Гидроусилитель

Полезная модель относится к области гидроавтоматики, в частности к гидроусилителям, и может быть использована в гидравлических приводах.
Известны электрогидравлические усилители мощности, описанные в книге Разинцев В.И. Электрогидравлические усилители мощности. - М.: Машиностроение, 1980. с. 12-13. Гидроусилитель содержит плоский золотник на упругом подвесе, втулки, образующие рабочие щели, втулки основания выполнены разрезными.
Однако, такие гидроусилители имеют низкие функциональные возможности в области высоких давлений.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является гидроусилитель, содержащий корпус со сливной камерой, распределитель с плоским золотником, приводной тягой и неподвижной плитой, подключенной рабочими каналами, выполненными в плите, к плоскостям исполнительного гидродвигателя, стержень упругого подвеса золотника, размещенный перпендикулярно плоскости плиты и соединенный выполненными в нем осевым каналом с каналом питания. Стержень со стороны, противоположной золотнику имеет сферический шарнир, размещенный в корпусе с образованием камеры, соединенной с каналом питания (см. авт. свид. СССР № 1268828, МПК F15B 3/00, опубл. 07.11.1985).
Однако при работе на высоких давлениях сферический шарнир склонен к заклиниванию, что снижает надежность гидроусилителя, наличие массивного упругого подвеса так же снижает и его быстродействие.
М1Ж Р15ВЗ/00
Гидроусилитель
Это достигается тем, что в известном гидроусилителе, содержащем корпус со сливной полостью, в которой с одной стороны корпуса расположена неподвижная плита с подводным и отводными рабочими каналами, с другой стороны корпуса в сливной полости на упругом подвесе расположен золотник с приводной тягой, отделенный от неподвижной плиты зазором, золотник упругого подвеса герметично, например, сваркой, соединён с противоположной относительно неподвижной плиты стороны корпуса и образует полость соединённую с подводным каналом.
Кроме того, упругий подвес может быть выполнен в виде цилиндрической оболочки.
Геометрические размеры упругого подвеса выбраны из соотношения
где: L - длина цилиндрической оболочки;
AL - удлинение цилиндрической оболочки;
ks - коэффициент запаса;
GB - напряжение временного сопротивления нагрузке материала
цилиндрической оболочки;
Е - модуль упругости материала цилиндрической оболочки,
при этом величина kg лежит в диапазоне
0.240.82
п - нормативный коэффициент запаса конструкции.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена схематичная конструкция гидроусилителя.
Гидроусилитель содержит корпус 1 со сливной полостью 2, внутри которого расположен упругий подвес 3 в виде оболочки длиной L одним концом соединенный с корпусом 1. На другом конце упругого подвеса 3 герметично, например, сваркой, закреплен золотник 4 с приводной тягой 5. Напротив золотника 4 в корпусе 1 установлена неподвижная плита 6
ka-CTB-L AL  -,
Ь  Ь5
ПП
имеющая подводной 7 и отводные 8 и 9 каналы для рабочей жидкости. Между золотником 4 и ненодвижной нлитой 6 имеется зазор 10 величиной е. Подводной канал 7 гидравлически соединен линией 11 с полостью 12, образованной внутри упругого подвеса 3 и золотника 4.
Оболочка упругого подвеса 3 может быть выполнена цилиндрической диаметром D и толщиной стенки h.
Гидроусилитель работает следующим образом.
При среднем положении золотника 4 рабочая жидкость из подводного канала 7 равномерно поступает в отводные рабочие каналы 8 и 9. Одновременно по гидравлической линии 11 рабочая жидкость подается в полость 12, что приводит к возникновению гидростатической силы уменьшающей зазор 10. Со стороны неподвижной плиты 6 на золотник 4 действует гидростатическая сила, увеличивающая зазор 10.
При возникновении усилия на приводной тяге 5 золотник 4 перемещается и в отводных рабочих каналах 8 и 9 формируется перепад давления рабочей жидкости пропорциональный смещению золотника 4. Перемещение золотника 4 сопровождается изгибом упругого подвеса 3 и вследствие действия гидростатической силы в полости 12, возникает возвращающая сила, действующая на золотник 4, что обеспечивает устойчивое положение золотника 4 относительно неподвижной плиты 6, снижает общую массу упругого подвеса 3, что обеспечивает высокое быстродействие гидроусилителя.
Неизменность величины зазора 10 и надежность работы гидроусилителя при высоких давлениях обеспечивается выбором геометрических размеров упругого подвеса 3, золотника 4 и проходных сечений подводного 7 и отводных 8 и 9 рабочих каналов.
При выполнении упругого подвеса 3 в виде цилиндрической оболочки размеры диаметра D и толщины стенки h выбирается из соотнощения:
где: L - длина цилиндрической оболочки;
AL - удлинение цилиндрической оболочки;
kg - коэффициент запаса;
GB - напряжение временного сопротивления нагрузке материала
цилиндрической оболочки;
Е - модуль упругости материала цилиндрической оболочки,
при этом величина k лежит в диапазоне
S Кз Ь
п - нормативный коэффициент запаса конструкции.
Коэффициент kg учитывает плоское напряженное состояние цилиндрической оболочки при работе гидроусилителя.
Экспериментально установлено, что его величина изменения ДЬ лежит в диапазоне
0.05-е  AL  0.2-е
Нижняя граница диапазона изменения AL определяется физической возможностью обеспечения такое удлинения цилиндрической оболочки. Верхняя граница диапазона обусловлена необходимостью обеспечения минимально допустимого зазора 10, соответствующего надлежащим надежности и быстродействиюгидроусилителя. Чрезмерное уменьшение зазора 10 из-за удлинения подвеса 3 ведет, во-первых, к снижению быстродействия из-за возрастающего влияния перекрытия отводных рабочих каналов 8 и 9, во-вторых, к снижению надежности из-за возрастающей вероятности заклинивания золотника 4 и отводных рабочих каналов 8 и 9.
Жесткость упругого подвеса 3 выбирается из соотношения
ks-CTs-L Д1  ,
0.240.82
пп
где: GO - жесткость цилиндрической оболочки; ц - коэффициент Пуансона.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает неизменность величины зазора 10 и надежность гидроусилителя при высоких давлениях рабочей жидкости.