Многокаскадный электрогидравлический усилитель

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого(72) Авторы Болотский Владимир Викторович Андрианов Дмитрий Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого(57) Многокаскадный электрогидравлический усилитель, распределительный каскад которого содержит выполненную с отверстиями для подвода и отвода жидкости втулку с торцовыми заглушками, в которой установлен с возможностью перемещения золотник с двумя торцовыми поверхностями, выполненными в форме усеченного конуса, отличающийся тем, что во втулке перед каждой из торцовых поверхностей золотника выполнено отверстие для подвода жидкости, за которым в направлении к близлежащей торцовой заглушке установлено кольцо, а в торцовых заглушках выполнены отверстия для отвода жидкости.(56) Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением. - М. Машиностроение, 1975. - С. 141.1831029 1, 1996.1283440 1, 1987.1635654 1, 1994.2030658 1, 1995.2043545 1, 1995.08021404 , 1996.62024001 , 1987. 6261 1 Изобретение относится к области гидравлики, а более конкретно - к устройствам, которые используются для преобразования маломощного входного электрического сигнала в виде временной функции в соответствующую, усиленную по мощности, функцию потока рабочей жидкости и применяются в электрогидравлических следящих приводах. Известен многокаскадный электрогидравлический усилитель с обратной связью по положению золотника 1, с. 144, распределительный каскад которого содержит втулку, в которой выполнены отверстия подвода и отвода жидкости, золотник с двумя торцовыми поверхностями, размещенный во втулке с возможностью перемещения, и торцовые заглушки с отверстиями для подвода жидкости, а также четыре сопла. Два сопла образуют цепь прямой связи и два других - цепь обратной связи. Между соплами размещены две заслонки, имеющие возможность перемещения, причем одна размещена между первой парой сопел и управляется электромеханическим преобразователем, а вторая - между второй парой сопел. Вторая заслонка кинематически связана с золотником распределительного каскада и образует рычаг первого рода с поворотом вокруг неподвижной опоры. Недостатками данного многокаскадного электрогидравлического усилителя являются усложнение конструкции из-за наличия сопел цепи обратной связи нарушение симметричности конструкции из-за наличия пружинного прижима поворотной заслонки цепи обратной связи, создающей нагрузку на золотник распределительного каскада. Известен также многокаскадный электрогидравлический усилитель с обратной связью по положению золотника 1, с. 148, распределительный каскад которого содержит втулку, в которой выполнены отверстия подвода и отвода жидкости, золотник с двумя торцовыми поверхностями, каждая из которых жестко связана с концевым буртом золотника,выполненным в виде конуса. Золотник размещен во втулке с возможностью перемещения. Втулка также содержит торцовые заглушки с отверстиями для отвода жидкости и четыре сопла. Два сопла образуют цепь прямой связи и два сопла - цепь обратной связи. Между соплами цепи прямой связи размещена заслонка с возможностью перемещения электромеханическим преобразователем. Два сопла в цепи обратной связи реализуют обратную связь по положению золотника непосредственно от двух конусов, выполненных на концевых буртах золотника. Недостатками данного многокаскадного электрогидравлического усилителя являются усложнение конструкции за счет наличия сопел цепи обратной связи ухудшение статических и динамических характеристик многокаскадного электрогидравлического усилителя из-за конструкции обратной связи от конусных поверхностей шеек золотника распределительного каскада, так как любые перемещения золотника распределительного каскада в радиальном направлении могут восприниматься как осевое перемещение, увеличенное в масштабе передаточного отношения конуса. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является многокаскадный электрогидравлический усилитель с пружинным подпором золотника 1, с. 141, распределительный каскад которого содержит втулку, в которой выполнены отверстия подвода и отвода жидкости, размещенный во втулке с возможностью перемещения золотник с двумя торцовыми поверхностями, выполненными в виде конусов. Втулка также содержит торцовые заглушки с конусной торцевой поверхностью. В состав распределительного каскада также входят четыре самоустанавливающиеся шайбы, две пружины, каждая из которых расположена в двух самоустанавливающихся шайбах. Одна из этих шайб опирается на конусную поверхность золотника, а другая - на конусную поверхность заглушки. Кроме этого в состав распределительного каскада входят два постоянных балансных дросселя, два сопла. Между соплами размещена заслонка с возможностью перемещения от электромеханического преобразователя. Недостатками данного многокаскадного электрогидравлического усилителя являются усложнение конструкции за счет наличия подпружиненного подпора золотника распределительного каскада 2 6261 1 ухудшение статических и динамических характеристик многокаскадного электрогидравлического усилителя из-за сил сухого трения. Силы сухого трения возникают при перемещении золотника распределительного каскада многокаскадного электрогидравлического усилителя, в результате несоосного расположения золотника и крайних витков пружин во втулке. Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а именно упрощение конструкции распределительного каскада многокаскадного электрогидравлического усилителя за счет устранения пружинного подпора золотника качественное улучшение статических и динамических характеристик многокаскадного электрогидравлического усилителя за счет исключения сил сухого трения, возникающих при перемещении золотника распределительного каскада, в результате несоосного его расположения относительно крайних витков пружин во втулке. Поставленная задача решается тем, что в известном многокаскадном электрогидравлическом усилителе, распределительный каскад которого содержит втулку, в которой выполнены отверстия подвода и отвода жидкости, золотник с двумя торцовыми поверхностями, выполненными в виде усеченного конуса, размещенный во втулке с возможностью перемещения, и торцовые заглушки с отверстиями для отвода жидкости, отличающийся тем, что во втулке, перед каждой из торцовых поверхностей золотника, выполнены два дополнительных отверстия подвода жидкости и два кольца, каждое из которых установлено за дополнительным отверстием подвода в направлении к близлежащей заглушке. В технике для герметизации и предотвращения утечек жидкой смазки достаточно широко применяются кольца 2. Однако установка кольца во втулке, в которой выполнены два дополнительных отверстия подвода жидкости перед каждой из торцовых поверхностей золотника, за каждым из дополнительных отверстий подвода жидкости в направлении к близлежащей заглушке, придает ей новое свойство, а именно возможность изменения параметров (расхода и давления) потока жидкости при смещении золотника распределительного каскада многокаскадного электрогидравлического усилителя. На фигуре показана кинематическая схема многокаскадного электрогидравлического усилителя с распределительным каскадом. Распределительный каскад содержит втулку 1, в которой выполнены отверстия 2, 3, 4,5 и 6 подвода и отвода жидкости, золотник 7 с двумя торцовыми поверхностями 8, 9. Золотник 7 размещен во втулке 1 с возможностью перемещения. Втулка 1 содержит также торцовые заглушки 10, 11 с отверстиями 12, 13 для отвода жидкости. Во втулке 1 выполнены два дополнительных отверстия 14, 15. Каждое из этих отверстий выполнено перед соответствующей торцовой поверхностью золотника 7 (отверстие 14 - перед торцовой поверхностью 8 золотника 7, а отверстие 15 - перед торцовой поверхностью 9). Во втулке 1 установлены два кольца 16, 17. Каждое из этих колец установлено за соответствующим дополнительным отверстием подвода жидкости, в направлении к близлежащей заглушке(кольцо 16 установлено за дополнительным отверстием 14, а кольцо 17 - за дополнительным отверстием 15). Каждое из колец 16 и 17 имеет внутреннюю поверхность 18 и 19(кольцо 16 внутреннюю поверхность 18, а кольцо 17 - поверхность 19). Кроме распределительного каскада в состав многокаскадного электрогидравлического усилителя входят также сопла 20 и 21, заслонка 22, расположенная между соплами с возможностью перемещения от электромеханического преобразователя 23, и два постоянных балансных дросселя 24 и 25 предназначены для понижения давления от питающей магистрали. Многокаскадный электрогидравлический усилитель работает следующим образом. При отсутствии электрического сигнала управления заслонка 22 находится на равном расстоянии от сопл 20 и 21, в результате чего на торцовые поверхности 8 и 9 золотника 7 действуют равные по величине силы давления жидкости. Жидкость под давлением от нагнетательной магистрали подается в каскад через постоянные дроссели 24 и 25, далее через 3 6261 1 отверстия 14 и 15 во втулке 1 и отверстия 12, 13 в торцовых заглушках 10, 11 поступает в сопла 20 и 21 и затем оттуда на слив. При подаче электрического сигнала в обмотку электромеханического преобразователя 23 заслонка 22 начинает смещаться от нейтрального положения, например, влево. При этом возрастает дросселирование потока жидкости, вытекающей из сопла 20, и уменьшается дросселирование потока жидкости, вытекающей из сопла 21. В результате этого давление у торцовой поверхности 8 золотника 7 возрастает, у торцовой поверхности 9 золотника 7 - уменьшается. Под действием образовавшегося перепада давления золотник 7 начинает смещаться вправо, уменьшая для жидкости, вытекающей через отверстие 15, площадь проходного сечения, образованного торцовой поверхностью 9 золотника 7 и внутренней поверхностью 19 кольца 17. Это приводит к увеличению дросселирования потока жидкости, вытекающего из отверстия 15. В результате давление жидкости, действующее на торцевую поверхность 9 золотника 7,возрастает. Перемещение золотника будет происходить без сухого трения до тех пор, пока не сравняются силы давления жидкости, действующие на торцевые поверхности 8 и 9 золотника 7. Таким образом, по сравнению с известным многокаскадным электрогидравлическим усилителем, заявляемый многокаскадный электрогидравлический усилитель обеспечивает следующие преимущества упрощение конструкции,качественное улучшение статических и динамических характеристик электрогидравлического усилителя. Источники информации 1. Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением. - М. Машиностроение, 1975. - С. 287. 2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя В 3-х т. Т. 3. - М. Машиностроение, 1979. - С. 557. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.