SU736884A3 - Volumetric hydrodrive control system - Google Patents

Abstract

1522027 Reciprocating pumps ABEX CORP 23 Sept 1975 [16 Oct 1974] 39049/75 Heading F1A [Also in Divisions F2 and G3] A variable displacement pump has its rocker cam 34 connected to a pivoted vane servomotor in which chambers 80, 81 communicate with ports 98, 97 having a moving-seat follow-up relationship with an input port 134 in a manually-operated valve 118, the pressure of the fluid supplied to and exhausted from the servomotor being automatically limited to values dependent on the pressure supplied by a servo pump 52 and the pressure of the fluid delivered by the variable displacement pump being limited by means which override the manual control of the servomotor. Check-valves 107, 108 and restrictors 109, 110 restrict exhaust flow from the servomotor while allowing a high flow into it. Flow through the pump is reversible so that either port P1 or P2 may be the output port. When P1 is the delivery port, and fluid pressure is excessive, output pressure acts through lines 249, 255 and 256 on a pilot valve 247 which lifts and allows a valve 203 to lift and establish communication from a line 248 through a line 269 to the chamber 80 to reduce the pump output. A further valve 207 loaded through a line 212 by pressure from the servo pump 52 lifts if the flow from the valve 203 is more than twice servo pressure and allows the excess flow to pass into a circuit 230 communicating with the pump inlet P2 through a check-valve 224. Excess pressure in the circuit 230 is relieved by a valve 201 delivering into the pump case 11 which is connected through a further relief valve 202 to tank. A valve 208, corresponding to the valve 207, but arranged to be loaded by half the pressure from the servo pump through two restrictors 285, 287 and a check-valve 289 limits the pressure in the exhaust chamber of the servomotor to servo pressure and spills any surplus into the circuit 230. Restrictors 205, 206 provide a pressure drop to operate the valve 203, or a valve 204 when P2 is the delivery port, to operate the servomotor in response to excess flow while a further valve 200 loaded through a plunger 218 by the output pressure from the variable displacement pump provides a relief valve for the servo pump 52, excess flow passing through the valve 201. Fluid spilled through the latter valve flows through passages 244 to cool the port plate of the pump before passing into the case 11. If the inlet port demands more fluid than the circuit 230 can supply, pressurized fluid from the pump case flows back through the passages 244 and the valve 201. The shaft 112 has a handle (111) Fig. 3 (not shown) at one end to operate the follow-up valve 118 and an indicator (140) at its other end.

Description

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕДДПЫМ (54) OBJECT MANAGEMENT SYSTEM

1one

Изобретение относитс  к объемным гидроприводам , в частности с замкнутым контуром циркул ции между насосом и гидромотором .This invention relates to volumetric hydraulic actuators, in particular with a closed circulation loop between the pump and the hydraulic motor.

Известна система управлени  объемным гидроприводом с замкнутым контуром циркул ции , снабженным системой подпитки, с измен ющимс  направлением потока в гидролини х этого контура, содержащим основной насос с изменением его рабочего объема поворотом регулирующего элемента посредством исполнительного гидродвигател  с камерами переменного объема, управл емого распределительным устройством с ручным управл ющим воздействием, обеспечивающим попеременное сообщение указанных камер с напорной гидролинией насоса управлени , снабженной переливным клапаном , ИЛИ СЛИВОМ в зависимости от требуемой величины рабочего объема основного насоса 1.A known system for controlling a volumetric hydraulic drive with a closed circulation circuit, equipped with a make-up system, with a variable flow direction in the hydrolines of this circuit, contains the main pump, changing its displacement volume by turning the regulating element through an actuating hydraulic motor with variable volume chambers controlled by a switchgear manual control action, providing alternate communication of these chambers with the pressure hydroline of the control pump, equipped with second overflow valve or discharge depending on the desired value of the working volume of the main pump 1.

Однако ее относительна  инерционность при перегрузках приводит к существенным забросам верхнего предела, избыточного давлени  в напорной гидролинии замкнутого контура. ГИДРОПРИВОДОМHowever, its relative inertia during overloads leads to significant overshoots of the upper limit, overpressure in the closed-loop pressure line. HYDRAULIC DRIVE

Целью, изобретени   вл етс  повышение быстродей тви  реагировани  на sieperpysку , исклгоча1О дего заброс высокого давлени  в напорной гидролинии замкнутого контура выше заданного уровн , независимо от положени  распределительного устройства с ручным управл ющим воз аействием, а также автоматического возвращени  регулирующего элемента насоса в первоначально заданное ручным управлением положение после сн ти  перегрузки. Это достигаетс  The purpose of the invention is to increase the speed of response to the sieperpysk, except for the high pressure injection in the closed loop hydraulic line above a predetermined level, regardless of the position of the switchgear with manual control action, as well as the automatic return of the pump regulator to the original manual control position after removal of overload. This is achieved

10 тем, что переливной клапан гидролинии насоса управлени  снабжен устройством дл  изменени  уровн  его настройки в зависимости от изменени  уровн  избыточного давлени  в напорной гидролинии замкнутого10 in that the control pump overflow valve of the control pump is equipped with a device for changing the level of its adjustment depending on the change in the pressure overpressure level in the closed pressure hydraulic line

(5 контура, выполненным в виде подключаемого к напорной гидролннии замкнутого контура дополнительного гидрбцилипдра, плунжер которого взаимодействует с з.;:твором переливного клапана, а кажда  из гидролиний замкнутого контура снабжена предохранительным клапаном непр мого действи , выход из которого дополнительной гидролинией сообщен с соответствую1ц -н камерой переменного объема исполнительного(5 contours, made in the form of an additional hydraulic circuit connected to the pressure hydraulics of the closed circuit, the plunger of which interacts with the h;;: the overflow valve, and each of the hydraulic lines of the closed circuit is provided with an indirect action safety valve, the output of which is connected with an additional hydraulic line to the corresponding 1c n camera variable volume executive

-3,...-3, ...

гидродвигате   и указанна  дополнительна  гндролини  сообщена с входом дополнительного дифференциального предохранительного клапана, полость управлени  которого, через дроссель, сообщена с н порной гидролинией насоса управлени , причем выход из этого клапана сообщен с системой подпитки основного контура дл  обеспечени  двух различных уровней избыточного давлени  в дополнительной гидролинии - первого (меньшего) на период увеличени  объема соответствующей камеры переменного объема исполнительного гидродвигател  и второго (больщего) - соответственно на уменьщение последнего.the hydraulic motor and said additional gdrolini are connected to the inlet of the additional differential safety valve, the control cavity of which, through the throttle, communicates with the porous hydraulic line of the control pump, and the output from this valve is connected with the main circuit make-up system to provide two different levels of overpressure in the additional hydraulic line - the first (smaller) for the period of increasing the volume of the corresponding chamber of the variable volume of the executive hydraulic motor and the second (more st) - by umenschenie last.

На фиг. 1 изображен предлагаемый объемный гидропривод; на фиг. 2 изображен основной насос объемного гидропривода, продольный разрез; на фиг. 3 изображен регулирующий элемент насоса с исполнительным гидродвигателем; на фиг. 4 изображен регулирующий элемент насоса с исполнительным гидродвигателем в разобранном состо нии; на фиг. 5 изображена гидравлическа  схема системы управлени  объемным гидроприводом.FIG. 1 shows the proposed volumetric hydraulic drive; in fig. 2 shows the main pump of a volumetric hydraulic drive, a longitudinal section; in fig. 3 shows a regulating element of a pump with an actuating hydraulic motor; in fig. 4 shows a regulating element of a pump with an actuating hydraulic motor in a disassembled state; in fig. Figure 5 shows the hydraulic circuit of the hydraulic control system.

Объемный гидропривод с замкнутым контуром 1иркул ции содержит основной насос 1 и гидромотор 2, соединенные между собой гидролини ми 3 и 4. Внутренние полости насоса 1 и гидромотора 2 сообщены между собой при помощи гидролинии 5, а также с гидробаком 6 при помощи гидролинии 7 с клапаном 8. Кроме этого гидропривод содержит насос управлени  (на фиг. 1 не показан) встроенньгй в основной, насос 1. Вход насоса управлени  соединен с гидробаком 6 гидролинией 9.The volumetric hydraulic drive with a closed circuit 1irculation contains the main pump 1 and the hydraulic motor 2 interconnected by hydrolines 3 and 4. The internal cavities of the pump 1 and the hydraulic motor 2 communicate with each other by means of the hydroline 5, and with the hydraulic line 6 with the valve 8. In addition, the hydraulic drive contains a control pump (not shown in Fig. 1) embedded in the main, pump 1. The control pump inlet is connected to the hydraulic tank 6 by means of 9 hydraulic lines.

Основной насос 1 содержит корпус 10 с крышками 11 и 12. В корпусе 10 на подшипнике 13 установлен блок цилиндров 14 с поршневыми группами 15, опорные бащмаки 16 которых взаимодействуют с опорным диском 17, установленным на подвижном качающемс  кулачке 18,  вл ющимс  регу-, лйрующим элементом насоса. Блок цилиндров 14 сопр жен щлицами с приводным валом 19, установленным на подшипнике 20, и имеет на-торце, обращенном к крышке 12, рабочие окна 21, сообщенные с рабочими камерами 22. Между блоком цилиндров 14 и крышкой 12 установлен распределительный диск 23, имеющий два разделенных перемычками рабочих окна 24 и 25, которые соединён ь с каналами 26 и 27 крышками 12. Один из указа1шь1Х каналов  вл етс  впускным и служит дл  прохода жидкости с низким избыточным давлением, а другой - выпускным, служащим дл  прохода жидкр;;ти с высоким избыточным давлением, в зависимости от направлени  движени  потока жидкости в замкнутом контуре циркул ции между насосом 1 и гидромотором 2, т. е. канал 26 сообщен с гидролинией 3, а канал 27 - с гидролинией 4. В крышке 12The main pump 1 includes a housing 10 with covers 11 and 12. In the housing 10, a cylinder block 14 with piston groups 15 is mounted on the bearing 13, the supporting bashmaks 16 of which interact with the supporting disk 17 mounted on the movable swing cam 18, which is adjustable element of the pump. The cylinder block 14 is matched to the slots with a drive shaft 19 mounted on a bearing 20, and has, at the end face facing the lid 12, working windows 21 communicated with working chambers 22. A distribution disk 23 is installed between the cylinder block 14 and the lid 12, having two bridged working windows 24 and 25, which are connected to channels 26 and 27 with lids 12. One of the “1X” channels is inlet and serves for the passage of a fluid with a low overpressure, and the other - an outlet that serves to pass the fluid; high overpressure in The dependence on the direction of flow of fluid in a closed circulation circuit between pump 1 and the hydraulic motor 2, ie, passage 26 communicates with hydraulic line 3, and the channel 27 -.. from the hydraulic line 4. The cover 12

736884736884

установлен насос управлени  28, приводной вал 29 которого шлицами св зан с блоком цилиндров 14. БЛШ цилиндров 14 поджат к распределительному диску 24 пружиной 30. Изменение рабочего объема насоса 1 осуществл етс  поворотом регулирующего элемента-кулачка 18 посредством исполнительного гидродвигател  с камерами переменного объема, управл емого распределительным устройством с ручным управл ющим воздействием . Исполнительный гидродвигательA control pump 28 is installed, the drive shaft 29 of which is splined to the cylinder block 14. The cylinder cylinder 14 of the cylinder 14 is pressed into the distribution disk 24 by a spring 30. The change in displacement of the pump 1 is made by turning the cam element 18 by means of an actuating hydraulic motor with variable volume chambers. switchgear with manual control action. Executive hydraulic motor

в имеет «симметричную относительно качающегос  кулачка 18 конструкцию. Ниже будет приведено описание его левой стороны, а те же самые элементы, расположенные с правой стороны, будут иметь тоже позициj онное обозначение с индексом «прим.c has a “symmetrical with respect to the swinging cam 18 design. Below is a description of its left side, and the same elements located on the right side will also have a positional notation with the index “approx.

Качающийс  кулачок 18 имеет дуговую цилиндрическую опорную поверхность 31, котора  сопр жена с соответствующей поверхностью 32, образованной на опоре 33, установленной в крыщке 11,и поворачиваетс  вокруг неподвижной оси, перпендикул рной оси блока цилиндров 14. Кулачок 18 имеет бобышку 34,в прорези которой размещен уплотнительный элемент 35. На опоре 33 закреплен корпус 36 с внутренним дугообразным отверстием 37, в которое входит бобышка 34. Корпус 36 снабжен крышкой 38. Таким образом, бобышка 34 и уплотнительный элемент 35 дел т дугообразное отверстие 37 в корпусе 36 с крышкой 38 на две камеры переменного объема 39 и 40. МеждуThe swinging cam 18 has an arc cylindrical support surface 31, which mates with a corresponding surface 32 formed on the support 33 installed in the flap 11, and rotates around a fixed axis perpendicular to the axis of the cylinder block 14. The cam 18 has a boss 34, in the slot of which placed sealing element 35. On the support 33 is fixed to the housing 36 with an internal arcuate hole 37, which includes a boss 34. The housing 36 is provided with a cover 38. Thus, the boss 34 and the sealing element 35 divides the arcuate hole 37 in a housing 36 with a cover 38 into two variable volume chambers 39 and 40. Between

0 корпусом 36 и качающимс  кулачком 18 установлено эластичное уплотнение 41, герметизирующее камеры 39 и 40. Камеры 39 и 40 на одной стороне опоры 33 соедин ютс  каналами 42 и 43 с аналогичными камерами , расположенными на другой ее стороне.0, the housing 36 and the swing cam 18 are fitted with an elastic seal 41 sealing the chambers 39 and 40. The chambers 39 and 40 on one side of the support 33 are connected by channels 42 and 43 with similar chambers located on the other side.

Распределительное устройство исполнительного гидродвигател  содержит пластину 44, установленную на проставке 45, закрепленной на кулачке 18 при помощи щпи0 лек 46 (пластина 44 и цроставка 45 закреплены винтами 47). Пластина 44 имеет пару отверстий 48 и 49, которые соедин ютс  с соответствующими камерами 39 и 40 при помощи каналов 50 и 51. При повороте исполнительного гидродвигател  против, направлени  движени  часовой стрелки жидкость под давлением подаетс  к отверстию 48 и по каналу 50 попадает в камеру 39 дл  перемещени  бобышки 34 и качающегос  кулачка 18 против движени The control device of the actuating hydraulic motor contains a plate 44 mounted on a spacer 45 fixed on the cam 18 by means of clamp 46 (the plate 44 and the spacer 45 are fixed with screws 47). Plate 44 has a pair of holes 48 and 49, which are connected to the corresponding chambers 39 and 40 by channels 50 and 51. When the hydraulic actuator is turned against, in the direction of the clockwise direction, the pressure is supplied to the hole 48 and through the channel 50 enters the chamber 39 to move the lug 34 and swing cam 18 against movement

часовой стрелки. Увеличение объема камеры 39 влечет за собой уменьщение объема камеры 40, жидкость из последней по каналу 51 и отверстию 49 вытесн етс  в корпус 10 насоса 1. При повороте исполнительного гйдродвигател  по направлению движени  часовой стрелки поток жидкости реверсируетс  - жидкость под давлением подаетс  к отверсти19 49 и по каналу 51 попадает в камеру 40 дл  перемещени  бобышки 34 и качающегос  кулачка 18 по направлению движени  часовой стрелки. Объем камеры 40 увеличиваетс , а камера 39 уменьшаетс  и жидкость из последней по каналу 50 и отверстию 48 вытесн етс  в корпус 10 насоса 1. В каналах 50 и 51 установлены обратные клапаны 52 и 53, и дроссели 54 и 55, что обеспечивает свободный проход жидкости в камеру, объем которой увеличиваетс  и создает подпор в камере, объем которой уменьшаетс , т. е. указанные элементы установлены дл  ограничени  скорости движени  исполнительного гидродвигател  и, следовательно, качающегос  кулачка 18. hour hand. An increase in the volume of chamber 39 entails a decrease in the volume of chamber 40, the fluid from the latter through channel 51 and opening 49 is displaced into the casing 10 of pump 1. When the actuator motor rotates in the direction of the clockwise rotation, the fluid flow reverses - pressurized fluid flows to the opening 19 49 and The channel 51 enters the chamber 40 to move the boss 34 and the swinging cam 18 in the clockwise direction. The volume of chamber 40 is increased, and chamber 39 is reduced and fluid from the latter is channeled through channel 50 and hole 48 into pump 10 casing 10. Channels 50 and 51 have check valves 52 and 53 and throttles 54 and 55, which ensures free flow of fluid. into the chamber, the volume of which increases and creates a prop in the chamber, the volume of which decreases, i.e. these elements are installed to limit the speed of the actuating hydraulic motor and, therefore, the swing cam 18.

Распределительное устройство исполнительного гидродвигател  также имеет рукойтку 56 дл  ручного управл ющего воздействи , котора  крепитс  на оси 57, установленной в крышке 58, закрепленной на корпусе 10. К оси 57- прикреплен рычаг 59 с отверстием 60, в котором установлены два башмака 61 и 62. При повороте руко тки 56 башмак 61 скользит по плоской поверхности крышки 58, а башмак 62 по плоской поверхности пластины 44. Крышка 58 в зоне траектории движени  башмака 61 имеет отверстие (на фиг. 4 не показано), в которое по каналу 63 подаетс  жидкость под давлением от насоса управлени  28. Башмаки 61 и 62 снабжены окнами 64, длина каждого из которых равна рассто нию между отверсти ми 48 и 49 пластины 44, и уплотнены относительно отверсти  60 уплотнительными кольцами 65. Между шайбами 66 в отверстии 60 установлена пружинна  шайбаThe switchgear of the actuating hydraulic motor also has a manual actuating arm 56, which is mounted on an axis 57 mounted in a cover 58 attached to the housing 10. A lever 59 with an opening 60, in which two shoes 61 and 62 are mounted, is attached to the axis 57-. When the handle 56 is rotated, the shoe 61 slides along the flat surface of the cover 58, and the shoe 62 over the flat surface of the plate 44. The cover 58 in the area of the movement path of the shoe 61 has an opening (not shown in Fig. 4) into which fluid is supplied through the channel 63 pressure by controlling the pump 28. The shoes 61 and 62 are provided with windows 64, each of length equal to the distance between the holes 48 and 49 of the plate 44, and holes 60 are sealed relatively sealing rings 65. Between the washers 66 in the bore 60 a spring washer

67,обеспечиваюш,а  предварительный поджим опорных поверхностей башмаков 61 и 62 к соответствующим поверхност м крышки 58 и пластины 44.67, while preloading the supporting surfaces of the shoes 61 and 62 to the corresponding surfaces of the cover 58 and the plate 44.

С правой стороны кулачка 18 на оси 57 вместо руко тки 56 установлен указательOn the right side of the cam 18 on the axis 57 instead of the handle 56 there is a pointer

68,показывающий точное угловое положение кулачка 18. Исполнительный гидродвигатель работает следующим образом . При нейтральном положении руко тки 56 окно 64 в башмаке 62 находитс  между отверсти ми 48 -и 49, которые перекрыты опорным по ском башмака 62. Дл  изменени  рабочего объема насоса 1 руко тка 56 управлени  передвигаетс  в нужное положение . Так, например, движение руко тки 56 по часовой стрелке перемещает башмаки 61 и 62 по часовой стрелке и устанавливает окно 64 соосно отверстию 49, отверстие 48 при этом открываетс . Жидкость под давлением от насоса управлени  28 по каналу 63 попадает в окно 64 башмака 61 и далее в окно 64 башмака 62, откуда через отверстие 49 и канал 51 в камеру 40. Одновременно жидкость вытесн етс  из камеры 39 через канал 50 и отверстие 48 пластины 44 вь1тесн етс  в корпус 10 насоса 1. Изменение объема камер 39 и 40 приводит к повороту качающегос  кулачка 18 по направлению движени  часовой стрелки, как это описано выше. После перемещени  кулачка 18 на тот же угол, что и руко тка 56, окно 64 устанавливаетс  между отверсти ми 48 и 49 пластины 44 иисполнительный 5 гидродвнгатель останавливаетс . Кроме, ручного управл ющего воздействи  на исполнительный гидродвигатель изобретение предусматривает автоматическую систему регулировани  рабочего объема насоса 1. Основные элементы автоматической системы регулировани  смонтированы на крышке 12 насоса 1. Как было от 1ечено ранее, насос управлени  28 нагнетает жидкость под давлением по каналу 63 к распределительному устройству исполнительного гидродвигател . Давление в напорной гидролинии 69 насоса 28 регулируетс  переливным клапаном 70. Поскольку усилие необходимое дл  поворота качающегос  кулачка 18 увеличиваетс  с увеличением давлени , развиваемого основным насосом 1,68, showing the exact angular position of the cam 18. The executive hydraulic motor works as follows. At the neutral position of the handle 56, the window 64 in the shoe 62 is located between the openings 48 and 49, which are blocked by the supporting shoe of the shoe 62. To change the displacement of the pump 1, the control handle 56 moves to the desired position. For example, the movement of the handle 56 clockwise moves the shoes 61 and 62 clockwise and sets the window 64 coaxially to the hole 49, the hole 48 opens. The pressurized fluid from the control pump 28 through the channel 63 enters the window 64 of the shoe 61 and further into the window 64 of the shoe 62, from where through the hole 49 and the channel 51 into the chamber 40. At the same time, the liquid is expelled from the chamber 39 through the channel 50 and the hole 48 of the plate 44 Fitted into the casing 10 of the pump 1. A change in the volume of the chambers 39 and 40 causes the swinging cam 18 to rotate in the direction of clockwise rotation, as described above. After moving the cam 18 to the same angle as the handle 56, the window 64 is installed between the openings 48 and 49 of the plate 44 and the executing 5 hydraulics valve stops. In addition, the manual control action on the actuating hydraulic motor of the invention provides for an automatic control system for the pump 1 displacement volume. The main elements of the automatic control system are mounted on the cover 12 of the pump 1. As it was before, the control pump 28 injects fluid under pressure through the channel 63 to the switchgear executive hydraulic motor. The pressure in the pressure line 69 of the pump 28 is controlled by the overflow valve 70. Since the force required to turn the rocker cam 18 increases with increasing pressure developed by the main pump 1,

0 переливной клапан 70 регулируетс  так, что давление управлени  мен етс  непосредственно с изменением давлени  в нагнетательной гидролинии замкнутого, контура объемного гидропривода.0, the overflow valve 70 is controlled so that the control pressure varies directly with the pressure in the discharge line of the closed-loop hydraulic circuit.

5 Избыток жидкости в системе управлени  сбрасываетс  через переливной клапан 70 в систему подпитки замкнутого контура, циркул ции, при этом давление в сливной гидролинии замкнутого контура контролируетс  подпорным клапаном 71, избыток жидкости в системе подпитки сбрасываетс  через этот клапан в корпус 10. В схеме предусмотрен, как было указано выше, подпорный клапан 8, который обеспечивает поддержание внутри корпуса 10 заданного уровн  избыточного давлени  жидкости. Поддержание заданного уровн  избыточного давлени  в корпусе 10 насоса 1, обеспечивает подпитку замкнутого контура циркул ции через клапан 71, в том случае, если вс  объемна  подача насоса управлени  28 ис пользуетс  на быстрое перемещение исполнительного гидродвигател , что может иметь место при резком нагружёнии гидромотора 2.5 The excess fluid in the control system is discharged through the overflow valve 70 to the closed circuit make-up and circulation system, while the pressure in the closed-loop discharge line is controlled by the retaining valve 71, and the excess liquid in the make-up system is discharged through this valve into the body 10. The scheme provides As mentioned above, a retaining valve 8, which maintains a predetermined level of fluid overpressure inside the housing 10. Maintaining a given level of overpressure in the casing 10 of pump 1 provides for feeding a closed circulation loop through valve 71, if the entire volume flow of the control pump 28 is used for the rapid movement of the actuating hydraulic motor, which can occur with a sharp loading of the hydraulic motor 2.

Claims (1)

1. Прокофьев В. Н. и др. Аксиальнопоршневой регулируемый гидропривод. М., «Машиностроение, 1969, с. 25, рис. 1.23.1. Prokofiev V.N. and others. Axial-piston adjustable hydraulic drive. M., “Mechanical Engineering, 1969, p. 25, fig. 1.23. Фиг,. 1FIG. one УА/////UA ///// I I f /j ffI I f / j ff 16sixteen 5five «" Фнг.ЗFng.Z