Гидравлический усилитель

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Сейсмотехника(72) Авторы Алампиев Олег Александрович Кротиков Сергей Петрович Андросенко Александр Павлович Певнев Анатолий Алексеевич Демлянко Татьяна Викторовна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Сейсмотехника(57) Гидравлический усилитель, включающий управляющий золотник, жестко связанный с ним следящий распределительный золотник с корпусом, в расточке которого установлены втулка с проходными окнами и перемычками, с расположенным в ее осевом отверстии плунжером с рабочими поясками и прямоугольными кромками и крышки с установленными в них подпружиненными толкателями, отличающийся тем, что на боковых и торцовых поверхностях проходных окон и внутренних поверхностях перемычек втулки,примыкающих к рабочим кромкам поясков плунжера, выполнены круговые расточки.(56) 1. А.с. СССР 430239, МПК 15 9/00, 1974. 2. А.с. СССР 606013, МПК 15 В 3/00. - Опубл. 1978. 3. Заявка 20040526, патент 2018 . - Опубл. 30.09.2005. Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в гидроприводе, особенно в электрогидравлических следящих системах с многокаскадными преобразователями-усилителями. Известен гидравлический усилитель 1, содержащий управляющий золотник, следящий распределительный золотник с обратной связью, размещенный во втулке плунжер и имеющий управляющие торцовые полости, каждая из которых соединена со сливом через нерегулируемые дросселя, а междроссельная полость соединена с соответствующей сливной кромкой следящего распределительного золотника. Во втулке в зоне рабочих кромок поясков плунжера выполнены с двух сторон диаметрально расположенные окна, при этом между окнами в теле втулки оставлены перекрытия. При подаче рабочей жидкости в одну из управляющих торцовых полостей распределительного золотника, следящий плунжер за счет разности давления рабочей жидкости в торцовых полостях смещается в одну или другую сторону, при этом противоположная полость его соединяется со сливом. Таким образом, происходит возвратно-поступательное смещение следящего плунжера и, как следствие, попеременная подача рабочей жидкости под давлением в полости исполнительного механизма. При смещении плунжера от нейтрального положения между кромками золотника и кромками окон гильзы образуются щели, через которые рабочая жидкость поступает к исполнительному механизму, а отработанная рабочая жидкость от исполнительного механизма поступает через щель, образованную другими рабочими кромками золотника и втулки, на слив. При смещении золотника в противоположную сторону рабочая жидкость поступает под давлением в другую полость исполнительного механизма, а первая соединяется со сливом. Итак, цикл повторяется. Недостатком данного гидравлического усилителя являются его низкие эксплуатационные характеристики по причине недостаточной длины щелей по дуге окружности из-за присутствия в этой зоне диаметрально расположенных перемычек, уменьшающих площадь проходных окон и, как следствие, занижающих его расходные характеристики. Известен также гидравлический усилитель 2, включающий электромеханический преобразователь, соединенный с управляющим золотником с рабочими кромками, и следящий распределительный золотник с торцовыми управляющими полостями, размещенными в расточках корпуса. В обоих торцах корпуса установлены регулирующие устройства, состоящие из заглушек и центрирующих конусов, опирающихся на регулировочные винты. Между торцами распределительного золотника и заглушками установлены упругоэластичные элементы, например сильфоны, образующие упругие камеры. Упругие камеры связаны между собой каналом, выполненным по оси распределительного золотника. В корпусе выполнены также каналы, обеспечивающие подвод под давлением рабочей жидкости к обоим золотникам, а также подвод под давлением рабочей жидкости к исполнительному механизму и слив от исполнительного механизма. В корпусе в зоне поясков распределительного золотника выполнены с двух сторон диаметрально расположенные окна, при этом в теле корпуса между окнами оставлены перекрытия. Гидравлический усилитель работает следующим образом. Электромеханический преобразователь приводит в движение управляющий золотник, который при перемещении из среднего положения в крайнее направляет поток рабочей жидкости под давлением от ис 2 28942006.08.30 точника питания через свою рабочую кромку и каналы в корпусе в одну из торцовых полостей следящего распределительного золотника, а другая торцовая полость при этом через каналы корпуса и сливную кромку управляющего золотника соединяется со сливом. Под действием разности давления рабочей жидкости на торцах следящего распределительного золотника последний смещается от среднего положения и через свою рабочую кромку направляет поток рабочей жидкости значительно большего объема к исполнительному механизму. Отработанная рабочая жидкость от исполнительного механизма через сливную кромку соединяется со сливом источника питания. При реверсировании управляющего золотника цикл повторяется в обратном направлении. При смещении следящего распределительного золотника от нейтрального положения между его кромками и кромками окон корпуса образуются щели, через которые рабочая жидкость из канала подачи поступает в одну из полостей исполнительного механизма, а отработанная рабочая жидкость из другой полости исполнительного механизма через щель, образованную другими кромками следящего распределительного золотника и кромками окон корпуса, поступает на слив. Недостатком данного гидравлического усилителя являются его низкие эксплуатационные характеристики по причине недостаточной длины щелей по дуге окружности из-за присутствия в этой зоне диаметрально расположенных перемычек, уменьшающих площадь проходных окон и, как следствие, занижающих его расходные характеристики. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический усилитель 3, включающий в себя три основных блока электромеханический преобразователь, управляющий каскад и следящий распределительный золотник. Управляющий каскад содержит корпус, в расточке которого установлен управляющий золотник, тягой соединенный с якорем электромеханического преобразователя. В корпусе выполнены подводящий канал, отводящие каналы и сливные каналы. Следящий распределительный золотник, в свою очередь, включает в себя корпус, установленную в нем втулку, в которой размещен плунжер. С торцов корпуса установлены крышки, в осевых отверстиях которых расположены подпружиненные толкатели. Подпружиненные толкатели в осевых расточках крышек образуют камеры управления. С левой стороны корпуса установлен датчик обратной связи с сердечником, соединенный тягой с толкателем. В нижней части корпуса во втулке выполнены каналы подвод рабочей жидкости от источника давления подвод рабочей жидкости в полости исполнительного механизма слив отработанной рабочей жидкости из полостей исполнительного механизма. Во втулке в зоне поясков плунжера следящего распределительного золотника выполнены с двух сторон диаметрально расположенные окна, при этом в теле втулки между окнами оставлены перемычки. Гидравлический усилитель работает следующим образом. Электромеханический преобразователь приводит в движение через тягу установленный в расточке корпуса управляющего каскада управляющий золотник. При перемещении управляющего золотника из среднего положения в крайнее поток рабочей жидкости под давлением поступает по каналу через образующуюся щель в подводящий канал и далее в камеру управления. Под действием давления рабочей жидкости толкатель перемещается в осевом канале и перемещает плунжер следящего распределительного золотника, который,перемещаясь, смещает другой толкатель, также расположенный в этом осевом отверстии с противоположной стороны плунжера. Смещаясь, толкатель через тягу перемещает также сердечник датчика обратной связи. В данном положении золотника и плунжера рабочая жидкость под давлением поступает из канала подачи в одну из полостей исполнительного механизма, а отработанная рабочая жидкость из другой полости исполнительного механизма поступает в канал слива. 3 28942006.08.30 При реверсировании перемещения управляющего золотника плунжер следящего распределительного золотника также перемещается в противоположную сторону, направляя поток рабочей жидкости под давлением в другую полость исполнительного механизма, а первая его полость при этом соединяется с каналом слива. Итак, циклы повторяются. В данном гидравлическом усилителе в следящем распределительном золотнике рабочая жидкость поступает по щелям, образованным выполненными окнами во втулке по дуге окружности и рабочими кромками плунжера. В данном устройстве отсутствует возможность прохода рабочей жидкости по внутренним поверхностям перемычек, что уменьшает площади сечения проходных окон и, как следствие, уменьшает его расходные характеристики. Этот недостаток является существенным, т.к. ухудшает его эксплуатационные характеристики. Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, улучшение эксплуатационных характеристик. Решение технической задачи достигается тем, что в гидравлическом усилителе, включающем управляющий золотник, жестко связанный с ним следящий распределительный золотник с корпусом, в расточке которого установлены втулка с проходными окнами и перемычками, с расположенным в ее осевом отверстии плунжером с рабочими поясками и прямоугольными кромками и крышки с установленными в них подпружиненными толкателями, на боковых и торцовых поверхностях проходных окон и внутренних поверхностях перемычек втулки, примыкающих к рабочим кромкам поясков плунжера, выполнены круговые расточки. Выполнение круговых расточек на боковых поверхностях проходных окон и во внутренних поверхностях перемычек втулки, примыкающих к рабочим кромкам поясков плунжера, обеспечивает увеличение площадей сечений проходных окон, что позволяет повысить расходные характеристики и, как следствие, улучшить эксплуатационные характеристики гидравлического усилителя. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид в разрезе, а на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1. На фиг. 1 изображен гидравлический усилитель, который включает в себя три основных блока электромеханический преобразователь 1, управляющий золотник 2 и следящий распределительный золотник 3. Управляющий золотник 2 содержит корпус 4, в расточке 5 которого установлен управляющий плунжер 6, тягой 7 соединенный с якорем (на фиг. 1 не показан) электромеханического преобразователя 1. В корпусе 4 выполнены подводящий канал 8, отводящие каналы 9 и 10 и сливные каналы 11 и 12. Следящий распределительный золотник 3, в свою очередь, включает в себя корпус 13, установленную в нем втулку 14, в которой размещен плунжер 15. С торцов корпуса 13 установлены крышки 16 и 17, в осевых отверстиях 18 и 19 которых расположены толкатели 20 и 21 с пружинами 22 и 23. Толкатели 20 и 21 в осевых расточках крышек 18 и 19 образуют камеры управления 24 и 25 соответственно. С левой стороны корпуса 13 установлен датчик обратной связи 26 с сердечником 27, соединенный тягой 28 с плунжером 21. Во втулке 14 на боковых поверхностях окна 29 и на торцовых поверхностях 30 и 31 выполнены кольцевые расточки 32 и 33, 34 и 35 соответственно. Кольцевые расточки 32, 33, 34 и 35 (фиг. 2) выполнены также и на внутренних поверхностях 37 и 38 перемычек 39 и 40. С кольцевыми расточками 32 и 33, 34 и 35 контактируют рабочие пояски 41 и 42, 43 и 44 соответственно. В нижней части корпуса 13 и во втулке 14 выполнены каналы Р - подвод рабочей жидкости от источника давления (на фиг. 1 не показан) С 1 и С 2 - слив отработанной рабочей жидкости от исполнительного механизма (на фиг. 1 не показан) 4 28942006.08.30 Ц 1 и Ц 2 - подвод рабочей жидкости к полостям исполнительного механизма (на фиг. 1 не показан). Гидравлический усилитель работает следующим образом. Электромеханический преобразователь 1 приводит в движение через тягу 7 установленный в расточке 5 корпуса 4 управляющего золотника 2 управляющий плунжер 6. При перемещении управляющего плунжера 6 из среднего положения в крайнее, например вправо, поток рабочей жидкости под давлением поступает по каналу 8 через образующуюся щель в подводящий канал 9 и далее в камеру управления 24. Под действием разности давления рабочей жидкости в камерах управления 24 и 25 толкатель 20 перемещается в осевом отверстии 18 влево, при этом пружина 22 разжимается, а пружина 23 сжимается. Толкатель 20, перемещаясь, перемещает влево плунжер 15, расположенный во втулке 14, и толкатель 21, расположенный в осевом отверстии 19. Смещаясь влево, толкатель 21 через тягу 28 смещает также сердечник 27 датчика обратной связи 26, который вырабатывает электрический сигнал обратной связи и посылает его в систему управления (на фиг. не показана). При смещении плунжера 15 влево его рабочие пояски устанавливаются рабочий поясок 44 смещается от кольцевой расточки 35, при этом направляет поток рабочей жидкости из полости Ц 2 исполнительного механизма (на фиг. не показан) в канал С 2 на слив рабочий поясок 42 больше перекрывает кольцевую расточку 33, препятствуя протеканию рабочей жидкости из канала Р в полость Ц 2 исполнительного механизма рабочий поясок 41 смещается влево от кольцевой расточки 32, открывая рабочую щель и направляя поток рабочей жидкости из канала Р в полость Ц 1 исполнительного механизма (на фигурах не показан), в этом случае выполненная на боковой поверхности окна 29 и на внутренней поверхности 37 и 38 (фиг. 2) перемычек 39 и 40 втулки 14 кольцевая расточка 32 увеличивает площадь сечения проходного окна и, как следствие,увеличивает пропускную способность, т.е. расход рабочей жидкости гидравлического усилителя рабочая кромка 43, перекрывая расточку 34, выполненную на торце 30 втулки 14,разъединяет полость Ц 1 исполнительного механизма с каналом слива С 1. При реверсировании управляющего плунжера 6 плунжер 15 также смещается в противоположную сторону, направляя поток рабочей жидкости под давлением в полость Ц 2 исполнительного механизма, а полость Ц 1 исполнительного механизма (на фиг. 1 не показан) соединяется с каналом слива С 1, при этом работают соответствующие кромки плунжера и расточки втулки. Итак, циклы повторяются. Таким образом, в гидравлическом усилителе, включающем управляющий золотник 2,жестко связанный с ним следящий распределительный золотник 3 с корпусом 13, в расточке которого установлена втулка 14, в осевом отверстии которой расположен плунжер 15 с рабочими поясками 41 и 42, 43 и 44, на боковых и торцовых поверхностях 29, 30 и 31 проходных окон каналов Р, 1, 2 на внутренней поверхности 37 и 38 перемычек 39 и 40 втулки 14 выполнены круговые расточки 32, 33, 34 и 35, обеспечивающие увеличение площади сечения проходных окон и, как следствие, увеличение расхода потока рабочей жидкости, что, в конечном итоге, улучшает эксплуатационные характеристики. Из описания заявки на предлагаемую полезную модель четко просматривается выполнение решения технической задачи отличительными признаками. На дату подачи заявки на полезную модель разработана рабочая конструкторская документация и идет изготовление образца в ОАО Сейсмотехника. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6