Гидропривод дроссельного регулирования

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.80„„ l2l25Ù2 A (51) 4 F 15 В 9/03 встрдщщ

L 1."",:"..„;,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:,"." ;:.:-:,7 131

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3718988/25-06 (22) 02.04.84 (46) 23.04.86. Бюл. ¹ 15 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильно-дорожный институт (72) Е.М. Солодников (53) 62-521(088.8) (56) Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики. М.: Машиностроение, 1975, с. 232, рис. 162.

Авторское свидетельство СССР № 1135929, кл. F 15 В 9/03, 1983. (54)(57) ГИДРОНРИВОД 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, включа— ющую последовательно соединенные блок деления, блок извлечения квадратного корня и блок умножения, а также задатчик сигнала коррекции, причем к входу делителя блока д"ления подключена система формирования сигнала o6— ратной связи, к входу делимого задатчик сигнала коррекций, к выходу — вход блока извлечения квадратного корня, выход которого подключен к одному из входов блока умножения, второй вход которого соединен с задатчиком 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 датчи- ком перепада, а выход — со входом делителя блока деления, при этом задатчик сигнала коррекции выполнен в виде задатчика разности давления.

1225932 („) 50 где (М

1 (2) Р,-sk), Р Р-Р о н сп

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в гидросистемах станков и манипуляторов, а также строительных и дорожных машин. 5

Целью изобретения является повышение быстродействия и жесткости гидропривода.

На чертеже изображена схема гидропривода дроссельного регулирования. 10

Гидропривод содержит задатчик 1 входного сигнала, гидроцилиндр 2, к рабочим полостям 3 и 4 которого подключен управляемый распределитель 5, подсоединенный с насосом 6 и сли- 15 вом, систему формирования сигнала обратной связи по давлению, выполненную в виде датчика 7 перепада давления в полостях 3 и 4, датчика 8 давления нагнетания насоса б и блока 9 вычита- 20 ния, а также систему коррекции, включающую последовательно соединенные блок 10 деления, блок 11 извлечения квадратного корня, блок 12 умножения, и задатчик 13 разности давления. При р5 этом вход уменьшаемого блока 9 соединен с датчиком 8, вход вычитаемого— с датчиком 7, а выход — с входом делителя 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 управляющим входом распределителя 5.

Гидропривод дроссельного регулирования работает следующим образом.

Управляющий сигнал от задатчика 1 через блок 12 поступает на управляющий вход распределителя 5. Изменение управляющего сигнала приводит к соот— ветствующему открытию окон распределителя 5 и пропорциональному изменению скорости гидроцилиндра 2.

Обратная связь по давпению осуществляется следующим образом.

Скорость гидроцилиндра 2 определяется расходом g через окна распределителя 5 коэффициент расхода; площадь открытия окон распределителя 5; плотность рабочей жидкости; эффективное давление нагнетания;

Ьà — перепад давлений на гидроцилиндре 2; — давление нагнетания насоса 6; — давление слива.

В соответствии с уравнением (1) при одном и том жв положении распределителя 5 расход Q а следовательно, и скорость гидроцилиндра 2 могут изменяться при изменении перепада давления, например, за счет изменения усилия резания в процессе обработки, изменения веса объекта управления и т,п .Для обеспечения стабильности скорости при изменении нагрузки при постоянном давлении нагнетания полости 3 и 4 гидроцилиндра 2 сообщены гидролиниями с датчиком 7, который из.меряет перепад давления ьР, и датчиком 8, который измеряет эффективное давление нагнетания Р . В блоке

9 происходит вычитание сигнала, пропорционального абсолютному значению перепада давления ьР из сигнала, пропорционального эффективному значению давления нагнетания Р„ . В результате формируется сигнал, пропорциональный разности Р, — hР

Задатчик 13 разности давлений вырабатывает сигнал, пропорциональный требуемой эталонной равности давлений (Р— ь Р). Этот сигнал поступает в блок 10 деления, в котором происходит его деление на сигнал, пропорциональный фактической разности давлений Ро — h Р . Частное от деления поступает на вход блока 11, в котором производится извлечение квадратного корня, а полученный сигнал поступает на вход блока 12, в котором производится его умножение на входной сигнал. Полученный сигнал произведения поступает на управляющий вход распределителя 5. Таким образом, площадь открытия окон распределителя 5 пропорциональна сигналу произведения входного сигнала и сигнала обратной связи. Причем сигнал обратной связи сформирован в виде выражения

Открытие f окон распределителя

5 определяется следующим выражением

12?5932 (3) 1О (Р ьР) Р,--ьР

Ро = Р ðïð р (5) Ро ЬР) э ьР

20 (Ро ьр)э 4 f0 Пр и если

55 то где 15„Р— площадь окон распределителя 5, пропорциональная входному сигналу от эадатчика 1.

В соответствии с выражением (1) и с учетом (2) и (3) расход через распределитель 5 определяется выражением

Ро ЬР)э Ро ьР (4)

Я=(Ц 1„„Р

После преобразования

Из (5) видно, что расход, а следовательно, и скорость гидроцилиндра

2 определяются сигналом 1„„ от задатчика 1 и сигналом от задатчика

13 разности давлений и не зависят от 25 нагрузки.

При увеличении нагрузки увеличиваются перепад давлений и сигнал на выходе датчика 7, уменьшается сигнал на выходе блока 9. 30

Из выражений (4) и (5) видно, что и изменение давления Р, Pq — Р „ не влияет на скорость гидроцилиндра 2.

Изменение давления Р приводит к изменению сигнала на выходе блока 9, а следовательно, и к изменению управляющего сигнала в сторону компенсации возникшего возмущения.

При значении фактической разности давлений Р— Ь Р, равной эталонной 4О (Р -ь Р), сигналы, поступающие на

1эходы блока 10 деления, равны между собой. Поэтому на выходе блока 10 действует сигнал, равный единице.

Этот единичный сигнал через блок 11 45 извлечения квадратного корня поступа ет на вход блока 12 умножения. Умноженный на единицу входной сигнал от задатчика 1 поступает без изменений на управляющий вход распределителя 5.5О

Из (4) расход Р равен т.е. величина расхода полностью определяется входным сигналом.

При увеличении нагрузки увеличиваются перепад давлений ьР и сигнал на выходе датчика 7. Сигнал на выходе блока 9 вычитания уменьшается. Сигнал на входе блока 10 деления становится меньше сигнала задатчика 13. В блоке

10 формируется сигнал которьп становится большим единицы.

Этот сигнал поступает на вход блока

1i извлечения корня, а затем поступает на вход блока 12 умножения. Сформированный таким образом сомножитель оставшись большим единицы, умножается на входной сигнал 1 „„ в соответствии с выражением (4 и сигнал произведения поступает на управляющий вход распределителя 5. Сигнал произведения в данном случае больше, чем входной сигнал. Следовательно, и площадь открытия окон будет больше;

Таким образом, обратная связь обеспечивает прн увеличении нагрузки увеличение площади открытия окон рас- пределителя 5, если входной сигнал не меняется. Это приводит к обеспечению постоянства расхода через окна при изменяющемся перепаде давления на них и, тем самым, к повышению быстродействия гидропривода.

При уменьшении нагрузки обратная связь действует аналогично, соответственно уменьшая площадь окон распределителя 5.

Обратная связь предлагаемого гидропривода действует только при наличии входного сигнала. Это определяет высокую динамическую жесткость гидропривода °

Воздействие возмущения 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 распределителя 5 не происходит, так как сигнал произведения остается равным нулю.. А так как окна остаются перекрытыми, то сохраняется высокая жесткость гидропривода, обусловленная высокой жесткостью рабочей жидкости.

12? 5932 ния.

Составитель С. Рождественский

Техред И.Верес Корректор М. Шароши

Редактор Г. Волкова

Заказ 2108/22 Тираж 616 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11роизнодственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При малых входных сигналах жесткость также будет высока. При больших входных сигналах жесткость по отношению к возмущению высока, так как обратная связь компенсирует действие 3 возмущения.

При применении привода в следящей системе при изменении нагрузки открытие окон распределителя 5 соответствующим образом изменяется. При этом 1О не требуется измерения рассогласования между входным и выходным сигналами, т.е. изменения ошибки слежения.

Сигнал обратной связи компенсирует изменение нагрузки умножением на ту же ошибку слежения.

Использование предлагаемого изобретения .в гидросистемах станков, манипуляторов, строительных и дорожных машин позволяет повысить их быстродействие и жесткость по отношению и переменным нагрузкам и, тем самым, повысить эффективность их использова