Электрогидравлическая система совмещенного управления

 

Изобретение относится к строительной технике, а именно к электрогидравлическим системам управления рабочими органами многокоординатных строительно-дорожных машин типа бортовых кранов, одноковшовых экскаваторов и строительных манипуляторов, имеющих значительное число (5 и более) дистанционно управляемых рабочих органов. Цель изобретения - повышение точности за счет учета изменяющейся по величине и знаку нагрузке на электродвигатель и уменьшения потерь энергии на дросселирование рабочей жидкости. Система, состоящая из насосной станции (НС) 1 с регулятором 2 давления, блока 3 выбора максимума и группы из N электрогидравлических приводов, позволяет устанавливать давление в напорной линии НС 1, достаточное для обеспечения работы наиболее нагруженного потребителя. Необходимая величина давления в каждом контуре регулирования определяется при помощи соответствующих блоков 9 регулирования режимов работы электрогидравлических распределителей 5. Информация на их входы поступает с датчиков 7 и 8 давления, установленных в соответствующих магистралях гидромоторов 6, которые управляются по сигналам соответствующих блоков 9 регулирования при помощи четырехлинейных пропорциональных электрогидравлических распределителей 5. Давление НС 1 поддерживается на минимальном достаточном уровне. 3 ил.

СОЮЗ COE%TCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗСЫРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4368255/25-03 (22) 25. 01. 88 (46) 07.03.90. Бюл. N - 9 (71) 11осковское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению "ВНИИстройдормаш" (72) А,Б.Иванов, 10.А.Брайковский, E.l0.ÈàëèHîâñêèé и С,IO.(",óðoâèêîâ (53) 621.879.34(088.8) (56) Беркман И.И., Раннев А.В., Рейш А.К. Одноковшовые строительные экскаваторы. — И.: Высшая школа, 1986, с, 118, рис. 119.

Авторское свидетельство СССР

Р 826101, кл. Г 15 В 9/03, 1979.

Кю (51) 5 Е 02 F 9120, F 15 В 9/03

2 (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕИА

СОВ1(ЕЦЕННОГО УНРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к строительной технике, а именно к электрогидравлическим системам управления рабочими органами многокоординатных . строительно-дорожных машин типа бортовых кранов, одноковшовых экскаваторов и строительных манипуляторов, имеющих значительное число (5 и более) дистанционно управляемых рабочих органов. Цель изобретения — повышение точности за счет учета изменяющейся по величине и знаку нагрузке на электродвигатель и уменьшения потерь энергии на дросселирование рабо" а

1548363 чей жидкости. Система,. состоящая из насосной станции (НС) 1 с регулятором 2 давления, блока 3 выбора максимума и группы из и электрогидравли5 ческих приводов, позволяет устанавливать давление в напорной линии НС 1, достаточное для обеспечения работы наиболее нагруженного потребителя.

Необходимая величина давления в каждом контуре регулирования определяется при помощи соответствующих блоков 9 регулирования режимов работы

Изобретение относится к строительной технике, а именно к электрогидравлическим системам управления ра6о- >О чими органами многокоординатных строительно-дорожных машин типа бортовых кранов, одноковшовых экскаваторов и строительных манипуляторов, имеющих значительное число (5 и более) дистанционно управляемых рабочих органов .

Цель изобретения — повышение точности за счет учета изменяющихся по величине и знаку нагрузок на исполнительный гидродвигатель и уменьшения потерь энергии на дросселирование рабочей жидкости.

На фиг. 1 изображена функциональная схема электрогидравлической сис35 темы совмещенного управления (электрические связи указаны пунктирными линиями, а гидравлические — сплошными); на фиг. 2 — насосная станция с электрогидравлическим регулятором давления, на фиг..3 — блок-схема реализации блока регулирования режима работы электрогидравлического распределителя.

Система состоит из насосной станции 1, электрагидравлического регулятора 2 давления,. блока 3 выбора максимума, а также группы из и электрогидравлических привоцов (на фиг.1 показано 3 привода), каждый из которых (далее рассматривается i-й при5О вод) содержит электронный усилитель 4, выход которого подключен к электромагниту четырехлинейного трехпозиционного пропорционального электрогид55 электрогидравлических распределителей 5. Информация на их входы поступает с датчиков 7 и 8,цавления, установленных в соответствующих магистралях гидромоторов 6, которые управляются по сигналам соответствующих блоков 9 регулирования при помощи четырехлинейных пропорциональных электрогидравлических распределителей 5. Давление НС 1 поддерживается на минимально достаточном уровне, 3 ил, равлического распределителя 5, управляющего гидродвигателем 6, к полостям которого подключены датчики 7 и 8 давления. Каждый привод содержит также блок 9 регулирования режима работы электрогидравлического распределителя, на входы которого поступают сигналы управления U >, и выходные сигналы U „. и U <,- датчиков 7 и 8 давления. 11ервый выход вычислительного устройства соединен с входом электронного усилителя 4, а второй выходс одним из входов блока 3 выбора максимума, Подпиточные антикавитационные клапаны 10 включены между лини-. ей 11 подпитки и полостями гидродвигателя б, Насосная станция с электрогидравлическим регулятором давления могут быть выполнены на основе как регулируемого (фиг. 2), так и нерегулируемого насосов, Регулируемый насос 12 снабжен электрогидравлическим механизмом 13 управления, состоящим в данном случае из трехлинейного двухпозиционного электрогидравлического распределителя 14 и приводного гидроцилиндра 15, связанных механической обратной связью в виде рычага 16.

Кроме того, в состав насосной станции входят датчик 17 давления, сравнивающее устройство 18 и электронный усилитель 19.

Величины входных н выходных сигналов блока регулирования режима работы электрогидравлического распределителя связаны следуюппми функциональными зави симостями:

1548363 ц»; -Uc при U .)Б

У ср ф 11уМ-П сл

Uyi +U cp при П„; (-П, Пф11 П сл

0 при I Uy I + Пср для i=1 "п

) UgiI +Ups) IIpH Uy Ucp И Ug 1I 8i Ugp< > 0

О . = U, +О 4; при ПУ;(-Ucp и U „;kf -Uyg; <О

Пф Ост при IUg, 1 - Ucp HH U> (Ug ; А цля

i 1çï

-Ц,) < 0 где i

U>1 и Б,. величины сигналов соответственно на первом и втором выходах i-го блока регулирования режима работы электрогидравлического распределителя; величина i-го управляющего сигнала, положительное значение которого (U3;70) создает смещение золотника электрогидравлического распределителя в сторону, соответствующую соединению напорной линии 30 насосной станции с 1-й полостью гидродвигателя, а 2-й по-лости - с линией слива (при

U ; <0 — наоборот); константа, определяющая среднее значение давления Р „

В линии слива9 коэффициент, равный 1 при использовании в качестве гидродвигателя гидромотора либо 4Q симметричного гидроцилиндра, и равный отношению Г„ /Г эффективных площадей Р,„. и P поршня дифференциального гидроцилиндра i-го привода соответственно со стороны 1-й и 2-й полостей; порог срабатывания по управляющему сигналу; константа, задающая перепад давления 1 л. На рабочих кромках полностью открытого i-го электрогидравлического распределителя при номинальном расходе; 55 константа, задающая остаточный уровень давления в напорной пинии насосной станции; ср и

U *acr

Uq ), номер электрогидравлического привода; IS количество электрогидравлических приводов;,и U.,— величины сигналов на выходах датчиков давления, подключенных соответственно к 1-3 и

2-й полостям х-го гидродвигателя.

Используемый в системе блок 9 регулирования режима работы мажет быть выполнен как на аналоговых, так и цифровых, в том числе микропроцессорных элементах. Схема блока 9 выполнена с использованием линейного усилителя 20 с зоной нечувствительности (-U +U ) и разной крутизной на по-. ср ср ложительном и отрицательном участках, делителя 21, блока 22 извлечения квадратного корня, сумматоров 23 — 29, компараторов 30 — 32, линейного усилителя 33 с коэффициентом У», аналоговых ключей 34 — 39, задатчиков 40—

42 сигналов, элементов ИЛИ 43 и 44, логического инвертора 45, элементов И

46 и 47.

Система функционирует следующим образом, При отсутствии i-ro управляющего сигнала U или в случае, если его

У» абсолютная величина не превышает порога срабатывания U,,т.е, при (U 1)

< U cp, выходные сигналы блока 9 равны

U1, =О, U -; =U >ocI . При этом электро-, гидравлический распределитель 5 находится в нейтральном положении, а полости гидродвигателя 6 заперты. Если управляющие сигналы остальных приводов не превышают порога срабатывания, то на выходе блока 3 выбора максимума устанавливается сигнал U+, z устанавливающий в свою очередь давление в напорной линии насосной станции 1 до уровня 1 ос . Как правило, этот уровень составляет 0,2 — 0,3 ИПа, что необходимо для самосмазки насоса и выполнения прочих вспомогательных функций.

В случае, если управляющий сигнал на входе i-го блока 9 превосходит

1548363 порог срабатывания и положителен (U> JUL<) электрогидравлический рас пределитель 5 находится в положении, задаваемом его нижней (на фиг.1} позицией, сигнал на первом выходе блока 9 составляет

Уч -U p

Ц д»

1) 9

4 ПфтГПф сл, а расход через сливную кромку распре- )О делителя определяется выражением

Q (KU ; Pgg Р л =

К(Пз Ucp)/Pe; -Рн где К - коэффициент пропорциональности

20 и Р „- соответственно давления во

2-й. (в данном случае — слив-, ной) полости гидродвигателя 6 и линии слива.

При использовании датчиков давле- 25 ния с крутизной К и соответствующем выборе величины П „ справедливы соотношения

Прд = Pl П сл

Q — -(U .-U ) °

=K

Ж

Ъ

Таким образом, при положительном управляющем сигнале расход через слив-35 ную кромку распределителя, а следовательно, и скорость гидродвигателя не зависят от давления в его полостях и напорной линии насосной станции, а определяются величиной П„; сигналауправления. Аналогичным образом формируется сигнал на первом выходе блока 9 при отрицательном управляющем сигнале. Коэффициент 1; вводится для выравнивания скорости штока дифферен- 45 циального гидроцилиндра при положительных и отрицательных значениях

-управляющего сигнала V>;,.

В случае,,если гидродвигатель -го привода работает с отрицательной, "попутной" нагрузкой, то знаки управляющего сигнала и действующей силы противоположны, По величине U ;3;—

У ., равной К (Р,. -Р,;) для гидромоторов и симметричных цилиндров, и

К /F (Р, Г .-P .F .) — для дифферен2 ti циальных цилиндров, блок 9 определяет

It )) знак действующей силы.. При попутной нагрузке на гидродвигатель на втором выходе блока 9. устанавливается величина Uàîñ,, задающая остаточный уровень давления Рьст °

В случае, если управляющий сигнал вьппе положительного уровня порога срабатывания (U, U p) и нагрузка на гидродвигатель йоложительна (U ><,6;-U „ p 0), на втором выходе блока 9 устанавливается величина

Uu =П р. П ) гК (Р ; +Рд ) пропорциональная давлению 1, в полости насоса 1, воспринимающей нагрузку (с учетом минимального требуемого перепада Р,). IÈIðè отрицательном управляющем сиг(V>< C-V e<) и противодействующей нагрузке на гидродвигатель (и

Ф1)

U Я2;(О) на втором выходе блока 9 ус танавливается величина

U,; 01и+ЦФИ К,(ру;+PИ) также пропорциональная давленио в поJR)cTH> воспринимающей нагрузку (в данном случае во 2-й полости). Блок 3 выбора максимума выбирает максимальный из сигналов V <., на вторых выходах всех вычислительных устройств и передает его на вход регулятора давления, который в свою очередь устанавливает давление в напорнои линии насосной станции, достаточное для обеспечения работы наиболее нагруженного потребителя.

Подпиточные клапаны 10, включенные между линией 11 подпитки и полостями гидродвигателей 6, предотвращают разрыв потока и возникновение кавитации при попутных нагрузках на гидродвигатель.

При совместной работе нескольких приводов система обеспечивает независимое от величины и знака нагрузки движение гидродвигателей, причем давление в напорной линии поддерживается на уровне, превышающем максимальное из давлений гидродвигателей с положительной, активной нагрузкой на незначительную велйчину Р );.

Формула и э о б р е т е н и я

Электрогидравлическая система совмещенного управления, содержащая на:сосную станцию с электрогидравлическим регулятором давления,, а также группу электрогидравлических приводов, каждый иэ которых содержит элект9 ;1548363 }О ронный усилитель, выход которого со- жидкости, в систему введен блок вы единен с управляющим входом четырех- бора максимума, а в каждый электролинейного трехпозиционного пропорцио- гидравлический привод введены два нального электрогидравлического рас- датчика давления и блок регулирования пределителя, управляемый вход кото- режима работы электрогидравлического

5 рого подключен к насосной станции, распределителя, первый выход которого а выход — к исполнительному гидродви-. соединен с входом электронного усилигателю, отличающаяся тем, теля, второй выход — с соответствуючто, с целью повышения точности sa 1п щим входом блока выбора максимума, счет. учета изменяющейся по величине а входы — с выходами соответствующих и знакУ нагрузки на исполнительный датчиков давления, выход блока выбора гидродвигатель и уменьшения потерь максимума соединен с входом регулятоэнергии на дросселирование рабочей ра давления.

1548363

Составитель Л.Лукашанец

Редактор Н.Тупица Техред N.Õîäàíè÷ Корректор M. IIîæo

Подписное

Заказ 121

Тираж 542

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород„ ул, Гагарина, 101