Электрогидравлический следящий привод

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к гидроприводам исполнительных и вспомогательных механизмов технологического оборудования, и может быть использовано как в стационарных, так и мобильных машинах.
Наиболее близким техническим решением является (см. RU 2458261 C2, F15B 11/12, опубл. 10.08.2012) гидравлический позиционный привод, содержащий напорную и сливную гидролинии, гидродвигатель с выходным звеном, кинематически связанным с крановым распределителем, управляемым распределителем грубого отсчета, датчик грубого отсчета, гидроуправляемый клапан, установленный в сливной гидролинии, и распределитель гидроуправляемого тормоза, при этом привод снабжен распределителем с электромагнитным управлением, установленным в напорной гидролинии, и трехпозиционным распределителем с гидроуправлением, один вход и первый управляющий элемент которого соединены посредством гидролиний с выходом распределителя с электромагнитным управлением, другой вход трехпозиционного распределителя соединен со сливной гидролинией гидродвигателя, а второй его управляющий элемент связан с выходом кранового распределителя, который своим входом соединен с выходом распределителя грубого отсчета, подключенного входом к напорной гидролинии, при этом выход трехпозиционного распределителя связан с заклапанной полостью гидроуправляемого клапана, а крановый распределитель снабжен кинематически связанным с ним автономным задатчиком перемещения.
Недостатком этого привода является
- отсутствие автономности привода;
- отсутствие функций следящего привода;
- большое количество гидравлических элементов и линий связи в контуре управления приводит к дополнительным перетечкам рабочей жидкости и уменьшает гидравлическую жесткость привода, а также увеличивает массогабаритные параметры привода.
Задача полезной модели - повышение автономности, мобильности, точности управления скоростью и положением привода за счет обеспечения стабильной точности выбега вала гидродвигателя при максимальном быстродействии и управления частотой вращения вала реверсивного гидронасоса.
Сущность полезной модели заключается в том, чтоэлектрогидравлический следящий привод, включающий гидродвигатель, выходное звено гидродвигателя, гидравлический распределитель, представляющий собой гидрозамок, гидролинии, систему управления, гидравлический реверсивный насос, вал которого механически связан с валом электродвигателя, два гидравлических распределителя снабжены электромагнитным управлением и связанны с гидравлическим компенсатором, крановый распределитель с автономным задатчиком положения, механически связанным с выходным звеном гидродвигателя, гидравлический распределитель системы грубого отсчета, соединенный своим входом через логический элемент ИЛИ с напорными линиями гидравлического реверсивного насоса и своим выходом с крановым распределителем, датчик системы грубого отсчета, установленный возле выходного звена гидродвигателя и соединенный с системой управления.
Технический результат - повышение точности управления скоростью и положением привода достигается за счет кранового распределителя и коротких гидравлических линий связи, позволяющих снизить разброс выбега выходного звена гидродвигателя, системы управления реверсивным гидравлическим насосом, позволяющей управлять скоростью и положением выходного звена гидродвигателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где приведена принципиальная гидрокинематическая схема предлагаемого электрогидравлического следящего привода.
Электрогидравлический следящий привод в корпусе (на чертеже не обозначен) содержит электродвигатель 1, гидравлический реверсивный насос 2, гидравлический логический элемент ИЛИ 3, гидравлические распределители с электромагнитным управлением 4, 5, гидравлический компенсатор 6, гидравлический распределитель, представляющий собой гидрозамок 7, связанный с гидродвигателем гидравлическими линиями 19 и 20, гидродвигатель 11 с выходным звеном 12, кинематически связанный с крановым распределителем 9 с поворотной и установочной втулками с окнами, автономный задатчик перемещения 8, гидравлический распределитель системы грубого отсчета 13, датчик системы грубого отсчета 10 и системы управления 21.
Гидравлический компенсатор 6 связан с выходами гидравлических распределителей с электромагнитным управлением 4, 5, входы которых связаны с линиями 14, 15 соответственно, которые соединены с реверсивным насосом 2. Управляющий элемент гидроуправляемого гидрозамка 7 связан гидролинией связи 18 с выходом кранового распределителя 9, вход которого соединен с выходом распределителя системы грубого отсчета 13, слив которого соединен гидролинией 17 с гидравлическим компенсатором 6, а вход подключен гидролинией 16 к выходу гидравлического логического элемента ИЛИ 3, входы которого связаны с гидролиниями 14 и 15. Гидравлический распределитель системы грубого отсчета 13 с электромагнитным управлением, питание которого связано с выходом логического элемента ИЛИ 3. Угловые координатные перемещения выходного звена 12 обеспечивает гидродвигатель 11 (через передаточно-преобразующий механизм), управляемый крановым распределителем 9, кинематически связанным с валом гидродвигателя 11. Гидравлические линии 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 являются и напорными и сливными в зависимости от управления.
Электрогидравлический следящий привод работает следующим образом.
Положение гидроуправляемого гидрозамка 7 определяется управляющим сигналом в гидравлической линии связи 18 при условии включения распределителя системы грубого отсчета 13 и при совмещении рабочих окон втулок кранового распределителя 9. Угловое перемещение выходного звена 12 задается автономным задатчиком перемещения 8.
Система управления 21 (программируемый логический контроллер) производит управление электродвигателем 1, управляет распределителями с электромагнитным управлением 4, 5 в зависимости от направления вращения при заданной точке перемещения.
Система управления 21 следит по сигналу от датчика системы грубого отсчета 10 за поворотом вала гидродвигателя 11 при прохождении «точки замедления» и отключает электромагнит гидравлического распределителя системы грубого отсчета 13.
При подаче сигнала на новое положение выходного звена 12 происходит переключение гидравлического распределителя системы грубого отсчета 13 в исходное положение, что приводит к отключению управляющего сигнала в гидравлической линии связи 18 и переключает гидроуправляемый гидрозамок 7 в исходное положение, тем самым соединяет линию 14 с линией 19 и линию 15 с линией 20, приводящие в движение гидродвигатель 11.
Переключение распределителя с электромагнитным управлением 5 в открытое положение при прямом вращении гидравлического насоса 2 способствует уменьшению давления разрежения в линии 15 и повышении давления в линии 14.
Переключение распределителя с электромагнитным управлением 4 в открытое положение при реверсивном вращении гидравлического насоса 2 способствует уменьшению давления разрежения в линии 14 и повышении давления в линии 15.
Распределитель системы грубого отсчета 13 управляет подачей рабочей жидкости к крановому распределителю от гидравлического логического элемента ИЛИ 3. За один оборот поворотной втулки кранового распределителя 9 до «останова» включается электромагнит распределителя системы грубого отсчета 13. При движении с замедлением происходит совмещение рабочих окон втулок кранового распределителя 9, что соответствует координате, заданной автономным задатчиком перемещения 8. В гидролинии 18 формируется сигнал управления, переключающий гидравлический распределитель гидроуправляемый гидрозамок 7. При этом запираются линии 19 и 20 и гидродвигатель 11 останавливается.
Автономный задатчик перемещения 8 адаптирует гидравлический привод к меняющимся скоростным характеристикам, обеспечивает смещение координаты позиционирования в зависимости от скорости подхода к координате. Датчик грубого отсчета 10 дает информацию о скорости подхода к координате, а электронная система управления 21 обеспечивает согласование сигналов датчика грубого отсчета 10 и автономного задатчика перемещения 8. Автономный задатчик перемещения 8 - устройство, управляющее поворотной втулкой кранового распределителя 9 и корректирующее момент совмещения его рабочих окон при подходе к координате позиционирования. В качестве автономного задатчика перемещения 8 может быть использован шаговый электродвигатель.
Измерение величины перемещения выходного звена 12 гидродвигателя 11 осуществляется в заявляемом приводе по двух отсчетной системе - грубого и точного отсчета.
Система грубого отсчета (распределитель грубого отсчета 13 и датчик грубого отсчета 10) фиксирует количество дискрет, соответствующих количеству оборотов поворотной втулки кранового распределителя 9, имеющего кинематическую связь с гидродвигателем 11.
Распределитель грубого отсчета 13 - это устройство, включение которого происходит в момент подачи сигнала на его управляющий элемент (электромагнит). Датчик грубого отсчета 10 представляет собой дискретный датчик, срабатывающий на каждом обороте поворотной втулки кранового распределителя 9.
Сигнал от датчика грубого отсчета 10 поступает в систему управления, которая обрабатывает его и преобразует в управляющее воздействие для автономного задатчика перемещения 8. Данная задача решается на базе программируемого логического контроллера.
Система точного отсчета перемещения срабатывает при совмещении рабочих окон втулок кранового распределителя 9 в пределах заданной угловой дискреты.
Предлагаемый привод может найти применение в мобильной и стационарной технике, например, для исполнительных и вспомогательных механизмов технологического оборудования и сельскохозяйственных машин.