ОДНОКАСКАДНЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ С ПЛОСКИМ ЗОЛОТНИКОВЫМ ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ
ONE-STAGE ELECTROHYDRAULIC POWER AMPLIFIER WITH FLAT SPOOL HYDRAULIC CONTROL VALVE

Изобретение относится к электрогидравлическим следящим приводам (ЭГСП), широко применяемым в различных отраслях современной техники. Это системы управления летательных аппаратов, автоматизированное испытательное оборудование в авиационной и автомобильной промышленностях, станки с цифровым программным управлением, системы управления прокатными станами и непрерывной разливки металлов, а также целый ряд других применений. Главным элементом любого ЭГСП, во многом определяющим его статические, динамические и эксплуатационные характеристики, является электрогидравлический усилитель мощности (ЭГУ). ЭГУ различаются по числу каскадов усиления (однокаскадные, двухкаскадные и трехкаскадные) и по типу гидрораспределителя (ГР), управляемого электромеханическим преобразователем (ЭМП) (ЭГУ типа «сопло-заслонка», ЭГУ типа «струйная трубка» и ЭГУ золотникового типа). Золотниковые ЭГУ в свою очередь подразделяются на ЭГУ с цилиндрическим золотниковым ГР и ЭГУ с плоским золотниковым ГР на упругом подвесе. Последний тип ЭГУ подробно описан в работе [Разинцев В.И. «Электрогидравлические усилители мощности». М.: «Машиностроение», 1980 г.], в которой показано, что этот тип ЭГУ, применяемый как однокаскадный гидроусилитель или в качестве первого каскада в многокаскадных гидроусилителях, имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими типами ЭГУ (работа на полном давлении нагнетания, гарантированный зазор, лучшие энергетические характеристики).
С учетом вышеизложенного в предлагаемом изобретении в качестве прототипа будет рассматриваться однокаскадный ЭГУ с плоским золотниковым ГР на упругом подвесе, принципиальная гидравлическая схема которого изображена на рис.2 вышеуказанной книги.
Однокаскадный ЭГУ-прототип с плоским золотниковым ГР содержит:
- электромеханический преобразователь, выходное звено которого, рычаг, кинематически связано с регулирующим органом плоского золотникового ГР - цилиндрической втулкой;
- основание плоского золотникового гидрораспределителя, в котором с помощью двух втулок выполнены рабочие окна и каналы для подвода и отвода рабочей жидкости;
- стойку, установленную на основании плоского золотникового гидрораспределителя, с подвижной пластиной на упругом подвесе, образованном двумя продольными параллельными прорезями и четырьмя поперечными выемками;
- основание гидроусилителя с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, соединенное с электромеханическим преобразователем через стакан.
Недостатками ЭГУ-прототипа являются:
1. Сложность изготовления поперечных выемок с обеспечением жестких требований к толщине образуемых выемками перемычек, формирующих пружинную подвеску подвижной пластины с определенной жесткостью.
2. Жесткость пружин подвеса подвижной пластины определяется ее устойчивостью к усилию от давления нагнетания, действующего на торец цилиндрической втулки. В свою очередь жесткость пружин подвеса определяет мощность ЭМП.
Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.
Поставленная задача решается тем, что усовершенствованный электрогидравлический усилитель мощности содержит:
- электромеханический преобразователь, выходное звено которого, рычаг, кинематически связано с регулирующим органом плоского золотникового гидрораспределителя - цилиндрической втулкой;
- основание плоского золотникового гидрораспределителя, в котором с помощью двух втулок выполнены рабочие окна и каналы для подвода и отвода рабочей жидкости;
- основание гидроусилителя с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, соединенное с электромеханическим преобразователем через стакан,
при этом, согласно изобретению
- регулирующий орган плоского золотникового гидрораспределителя, цилиндрическая втулка, запрессован в рычаг электромеханического преобразователя вдоль его продольной оси;
- основание плоского золотникового гидрораспределителя соединено с электромеханическим преобразователем с помощью жесткой втулки с двумя торцевыми фланцами;
- между основанием гидроусилителя и стаканом установлено радиальное уплотнение.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная конструктивная схема усовершенствованного электрогидравлического усилителя мощности.
Вместо подвижной пластины на упругом подвесе с цилиндрической втулкой в усовершенствованном ЭГУ (см. чертеж) используется пружинный подвес якоря ЭМП (1), кинематически связанного с рычагом (2), в котором запрессована цилиндрическая втулка (5), ось которой совпадает с продольной осью рычага (2). Для сохранения отработанной технологии совместной обработки подвижной и неподвижной частей золотникового ГР в конструкцию усовершенствованного ЭГУ введена жесткая втулка (3), которая верхним торцом крепится к фланцу ЭМП (1), а нижним торцом крепится к основанию плоского золотникового гидрораспределителя (7). Нижний торец втулки (3) обрабатывается (шлифуется и притирается) совместно с нижним торцом цилиндрической втулки (5), запрессованной в рычаг (2). Для обеспечения собираемости усовершенствованного ЭГУ нижнее торцевое уплотнение стакана (6) в ЭГУ-прототипе заменяется на радиальное уплотнение (9).
Усовершенствованный ЭГУ работает следующим образом.
При поступлении управляющего сигнала на управляющую обмотку ЭМП (1) якорь ЭМП и жестко связанный с ним рычаг (2) отклоняются от нейтрального положения на определенную величину, пропорциональную модулю управляющего сигнала, и в направлении, соответствующем знаку управляющего сигнала. Соответственно, смещается от гидравлического нуля цилиндрическая втулка (5), которая вместе с основанием (7) формирует классическое четерехкромочное гидрораспределение. Подвод рабочей жидкости под давлением нагнетания, отвод в сливную полость и гидравлическое управление тем или иным устройством гидроавтоматики производится через четыре отверстия в основании ЭГУ (8).
В итоге имеем:
- уменьшение мощности ЭМП;
- упрощение технологии изготовления и снижение стоимости ЭГУ.