SU746132A1

SU746132A1 - Digital electrohydraulic drive

Info

Publication number: SU746132A1
Application number: SU782606919A
Authority: SU
Inventors: Олег Васильевич Бухов; Владимир Викторович Подгорков; Николай Петрович Коробов
Original assignee: Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1978-04-17
Filing date: 1978-04-17
Publication date: 1980-07-07

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД(54) DIGITAL ELECTRO-HYDRAULIC DRIVE

Изобретение относитс к автомати ческому управлению и может быть при менено в системах цифрового позицио нировани . Известны цифровые электрогидравлические приводы, содержащие шаговые двигатели и гидроусилители, охваченные механическими обратными св з ми Ц, Наиболееблизким к предложенному устройству вл етс цифровой электр гидравлический привод, содержащий последовательно соединенные электро ный коммутатор, шаговый электрический двигатель, кинематическую передачу , дросселирующий гидрораспреДелитель золотникового типа и поршень , установленный в гидроцилинд е 2. Недостатком известных устройств вл етс низка точность позиционировани . Это,обусловлено существованием люфтов в кинематических передачах , величина которьж существен но вли ет на величину перестановочных усилий в приводе. Цель изобретени - улучшение динамически .х характеристик. Цель достигаетс тем, что цифровой электрогидравлический привод содержит электрогидравлический преобразователь, входы которого соединены с электронным коммутатором, выходы - с торцовыми камерами гидрораспределител , а кинематическа передача выполнена в самотормоз щейс черв чной пары. Установка электрогидравлического преобразовател существенно повышает развиваемое в приводе перестановочное усилие. В результате оказываетс возможной установка самотормоз щей черв чной пары, применениэ которой существенно повышает точность позициониррвани . На чертеже изображен цифровой электрогидравлический привод. Привод содержит шаговый электрический двигатель (ШЭД) 1, черв к 2, черв чно колесо 3, 2 и 3 в совокупности составл ют черв чную .пару, винт 4, поршень 5 со штоком, содержащий гайку, 4 и 5 в совокупности составл ют пару винт-гайка, йпоику 6, дросселирующий гидрораспределитель 7 золотникового типа,правую камеру 8,образованную торцом дросселирующео гидрораспределител и корпусом иггока, левую камеру 9, образованную торцом дросселирующего гидрораспределител и корпусом штока, электромеханический преобразователь 10, корпус гидроцилиндра 11, поршень 12 со штоками, расположенными по обе стороны поршн , 7, 11 и 12 - составл ют в совокупности след щий гидропривод с механической единичной обратной св зью и с единичным коэффициентом передачи, гидролинию 13 соедин ющую левую штоковую-полость с дросселирующим гидрораспределителем, гидролинию 14, соедин ющую правую Штоковую полость с дросселирующим гидрораспределителем, заслонку 15 электро.механического преобразовател , сопла 16 электромеханического преобразовател , 10, 15 и 16 составл ют в совокупности электромеханический преобразователь соплозаслонка , который в свою очередь совместно с преобразователем О образует Электрогидравлический преобразователь, левую штоковую полость 18 гидродилиндра, правую штоковую полость 17 гидроцилиндра, цифровую управл ющую машину 19 (ЦУМ) или мини ЭВМ, микро-процессор, электронный коммутатор 20 (ЭК), формирующий сигналы на шаговый электродвигатель и электромеханический преобразователь.The invention relates to automatic control and can be applied in digital positioning systems. Digital electrohydraulic drives are known that contain stepper motors and hydraulic boosters covered by mechanical feedbacks C, closest to the proposed device is a digital electric hydraulic drive containing a series-connected electrical switch, a stepper electric motor, a kinematic transmission, a throttling hydraulic distributor, spool type, and a piston installed in the hydraulic cylinder e 2. A disadvantage of the known devices is the low positioning accuracy. This is due to the existence of backlashes in kinematic transmissions, the magnitude of which significantly affects the amount of commutation forces in the drive. The purpose of the invention is to improve the dynamic characteristics. The goal is achieved by the fact that the digital electro-hydraulic drive contains an electro-hydraulic converter, the inputs of which are connected to an electronic switch, the outputs are connected to the end chambers of the hydraulic distributor, and the kinematic transmission is made into a self-braking worm gear pair. The installation of an electro-hydraulic converter significantly increases the permutation force developed in the drive. As a result, it is possible to install a self-braking screw pair, the use of which significantly improves positioning accuracy. The drawing shows a digital electro-hydraulic drive. The drive contains a stepper electric motor (SED) 1, a worm to 2, a worm wheel 3, 2 and 3 together constitute a worm screw, a screw 4, a piston 5 with a rod containing a nut, 4 and 5 together constitute a pair screw-nut, ipoiku 6, throttling valve of spool type 7, right chamber 8, formed by the butt of the throttling valve and body of the valve, left chamber 9 formed by the end of the throttling valve and stem body, electromechanical converter 10, cylinder cylinder 11, piston 12 with rods located on both sides of the piston, 7, 11 and 12 constitute in aggregate the following hydraulic drive with mechanical unit feedback and unit transfer coefficient, the hydroline 13 connecting the left rod-cavity with the throttling valve, the hydroline 14, connecting the right Rod cavity with a throttling valve, valve 15 of the electromechanical converter, nozzles 16 of the electromechanical converter, 10, 15 and 16 together constitute an electromechanical converter a valve that, in turn, together with converter O, forms an electro-hydraulic converter, a left rod cavity 18 of the hydraulic cylinder, a right rod cavity of the hydraulic cylinder 17, a digital control machine 19 (TSUM) or a mini-computer, a microprocessor, an electronic switch 20 (EC), forming signals to a stepper motor and an electromechanical converter.

Цифровой электрогидравлический привод работает следующим образом,Digital electro-hydraulic drive works as follows

Управл ющие импульсы с ЦУМ 19 поступают на электронный коммутатбр 20, который формирует алгоритм управлени на шаговый электродвигатель ШЭД 1 и электромагниты 10 электромеханического преобразовател сопло-заслонка.Control pulses from the CUM 19 are fed to the electronic switchboard 20, which generates a control algorithm to the step-electric motor SED 1 and electromagnets 10 of the electromechanical transducer nozzle-damper.

Приполучении команды с электронного коммутатора ШЭД через вал поворачивает черв к 2 (вправо или влево в зависимости от команды поступившей с электронного коммутатора ) , который в свою очередь повора- . чивает черв чное колесо 3. Черв чное колесо, жестко св занное с винтом 4, вызывает вращение последнего, что в свою очередь приводит к перемещению гайки, котора жестко св зана с поршнем 5, имеющим шток. Поршень с гайкой через шток жестко св зан с дросселирующим гидрораспределителем 7, iKOTOpoMy и передает это перемещение . Канал 14 соедин ет полость 18, а канал 13 - полость 17 с дросселируквдим гидрораспределителем, который в свою очередь соедин ет эти полости с напорной и сливной гидролини ми.When receiving a command from the electronic switch, the SED turns the screw to 2 via the shaft (right or left, depending on the command received from the electronic switch), which in turn turns. drives the worm gear 3. The worm gear rigidly connected to the screw 4 causes the latter to rotate, which in turn causes the nut to move, which is rigidly connected to the piston 5 having the stem. A piston with a nut is rigidly connected through the rod to the throttling valve 7, iKOTOpoMy and transmits this movement. Channel 14 connects cavity 18, and channel 13 connects cavity 17 with a throttle valve and a hydraulic distributor, which in turn connects these cavities with pressure and drain lines.

Перемещение дросселирующего гидрораспределител относительно штока поршн 12 приводит к соёди;нению каналов 13 и 14, соответстве но перемещению лроссепирующего ги;The movement of the throttling valve with respect to the piston rod 12 leads to the connection of the channels 13 and 14, corresponding to the movement of the lirapontal gy;

рораспределител и в свою очерс.-д, Сдвижение поршн .со штоками относительно корпуса гилроцилиндра ,1 .the distributor and in its ocs.-d, the displacement of the piston. with rods relative to the housing of the cylinder, 1.

Каналы 13 и 14 соедин ют полости гидроцилиндра, так,, что движение поршн со штоками вызывает перекрытие каналов 13 и 14 с напорной и сливной гидролини ми. Поршень со штоками обрабатывает такое же пере мещение, на какое был передвину дросселирующий гидрораспределитель, -т.е. осуществл етс процесс слежени поршн со штоками относительн дросселирующего гидрораспределител .Channels 13 and 14 connect the cavities of the hydraulic cylinder, so that the movement of the piston with the rods causes the channels 13 and 14 to overlap with the discharge and drain lines. A piston with rods handles the same movement as the throttling valve, i.e. The process of tracking a piston with rods relative to a throttling valve is carried out.

Одновременно с поступлением сигналов с электронного коммутатора н.а шаговый электродвигатель подаетс по возможности синхронно напр жение на электромагнит электромеханическо преобразовател ЭМП сопло- заслонка Под действием электромагнитной силы заслонка 15 перемещаетс в крайнее положение и перекрывает правое или левое сопло 16. Работа ЭМП при поступлении напр жени на электромагнит согласована с работой ШЭД таким образом, чтобы при перемещении дросселирующего гидрораспределител , от шагового электродвигател , например вправо заслонка перекрывала . левое сопло и наоборот, влевоправое сопло. Перекрытие сопла вызывает увеличение давлени в междроссельной камере одного сопла и падение давлени в междроссельной камере другого сОпла. Междроссельные камеры соединены с камерами левой 9 и правой 8, и изменение давлени в междроссельных камерах ЭМП вызывает перепад давлени на торцах распределител , что приводит к возникновению добавочного усили Simultaneously with the arrival of signals from the electronic switch and the stepping electric motor, the synchronous voltage is applied to the electromagnet by the electromagnetically transducer EMI orifice. Under the influence of electromagnetic force, the flap 15 moves to the extreme position and overlaps the EMI when voltage is applied. on the electromagnet is consistent with the operation of the SED so that when moving the throttling valve, from the stepping motor, for example to the right aslonka overlapped. the left nozzle and vice versa, the left nozzle. The overlap of the nozzle causes an increase in pressure in the inter-throttling chamber of one nozzle and a drop in pressure in the inter-throttling chamber of the other jet. The inter-throttle chambers are connected to the left 9 and right 8 chambers, and the change in pressure in the inter-choke EMI chambers causes a pressure drop at the ends of the distributor, which leads to an additional force

на перестановку последнего.permutation of the latter.

Технико-экономический эффект от внедрени предлагаемого привода заключаетс в существенном повышении точности позиционировани и как следствие этого, расширении области применени систем с цифровым управлнием .The technical and economic effect of the implementation of the proposed drive is to significantly improve the positioning accuracy and, consequently, expand the field of application of digital control systems.

Claims

The formula is

A digital electrohydraulic drive containing a series-connected electronic switch, a stepper electric motor, kinematic transmission, a throttling valve of a spool type and a piston installed in the hydraulic cylinder, the cavities of which are connected to the hydrodistributor and in the case of which a kinematic transmission is placed. Due to the fact that, in order to improve the dynamic xapai 5, / 4613 drive, it contains an electro-hydraulic converter, the inputs of which are connected to an electronic switch, the outputs are connected to the end chambers of the hydraulic distributor, and the kinematic transmission is made 5 in the form of a self-braking worm.

(TL Sources of information taken during examination: 1 Sosonkin V., L. discrete hydraulics. M., Mspinostroyieie 1972, p. 43. 2.discrete control electrically hydraulic drive. M., J, 1975, p. 21.