RU2538071C1 - Hydraulic sensor - Google Patents
Hydraulic sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538071C1 RU2538071C1 RU2013126107/28A RU2013126107A RU2538071C1 RU 2538071 C1 RU2538071 C1 RU 2538071C1 RU 2013126107/28 A RU2013126107/28 A RU 2013126107/28A RU 2013126107 A RU2013126107 A RU 2013126107A RU 2538071 C1 RU2538071 C1 RU 2538071C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- disk
- pressure
- hydraulic
- nozzle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Servomotors (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Road Repair (AREA)
Abstract
Description
Известны гидравлические датчики скорости измерения угловых и линейных скоростей, в корпусе которых размещен золотник, выполненный в виде плунжера, и втулка с винтовыми канавками встречного направления, при этом втулка золотника выполнена поворотной относительно корпуса и золотника, что обеспечивает сдвиг по фазе выходных сигналов (А.С. СССР №382000, МПКG01Р3/32, 1973 г.).Hydraulic speed sensors for measuring angular and linear velocities are known, in the housing of which there is a spool made in the form of a plunger and a sleeve with screw grooves in the opposite direction, while the spool sleeve is made rotatable relative to the body and spool, which provides a phase shift of the output signals (A. S. USSR No. 382000, MPKG01R3 / 32, 1973).
Недостаток известного устройства является возможность измерения лишь скорости передвижения рабочего органа оборудования, недостаточно высокая точность измерения скорости и значительные энергозатраты на вращение золотниковой пары.A disadvantage of the known device is the ability to measure only the speed of movement of the working body of the equipment, insufficiently high accuracy of speed measurement and significant energy consumption for the rotation of the spool pair.
Техническим результатом является возможность измерения кроме кинематического параметра движения рабочего органа скорости других кинематических параметров (величина перемещения и длина участка торможения при останове), а также силовых (силы и крутящие моменты гидродвигателей) и энергетических (потребляемая приводом мощность) параметров. The technical result is the ability to measure, in addition to the kinematic parameter of the movement of the working body, the speed of other kinematic parameters (displacement and the length of the braking section when stopped), as well as power (forces and torques of hydraulic motors) and energy (power consumed by the drive) parameters.
Технический результат достигается тем, что гидравлический датчик, включающий корпус с крышкой, содержит золотник, выполненный в виде имеющего прорези диска, установленного на валу, кинематически связанном с рабочим органом, и размещенный радиально по отношению к диску сопловой элемент.The technical result is achieved in that the hydraulic sensor, comprising a housing with a cover, contains a spool made in the form of a slotted disk mounted on a shaft kinematically connected with the working body and placed nozzle element radially relative to the disk.
Сопловой элемент включает корпус с расположенными в нем соплом, дросселем и датчиком давления.The nozzle element includes a housing with a nozzle, a throttle and a pressure sensor located therein.
На фиг.1 представлен разрез общего вида предлагаемого датчика, где 1 - корпус датчика, 2 - крышка корпуса, 3 - диск с прорезями, 4 - вал датчика, 5 - корпус соплового элемента, 6 - сопло, 7 - дроссель, 8 - датчик давления.Figure 1 presents a section of a General view of the proposed sensor, where 1 is the sensor body, 2 is the housing cover, 3 is the slotted disk, 4 is the sensor shaft, 5 is the nozzle element housing, 6 is the nozzle, 7 is the throttle, 8 is the sensor pressure.
Датчик работает следующим образом. The sensor operates as follows.
При перемещении рабочего органа оборудования кинетическая энергия поступательного движения рабочего органа оборудования преобразуется во вращательное движение диска. Подводимая к сопловому элементу датчика рабочая жидкость из напорной полости гидродвигателя попадает через дроссель (7) в корпус (5) соплового элемента и затем через сопло (6) попадает в полость корпуса (1) датчика. При вращении диска (3) его прорези прерывают поток рабочей жидкости, вытекающей из сопла, что приводит к изменению давления между соплом и дросселем, которое регистрируется датчиком (8). При этом датчик преобразует давление рабочей жидкости, подводимой от напорной полости гидродвигателя, в дискретные электрические сигналы, направляемые в систему управления приводом.When moving the working body of the equipment, the kinetic energy of the translational motion of the working body of the equipment is converted into rotational movement of the disk. The working fluid supplied to the sensor nozzle element from the pressure cavity of the hydraulic motor enters through the throttle (7) into the nozzle element housing (5) and then through the nozzle (6) enters the cavity of the sensor housing (1). When the disk (3) rotates, its slots interrupt the flow of working fluid flowing out of the nozzle, which leads to a change in pressure between the nozzle and the throttle, which is detected by the sensor (8). In this case, the sensor converts the pressure of the working fluid supplied from the pressure cavity of the hydraulic motor into discrete electrical signals sent to the drive control system.
Ниже приведен пример применения датчика для контроля параметров процесса сверления отверстий в деталях с использованием автоматизированного привода подачи сверла.The following is an example of using a sensor to control the parameters of a hole drilling process in parts using an automated drill feed drive.
На фиг.2 представлена принципиальная гидрокинематическая схема привода для подачи сверла агрегатной головки, где АГ - агрегатная головка, Н - насос, МН - манометр, УА - электромагнит, ЗП - задатчик перемещения, Ф - фильтр, ГМ - гидромотор, ПЛК - http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D1%83%D0%B5%D0%BC%D1%8B%D0%B9_%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D1%80" \t "_blank, СУИ - система управления информацией, ДД - датчик давления, Р1, Р2, Р3 - распределители.Figure 2 presents a basic hydrokinematic diagram of the drive for supplying an aggregate head drill, where AG is an aggregate head, N is a pump, MN is a pressure gauge, UA is an electromagnet, ZP is a displacement adjuster, F is a filter, GM is a hydraulic motor, PLC is http: //ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80 % D1% 83% D0% B5% D0% BC% D1% 8B% D0% B9_% D0% BB% D0% BE% D0% B3% D0% B8% D1% 87% D0% B5% D1% 81% D0 % BA% D0% B8% D0% B9_% D0% BA% D0% BE% D0% BD% D1% 82% D1% 80% D0% BE% D0% BB% D0% BB% D0% B5% D1% 80 "\ t" _blank, CMS - information management system, DD - pressure sensor, P1, P2, P3 - distributors.
Привод подачи сверла с использованием датчика работает следующим образом.The drive feed drill using the sensor operates as follows.
Поворотный диск (3) гидравлического датчика (фиг.1) кинематически связан с валом гидромотора с передаточным отношением i2. Гидромотор обеспечивает перемещение агрегатной головки через кинематическую цепь, состоящую из зубчатой передачи с передаточным отношением i1 и передачи винт-гайка с шагом винта tв.The rotary disk (3) of the hydraulic sensor (Fig. 1) is kinematically connected with the hydraulic motor shaft with a gear ratio i2. The hydraulic motor allows the aggregate head to move through the kinematic chain, consisting of a gear transmission with a gear ratio i1 and a screw-nut gear with a screw pitch t c .
После запуска насоса Н рабочая жидкость поступает к распределителю Р1 и к гидравлическому датчику. При включении электромагнитов УА5 и УА4 распределителей Р2 и Р3 происходит быстрый подвод агрегатной головки в рабочую зону станка. Поступательное движение агрегатной головки преобразуется во вращательное движение диска (3) гидравлического датчика.After starting the pump H, the working fluid flows to the distributor P1 and to the hydraulic sensor. When you turn on the electromagnets UA5 and UA4 distributors P2 and P3, the aggregate head is quickly supplied to the working area of the machine. The translational movement of the aggregate head is converted into rotational movement of the disk (3) of the hydraulic sensor.
Рабочая жидкость через дроссель (7) гидравлического датчика поступает в корпус соплового элемента (5) (фиг.1). При вращении диска (3) его прорези прерывают поток рабочей жидкости, вытекающей из сопла (6), что приводит к изменению давления P* 1 между соплом (6) и дросселем (7), которое регистрируется датчиком давления (8). При этом датчик преобразует давление P* 1 рабочей жидкости, подводимой от напорной полости гидромотора, в дискретные электрические сигналы, направляемые в систему управления приводом.The working fluid through the throttle (7) of the hydraulic sensor enters the housing of the nozzle element (5) (figure 1). When the disk (3) rotates, its slots interrupt the flow of working fluid flowing out of the nozzle (6), which leads to a change in pressure P * 1 between the nozzle (6) and the throttle (7), which is detected by the pressure sensor (8). In this case, the sensor converts the pressure P * 1 of the working fluid supplied from the pressure cavity of the hydraulic motor into discrete electrical signals sent to the drive control system.
Таким образом, выходные сигналы датчика (8) формируют импульсные сигналы с частотой, зависящей от скорости вращения диска (3) или движения агрегатной головки. Количество импульсов определяет перемещение агрегатной головки. Последовательным дифференцированием перемещения по времени определяют скорость и ускорение агрегатной головки. Расход жидкости гидромотора с учетом объемной потери определяется по скорости его движения и рабочего объема qГМ гидромотора.Thus, the output signals of the sensor (8) form pulse signals with a frequency depending on the speed of rotation of the disk (3) or the movement of the aggregate head. The number of pulses determines the movement of the power head. The sequential differentiation of time travel determines the speed and acceleration of the power head. The fluid flow rate of the hydraulic motor, taking into account the volume loss, is determined by the speed of its movement and the working volume q of the GM hydraulic motor.
С помощью ПЛК в заданной координате перемещения агрегатной головки выключается электромагнит УА4, закрывается распределитель Р2, происходит замедление движения до рабочей подачи агрегатной головки.Using a PLC in a given coordinate of movement of the aggregate head, the UA4 electromagnet is turned off, the distributor P2 closes, the movement slows down to the working feed of the aggregate head.
В конце сверления по команде ПЛК включается электромагнит УА3, распределитель Р3 перекрывает слив, обеспечивая останов агрегатной головки. По команде ПЛК отключаются электромагниты УА3 и УА4 распределителей Р2 и Р3. Агрегатная головка возвращается в исходное положение.At the end of drilling, by the PLC command, the UA3 electromagnet is turned on, the distributor P3 closes the drain, ensuring that the aggregate head stops. At the PLC command, the electromagnets UA3 and UA4 of the distributors P2 and P3 are turned off. The aggregate head returns to its original position.
Расход через гидравлический датчик определяется по формуле:Flow through a hydraulic sensor determined by the formula:
(1) (one)
где - коэффициент расхода элемента сопла - заслонка, образуемого соплом (6) и прорезями диска (3);Where - flow rate of the nozzle element - a flap formed by the nozzle (6) and the slots of the disk (3);
- плотность рабочей жидкости, кг/м3; - the density of the working fluid, kg / m 3 ;
dc - диаметр сопла, М;d c - nozzle diameter, M;
у - расстояние между соплом и диском, М;y is the distance between the nozzle and the disk, M;
- давление между соплом и дросселем, МПа; - pressure between the nozzle and the throttle, MPa;
- давление на сливе гидромотора, МПа; - pressure at the drain of the hydraulic motor, MPa;
- местные потери давления в напорной и сливной линиях датчика и перепад давления =. - local pressure losses in the pressure and drain lines of the sensor and differential pressure = .
Использованием быстродействующего счетчика импульсов ПЛК определяется точное количество импульса n(t), изменение перепада давления . Угол поворота вала гидромотора и перемещение агрегатной головки определяются по формулам:Using a high-speed PLC pulse counter, the exact pulse quantity n (t), the change in pressure drop, is determined . The angle of rotation of the motor shaft and the movement of the power head are determined by the formulas:
(2) (2)
; (3) ; (3)
где n(t) -количество импульс давления;where n (t) is the number of pressure impulses;
n0 -количество зубьев модулятора;n 0 is the number of teeth of the modulator;
- шаг винта; - screw pitch;
dB - диаметр винта, м;d B - screw diameter, m;
α - угол наклона резьбы, град;α is the angle of the thread, deg;
L-перемещение агрегатной головки, м;L-movement of the power head, m;
- угол поворота вала гидромотора, град; - angle of rotation of the motor shaft, deg;
i2 - передаточное отношение между валом гидравлического датчика и валом гидромотора;i2 is the gear ratio between the shaft of the hydraulic sensor and the shaft of the hydraulic motor;
i1 - передаточное отношение кинематической цепи от вала гидромотора до агрегатной головки.i1 is the gear ratio of the kinematic chain from the hydraulic motor shaft to the power head.
Скорость и ускорение перемещения агрегатной головки определяют последовательным дифференцированием перемещения по времени по следующим формулам, реализуемым под программой ПЛК:The speed and acceleration of the movement of the aggregate head is determined by sequentially differentiating the time movement according to the following formulas implemented under the PLC program:
(4) (four)
(5) (5)
где - скорость перемещения агрегатной головки;Where - the speed of movement of the power head;
a - ускорение перемещения агрегатной головки.a - acceleration of movement of the power head.
Расход через гидромоторопределяется по формуле:Flow through the hydraulic motor determined by the formula:
(6) (6)
где qгм - рабочий объем гидромотора, м3.where q gm is the working volume of the hydraulic motor, m 3 .
На фиг.3 представлена осциллограмма процесса сверления отверстия с параметрами, измеряемыми гидравлическим датчиком в реальном времени, где 1- сигнал от расходомера, 2 - расход, 3 - давление от гидравлического датчика, 4 - импульсный сигнал, 5 - перемещение, 6 - скорость, 7- ускорение.Figure 3 shows the oscillogram of the hole drilling process with parameters measured by the hydraulic sensor in real time, where 1 is the signal from the flow meter, 2 is the flow rate, 3 is the pressure from the hydraulic sensor, 4 is the pulse signal, 5 is the displacement, 6 is the speed, 7- acceleration.
Крутящий момент вала гидромотора определяется по формулеHydraulic motor shaft torque determined by the formula
; (7) Осевая сила определяется по формуле: ; (7) Axial force determined by the formula:
(8) (8)
Сигнал с датчика давления (8) гидравлического датчика передает информацию об изменении перепада давлений на гидромоторе =, и количестве импульсов n(t) в ПЛК.The signal from the pressure sensor (8) of the hydraulic sensor transmits information about the change in pressure drop on the hydraulic motor = , and the number of pulses n (t) in the PLC.
Таким образом, использование гидравлического датчика и ПЛК обеспечивает возможность измерения кроме кинематического параметра движения рабочего органа скорости других кинематических параметров (величина перемещения и длина участка торможения при останове), а также силовых (силы и крутящие моменты гидродвигателей) и энергетических (потребляемая приводом мощность) параметров в реальном времени и пространстве.Thus, the use of a hydraulic sensor and a PLC provides the ability to measure, in addition to the kinematic parameter of the movement of the working body, the speed of other kinematic parameters (displacement and length of the braking section when stopped), as well as power (forces and torques of hydraulic motors) and energy (power consumed by the drive) parameters in real time and space.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126107/28A RU2538071C1 (en) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | Hydraulic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013126107/28A RU2538071C1 (en) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | Hydraulic sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013126107A RU2013126107A (en) | 2014-12-20 |
RU2538071C1 true RU2538071C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53278071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013126107/28A RU2538071C1 (en) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | Hydraulic sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538071C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU382000A1 (en) * | 1970-12-28 | 1973-05-22 | ||
SU662862A1 (en) * | 1974-01-14 | 1979-05-15 | Предприятие П/Я А-1001 | Hydraulic angular speed sensor |
WO1997009517A1 (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-13 | Serge Vallve | Hydraulic valve assembly |
-
2013
- 2013-06-07 RU RU2013126107/28A patent/RU2538071C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU382000A1 (en) * | 1970-12-28 | 1973-05-22 | ||
SU662862A1 (en) * | 1974-01-14 | 1979-05-15 | Предприятие П/Я А-1001 | Hydraulic angular speed sensor |
WO1997009517A1 (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-13 | Serge Vallve | Hydraulic valve assembly |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013126107A (en) | 2014-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103148047B (en) | A kind of internal feedback digital servo hydraulic cylinder | |
CN202621399U (en) | Electric liquid-dripping and dispensing device | |
EP2659241B1 (en) | Electromagnetic fluid level sensor | |
CN106704312A (en) | Digital hydraulic cylinder with novel feedback mechanism | |
CN204479221U (en) | Engine electricity instrument measuring torsional vibration | |
CN106774142A (en) | Coil winding machine electronic cam control system and control method | |
CN107152994B (en) | Torsional vibration of shafting signal imitation experimental stand system and its application | |
RU2538071C1 (en) | Hydraulic sensor | |
WO2014201835A1 (en) | High-pressure fluid mixing pump control system and fluid suction control method | |
CN204096556U (en) | A kind of plasterboard transverse shifting distance controller | |
CN203784007U (en) | Single piston rod symmetric digital servo hydraulic cylinder | |
CA2594750A1 (en) | Drive technology for peristaltic and rotary pumps | |
CN203463045U (en) | Control device of automatic derrick worker rotating mechanism | |
CN203815980U (en) | Drive sliding table for automatic injection device with position measuring function | |
CN208187599U (en) | A kind of measuring device of hydraulic motor starting friction torque | |
CN102536950B (en) | Hydraulic speed-up cylinder | |
CN103867185B (en) | Gas and liquid two-phase-element flow meter special for pumping unit | |
CN103344373A (en) | Method for carrying out pressure fluctuation calibration on pressure sensor | |
CN105179376B (en) | A kind of numerical control oil cylinder | |
CN202612251U (en) | Hydraulic speed-increasing cylinder | |
CN203809747U (en) | Grouting pressure flow controller | |
CN202441957U (en) | Electric hydraulic valve control device and electric hydraulic valve and engineering machinery | |
CN206268167U (en) | Stroke measurment signal output formula hydraulic cylinder | |
EP2792421B1 (en) | Dispensing device for a viscous product with automatic volume adjustment | |
CN103277292A (en) | Precision control device and precise control method of high-pressure fluid mixing pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190608 |