SU1059286A1

SU1059286A1 - Hydraulic drive

Info

Publication number: SU1059286A1
Application number: SU813375557A
Authority: SU
Inventors: Алексей Алексеевич Волков; Александр Николаевич Меланьин; Андрей Андреевич Ярковец
Original assignee: Московский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1981-12-31
Filing date: 1981-12-31
Publication date: 1983-12-07

Abstract

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД, содержащий гидроцилиндр с датчиком давлени и сигнализаторами направлени потока , золотник управлени , св занный кинематической цепью обратной св зи с гидроцилиндром , а гидролини ми - с источником питани , сливом и полост ми гидроцилиндра , и систему рекуперации, включающую гидроаккумул тор, двухпозиционные распределители с электромагнитами управлени , св занными с сигнализаторами направлени потока и датчиками давлени . причем полости гидроцилиндра св замы с золотником управлени через двухпозицион ные распределители, одна из гидролиний каждого из которых соединена через обратный клапан с гидроаккумул тором, отличающийс тем, что, с целью улучшени переходных характеристик, он снабжен дополнительным трехлинейным золотником, жестко св занным с золотником управлени ,при этом дополнительный золотник выполнен с двум дросселирующими кромками и с положительным перекрытием, вход его сообщен с гидролини ми между двухпозиционными распределител ми и обратными клапанами , а его выходы - со сливом. 2. Привод по п. 1, отличающийс тем, что он снабжен двум двухлинейными дросселирующими распределител ми, каждый из S которых выполнен с двум камерами гидро (Л управлени , попарно св занными между собой и с лопаст ми гидроцилиндра,одна из гидролиний каждого дросселирующего распределител соединена со сливом, а друга через золотник управлени и двухпозиционный распределитель - с полостью гидроцилиндра.1. A HYDRAULIC DRIVE containing a hydraulic cylinder with a pressure sensor and flow direction alarms, a control spool connected to a kinematic feedback circuit with the hydraulic cylinder, and a hydraulic line to a power source, a drain and a hydraulic cylinder cavity, and a recovery system including a hydraulic accumulator, two-way valves with control electromagnets associated with flow direction alarms and pressure sensors. the cylinder cavity of the coupling with the control valve through two-way valves, one of the hydraulic lines of each of which is connected via a non-return valve with a hydraulic accumulator, characterized in that, in order to improve the transient characteristics, it is equipped with an additional three-line spool that is rigidly connected to the control valve The additional spool is made with two throttling edges and with positive overlap, its input is connected to the hydraulic lines between the two-way distributors and check valves, and its outputs - with a drain. 2. The actuator according to claim 1, characterized in that it is equipped with two dual-line throttling distributors, each of which S is made with two hydraulic chambers (L control, connected in pairs with each other and with the blades of the hydraulic cylinder, one of the hydraulic lines of each throttling distributor connected to the drain, and the other through the control spool and two-way distributor to the hydraulic cylinder cavity.

Description

сдsd

CD bOCD bO

00 С500 C5

Изобретение относитс к машиностроительной гидравлике и может найти применение в системах с гидравлическим приводом , рабочие органы которых работают в услови х знакопеременных нагрузок.The invention relates to engineering hydraulics and can be used in systems with hydraulic drive, the working bodies of which operate under alternating loads.

Известны гидравлические приводы, работающие в услови х знакопеременных нагрузок и содержащие источник питани ,гидроусилитель с обратной св зью по положению , выполненный в виде гидроцилиндра, рабочие полости которого сообщены через золотник управлени с источником питани и линией слива, и гидроаккумул тора 1J. Hydraulic actuators operating under alternating loads and containing a power source, a hydraulic booster with position feedback, made in the form of a hydraulic cylinder, the working cavities of which are communicated through the control spool with the power source and drain line, and the hydraulic accumulator 1J are known.

К недостаткам известного гидравлического привода следует отнести большие энер-. гетические затраты при работе с Помогающей нагрузкой, поскольку в этом режиме работы потери в гидравлическом приводе будут больше, чем при работе с преп тствующей нагрузкой, равной по абсолютной величине помогающей нагрузке.The disadvantages of the known hydraulic drive should include large energy-. Hot costs when working with auxiliary load, since in this mode of operation the losses in the hydraulic drive will be greater than when working with an interdiction load, which is equal in absolute value to the supporting load.

Наиболее близким к изобретению вл етс гидравлический привод, содержащий гидроцилиндр с датчиком давлени и сигнализаторами направлени потока, золотник управлени , св занный кинематической цепью обратной св зи с гидроцилиндром , а гидролини ми - с источником питани , сливом и полост ми гидроцилиндра,и систему рекуперации, включающую гидроаккумул тор , двухпозиционные распределители с электромагнитами управлени , св занными с сигнализаторами направлени потока и датчиками давлени , причем полости гидроцилиндра св заны с золотником управлени через двухпозиционные распределители , одна из гидролиний каждого из которых соединена через обратный клапан с гидроаккумул тором 2.Closest to the invention is a hydraulic actuator comprising a hydraulic cylinder with a pressure sensor and flow direction alarms, a control spool associated with a kinematic feedback circuit with the hydraulic cylinder, and a hydraulic line with a power source, a drain and a hydraulic cylinder cavity, and a recovery system, including a hydroaccumulator, on-off distributors with control electromagnets associated with flow direction alarms and pressure sensors, the hydraulic cylinder cavities being connected to gold Nick of control through two-way valves, one of the hydraulic lines of each of which is connected through a non-return valve to the hydraulic accumulator 2.

Недостатками известного гидравлического привода вл ютс недостаточно хорошие динамические характеристики, обусловленные резкими изменени ми величин давлени в рабочих полост х гидроцилиндра при переходе с помогающей нагрузки на преп тствующую и наоборот. При включенной системе рекуперации рабоча жидкость вытесн етс из одной из полостей гидроцилиндра в гидроаккумул тор, давление жидкости в котором приблизительно равно давлению жидкости на выходе из источника питани . Перед отключением системы.рекуперации помогающа нагрузка уменьшаетс и, следовательно , чтобы сохранить скорость движени поршн гидроцилиндра, необходимо на большую величину открывать окно золотника управлени , что позвол ет снизить потери на золотнике управлени . После отключени системы рекуперации полость гидроцилиндра , соединенна ранее с гидроаккумул тором , сообщаетс с линией слива через достаточно щироко открытое окно золотника управлени , тогда как друга полость как была, так и остаетс соединенной сThe disadvantages of the known hydraulic drive are the insufficiently good dynamic characteristics due to abrupt changes in the pressure values in the working cavities of the hydraulic cylinder when switching from aiding load to an obstacle and vice versa. When the recovery system is switched on, the working fluid is displaced from one of the cavities of the hydraulic cylinder into the hydraulic accumulator, the pressure of the liquid in which is approximately equal to the pressure of the liquid at the outlet of the power source. Before switching off the recovery system, the aiding load is reduced and, therefore, in order to maintain the speed of movement of the piston of the hydraulic cylinder, it is necessary to open the control spool window by a large amount, which reduces the losses on the control spool. After the recovery system has been turned off, the hydraulic cylinder cavity, previously connected to the hydraulic accumulator, communicates with the drain line through a sufficiently wide open spool control valve, while the other cavity has been and remains connected to

источником питани через другое окно золотника управлени , следовательно, перепад давлени на порщне гидроцилиндра значительно увеличивгГетс и в момент отключени системы рекуперации значительно увеличиваютс «рывки штока гидроусилител , t. е. ухудшаютс динамические характеристики гидравлического привода. Аналогично протекает процесс включени системы рекуперации . Однако испытани известного гид0 равлического привода показали, что «рывки штока гидроусилител при включении системы рекуперации значительно меньше, чем при отключении, что объ сн етс тем, что при отключении системы рекуперации золотник управлени работает при практически полном открытии дросселирующего окна , а при включении системы рекуперации золотник управлени работает при малом открытии дросселирующего окна.the power source through another control spool window, therefore, the pressure drop across the cylinder of the hydraulic cylinder increased significantly and at the moment the recovery system was turned off, the jerks of the hydraulic booster rod, t, increased significantly. that is, the dynamic characteristics of the hydraulic drive are impaired. The process of switching on the recovery system proceeds in a similar way. However, tests of a known hydraulic drive showed that “jerks of the hydraulic booster rod when the recovery system is turned on are significantly less than when disconnected, which is explained by the fact that the control spool is turned off when the recovery system is turned off, and when the recovery system is turned on the control spool operates at a small throttling window opening.

Цель изобретени - улучшение динаQ мических характеристик привода при переходе с помогающей нагрузки на преп тствующую и наоборот.The purpose of the invention is to improve the dynamic characteristics of the drive during the transition from helping the load to the obstacle and vice versa.

Указанна цель достигаетс тем, что гидравлический привод, содержащий гидроци5 линдр с датчиком давлени и сигнализаторами направлени потока, золотник управлени , св занный кинематической цепью обратной св зи с гидроцилиндром, а гидролини ми - с источником питани , сливом и полост ми гидроцилиндра, и систему ре0 куперации, включающую гидроаккумул тор, двухпозиционные распределители с электромагнитами управлени , св занными с сигнализаторами направлени потока и; датчиками давлени , причем полости гидроцилиндра св заны с золотником управлени This goal is achieved by the fact that a hydraulic drive containing a hydraulic cylinder with a pressure sensor and flow direction alarms, a control spool connected to a kinematic feedback circuit with a hydraulic cylinder, and a hydraulic line with a power source, a drain and a hydraulic cylinder cavity, and a re0 system curate, including hydroaccumulator, on-off distributors with control electromagnets connected with flow direction alarms and; pressure sensors, wherein the hydraulic cylinder cavities are connected to the control spool

через двухпозиционные распределители, одна из гидролиний каждого из которых соединена через обратный клапан с гидроаккумул тором , снабжен дойолнительным трех линейным золотником, жестко св занным сthrough two-way valves, one of the hydrolines of each of which is connected through a non-return valve with a hydraulic accumulator, is provided with a three-way extension spool that is rigidly connected with

ц золотником управлени , при этом дополнительный золотник выполнен с двум дросселирующими кромками и с положительным перекрытием, вход его сообщен с гидролини ми между двухпозиционными распределител ми , и обратными клапанами, а егоthe spool control, while the additional spool is made with two throttling edges and with a positive overlap, its input is connected to the hydraulic lines between the two-way valves, and check valves, and its

5 выходы - со сливом.5 exits - with discharge.

Кроме того, гидравлический привод снабжен двум двухлинейными дросселирующими распределител ми, каждый из которых выполнен с двум камерами гидроуправлени , попарно св занными между собой и сIn addition, the hydraulic drive is equipped with two two-line throttling distributors, each of which is made with two hydraulic control chambers connected in pairs with each other and with

0 полост ми гидроцилиндра, одна из гидралиний каждого дросселирующего распределител соединена со сливом,а друга через золотник управлени и двухпозиционный распределитель - с полостью гидроцилиндра .The cavity of the hydraulic cylinder, one of the hydralines of each throttling valve, is connected to the drain, and the other through the control spool and the two-position valve to the cavity of the hydraulic cylinder.

5 На фиг. 1 изображена принципиальна схема гидравлического привода с гидроуправл емыми дроссел ми, установленными в5 In FIG. 1 is a schematic diagram of a hydraulic drive with hydraulically controlled throttles mounted in

линии слива; на фиг. 2 - то же, с клапанами , установленными между, гидрораспределител ми и рабочими полост ми гидроцилиндров; на фиг. 3 - расходна характ Эвристика дополнительного золотника управлени ; на фиг. 4 - конструктивна схе ма гидроуправл емого клапана с реле времени .drain lines; in fig. 2 - the same, with valves installed between the hydraulic distributors and the working cavities of the hydraulic cylinders; in fig. 3 - consumable Heuristics of additional control spool; in fig. 4 shows a design of a hydraulically controlled valve with a time relay.

Гидравлический привод содержит источник 1 питани ,гидроусилитель с отрицательной обратной св зью, выполненный в виде гидроцилиндра 2 с рабочими полост ми 3 и 4, которые сообщены через золотник 5 управлени с источником 1 питани и линией слива 6, двухпозицирнные гидрораспределители 7 и 8, установленные в гидролини х 9 и 10. Выходы 11 и 12 гидрораспределителей 7 и 8 сообщены через обратные клапаны 13 и 14 с гидроаккумул тором 15. Два гидроуправл емых клапана 16 и 17 установлены в гидролини х 18 и 19, а их полости 20 и 21 управлени сообщены с полостью 4, а полости 22 и 23 управлени сообщены с полостью 3. Дополнительный золотник 24 сообщает выходы 11 и 12 с линией 6 слива. Гидроцилиндр 2 имеет порщень 25 со штоком 26. В гидролинии 10 установлен сигнализатор 27 направлени движени поршн 25, содержащий контакты 28 и 29, 30 и 31. Датчики 32 и 33 давлени подключены к полост м 3 и 4 гидроцилиндра 2, а ползунки 34 и 35 датчиков 32 и 33 давлени электрически св заны с управл ющими обмотками 36 и 37 реле 38 и 39 давлений. Гидрораспределители 7 и 8 имеют линии 40 и 41 управлени . Гидроуправл емые клапаны 42 и 43 (фиг. 2) установлены в гидролини х 9 и 10. Полости 44 и 45 управлени соединены с выходом 11 гидрораспределител 7, причем полость 45 управлени сообщена через реле времени, выполненное в виде дроссел 46 и гидроаккумул тора 47. Полости 48 и 49 управлени клапана 43 соединены с выходом 12 гидрораспределител 8, причем поЯость 49 управлени сообщена через реле времени, выполненное в виде дроссел 50 и гидроаккумул тор 51. Гидроуправл емый клапан может быть выполнен в виде золотника 52 с пружинами 53 и 54. Золотник 52 имеет два рабочих по ска 55 и 56 и два выходных окна 57 и 58.The hydraulic drive contains a power source 1, a negative feedback feedback hydraulic booster, made in the form of a hydraulic cylinder 2 with working cavities 3 and 4, which communicate via a control spool 5 with a power source 1 and a discharge line 6, two-position hydraulic distributors 7 and 8 installed in hydrolines 9 and 10. Outlets 11 and 12 of hydraulic distributors 7 and 8 are connected through check valves 13 and 14 to the hydraulic accumulator 15. Two hydraulically controlled valves 16 and 17 are installed in hydraulic lines 18 and 19, and their control cavities 20 and 21 communicate with cavity 4, and p Lost 22 and 23 control communication with the cavity 3. An additional valve 24 outputs reports 11 and 12 with the drain line 6. The hydraulic cylinder 2 has a piston 25 with a stem 26. In the hydraulic line 10, a piston direction indicator signaling device 27 is installed, comprising contacts 28 and 29, 30 and 31. Pressure sensors 32 and 33 are connected to cavity 3 and 4 of hydraulic cylinder 2, and sliders 34 and 35 The pressure sensors 32 and 33 are electrically connected to the control windings 36 and 37 of the pressure relay 38 and 39. The control valves 7 and 8 have control lines 40 and 41. Hydraulically controlled valves 42 and 43 (Fig. 2) are installed in hydraulic lines 9 and 10. Control cavities 44 and 45 are connected to outlet 11 of the hydraulic distributor 7, with control cavity 45 communicated via a time relay, made in the form of throttles 46 and hydraulic accumulator 47. The cavities 48 and 49 of the control valve 43 are connected to the outlet 12 of the hydraulic distributor 8, and the control post 49 is connected via a time relay, made in the form of throttles 50 and the hydraulic accumulator 51. The hydraulically controlled valve can be made in the form of a spool 52 with springs 53 and 54. 52 has two pa ochih the rib 55 and 56 and two output windows 57 and 58.

Гидравлический привод работает следующим образом.Hydraulic drive works as follows.

При перемещении золотника 5 управлени влево (фиг. 1) полость 3 соедин етс с линией 6 слива, а полость 4 соедин етс с источником 1 питани . В этом случае контакты 28 и 29 замкнуты между собой. При возникновении помогающей нагрузки давление жидкости в полости 3 становитс больше Рнст/2 и напр жение на ползунке 34 датчика 32 давлени , который перемещаетс влево (фиг. 1), увеличиваетс и становитс достаточным дл срабатывани реле 38 давлени , через которое напр жение -подаетс от контактов 28 и 29 к линии 40 .управлени . Гидрораспределитель 7 пере;Ключаетс в жид кость из полости 3 под действием помогающей нагрузки вытесн етс 5 в гидроаккумул тор 15, т.е. включаетс система рекуперации. При возникновении по .могающей нагрузки включаетс дроссель 16. так как давление жидкости в полости 3больше , чем в полости 4.When moving the control spool 5 to the left (Fig. 1), the cavity 3 is connected to the drain line 6, and the cavity 4 is connected to the power source 1. In this case, contacts 28 and 29 are closed together. When an auxiliary load occurs, the pressure of the fluid in cavity 3 becomes greater than Rf / 2 and the voltage on slider 34 of pressure sensor 32, which moves to the left (Fig. 1), increases and becomes sufficient to activate pressure relay 38, through which voltage is supplied from pins 28 and 29 to control line 40. The hydraulic distributor 7 is reused; It enters the liquid from the cavity 3 under the action of the assisting load and is displaced 5 into the hydroaccumulator 15, i.e. recovery system included. When a load is generated, throttle 16 is turned on. Since the pressure of the fluid in the cavity is 3 more than in the cavity 4.

При любой преп тствующей нагрузке сопротивление дроссел 16 практически равно нулю. При отключении системы рекуперации гидролини 9 подключаетс через золотник 5 управлени и дроссель 16 к линии 6 слива, и дроссель 16 не позвол етFor any preventive load, the resistance of the drossel 16 is practically zero. When the recovery system is disconnected, the hydroline 9 is connected via the control spool 5 and the throttle 16 to the discharge line 6, and the throttle 16 does not allow

5 поршню 25 резко изменить свою скорость, как как перепад на дросселе 16 при максимальной скорости выбираетс равным Рцст/2- При возникновении преп тствующей нагрузки дроссель 16 полностью открыт и при любой помогающей нагрузке практически не вли ет на работу гидравлического привода. При достаточно малой помогающей нагрузке, чтобы порщень 25 двигалс с достаточно большой скоростью, необходимо отключать систему рекуперации при не5 которых больших открыти х окон золотника 5 управлени . Эта задача плавного отключени системы рекуперации рещаетс применением дополнительного золотника 24, который сообщает полость 3 с линией 6 слива при некотором перемещении золотника5, the piston 25 drastically changes its speed, as the differential on the throttle 16 at maximum speed is set equal to Рцст / 2. When an obstructive load occurs, the throttle 16 is completely open and with any help load, it practically does not affect the operation of the hydraulic drive. If the load is sufficiently small so that the rim 25 moves at a sufficiently high speed, it is necessary to turn off the recovery system for some of the large openings of the spool 5 of the control windows. This task of smoothly shutting off the recovery system is solved by the use of an additional spool 24, which communicates cavity 3 with the discharge line 6 with some displacement of the spool

0 5 управлени . Расходна характеристика дополнительного золотника 24 симметрична с некоторой зоной нечувствительности около нулевой точки (фиг. 3). При перемещении золотника 5 управлени вправо (фиг. 1) все рассуждени аналогичны предыдущим,0 5 controls The flow characteristic of the additional spool 24 is symmetrical with a certain dead zone near the zero point (Fig. 3). When moving the control spool 5 to the right (Fig. 1), all the arguments are similar to the previous ones,

но уже относительно датчика 33 давлени , ползунка 35, реле 39, линии 41 управлени гидрораспределител 8, рабочей полости 4 и дроссел 17. but already relative to the pressure sensor 33, the slider 35, the relay 39, the control valve lines 41, the working cavity 4 and the throttle 17.

0 Работа гидравлического привода, изображенного на фиг. 2, осуществл етс следующим образом.0 The operation of the hydraulic drive shown in FIG. 2 is carried out as follows.

Например, при движении порщн 25 гидроцилиндра 2 влево (фиг. 2) под действием помогающей нагрузки включен гидрораспре5 делитель 7 и жидкость из полости 3 вытесн етс в гидроаккумул тор 15. При малой помогающей нагрузке происходит отключение системы рекуперации и давление жидкости на выходе 11 гидрораспределител 7 падает и, соответственно, падает давле ние жидкости в полости 44 управлени ,тогда как в полости 45 управлени давление жидкости сохран етс за счет реле времени, и под действием возникшего перепада давлени управл ющий зоотник 52 перемеща5 етс влево (фиг. 2), дросселиру по ском 66 рабочую жидкость,благодар чему уменьшаютс «рывки штока 26 гидроусилител и улучшаютс динамические характеристики привода. Аналогично осуществл етс работа гидропривода при включении системы рекуперации, только в этом случае золотник 52 перемещаетс вправо (фиг. 2),дросселиру по ском 55 рабочую жидкость. Как указывалось, при включении системы рекуперации «рывки щтока гидроусилител несколько меньше, чем при отключении, и клапан 42 может быть дл упрощени конструкции выполнен с одной пружиной 53, а в полости 45 может быть установлен упор, чтобы при включении системы рекуперации жидкость не дросселировалась.For example, when the cylinder 25 of cylinder 2 moves to the left (Fig. 2) under the effect of a helping load, the hydraulic distributor 5 is turned on and the fluid from the cavity 3 is forced into the accumulator 15. At a small helping load, the recovery system turns off and the fluid pressure at outlet 11 of the hydraulic distributor 7 drops and, accordingly, the pressure of the liquid in the control cavity 44 drops, while in the control cavity 45 the pressure of the liquid is maintained by the time relay, and under the effect of the resulting pressure drop, the control vault 52 moves to the left (Fig. 2), throttling the bore 66 working fluid, thereby reducing the jerks of the hydraulic actuator stem 26 and improving the dynamic characteristics of the drive. Similarly, the hydraulic drive works when the recovery system is turned on, only in this case the spool 52 moves to the right (Fig. 2), the working fluid throttling through 55. As mentioned, when the recovery system is turned on, the hydraulic booster jerk jerks are slightly smaller than when disconnected, and the valve 42 can be made with a single spring 53 to simplify the design, and a stop can be installed in the cavity 45 so that when the recovery system is turned on, the liquid is not throttled.

20 fg 22 23 /72/620 fg 22 23/72/6

1-1 I IJ II1-1 I IJ II

Аналогично гидропривод работает при движении поршн 25 вправо (фиг. 2),только в этом случае участвует в работе кла-пан 43.Similarly, the hydraulic actuator operates when the piston 25 moves to the right (Fig. 2), only in this case the valve 43 participates in the operation.

Применение изобретени позволит улучшить динамические характеристики гидропривода , уменьшить «рывки штока гидроусилител при переходе с помогающей нагрузки на преп тствующую и наоборот без вли ни на режимы работы гидропривода как при включенной системе рекуперации, так и при отключенной.The application of the invention will improve the dynamic characteristics of the hydraulic drive, reduce the “jerks of the hydraulic booster rod when switching from helping load to the preventing force and vice versa without affecting the operating modes of the hydraulic drive when the recovery system is on and off.

f pt/t/ffe il-- прав/гени f pt / t / ffe il-- right / geni

фиЪ. /fi /

к ручке .ур- to handle .ur-

Claims

1. A HYDRAULIC ACTUATOR containing a hydraulic cylinder with a pressure sensor and flow direction indicators, a control spool connected by a kinematic feedback circuit to a hydraulic cylinder, and hydraulic lines to a power source, a drain and hydraulic cylinder cavities, and a recovery system including a hydraulic accumulator, two-position distributors with control electromagnets associated with flow direction alarms and pressure sensors, moreover, the cavity of the hydraulic cylinder is connected to the control valve via on-off distributors, one of the hydraulic lines of each of which is connected via a non-return valve to the accumulator, characterized in that, in order to improve the transient characteristics, it is equipped with an additional three-line spool, rigidly connected to the control spool, while the additional spool is made with two throttling edges and with a positive by overlapping, its inlet is connected with hydraulic lines between on-off valves and check valves, and its outputs are with a drain.

2. Drive on π. 1, characterized in that it is equipped with two two-line throttling valves, each of which is made with two hydraulic control chambers, pairwise connected with each other and with the blades of the hydraulic cylinder, one of the hydraulic lines of each throttling valve is connected to the drain, and the other through the control valve and two-way valve with a cavity of a hydraulic cylinder.

>

G0 & 9286