RU2361120C2

RU2361120C2 - One-stage electrohydraulic power amplifier with flat spool hydraulic control valve

Info

Publication number: RU2361120C2
Application number: RU2007125883/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Разинцев (RU); Валерий Иванович Разинцев
Original assignee: Валерий Иванович Разинцев
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-07-10
Also published as: RU2007125883A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: proposed power amplifier is designed for aircraft electrohydraulic automatic control systems. The amplifier comprises electro mechanic converter with its output link being articulated, via a lever, with the control member of the flat spool hydraulic control valve. The base of the latter has working openings and working fluid feed and discharge channels. Aforesaid base communicates with electro mechanic converter via the cup. The cylindrical bushing is pressed in the electro mechanic converter lever, along its lengthwise axis. The base of the flat spool hydraulic control valve is linked up with aforesaid converter with the help of a rigid bushing furnished with two face flanges. Radial seal is arranged between the hydraulic control valve base and aforesaid cup.

EFFECT: reduced power of electro mechanic converter, ease of manufacture.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электрогидравлическим следящим приводам (ЭГСП), широко применяемым в различных отраслях современной техники. Это системы управления летательных аппаратов, автоматизированное испытательное оборудование в авиационной и автомобильной промышленностях, станки с цифровым программным управлением, системы управления прокатными станами и непрерывной разливки металлов, а также целый ряд других применений. Главным элементом любого ЭГСП, во многом определяющим его статические, динамические и эксплуатационные характеристики, является электрогидравлический усилитель мощности (ЭГУ). ЭГУ различаются по числу каскадов усиления (однокаскадные, двухкаскадные и трехкаскадные) и по типу гидрораспределителя (ГР), управляемого электромеханическим преобразователем (ЭМП) (ЭГУ типа «сопло-заслонка», ЭГУ типа «струйная трубка» и ЭГУ золотникового типа). Золотниковые ЭГУ в свою очередь подразделяются на ЭГУ с цилиндрическим золотниковым ГР и ЭГУ с плоским золотниковым ГР на упругом подвесе. Последний тип ЭГУ подробно описан в работе [Разинцев В.И. «Электрогидравлические усилители мощности». М.: «Машиностроение», 1980 г.], в которой показано, что этот тип ЭГУ, применяемый как однокаскадный гидроусилитель или в качестве первого каскада в многокаскадных гидроусилителях, имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими типами ЭГУ (работа на полном давлении нагнетания, гарантированный зазор, лучшие энергетические характеристики).The invention relates to electro-hydraulic servo drives (EGSP), widely used in various fields of modern technology. These are aircraft control systems, automated test equipment in the aviation and automotive industries, digitally controlled machine tools, control systems for rolling mills and continuous casting of metals, as well as a number of other applications. The main element of any EGSP, which largely determines its static, dynamic and operational characteristics, is an electro-hydraulic power amplifier (EHU). EHUs differ in the number of amplification cascades (single-stage, two-stage, and three-stage) and the type of hydraulic distributor (GR) controlled by an electromechanical converter (EMI) (nozzle-damper type EHU, jet tube type EHU, and spool type EHU). Spool EHUs, in turn, are subdivided into EHUs with a cylindrical spool GR and an EHU with a flat spool GR on an elastic suspension. The last type of EHU is described in detail in the work [Razintsev V.I. "Electro-hydraulic power amplifiers." M .: "Mechanical Engineering", 1980], which shows that this type of EGU, used as a single-stage hydraulic booster or as the first stage in multi-stage hydraulic booster, has a number of advantages compared to other types of EGU (operation at full discharge pressure , guaranteed clearance, best energy performance).

С учетом вышеизложенного в предлагаемом изобретении в качестве прототипа будет рассматриваться однокаскадный ЭГУ с плоским золотниковым ГР на упругом подвесе, принципиальная гидравлическая схема которого изображена на рис.2 вышеуказанной книги.In view of the foregoing, in the present invention, a single-stage EGU with a flat spool GR on an elastic suspension, the hydraulic circuit diagram of which is shown in Fig. 2 of the above book, will be considered as a prototype.

Однокаскадный ЭГУ-прототип с плоским золотниковым ГР содержит:A single-stage EG prototype with a flat spool GR contains:

- электромеханический преобразователь, выходное звено которого, рычаг, кинематически связано с регулирующим органом плоского золотникового ГР - цилиндрической втулкой;- an electromechanical converter, the output link of which, the lever, is kinematically connected with the regulating body of a flat spool GR - a cylindrical sleeve;

- основание плоского золотникового гидрораспределителя, в котором с помощью двух втулок выполнены рабочие окна и каналы для подвода и отвода рабочей жидкости;- the base of a flat spool valve, in which using two bushings made working windows and channels for supplying and discharging working fluid;

- стойку, установленную на основании плоского золотникового гидрораспределителя, с подвижной пластиной на упругом подвесе, образованном двумя продольными параллельными прорезями и четырьмя поперечными выемками;- a stand mounted on the basis of a flat spool valve, with a movable plate on an elastic suspension formed by two longitudinal parallel slots and four transverse recesses;

- основание гидроусилителя с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, соединенное с электромеханическим преобразователем через стакан.- the base of the hydraulic booster with channels for supplying and discharging the working fluid, connected to the electromechanical converter through a glass.

Недостатками ЭГУ-прототипа являются:The disadvantages of the EHU prototype are:

1. Сложность изготовления поперечных выемок с обеспечением жестких требований к толщине образуемых выемками перемычек, формирующих пружинную подвеску подвижной пластины с определенной жесткостью.1. The complexity of manufacturing transverse recesses with stringent requirements for the thickness formed by the recesses of the jumpers forming the spring suspension of the movable plate with a certain stiffness.

2. Жесткость пружин подвеса подвижной пластины определяется ее устойчивостью к усилию от давления нагнетания, действующего на торец цилиндрической втулки. В свою очередь жесткость пружин подвеса определяет мощность ЭМП.2. The stiffness of the suspension springs of the movable plate is determined by its resistance to effort from the discharge pressure acting on the end face of the cylindrical sleeve. In turn, the stiffness of the suspension springs determines the power of the EMF.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.The technical task of the invention is to remedy these disadvantages.

Поставленная задача решается тем, что усовершенствованный электрогидравлический усилитель мощности содержит:The problem is solved in that the advanced electro-hydraulic power amplifier contains:

- электромеханический преобразователь, выходное звено которого, рычаг, кинематически связано с регулирующим органом плоского золотникового гидрораспределителя - цилиндрической втулкой;- an electromechanical converter, the output link of which, the lever, is kinematically connected with the regulating body of the flat spool valve - a cylindrical sleeve;

- основание гидроусилителя с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, соединенное с электромеханическим преобразователем через стакан,- the base of the hydraulic booster with channels for supplying and discharging the working fluid, connected to the electromechanical converter through a glass,

при этом, согласно изобретениюaccording to the invention

- регулирующий орган плоского золотникового гидрораспределителя, цилиндрическая втулка, запрессован в рычаг электромеханического преобразователя вдоль его продольной оси;- the regulating body of the flat spool valve, a cylindrical sleeve, is pressed into the lever of the electromechanical converter along its longitudinal axis;

- основание плоского золотникового гидрораспределителя соединено с электромеханическим преобразователем с помощью жесткой втулки с двумя торцевыми фланцами;- the base of the flat spool valve is connected to the electromechanical converter using a rigid sleeve with two end flanges;

- между основанием гидроусилителя и стаканом установлено радиальное уплотнение.- between the base of the hydraulic booster and the cup, a radial seal is installed.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная конструктивная схема усовершенствованного электрогидравлического усилителя мощности.The essence of the claimed invention is illustrated by the drawing, which shows a schematic structural diagram of an improved electro-hydraulic power amplifier.

Вместо подвижной пластины на упругом подвесе с цилиндрической втулкой в усовершенствованном ЭГУ (см. чертеж) используется пружинный подвес якоря ЭМП (1), кинематически связанного с рычагом (2), в котором запрессована цилиндрическая втулка (5), ось которой совпадает с продольной осью рычага (2). Для сохранения отработанной технологии совместной обработки подвижной и неподвижной частей золотникового ГР в конструкцию усовершенствованного ЭГУ введена жесткая втулка (3), которая верхним торцом крепится к фланцу ЭМП (1), а нижним торцом крепится к основанию плоского золотникового гидрораспределителя (7). Нижний торец втулки (3) обрабатывается (шлифуется и притирается) совместно с нижним торцом цилиндрической втулки (5), запрессованной в рычаг (2). Для обеспечения собираемости усовершенствованного ЭГУ нижнее торцевое уплотнение стакана (6) в ЭГУ-прототипе заменяется на радиальное уплотнение (9).Instead of a movable plate on an elastic suspension with a cylindrical sleeve in an advanced EGU (see drawing), a spring suspension of an EMF armature (1) kinematically connected with a lever (2) is used, in which a cylindrical sleeve (5) is pressed in, the axis of which coincides with the longitudinal axis of the lever (2). To preserve the proven technology of joint processing of the movable and stationary parts of the slide valve, a rigid sleeve (3) has been introduced into the design of the advanced EGU, which is attached to the EMF flange (1) with the top end and attached to the base of the flat spool valve (7) with the bottom end. The lower end of the sleeve (3) is processed (ground and rubbed) together with the lower end of the cylindrical sleeve (5), pressed into the lever (2). To ensure the collection of the improved EHU, the lower mechanical seal of the glass (6) in the EHU prototype is replaced by a radial seal (9).

Усовершенствованный ЭГУ работает следующим образом.Advanced EHU works as follows.

При поступлении управляющего сигнала на управляющую обмотку ЭМП (1) якорь ЭМП и жестко связанный с ним рычаг (2) отклоняются от нейтрального положения на определенную величину, пропорциональную модулю управляющего сигнала, и в направлении, соответствующем знаку управляющего сигнала. Соответственно, смещается от гидравлического нуля цилиндрическая втулка (5), которая вместе с основанием (7) формирует классическое четерехкромочное гидрораспределение. Подвод рабочей жидкости под давлением нагнетания, отвод в сливную полость и гидравлическое управление тем или иным устройством гидроавтоматики производится через четыре отверстия в основании ЭГУ (8).Upon receipt of the control signal to the control coil of the EMF (1), the EMF armature and the arm (2) rigidly connected to it deviate from the neutral position by a certain amount proportional to the modulus of the control signal and in the direction corresponding to the sign of the control signal. Accordingly, the cylindrical sleeve (5), which together with the base (7) forms the classical four-edge hydrodistribution, is shifted from hydraulic zero. The supply of working fluid under discharge pressure, the discharge into the drain cavity and the hydraulic control of a hydraulic device by four holes in the base of the EGU (8).

В итоге имеем:As a result, we have:

- уменьшение мощности ЭМП;- decrease in the power of EMF;

- упрощение технологии изготовления и снижение стоимости ЭГУ.- simplification of manufacturing technology and reducing the cost of EHU.

Claims

A single-stage electro-hydraulic power amplifier with a flat spool valve containing:
an electromechanical converter, the output link of which through a lever is kinematically connected with the regulatory body of the flat spool valve with a cylindrical sleeve;
the base of a flat spool valve, in which using two bushings made working windows and channels for supplying and discharging working fluid;
the base of the hydraulic booster with channels for supplying and discharging the working fluid, connected to the electromechanical converter through a glass, characterized in that
a regulating body of a flat spool valve, a cylindrical sleeve, is pressed into the lever of the electromechanical converter along its longitudinal axis;
the base of the flat spool valve is connected to the electromechanical converter using a rigid sleeve with two end flanges;
between the base of the hydraulic booster and the cup a radial seal is installed.