272055 — SU 272055 (original) (raw)
О П И С А Н И Е 272085ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликЕТЕДЬСТВУ К АВТОРСКОМУ СВИ вависиыое от авт, свидетельс явлено 29.Н 11.1968 ( 126 64/2 Кл. 60, 16 47 4/02 с присоединением заявкиПК 6 05 с 1 13130 1 155 15,/22ДК 62-543.21088.8 иорите Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР. Немировс вее Ваявител РОССЕЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ОРОСТИ ГИДРОПРИВОД 5 Изобретение относится к области промышленной автоматики и может быть использовано для создания различных схем гидравлических приводов.Известные дроссельные регуляторы скорости гидропривода, снабженные однокромочным сервозолотником, рабочее окно которого последовательно включено в сливную магистраль между гидроприводом и дросселем, обеспечивает определенную степень стабильности установленной величины скорости при изм "пении усилий преодолеваемых гидроприводом. Принцип работы этих дроссельных регуляторов заключается в том, что перепад давления ЕР,р на дросселе, определяемый расходом, пройорциональным скорости движения, сравнивается с давлением Рр, создаваемым пружиной.Увеличение точности поддерживания установленной величины скорости с помощью таких регуляторов возможно при уменьшении жесткости пружины и увеличении размеров сервозолотника, т. е. связано с увеличением габаритов регулятора. Это уменьшает частоту собственных колебаний регулятора, т. е. увеличивает его инерционность и отклонения скорости от установленной величины в переходных процессах. Это вызывается наличием пружины, создающей давление Р.,Кроме того, в п 1 дроприводах, где эти рсгуляторы скорости устанавливаются на входе или на выходе пдромотора, насосная станция должна иметь переливной клапан, поддерживающий постоянное давление питания гидросистемы.Предлагаемый дроссельный регулятор отличается от известных тем, что в напорную линию п,дропривода паралчельно гидродвпгателю включены два дроссельных элемента, соединенных магистралью, подключенной к торцовой полости сервозолотника после первого дроссельного элемента и на слив - после второго. Это повышает точность стабилизации, быстродействия и динамическую устойчивость регулятора.Кроме того, дросселируюшие отверстия вто. рого дроссельного элемента и дросселя, установленного в сливной магистрали, выполнены в одной детали, причем их соответственные элементы являются зеркальным отображением друг друга.На чертеже изображена схго реглятора скорости.В неподвижном гидроцилиндре 1 размещен поршень 2, шток 8 которого перемещает рабочий орган стакана или машины. Насос 4 соединен магистралью б с полостью А гидроцилиндра 1, с дросселем б, рабочее окно которого имеет плошадь Оь и с предохранитель 2720555 10 15 20 25 Эным клапаном 7. Дроссель б соединен трубопроводом с правой секцией сдвоенного дросселя 8 и через дроссельное отверстие 9 - с полостью Б корпуса 10, в котором размещен сервозолотник 11.Полость В гидроцилиндра 1 соединена магистралью 12 с полостью Г корпуса 10. ПолостьД корпуса соединена трубопроводом с левойсекцией сдвоенного дросселя 8. Площади рабочих окон правой и левой секции сдвоенногодросселя 8 равны соответственнодр 1 и др, имогут изменяться одновременно путем поворота детали 18 так, что при уменьшении др, увеличивается др и наоборот.Сервозолотйик 11 образует с корпусом 10рабочее окно кольцевой формы, площадь которого равна И.Принцип работы предлагаемого регулятораскорости заключается в том, что перепад давления ЬРдр, на площадь др, рабочего окнадроссельного устройства 8, определяемый расходом Ядр пропорциональным скорости движения гидропривода, сравнивается с давлением Рт равным перепаду давления Рдрнаплощади др, рабочего окна дроссельного устройства 8.Чтобы при неизменных открытиях рабочихокон с площадью И, дросселя б и с площадьюдр, дросселя 8 давление Р, было постоянным,необходимо поддерживать постоянство давления Р 1 в рабочей полости А гидроцилиндра,Гидропривод с регулятором работает в режиме, при котором весь расход насоса поступает в гидросистему, т. е. предохранительныйклапан 7 закрыт. Давление Р 1 в полости Агидроцилиндра определяется настройкой регулятора с помощью дросселей б и 8.Часть расхода насоса из полости А сливается в бак через дроссельные устройства 6 и 8.При этом на торец сервозолотника в полостиБ действует давление Рт равное перепадудавлений ЬРдр ,на рабочем окне с площадью др, дросселя 8.Вытесняемый при движении поршня влеворасход Я рабочей жидкости из полости Вгидроцилиндра сливается в бак через рабочиеокна с площадью И сервозолотника и площадью др, дроссельного устройства 8.На торец сервозолотника в полости 0 действует давление Рт равное перепаду давленийЬРдр, на площади др, рабочего окна дросселя 8.Для простоты дальнейшего изложения рассмотрим систему в которой:диаметры 4 и д торцов сервозолотника 11равны;площади др, и др, рабочих окон сдвоенного дросселя 9 равны;эффективные площади Р 1 и Рг поршня гидроцилиндра также равны.В этом случае при установившемся движении поршня для равновесия золотника при равенстве диаметров 4 = 4 необходимо, чтобыдавления под торцами золотника были одинаковы, т. е. Рт, - Рт,30 35 40 45 50 55 60 65 При этом, если площади рабочих окон дросселя 8 равны (др, - др, ), то расходы черезних также будут одинаковы Ядр, -- Ядр, ).Следовательно, равенство расходов Я др, --= Ядр., есть необходимое условие равновесиязолотника (при принятых соотношениях 4 == А, и 1 др, =- ядр, )При равенстве эффективных площадейпоршня Р, = Р имеет место равенство И 1 =1 Г 2Расход Ядр, равен расходу Л, вытесняемому поршнем гидроцилиндра, т. е. Ядр, -- И,==- Л,.Расход Ядр, равен разности расхода Янасоса и расхода Л т. е. Ядр, -- Я - Л 1=ЯнР 2 Ян Ядр.Отсюда Я= Яд, - Ядр., - 2 Ядр, -- 2 Ядр, фследовательно, расход насоса Я делится надва равных потока: поток в цилиндр с расходом Л 1 и поток Ядр, через рабочие окна сплощадями И и др, дросселей 6 и 8,Скорость поршня при этом равна:Р - Рдр,1Р,где Р, - площадь поршня,Пусть усилие, преодолеваемое поршнем, возрастает, При этом увеличивается давление Рь что вызывает увеличение расхода Ядр, и уменьшение расхода Цнасоса (вследствие утечек).Расход, поступающий в полость А гидроци. линдра, также уменьшается, так какР = Яд = ядрСледовательно, скорость поршня уменьшается, и расход УР, = Ядр, вытесняемый поршнем из полости В гидроцилиндра, также уменьшится.Увеличение расхода Ядр, вызывает увеличение давления Рт а давление Рт, уменьшается, так как уменьшился расход Ядр, .Давление Р, в полости В цилиндра равно Рг = йРз + Рт, (где ЬРэ - разница давлений на рабочем окне площади И сервозолотника), поэтому с уменьшением расхода Р, давление Р также уменьшается.За счет увеличения давления Р, и уменьшения давления Р, достигается такая разница давлений ЬР = Р 1 - Р которая необходима для преодоления возросшей силы сопротивления движению поршня.Под действием перепада давлений .Рт, - Рт. ,на торцах сервозолотника последний начинает перемещаться справа налево, увеличивая рабочее окно с площадью И и уменьшая тем самым суммарное сопротивление площадей И и др, рабочих окон потоку жидкости Ядр, При этом давление Р уменьшается. Это, в свою очередь, вызывает уменьшение давления Р, таким образом, что разница давлений ЬР = Р, - Рь действующая на поршень гидроцилиндра, все время соответствует величине преодолеваемой поршнем силы сопротивления движению.Уменьшение давления Р, вызывает уменьшение расхода Ядр, и увеличение расхода Я насоса, так как при меньшем давлении Р, утечки в насосе меньше.В свою очередь это приведет к увеличению 5 расхода ГГ, = Я - Ядр поступающего в полость А гидроцилиндра, скорость поршня будет возрастать.Процесс перемещения золотника и, следовательно, уменьшения давлений Р, и Р, а также 10 увеличения расхода УР (т. е. скорости поршня) происходит до тех пор, пока не восстановится первоначальное значение давления Рь при котором через рабочие окна с площадями Ии ядр, пойдет прежний расход Ядр, равный 15 половине расхода насоса, а скорость поршня примет первоначальное значение.Установившееся давление Р, отличается от первоначального и зависит от текущего значения силы сопротивления, преодолеваемого 20 поршнем.Таким образом, различные движущие силы на поршне создаются регулятором за счет изменения давления Рь а давление Р 1 в конце процесса регулирования будет принимать пер воначально установленное значение Р 1 о.Действительно, если Р, ) Р, то расход Ядр, через дроссели 6 и 8 будет большим, чем при Р 1 = Р 1 о, и, следовательно, в полость А цилиндра пойдет меньшая часть расхода Яд 30 насоса.Кроме того, эта величина расхода ГР, = = Я - Ядр, будет еще меньшей за счет того, что сам расход Янасоса при Р 1 )Р 1 о будет меньше. 35В соответствии с ранее изложенным, неравенство П, ( Ядр, можно записать как Ядр, ( Ядрт. е. при Р, ) Ря всегда будет иметь место неравенство расходов через рабочие окна с площаДЯми ядр, и ядр, и, соответст венно, неравенство давлений Р(Р которое будет создавать неуравновешенные силы на золотнике, перемещая его (т, е. продолжая процесс регулирования) до установления первоначального постоянного значения давления 45 Р 1 = Р,о. При этом расход насоса будет равен первоначальному и будет делиться пополам, т. е. будет восстановлено равенство Ядр, - =Ядр и 1= о.Аналогичным образом, система будет вести 50 себя при уменьшении давления Р, относительно первоначального, т. е. когда Р,(Р 1 о.Отсюда следует, что для конкретных сочетаний параметров системы и определенной настройки дросселей 6 и 8 существует одно един ственное значение давления Р при котором расход насоса Я делится на два потока ГР, и Ядр, с заданным соотношением расходов этих потоков, В частном случае, рассмотренном выше, когда Р 1 = Р 2, с 1 = с 2 и ядр - Гдре имеет место равенство11 = Ядр, --- Яили- 11 УР2 Одр,Вышеописанный характер работы регулятораце изменится, если 4=,Ф=А; Ьр, =-др РФзКР,Но при этом отношение Ф 1, т. е. расходдрЯнасоса делится не на два равных потока(1 Р 1 и Ядр, ), а в соотношении1 Р, Р, ., у;,Р, , Гдр др 1Отсюда следует, что изменяя соотношение площадей Рабочих окон 1 др, и 1 др, дРосселЯ 8можно получить различное деление расходанасоса на Л 1 и Ядр т, е. изменять скоростьУдр,поршня в пределах от О, когда= О, додр 1Хдр,максимального, когда(рабочее окно сУдр,площадью ядр, полностью закРыто).Поэтому конструкция дроссельного устройства 8 выполнена таким образом, что позволЯет олцовРемецно изменЯть плоЩаДи ядр, и ядр, рабочих окон.Причем при уменьшении окна с площадью ядр, окно с площадью ядр, Увеличивается и наоборот.Величина первоначального давления Р определяет максимальное усилие, развиваемое поршнем, и настраивается дросселем 6. Предмет изобретения1. Дроссельный регулятор скорости гидро- привода, снабженный однокромочцым сервозолотнцком, рабочее окно которого последовательно включено в сливную магистраль между гидроприводом и дросселем, отличаюцийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации быстродействия и динамической устойчивости регулятора, в напорную лицию гидропрцвода параллельно гидродвцгателю включены два дроссельных элемента, соединенных магистралью, подключенной к торцовой полости сервозолотника после первого дроссельного элемента и ца слив - после второго.2. Регулятор по и. 1, отличаюцийся тем, го дросселирующие отверстия второго дроссельного элемента ц дросселя, установленцогс в сливной магистрали, выполнены в одной детали, причем их соответственные элементы являются зеркальным отражением один другого.272055 г о Составитель ЕгороваРедактор С. Сюткина Техред А. А. Камышникова Корректор М. П. Ромаш ипография, пр. Сапунов Заказ 2365/13Ц 1.1 ИИПИ Комитета Тираж 480 Подписноеелам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5