SU1225932A1 - Гидропривод дроссельного регулировани - Google Patents

Description

112

Изобретение относитс  к гидроавтоматике и может быть использовано в гидросистемах станков и манипул торов , а также строительных и дорожных машин.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и жесткости гидропривода .

На чертеже изображена схема гидропривода дроссельного регулировани 

Гидропривод содержит задатчик 1 входного сигнала, гидроцилиндр 2, к рабочим полост м 3 и 4 которого подключен управл емый распределитель

5, подсоединенный с насосом 6 и ели- BOM, систему формировани  сигнала обратной св зи по давлению, выполненную в виде датчика 7 перепада давлени  в полост х 3 и 4 датчика 8 давлени 

Дл  обеспечени  стабильности скорости при изменении нагрузки при посто нном давлении нагнетани  полости 3 и 4 гидроцилиндра 2 сообщены гидролини ми с датчиком 7, который и

25

ное давление нагнетани  Рд . В блоке 9 происходит вычитание сигнала, пропорционального абсолютному значению перепада давлени  иР из сигнала, про порционального эффективному значению давлени  нагнетани  Р , В результате формируетс  сигнал , пропорциональный разности PQ -йР

30

нагнетани  насоса 6 и блока 9 вычита- 20 .мер ет перепад давлени  лР , и дат- ни , а также систему коррекции, вклю- чиком 8, который измер ет эффектив- чающую последовательно соединенные блок 10 делени , блок 11 извлечени  квадратного корн , блок 12 умножени , и задатчик 13 разности давлени . При этом вход уменьшаемого блока 9 соединен с датчиком 8, вход вычитаемого - с датчиком 7, а выход - с входом делител  блока 10, к входу делимого которого подключен задатчик 13, к выходу - вход блока 11, выход которого подключен к одному из входов блока 12, второй вход которого соединен с задатчиком 1, а выход - с управл ющим входом распределител  5.

Гидропривод дроссельного регулировани  работает следующим образом.

о Управл ющий сигнал от задатчика 1 через блок 12 поступает на управл ющий вход распределител  5. Изменение управл ющего сигнала приводит к соответствующему открытию окон распределител  5 и пропорциональному изменению скорости гидроцилиндра 2.

Обратна  св зь по давлению осуществл етс  следующим образом.

Скорость гидроцилиндра 2 определ етс  расходом Q через окна распределител  5

35

40

45

Задатчик 13 разности давлений вырабатывает сигнал, пропорциональный требуемой эталонной равности давлений (Ро лР)- Этот сигнал посту пает в блок 10 делени , в котором происходит его деление на сигнал, пропорциональный фактической разности давлений РО - йР . Частное от делени  поступает на вход блока 11, в котором производитс  извлечение квадратного корн , а полученный сигнал поступает на вход блока 12, в котором производитс  его умножение на входной сигнал. Полученный сигнал произведени  поступает на управл ющий вход распределител  5. Таким образом, площадь открыти  окон распределител  5 пропорциональна сигналу произведени  входного сигнала и сигнала обратной св зи. Причем сигнал обратной св зи сформирован в виде выражени 

Р„+ТР

. ;

(1)

де

(ИР Р -Р - и ел

коэффициент расхода; площадь открыти  окон распределител  5; плотность рабочей жидкости;

эффективное давление нагнетани  ;

йР

Р.,

-перепад давлении на гидроцилиндре 2;

-давление нагнетани  насоса 6;

сд - давление В соответствии с ри одном и том же

слива.

уравнением (1) положении распреа следовательделител  5 расход Q

но, и скорость гидроцилиндра 2 могут измен тьс  при изменении перепада давлени , например, за счет изменени  усили  резани  в процессе обработки , изменени  веса объекта управлени  и т.п.

Дл  обеспечени  стабильности скорости при изменении нагрузки при посто нном давлении нагнетани  полости 3 и 4 гидроцилиндра 2 сообщены гидролини ми с датчиком 7, который измер ет перепад давлени  лР , и дат- чиком 8, который измер ет эффектив-

ное давление нагнетани  Рд . В блоке 9 происходит вычитание сигнала, пропорционального абсолютному значению перепада давлени  иР из сигнала, пропорционального эффективному значению давлени  нагнетани  Р , В результате формируетс  сигнал , пропорциональный разности PQ -йР

мер ет перепад давлени  лР , и дат- чиком 8, который измер ет эффектив-

мер ет перепад давлени  лР , и дат- чиком 8, который измер ет эффектив-

Задатчик 13 разности давлений вырабатывает сигнал, пропорциональный требуемой эталонной равности давлений (Ро лР)- Этот сигнал поступает в блок 10 делени , в котором происходит его деление на сигнал, пропорциональный фактической разности давлений РО - йР . Частное от делени  поступает на вход блока 11, в котором производитс  извлечение квадратного корн , а полученный сигнал поступает на вход блока 12, в котором производитс  его умножение на входной сигнал. Полученный сигнал произведени  поступает на управл ющий вход распределител  5. Таким образом, площадь открыти  окон распределител  5 пропорциональна сигналу произведени  входного сигнала и сигнала обратной св зи. Причем сигнал обратной св зи сформирован в виде выражени 

J

():

(2)

Р„-йР

Открытие i определ етс 

окон распределител  следующим выражением

i-i

(Po-iP);

УРЧ РО-ЬР

где lynp . площадь окон распределител  5, пропорциональна  входному сигналу от задатчика 1.

В соответствии с выражением (1) и с учетом (2) и (3) расход через распределител }. 5 определ етс  выражением

Q fM/icjnp

I

(

Po-iP

После преобразовани 

q-(.

Из (5) видно, что расход, а следовательно , и скорость гидроцилиндра 2 определ ютс  сигналом i.„p от задатчика 1 и сигналом от задатчика 13 разности давлений и не завис т от нагрузки.

При увеличении нагрузки увеличиваютс  перепад давлений и сигнал на выходе датчика 7, уменьшаетс  сигнал на выходе блока 9.

Из выражений (4) и (5) видно, что и изменение давлени  Р Рц - Р не вли ет на скорость гидроцилиндра 2. Изменение давлени  Р„ приводит к изменению сигнала на выходе блока 9, а следовательно, и к изменению управл ющего сигнала в сторону компенсации возникшего возмущени .

При значении фактической разности давлений РО - и Р , равной эталонной (РО -uP)q, сигналы, поступающие на ходы блока 10 делени , равны между собой. Поэтому на выходе блока 10 действует сигнал, ра-вный единице. Этот единичный сигнал через блок 11 извлечени  квадратного корн  поступает на вход блока 12 умножени . Умноженный на единицу входной сигнал от задатчика 1 поступает без изменений на управл ющий вход распределител  5.

Из (4) расход 5 равен

(Ра-лРЬ

И если

Q fu-i,np р Р„-дР (Р,-.РЬ,

то

о-ш-f

Р .

т .е. величина расхода полностью определ етс  входным сигналом.

При увеличении нагрузки увеличиваютс  перепад давлений йР и сигнал 5 на выходе датчика 7. Сигнал на выходе блока 9 вычитани  уменьшаетс . Сигнал на входе блока 10 делени  становитс  меньше сигнала задатчика 13. В блоке 10 формируетс  сигнал

to

() PO-UP

20

KOTOpbtfi становитс  большим единицы. Этот сигнал поступает на вход блока 5 11 извлечени  корн , а затем поступает на вход блока 12 умножени . Сфор- мированньш таким образом сомножитель

(Рр-ЬР Э РО-ЬР

5

0

5

оставшись большим единицы, умножаетс  на входной сигнал f (.„п в соответствии с выражением (4) и сигнал произведени  поступает на управл ющий вход распределител  5. Сигнал произведени  в данном случае больше, чем входной сигнал. Следовательно, и площадь открыти  окон будет больше .Таким образом, обратна  св зь 0 обеспечивает при увеличении нагрузки увеличение площади открыти  окон распределител  5, если входной сигнал не мен етс . Это приводит к обеспечению посто нства расхода через окна при 5 измен ющемс  перепаде давлени  на них и, тем самым, к повьш1ению быстродействи  гидропривода.

При уменьшении нагрузки обратна  св зь действует аналогично, соответственно уменьша  площадь окон распределител  5.

Обратна  св зь предлагаемого гидропривода действует только при наличии входного сигнала. Это определ ет высокую динамическую жесткость гидропривода .

Воздействие возмущени  со стороны нагрузки и отсутствие входного сигнала приводит к увеличению сигнала на выходе датчика 7, а следовательно, и к увеличению сигнала на входе блока 9, но открытие окон распределител  5 не происходит, так как сигнал произведени  сстаетс  равным нулю.. А так 5 как окна остаютс  перекрытыми, то

сохран етс  высока  жесткость гидро- привода, обусловленна  высокой жесткостью рабочей жидкости.

0

При малых входных сигналах жесткость также будет высока. При больших входных сигналах жесткость по отношению к возмущенупо высока, так как обратна  св зь компенсирует действие возмущени .

При применении привода в след щей системе при изменении нагрузки открытие окон распределител  5 соответствующим образом измен етс . При этом не требуетс  измерени  рассогласовани  между входным и выходным сигналаРедактор Г. Волкова

Составитель С. Рождественский

Техред и.Верес Корректор М. Шароши

Заказ 2108/22Тираж 610Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

ми, т.е. изменени  ошибки слежени . Сигнал обратной св зи компенсирует изменение нагрузки умножением на ту же ошибку слеже 1и .

Использование предлагаемого изобретени  -в гидросистемах станков, манипул торов , строительных и дорожных машин позвол ет повысить их быстродействие и жесткость по отношению и переменным нагрузкам и, тем самым, повысить эффективность их использовани  .

Claims (1)

1. ГИДРОПРИВОД ДРОССЕЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащий задатчик входного сигнала, гидроцилиндр, к рабочим полостям которого подключен управляемый распределитель, соединенный с насосом и сливом, систему формирования сигнала обратной связи по давлению и систему коррекции, включающую последовательно соединенные блок деления, блок извлечения квадратного корня и блок умножения, а также за датчик сигнала коррекции, причем к входу делителя блока деления подключена система формирования сигнала обратной связи, к входу делимого задатчик сигнала коррекции, к выходу - вход блока извлечения квадратно го корня, выход которого подключен к одному из входов блока умножения, второй вход которого соединен с за датчиком входного сигнала, а выход с управляющим входом распределителя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и жесткости, система формирования сигнала обратной связи выполнена в виде датчика перепада давления в полостях гидроцилиндра, датчика давления насоса и блока вычитания, у которого вход уменьшаемого соединен с датчиком давления, вход вычитаемого - с датчиком перепада, а выход - со входом делителя блока деления, при этом задатчик сигнала коррекции выполнен в виде задатчика разности давления.

   >