SU1195075A1

SU1195075A1 - Electro-hydraulic amplifier-converter

Info

Publication number: SU1195075A1
Application number: SU843753242A
Authority: SU
Inventors: Миндаугас Александрович Малишаускас; Витянис Витаутович Нагинявичюс; Миколас Казимерас Миколович Рагульскис; Ромуальдас Ромуальдович Каупялис
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1984-06-12
Filing date: 1984-06-12
Publication date: 1985-11-30

Abstract

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий корпус с установленным в нем золотником с образованием торцовых камер, четыре дроссел , соединенные в гидравли /7777// У I //////// ii; -- - { 9999 ;; 9 ХХХХХ СО Х 29 ческий мост, в диагональ которого включены торцовые камеры, электромеханический преобразователь, включающий деформируемую втулку, установленную в корпусе с образованием дросселирующих каналов двух дросселей гидравлического моста, отличающийс тем, что, с целью повыщени быстродействи , электромеханический преобразователь выполнен в виде пьезокерамической втулки, расположенной с зазором между двум диэлектрическими втулками, установленными в корпусе концентрично золотнику , при этом дросселирующие каналы образованы внешним и внутренним зазорами между втулками. -2 Фи.1ELECTRO-HYDRAULIC AMPLIFIER-CONVERTER, comprising a housing with a spool installed in it with the formation of end chambers, four throttles connected in hydraulic / 7777 // U I ////// ii; - - {9999 ;; 9 ХХХХХ СО Х 29 a bridge with a diagonal including end chambers, an electromechanical transducer including a deformable sleeve mounted in the housing to form throttling channels of two hydraulic bridge chokes, characterized in that, in order to increase speed, the electromechanical transducer is designed as a piezo-ceramic sleeves located with a gap between two dielectric sleeves installed in the housing concentric with the spool, while the throttling channels of the images external and internal gaps between bushings. -2 Phi.1

Description

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к гидравлическим средствам автоматики, и может быть использовано в качестве управл ющего органа различных гидравлических систем.The invention relates to mechanical engineering, in particular to hydraulic means of automation, and can be used as a governing body of various hydraulic systems.

Целью изобретени вл етс повышение быстродействи усилител -преобразовател .The aim of the invention is to increase the speed of the amplifier converter.

На фиг. 1 изображена принципиальна схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.FIG. 1 is a schematic diagram of the device; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one.

Электрогидравлический усилитель-преобразователь содержит корпус 1 с установленным в нем золотником 2 с образованием торцовых камер 3 и 4. В корпусе 1 выполнены каналы 5-8 (фиг. 2 и 3) дл подвода и отвода рабочей жидкости.The electrohydraulic power converter includes a housing 1 with a spool 2 installed in it to form end chambers 3 and 4. In housing 1, channels 5–8 (FIGS. 2 and 3) are made for supplying and discharging the working fluid.

Кроме того, усилитель-преобразователь содержит электромеханический преобразователь , выполненный в виде деформируемой пьезокерамической втулки 9, расположенной между двум диэлектрическими втулками 10 и 11. Два посто нных дроссел 12 и 13 (фиг. 3) и два регулируемых дроссел , выполненных в виде дросселирующих каналов 14 и 15, образованных внешним и внутренним зазорами 16 и 17 между втулками 9-11, соединены в гидравлический мост, в диагональ которого включены торцовые камеры 3 и 4. Задатчик 18 (фиг. 3) соединен с электродами (не показаны) пьезокерамической втулки 9 проводами 19. Каналы 20 и 21 сообщают дросселирующие каналы 14 и 15 со сливом. Корпус 1 снабжен двум цилиндрическими кольцами 22 и 23, двум крышками 24 и 25 с установленными на них пружинами 26 и 27 с возможностью взаимодействи с золотником. Уплотнительные элементы 28 и 29 герметизируют дросселирующие каналы 14 и 15.In addition, the amplifier-converter contains an electromechanical converter, made in the form of a deformable piezoceramic sleeve 9, located between two dielectric bushings 10 and 11. Two constant throttles 12 and 13 (Fig. 3) and two adjustable throttles, made in the form of throttling channels 14 and 15, formed by the external and internal gaps 16 and 17 between the sleeves 9-11, are connected to a hydraulic bridge, the diagonal of which includes end chambers 3 and 4. The gauge 18 (Fig. 3) is connected to electrodes (not shown) piezoceramic Copper bushings 9 with wires 19. Channels 20 and 21 communicate throttling channels 14 and 15 with a drain. The housing 1 is provided with two cylindrical rings 22 and 23, two covers 24 and 25 with springs 26 and 27 mounted on them with the possibility of interaction with the spool. The sealing elements 28 and 29 seal the throttling channels 14 and 15.

Электрогидравлический усилитель-преобразователь работает в двух режимах управлени : релейном и широтно-импульсном. Electro-hydraulic amplifier-converter operates in two control modes: relay and pulse-width.

В режиме релейного управлени усилитель-преобразователь работает следующим образом.In relay control mode, the amplifier-converter operates as follows.

При подаче от задатчика 18 через провода 19 напр жени одной пол рности на пьезокерамическую втулку 9 ее диаметр, например, увеличиваетс и тем самым уменьшаетс проходное сечение дросселирующего канала 14 и увеличиваетс проходное сечение дросселирующего канала 15. Вследствие этого нарушаетс баланс гидравлического моста, и под действием перепада давлений в торцовых камерах 3 и 4 золотник 2 (фиг. 1 и 3) перемещаетс влево (по чертежу), преодолева усилие пружины 26 до упора в крышку 24. При этом рабоча жидкость из канала 5 (фиг. 1 и 3) поступает ; - праву.р (по чертежу) часть канала 7.When supplied from the setting device 18 through the voltage wires 19 of one polarity to the piezoceramic sleeve 9, its diameter, for example, increases and thereby decreases the flow area of the throttling channel 14 and increases the flow area of the throttling channel 15. As a result, the balance of the hydraulic bridge is disturbed and the pressure difference in the end chambers 3 and 4, the spool 2 (Fig. 1 and 3) moves to the left (according to the drawing), overcoming the force of the spring 26 against the stop in the lid 24. The working fluid from the channel 5 (Fig. 1 and 3) flows; - Pravu.r. (according to the drawing) part of channel 7.

АН алогично работает привод при подаче от задатчика 18 напр жени другой пол рности на пьезокерамическую втулку 9, однако золитник 2 перемещаетс вправо (по чертежу).Analogously, the drive operates when the voltage from the generator of the other polarity is applied to the piezoceramic sleeve 9, but the centerpiece 2 moves to the right (according to the drawing).

В режиме щиротно-импульсного управлени усилитель-преобразователь работает следующим образом.In the pulse-width control mode, the amplifier-converter operates as follows.

При подаче от задатчика 18 высокочастотных импульсов, промодулированных по частоте, на -пьезокерамическую втулку 9 ее диаметр в зависимости от частоты модул ционного управл ющего сигнала увеличиваетс или уменьщаетс . Причем пьезокерамическа втулка 9 совершает радиальные колебани , частота которых значительно выще частоты модул ционного управл ющего сигнала и соответствует несущей частоте импульсов, а амплитуда значительно меньше амплитуды модул ционного управл ющего сигнала, т.е. пьезокерамическа втулка 9 не успевает отреагировать на импульсы несущей частоты, а реагирует на сигнал управлени модул ционной частоты, так как несуща частота импульсов выше собственной частоты пьезокерамической втулки 9, а частота модул ционного управл ющего сигнала значительно ниже собственной частоты пьезокерамической втулки 9. При увеличении диаметра пьезокерамической втулки 9, что соответствует положительному значению во времени напр жени управл ющего сигнала, одновременно уменьшаетс внешний зазор 16 и увеличиваетс внутренний зазор 17, а при уменьшении диаметра пьезокерамической втулки 9, что соответствует отрицательному значению во времени напр жени управл ющего, сигнала, одновременно увеличиваетс внешний зазор 16 и уменьшаетс внутренний зазор 17, т.е. измен ютс гидравлические сопротивлени дросселирующих каналов 14 и 15.When a high-frequency frequency modulated pulse is applied from the setting unit 18 to the piezoceramic sleeve 9, its diameter increases or decreases depending on the frequency of the modulation control signal. Moreover, the piezoceramic sleeve 9 performs radial oscillations whose frequency is much higher than the frequency of the modulation control signal and corresponds to the carrier frequency of the pulses, and the amplitude is much less than the amplitude of the modulation control signal, i.e. The piezoceramic sleeve 9 does not have time to react to carrier frequency pulses, but responds to the modulation frequency control signal, because the carrier frequency of the pulses is higher than the natural frequency of the piezoceramic sleeve 9, and the frequency of the modulation control signal is significantly lower than the natural frequency of the piezoceramic sleeve 9. With increasing diameter a piezoceramic sleeve 9, which corresponds to a positive value in time of the voltage of the control signal, simultaneously decreases the external gap 16 and increases the internal voltage the morning gap 17, and when the diameter of the piezoceramic sleeve 9 decreases, which corresponds to a negative time value of the control voltage, the external gap 16 simultaneously increases and the internal gap 17 decreases, i.e. change the hydraulic resistance of the throttling channels 14 and 15.

Далее под действием перепада давлени в торцовых камерах 3 и 4 золотник 2 перемещаетс , осуществл коммутацию каналов 5, 7 и 8.Further, under the action of pressure drop in the end chambers 3 and 4, the spool 2 moves, commits the channels 5, 7 and 8.

Установка втулок 9-11 концентрично золотнику 2 позвол ет сократить не только габариты усилител -преобразовател , но и длину каналов 6, тем самым повысить быстродействие устройства. Увеличение быстродействи также достигаетс путем изменени в дросселирующих каналах 14 и 15 не только гидравлического сопротивлени , но и объемов, через которые протекает рабоча жидкость.The installation of sleeves 9-11 concentrically to spool 2 allows not only reducing the dimensions of the amplifier-converter, but also the length of channels 6, thereby increasing the speed of the device. An increase in speed is also achieved by changing not only the hydraulic resistance in the throttling channels 14 and 15, but also the volumes through which the working fluid flows.

Незначительна масса и больша чжесткость пьезокерамической втулки 9, работающей обеими поверхност ми одновременно, тоже способствуют увеличению быстродействи устройства.The insignificant mass and great rigidity of the piezoceramic sleeve 9, which works with both surfaces simultaneously, also contribute to an increase in the speed of the device.

Преимуществом предлагаемого устройства вл етс то, что ввиду высокой скороети срабатывани пьезокерамической втулки 9 оно может работать не только, в режиме релейного управлени , но и в режиме широтно-имгТульсного управлени , что позвол ет избежать влени облитерации в дросселирующих каналах 14 и 15 и повь1сить надежность и точность управлени по заданному закону.The advantage of the proposed device is that, in view of the high speed of operation of the piezoelectric bushing 9, it can work not only in relay control mode, but also in the width-pulse control mode, which avoids the occurrence of obliteration in throttling channels 14 and 15 and increases reliability and accuracy of control according to a given law.

Ввиду малости электрической емкости пьезокерамической втулки 9, мощность управл ющего сигнала не превышает 0,2 Вт при частоте управл ющего сигнала 100 Гц.Due to the small electrical capacity of the piezoceramic sleeve 9, the control signal power does not exceed 0.2 W at a control signal frequency of 100 Hz.

Claims

ELECTRO-HYDRAULIC AMPLIFIER-CONVERTER, comprising a housing with a spool installed in it to form end chambers, four chokes connected to a hydraulic bridge, the diagonal of which includes end chambers, an electromechanical converter including a deformable sleeve installed in the housing with the formation of throttling channels of two hydraulic chokes bridge, characterized in that, in order to improve performance, the electromechanical converter is made in the form of a piezoceramic sleeve Situated with a gap between two dielectric sleeves mounted in the housing concentrically with the spool, and the throttle channels are formed by outer and inner gaps between the bushings.