RU178925U1

RU178925U1 - Combined hydraulic drive

Info

Publication number: RU178925U1
Application number: RU2017129152U
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Сабельников; Денис Евгеньевич Сиденко
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2017-08-15
Publication date: 2018-04-23

Abstract

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к гидроприводам системы нагружения стендов для прочностных испытаний авиационных конструкций и их элементов.Комбинированный гидравлический привод содержит гидравлический источник питания, в состав которого входят гидроемкость, насос, имеющий регулятор мощности, обеспечивающий автоматическое соотношение между подачей и давлением при котором потребляемая насосом мощность примерно одинакова, электродвигатель с напряжением 380 В с постоянным числом оборотов и предохранительный клапан; золотник; линейный электродвигатель; гидравлический цилиндр; электродинамометр и систему автоматического управления.Технический результат заключается в увеличении надежности привода за счет упрощения системы управления и конструктивных элементов привода, уменьшении энергозатрат и обеспечении удобства при эксплуатации.The utility model relates to testing equipment, in particular, to hydraulic drives of the loading system of stands for strength testing of aircraft structures and their elements. The combined hydraulic drive contains a hydraulic power source, which includes a hydraulic tank, a pump having a power regulator that provides an automatic ratio between flow and pressure at which the power consumed by the pump is approximately the same, a 380 V electric motor with a constant speed and protect flax valve; spool; linear electric motor; hydraulic cylinder; electrodynamometer and automatic control system. The technical result is to increase the reliability of the drive by simplifying the control system and structural elements of the drive, reducing energy consumption and ensuring ease of use.

Description

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к гидроприводам системы нагружения стендов для прочностных испытаний авиационных конструкций и их элементов.The utility model relates to testing equipment, in particular to hydraulic drives of the loading system of stands for strength testing of aircraft structures and their elements.

Известен электрогидростатический привод (патент PU 2289189), который содержит электронные блоки управляющего микропроцессора и усилителя-инвертора, бесколлекторный электродвигатель постоянного тока, левый и правый насосы, вспомогательный насос, гидроцилиндр, компенсатор, предохранительный и сливной клапаны, ограничители расхода, фильтр, датчик положения штока гидроцилиндра.Known electrohydrostatic actuator (patent PU 2289189), which contains the electronic components of the control microprocessor and the inverter amplifier, brushless DC motor, left and right pumps, auxiliary pump, hydraulic cylinder, compensator, safety and drain valves, flow limiters, filter, rod position sensor hydraulic cylinder.

Недостатки такого привода: сложное конструктивное исполнение и недостаточная точность воспроизведения нагрузки.The disadvantages of such a drive: complex design and lack of accuracy of reproduction of the load.

Наиболее близким к полезной модели является электрогидростатический привод с комбинированным управлением скорости выходного звена (см. статью «Перспектива внедрения энергосберегающих технологий в разработку систем рулевых приводов самолетов» С.В. Константинов, Л,В Холецкий, Л.И. Стеблинкин. А.А. Паршин. Полет, 2012, №10 с. 21-29.).The closest to the utility model is an electrohydrostatic drive with combined control of the output link speed (see the article “The Perspective of the Implementation of Energy-Saving Technologies in the Development of Aircraft Steering Systems” SV Konstantinov, L, V Cholesky, LI Steblinkin. A.A Parshin, Flight, 2012, No. 10, pp. 21-29.).

Принцип комбинированного регулирования давления (нагрузки) предусматривает трансформацию гидравлической энергии, создаваемой насосом, в перемещение поршня гидроцилиндра с использованием как объемного принципа регулирования, так и дроссельного регулирования.The principle of combined regulation of pressure (load) provides for the transformation of hydraulic energy generated by the pump into moving the piston of the hydraulic cylinder using both the volumetric principle of regulation and throttle regulation.

Привод содержит - электронику управления следящим режимом работы привода; электронику управления мехатронным модулем; инвертор с электронными ключами; гидравлический источник питания, в состав которого входят насос и бесколлекторный электродвигатель постоянного тока; гидравлический дроссель установки минимального давления подачи насосов; золотник дроссельного режима работы - клапан реверса объемного режима работы привода; гидродвигатель привода; рулевая поверхность; гидрокомпенсатор (гидроемкость); линейный электродвигатель с датчиком обратной связи управления клапаном реверса; датчик обратной связи выходного звена привода; датчик давления подачи насоса; клапан реверса привода.The drive contains - control electronics for the drive follow-up mode; mechatronic module control electronics; inverter with electronic keys; a hydraulic power source, which includes a pump and a brushless DC motor; hydraulic throttle setting the minimum pump supply pressure; throttle control valve - reverse valve of the drive volumetric operation mode; drive hydraulic motor; steering surface; hydraulic compensator (hydraulic capacity); linear electric motor with reverse valve feedback control valve; feedback sensor of the drive output link; pump supply pressure sensor; valve reverse drive.

Недостатками привода являются: сложное конструктивное исполнение системы управления; бесколлекторный электродвигатель постоянного тока; насос, работающий в большом диапазоне оборотов (100… 12000 об/мин).The disadvantages of the drive are: complex design of the control system; brushless DC motor; a pump operating in a wide speed range (100 ... 12000 rpm).

При проведении усталостных испытаний авиационных конструкций необходимо отметить что система нагружения должна обеспечить относительную погрешность воспроизведения нагрузки от заданного значения при ее циклическом изменении не более 1% в экстремальных точках и не более 10% в промежуточных точках цикла (ОСТ 102529-84 «Система нагружения авиационных конструкций»).When carrying out fatigue tests of aircraft structures, it should be noted that the loading system should provide a relative error in reproducing the load from a given value when it cyclically changes no more than 1% at extreme points and no more than 10% at intermediate points of the cycle (OST 102529-84 “System for loading aircraft structures ").

При создании полезной модели была поставлена задача увеличить надежность привода за счет упрощения системы управления и конструктивных элементов привода, уменьшить энергозатраты и обеспечить удобство при эксплуатации.When creating a utility model, the task was to increase the reliability of the drive by simplifying the control system and structural elements of the drive, reduce energy consumption and ensure ease of use.

Решение указанной задачи достигается тем, что в комбинированном гидравлическом приводе установлены электродвигатель с напряжением 380 В с постоянным числом оборотов и насос имеющий регулятор мощности, обеспечивающий автоматическое соотношение между подачей и давлением, при котором потребляемая насосом мощность примерно одинакова.The solution to this problem is achieved by the fact that in the combined hydraulic drive there is an electric motor with a voltage of 380 V with a constant number of revolutions and a pump having a power regulator that provides an automatic ratio between flow and pressure, at which the power consumed by the pump is approximately the same.

На фигуре представлена схема комбинированного гидравлического привода.The figure shows a diagram of a combined hydraulic drive.

Привод содержит: гидравлический источник питания 1, в состав которого входят гидроемкость 2, насос 3, электродвигатель 4, предохранительный клапан 5; золотник 6; линейный электродвигатель 7; гидроцилиндр 8; электродинамометр 9; система автоматического управления 10.The drive contains: a hydraulic power source 1, which includes a hydraulic tank 2, pump 3, electric motor 4, safety valve 5; spool 6; linear electric motor 7; hydraulic cylinder 8; electrodynamometer 9; automatic control system 10.

Комбинированный гидравлический привод в системе нагружения испытываемой конструкции работает следующим образом.Combined hydraulic drive in the loading system of the tested design works as follows.

В начале цикла нагружения при малых сигналах (нагрузка незначительна) поступающих от электродинамометра 9 в автоматическую систему управления 10, которая с применением линейного электродвигателя 12 полностью открывает золотник 11 и рабочая жидкость поступает в гидроцилиндр 3. Начинается нагружение конструкции 11. При этом нагружение (увеличение давления и уменьшение расхода) осуществляется насосом 3 имеющим регулятор мощности, обеспечивающий автоматически такое соотношение между подачей и давлением, при котором потребляемая насосом мощность примерно постоянна. Таким образом, при низком давлении имеем большую подачу, а при высоком - малую.At the beginning of the loading cycle with small signals (the load is insignificant) coming from the electrodynamometer 9 to the automatic control system 10, which, using a linear electric motor 12, completely opens the spool 11 and the working fluid enters the hydraulic cylinder 3. The loading of the structure 11 begins. At the same time, loading (increase in pressure and a decrease in flow rate) is carried out by a pump 3 having a power regulator, which automatically provides a ratio between flow and pressure at which the pump consumed st is approximately constant. Thus, at low pressure we have a large flow, and at high - a small flow.

Такой насос обеспечивает погрешность воспроизведения нагрузки (давления) примерно равную 6%.Such a pump provides an error in reproducing the load (pressure) of approximately 6%.

При подходе программы нагружения к экстремальным точкам, в линейный электродвигатель 7 от системы автоматического управления 11 поступает управляющий сигнал и золотник 6 начинает работать в следящем режиме. На этом этапе обеспечивается погрешность не более 1%.When the loading program approaches the extreme points, a control signal is supplied to the linear electric motor 7 from the automatic control system 11 and the spool 6 starts to work in the tracking mode. At this stage, an error of not more than 1% is provided.

Переход от одного этапа нагружения к другому осуществляется постепенно и плавно за счет системы автоматического управления 10.The transition from one loading stage to another is carried out gradually and smoothly due to the automatic control system 10.

Claims

Комбинированный гидравлический привод, содержащий гидравлический источник питания, в состав которого входят гидроемкость, насос, электродвигатель и предохранительный клапан, золотник, линейный электродвигатель, гидравлический цилиндр, электродинамометр и систему автоматического управления, отличающийся тем, что в комбинированном гидравлическом приводе установлены электродвигатель с напряжением 380 В с постоянным числом оборотов и насос, имеющий регулятор мощности, обеспечивающий автоматическое соотношение между подачей и давлением, при котором потребляемая насосом мощность примерно одинакова.Combined hydraulic drive containing a hydraulic power source, which includes a hydraulic reservoir, pump, electric motor and safety valve, slide valve, linear electric motor, hydraulic cylinder, electrodynamometer and automatic control system, characterized in that a 380 V electric motor is installed in the combined hydraulic drive with a constant number of revolutions and a pump having a power regulator, providing an automatic ratio between flow and pressure m, at which the power consumed by the pump is approximately the same.