RU2692880C1 - Позиционный гидропривод (варианты) - Google Patents
Позиционный гидропривод (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692880C1 RU2692880C1 RU2018104021A RU2018104021A RU2692880C1 RU 2692880 C1 RU2692880 C1 RU 2692880C1 RU 2018104021 A RU2018104021 A RU 2018104021A RU 2018104021 A RU2018104021 A RU 2018104021A RU 2692880 C1 RU2692880 C1 RU 2692880C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plunger
- channels
- piston
- rod
- working volume
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
- F15B11/12—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action
- F15B11/121—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Actuator (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидроприводам с дискретными позициями, и может быть использовано для осуществления линейного перемещения рабочего органа в устройствах управления транспортными и технологическими машинами. Позиционный гидропривод содержит гидроцилиндр, разделенный перегородкой на два рабочих объема. В рабочем объеме размещен поршень со штоком. Выполнена полость в поршне со штоком, соединенная со штоковой полостью через канал. Внутри полости поршня со штоком размещены плунжер, жестко соединенный с перегородкой, и запорный элемент, жестко соединенный с поршнем и сопряженный по посадке с поверхностью плунжера. В одном варианте плунжер выполнен с разным числом каналов, в другом варианте плунжер выполнен с равным числом каналов. Входные отверстия каналов выполнены на поверхности плунжера по нескольким ее образующим, выходные отверстия каналов выполнены на перегородке и соединены с магистралью слива через гидрораспределители. Шаг между сечениями плунжера, перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов, определяется в одном варианте из соотношения:
а в другом варианте из соотношения:
где h1, h2 - шаг между сечениями плунжера, перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов на плунжере одного и другого рабочих объемов; L - длина плунжера, в пределах которой выполнены отверстия в одном рабочем объеме, равная максимальному ходу поршня; ΔL - превышение длины плунжера в другом рабочем объеме; N, N1, N2 - число входных отверстий каналов на плунжере. Технический результат – расширение функциональных возможностей гидропривода. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно, к гидроприводам с дискретными позициями, и может быть использовано для осуществления линейного перемещения рабочего органа в устройствах управления транспортными и технологическими машинами.
Известен позиционный гидропривод с многоканальным гидродвигателем, который содержит один поршень и несколько каналов управления (рис. 5.3, с. 328, в кн. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов. - М.: Машиностроение, 1991 г. ) - аналог.
Недостатком данного позиционного гидропривода является то, что число каналов управления (отверстий) соответствует числу позиций выходного звена. Так, чтобы обеспечить 20 позиций, гидропривод с многоканальным гидродвигателем должен содержать 20 каналов управления, каждый из которых содержит отверстие в стенке гидроцилиндра и гидрораспределитель.
Известен позиционный гидропривод, в котором поршневой гидроцилиндр разделен перегородкой на два равных рабочих объема, в каждом из которых размещен поршень со штоком. Штоковые полости соединены с напорной магистралью напрямую, а поршневые полости - через редукционный клапан. В стенке гидроцилиндра каждого рабочего объема выполнены отверстия, соединенные со сливной магистралью через гидрораспределители. Шаг отверстий определяется из соотношения:
где h1, h2 - шаг отверстий в стенке гидроцилиндра первого и второго рабочих объемов;
L - полный ход поршня в рабочем объеме;
n - натуральное число.
[Заявка: 93001846/29. Дата публикации заявки 11.01.1993] - прототип.
Недостатком данного позиционного гидропривода является дублирование отдельных позиций, что обусловлено условием выбора шага отверстий, соединенных со сливной магистралью. Например, при n=2 имеем позиции 7L/10+4L/8=1,2L и 2L/10+8L/8=1,2L, где цифра в числителе является номером отверстия, которым определяется размер позиции. Указанный недостаток уменьшает число оригинальных позиций гидропривода. Кроме того, выполнение отверстий в стенке гидроцилиндра может быть неприемлемым по конструктивным причинам, например, из-за снижения прочности гидроцилиндра.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей позиционного гидропривода путем исключения дублирования позиций за счет выбора условий для шага отверстий и повышения прочности гидроцилиндра за счет исключения отверстий в его стенке, соединенных со сливной магистралью через гидрораспределители.
Поставленная задача решается тем, что в позиционном гидроприводе, содержащим гидроцилиндр, разделенный перегородкой на два рабочих объема, в каждом из которых размещен поршень со штоком, разделяющий рабочий объем на две полости, штоковые и поршневые полости соединены с напорной магистралью, поршневая полость соединена с напорной магистралью через редукционный клапан, согласно предложенному техническому решению в поршне со штоком выполнена полость, которая соединена со штоковой полостью через канал, внутри полости поршня со штоком размещен плунжер, жестко соединенный с перегородкой, и запорный элемент, жестко соединенный с поршнем и сопряженный по посадке с поверхностью плунжера, в плунжере выполнены каналы, причем число каналов в плунжере одного рабочего объема превышает число каналов в плунжере другого рабочего объема, входные отверстия каналов выполнены на поверхности плунжера по нескольким его образующим, выходные отверстия каналов выполнены на перегородке и соединены с магистралью слива через гидрораспределители, шаг между сечениями плунжера перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов определяется из соотношения:
где h1, h2 - шаг между сечениями плунжера перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов на плунжере первого и второго рабочих объемов;
L - длина плунжера, в пределах которой выполнены входные отверстия каналов;
N1, N2 - число каналов в плунжере первого и второго рабочих объемов;
кроме того позиционный гидропривод содержащий гидроцилиндр, разделенный перегородкой на два рабочих объема, в каждом из которых размещен поршень со штоком, разделяющий рабочий объем на две полости, штоковые и поршневые полости соединены с напорной магистралью, поршневая полость соединена с напорной магистралью через редукционный клапан, может быть выполнен так, что, в поршне со штоком выполнена полость, которая соединена со штоковой полостью через канал, внутри полости поршня со штоком размещены плунжер, жестко соединенный с перегородкой, и запорный элемент, жестко соединенный с поршнем и сопряженный по посадке с поверхностью плунжера, в плунжере выполнены каналы, причем число каналов в плунжере одного рабочего объема равно числу каналов в плунжере другого рабочего объема, входные отверстия каналов выполнены на поверхности плунжера по нескольким его образующим, выходные отверстия каналов выполнены на перегородке и соединены с магистралью слива через гидрораспределители, шаг между сечениями плунжера перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов определяется из соотношения:
где h1, h2 - шаг между сечениями плунжера перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов на плунжере одного и другого рабочих объемов;
L - длина плунжера, в пределах которой выполнены отверстия в одном рабочем объеме, равная максимальному ходу поршня;
ΔL - превышение длины плунжера в другом рабочем объеме;
N - число входных отверстий каналов на плунжере.
На фиг. 1 представлен предлагаемый позиционный гидропривод, в котором рабочие объемы имеют равную длину, а на фиг. 2 представлен гидропривод, рабочие объемы которого отличаются по длине.
Здесь обозначены: 1 - гидроцилиндр; 2 - перегородка, разделяющая гидроцилиндр на один рабочий объем 13, и другой рабочий объем 14. Конструкция рабочих объемов подобная, поэтому на фиг. 1 не показан разрез поршня и штока в рабочем объеме 14. Отличие рабочих объемов состоит в том, что число каналов в плунжере одного рабочего объема превышает число каналов в плунжере другого рабочего объема. В каждом рабочем объеме размещен поршень 4 со штоком 3. В поршне со штоком выполнена полость 17, которая каналом 11 соединена со штоковой полостью 15. В полости 17 размещен плунжер 5. Плунжер 5 жестко соединен с перегородкой 2. Полость 17 отделена от поршневой полости 16 запорным элементом 10, который жестко соединен с поршнем 4 и сопряжен по посадке с поверхностью плунжера 5. В плунжере 5 выполнены каналы 7, каждый канал начинается входным отверстием 6 и заканчивается выходным отверстием, выполненным в перегородке 2. На фиг. 1 и фиг. 2 каналы в плунжере показаны пунктиром, что указывает на их функцию в качестве управляющих каналов. Каналы подачи давления показаны непрерывными линиями. Гидрораспределители, соединяющие выходные отверстия каналов с магистралью слива, на фиг. 1 и фиг. 2 не показаны.
Ввод рабочего тела в поршневые полости 16 рабочих объемов 13 и 14 выполнен через редукционный клапан 12 и отверстия 8. В полость 17 и штоковую полость 15 рабочее тело подается через отверстие 9. Направление подачи и слива рабочего тела указано стрелками.
Выполнение отверстий на плунжере, по нескольким образующим, исключает технологические ограничения, возникающие в случае, когда сумма диаметра отверстия и требуемого расстояния между краями двух отверстий превышает шаг между сечениями плунжера перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий.
В качестве примера выполнения гидропривода с отверстиями на плунжере по нескольким образующим рассмотрим гидропривод со следующими исходными данными. Заданное число отверстий в одном рабочем объеме 12, а в другом - 11, что соответствует 132 позициям гидропривода; длина максимального хода поршня в каждом рабочем объеме L=60 мм; диаметр входных отверстий каналов d=3 мм; технологический минимальный шаг между центрами отверстий не менее 6 мм. Вопрос о размещении отверстий на плунжере может быть решен следующим образом.
Шаг между сечениями плунжера перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий в первом и втором рабочих объемах согласно условию
В рабочем объеме 13 разместить 12 отверстий, в пределах длины максимального хода поршня L=60 мм по одной образующей гидроцилиндра с шагом равным 6 мм, невозможно.
Для сохранения шага, между сечениями плунжера перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий, равным расчетным значениям 5,454 мм для объема 13 и 6 мм для объема 14 с исключением вышеуказанных технологических ограничений, отверстия выполнены тремя группами.
По первой образующей плунжера в каждом рабочем объеме выполнено два отверстия с шагом 60 мм. По второй образующей плунжера в рабочем объеме 13 (для обеспечения шага между сечениями, равного 5,454 мм) выполнено 5 отверстий с шагом 10,91 мм. По третьей образующей плунжера в рабочем объеме 13 выполнено 4 отверстия с шагом 10,91 мм. В рабочем объеме 14 отверстия допустимо разместить по одной образующей. Однако для обеспечения конструктивной идентичности плунжеров целесообразно выполнить отверстия аналогично тому, как это выполнено в рабочем объеме 13. При этом, по второй и третьей образующей выполнено по 5 отверстий с шагом 12 мм. В каждом сечении плунжера выполнено только одно отверстие.
В качестве примера выполнения гидропривода во втором варианте с отверстиями на плунжере по нескольким образующим рассмотрим гидропривод со следующими исходными данными. Заданное число отверстий в каждом рабочем объеме 16, что соответствует 256 позициям гидропривода; длина максимального хода поршня в одном рабочем объеме L+ΔL=62 мм, а другом - L=58 мм; диаметр входных отверстий каналов d=3 мм; технологический минимальный шаг между центрами отверстий не менее 6 мм. Вопрос о размещении отверстий на плунжере может быть решен следующим образом.
Шаг между сечениями плунжера перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий в первом и втором рабочих объемах согласно условию
В рабочих объемах 13 и 14 разместить по 16 отверстий по одной образующей гидроцилиндра с шагом равным 6 мм, в пределах длины максимального хода поршня, невозможно.
Для сохранения шага, между сечениями плунжера перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий, равным расчетным значениям 3,866 мм для объема 13 и 4,133 мм для объема 14 для выполнения вышеуказанных технологических ограничений, отверстия выполнены тремя группами.
По первой образующей плунжера в рабочем объеме 13 выполнено два отверстия с шагом 58 мм. По второй и третьей образующей плунжера в рабочем объеме 13 выполнено по семь отверстий с шагом 7,334 мм. В рабочем объеме 14 по первой образующей плунжера выполнено два отверстия с шагом 62 мм. По второй и третьей образующей плунжера в рабочем объеме 14 выполнено по семь отверстий с шагом 8,267 мм.
Позиционный гидропривод работает следующим образом. Позиция поршня со штоком зависит от номера канала, соединенного, в рассматриваемый момент времени, посредством гидрораспределителя с магистралью слива. При соединении входного отверстия одного из каналов с магистралью слива происходит снижение давления в штоковой полости 15.
Так как полость 17 через канал 11 постоянно соединена со штоковой полостью 15, то давление рабочего тела в указанных полостях изменяется одновременно. При соответствующем выборе сечений каналов 9 и 11 поршень 4 со штоком 3 перемещается в сторону входного отверстия соответствующего канала. Равновесие сил, действующих на поршень 4 наступит в момент, когда запорный элемент 10, соединенный жестко с поршнем 4 перекроет отверстие 6, соединенное с магистралью слива. Если поршень находится не в нулевой позиции, т.е. шток выдвинут из гидроцилиндра, то соединение отверстия канала на плунжере с магистралью слива, находящегося в полости 16, вызовет снижение давления в поршневой полости, при этом поршень со штоком возвратится внутрь гидроцилиндра, перекрывая указанное выше отверстие. За счет независимой работы в двух рабочих объемах, происходит суммирование позиций двух штоков, что обеспечивает N1×N2 позиций гидропривода в первом варианте и N2 позиций гидропривода во втором варианте.
Данный позиционный гидропривод является промышленно применимым, т.к. может применяться в качестве промежуточного звена линейного перемещения в манипуляторе.
Claims (11)
1. Позиционный гидропривод, содержащий гидроцилиндр, разделенный перегородкой на два равных рабочих объема, в каждом из которых размещен поршень со штоком, разделяющий рабочий объем на две полости, штоковые и поршневые полости соединены с напорной магистралью, поршневая полость соединена с напорной магистралью через редукционный клапан, отличающийся тем, что в поршне со штоком выполнена полость, которая соединена со штоковой полостью через канал, внутри полости поршня со штоком размещены плунжер, жестко соединенный с перегородкой, и запорный элемент, жестко соединенный с поршнем и сопряженный по посадке с поверхностью плунжера, в плунжере выполнены каналы, причем число каналов в плунжере одного рабочего объема превышает число каналов в плунжере другого рабочего объема, входные отверстия каналов выполнены на поверхности плунжера по нескольким его образующим, выходные отверстия каналов выполнены на перегородке и соединены с магистралью слива через гидрораспределители, шаг между сечениями плунжера, перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов, определяется из соотношения:
где h1, h2 - шаг между сечениями плунжера, перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов на плунжере первого и второго рабочих объемов;
L - длина плунжера, в пределах которой выполнены входные отверстия каналов;
N1, N2 - число каналов в плунжере первого и второго рабочих объемов.
2. Позиционный гидропривод, содержащий гидроцилиндр, разделенный перегородкой на два рабочих объема, в каждом из которых размещен поршень со штоком, разделяющий рабочий объем на две полости, штоковые и поршневые полости соединены с напорной магистралью, поршневая полость соединена с напорной магистралью через редукционный клапан, отличающийся тем, что в поршне со штоком выполнена полость, которая соединена со штоковой полостью через канал, внутри полости поршня со штоком размещены плунжер, жестко соединенный с перегородкой, и запорный элемент, жестко соединенный с поршнем и сопряженный по посадке с поверхностью плунжера, в плунжере выполнены каналы, причем число каналов в плунжере одного рабочего объема равно числу каналов в плунжере другого рабочего объема, входные отверстия каналов выполнены на поверхности плунжера по нескольким его образующим, выходные отверстия каналов выполнены на перегородке и соединены с магистралью слива через гидрораспределители, шаг между сечениями плунжера, перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов, определяется из соотношения:
где h1, h2 - шаг между сечениями плунжера, перпендикулярными его осевой линии и проходящими через центры входных отверстий каналов на плунжере одного и другого рабочих объемов;
L - длина плунжера, в пределах которой выполнены отверстия в одном рабочем объеме, равная максимальному ходу поршня;
ΔL - превышение длины плунжера в другом рабочем объеме;
N - число входных отверстий каналов на плунжере.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018104021A RU2692880C1 (ru) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | Позиционный гидропривод (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018104021A RU2692880C1 (ru) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | Позиционный гидропривод (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2692880C1 true RU2692880C1 (ru) | 2019-06-28 |
Family
ID=67251749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018104021A RU2692880C1 (ru) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | Позиционный гидропривод (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2692880C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4072087A (en) * | 1975-09-17 | 1978-02-07 | Caterpillar Tractor Co. | Digital positioner for remote actuation of a control valve |
SU945505A1 (ru) * | 1980-03-28 | 1982-07-23 | Предприятие П/Я А-7291 | Позиционный гидропривод /пневмопривод/ |
JPS57184705A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-13 | Toho Gas Kogyo Kk | Multistep position controller for vacuum shift actuator |
RU93001846A (ru) * | 1993-01-11 | 1995-11-27 | Авиационный научно-технический комплекс "Крыло", г.Омск | Позиционный гидропривод |
RU2012153021A (ru) * | 2012-12-07 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Позиционный гидропривод |
-
2018
- 2018-02-01 RU RU2018104021A patent/RU2692880C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4072087A (en) * | 1975-09-17 | 1978-02-07 | Caterpillar Tractor Co. | Digital positioner for remote actuation of a control valve |
SU945505A1 (ru) * | 1980-03-28 | 1982-07-23 | Предприятие П/Я А-7291 | Позиционный гидропривод /пневмопривод/ |
JPS57184705A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-13 | Toho Gas Kogyo Kk | Multistep position controller for vacuum shift actuator |
RU93001846A (ru) * | 1993-01-11 | 1995-11-27 | Авиационный научно-технический комплекс "Крыло", г.Омск | Позиционный гидропривод |
RU2012153021A (ru) * | 2012-12-07 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Позиционный гидропривод |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2209998B1 (de) | Vorgesteuerter wegeschieber, insbesondere zur steuerung eines stellzylinders einer turbomaschine | |
DE2328658C2 (de) | Steuerschieberanordnung | |
US4241581A (en) | Synchronizer for hydraulic actuators | |
KR100289763B1 (ko) | 유압식제어밸브 | |
KR100219358B1 (ko) | 실린더식가공장치 | |
RU2692880C1 (ru) | Позиционный гидропривод (варианты) | |
US4907492A (en) | Apertured valve disposed in hollow piston rod of follower-type motor | |
EP0984164B1 (de) | Membrankolbenpumpe | |
DE102015213135B3 (de) | Steuerventil für einen Nockenwellenversteller | |
CN212337777U (zh) | 一种多级液压缸 | |
US5062268A (en) | Fluid actuator | |
DE4326447A1 (de) | Hydraulikventil für eine Stabilisatorsteuerung an einem Kraftfahrzeug | |
DE1910517B2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer hohlen, dünnwandigen Steuernockenwelle | |
EP3167192B1 (de) | Einrichtung zur bereitstellung von unter einem vorgebbaren druck stehenden fluiden | |
FI73804B (fi) | Styrventil. | |
DE3826547A1 (de) | Fluidbetaetigter motor | |
US3307584A (en) | Control system | |
DE102017121432A1 (de) | Hydraulikmodul zum Steuern eines Hydraulikflüssigkeitsstroms eines Pleuels für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung sowie Pleuel | |
CN112081794A (zh) | 一种多级液压缸 | |
RU2644435C2 (ru) | Позиционный гидропривод | |
RU2644427C1 (ru) | Позиционный гидропривод | |
BG67415B1 (bg) | Усилвател на потока на кормилен механизъм на транспортно средство | |
DE2118207C3 (de) | Preßform mit mehreren, gleitbeweglich in einem Gehäuse angeordneten Matrizen | |
CN217559061U (zh) | 一种超大流量调节阀 | |
SU781408A1 (ru) | Шаговый гидропривод |