Электрогидравлический усилитель мощности с обратной связью по давлению

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Г 15 В 9/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСНОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ (21) 37737 18/25 — 06 (22) 20.07.84 (46) 15.05.86. Бюл. У 18 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) А.Г. Бургвиц, Ю.А. Староверов и С.P. Сиврикова (53) 62.1.523.3(088.8) (56) Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики. И.: Машиностроение, 1973, с. 109-11.0. (54).(57) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ ИОЩНОСТИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО

ДАВЛЕНИЮ, содержащий первый каскад усиления с электромеханическим преобразователем и гидроусилителем типа сопло — заслонка и второй каскад уси ления с дросселирующим золотником, установленным в корпусе с образованием торцовых управляющих камер, под ключенных к гидроусилителю типа соп„„SU„„1231286 А 1 ло — заслонка, и торцовых камер обратной связи, подключенных к исполнительным гидролиниям, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения заданного перепада давления, торцовые камеры обратной связи соединены между собой каналом, выполненным в дросселирующем золотнике с установленными в нем тремя дросселями, два из которых расположены в. концевых частях золотника и выполнены с одинаковой гидравлической проводимостью, а третийв средней части, при этом отношение гидравлической проводимости дросселя, установленного в средней части, и дросселя, установленного в концевой части, равно 0,1-0 15 а отношение эффективных площадей торцовой камеры обратной связи и торцовой управляющей камеры золотника равно 0,3-0 35.

1 1231286 2

Изобретение относится к гидроприводу, а именно к электрогидравлическим усилителям мощности для следящего гидропривода, и может быть использовано в устройствах, где предъявляются высокие требования к удельной мощности при большой точности воспроизведения заданного перепада давления на выходе усилителя, например в виброис10 пытательной технике и роботостроении.

Целью изобретения является повьш ение точности воспроизведения заданного перепада давления.

На чертеже представлена принципиl5 альная схема усилителя.

Электрогидравлический усилитель мощности содержит электромеханический. преобразователь 1 с заслонкой 2,,расположенной между двумя соплами 3 и 4, дросселирующий золотник 5, уста- 20 новленный в корпусе 6 с образованием торцовых управляющих камер 7 и 8 и торцовых камер 9 и 10 обратной связи.

Заслонка 2 образует гидроусилитель сопло — заслонка. Электромеханический

° . 25 преобразователь 1, гидроусилитель ти— па сопло — заслонка, торцовые управляющие камеры 7 и 8 и два постоянных дросселя 11 и 12 образуют первый каскад усиления. Дросселирующий золотник

5, подключенный к исполнительным гидролиниям 13 и 14 и к напорной и сливной гидролиниям 15 и 16, входит в состав второго каскада усиления. Торцовые камеры 9 и 10 соединены между 35 собой каналом 17 выполненным в дросселирующем золотнике 5, с установленными в нем тремя дросселями 18, 19 ,и 20. Дроссели 18 и 20 расположены в концевых частях золотника 5 и выпол- 40 нены с одинаковой гидравлической проводимостью, а дроссель 19 расположен в с1 едней части золотника 5. При этом отношение гидравлических проводимостей дросселя 19 и дросселя 18 (20) 45 составляет 0,1-0,15. Исполнительные гидролинии 13 и 14 связаны с каналом

17 отверстиями 21 и 22. Отношение эффективных площадей торцовой камеры

9 (10) и торцовой управляющей камеры 50

7 (8) составляет 0,3-0,35.

УсилитеЛь работает следующим образом.

Сигнал управления с помощью электромеханического преобразователя 1, перемещающеися между двумя соплами 3 и 4 заслонки 2 и двух ностоянных дросселей 11 и 12 преобразуется в перепад давления в торцовых управляющих камерах 7 и 8. Под действием перепада давления в камерах 7 и 8 золотник 5 перемещается в осевом направлении, соответствующем перемещению заслонки 2.

Вследствие наличия отрицательной обратной связи по давлению и дополнительного обратного контура расхода, осуществляемых посредством сквозного канала 17 и постоянных дросселей 18—

20, в торцовых камерах 9 и 10 обратной связи золотника 5 установится перепад давления, создающий на золотнике 5 усилие, противоположное усилию управления. Величина этого усилия пропорциональна разности давлений в исполнительных гидролиниях 13 и 14 и расходу на выходе усилителя и определяется соотношением проводимостей постоянных дросселей 18 — 20. Как только осевые усилия, создаваемые на золотнике 5 перепадом давления в камерах 7 и 8 и камерах 9 и 10, станут равны, золотник 5 остановится. Если за счет изменения нагрузки на исполнительный орган (не показан) изменяется расход в исполнительных гидролиниях 13 и 14,это приводит к изменению расхода через дроссели 18 — 20 и соответствующему изменению усилия на золотнике, 5, что вы-! зывает его дополнительное смещение, восстанавливающее требуемый перепад давления на выходе усилителя.

Эффективность предложенной конструкции усилителя в значительной степени определяется рациональным выбором проводимостей дросселей 18 — 20 соотношения эффективных площадей камер 9 (1О) и 7 (8) .

С целью определения рациональных параметров усилителя составлена и экспериментально проверена нелинейная математическая модель рассматриваемой конструкции. Расчеты проводили для ряда типоразмеров усилителя с диаметрами золотников 1б — 32 мм. Оптимизация параметров усилителя проведена с помощью комплекса методов нелинейного программирования на базе метода. штрафных функций с модифицированными функциями Лагранжа, при этом в качестве критерия оптимизации приняты показатели точности воспроизведения заданного выходного давления, а ограничением служила заданная степень устойчивости работы усилителя. В результате проведенной оптимизации установлено, что для рассматриваемого типораз3 1231286 4

Составитель В. Коваль

Техред Н.Бонкало Корректор В. Синицкая

Редактор И. Рыбченко

Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2552/41

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,. 4 мерного ряда конструкций отношение проводимостей дросселя 19 и двух симметричных дросселей 18 и 20 должно составлять О, 1-0, 15, а отношение эффективных площадей камер 9 (10) и

7 (8) — 0,3-0,35. При этом уменьшение отношения проводимостей дросселей 19 и 18,20 меньше 0,1 приводит к потере устойчивости усилителя, а увеличение выше О, 15 ведет к резкому уменьшению 1б коэффифицента усиления по перепаду давления на выходе золотника 5. Умен» шение отношения эффективных площадей камер 9 (10) и 7 (8) ниже 0,3 приводит к снижению точности воспрочзведения заданного перепада давления на выходе золотника 5, а увеличение этого отношения выше 0,35 нецелесообразно в связи с резким снижением коэффициента усиления.