RU2497027C1 - Hydraulic drive of discrete angular displacement - Google Patents

Hydraulic drive of discrete angular displacement Download PDF

Info

Publication number
RU2497027C1
RU2497027C1 RU2012146283/06A RU2012146283A RU2497027C1 RU 2497027 C1 RU2497027 C1 RU 2497027C1 RU 2012146283/06 A RU2012146283/06 A RU 2012146283/06A RU 2012146283 A RU2012146283 A RU 2012146283A RU 2497027 C1 RU2497027 C1 RU 2497027C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
valve
cover
hydraulic motor
bore
Prior art date
Application number
RU2012146283/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Борисович Овандер
Жорж Гавриилович Володин
Сергей Владимирович Волков
Александр Алексеевич Кабешкин
Валерий Федорович Николаев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ") filed Critical Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ")
Priority to RU2012146283/06A priority Critical patent/RU2497027C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497027C1 publication Critical patent/RU2497027C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.SUBSTANCE: hydraulic drive comprises housing 1 composed of s stator of part-turn actuator hydraulic motor. Housing 1 is furnished with hydraulic motor stator cover 2. Hydraulic motor rotor 6 with shaft 7 and vane 8, separator 9 of working chamber 4, 5 are fitted in housing bore 3 to make working chamber 4, 5. Said separator 9 is secured to inner end face of said bore 3 by studs 10. Shaft 7 has lengthwise channels 16 to feed working fluid from end face 17 into chambers 4, 5, said end face making the seat for hydraulic control valve. Said hydraulic control valve is arranged in said housing bore communicated with drain line 32 and includes end face 17, cover 18 flat slide valve 19. Cover 18 is rigidly secured to end 17 of shaft 7 while flat slide valve is secured thereto by bolt 20 screwed in rotor 6. Spacing washer 21 fitted on bead of bolt 20 makes a pivot for slide valve 19. Bolt 20 has bore communicated with drain line 30. Two through bores aligned with channels 16 and communicated therewith extend through the stack of valve parts 17-19 bolted together. Bushes 23 are fitted in bore 22 of slide valve 19 while plugs 24 are fitted in cover 18 to stop bores 22 on the side opposite channels 16. Bushes 23 divide annular grooves 25 on both ends of slide valve 19 into pressure sector 26 and discharge sector 27. Spring-loaded piston 41 has conical stem 42 with ball retainers 44 fitted in radial bores 43 of shaft 7 to interact with holes 45 in cover 2.EFFECT: decreased overall dimensions and weight, lower costs and higher efficiency.7 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроавтоматики, в частности к гидроприводам рулевого управления летательных аппаратов.The invention relates to the field of hydraulic, in particular to hydraulic steering control of aircraft.

Известен гидравлический привод, содержащий поворотный рычаг, кинематически связанный с установленным на оси поворотным плоским золотником, размещенным с зазором на основании, кинематически связанным с валом поворотного гидродвигателя, золотник выполнен с размещенными по полуокружности отверстиями, при этом в крышке выполнены полость напора и полость слива, а в отверстиях золотника установлены полые распределительные втулки, опертые на поверхность основания (RU №2027078).A hydraulic actuator is known, comprising a pivot arm kinematically connected to a rotary flat spool mounted on an axis, placed with a clearance on a base kinematically connected to a rotary hydraulic motor shaft, the spool made with openings located in a semicircle, and a pressure cavity and a drain cavity are made in the lid, and hollow distribution sleeves supported on the surface of the base are installed in the spool holes (RU No. 2027078).

Известен гидравлический привод, содержащий поворотный шаговый электродвигатель, связанный передачей с установленным на оси поворотным плоским золотником, размещенным с зазором между крышкой с каналами напора и слива и плитой, кинематически связанным с валом поршневого гидродвигателя поворотного рабочего органа, а также датчик положения золотника, выполненного с размещенными по полуокружности распределительными отверстиями одинакового диаметра, при этом в крышке и плите выполнены полость напора и полость слива (RU №2266234).A hydraulic drive is known, comprising a rotary stepper motor, coupled by a transmission mounted on an axis with a rotary flat spool, placed with a gap between the cover with pressure and drain channels and a plate kinematically connected to the shaft of the piston hydraulic motor of the rotary working body, and also a spool position sensor made with distribution holes of the same diameter placed along the semicircle, with a pressure cavity and a discharge cavity made in the lid and plate (RU No. 2266234).

Недостатками этих известных приводов являются большие габариты и вес, недостаточный диапазон углов поворота рабочего органа составляет ±33°, ограниченность максимальной нагрузки на рабочем органе - до 8 кгс-м, не обеспечена фиксация вала в нулевом положении при хранении и транспортировании в составе основного изделия.The disadvantages of these known drives are large dimensions and weight, the insufficient range of angles of rotation of the working body is ± 33 °, the limited maximum load on the working body is up to 8 kgf-m, the shaft is not fixed in the zero position during storage and transportation as part of the main product.

Известен гидравлический привод дискретного углового перемещения, содержащий корпус, внутри которого размещен неполноповоротный лопастной гидродвигатель со статором и торцовыми крышками, внутри которых с образованием рабочих полостей установлен ротор с выходным валом с одной или несколькими лопастями с пазами под пластинчатые уплотнения. Между лопастями установлены неподвижно закрепленные на статоре разделители. Подвод рабочей жидкости в рабочие полости гидродвигателя осуществляется через каналы в валу ротора от закрепленного на его торце гидрораспределителя, содержащего основание и крышку, между плоскими торцами которых на центральной оси установлен плоский поворотный золотник, причем все три детали гидрораспределителя пронизаны двумя перпендикулярными торцам отверстиями, выходящими наружу из основания через втулки к каналам в валу ротора и заглушенные в крышке. Гидрораспределитель имеет напорный канал в крышке и сливные каналы, а также узел крепления крышки к основанию. Золотник связан зубчатой передачей с управляющим шаговым электродвигателем, а вал гидродвигателя через зубчатую передачу вращает датчик угла поворота вала.A hydraulic discrete angular displacement drive is known, comprising a housing, inside of which a part-turn rotary vane hydraulic motor with a stator and end caps is placed, inside of which a rotor with an output shaft with one or several vanes with grooves for plate seals is installed with the formation of working cavities. Between the blades mounted separators fixed on the stator. The supply of working fluid to the working cavity of the hydraulic motor is carried out through the channels in the rotor shaft from the hydrodistributor fixed on its end, containing a base and a cover, between the flat ends of which a flat rotary valve is installed on the central axis, and all three parts of the hydraulic distributor are penetrated by two holes perpendicular to the ends from the base through the bushings to the channels in the rotor shaft and muffled in the cover. The control valve has a pressure channel in the cover and drain channels, as well as a unit for attaching the cover to the base. The spool is connected by a gear to the control stepper motor, and the hydraulic motor shaft rotates the shaft angle sensor through the gear transmission.

Такая конструкция гидропривода обладает свойством запоминать рассогласование углов поворота золотника и вала гидродвигателя, образующегося при отставании вращения вала от вращения золотника из-за разных скоростей их движения или в результате временной остановки вала из-за его перегрузки, с последующим автоматическим устранением этого рассогласования при снижении нагрузки на вал или замедления движения золотника (RU №2445517, прототип). Недостатки прототипа заключаются в следующем:This design of the hydraulic actuator has the ability to remember the mismatch of the rotation angles of the spool and the hydraulic motor shaft, formed when the rotation of the shaft lags the rotation of the spool due to different speeds of their movement or as a result of a temporary stop of the shaft due to its overload, with the subsequent automatic elimination of this mismatch when reducing the load on the shaft or slowing the movement of the spool (RU No. 2445517, prototype). The disadvantages of the prototype are as follows:

значительные массогабаритные показатели и издержки производства в связи с наличием нескольких деталей статора в корпусе;significant overall dimensions and production costs due to the presence of several parts of the stator in the housing;

невысокий КПД гидродвигателя с крышками, закрепленными на роторе, и с подвижными уплотнениями между ротором и статором, установленными вблизи наружного диаметра ротора, из-за больших потерь на трение в этих уплотнениях;low efficiency of the hydraulic motor with covers mounted on the rotor, and with movable seals between the rotor and the stator installed near the outer diameter of the rotor, due to the large friction losses in these seals;

невозможность увеличения угла поворота вала более 70° с сохранением способности запоминать рассогласования углов поворота вала и золотника;the inability to increase the angle of rotation of the shaft more than 70 ° while maintaining the ability to remember the mismatch of the angles of rotation of the shaft and spool;

- невозможность автоматического стопорения вала при выключении гидропривода и сбросе давления в его напорной линии.- the impossibility of automatic locking of the shaft when the hydraulic drive is turned off and the pressure is released in its pressure line.

Технической задачей изобретения является создание более эффективной конструкции гидропривода дискретного углового хода с расширением его функциональных возможностей.An object of the invention is the creation of a more efficient design of the hydraulic discrete angular stroke with the expansion of its functionality.

Технический результат состоит в уменьшении массогабаритных показателей и издержек производства, повышении КПД, увеличении диапазона углов поворота вала до 240° с сохранением угла рассогласования вала и золотника до завершения отработки рассогласования, обеспечении надежного автоматического стопорения вала при отключении гидропривода и сбросе давления в его напорной линии.The technical result consists in reducing the overall dimensions and production costs, increasing the efficiency, increasing the range of shaft rotation angles to 240 ° while maintaining the mismatch angle of the shaft and spool until the mismatch is complete, ensuring reliable automatic locking of the shaft when the hydraulic drive is turned off and the pressure in its pressure line is turned off.

Сущность изобретения состоит в том, что гидропривод дискретного углового хода содержит корпус, в котором размещен неполноповоротный лопастной гидродвигатель с ротором, установленным на валу с образованием рабочих полостей в статоре и снабженным, по меньшей мере, одной лопастью с уплотнениями, размещенными в пазах лопасти, причем между рабочими полостями гидродвигателя установлен, по меньшей мере, один неподвижно закрепленный на статоре разделитель, вал ротора выполнен с каналами для подвода в рабочие полости гидродвигателя рабочей жидкости от выполненного заодно с торцом ротора или закрепленного на нем основания гидрораспределителя, плоский поворотный золотник которого установлен на оси между сопряженными между собой плоскими поверхностями указанного основания и крышки гидрораспределителя, при этом основание, золотник и крышка гидрораспределителя выполнены с двумя сквозными перпендикулярными торцам отверстиями, подключенными к каналам вала ротора и заглушенными со стороны крышки гидрораспределителя, в которой выполнен напорный канал, золотник связан управляющей зубчатой передачей с управляющим шаговым электродвигателем, а вал гидродвигателя через зубчатую передачу обратной связи - с датчиком угла поворота вала, отличающийся тем, что статор гидродвигателя выполнен заодно с корпусом, непосредственно в расточке которого образованы рабочие полости гидродвигателя и установлен ротор с, по меньшей мере, одной лопастью, контактирующей с внутренней цилиндрической поверхностью расточки, а разделитель рабочих полостей закреплен к торцу этой расточки со стороны, противоположной крышке статора, дополнительно установленной на корпусе и выполненной с отверстием для вала ротора.The essence of the invention lies in the fact that the discrete angular stroke hydraulic drive comprises a housing in which a part-turn rotary vane hydraulic motor is mounted with a rotor mounted on the shaft to form working cavities in the stator and provided with at least one blade with seals located in the grooves of the blade, between the working cavities of the hydraulic motor, at least one separator is fixedly mounted on the stator, the rotor shaft is made with channels for supplying the working fluid to the working cavities of the hydraulic motor bones from a hydraulic distributor made integral with the end of the rotor or mounted on it, the flat rotary valve of which is mounted on the axis between the flat surfaces of the said base and the valve cover, interconnected, while the base, valve and valve cover are made with two through holes perpendicular to the ends connected to the channels of the rotor shaft and muffled from the side of the valve cover, in which the pressure channel is made, the spool is connected gearing with a control stepper motor, and the hydraulic motor shaft through a feedback gear with a shaft angle sensor, characterized in that the stator of the hydraulic motor is integral with the housing, in which the working cavities of the hydraulic motor are formed and a rotor with at least , with one blade in contact with the inner cylindrical surface of the bore, and the separator of the working cavities is fixed to the end of this bore from the side opposite the stator cover, installed on the housing and made with a hole for the rotor shaft.

Предпочтительно, в отверстиях золотника гидрораспределителя установлены втулки, разделяющие кольцевые канавки на его торцах на напорный и сливной секторы, причем в напорном секторе канавки соединены между собой каналами, а в сливном секторе к канавкам примыкают пазы, открытые на наружную поверхность золотника, при этом угол, образованный линиями, соединяющими центры отверстий и центр оси поворота золотника в напорном секторе, равен или превышает максимальный угол поворота вала гидродвигателя. Узел крепления крышки гидрораспределителя к основанию гидрораспределителя выполнен в виде центрального болта с продольным каналом, соединенным с напорной линией, снабженного закрепленной на нем между крышкой гидрораспределителя и основанием распорной шайбой, служащей осью золотника, в каждой лопасти ротора выполнено сквозное отверстие, в которое установлен стяжной болт, причем в зоне паза лопасти болт охвачен жестким кольцом-ограничителем прогиба, под которое в пластинчатом уплотнении имеется ответное отверстие, крышка гидрораспределителя снабжена зубчатым сектором, образующим зубчатую передачу датчика обратной связи по углу поворота вала, вал снабжен устройством механической фиксации в виде подпружиненного поршня, размещенного в расточке вала с образованием камеры, подключенной к напорному каналу гидрораспределителя, при этом подпружиненный поршень выполнен с коническим хвостовиком, вокруг которого в радиальных отверстиях вала установлены шаровые фиксаторы, с возможностью взаимодействия с лунками, выполненными в расточке крышки статора гидродвигателя.Preferably, bushings are installed in the openings of the valve spool, dividing the annular grooves at its ends into pressure and drain sectors, the grooves being connected by channels in the pressure sector, and grooves open to the grooves adjacent to the outer surface of the valve in the discharge sector, and the angle formed by lines connecting the centers of the holes and the center of the axis of rotation of the spool in the pressure sector is equal to or exceeds the maximum angle of rotation of the shaft of the hydraulic motor. The attachment site of the valve cover to the base of the valve is made in the form of a central bolt with a longitudinal channel connected to the pressure line, equipped with a washer fixed to it between the valve cover and the base, serving as the spool axis, a through hole is made in each rotor blade into which the coupling bolt is installed moreover, in the area of the groove of the blade, the bolt is surrounded by a rigid deflection ring-limiter, under which there is a reciprocal hole in the plate seal, the valve cover The separator is equipped with a gear sector forming a gear transmission of the feedback sensor according to the angle of rotation of the shaft, the shaft is equipped with a mechanical locking device in the form of a spring-loaded piston placed in the shaft bore to form a chamber connected to the pressure channel of the valve, while the spring-loaded piston is made with a tapered shank around which in the radial holes of the shaft mounted ball clamps, with the possibility of interaction with the holes made in the bore of the stator cover of the hydraulic motor.

При этом крышка статора выполнена Z-образной формы поперечного сечения.In this case, the stator cover is made of a Z-shaped cross section.

На фиг.1 изображена конструктивная схема гидропривода дискретного углового хода, на фиг.2 - разрез по А-А по фиг.1, на фиг.3 - конструктивная схема золотника гидрораспределителя.Figure 1 shows a structural diagram of a hydraulic actuator of discrete angular stroke, figure 2 is a section along aa in figure 1, figure 3 is a structural diagram of a spool valve.

Гидропривод дискретного углового хода содержит корпус 1, представляющий собой статор неполноповоротного исполнительного гидродвигателя. Корпус 1 снабжен установленной на резьбе и зафиксированной штифтом крышкой 2 статора гидродвигателя. В одной расточке 3 корпуса 1 с образованием рабочих полостей 4 и 5 установлены ротор 6 гидродвигателя с валом 7 и поворотной лопастью 8, разделитель 9 полостей 4, 5. Вал 7 с одной стороны проходит через сквозное осевое отверстие крышки 2. Разделитель 9 крепится к внутреннему (со стороны, противоположной крышке 2) торцу расточки 3 корпуса 1 с помощью штифтов 10. Лопасть 8 имеет паз с пластинчатым эластичным уплотнением 11 и поперечное сквозное отверстие 12, в котором установлен болт 13 с кольцом 14 ограничения прогиба, под которое в пластинчатых уплотнениях 11 сделаны ответные отверстия.The hydraulic discrete angular stroke contains a housing 1, which is a stator of a part-turn actuating hydraulic motor. The housing 1 is equipped with a threaded stator and a pin fixed to the cover 2 of the stator of the hydraulic motor. In one bore 3 of the housing 1 with the formation of working cavities 4 and 5, a hydraulic motor rotor 6 is installed with a shaft 7 and a rotary blade 8, a separator 9 of the cavities 4, 5. The shaft 7 on one side passes through the axial bore of the cover 2. The separator 9 is attached to the inner (from the side opposite to the cover 2) the end face of the bore 3 of the housing 1 with the help of pins 10. The blade 8 has a groove with a plate elastic seal 11 and a transverse through hole 12, in which a bolt 13 with a deflection limiting ring 14 is installed, under which in the plate seals 11 mating holes are made.

Вал 7 выполнен заодно с ротором 6, снабжен уплотнениями 15 и имеет продольные каналы 16 для подвода рабочей жидкости в рабочие полости 4,5 от поверхности его торца 17, служащего основанием (выполненного в виде основания) гидрораспределителя. Гидрораспределитель расположен в изолированной от расточки 3 соединенной со сливной линией 32 расточке корпуса 1 (не обозначена) и включает указанный торец 17 в качестве основания, крышку 18 гидрораспределителя и поворотный плоский золотник 19. Крышка 18 жестко, а плоский золотник 19 гидрораспределителя с возможностью поворота закреплены к торцу 17 вала 7 с помощью ввинченного в ротор 6 болта 20. Распорная шайба 21, установленная на цилиндрическом пояске болта 20, служит осью поворота для золотника 19. Болт 20 имеет со стороны, противоположной ротору 6, продольный канал 29, соединенный с напорной линией 30. Через пакет сопряженных болтом 20 частей 17-19 гидрораспределителя проходят насквозь два перпендикулярных плоскости торца 17 сквозных отверстия 22, соосные каналам 16 ротора 6 вала 7 и соединенные с ними. В золотнике 19 в отверстия 22 установлены втулки 23, а в крышке 18 имеют заглушки 24, закрывающие отверстия 22 со стороны, противоположной каналам 16. Втулки 23 разделяют кольцевые канавки 25 на обоих торцах золотника 19 на напорный 26 и сливной 27 секторы. В напорном секторе 26 кольцевые канавки 25 на обоих торцах (сторонах) золотника 19 соединены между собой отверстиями (сверлениями) 28 и, через каналы 29 в крышке 18 и в болте 20, подключены к напорной линии (каналу) 30 гидропривода. Угол а напорного сектора 26 между линиями, соединяющими центры отверстий 22 с осью поворота (центром) золотника 19, выполнен равным максимальному углу поворота ротора 6 до 240°. В сливном секторе 27 золотника 19 к кольцевым канавкам 25 примыкают (соединены) радиальные пазы 31, по которым происходит слив рабочей жидкости из канавок 25 сектора 27 золотника 19 в корпус 1 и далее в сливную линию 32 гидропривода. На наружной периферийной поверхности золотника 19 имеются зубья 33, образующие управляющую зубчатую передачу 34, связывающую его с управляющим шаговым электродвигателем 35, подключенным к внешней системе управления. На периферийной наружной поверхности крышки 18 золотника 19 имеется зубчатый сектор 36, образующий зубчатую передачу 37 обратной связи между валом 7 и датчиком 38 угла поворота вала 7. По оси вала 7 выполнен канал 39, подключенный каналом 29 к напорному каналу 30, соединенный с расточкой 40 у конца вала 7, в которой установлен подпружиненный поршень 41 с коническим хвостовиком 42, вокруг которого в радиальных отверстиях 43 вала 7 установлены шаровые фиксаторы 44 с возможностью взаимодействия с лунками 45 в крышке 2 статора гидродвигателя.The shaft 7 is made integral with the rotor 6, is equipped with seals 15 and has longitudinal channels 16 for supplying the working fluid to the working cavity 4,5 from the surface of its end face 17, which serves as the base (made in the form of a base) of the valve. The valve is located in the bore of the housing 1 (not indicated) isolated from the bore 3 and is not marked) and includes the said end face 17 as a base, the valve cover 18 and the rotary valve plate 19. The cover 18 is rigidly and the valve plate 19 is rotatably fixed to the end face 17 of the shaft 7 by means of a bolt screwed into the rotor 6. A spacer washer 21 mounted on the cylindrical belt of the bolt 20 serves as a pivot axis for the spool 19. The bolt 20 has a side opposite to the rotor 6, rodolny channel 29 connected to pressure line 30. After the package coupled bolt 20 parts 17-19 of the control valve pass through two perpendicular plane end 17 of the through hole 22, coaxial channels 16 of the rotor 6 and shaft 7 connected thereto. In the spool 19, bushings 23 are installed in the openings 22, and in the cover 18 they have plugs 24 that cover the openings 22 from the side opposite to the channels 16. The bushings 23 divide the annular grooves 25 at both ends of the spool 19 into pressure 26 and drain 27 sectors. In the pressure sector 26, the annular grooves 25 at both ends (sides) of the spool 19 are interconnected by holes (drills) 28 and, through the channels 29 in the cover 18 and in the bolt 20, are connected to the pressure line (channel) 30 of the hydraulic actuator. The angle a of the pressure sector 26 between the lines connecting the centers of the holes 22 with the axis of rotation (center) of the spool 19 is made equal to the maximum angle of rotation of the rotor 6 to 240 °. In the drain sector 27 of the spool 19, radial grooves 31 are connected (connected) to the annular grooves 25, along which the working fluid is drained from the grooves 25 of the sector 27 of the spool 19 into the housing 1 and then to the hydraulic drive drain line 32. On the outer peripheral surface of the spool 19 there are teeth 33 forming a control gear 34 connecting it to a control stepper motor 35 connected to an external control system. On the peripheral outer surface of the cover 18 of the spool 19 there is a gear sector 36, forming a feedback gear 37 between the shaft 7 and the angle of rotation sensor 38 of the shaft 7. A channel 39 is made along the axis of the shaft 7, connected by a channel 29 to a pressure channel 30 connected to a bore 40 at the end of the shaft 7, in which a spring-loaded piston 41 with a tapered shank 42 is installed, around which in the radial holes 43 of the shaft 7 are mounted ball clamps 44 with the possibility of interaction with the holes 45 in the cover 2 of the stator of the hydraulic motor.

Гидропривод работает следующим образом.The hydraulic actuator operates as follows.

До включения гидропривода в работу и при отсутствии давления в напорной линии 30 подпружиненный поршень 41 выталкивает шаровые фиксаторы 44 в лунки 45 и вал 7 механически фиксируется (стопорится) в крышке 2 гидропривода. После подачи давления в напорную линию 30 рабочая жидкость проходит по каналам 29, 39 под поршень 41 и отжимает его в крайнее правое (по фиг.1) положение, освобождая шаровые фиксаторы 44 и вал 7 от стопорения. При положении золотника 19, в котором его втулки 23 находятся против (соосны) отверстий 22, полости 4, 5 гидродвигателя затушены и его вал 7 гидравлически фиксируется (стопорится). Таким образом, в исходном положении при отсутствии электрического питания электродвигателя 35 вал 7 неподвижен и находится в любом устойчивом положении.Before turning on the hydraulic actuator and in the absence of pressure in the pressure line 30, the spring-loaded piston 41 pushes the ball clamps 44 into the holes 45 and the shaft 7 is mechanically fixed (locked) in the cover 2 of the hydraulic actuator. After applying pressure to the pressure line 30, the working fluid passes through the channels 29, 39 under the piston 41 and squeezes it to the extreme right (in Fig. 1) position, releasing the ball clamps 44 and the shaft 7 from locking. With the position of the spool 19, in which its bushings 23 are against (coaxial) holes 22, the cavities 4, 5 of the hydraulic motor are extinguished and its shaft 7 is hydraulically locked (locked). Thus, in the initial position in the absence of electric power to the electric motor 35, the shaft 7 is stationary and is in any stable position.

Информация от системы управления подается на шаговый электродвигатель 35 в виде последовательности однополярных прямоугольных управляющих импульсов напряжением, например, 26 В. При подаче одного импульса вал электродвигателя 35 поворачивается, например, на угол 3°. Режим работы электродвигателя 35 повторно-кратковременный. Частота отработки шагов 0,5-500 Гц, потребляемый ток не более 2А. После отработки управляющего сигнала вал электродвигателя 35 останавливается.Information from the control system is fed to the stepper motor 35 in the form of a sequence of unipolar rectangular control pulses with a voltage of, for example, 26 V. When a single pulse is applied, the shaft of the electric motor 35 is rotated, for example, by an angle of 3 °. The operation mode of the electric motor 35 is intermittent. The frequency of working steps is 0.5-500 Hz, the current consumption is not more than 2A. After processing the control signal, the shaft of the motor 35 stops.

Шаговый электродвигатель 35 осуществляет управляющее смещение (поворот) золотника 19 с помощью зубчатой передачи 34. Смещение золотника 19 при повороте шагового электродвигателя 35 приводит к подключению рабочих полостей 4,5 к напорной и сливной линиям 30, 32 и повороту вала 7 при преодолении им нагрузки в ту же сторону вслед за золотником 19 и на тот же угол до нового гидравлического стопорения. При этом одна рабочая полость, например, полость 4 гидродвигателя соединяется с нагнетанием, а другая полость 5 - со сливом. На лопасти 8 ротора 6 действует усилие от давления в соответствующей полости 4(5), а на роторе 6 и выходном валу 7 формируется крутящий момент. Номинальный момент на валу 7 гидродвигателя составляет 20-30 кгс·м при давлении до 300 кгс/см2.The stepper motor 35 controls the displacement (rotation) of the spool 19 using a gear 34. The displacement of the spool 19 when the stepper motor 35 is rotated leads to the connection of working cavities 4,5 to the pressure and drain lines 30, 32 and the rotation of the shaft 7 when it overcomes the load the same side after the spool 19 and the same angle until a new hydraulic locking. In this case, one working cavity, for example, the cavity 4 of the hydraulic motor is connected to the discharge, and the other cavity 5 is connected to the drain. The force 8 acts on the blades 8 of the rotor 6 from the pressure in the corresponding cavity 4 (5), and a torque is generated on the rotor 6 and the output shaft 7. The rated torque on the shaft 7 of the hydraulic motor is 20-30 kgf · m at a pressure of up to 300 kgf / cm 2 .

В случае запаздывания поворота вала 7 или недостаточности момента на валу 7 гидродвигателя для преодоления внешней нагрузки, гидрораспределитель сохраняет (запоминает) величину рассогласования и после замедления шагового двигателя 35 или снижения нагрузки на валу 7 гидропривод доводит вал 7 до заданного шаговым двигателем 35 угла поворота. Максимальный угол рассогласования поворота золотника 19 и вала 7 может достигать 240°, так как такую угловую протяженность имеет напорный сектор 26 золотника 19. Сектор 26 золотника 19 обеспечивает доступ рабочей жидкости в полости 4(5) при угловом рассогласовании между валом шагового электродвигателя 35 и валом 7 гидродвигателя до 120 шагов в любую сторону, что соответствует повороту вала электродвигателя 35 на угол ±360°.In the event of a delay in the rotation of the shaft 7 or insufficient torque on the shaft 7 of the hydraulic motor to overcome the external load, the valve distributes (remembers) the value of the mismatch and, after slowing down the stepper motor 35 or reducing the load on the shaft 7, the hydraulic actuator brings the shaft 7 to the rotation angle specified by the stepper motor 35. The maximum rotation deviation angle of the spool 19 and the shaft 7 can reach 240 °, since the pressure sector 26 of the spool 19 has such an angular extent. The spool 26 sector 26 provides access to the working fluid in the cavity 4 (5) with an angular mismatch between the shaft of the stepper motor 35 and the shaft 7 hydraulic motors up to 120 steps in any direction, which corresponds to the rotation of the shaft of the electric motor 35 by an angle of ± 360 °.

Совместно с валом 7 поворачивается крышка 18 золотника 19. Информация о положении вала 7 гидропривода формируется датчиком 38 угла поворота вала 7 благодаря жесткой связи последнего с крышкой 18 гидрораспределителя. Выходное напряжение датчика 38 пропорционально углу поворота вала 7.Together with the shaft 7, the cover 18 of the spool 19 is rotated. Information about the position of the shaft 7 of the hydraulic actuator is generated by the sensor 38 of the angle of rotation of the shaft 7 due to the rigid connection of the latter with the cover 18 of the valve. The output voltage of the sensor 38 is proportional to the angle of rotation of the shaft 7.

Выполнение статора гидродвигателя заодно с корпусом 1 гидропривода, выполнение его крышки 2 Z-образной формы, повышающей ее жесткость, и закрепление ее на корпусе 1 с помощью резьбового соединения, а также крепление разделителей 9 к торцу расточки 3 корпуса 1 и выполнение основания гидрораспределителя в виде торца 17 (заодно с торцем 17) ротора 6 вала 7 существенно снижают радиальный и осевой размеры гидропривода, его массу и издержки производства. Выполнение разделителей 9 рабочих камер 4, 5 неподвижными позволяет перенести уплотнения между ротором 6 и статором 2 с наружного диаметра ротора 6 на его минимальный диаметр, равный диаметру вала 7, что многократно снижает момент трения в уплотнениях и тем самым повышает КПД гидропривода.The stator of the hydraulic motor is integral with the housing 1 of the hydraulic actuator, the execution of its cover 2 is Z-shaped, increasing its rigidity, and its fastening to the housing 1 by means of a threaded connection, as well as the fastening of the spacers 9 to the end of the bore 3 of the housing 1 and the base of the valve in the form the end face 17 (along with the end face 17) of the rotor 6 of the shaft 7 significantly reduce the radial and axial dimensions of the hydraulic drive, its mass and production costs. The execution of the separators 9 of the working chambers 4, 5 motionless allows you to transfer seals between the rotor 6 and the stator 2 from the outer diameter of the rotor 6 to its minimum diameter equal to the diameter of the shaft 7, which greatly reduces the friction moment in the seals and thereby increases the efficiency of the hydraulic drive.

Выполнение кольцевых канавок 25 и втулок 23 в золотнике 19 гидрораспределителя (вместо выполнения их на основании) и выполнение в его сливном секторе 27 радиальных пазов 31, а также равенство угла поворота вала 7 и угла, образованного линиями, соединяющими центры отверстий 22 золотника 19 и центр оси поворота (шайбы 21) золотника 19 в напорном секторе 26 позволяют увеличить угол поворота вала 7 до 240° с возможностью сохранения рассогласования углов поворота золотника 19 и вала 7 до завершения отработки рассогласования.The implementation of the annular grooves 25 and the bushings 23 in the valve spool 19 (instead of performing them on the base) and the radial grooves 31 in its drain sector 27, as well as the equality of the angle of rotation of the shaft 7 and the angle formed by the lines connecting the centers of the openings 22 of the spool 19 and the center the rotation axis (washer 21) of the spool 19 in the pressure sector 26 can increase the angle of rotation of the shaft 7 to 240 ° with the possibility of maintaining a mismatch in the angles of rotation of the spool 19 and the shaft 7 until the development of the mismatch.

Применение в узле крепления крышки 18 к основанию (торцу 17 вала 7) гидрораспределителя центрального болта 20 с продольным отверстием 29 и распорной шайбой 21, закрепленной на цилиндрическом пояске болта 20 между крышкой 18 и основанием 17 упрощает конструкцию и снижает издержки производства.The use of a central bolt 20 with a longitudinal hole 29 and a spacer washer 21 mounted on the cylindrical belt of the bolt 20 between the cover 18 and the base 17 at the attachment point of the cover 18 to the base (end face 17 of the shaft 7) simplifies the design and reduces production costs.

Сквозное отверстие 12 в лопастях 8 ротора 6 со встроенными болтами 13 и жесткими кольцами-ограничителями 14 прогиба в зоне паза под плоские уплотнители 11 позволяет повысить жесткость лопастей 8 на изгиб и сократить их угловую протяженность, что необходимо для увеличения допустимого угла поворота вала 7.The through hole 12 in the blades 8 of the rotor 6 with built-in bolts 13 and rigid deflection rings 14 of the deflection in the groove zone under the flat seals 11 allows increasing the stiffness of the blades 8 for bending and reducing their angular length, which is necessary to increase the permissible angle of rotation of the shaft 7.

Установка в расточке у конца вала 7 подпружиненного поршня 41 с коническим хвостовиком 42, вокруг которого в радиальных отверстиях 43 вала 7 установлены шаровые фиксаторы 44, с возможностью их взаимодействия с лунками 45 в крышке 2 гидродвигателя и подключение расточки 40 с поршнем 41 к напорному каналу 30 гидрораспределителя обеспечивает автоматическое стопорение вала 7 при отключении гидропривода и сбросе давления в его напорной линии 30.Installation in a bore at the end of the shaft 7 of a spring-loaded piston 41 with a tapered shank 42, around which in the radial holes 43 of the shaft 7 are mounted ball clamps 44, with the possibility of their interaction with the holes 45 in the cover 2 of the hydraulic motor and connecting the bore 40 with the piston 41 to the pressure channel 30 the valve provides automatic locking of the shaft 7 when the hydraulic actuator is turned off and the pressure is released in its pressure line 30.

В результате обеспечиваются уменьшение массогабаритных показателей гидропривода в целом и издержек его производства с одновременным повышением КПД, увеличением диапазона углов поворота вала до 240°, а также надежность автоматической фиксации вала в нулевом положении при хранении и транспортировании в составе основного изделия.The result is a reduction in the overall dimensions of the hydraulic drive as a whole and production costs with a simultaneous increase in efficiency, an increase in the range of shaft rotation angles to 240 °, as well as the reliability of automatic shaft fixing in the zero position during storage and transportation as part of the main product.

Claims (7)

1. Гидропривод дискретного углового хода, содержащий корпус, в котором размещен неполноповоротный лопастной гидродвигатель с ротором, установленным на валу с образованием рабочих полостей в статоре и снабженным, по меньшей мере, одной лопастью с уплотнениями, размещенными в пазах лопасти, причем между рабочими полостями гидродвигателя установлен, по меньшей мере, один неподвижно закрепленный на статоре разделитель, вал ротора выполнен с каналами для подвода в рабочие полости гидродвигателя рабочей жидкости от выполненного заодно с торцем ротора или закрепленного на нем основания гидрораспределителя, плоский поворотный золотник которого установлен на оси между сопряженными между собой плоскими поверхностями указанного основания и крышки гидрораспределителя, при этом основание, золотник и крышка гидрораспределителя выполнены с двумя сквозными перпендикулярными торцам отверстиями, подключенными к каналам вала ротора и заглушенными со стороны крышки гидрораспределителя, в которой выполнен напорный канал, золотник связан управляющей зубчатой передачей с управляющим шаговым электродвигателем, а вал гидродвигателя через зубчатую передачу обратной связи - с датчиком угла поворота вала, отличающийся тем, что статор гидродвигателя выполнен заодно с корпусом, непосредственно в расточке которого образованы рабочие полости гидродвигателя и установлен ротор с, по меньшей мере, одной лопастью, контактирующей с внутренней цилиндрической поверхностью расточки, а разделитель рабочих полостей закреплен к торцу этой расточки со стороны, противоположной крышке статора, дополнительно установленной на корпусе и выполненной с отверстием для вала ротора.1. The hydraulic actuator is a discrete angular stroke, comprising a housing in which a part-turn rotary vane hydraulic motor is placed with a rotor mounted on the shaft to form working cavities in the stator and provided with at least one blade with seals located in the grooves of the blade, between the working cavities of the hydraulic motor at least one separator is fixedly mounted on the stator, the rotor shaft is made with channels for supplying working fluid to the working cavities of the hydraulic motor from the integral with the torus we have a rotor or a valve base fixed on it, a flat rotary valve of which is mounted on the axis between the flat surfaces of the specified base and the valve cover, interconnected, the base, valve and valve cover made with two through holes perpendicular to the ends connected to the channels of the rotor shaft and muffled from the side of the valve cover in which the pressure channel is made, the spool is connected by a control gear to a control m by a stepper motor, and the hydraulic motor shaft through a feedback gear transmission with a shaft angle sensor, characterized in that the hydraulic motor stator is integral with the housing, the working cavities of the hydraulic motor are formed directly in the bore thereof and a rotor with at least one blade is installed, in contact with the inner cylindrical surface of the bore, and the separator of the working cavities is fixed to the end of this bore from the side opposite to the stator cover, additionally mounted on the housing and made with a hole for the rotor shaft. 2. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что в отверстиях золотника гидрораспределителя установлены втулки, разделяющие кольцевые канавки на его торцах на напорный и сливной секторы, причем в напорном секторе канавки соединены между собой каналами, а в сливном секторе к канавкам примыкают пазы, открытые на наружную поверхность золотника, при этом угол, образованный линиями, соединяющими центры отверстий и центр оси поворота золотника в напорном секторе, равен или превышает максимальный угол поворота вала гидродвигателя.2. The hydraulic actuator according to claim 1, characterized in that bushings are installed in the spool valve openings separating the annular grooves at its ends into pressure and drain sectors, and in the pressure sector, the grooves are connected by channels, and in the drain sector grooves are adjacent to the grooves, open on the outer surface of the valve, the angle formed by the lines connecting the centers of the holes and the center of the axis of rotation of the valve in the pressure sector is equal to or exceeds the maximum angle of rotation of the hydraulic motor shaft. 3. Гидропривод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что узел крепления крышки гидрораспределителя к основанию гидрораспределителя выполнен в виде центрального болта с продольным каналом, соединенным с напорной линией, снабженного закрепленной на нем между крышкой гидрораспределителя и основанием распорной шайбой, служащей осью золотника.3. The hydraulic actuator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the attachment point of the valve cover to the valve base is made in the form of a central bolt with a longitudinal channel connected to a pressure line equipped with a spacer washer fixed to it between the valve cover and the base spool axis. 4. Гидропривод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в каждой лопасти ротора выполнено сквозное отверстие, в которое установлен стяжной болт, причем в зоне паза лопасти болт охвачен жестким кольцом-ограничителем прогиба, под которое в пластинчатом уплотнении имеется ответное отверстие.4. A hydraulic actuator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that each rotor blade has a through hole in which a coupling bolt is installed, and in the zone of the blade groove, the bolt is surrounded by a rigid deflection limiter ring, under which there is a reciprocal plate seal hole. 5. Гидропривод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что крышка гидрораспределителя снабжена зубчатым сектором, образующим зубчатую передачу датчика обратной связи по углу поворота вала.5. The hydraulic actuator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the valve cover is provided with a gear sector forming a gear transmission of the feedback sensor according to the angle of rotation of the shaft. 6. Гидропривод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в вал снабжен устройством механической фиксации в виде подпружиненного поршня, размещенного в расточке вала с образованием камеры, подключенной к напорному каналу гидрораспределителя, при этом подпружиненный поршень выполнен с коническим хвостовиком, вокруг которого в радиальных отверстиях вала установлены шаровые фиксаторы, с возможностью взаимодействия с лунками, выполненными в расточке крышки статора гидродвигателя.6. The hydraulic actuator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the shaft is equipped with a mechanical locking device in the form of a spring-loaded piston located in the shaft bore to form a chamber connected to the pressure channel of the valve, while the spring-loaded piston is made with a tapered shank, around which in the radial holes of the shaft are mounted ball clamps, with the possibility of interaction with the holes made in the bore of the stator cover of the hydraulic motor. 7. Гидропривод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что крышка статора выполнена Z-образной формы поперечного сечения. 7. The hydraulic actuator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the stator cover is made of a Z-shaped cross section.
RU2012146283/06A 2012-10-31 2012-10-31 Hydraulic drive of discrete angular displacement RU2497027C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146283/06A RU2497027C1 (en) 2012-10-31 2012-10-31 Hydraulic drive of discrete angular displacement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146283/06A RU2497027C1 (en) 2012-10-31 2012-10-31 Hydraulic drive of discrete angular displacement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2497027C1 true RU2497027C1 (en) 2013-10-27

Family

ID=49446798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012146283/06A RU2497027C1 (en) 2012-10-31 2012-10-31 Hydraulic drive of discrete angular displacement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2497027C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113790187A (en) * 2021-09-22 2021-12-14 兰州理工大学 Hydraulic control stop valve
RU2767676C1 (en) * 2021-05-03 2022-03-18 Общество с ограниченной ответственностью ФЕСТО-РФ, ООО ФЕСТО-РФ Pneumatic drive of actuator control system
RU2817574C1 (en) * 2023-10-25 2024-04-16 Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" Method of determining angular errors of rotary hydraulic drive

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2027078C1 (en) * 1990-11-11 1995-01-20 Акционерное общество "Кран" Hydraulic distributor for mechanized works
US6428010B1 (en) * 1999-07-28 2002-08-06 Mannesmann Sachs Ag Sealing strip
US6445191B1 (en) * 1997-07-31 2002-09-03 Mikrowellen-Technologie Und Sensoren Gmbh Distance measuring device and method for determining a distance
RU2266234C1 (en) * 2004-05-12 2005-12-20 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Redundant hydromechanical servo drive for flying vehicle control system
RU2445517C2 (en) * 2010-06-10 2012-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Hydraulic drive of discrete angular movement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2027078C1 (en) * 1990-11-11 1995-01-20 Акционерное общество "Кран" Hydraulic distributor for mechanized works
US6445191B1 (en) * 1997-07-31 2002-09-03 Mikrowellen-Technologie Und Sensoren Gmbh Distance measuring device and method for determining a distance
US6428010B1 (en) * 1999-07-28 2002-08-06 Mannesmann Sachs Ag Sealing strip
RU2266234C1 (en) * 2004-05-12 2005-12-20 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Redundant hydromechanical servo drive for flying vehicle control system
RU2445517C2 (en) * 2010-06-10 2012-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" Hydraulic drive of discrete angular movement

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767676C1 (en) * 2021-05-03 2022-03-18 Общество с ограниченной ответственностью ФЕСТО-РФ, ООО ФЕСТО-РФ Pneumatic drive of actuator control system
CN113790187A (en) * 2021-09-22 2021-12-14 兰州理工大学 Hydraulic control stop valve
RU2817574C1 (en) * 2023-10-25 2024-04-16 Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" Method of determining angular errors of rotary hydraulic drive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101354328B1 (en) Variable displacement radial piston fluid working machine
US9593696B2 (en) Rotary piston type actuator with hydraulic supply
US9347317B2 (en) Shaft rotating double-stator multi-speed motor with curves of constant width
US20130067900A1 (en) Power generating apparatus of renewable energy type
RU2497027C1 (en) Hydraulic drive of discrete angular displacement
US4759186A (en) Self-powered rotary actuator utilizing rotation-generated centrifugal head
CN104153958A (en) Alternating current servo motor driving device for discharge capacity adjustment of radial plunger pump
CN110382861B (en) Adjusting unit and method for adjusting the azimuth angle and/or pitch of a wind turbine
EP2159411B1 (en) Piston-type rotator
KR20150053251A (en) Adjusting device for turbine rotor blades
EP3104000A1 (en) Runner for a tidal power plant and tidal power plant comprising such a runner
EP2784226B1 (en) Turning speed reducer for the turntable of an excavator
CN109690075B (en) Rotor stop device and method for a wind turbine
EP3070330A1 (en) Cylinder block assembly for hydraulic unit
RU2445517C2 (en) Hydraulic drive of discrete angular movement
RU2330196C1 (en) Plunger-type gas-hydraulic motor
EP3048302B1 (en) Slipper retainer for hydraulic unit
EP3698040B1 (en) Pitch system for a wind turbine
RU2513055C1 (en) Hydroelectric steering drive
RU2420387C1 (en) Bench for assembly and disassembly of downhole motors
EP2905465B1 (en) Renewable energy-type power generator
EP3045720B1 (en) Slipper retainer ball for hydraulic unit
RU2380593C1 (en) Wave plunger reduction gear
RU2642010C1 (en) Electrohydraulic discrete rotary drive
US20140161613A1 (en) Pitch regulation apparatus for a wind turbine blade

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner