| ITMO20100215A1 (en) | AXIAL PISTON MACHINE | |
| CN111828694A (en) | Axial piston machine with a valve cartridge integrated into a connecting plate | |
| RU2338090C2 (en) | Axial-piston machine with regulating piston stroke converter | |
| RU54403U1 (en) | AXIAL PISTON MACHINE WITH PISTON REGULATOR CONVERTER | |
| US20220397439A1 (en) | Three-Port Proportional Flow Control Valve with an Integrated Turbine for Flow Rate Sensing | |
| RU2286479C1 (en) | Axial-piston hydraulic machine with pickup of control piston position | |
| KR101016934B1 (en) | Electric thrust piston pump device | |
| US11261861B2 (en) | Hydrostatic piston machine | |
| RU49138U1 (en) | AXIAL PISTON MACHINE WITH PISTON CONTROL CONVERTER PISTON | |
| JP4563200B2 (en) | Oblique shaft type variable displacement pump / motor | |
| RU2155275C1 (en) | Variable-displacement pump | |
| RU2293879C1 (en) | Adjustable axial-flow piston machine incorporating distributor position transducer | |
| RU48599U1 (en) | AXIAL PISTON HYDRAULIC MACHINE WITH POSITION POSITION SENSOR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090830 |