SU748043A1

SU748043A1 - Hydraulic-engine hydraulic synchronization system

Info

Publication number: SU748043A1
Application number: SU782627798A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Сметанников; Юрий Анатольевич Данилов; Юрий Александрович Целин
Original assignee: Предприятие П/Я В-8670
Priority date: 1978-06-14
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1980-07-15

Description

Изобретение относится к гидравлическому приводу и может быть использовано для синхронизации исполнительных органов гидрофицированных машин и механизмов.The invention relates to a hydraulic drive and can be used to synchronize the executive bodies of hydraulic machines and mechanisms.

Известна гидросистема синхронизации гндродвигателей, содержащая соединенные жесткой связью синхронизирующие гидромоторы, входы которых сообщены с полостями гидродвигателей, а выходы — со сливной гидролинией, в которой установлено дроссельное устройство, выполненное в виде регулятора расхода (1J.A hydraulic synchronization system for hydraulic motors is known, comprising synchronizing hydraulic motors connected by a rigid connection, the inputs of which are connected to the cavities of the hydraulic motors, and the outputs are with a drain hydraulic line in which a throttle device made in the form of a flow regulator is installed (1J.

Недостатком известной гидросистемы является низкая КПД и низкая надежность работы ввиду того, что в известной гидросистеме насос и синхронизирующие гидромоторы работают при максимальном рабочем давлении независимо от нагрузки на гидро двигателях, что снижает ресурс их работы, а скорость гндродвигателей определяется настройкой регулятора расхода и составляет только часть максимальной скорости, определяемой производительностью насоса. Кроме того, недостатком известных гидросистем является отсутствие возможности регулиро вания разницы нагрузок, при которой обес печивается синхронное' движение гидродвигателей.A disadvantage of the known hydraulic system is its low efficiency and low reliability due to the fact that in the known hydraulic system the pump and synchronizing hydraulic motors operate at maximum operating pressure regardless of the load on the hydraulic motors, which reduces their service life, and the speed of the motor is determined by the setting of the flow regulator and is only part maximum speed determined by pump capacity. In addition, a disadvantage of the known hydraulic systems is the inability to regulate the load difference, in which the synchronous movement of the hydraulic motors is ensured.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности гидросистемы, а также расширение диапазона регулирования.The aim of the invention is to increase the efficiency and reliability of the hydraulic system, as well as expanding the range of regulation.

Поставленная цель достигается тем, что дроссельное устройство выполнено в виде подпорного клапана, причем последовательно с последним установлено дополнительное дроссельное устройство, вход которого сообщен с входами гидромоторов гидролиния10 ми с обратными клапанами. Кроме того, подпорный клапан выполнен в виде клапана непрямого действия и двух вспомогательных клапанов, сообщенных с полостью управления первого и отрегулированных на разное давление.This goal is achieved in that the throttle device is made in the form of a check valve, and in addition to the latter, an additional throttle device is installed, the input of which is connected to the inputs of hydraulic motors 10 with check valves. In addition, the check valve is made in the form of an indirect valve and two auxiliary valves in communication with the control cavity of the first and adjusted to different pressures.

¹⁵ На фиг. 1 представлена гидросистема синхронизации гндродвигателей; на фиг. 2 — вариант исполнения гидросистемы с клапаном непрямого действия. ¹⁵ In FIG. 1 shows a hydraulic synchronization system of thrusters; in FIG. 2 - embodiment of a hydraulic system with an indirect valve.

Гидросистема состоит из насоса 1, ли20 ния нагнетания 2 которого соединена с бес· штоковыми полостями 3 и 4 гидродвигателей, которые выполнены в виде гидроцилиндров 5 и 6. Штоковые полости 7 и 8 гидродвигателей сообщены с входами 9 и 10 сии хронизирующих гндромоторов 11 и 12, соединенных между собой жесткой связью 13. Выходы 14 и 15 синхронизирующих гидромоторов сообщены со сливной гидролинией 16, в которой установлен подпорный клапан 17. Последовательно с клапаном 17 установлено дополнительное дроссельное устройство 18, выполненное в виде клапана (фиг. 1) или дросселя (фиг. 2). Вход дополнительного дроссельного устройства сообщен с входами гидромоторов гидролиниями 19 и 20 с обратными клапанами 21 и 22. Подпорный клапан 17 может быть выполнен в виде клапана 23 непрямого действия и двух вспомогательных клапанов 24 и 25, последний из которых сообщен с полостью 26 управления клапана непрямого действия через распределитель 27 (фиг. 2). Кроме того, в полости управления клапана непрямого действия предусмотрен распределитель 28. Жесткая связь синхронизирующих гидромоторов может быть выполнена в виде муфты, если отношение объемных постоянных гидромоторов равно отношению объемных постоянных или отношению площадей выходных полостей гидрод'вигателей, или в виде редуктора в противном случае. Гидроцилиндры 5 и 6 разделены на полости поршнями 29 и 30 со штоками 31 и 32 соответственно.The hydraulic system consists of a pump 1, a discharge line 2 of which is connected to rodless cavities 3 and 4 of the hydraulic motors, which are made in the form of hydraulic cylinders 5 and 6. The rod cavities 7 and 8 of the hydraulic motors are connected to the inputs 9 and 10 of the synchronizing synchronous motors 11 and 12, interconnected by a rigid connection 13. The outputs 14 and 15 of the synchronizing hydraulic motors are connected to a drain hydraulic line 16, in which the backup valve 17 is installed. In series with the valve 17, an additional throttle device 18 is installed, made in the form of a valve (Fig. 1) or throttle (Fig. 2). The input of the additional throttle device is connected to the inlet of the hydraulic motors with hydraulic lines 19 and 20 with check valves 21 and 22. The check valve 17 can be made in the form of an indirect valve 23 and two auxiliary valves 24 and 25, the last of which is connected to the control cavity 26 of the indirect valve through the distributor 27 (Fig. 2). In addition, a distributor 28 is provided in the control cavity of the indirect-acting valve. A rigid coupling of the synchronizing hydraulic motors can be made in the form of a coupling if the ratio of the volumetric constant motors is equal to the ratio of the volumetric constants or the ratio of the areas of the output cavities of the hydraulic motors, or in the form of a gearbox otherwise. Hydraulic cylinders 5 and 6 are divided into cavities by pistons 29 and 30 with rods 31 and 32, respectively.

Гидросистема работает следующим образом.The hydraulic system works as follows.

Рабочая среда от насоса 1 поступает в бесштоковые полости 3 и 4 гидроцилиндров 5 и 6. Из штоковых полостей 7 и 8 рабочая среда поступает во входы 9 и 10 синхронизирующих гидромоторов 11 и 12, гидромоторы вращаются с одинаковой скоростью, а рабочая среда из выходов 14 и 15 гидромоторов поступает в сливную гидролинию 16 и далее через подпорный клапан 17 и дроссельное устройство 18 поступает в бак. Перепад давлений на подпорном клапане 17 через гидромоторы передается в штоковые полости гидроцилиндров и нагружает поршни 29 и 30 гидроцилиндров 5 и 6 дополнительной нагрузкой, пропорциональной величине давления в штоковой полости и площади поршня со стороны штока. При одинаковых нагрузках на штоках 31 и 32 гидроцилиндров 5 и 6 величина давления в штоковых полостях гидроцилиндров также одинакова.The working medium from the pump 1 enters the rodless cavities 3 and 4 of the hydraulic cylinders 5 and 6. From the rod cavities 7 and 8, the working medium enters the inputs 9 and 10 of the synchronizing hydraulic motors 11 and 12, the hydraulic motors rotate at the same speed, and the working medium from the outputs 14 and 15 hydraulic motors enters the drain hydraulic line 16 and then through the backup valve 17 and the throttle device 18 enters the tank. The pressure differential at the check valve 17 is transmitted through the hydraulic motors to the rod cavities of the hydraulic cylinders and loads the pistons 29 and 30 of the hydraulic cylinders 5 and 6 with an additional load proportional to the pressure in the rod cavity and the piston area from the side of the rod. With the same loads on the rods 31 and 32 of the hydraulic cylinders 5 and 6, the pressure in the rod cavities of the hydraulic cylinders is also the same.

Таким образом, нагрузка на поршни гидроцилиндров, складывающаяся из внешней нагрузки на штоке и дополнительной нагрузки от давления в штоковой полости одинакова, что обеспечивает одинаковое сопротивление потоку рабочей среды со стороны поршней гидроцилиндров и синхронное движение их штоков.Thus, the load on the pistons of the hydraulic cylinders, consisting of the external load on the rod and the additional pressure from the rod cavity is the same, which provides the same resistance to the flow of the working medium from the pistons of the hydraulic cylinders and the synchronous movement of their rods.

При разнице внешней нагрузки на штоки гидроцилиндров, не превышающей удвоенное произведение перепада давлений на подпорном клапане 17 на площадь цоршня со стороны штока, менее нагруженный гидроцилиндр, например 5 принудительно вращает соединенный с ним .гидромотор 11 который в этом случае работает в режиме мотора. При этом штоковая полость 7 нагружается дополнительным давлением так, что давление в этой полости.превышает давление на входе в подпорный клапан 17. Другой гидромотор 12, сообщенный с более нагруженным гидроцилиндром 6, благодаря жесткой связи 13 работает с режиме насоса, разгружая штоковую полость 8. При этом давление в полости 8 понижается ниже давления на входе в подпорный клапан 17 на ту же величину, на которую возрастает давление в полости 7. Таким образом, нагрузка на поршни гидроцилиндров, нагруженных разной внешней нагрузкой, сравнивается благодаря перераспределению давления на входе в подпорный клапан между штоковыми полостями гидроцилиндров, что обеспечивает одинаковое сопротивление потоку рабочей среды со стороны поршней гидроцилиндров И’синхронное движение их штоков. При разнице внешней нагрузки на штоки, превышающей удвоенное произведение перепада давлений на подпорном клапане на площадь поршня со стороны штока, или при выдвижении одного из поршней до упора, например гидроцилиндра 6, весь поток рабочей среды от насоса 1 поступает в бесштоковую полость 3 менее нагруженного или не достигшего своего крайнего положения гидроцилиндра 5. Поток из штоковой полости 7 этого гидроцилиндра принудительно вращает сообщенный с этой полостью гидромотор 11 с удвоенной скоростью. При этом давление в полости 7 и на входе 9 гидромотора возрастает по отношению к давлению на входе в подпорный клапан 17 на величину перепада давлений на этом клапане. Гидромотор 12 также вращается с удвоенной скоростью, при этом подпитка этого гидромотора осуществляется по гидролинии 20 через обратный клапан 22, а необходимое давление подпитки обеспечивается настройкой дроссельного устройства 18. Таким образом, при дожатии одного из гидроцилиндров или разнице внешней нагрузки выше расчетной, обеспечивается движение отставшего или менее нагруженного гидроцилиндра с удвоенной скоростью.If the difference in external load on the hydraulic cylinder rods does not exceed the doubled product of the differential pressure on the backup valve 17 by the square of the piston from the side of the rod, the less loaded hydraulic cylinder, for example 5, forcibly rotates the hydraulic motor connected to it, which in this case operates in motor mode. In this case, the rod cavity 7 is loaded with additional pressure so that the pressure in this cavity exceeds the pressure at the inlet to the backup valve 17. The other hydraulic motor 12, in communication with a more loaded hydraulic cylinder 6, thanks to a rigid connection 13 works with the pump mode, unloading the rod cavity 8. In this case, the pressure in the cavity 8 decreases below the pressure at the inlet to the backup valve 17 by the same amount by which the pressure in the cavity 7 increases. Thus, the load on the pistons of the hydraulic cylinders loaded with different external loads is compared by redistributing inlet pressure booster valve between the rod end of the hydraulic cylinders that provide the same resistance to flow of working fluid from the hydraulic cylinder piston rods I'sinhronnoe their movement. When the difference in the external load on the rods exceeds the doubled product of the differential pressure on the backup valve by the piston area from the rod side, or when one of the pistons extends all the way, for example, hydraulic cylinder 6, the entire flow of the working medium from pump 1 enters the rodless cavity 3 less loaded or not reached its extreme position of the hydraulic cylinder 5. The flow from the rod cavity 7 of this hydraulic cylinder forcibly rotates the hydraulic motor 11 connected to this cavity with double speed. In this case, the pressure in the cavity 7 and at the inlet 9 of the hydraulic motor increases with respect to the pressure at the inlet to the backup valve 17 by the value of the differential pressure on this valve. The hydraulic motor 12 also rotates at double speed, while the hydraulic motor is fed through the hydraulic line 20 through the check valve 22, and the necessary charging pressure is provided by adjusting the throttle device 18. Thus, when one of the hydraulic cylinders is pressed or the external load difference is higher than the calculated one, the backward movement is ensured or less loaded hydraulic cylinder with double speed.

Для изменения величины разницы нагрузок, при которой обеспечивается синхронное движение штоков гидроцилиндров, задействуют один из распределителей 27 или 28 подпорного клапана 17 (фиг. 1). При включении распределителя 28 управляющая полость 26 клапана непрямого действия 23 напрямую соединяется со сливом, чем обеспечивается разгрузка клапана 23, т. е. его работа происходит практически при ну левом перепаде давлений. В этом случае дополнительное давление в штоковых полостях 7 и 8 отсутствует и поршни гидроцилиндров движутся несинхронно, при этом весь поток рабочей среды поступает от насоса 1 в менее нагруженный гидроцилиндр, ко- _sторый движется с удвоенной скоростью, принудительно вращая гидромоторы, а подпитка одного из гидромоторов осуществляется по гидролиниям 19 или 20 через обратные клапаны 21 или 22. При отключении распределителя 28 и включении распреде- ю лителя 27 к полости управления непрямого действия подключается вспомогательный клапан 25, настройка которого и определяет перепад давлений на подпорном клапане и соответственно разницу нагрузок, при которой обеспечивается синхронное движе- ¹⁵ние гидроцилиндров. При отключении распределителя 27 к полости управления подключается вспомогательный клапан 24, имеющий настройку на больший перепад давлений, чем клапан 25. Этим обеспечивается ₂₀синхронное движение гидроцилиндров при большей, чем в предыдущем случае, разнице нагрузок.To change the magnitude of the difference in loads, which provides synchronous movement of the rods of the hydraulic cylinders, use one of the distributors 27 or 28 of the backup valve 17 (Fig. 1). When the distributor 28 is turned on, the control cavity 26 of the indirect-acting valve 23 is directly connected to the drain, which ensures the unloading of the valve 23, i.e., its operation occurs almost at a zero pressure drop. In this case, the additional pressure in the rod end 7 and 8 offline cylinders and pistons are moving asynchronously, with the entire fluid flow coming from the pump 1 in the less loaded cylinder, Ko _s tory moves at double speed, forcibly rotating motors and makeup of one of the hydraulic motors is carried out through hydraulic lines 19 or 20 through check valves 21 or 22. When the valve 28 is turned off and the valve distributor 27 is turned on, an auxiliary valve 25 is connected to the indirect control chamber, ka which determines the pressure differential across the valve headwater and accordingly loads the difference, which provides a synchronous motion of the hydraulic cylinders ^15. When the distributor 27 is turned off, an auxiliary valve 24 is connected to the control cavity, which is configured for a greater pressure drop than valve 25. This ensures ₂₀ synchronous movement of the hydraulic cylinders with a greater load difference than in the previous case.

Таким образом, гидросистема обеспечивает использование всей производительности насоса, а также работу синхронизирую- ¹¹щих гидромоторов при давлениях, определяемых только возможной разницей нагрузок на гидродвигателях.Thus, the hydraulic system provides the use of the entire capacity of the pump and the work sinhroniziruyu- boiling motors ¹¹ at a pressure determined only possible difference loads hydraulic motors.

bb

Claims

I

The invention relates to a hydraulic drive and can be used to synchronize the executive bodies of hydraulic machines and mechanisms.

A hydraulic system for synchronizing hydraulic motors is known, which contains rigidly connected synchronizing hydraulic motors whose inputs are connected to the cavities of the hydraulic engines and the outlets are connected to a drainage line in which a throttle device is installed in the form of a flow regulator 1.

A disadvantage of the known hydraulic system is low efficiency and low operation reliability due to the fact that in the known hydraulic system the pump and synchronizing motors operate at maximum working pressure regardless of the load of the hydraulic motors, which reduces their service life, and the speed of the hydraulic motors is determined by setting the flow regulator and is only part of the maximum speed determined by the performance of the pump. In addition, a disadvantage of the known hydraulic systems is the inability to control the difference of loads, in which

The synchronous movement of the drivers is made.

The aim of the invention is to increase the efficiency and reliability of the hydraulic system, as well as expanding the range of regulation.

The goal is achieved by the fact that the throttle device is made in the form of a retaining valve, and an additional throttle device is installed in series with the latter, the input of which is connected to the inlets of the hydraulic motors with 10 lines and check valves. In addition, the retaining valve is made in the form of a valve of direct action and two auxiliary valves communicated with the control cavity of the first one and adjusted to different pressure.

15

FIG. 1 represents the hydraulic synchronization system of hydraulic engines; in fig. 2 shows an embodiment of a hydraulic system with a valve of indirect action.

The hydraulic system consists of a pump 1, the injection line 2 of which is connected to rodless cavities 3 and 4 hydraulic engines, which are made in the form of hydraulic cylinders 5 and 6. Rod cavities 7 and 8 hydraulic engines are connected to inlets 9 and 10 of synchronous motors 1 and 12 connected between tightly coupled 13. Outputs 14 and 15 of the synchronizing motors are connected to drain hydraulic 16, in which a retaining valve 17 is installed. In series with valve 1 / an additional throttle device 18 is installed, made in the form of a valve (Fig. 1 ) or throttle (Fig. 2). The inlet of an additional throttle device is connected to the inlets of the hydraulic motors with the hydraulic lines 19 and 20 with non-return valves 2 and 22. The retaining valve 17 should be made in the form of a valve 23 with direct action and two auxiliary valves 24 and 25, the last of which is connected to the control valve cavity 26 This is done through the distributor 27 (Fig. 2). In addition, a valve 28 is provided in the control cavity of the indirect action valve. A rigid connection between synchronizing motors can be made as a coupling if the ratio of volume constant motors is equal to the ratio of volume constant or the ratio of the areas of the output cavities of the hydraulic motors, or in the form of a gearbox in the opposite direction. case. The hydraulic cylinders 5 and 6 are divided into cavities by portions 29 and 30 with fluxes 31 and 32, respectively. The hydraulic system operates as follows: OPERATION fluid from pump 1 enters rodless cavities 3 and 4 of hydraulic cylinders 5 and 6. From stem cavities 7 and 8, the working medium enters inputs 9 and 10 of synchronizing motors 1 and 12, the hydraulic motors rotate at the same speed, and the working medium from outputs 14 and 15 of the hydraulic motors enters the drain hydroline 16 and then through the retaining valve 17 and the throttle device 18 enters the tank. The differential pressure on the retaining valve 17 is transmitted through hydraulic motors to the hydraulic rods of the hydraulic cylinders and loads the pistons 29 and 30 of the hydraulic cylinders 5 and 6 with an additional load proportional to the pressure in the rod cavity and the piston area from the side of the shaft. With the same loads on the rods 31 and 32 of the cylinders 5 and 6, the pressure in the rods of the cylinders of the cylinders is also the same. Thus, the load on the pistons of the hydraulic cylinders, which folds out of the external load on the rod and the additional load from the pressure in the thrust cavity, is the same, which ensures the same resistance to the flow of the working medium from the external cylinders and the synchronous movement of their rods. If there is a difference in external load on the hydraulic cylinder rods not exceeding twice the product of the differential pressure on the retaining valve 17 and the crown area on the stem side, a less loaded hydraulic cylinder, for example 5, forcibly rotates the hydraulic motor 11 connected to it, which in this case operates in the motor mode. In this case, the rod cavity 7 is loaded with additional pressure so that the pressure in this cavity exceeds the pressure at the inlet to the retaining valve 17. The other hydraulic motor 12 communicated with the more loaded hydraulic cylinder 6, due to the rigid connection 13, operates from pump mode, unloading the rod cavity 8 In this case, the pressure in the cavity 8 decreases below the pressure at the inlet to the retaining valve 17 by the same amount by which the pressure in the cavity 7 increases. Thus, the load on the pistons of the hydraulic cylinders loaded with different external loads compares This is due to the redistribution of pressure at the inlet to the retaining valve between the rod cavities of the hydraulic cylinders, which provides the same resistance to the flow of the working medium from the side of the hydraulic cylinders. Non-synchronous movement of their rods. When the difference in external load on the rod, exceeding twice the product of the pressure drop on the retaining valve on the piston area from the side of the rod, or when one of the piston extends to the stop, for example, hydraulic cylinder 6, the entire flow of working medium from the pump 1 enters the rodless cavity 3 less loaded or the hydraulic cylinder 5 that has not reached its extreme position. The flow from the rod Bottom density 7 of this hydraulic cylinder forcibly rotates the hydraulic motor 11 communicated with this cavity with double speed, while the pressure in cavity 7 on the inlet The hydraulic motor shaft 9 increases with respect to the pressure at the inlet to the retaining valve 17 by the amount of pressure difference across this valve. The hydraulic motor 12 also rotates at double speed, while this hydraulic motor is fed through hydroline 20 through the check valve 22, and the required charging pressure is provided by adjusting the throttle device 18. Thus, when one of the hydraulic cylinders is pressed or the external load difference is higher than the calculated one, it provides movement of a lagging or less loaded hydraulic cylinder at double speed. To change the magnitude of the load difference at which synchronous movement of the rods of the hydraulic cylinders is provided, one of the distributors 27 or 28 of the retaining valve 17 is used (Fig. 1). When the distributor 28 is turned on, the control cavity 26 of the valve of the direct action 23 is directly connected to the drain, which ensures unloading of the valve 23, i.e., it operates at almost zero differential pressure. In this case, there is no additional pressure in the rod cavities x 7 n 8 and the pistons of the hydraulic cylinders move non-synchronously, while the entire flow of the working medium comes from the pump 1 to the less loaded hydraulic cylinder, which moves with double speed, forcing the hydraulic motors, and feed one of the hydraulic motors Hydraulics 19 or 20 through check valves 21 or 22. When the valve 28 is turned off and the valve 27 is turned on, the auxiliary valve 25 is connected to the control cavity, and and which determines the pressure drop at the retaining valve and, accordingly, the load difference at which the synchronous movement of the hydraulic cylinders is ensured. When the distributor 27 is disconnected, an auxiliary valve 24 is connected to the control cavity; raziitse loads. Thus, the hydraulic system ensures that the entire pump capacity is used, as well as the operation of the synchronizing motors at pressures determined only by the possible difference in loads on the hydraulic motors.

35 Formula of the invention. Hydraulic motors synchronizing hydraulic system, containing rigidly connected synchronizing hydraulic motors, the inputs of which communicate with the cavities of hydraulic motors, and the outputs with the drain hydraulic line, in which the throttle device is installed, distinguished by the fact that, in order to improve the efficiency and reliability of the hydraulic system, the throttle device made in the form of a back-pressure valve, with an additional throttle device in series with the latter, the inlet of which is connected to the inlets of the hydraulic actuators by means of hydrolines with reverse E valves.

2. The hydraulic system according to claim 1, characterized in that, in order to expand the control range, the retaining valve is designed as a valve of indirect action and nvn D OPM 0.1101: 1 and lav. v l, auxiliary valves communicated with the control cavity of the first and adjusted to different pressure. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate in application No. 2537276 / 25-06, 1977.

FIG. 2