UA32252U - Цифровий гідравлічний привод - Google Patents

Abstract

Цифровий гідравлічний привод містить гідроциліндр, робочі камери, вихідний шток, розмикач датчика зворотного зв’язку, цифровий гідродвигун внутрішньокрокового поділу, датчик зворотного зв’язку, керуючі гідророзподільники, електричний дешифратор, програмний блок, П-подібні пружні контакти, струмопровідні шин, котушку електромагнітів трипозиційного чотирилінійного реверсивного гідророзподільника, котушку електромагніта двопозиційного трилінійного гальмуючого гідророзподільника, дросель.

Description

Корисна модель відноситься до систем автоматичного керування і регулювання і може бути використана в якості пристрою для дискретного позиціювання робочих органів металорізальних верстатів та промислових роботів.

Відома конструкція гідравлічного цифрового приводу |1)|, що містить гідроциліндр, камери якого з'єднані з торцевими камерами дросилюючого розподільника з осьовими каналами, з'єднуючими одну із торцевих камер з міжпоясковими камерами через одну і гільзи з робочими вікнами, з'єднаними з виходами електрогідравлічного дешифратора. Недоліком такого приводу є складність конструкції гідравлічного дешифратора і дроселюючого розподільника, осьовий габаритний розмір якого перевищує хід гідроциліндра. Недоліком є також те, що максимальна величина переміщення вихідного штока циліндра від циклу до цикла не перевищує при трирозрядному дешифраторі семи дискрет, що значно понижає його швидкодію і систему керування при значних переміщеннях вихідного штока.

Найбільш близьким аналогом. Обрано пневмогідравлічний позиційний пристрій з програмним керуванням (21, що містить програмний блок з'єднаний з першим входом логічного блоку і перетворювачем цифрового коду в переміщення і через регулятор тиску з одним із входів пневмогідроперетворювача, вихідний канал якого з'єднаний з другим входом логічного блоку і гідроприводом, сполученим з робочим органом, на якому закріплена заслінка, яка розміщена між вхідними і вихідними соплами датчика зворотного зв'язку, закріпленого на штоці перетворювача цифровою коду в переміщення, другий вхід пневмогідроперетворювача з'єднаний з вихідним каналом елемента «або», вхідні канали якого з'єднані з виходами елементів "і", прямі виходи яких з'єднані з відповідними виходами блока завдання програми і вихідними соплами датчика, а інвересні канали з'єднані з вихідними соплами датчика зворотного зв'язку.

Недоліком найближчого аналога є те, що він складний, складність такого пристрою обумовлюється включенням в його структуру пневмогідроперетворювача, логічного блоку, логічних елементів «і», які викопані па базі пневматичних клапанів. Точність позиціювання вихідного штоку невисока, тому що вона залежить як від відношення рівнів опорного сигналу і сигналу від датчика зворотного зв'язку, так і від коефіцієнта жорсткості пружин дволінійних клапанів. В такому приводі внаслідок відсутності гальмуючого пристрою час затухання коливального процесу залежить від швидкості руху робочого органу, що обумовлює його невисоку швидкодію.

В основу корисної моделі поставлено задачу спрощення конструкції і підвищення швидкодії приводу.

Рішення поставленої задачі досягається тим, що в цифровому гідравлічному приводі, що містить гідроциліндр з робочими камерами, вихідний шток якого з'єднаний з розмикачем датчика зворотного зв'язку, цифровий гідродвигун внутрішньо-крокового поділу, шток якого з'єднаний з корпусом датчика зворотного зв'язку, керуючі гідророзподільники, електричний дешифратор і програмний блок. Новим є те, що датчик зворотного зв'язку викопаний у вигляді розміщених в корпусі з рівномірним кроком "П"-подібних пружних контактів з можливістю розмикання та замикання їх кінцем розмикача і трьох паралельних струмопровідних шин, дві із яких з'єднані з котушками електромагнітів трипозиційного чотирилінійного реверсивного гідророзподільника, а третя шина з'єднана з контактом котушки електромагніта двопозиційного трилінійного гальмуючого гідророзподільника, другі контакти котушок електромагнітів гідророзподільників з'єднані з вихідним каналом дешифратора, вихідні контакти якого з'єднані з "П'- подібними контактами, вхідний канал гальмуючого гідророзподільника з'єднаний з тиском живлення, а вихідні капали один через дросель, а другий безпосередньо з'єднаний з вихідним каналом реверсивного гідророзподільника, вихідні капали якого з'єднані з робочими камерами гідроциліндра.

Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на Фіг.1 показана схема цифрового гідравлічного приводу.

На Ффіг.2 показаний поперечний перетин датчика по А-А.

Цифровий гідравлічний привод містить гідроциліндр 1 (Фіг.1) з вихідним штоком 2, який жорстко з'єднаний з рухомим розмикачем З зі скосом «е» і прямолінійним участком «Її». Розмикач З розміщений в корпусі датчика зворотного зв'язку 4. В корпусі датчика 4 також з кроком хІ-8Х розміщені ,П"-подібні контакти 5...12, де Х дискрета цифрового гідродвигуна внутрікрокового поділу 16. Струмопровідні шипи 13, 14 і 15 підключені відповідно до котушок електромагнітів

ЕМ4, ЕМ5 і ЕМб реверсивного гідророзподільників РА і гальмуючого розподільника Р5. Шток 17 цифрового гідродвигуна внутрікрокового ділення 16 жорстко скріплений з корпусом датчика зворотного зв'язку 4. В корпусі цифрового двигуна 16 послідовно розміщені поршні 18, 19 і 20 з утворенням розрядних камер а, р, с і камери повернення 4. Камери цифрового двигуна 16 а, Б і с з'єднані трубопроводами з вихідними каналами розрядних розподільників РІ, Рг, і РЗ. Камера й з'єднана з джерелом гідравлічного живлення. "П"-подібні контакти 5...12 з'єднані з вихідними контактами електричного дешифратора ЕД, вхідний контакт 21 якого підключений до клеми джерела струму 23. Друга клема джерела живлення 23 підключена до обмоток електромагнітів ЕМ4А, ЕМ5, ЕМб.

Робоча рідина від гальмуючого розподільника Р5 підводиться через дросель Др або трубопровід 22 до реверсивною розподільника Ра4, вихідні канали якого з'єднані з робочими камерами гідроциліндра 1. Керування здійснюється програмним блоком ПБ, вихідні канали якого з'єднані з котушками електромагнітів ЕМІ, ЕМ2, ЕМЗ розрядних розподільників РІ, Р2 і РЗ і керуючими каналами пт, п і р електричного дешифратора ЕД.

Принцип дії цифрового гідравлічного приводу полягає в наступному.

У вихідному положенні (Фіг.1 і Фіг.2) електромагніти ЕМІ, КМ2, ЕМ3З, ЕМА їі ЕМ5 знеструмлені, тиск живлення рж постійно підведено до камери а двигуна 16 і до розподільників Р5 і РА. Контакти 6...12 притиснені до шип 13 і 15, а контакт 5 (Фіг. 2) відтиснений від шин 13 і 15. Розрядні камери а, Б і с цифрового двигуна 16 з'єднані зі зливом, а робочі камери циліндра 1 замкнені. При цьому вихідний шток 2 циліндра 1 знаходиться у вихідному положенні.

Вихідне положення пристрою відповідає кодовій комбінації керуючих сигналів 000000. При опрацюванні кодової комбінації, наприклад, 000001, яка видасться програмним блоком ПБ, включається розподільник РІ і тиск живлення від нього поступає в камеру а цифрового двигуна 16. Під дією цього тиску корпус датчика 4 переміщується вправо (по кресленню) на величину Х. При цьому замикається верхній кінець контакту 5 з шиною 13 і ланцюг живлення електромагніта ЕМА розподільника Р4, який переключається вправо і тиск живлення від нього поступає в поршневу камеру, а штокова камера циліндра 1 з'єднується з атмосферою. Під дією перепадів тиску поршень зі штоком 2 і розмикачем З перемішується вправо на величину Х до розмикання верхнього кінця контакту 5 з шиною 13. При цьому знеструмлюється електромагніт ЕМ4, розподільник РА переключається в середнє положення і замикає поршневу і штокову камери циліндра 1, що забезпечує надійну фіксацію вихідного штока 2. В процесі переміщення штока 2 на величину Х нижній кінець контакту 5 прямолінійним участком «Її» розмикача З ввідтиснутий від шини 15, при цьому електромагніт ЕМб гальмуючого розподільника Р5 знеструмлений. Тиск живлення в поршневу камеру циліндра 1 поступає через дросель Др, яким регулюється гальмівна швидкість.

При опрацюванні, наприклад, комбінації керуючих сигналів 001000, що відповідає тому, що сигнал керування від програмного блоку ПБ подається тільки на вхід т електричного дешифратора ЕД. Дешифратор ЕД переключається і з'єднує вхідний контакт 21 з "П"- подібним контактом 6. При цьому напруга підводиться до шин 13 ї 15, від яких включаються електромагніти ЕМ4 і ЕМб розподільників РА і Р5. При такому включенні розподільників рідина від джерела живлення поступає у штокову камеру циліндра 1 від гальмуючого розподільника через трубопровід 22 минаючи дросель Др, що забезпечує швидкий рух поршня циліндра 1. В процесі переміщення вихідного штоку 2 з розмикачем З спочатку нижній кінець контакту 6 відтискується кулачком від шини 15, при цьому відключається гальмуючий розподільник Р5 і рідина в поршневу камеру циліндра 1 поступає через дросель Др, яким регулюється швидкість гальмування. При подальшому русі поршня розмикається верхній кінець контакту б з шиною 13, що приводить до знеструмлення розподільника РА, який переключається в середнє положення і замикає робочі камери циліндра 1. При цьому величина переміщення вихідного штоку 2 дорівнює Хі.

При опрацюванні кодової комбінації керуючих сигналів, наприклад 011111, що відповідає тому, що сигнали керування від програмного блоку ПБ подаються як на електричний дешифратор (канали т і п) так і на електромагніти ЕМІ, ЕМ2 і ЕМ3З розподільників РІ, Р2 і РЗ. При цьому включаються розрядні розподільники РІ,

Р2 і РЗ і тиск живлення поступає у камери а, Б і с двигуна 16. Одночасно з цим переключається дешифратор ЕД, яким з'єднується канал 21 з "П"-подібним контактом 8 датчика 4. Від контакту 8 напруга через шини 13 і 15 підводиться до електромагнітів ЕМА4 і ЕМб розподільників Р4 і Роб які включаються і рідина від них минаючи дросель Др поступає у поршневу камеру циліндра 1. Під дією перепаду тисків, що діє па поршень його шток 2 з розмикачем З переміщується вправо. Одночасно з цим під дією тисків в камерах а, б і с цифрового двигуна 16 корпус 4 також переміщається вправо на величину Х-2хХ-4хХ-7Х. В кінці переміщення штока 2 кулачком розмикача З відтискується нижній кінець контакту 8 від шини 15, при цьому відключається розподільник Р5 і гальмується швидкість руху штока 2. При подальшому русі штока 2 на гальмівній швидкості верхній кінець контакту 8 притискується за рахунок пружної сили до скоса "е" розмикача 3, при цьому контакт 8 роз'єднується з шиною 13 і знеструмлюється електромагніт ЕМ4, що приводить до включання розподільника Р4, і замиканню робочих камер циліндра 1 і зупинки його штока. Величина переміщення штока 2 при опрацюванні кодової комбінації керуючих сигналів дорівнює: Х-2Х3Х1-:7Х--38Х2:31Х.

Якщо вхідний шток по інерції переміститься на більшу величину контакт 8 замкнеться з шиною 14 (Фіг.1 і

Фіг.2), при цьому включається електромагніт ЕМ5 і тиск живлення підводиться до штокової камери циліндра 1, а поршнева камера з'єднується з атмосферою. Під дією тиску в штоковій камері вихідний шток 2 переміщується вліво до розмикання верхнього контакту 8 з шиною 14. При відключенні контакту 8 від шипи 14 знеструмлюється електромагніт ЕМ5, розподільник РА переключається в середнє положення і замикає робочі камери циліндра 1.

При опрацюванні кодової комбінації керуючих сигналів 000000 відключаються від напруги електромагніти

ЕМ'І, ЕМ2, ЕМ3З розподільників РІ, Ра2 і РЗ, при цьому камери а, Б і с двигуна 16 з'єднуються з атмосферою і шток 17 разом з корпусом датчика 4 переміщуються вліво у вихідне положення. Одночасно з цим електричний дешифратор ЕД теж переключається у вихідне положення і з'єднує вхідний контакт 21 з контактом 5 датчика 4.

При цьому через шину 15 подасться напруга на електромагніт ЕМб розподільника Р5, а від шини 14 - на електромагніт ЕМ5 розподільника Р4і. Розподільники Р5 і Рб включаються і тиск живлення поступає в штокову камеру циліндра 1. Під дією тиску в штоковій камері шток 2 з розмикачем З переміщується вліво. В кіпці переміщення кулачком розмикача З розмикається нижній кінець контакту 5 з шиною 15, при цьому відключається розподільник Р5, внаслідок чого гальмується швидкість руху штока 2 циліндра 1. При подальшому русі на гальмівній швидкості верхній кінець контакту 5 відтискується скосом "е" кулачка розмикача З від шини 14. При цьому відключається електромагніт ЕМ5 і розподільник Рі переключається в середнє положення камери циліндра 1 замикаються і вихідний шток 2 зупиняється у вихідному положенні.

Аналогічно привод опрацьовує і інші кодові комбінації керуючих сигналів.

Величина гальмівного шляху Хг визначається довжиною прямолінійного участку "" розмикача 3.

Запропонований цифровий гідравлічний привод в порівнянні з відомими мас простішу конструкцію, невеликий осьовий розмір гідроциліндра і більш високу швидкодію. Більш висока швидкодія приводу обумовлена включенням у його структуру гальмуючого пристрою, який автоматично забезпечує гальмування, вихідного штока при опрацюванні любої комбінації керуючих сигналів.

Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР Мо748042 Цифровой гидравлический привод. Кл. Е15811/12, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР Моб602920 Пневмогидравлическое позиционное устройство для программного управления Кл. Е15819/44; Е15821/02, 1976.

сі рт нижні тт пе Ш : хі

Хан ше І

П-н- У се пи Ї р к Н І и | А доовиози о РИ и

Я з су Н ті НА ке ню розг бю со Бу Пере КО ЗК | зі ре тиші В В В рені З КЕ ШИ хви ви вики В ик ик ЗА ВД Н зд: закл ником вав ті аа ва

І пуд сус йо зво но арт ков Й у Я

З | п бом ве ато ек г си ста осомвенакмомоємнем миня Н гу Б М ВИ В

Ба ува ; палет ей й 12! 12 й пед зпляд Н п ме ше ще ї Н

ДАІ 1 А б-- Й ви і

М й щі. ї ї " а у і

Я ни Шо і тдял Ех з 1 Н

ДУ й Н

МІ яяе ще й

ТК, й | - ? і у ВІ ту тв, Гек | і бує :

Ї гла мини й рота шен ЩАє ОТ а ет ке зі сеї, 5 -Х ІЙ че

УБЕЕШЕ | КАТ Вік т г; пБ шин й ІЗ ІД

Й і -- ри

В сненнввняї КА нини Ї Ух г. я-х

Зие Їх

Фіг. 1

З д-д й расжнют и з мини я п НИ

НЯ тки песня ДЯ ес нина ВК ер я іі: ШИ

Комеих ВЕУ вх КЕ

Ко Сех о ких -І

КК окслввватнь їха о тет в кре 7

Ми я Ко

Фіг. 7

Claims (1)

1. Цифровий гідравлічний привод, що містить гідроциліндр з робочими камерами, вихідний шток якого з'єднаний з розмикачем датчика зворотного зв'язку, цифровий гідродвигун внутрішньокрокового поділу, шток якого з'єднаний з корпусом датчика зворотного зв'язку, керуючі гідророзподільники, електричний дешифратор 1 програмний блок, який відрізняється тим, що датчик зворотного зв'язку виконаний у вигляді розміщених в корпусі з рівномірним кроком П-подібних пружних контактів з можливістю розмикання та замикання їх кінцем розмикача і трьох паралельних струмопровідних шин, дві із яких з'єднані з котушками електромагнітів трипозиційного чотирилінійного реверсивного гідророзподільника, а третя шина з'єднана з контактом котушки електромагніта двопозиційного трилінійного гальмуючого гідророзподільника, другі контакти котушок електромагнітів гідророзподільників з'єднані з вихідним каналом дешифратора, вихідні контакти якого з'єднані з П-подібними контактами, вхідний канал гальмуючого гідророзподільника з'єднаний з тиском живлення, а вихідні канали один через дросель, а другий безпосередньо з'єднаний з вихідним каналом реверсивного гідророзподільника, вихідні канали якого з'єднані з робочими камерами гідроциліндра.