RU2389911C1 - Electro-hydraulic power amplifier with mechanic feedback of slide position - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: in amplifier there is implemented jet amplifier stage with two pressure nozzles and correspondingly with two receiving channels connected by means of their hydraulic lines with sub-end cavities of slide. The jet amplifier stage consists of two cylinder elements coaxially and with a gap installed in a case. A deflector gate of an electro-mechanic converter is arranged in slots in the cylinder elements from the side of ends facing each other. The pressure nozzle and the receiving channel are coaxially arranged in the slot of each element from the side of cylinder surface. Threaded sleeves are screwed on threaded ends of the cylinder elements from the side opposite to the slot. With their external thread the sleeves are screwed into the case. Also thread in the case, on the cylinder elements and correspondingly in the threaded sleeves has different pitch.

EFFECT: improved processability of fabrication, simplification of jet amplifier design and facilitation of its adjustment with high accuracy.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроительной электрогидравлической автоматики и может быть использовано в высокоточных системах управления рабочих органов подвижных транспортных средств и летательных аппаратов.The present invention relates to the field of engineering electro-hydraulic automation and can be used in high-precision control systems of the working bodies of mobile vehicles and aircraft.

Известны конструкции электрогидравлических усилителей мощности с использованием в предварительном каскаде струйного принципа управления, в частности усилители с неподвижными соплами, расположенными соосно с приемными отверстиями и затенением потока с помощью дефлектора. Достоинством такой схемы является высокий коэффициент усиления, возможность работы при давлениях до 20 МПа и достаточно высокая технологичность изготовления (см. «Гидропривод и средства гидроавтоматики» под ред. Ю.И.Чупракова, изд. «Машиностроение», 1979 г. стр.48, рис.25, в).Known designs of electro-hydraulic power amplifiers using the preliminary cascade of the jet control principle, in particular amplifiers with fixed nozzles located coaxially with the receiving holes and shading the flow using a deflector. The advantage of such a scheme is a high gain, the ability to work at pressures up to 20 MPa, and a sufficiently high manufacturability (see "Hydraulic drive and hydraulic equipment" edited by Yu.I. Chuprakov, published by "Engineering", 1979, p. 48 , fig. 25, c).

Наиболее близким аналогом-прототипом к заявленному техническому решению по совокупности признаков и достигаемому эффекту является электрогидравлический усилитель мощности, содержащий корпус с напорным и сливным каналами подвода гидропитания и полостными каналами, с трехбуртовым цилиндрическим золотником, связанным через шарик, размещенный в проточке среднего бурта золотника, с силовой пружиной механической обратной связи по положению золотника, выполненной единой деталью с жестким стержнем, закрепленным на конце в якоре электромеханического преобразователя, а в другой своей части жестко связанным с подвижным дефлектором, имеющим внутреннее конусное отверстие, со стороны большего диаметра которого размещено неподвижное напорное сопло с внутренним каналом, сообщенным с напорной гидролинией через фильтр, со стороны меньшего диаметра размещен неподвижный приемник с конусными каналами, сообщенными через гидролинии в корпусе с соответствующими подторцевыми полостями золотника (см. «Инженерные исследования гидроприводов летательных аппаратов» под ред. д.т.н. проф. Д.Н.Попова, изд. «Машиностроение», г.Москва, 1978 г., стр.51, рис.3.1г).The closest analogue prototype to the claimed technical solution in terms of the set of features and the achieved effect is an electro-hydraulic power amplifier, comprising a housing with pressure and drain channels for supplying hydraulic power and cavity channels, with a three-flange cylindrical spool connected through a ball located in the groove of the middle collar of the spool, with mechanical spring of mechanical feedback on the position of the spool, made as a single part with a rigid rod fixed to the end in the anchor of the electrode a mechanical transducer, and in its other part, rigidly connected with a movable deflector having an internal conical opening, on the side of the larger diameter of which there is a stationary pressure nozzle with an internal channel in communication with the pressure line through the filter, from the smaller diameter there is a stationary receiver with conical channels, communicated through hydraulic lines in the casing with the corresponding sub-side cavities of the spool (see "Engineering Studies of Aircraft Hydraulic Drives", ed. Doctor of Technical Sciences prof. D.N. Popova, ed. "Engineering", Moscow, 1978, p. 51, Fig. 3.1g).

Основным достоинством указанного электрогидравлического усилителя мощности по сравнению с другими выполненными с элементом «сопло-заслонка» является наличие одного напорного сопла вместо двух, что предполагает вероятность лишь «пассивного» отказа при засорении внутреннего канала напорного сопла и исключает «активный» отказ, который возможен для электрогидравлических усилителей мощности с элементом «сопло-заслонка».The main advantage of this electro-hydraulic power amplifier compared to other made with the element "nozzle-damper" is the presence of one pressure nozzle instead of two, which implies the probability of only a "passive" failure when the internal channel of the pressure nozzle is clogged and eliminates the "active" failure, which is possible for electro-hydraulic power amplifiers with a nozzle-damper element.

К недостаткам данного струйного каскада усиления следует отнести конусные приемные отверстия, расположенные под углом к напорному соплу, что вносит определенную технологическую сложность в изготовление и регулировку точного взаимного расположения элементов тройки «напорное сопло - дефлектор - приемник».The disadvantages of this inkjet amplification cascade include conical receiving holes located at an angle to the pressure nozzle, which introduces a certain technological difficulty in the manufacture and adjustment of the exact relative position of the three elements "pressure nozzle - deflector - receiver."

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение технологичности изготовления и повышение точности регулировки струйного каскада управления.The technical task of the invention is to improve the manufacturability and increase the accuracy of adjustment of the inkjet control cascade.

Поставленная задача решается тем, что в заявленном электрогидравлическом усилителе мощности с механической обратной связью по положению золотника, содержащем корпус с напорным, сливным каналами и полостными каналами, трехбуртовый цилидрический золотник, электромеханический преобразователь с дефлекторной заслонкой на якоре, струйный каскад усиления, имеющий два напорных сопла и два приемных отверстия, соответственно соединенных гидролиниями с подторцевыми полостями золотника, фильтр в напорной гидролинии к соплам, согласно изобретению струйный каскад усиления выполнен в виде двух цилиндрических элементов, с зазором установленных соосно в корпусе, при этом со стороны торцов, обращенных друг другу, в цилиндрических элементах выполнены пазы под размещение дефлекторной заслонки, а со стороны цилиндрической поверхности с выходом в паз каждого цилиндрического элемента соосно выполнены напорное сопло и приемное отверстие, с противоположной пазу стороны цилиндрические элементы имеют резьбовые окончания, на которые навернуты футорки, а наружной резьбой футорки ввернуты в корпус, при этом шаг резьбы в корпусе и на окончании цилиндрических элементов выполнен разным.The problem is solved in that in the claimed electro-hydraulic power amplifier with mechanical feedback on the position of the spool, containing a housing with pressure, drain channels and cavity channels, a three-breast cylindrical spool, an electromechanical converter with a deflector flap at anchor, a jet amplification cascade having two pressure nozzles and two inlet openings, respectively connected by hydraulic lines to the sub-end cavities of the slide valve, a filter in the pressure line to the nozzles, according to the invention In this case, the inkjet amplification cascade is made in the form of two cylindrical elements, with a gap installed coaxially in the housing, while on the side of the ends facing each other, grooves are made in the cylindrical elements for the placement of the deflector flap, and on the side of the cylindrical surface with the exit to the groove of each cylindrical element the pressure nozzle and the receiving hole are coaxially made, on the opposite side groove, the cylindrical elements have threaded ends on which the futurki are screwed, and the outer thread is screwed s in the housing, while the thread pitch in the housing and at the end of the cylindrical elements is made different.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором показана схема электрогидравлического усилителя мощности с механической обратной связью по положению золотника.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of an electro-hydraulic power amplifier with mechanical feedback on the position of the spool.

Электрогидравлический усилитель мощности с механической обратной связью по положению золотника содержит корпус 1 с напорным 2, сливным 3 каналами и полостными каналами 4, трехбуртовый цилидрический золотник 5, электромеханический преобразователь 6 с дефлекторной заслонкой 7 на якоре и пружинной механической обратной связью 8, соединенной через шарик с золотником, струйный каскад усиления, имеющий два напорных сопла 9 и 10, два приемных отверстия 11 и 12, соответственно соединенных гидролиниями с подторцевыми полостями 13 и 14 золотника, фильтр 15 в напорной гидролинии к соплам. Струйный каскад усиления выполнен в виде двух цилиндрических элементов 16 и 17, с зазором установленных соосно в корпусе 1, при этом со стороны торцов, обращенных друг другу, в цилиндрических элементах выполнены пазы под размещение дефлекторной заслонки 7, а со стороны цилиндрической поверхности в пазу каждого цилиндрического элемента выполнены напорные сопла 9 и 10 и приемные отверстия 11 и 12, расположенные соосно напротив друг друга, с противоположной пазу стороны цилиндрические элементы имеют резьбовые окончания, на которые навернуты футорки 18 и 19, а резьбой на наружной поверхности футорки ввернуты в корпус, при этом шаг резьбы в корпусе и на окончании цилиндрического элемента выполнен разным.An electro-hydraulic power amplifier with mechanical feedback on the position of the spool contains a housing 1 with pressure 2, drain 3 channels and cavity channels 4, a three-breast cylindrical spool 5, an electromechanical converter 6 with a deflector flap 7 at anchor and a spring mechanical feedback 8 connected via a ball to spool, a jet amplification cascade having two pressure nozzles 9 and 10, two inlet openings 11 and 12, respectively connected by hydraulic lines to the sub-end cavities 13 and 14 of the spool, filter 15 in pressure line to nozzles. The inkjet cascade of amplification is made in the form of two cylindrical elements 16 and 17, with a gap installed coaxially in the housing 1, while on the side of the ends facing each other, grooves are made in the cylindrical elements for placing the deflector shutter 7, and on the side of the cylindrical surface in the groove of each of the cylindrical element, pressure nozzles 9 and 10 and receiving holes 11 and 12 are arranged coaxially opposite each other, on the opposite side groove, the cylindrical elements have threaded ends onto which the feet are screwed ki 18 and 19, and thread on the outer surface Fittings screwed into the housing, wherein the pitch of the thread in the housing and at the end of the cylindrical member is made different.

Электрогидравлический усилитель работает следующим образом.Electro-hydraulic amplifier operates as follows.

При подаче давления напора рабочей жидкости в напорный канал 2 подвода гидропитания давление напора подается к правой кромке левого бурта и к левой кромке правого бурта золотника 5, а через фильтры 15 к напорным соплам 9 и 10. В сливной канал 3 подвода гидропитания подается давление слива рабочей жидкости, которое поступает к левой и правой кромкам среднего бурта золотника 5 и далее к полости дефлекторной заслонки 7, Кинетическая энергия струи рабочей жидкости из напорных сопел 9 и 10 преобразуется в потенциальную энергию давления рабочей жидкости в подторцевых полостях 13 и 14 золотника 5 за счет сообщения их соответственно с приемными отверстиями 11 и 12 в цилиндрических элементах 16 и 17.When applying the pressure of the working fluid pressure to the pressure channel 2 for supplying hydraulic power, the pressure is supplied to the right edge of the left collar and to the left edge of the right collar of the spool 5, and through filters 15 to pressure nozzles 9 and 10. In the drain channel 3 of the hydraulic power supply, the working discharge pressure is applied fluid, which flows to the left and right edges of the middle collar of the spool 5 and further to the cavity of the deflector shutter 7, The kinetic energy of the jet of working fluid from the pressure nozzles 9 and 10 is converted into the potential pressure energy of the working fluid ti podtortsevyh in cavities 13 and 14 of the spool 5 due to their respective posts with the receiving apertures 11 and 12 in the cylindrical elements 16 and 17.

При отсутствии подачи электрических сигналов управления в электромеханический преобразователь 6 дефлекторная заслонка 7 находится в нейтральном положении и одинаково затеняет оба напорных сопла 9 и 10 в цилиндрических элементах 16 и 17. В этом случае давления рабочей жидкости в подторцевых полостях 13 и 14 будут равны и золотник 5 находится в покое в нейтральном положении.If there is no supply of electrical control signals to the electromechanical converter 6, the deflector shutter 7 is in the neutral position and equally shades both pressure nozzles 9 and 10 in the cylindrical elements 16 and 17. In this case, the pressure of the working fluid in the sub-end cavities 13 and 14 will be equal to the spool 5 is at rest in a neutral position.

При подаче электрического сигнала управления определенной полярности и значения в электромеханический преобразователь 6 якорь с дефлекторной заслонкой 7 смещается, преодолевая усилие пружины обратной связи 8, например, в левую сторону из нейтрального положения, и заслонка затеняет свободный проток жидкости из напорного сопла 9 в приемное отверстие 11 в левом цилиндрическом элементе 17, что приводит к снижению рабочего давления в подторцевой полости 13 золотника 5. В этом же положении дефлекторной заслонки 7 в правом цилиндрическом элементе 16 открывается свободный проток жидкости из напорного сопла 10 в приемное отверстие 12, что приводит к повышению рабочего давления в подторцевой полости 14 золотника 5. Под действием перепада давления в полостях 13 и 14 золотник 5 переместится вправо, увлекая за собой шарик пружины обратной связи 8, при этом создается момент на якоре электромеханического преобразователя 6 пропорционально величине смещения золотника 5 от нейтрального положения. Этот момент складывается с моментом сил, обусловленным электрическим сигналом управления. Как только эти моменты сравняются, золотник 5 остановится в положении, пропорциональном величине электрического сигнала, при этом в правой полости 4 будет давление подачи, а в левой полости 4 - давление слива.When applying an electrical control signal of a certain polarity and value to the electromechanical converter 6, the armature with the deflector flap 7 moves, overcoming the force of the feedback spring 8, for example, to the left side from the neutral position, and the flap obscures the free flow of fluid from the pressure nozzle 9 into the receiving hole 11 in the left cylindrical element 17, which leads to a decrease in the working pressure in the under-end cavity 13 of the spool 5. In the same position, the deflector shutter 7 in the right cylindrical element 16, a free flow of fluid opens from the pressure nozzle 10 to the inlet 12, which leads to an increase in the working pressure in the sub-opening cavity 14 of the spool 5. Under the influence of the pressure drop in the cavities 13 and 14, the spool 5 will move to the right, dragging the ball of the feedback spring 8, this creates a moment at the anchor of the electromechanical transducer 6 in proportion to the displacement of the spool 5 from the neutral position. This moment is added to the moment of forces due to the electrical control signal. As soon as these moments are equal, the spool 5 will stop in a position proportional to the magnitude of the electric signal, while in the right cavity 4 there will be a supply pressure, and in the left cavity 4 there will be a drain pressure.

При подаче электрического сигнала управления обратной полярности в электромеханический преобразователь 6 работа электрогидравлического усилителя происходит аналогичным образом, золотник 5 при этом смещается в обратном направлении, отслеживая своим положением значение и полярность этого электрического сигнала и открывая соответствующие дросселирующие окна кромками своих буртов.When the electric control signal of reverse polarity is supplied to the electromechanical converter 6, the operation of the electro-hydraulic amplifier occurs in a similar way, while the spool 5 shifts in the opposite direction, tracking its position and the polarity of this electric signal and opening the corresponding throttling windows with the edges of their shoulders.

Величина и направление расхода рабочей жидкости, проходящего через дросселирующие окна на кромках буртов золотника 5 электрогидравлического усилителя, определяется значением и полярностью электрического управляющего сигнала, поданного в электромеханический преобразователь 6.The magnitude and direction of flow of the working fluid passing through the throttling windows on the edges of the shoulders of the spool 5 of the electro-hydraulic amplifier is determined by the value and polarity of the electrical control signal supplied to the electromechanical converter 6.

Claims (1)

Электрогидравлический усилитель мощности с механической обратной связью по положению золотника, содержащий корпус с напорным, сливным каналами и полостными каналами, трехбуртовый цилиндрический золотник, электромеханический преобразователь с дефлекторной заслонкой на якоре, струйный каскад усиления, имеющий два напорных сопла и два приемных отверстия, соответственно соединенных гидролиниями с подторцевыми полостями золотника, фильтр в напорной гидролинии к соплам, отличающийся тем, что струйный каскад усиления выполнен в виде двух цилиндрических элементов, с зазором установленных соосно в корпусе, при этом со стороны торцов, обращенных друг к другу, в цилиндрических элементах выполнены пазы под размещение дефлекторной заслонки, а со стороны цилиндрической поверхности в пазу каждого цилиндрического элемента соосно выполнены напорное сопло и приемное отверстие, с противоположной пазу стороны цилиндрические элементы имеют резьбовые окончания, на которые навернуты футорки, а наружной резьбой футорки ввернуты в корпус, при этом шаг резьбы в корпусе и на окончании цилиндрических элементов выполнен разным. An electro-hydraulic power amplifier with mechanical feedback on the position of the spool, comprising a housing with pressure, drain channels and cavity channels, a three-breast cylindrical spool, an electromechanical converter with a deflector flap at anchor, a jet amplification cascade having two pressure nozzles and two receiving holes, respectively connected by hydraulic lines with sub-end cavities of the spool, a filter in the pressure line to the nozzles, characterized in that the jet cascade of amplification is made in the form of two cylindrical elements, with a gap installed coaxially in the housing, while on the side of the ends facing each other, grooves are made in the cylindrical elements for the placement of the deflector flap, and on the side of the cylindrical surface in the groove of each cylindrical element the pressure nozzle and the receiving hole are coaxially made, with on the opposite side of the groove, the cylindrical elements have threaded ends onto which the foots are screwed, and the external threads are screwed into the body, with the thread pitch in the body and at the end of the thread lindrichesky elements made different.