Электрогидравлический фиксатор положения поршня гидроцилиндра

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ФИКСАТОР ПОЛОЖЕНИЯ ПОРШНЯ ГИДРОЦИЛИНДРА(71) Заявитель Институт надежности машин Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Строк Евгений Яковлевич Бельчик Леонид Демьянович Строк Дмитрий Евгеньевич Горавский Сергей Леонидович Усс Иван Никодимович Борейшо Владимир Евгеньевич(73) Патентообладатель Институт надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) Электрогидравлический фиксатор положения поршня гидроцилиндра, содержащий электромагнитный и управляемый обратный клапаны, гидравлически сообщенные между собой и с одной из полостей гидроцилиндра, отличающийся тем, что затворы вышеупомянутых клапанов выполнены в виде расположенных соосно с возможностью их кинематического взаимодействия цилиндрических плунжеров, причем полость электромагнитного клапана со стороны управляемого обратного клапана сообщена со сливом.(56) 1. Свешников В.К. Станочные гидроприводы Справочник. - 3-е изд. - М. Машиностроение, 1995. - . 101 (рис. 4.22). 2. Патент РФ 2132005, МПК 15 В 13/01, опубл. 1999. 3. Авторское свидетельство СССР 1212340, МПК А 01 В 63/10, опубл. 1986 (прототип). 900 Полезная модель относится к гидравлическим устройствам для фиксирования положения поршня гидроцилиндра навесного устройства и может найти применение в гидросистемах тракторов и других мобильных машин. Известна конструкция гидрозамка, включающая корпус с подводящим и отводящим каналами, а также запорный клапан, образующий с корпусом надклапанную полость, сообщенную с отводящим каналом, и подклапанную полость, сообщенную с подводящим каналом. Внутри корпуса размещен управляющий поршень со штоком, который образует с корпусом управляющую полость. В магистраль, соединяющую подклапанную полость гидрозамка с баком, включен регулируемый дроссель, предназначенный для ограничения скорости опускания гидроцилиндра с грузом. Параллельно дросселю установлен обратный клапан для свободного пропускания рабочей жидкости к гидроцилиндру при подъеме груза 1. Недостатком этой конструкции является недостаточно надежная работа гидросистемы, что может привести к возникновению аварийной ситуации. Это обусловлено тем, что в процессе эксплуатации оборудования вследствие ошибочных действий оператора регулируемый дроссель может находиться перед началом опускания в открытом состоянии. В этом случае при подаче давления в управляющую полость гидрозамка для опускания цилиндра под нагрузкой произойдет падение груза в пределах хода штока гидроцилиндра. Помимо этого, использование упомянутой конструкции приводит к увеличению массогабаритных параметров гидросистем. Известен гидрозамок для использования в подъемных механизмах и технологическом оборудовании. Гидрозамок состоит из корпуса с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, а также подпружиненного запорного клапана. Внутри корпуса установлен управляющий поршень со штоком, который кинематически взаимодействует через перегородку с запорным клапаном. В поршне выполнена расточка с установленным в ней подпружиненным плунжером, закрытая пробкой 2. К недостаткам рассматриваемой конструкции следует отнести то, что для опускания груза необходимо давление рабочей жидкости, создаваемое насосом, а в гидросистемах тракторов и других мобильных машин с разгрузкой насоса в режимах холостого хода гидрозамок не может быть использован. Это связано с тем, что у таких машин опускание навесного орудия должно осуществляться в режиме разгрузки насоса по давлению. Кроме того, следствием наличия силы трения в уплотнительных кольцах поршня гидроцилиндра является запаздывание срабатывания гидрозамка, что ограничивает его применение для систем автоматики. Предложенный вариант устройства также имеет несколько взаимодействующих друг с другом подвижных элементов, что обусловливает высокую конструктивную сложность гидрозамка. Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков с заявляемой полезной моделью является электрогидравлический фиксатор положения поршня гидроцилиндра навесного устройства. Электрогидравлический фиксатор содержит гидравлически сообщенные между собой электромагнитный и управляемый обратный клапаны. Затвор электромагнитного клапана выполнен шаровым, а затвор обратного клапана цилиндрическим с коническим торцем. Отличительная особенность известного электрогидравлического фиксатора заключается в том, что управляемый обратный клапан гидравлически сообщен с одной из полостей гидроцилиндра и электромагнитным клапаном,при этом последний гидравлически связан с управляющей полостью управляемого обратного клапана 3. Можно отметить, что поскольку в известном электрогидравлическом фиксаторе электромагнитный клапан является гидравлически неуравновешенным по давлению, то для управления им требуется большая мощность электромагнита. Задачей настоящего изобретения является увеличение быстродействия и снижение требуемой мощности электромагнита и, как следствие улучшение динамических свойств электрогидравлического фиксатора. 2 900 Решение указанной задачи реализовано в конструкции электрогидравлического фиксатора, содержащего электромагнитный и управляемый обратный клапаны, которые гидравлически связаны между собой и с одной из полостей гидроцилиндра. В предлагаемой конструкции затворы упомянутых клапанов выполнены в виде соосно расположенных с возможностью кинематического перемещения цилиндрических плунжеров, причем полость электромагнитного клапана со стороны управляемого обратного клапана сообщена со сливом. Это приводит к увеличению быстродействия при срабатывании электромагнита за счет снижения его мощности и, соответственно, уменьшения массы сердечника, а также снижения сопротивления его перемещению со стороны электромагнитного клапана. На чертеже изображен электрогидравлический фиксатор положения поршня гидроцилиндра. Электрогидравлический фиксатор положения поршня гидроцилиндра содержит электромагнитный клапан 1 и управляемый обратный клапан 2, гидравлически сообщенные между собой и с полостью подъема гидроцилиндра 3 через проточки 4 и 5. Полость управления 6 управляемого обратного клапана 2, затвор 7 которого подпружинен пружиной 8, гидравлически сообщена с полостью подъема гидроцилиндра 3 через электромагнитный клапан 1 посредством канала 9 и проточки 4. Затвор 10 упомянутого клапана, подпружиненный относительно корпуса пружиной 11, кинематически связан с сердечником электромагнита 12. Пружинная полость затвора 10 и заклапанная полость затвора 7 соответственно клапанов 1 и 2 сообщены посредством магистрали 13 со сливом. Затвор 10 имеет канал 14, соединенный со сливом магистралью 15. Шток гидроцилиндра 3 кинематически связан с сельскохозяйственным орудием 16. Устройство работает следующим образом. Фиксирование положения поршня гидроцилиндра 3 осуществляется при обесточенном электромагните 12. Затвор 10 электромагнитного клапана 1, торцы которого посредством магистралей 13 и 15 сообщены со сливом, под действием пружины 11 прижат к седлу, отсоединяя проточку 4 и полость подъема гидроцилиндра 3 от сливной магистрали 15. Давление рабочей жидкости, создаваемое поршнем гидроцилиндра 3, за счет веса навесного орудия 16 передается посредством проточки 4 и канала 9 электромагнитного клапана 1 в полость управления 6 обратного клапана 2, который также отсоединяет полость подъема гидроцилиндра 3 от слива, фиксируя тем самым положение поршня гидроцилиндра 3. При подаче электрического тока на обмотки электромагнита 12 его сердечник, преодолевая сопротивление пружины 11, смещает затвор 10 в сторону управляемого обратного клапана 2. При этом поток рабочей жидкости из полости подъема силового гидроцилиндра 3 под действием давления, создаваемого весом навесного орудия 16 через проточку 4 вытесняется на слив магистрали 15. Навесное орудие 16 начинает опускаться с малой скоростью, определяемой величиной открытия затвора 10. Одновременно упомянутая проточка разобщается с каналом 9, который соединяется с каналом 14. Таким образом,полость управления обратного клапана 2 отсоединяется от проточки 4 и полости подъема гидроцилиндра 3 и соединяется со сливной магистралью 15 посредством канала 14. В результате этого давление рабочей жидкости в полости управления управляемого обратного клапана 2 становится равным давлению в сливных магистралях 13 и 15. В то же время затвор 10 электромагнитного клапана 1 начинает кинематически взаимодействовать с уравновешенным по давлению затвором 7 обратного клапана 2 и, преодолевая сопротивление пружины 8, сдвигает его, соединяя полость подъема гидроцилиндра 3 через проточку 5 со сливной магистралью 13. Происходит опускание орудия 16. В этом случае скорость опускания определяется величиной перемещения сердечника электромагнита и затвора электромагнитного клапана, который кинематически взаимодействует с уравновешенным по давлению затвором управляемого обратного клапана. Подъем сельскохозяйственного орудия осуществляется при подаче рабочей жидкости в полость подъема гидроцилиндра от гидронасоса (не показан). 3 900 Предложенная полезная модель позволяет осуществлять фиксацию поршня гидроцилиндра в заданном положении. При этом увеличивается быстродействие, уменьшается инерционность электромагнита, повышается плавность работы электрогидравлического фиксатора независимо от веса навесного орудия. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.