ПРИВОД ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ
ELECTRIC HYDRAULIC ACTUATOR

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станкостроении.
Широкое использование гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего, возможностью получения больших усилий мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Но они имеют и недостатки, которые ограничивают их использование в станкостроении. Это потери на трение и утечки, снижающие коэффициент полезного действия гидропривода и вызывающие разогрев рабочей жидкости. Наружные утечки приводят к повышенному расходу масла, загрязнению и повышенной пожароопасности гидросистемы.
Известен электрогидропривод расходного типа, включающий насосную станцию, трубопроводы, электрогидропреобразователь золотникового типа, силовой гидроцилиндр с манжетными уплотнителями [1].
Недостатком данного привода является утечка рабочих жидкостей из цилиндров, протечка жидкостей из одной полости в другую, большие силы трения в процессе трогания.
Наиболее близким к заявляемому изобретению, выбранным в качестве прототипа, является электрогидропривод для станков металлообработки [2].
Недостатком данного привода является неточность позиционирования штока силового цилиндра в связи с утечками и перетечками между трущимися поверхностями золотникового устройства и рабочего гидроцилиндра. Включение рабочей станции как источника рабочего давления увеличивает стоимость привода, создает громоздкость конструкции и увеличивает габариты привода, и требует значительной энергии для питания электродвигателя насосной станции. Утечка в золотниковой паре требует дополнительных каналов для их сбора.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении точности позиционирования шток-поршня гидроцилиндра, надежности и долговечности электрогидропривода.
Эта задача решается тем, что в электрогидравлическом приводе, содержащем электрический привод, насосную станцию, гидролинии с установленными на них клапанами прямого и обратного действия, силовой гидроцилиндр; электрический привод содержит последовательно включенный шаговый двигатель, шарико-винтовую пару и вал-винт, насосная станция содержит два гидроцилиндра, соединенных между собой валом и гидролинией с установленными на ней клапанами прямого и обратного действия, силовой гидроцилиндр содержит контур управления перемещением шток-поршня, который включает в себя ограничители хода шток-поршня, датчик реверса его хода, причем привод дополнительно содержит блок управления, к входу которого подключен датчик реверса хода шток-поршня, а к выходам - шаговый двигатель и блоки клапанов прямого и обратного действия.
Электрический привод с последовательно включенным шаговым двигателем, шарико-винтовой парой и вал-винтом обеспечивает точное продольное перемещение вал-винта с возможностью задания величины премещения от системы управления.
Насосная станция с двумя гидроцилиндрами, соединенными между собой валом и гидролинией с установленными на ней клапанами прямого и обратного действия, позволяет четко дозировать порции масла (объем) при перекачке из одной полости силового цилиндра в другой, что обеспечивает точное позиционирование шток-поршня, а также при минимальном усилии, приложенном к валу, усилие на шток-поршне силового цилиндра возрастает в несколько раз.
Контур управления перемещением шток-поршня силового гидроцилиндра, который включает в себя ограничители хода шток-поршня, датчик реверса его хода, позволяет настраивать длину рабочего перемещения.
Блок управления, к входу которого подключен датчик реверса хода шток-поршня, а к выходам - шаговый двигатель и блоки клапанов прямого и обратного действия, обеспечивает заданное положение шток-поршня силового цилиндра с заданной точностью позиционирования, а также реверс шток-поршня.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, представленным на фигуре, где приведена функциональная схема электрогидравлического привода.
Электрогидравлический привод содержит блок управления 1, шаговый электродвигатель 2, шарико-винтовую пару 3, ось 4 с закрепленными на ней плунжерами 5 и 6, рабочие камеры плунжера 7 и 8, соединенные с рабочими камерами 9 и 10 силового гидроцилиндра 11 через управляемые клапаны 12-12 и 13-13. Камеры 7 и 8 соединены между собой управляемыми клапанами 14-14. Шток-поршень 15 силового цилиндра 11 оснащен ограничителями 16 и датчиком 17.
Электрогидравлический привод работает следующим образом. По программе, заложенной в блоке управления 1, шаговый двигатель 2 через шарико-винтовую пару 3 выводит ось 4, с закрепленными плунжерами 5 и 6 в крайнее правое положение. Шток-поршень 15 вручную устанавливают по центру цилиндра 11. Все четыре камеры заполняют под небольшим давлением и герметизируют. Далее блок управления 1, согласно программе, открывает управляемые клапаны 14 и закрывает клапаны 12-13, и управляет вращением шагового двигателя 2 в заданном направлении и с заданным числом оборотов и с помощью шарико-винтовой пары 3 перемещает плунжеры 5 и 6 влево. При этом объем масла под действием нарастания давления в полости 7 через открытый клапан 13 поступает в камеру 10 силового цилиндра 11. Под действием созданного давления в камере 10, шток-поршень 15 перемещается влево на величину y=y(S/s), где y - перемещение шток-поршня 15, плунжера 5, соответственно; S и s - площади плунжера 6 и 5 шток-поршня 15 соответственно.
Вытесненный объем камеры 9 через открытый клапан 12 поступает в свободный объем камеры 8.
Блок управления 1 подает команду на реверс шаговому двигателю 2, последний, вращаясь в обратную сторону, через шарнирно-винтовую пару 3 перемещает ось 4 и плунжеры 5 и 6 вправо. Далее цикл повторяется: происходит перемещение шток-поршня 15 в крайнее левое положение до контакта с ограничителем 16 и с датчиком реверса 17, последний передает информацию о завершении хода шток-поршня 15. Блок управления 1 подает команду на закрытие клапанов 12-14 и открытие клапанов 12-14. Цикл повторяется, движение шток-поршня происходит в обратном направлении слева направо.
Источники
1. Лещенко В.А. Гидравлические следящие гидроприводы станков с программным управлением М.: Машиностроение 1975 - с.17-19.
2. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. М.: Машиностроение - 1982 г., с.241-255.