ПРЕЦИЗИОННЫЙ КОМПЛЕКТНЫЙ ЦИФРОВОЙ ЛИНЕЙНЫЙ ГИДРОПРИВОД
PRECISION COMPLETE DIGITAL LINEAR HYDRAULIC DRIVE

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к программируемым гидроприводам механообрабатывающего оборудования с ЧПУ (числовым программным управлением).
Прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод предназначен для программного управления перемещением рабочих органов гидрофицированного механообрабатывающего оборудования с ЧПУ.
Известны гидроприводы с линейными позиционными датчиками обратной связи, расположенными внутри гидроцилиндра в полом штоке (мод. СКМ фирмы Atos или IAC-R фирмы Bosch Rexroth).
Недостатками известных гидроприводов являются конструктивная сложность, необходимость использования исключительно датчиков, допускающих работу в среде минерального масла (потенциометрических, индукционных, магнитострикционных или магнитоакустических), затрудненность доступа к датчикам с целью их технического обслуживания, ремонта или замены. Кроме того, размещение датчика и соединительного кабеля в задней крышке цилиндра практически исключает возможность его закрепления с использованием задней проушины или существенно увеличивает габаритные размеры в специальных исполнениях. Имеется также опасность засорения магнитных элементов датчика металлическими частицами, имеющимися в масле.
Наиболее близкими к предложенному решению являются гидроприводы на базе гидроцилиндров типа CDM1 фирмы Bosch Rexroth (www.re 17002 CDM1.pdf), которые оснащаются измерительной системой CIAMS (Ceramax Integrated Absolute Measuring System), встроенной в переднюю крышку. Основу системы составляет магниторезистивный датчик, взаимодействующий со штоком, на котором под слоем керамического покрытия нанесены волнообразные риски синусоидальной формы. Недостатками этого решения являются ограниченная скорость перемещения (до 1,5 м/с), высокая трудоемкость изготовления специального штока и имеющаяся опасность отслаивания керамического покрытия.
Задачей изобретения является обеспечение сквозного цифрового преобразования управляющих сигналов, упрощение конструкции и повышение надежности работы гидропривода.
Технический результат: получение сквозного цифрового преобразования управляющих сигналов, упрощение конструкции и повышение надежности работы гидропривода.
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод содержит одноштоковый силовой гидроцилиндр с позиционным датчиком обратной связи, гидрораспределитель с пропорциональным электромагнитом или задающим шаговым электродвигателем, при этом новым является то, что датчик выполнен работающим на принципе фотоэлектрического преобразования, кинематически связан со штоком гидроцилиндра через фрикционный ролик с магнитным бандажом и установлен соосно с роликом в эксцентричной втулке, обеспечивающей возможность регулирования натяга в сопряжении ролика со штоком.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками и связями между ними, идентичными или эквивалентными всем существенным признакам заявленного технического решения, а выбранный из выявленных аналогов прототип (как наиболее близкий по совокупности признаков аналог) позволил выявить совокупность существенных отличительных признаков в заявленном объекте изобретения, изложенных в формуле.
Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна» по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленного технического решения требованию условия патентоспособности «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных из уровня техники сходных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения, результаты которого показывают, что заявленное техническое решение не следует (для специалиста) явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного технического решения преобразований на достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами.
На фиг.1 показан прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод.
На фиг.2 показан разрез по А-А.
Прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод содержит одноштоковый силовой гидроцилиндр 1 в комплекте с гидрораспределителем 2 на базе пропорционального электромагнита или задающего шагового электродвигателя (возможна опция с блокировочным 3 и/или компенсирующим 4 устройствами) и позиционный датчик обратной связи 5. Последний работает на принципе фотоэлектрического преобразования (с цифровым выходным сигналом), кинематически связан со штоком 6 гидроцилиндра 1 через фрикционный ролик 7 с магнитным бандажом 8 и установлен соосно с роликом 7 в эксцентричной втулке 9, обеспечивающей возможность регулирования натяга в сопряжении ролика 7 со штоком 6. Ролик 7 установлен во втулке 9 на подшипниках 10 и связан с датчиком 5 через поводковую муфту 11; наружные утечки масла из передней крышки гидроцилиндра 1 исключаются манжетами 12 и 13, не нагруженными давлением, благодаря отводу имеющихся утечек в дренажную линию. Поскольку общая ось датчика 5 и ролика 7 расположена эксцентрично относительно центрирующей поверхности 14 втулки 9, путем поворота последней обеспечивается возможность регулирования натяга в сопряжении ролика 7 со штоком 6, а фиксация установленного углового положения втулки 9 обеспечивается винтами 15 через прижимное кольцо 16. Пробуксовка ролика 7 относительно штока 6 надежно исключается за счет натяга и магнитного взаимодействия.
Работает прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод следующим образом: входной электрический сигнал, поступающий от системы ЧПУ механообрабатывающего оборудования в обмотки управления пропорционального электромагнита или задающего шагового электродвигателя, вызывает соответствующее перемещение золотника гидрораспределителя 2, направляющего поток масла в одну из камер силового гидроцилиндра 1 и соединяющего его противоположную камеру с линией слива. В результате поршень гидроцилиндра 1 вместе со штоком 6 начинает перемещаться в заданном направлении, поворачивая через фрикционный ролик 7 вал датчика 5 на определенный угол. После отработки заданного перемещения датчик 5 через систему ЧПУ обнуляет входной электрический сигнал, и движение останавливается. Опционально в состав комплектного гидропривода могут входить блокировочное устройство 3, запирающее камеры гидроцилиндра 1 в аварийной ситуации, или компенсирующее устройство 4, стабилизирующее перепад давлений на рабочих кромках золотника гидрораспределителя 2.
Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволит обеспечить сквозное цифровое преобразование управляющих сигналов, а также упростить конструкцию и повысить надежность работы гидропривода.