SU1168751A1

SU1168751A1 - Hydraulic drive

Info

Publication number: SU1168751A1
Application number: SU833538873A
Authority: SU
Inventors: Adolf A Stalidzan
Original assignee: Rizhskij Polt Inst
Priority date: 1983-01-11
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1985-07-23

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленных роботах.The invention relates to mechanical engineering and can be used in industrial robots.

.Известен гидропривод, содержащий Гидроцилиндр, рабочие полости кото- 5 рого сообщены через гидрораспределитель с линиями нагнетания и слива, систему отрицательной обратной связи по положению штока гидроцилиндра, при этом гидрораспределитель выпол- 19 нён в виде золотника и гильзы, установленных в корпусе [Т}.A hydraulic actuator is known that contains a hydraulic cylinder, the working cavities of which are communicated through the hydraulic distributor with discharge and discharge lines, a negative feedback system on the position of the hydraulic cylinder rod, and the hydraulic distributor is made in the form of a spool and a sleeve installed in the housing [T} .

Недостатком данного гидропривода является сложность системы управления гидрораспределителем, содержащая 15 ряд электрических устройств, функционально необходимых для работы гидропривода.The disadvantage of this hydraulic drive is the complexity of the control system of the hydraulic distributor, which contains 15 series of electrical devices that are functionally necessary for the operation of the hydraulic drive.

Наиболее близким техническим решением является гидропривод, содер- 29 жащий гидроцилиндр, рабочие полости которого сообщены через гидрораспределитель с.линиями нагнетания и слива, систему отрицательной обратной связи по положению штока гидроци- 25 линдра, при этом гидрораспределитель выполнен в виде золотника и гильзы, установленных в корпусе [2] .The closest technical solution is a hydraulic actuator containing a hydraulic cylinder, the working cavities of which are communicated through a hydraulic distributor with lines of discharge and discharge, a system of negative feedback on the position of the hydraulic cylinder rod, while the hydraulic distributor is made in the form of a spool and a sleeve installed in case [2].

Однако известный гидропривод содержит систему управления* включаю- зо щую датчик положения штока гидроцилиндра, программное устройство и устройство сравнения сигналов от программного устройства и датчика, действующее через усилитель на привод распределителя, что усложняет конструкцию и снижает жесткость гидропривода.However, the known hydraulic drive contains a control system * including a position sensor of the hydraulic cylinder rod, a software device and a device for comparing signals from a software device and a sensor acting through an amplifier on the distributor drive, which complicates the design and reduces the rigidity of the hydraulic drive.

Цель изобретения - повышение жестокости и упрощение конструкции гидропривода.The purpose of the invention is to increase cruelty and simplify the design of the hydraulic drive.

Указанная цель достигается тем, что в гидроприводе, содержащем гидроцилиндр, рабочие полости которого сообщены через гидрораспределитель 45 |С линиями нагнетания и слива, систему отрицательной обратной связи по положению штока гидроцилиндра, при этом гидрораспределитель выполнен в виде золотника и гильзы, установ- 50 ленных в корпусе, система обратной связи выполнена в виде рычага, установленного на штоке с возможностью .изменения наклона относительно што!ка, а гильза установлена с возмож- 55 ностью перемещения относительно корпуса гидрораспределителя и выполнена |с двумя полостями управления, сооб- !This goal is achieved by the fact that in the hydraulic actuator containing a hydraulic cylinder, the working cavities of which are communicated through the hydraulic valve 45 | With discharge and discharge lines, a negative feedback system on the position of the hydraulic cylinder rod, while the hydraulic valve is made in the form of a spool and a sleeve installed in the feedback system is made in the form of a lever mounted on the rod with the possibility of changing the inclination relative to the rod, and the sleeve is installed with the possibility of moving spredelitelya and executed | with two control cavities com-!

щенными с входами гидрораспределителя.schennyh with the inputs of the valve.

На чертеже показан предлагаемый гидропривод.The drawing shows the proposed hydraulic drive.

Гидропривод содержит гидроцилиндрHydraulic actuator contains hydraulic cylinder

I с поршнем 2 и штоком 3, гидронасос 4, гидрораспределители 5 и 6, соединённые трубопроводами. На пгго- , ке 3 гидроцилиндра 1 шарнирно установлен рычаг 7. Кроме того, штокI with piston 2 and rod 3, hydraulic pump 4, hydraulic distributors 5 and 6, connected by pipelines. On pggo-, ke 3 hydraulic cylinders 1 pivotally installed lever 7. In addition, the rod

3 жестко связан с направляющей рейкой 8, на которой установлен кулачок 9, жестко связанный с храповым колесом 10. На оси последнего установлено водило 11, через стержень 12 связанное с рычагом 13, шарнирно установленным на рейке 8 параллельно водилу 1, причем длины водила 11 и рычага 13 одинаковы. На водиле3 is rigidly connected with the guide rail 8, on which the cam 9 is mounted, rigidly connected with the ratchet wheel 10. On the axis of the latter, the carrier 11 is installed, through the rod 12 connected with the lever 13, pivotally mounted on the rod 8 parallel to the carrier 1, and the carrier length 11 and Lever 13 are the same. On the driver

II установлен подпружиненный храповик 14. Рычаг 7 поджат к кулачкуII installed spring-loaded ratchet 14. The lever 7 is preloaded to the cam

9 пружиной 15, а рычаг 13 пружиной 16 поджат к упору 17. Золотник 18 гидрораспределителя 6 пружиной поджат к рычагу 7. Этот золотник имеет пояски 19 - 21, а гильза 22 гидрораспределителя 6 имеет кольцевые · выточки 23 - 26. На выточках выполнены соединяющие отверстия 27. Гильза 22 гидрораспределителя 6 установлена в корпусе 28, имеющем четыре выточки 29 и соединяющие отверстия 30. Полости 31 и 32 управления через каналы 33 и 34 соответственно, соединяющие отверстия 27,' выточки 29, соединяющие отверстия 30, являющиеся входами гидрораспределителя, и трубопроводы соединены с гидрораспределителем 5.9 by a spring 15, and the lever 13 by a spring 16 is pressed to the stop 17. The spool 18 of the hydraulic distributor 6 is spring-loaded to the lever 7. This spool has belts 19 to 21, and the sleeve 22 of the hydraulic distributor 6 has annular · recesses 23 - 26. There are connecting holes in the recesses 27. The sleeve 22 of the valve 6 is installed in the housing 28 having four recesses 29 and connecting holes 30. The control cavities 31 and 32 through the channels 33 and 34, respectively, connecting holes 27, 'of the recess 29, connecting holes 30, which are the inputs of the hydraulic distributor, and pipelines connect s with the control valve 5.

Полости между поясками 19 и 20' и между поясками 20 и 21 через выточки 23 и 26, отверстия 27, выточки 29 и отверстия 30 трубопроводами соединены с гидрораспределителем 5, а через выточки 24 и 25, отверстия 27, выточки 29 и отверстия 30 трубопроводами соединены с гидроцилиндром 1. Торцовые полости 31 и 32 гидрораспределителя 6 через канал 35 и отверстие 36 соединены с атмосферой. Привод имеет предохранительный клапан 37, дроссель 38 и подпорные клапаны 39 и 40, причем клапан 39 установлен на более высокое давление, чем клапан 40. Клапаны 39 и 40 через обратные клапаны 41 трубопроводами соединены с рабочими полостями 42 и 43 гидроцилиндра 1.The cavities between the belts 19 and 20 'and between the belts 20 and 21 through the grooves 23 and 26, the holes 27, the grooves 29 and the holes 30 are connected to the hydraulic distributor 5 by pipelines, and through the grooves 24 and 25, the holes 27, the grooves 29 and the holes 30 are connected by pipelines with a hydraulic cylinder 1. The end cavities 31 and 32 of the hydraulic distributor 6 through the channel 35 and the opening 36 are connected to the atmosphere. The actuator has a safety valve 37, throttle 38 and retaining valves 39 and 40, and the valve 39 is installed at a higher pressure than the valve 40. The valves 39 and 40 through pipe check valves 41 are connected to the working cavities 42 and 43 of the hydraulic cylinder 1.

116116

Неподвижный упор 44 расположен наFixed stop 44 is located on

пути стержня 12 и предназначен дляrod 12 paths and is designed to

сообщения движения храповику 14.Ratchet movement messages 14.

При крайнем нижнем положении поршня .2 гидроцилиндра 1 шток золот- 5 ника 18 находится на шарнире рычага 7. Гидрораспределитель 5 переведен в правое крайнее положение, т.е. давление подведено к полости 31, поэтому гильза 22 гидрораспределн- 10 теля 6 находится в крайнем правом положении. При этом поясок 20 полностью не перекрывает выточку 24, поэтому давление в верхней полости 24 гидроцнлиндра 1 равно давлению, 15In the extreme lower position of the piston .2 of the hydraulic cylinder 1, the stem of the gold 5 18 is on the hinge of the lever 7. The hydraulic distributor 5 is moved to the right extreme position, i.e. the pressure is supplied to the cavity 31, so the sleeve 22 of the hydraulic distributor 10 body 6 is in the extreme right position. In this case, the belt 20 does not completely cover the undercut 24, therefore the pressure in the upper cavity 24 of the hydraulic cylinder 1 is equal to the pressure, 15

задаваемому клапаном 37, что гарантирует фиксированное положение штока 3. Стержень 12 в исходном положении упирается в упор 14, водило 11 находится в крайнем верхнем положе- 20 нии, а пружина 16 деформирована.specified by valve 37, which guarantees a fixed position of the rod 3. The rod 12 in the initial position abuts against the stop 14, the carrier 11 is in the extreme upper position, and the spring 16 is deformed.

Для выполнения хода вверх гидрораспределитель 5 следует перевести в другое (левое крайнее) положение.To perform the upward movement of the valve 5 should be moved to another (left extreme) position.

В результате этого гильза 22 гидро- 25 распределителя 6 переходит в крайнее левое положение и выточки 26 и 24 открываются больше. Масло под давлением поступает в нижнюю полость 43 гидроцилиндра 1. Поршень 2 со зо штоком 3, рейкой 8 и рычагом 7 перемещается вверх, а золотник 18 вправо. Поэтому выточки 24 и 26 открываются еще больше, а скорость перемещения поршня 2 возрастает.As a result, the sleeve 22 of the hydraulic distributor 6 goes to the extreme left position and the recesses 26 and 24 open more. Oil under pressure enters the lower cavity 43 of the hydraulic cylinder 1. The piston 2 with the rod 3, the rack 8 and the lever 7 moves up, and the spool 18 to the right. Therefore, the undercuts 24 and 26 open even more, and the speed of movement of the piston 2 increases.

После полного открытия выточек 24 и .26 скорость перемещения поршня 2 становится постоянной. При дальнейшем перемещении поршня 2, а, следовательно, и золотника 18 поясок 19 до начинает перекрывать выточку 2-3, а поясок 20 - выточку 25, поэтому скорость перемещения поршня 2 снижается. После полного перекрытия выточек 23 и 25 движение поршня 2 45After full opening of the undercuts 24 and .26 the speed of movement of the piston 2 becomes constant. Upon further movement of the piston 2, and, consequently, of the spool 18, the belt 19 begins to overlap the recess 2-3, and the belt 20 - overlap 25, therefore the speed of movement of the piston 2 decreases. After complete overlap of the recesses 23 and 25, the movement of the piston 2 45

прекращается, а гидрораспределитель 6 начинает выполнять роль гидравлического замка, т.е. отключает гидроцилиндр от гидрораспределителя 5. При останове поршня 2 шток 3 занимает50 положение, соответствующее установленному наклону рычага 7. _stops, and the valve 6 begins to act as a hydraulic lock, i.e. disconnects the hydraulic cylinder from the hydraulic distributor 5. When the piston 2 stops, the rod 3 occupies 50 a position corresponding to the installed inclination of the lever 7. _

В случае, если имеют место утечки в нижней полости 43 гидроцилиндра 1, то поршень 2, а следовательно, и ры- 55 чаг 7, смещаются вниз, так как в нижней полости давление падает до уров,ня, задаваемого подпорным клапаномIn case there are leaks in the lower cavity 43 of the hydraulic cylinder 1, then the piston 2, and therefore the lever 7, are shifted downwards, as in the lower cavity the pressure drops to the level specified by the stop valve

8751 48751 4

40, а давление в верхней полости 42 равно давлению, задаваемому подпорным клапаном 39, т.е. выше, чем в нижней. При смещении вниз рычага 7 золотник 18 отходит влево, пояски 23 и 25" приоткрываются, масло под давлением поступает в нижнюю полость гидроцилиндра 1 и возвращает поршень 2 в заданное положение. Если на шток 3 действует технологическая сила, направленная вверх, то шток 3 также будет оставаться в заданном 'положении т.е. не будет перемещаться вверх, так как давление в нижней полости гидроцнлиндра 1 ниже (задается кла- . паном 40), чем в верхней (задается клапаном 39). Сила на поршень 2, обусловленная разностью давлений в полостях 42 и 43, должна быть больше, чем технологическая сила.40, and the pressure in the upper cavity 42 is equal to the pressure set by the retaining valve 39, i.e. higher than the bottom. When the lever 7 is moved downwards, the spool 18 moves to the left, the belts 23 and 25 "open slightly, the oil enters the lower cavity of the hydraulic cylinder 1 under pressure and returns the piston 2 to the specified position. If the technological force acts upwards, the stem 3 will also remain in a given 'position, i.e. will not move upwards, since the pressure in the lower cavity of the hydraulic cylinder 1 is lower (set by valve 40) than in the upper cavity (defined by valve 39). The force on the piston 2 due to the pressure difference in cavities 42 and 43 should be larger than m technological power.

При перемещении рейки 8 совместно с кулачком 9 и храповым колесом 10When moving the rail 8 together with the cam 9 and the ratchet wheel 10

(в начале хода штока 3 вверх) водило 11 с храповиком 14 под действием пружины 16 отстают, но до тех пор, пока упор 17 достигает рычага 13, после чего все элементы перемещаются синхронно с рейкой 8. Таким образом, храповой механизм подготавливается к следующему циклу работы. (at the beginning of the stroke 3 up) drove 11 with a ratchet 14 under the action of the spring 16 lagging behind, but until the stop 17 reaches the lever 13, after which all elements move synchronously with the rail 8. Thus, the ratchet mechanism is prepared for the next cycle work.

После отработки приводом заданного положения шток 3 обязательно должен вернуться в исходное положение.After testing drive the specified position, the rod 3 must return to its original position.

Для этого переводят гидрораспределитель 5 в положение, соответствующее обратному ходу (крайнее правое). В результате этого масло под давлением поступает в полость 31. Гильза 22 гидрораспределителя 6 переходит в правое крайнее положение, в результате чего выточки 23 и 25 приоткрываются и масло под давлением поступает в верхнюю полость 42 гидроцилиндра 1. Поршень 2 со штоком 3 перемещается вниз, рычаг 7 - аналогично, поэтому золотник 18 смещается влево, выточки .23 и 25 открываются еще больше, а скорость перемещения поршня 2 возрастает. После полного открытия выточек 23 и 25 скорость перемещения поршня 2 становится постоянной. Когда пояски 20 и 21 золотника 18 начинают перекрывать выточки 24 и 26, скорость перемещения поршня 2 снижается и при подходе к крайнему нижнемуTo do this, transfer the valve 5 to the position corresponding to the reverse course (far right). As a result, the oil under pressure enters the cavity 31. The sleeve 22 of the hydraulic distributor 6 moves to the right extreme position, as a result of which the undercuts 23 and 25 open and the oil under pressure enters the upper cavity 42 of the hydraulic cylinder 1. The piston 2 with the rod 3 moves down, the lever 7 is similar, therefore the spool 18 moves to the left, the undercuts .23 and 25 open even more, and the speed of movement of the piston 2 increases. After full opening of the recesses 23 and 25, the speed of movement of the piston 2 becomes constant. When the belts 20 and 21 of the spool 18 begin to overlap the undercuts 24 and 26, the speed of movement of the piston 2 decreases and when approaching the bottommost

¹ (исходному) положению имеет величину, ¹ (initial) position has a value

близкую к нулю.close to zero.

$$

11687511168751

66

. К концу хода поршня 2 стержень 12 набегает на неподвижный упор 44, в результате чего водило 11 через храповик 14 приводит во вращательное движение храповое колесо 10 и кулачок 9. При повороте кулачка 9 рычаг 7 устанавливается в другое положение, соответствующее профилю кулачка 9. Этим профилем кулачка 9 задается положение, которое шток 3 должен занять при следующем ходе в прямом направлении (вверх). Таким образом, при обратном ходе штока 3 задается программа для следующего его хода в прямом направлении. Угол поворота кулачка 9 регулируется длиной стержня 12. Регулирование ступенчатое, так как привод кулачка 9 выполнен в виде храпового механизма.. By the end of the stroke of the piston 2, the rod 12 is incident on the fixed stop 44, as a result of which the carrier 11, through the ratchet 14, causes the ratchet wheel 10 and the cam 9 to rotate. When the cam 9 is rotated, the lever 7 is set to another position corresponding to the cam profile 9. This profile The cam 9 sets the position that the rod 3 must take during the next course in the forward direction (up). Thus, during the reverse stroke of the rod 3, a program is set for its next stroke in the forward direction. The angle of rotation of the cam 9 is adjusted by the length of the rod 12. The regulation is stepped, since the cam 9 is designed in the form of a ratchet mechanism.

Дроссель 38 служит для обеспече’ния подпитки гидропривода (компенсации утечек масла). Вместо дросселя 38 может быть использован дополнительный гидронасос подпитки (не показан) .The throttle 38 is used to ensure the supply of hydraulic drive (oil leakage compensation). Instead of the throttle 38 may be used additional hydraulic pump feed (not shown).

Предлагаемый гидропривод можетThe proposed hydraulic drive can

₅ быть использован в промышленных роботах, обслуживающих технологические машины, где необходимо выполнить загрузочные и разгрузочные операции. Такой робот может, например, загру10 зить в штамповочный автомат заготовки, которые берет из неподвижной кассеты, где эти заготовки расположены столбиками в нескольких рядах, а также может отштампованные детали _{5 to} be used in industrial robots serving technological machines, where loading and unloading operations must be performed. Such a robot can, for example, load blanks into a punching machine, which are taken from a fixed cassette, where these blanks are arranged in columns in several rows, and also can be stamped parts.

15 из автомата загружать в указанную кассету.15 from the machine to load into the specified cassette.

Конструкция гидропривода достаточно простая, так как в нем отсутствует ряд сложных элементов, имеющихся вThe design of the hydraulic drive is quite simple, since it lacks a number of complex elements that are available in

20 системе управления известного гидропривода. Эти элементы заменены гидрораспределителем в совокупности с наклонно установленным рычагом, связанным со штоком гидропривода.20 control system known hydraulic drive. These elements are replaced by a hydraulic valve in conjunction with an obliquely mounted lever connected to the hydraulic actuator stem.

25 .25

4444

Claims

A hydraulic actuator containing a hydraulic cylinder, the working cavities of which are communicated through the hydraulic distributor with the discharge and discharge lines, a negative feedback system regarding the position of the hydraulic cylinder rod, while the hydraulic distributor is made in the form of a spool and sleeve installed in the housing the fact that, in order to increase the rigidity of the drive and simplify the design, the feedback system is made in the form of a lever mounted on the rod with the possibility of changing the slope relative to the rod, and the sleeve is installed with the possibility movement relative to the housing 'and is provided with the control valve. two 3 control cavities, communicated _a

with; the inputs of the valve. WITH

11.68751

>

ϊ 1168751 2