ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД
ELECTRIC-HYDRAULIC DRIVE

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в регулируемых объемно-замкнутых электрогидравлических приводах.
Известен регулируемый электрогидравлический привод с замкнутой схемой циркуляции рабочей жидкости (Под. ред. Прокофьева, В.Н. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод. М.: Машиностроение, 1969 г., стр. 257). В данном электрогидравлическом приводе (ЭГП) используются объемно-замкнутые между собой регулируемый аксиально-поршневой насос (РАПН) с электрогидравлическим механизмом управления и гидродвигатель, кинематически соединенный с объектом регулирования, пополнительный бак, предохранительный клапан, первый и второй подпиточные клапаны, вспомогательный насос, кинематически соединенный с валом аксиально-поршневого регулируемого насоса, причем всасывающая гидролиния вспомогательного насоса соединена с пополнительным баком, а его напорная гидролиния соединена с гидравлическим входом электрогидравлического механизма управления РАПН и с входами первого и второго подпиточных клапанов, а через предохранительный клапан соединена с пополнительным баком, выходы подпиточных клапанов гидролиниями соединены с соответствующими силовыми магистралями ЭГП, соединяющими РАПН и гидродвигатель.
Известен также электрогидравлический привод СП190Э АЮИЖ.461324.001-01 Г3, г. Ковров 2002 г., принятый за прототип.
Данный ЭГП содержит гидравлически замкнутые между собой РАПН с электрогидравлическим механизмом управления и гидродвигатель, кинематически соединенный с объектом регулирования, датчик положения люльки РАПН, приводной двигатель, предохранительный клапан, первый и второй подпиточные клапаны, пополнительный бак, двухпозиционный трехлинейный гидрораспределитель, сумматор, вспомогательный насос, при этом напорная гидролиния вспомогательного насоса соединена с гидравлическим входом механизма управления РАПН и с управляющим гидравлическим входом двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя, а также с входом предохранительного клапана и с входами первого и второго подпиточных клапанов, выходы которых соединены с магистралями, соединяющими РАПН и гидродвигатель, вход вспомогательного насоса и выход предохранительного клапана соединены с пополнительным баком, первый и второй каналы двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя с гидравлическим управлением соединены между собой и гидролиниями соединены с соответствующими силовыми магистралями гидродвигателя и РАПН, третий канал трехлинейного двухпозиционного гидрораспределителя гидролинией соединен с пополнительным баком, электрический выход датчика положения люльки РАПН соединен с первым входом сумматора, второй вход которого является управляющим входом электрогидравлического привода, а выход сумматора соединен с электрическим входом электрогидравлического механизма управления РАПН, вал приводного двигателя кинематически соединен с входными валами РАПН и вспомогательного насоса,
Общими недостатками данных ЭГП являются:
1. В статичном состоянии (приводной двигатель не работает) при внешнем воздействии на объект регулирования, и как следствие на кинематически связанный с ним вал или шток гидродвигателя, гидродвигатель переходит в насосный режим и при большой скорости перемещения вала или штока гидродвигателя происходит разрыв потока рабочей жидкости в его всасывающей гидролинии, вследствие отсутствия давления подпитки рабочей жидкости для восполнения утечек и, при этом валы РАПН и вспомогательного насоса могут либо не вращаться, либо вращаться в обратную не рабочую сторону.
Разрыв потока рабочей жидкости сопровождается выделением воздуха из растворенного состояния в рабочей жидкости в нерастворенное, что при работе ЭГП приводит к кавитационным явлениям в ней и отрицательно отражается на технических характеристиках ЭГП, таких как точность отработки управляющего входного сигнала и ресурс работы.
2. Отсутствие возможности диагностирования неисправностей и настройки гидромашин и гидроаппаратуры из состава ЭГП.
3. При обслуживании или замене гидромашин или гидроаппаратуры, содержащихся в ЭГП, происходит неоправданно большая потеря рабочей жидкости, а дозаправка ЭГП рабочей жидкостью на объекте может привести к ее загрязнению.
Целью предлагаемого изобретения является расширение возможностей диагностирования и настройки гидромашин и гидроаппаратуры, входящих в ЭГП, а также уменьшение загазованности и потерь рабочей жидкости с сохранением ее чистоты при обслуживании или замене гидромашин и/или гидроаппаратуры из состава ЭГП
Данная техническая задача решается тем, что в электрогидравлический привод, содержащий регулируемый аксиально-поршневой насос с электрогидравлическим механизмом управления и гидродвигатель, кинематически соединенный с объектом регулирования, датчик положения люльки РАПН, приводной двигатель, предохранительный клапан, первый и второй подпиточные клапаны, пополнительный бак, двухпозиционный трехлинейный гидрораспределитель, сумматор, вспомогательный насос, при этом напорная гидролиния вспомогательного насоса соединена с гидравлическим входом механизма управления РАПН и с управляющим гидравлическим входом двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя, а также с входом предохранительного клапана и с входами первого и второго подпиточных клапанов, выходы которых соединены с магистралями, соединяющими РАПН и гидродвигатель, вход вспомогательного насоса и выход предохранительного клапана соединены с пополнительным баком, первый и второй каналы двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя с гидравлическим управлением соединены между собой и гидролиниями соединены с соответствующими силовыми магистралями гидродвигателя и РАПН, третий канал трехлинейного двухпозиционного гидрораспределителя гидролинией соединен с пополнительным баком, электрический выход датчика положения люльки РАПН соединен с первым входом сумматора, второй вход которого является управляющим входом ЭГП, а выход сумматора соединен с электрическим входом электрогидравлического механизма управления РАПН, вал приводного двигателя кинематически соединен с входными валами РАПН и вспомогательного насоса, введены третий и четвертый подпиточные клапаны, двухкаскадный двухпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель, состоящий из распределителя первого каскада с электромагнитным управлением и гидрораспределителя второго каскада с гидравлическим управлением, при этом напорная гидролиния вспомогательного насоса соединена со входами третьего и четвертого подпиточных клапанов, выходы которых соединены с соответствующими силовыми магистралями РАПН, напорная гидролиния вспомогательного насоса дополнительно соединена с первым каналом, а также с третьим заглушенным каналом распределителя первого каскада, четвертый канал распределителя первого каскада соединен с управляющим гидравлическим входом гидрораспределителя второго каскада, а второй канал распределителя первого каскада гидролинией соединен с пополнительным баком, первый и второй каналы гидрораспределителя второго каскада соединены между собой и каждый из них с соответствующей силовой магистралью РАПН, а третий и четвертый каналы гидрораспределителя второго каскада разъединены между собой и соединены с соответствующей силовой магистралью гидродвигателя.
Изобретение поясняется графическим материалом, где представлена схема заявляемого электрогидравлического привода.
В заявляемый ЭГП, содержащий РАПН 1 с электрогидравлическим механизмом управления 2 и датчиком положения люльки 3, приводимый в действие приводным двигателем 4, гидродвигатель 5, кинематически соединенный с объектом регулирования 6, сумматор 7, пополнительный бак 8, трехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель 9, предохранительный клапан 10, первый 11 и второй 12 подпиточные клапаны, вспомогательный насос 13, кинематически соединенный с валом РАПН 1, причем всасывающая гидролиния 14 вспомогательного насоса 13 соединена с пополнительным баком 8, напорная гидролиния 15 вспомогательного насоса 13 соединена с гидравлическим входом электрогидравлического механизма управления 2 и с управляющим гидравлическим входом трехлинейного двухпозиционного гидрораспределителя 9, а через предохранительный клапан 10 с пополнительным баком 8, напорная гидролиния 15 вспомогательного насоса 13 также соединена с входами первого 11 и второго 12 подпиточных клапанов, выходы которых гидролиниями соединены с соответствующими силовыми магистралями 16 и 17 гидродвигателя 5, первый и второй каналы трехлинейного двухпозиционного гидрораспределителя 9 соединены между собой и гидролиниями соединены с соответствующими силовыми магистралями 16 и 17 гидродвигателя 5, третий канал трехлинейного двухпозиционного гидрораспределителя 9 гидролинией соединен с пополнительным баком 8, электрический выход датчика положения люльки 3 соединен с первым входом сумматора 7, второй вход которого является управляющим входом ЭГП, а выход сумматора 7 соединен с электрическим входом электрогидравлического механизма управления 2, введены третий 18 и четвертый 19 подпиточные клапаны, двухкаскадный четырехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель 20 с распределителем первого каскада 21 с электромагнитным управлением и гидрораспределителем второго каскада 22 с гидравлическим управлением, при этом напорная гидролиния 15 вспомогательного насоса 13 соединена со входами третьего 18 и четвертого 19 подпиточных клапанов, выходы которых соединены с соответствующими силовыми магистралями 23 и 24 РАПН 1, напорная гидролиния 15 вспомогательного насоса 13 соединена с первым каналом, который соединен с третьим заглушенным каналом распределителя первого каскада 21, четвертый канал которого соединен с гидравлическим управляющим входом гидрораспределителя второго каскада 22 и со своим вторым каналом, который гидролинией соединен с пополнительным баком 8, первый и второй каналы гидрораспределителя второго каскада 22 соединены между собой и каждый из них с соответствующими силовыми магистралями 23, 24 РАПН 1, а третий и четвертый каналы гидрораспределителя второго каскада 22 разъединены между собой и каждый из них гидролинией соединен с соответствующей силовой магистралью 16, 17 гидродвигателя 5.
Исключение разрыва потока рабочей жидкости с выделением воздуха из растворенного состояния в рабочей жидкости в нерастворенное осуществляется следующим образом.
В статичном состоянии ЭГП приводной двигатель 4 не работает, гидрораспределители 9, 21, 22 находятся в позиции I. При внешнем воздействии на объект регулирования 6, и как следствие на кинематически связанный с ним вал (или шток) гидродвигателя 5, гидродвигатель 5 переходит в насосный режим, вследствие этого рабочая жидкость из гидродвигателя 5 перетекает, например, через первый канал двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя 9, соединенный с силовой магистралью 17, в его второй канал, соединенный с силовой магистралью 16, таким образом рабочая жидкость циркулирует в замкнутом объеме, так как третий и четвертый каналы гидрораспределителя второго каскада 22 разъединены между собой и соединены с соответствующими силовыми магистралями 16, 17 гидродвигателя 5. Вследствие этого величины потерь давления и утечек минимальны, что способствует уменьшению выделения воздуха из растворенного состояния в рабочей жидкости в нерастворенное, в результате снижается вероятность появления кавитационных явлений в гидродвигателе и гидроаппаратуре.
Уменьшение потерь рабочей жидкости, сохранение ее чистоты при обслуживании или замене гидромашин или гидроаппаратуры осуществляется следующим образом. Например, при замене гидродвигателя 5 силовые магистрали 16, 17 не соединены с силовыми магистралями 23, 24 РАПН 1. Поэтому уменьшение объема рабочей жидкости в ЭГП будет равно объему рабочей жидкости, находящейся в демонтируемом гидродвигателе 5, и при установке другого гидродвигателя 5 необходимо будет восполнить небольшой объем рабочей жидкости с минимальным заносом посторонних частиц.
При замене РАПН 1 с электрогидравлическим механизмом управления 2 необходимо будет восполнять рабочую жидкость, находящуюся в демонтируемом РАПН, так как силовые магистралями 23, 24 РАПН 1 не соединены с силовыми магистрали 16, 17 гидродвигателя 5.
Возможность диагностирования неисправностей и настройки гидромашин и гидроаппаратуры, содержащейся в ЭГП, осуществляется следующим образом.
При включенном приводном двигателе 4 и при отсутствии управляющих сигналов на управляющем электрическом входе электрогидравлического механизма управления 2 и на электрическом входе распределителя первого каскада 21 двухкаскадного двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 20 вспомогательный насос 13 из пополнительного бака 8 по напорной гидролинии 15 подает рабочую жидкость на вход предохранительного клапана 10, на входы третьего 18 и четвертого 19 подпиточных клапанов, выходы которых соединены с соответствующими силовыми магистралями 23, 24 РАПН 1, а также на гидравлический вход электрогидравлического механизма управления 2, и на входы первого 11 и второго 12 подпиточных клапанов, выходы которых гидролиниями соединены с соответствующими силовыми магистралями 16 и 17 гидродвигателя 5. Так же по напорной гидролинии 15 вспомогательного насоса 13 подает рабочую жидкость на управляющий гидравлический вход двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя 9 и где под давлением рабочей жидкости золотник двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя 9 переместится из позиции I в позицию II, вследствие чего силовые магистрали 16, 17 гидродвигателя 5 будут разъединены третьим и четвертым каналами гидрораспределителя второго каскада 22, а объект регулирования 6 неподвижен.
Силовые магистрали 23 и 24 РАПН 1 соединены между собой первым и вторым каналами гидрораспределителя второго каскада 22. В этом случае появляется возможность диагностирования неисправностей и настройки гидромашин и гидроаппаратуры, содержащейся в ЭГП.
Заявляемый ЭГП позволяет расширить возможности настройки и диагностирования гидромашин и гидроаппаратуры входящих в ЭГП, а также уменьшить загазованность и потери рабочей жидкости и сохранить ее чистоту при обслуживании гидрооборудования, о чем свидетельствуют его испытания с положительным результатом в АО «ВНИИ «Сигнал».