Гидравлический следящий привод. Электрогидравлические усилители (дросселирующие распределители). Схема двухкаскадного дросселирующего распределителя без обратной связи

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД

ГСП предназначен для преобразования, усиления и воспроизведения исполнительным органом слабого входного воздействия, которое изменяется по произвольному закону. Закон движения может устанавливаться копиром или задатчиком. В основе гидравлических и электрогидравлических следящих приводов лежат гидроусилители и дросселирующие распределители. В следящем приводе обязательно наличие обратной связи. Гидроусилители могут быть двух типов: без обратной связи, которые называются дросселирующими распределителями и с обратной связью. В системах с обратной связью отработанный сигнал непрерывно сравнивается с управляющим и разность их вызывает действие системы таким образом, чтобы эта разность (ошибка, рассогласование) сводилась к нулю.

В следящих гидроприводах обратная связь может быть механической, гидравлической или электрической. ГСП в металлорежущих станках применяется для копировальной обработки деталей сложной конфигурации при токарной, фрезерной, шлифовальной обработке, а также в системах автоматического управления технологическими параметрами, адаптивных системах и станках с числовым программным управлением. По виду запорно-регулирующего элемента (сопротивления) бывают золотниковые, сопло-заслонка и струйные. По числу последовательно соединенных дросселирующих гидрораспределителей, через которые проходит сигнал управления к гидродвигателю делят на одно-, двух- или многокаскадные. Энергетические и силовые свойства гидроусилителей оцениваются коэффициентами усиления по мощности и силе (отношение выходной величины к входной), которые могут достигать 100000.

Преобразование дросселирующего распределителя в гидравлический следящий привод

Однокаскадный ГУ с встроенным четырехщелевым золотником

• Обратная отрицательная с вязь реализована соответствующим расположением отводных каналов в гильзе золотниковой пары.

Электрогидравлические усилители (дросселирующие распределители)

Золотниковый двухкаскадный дросселирующий распределитель Г68-1 1 – электромеханический преобразователь (ЭМП); 2 – золотник первого каскада диаметром 3 мм имеет осциллирующее движение от ЭМП с частотой 55 Гц и амплитудой 0,01-0,1 мм; 7 – золотник второго каскада вращается реактивной турбинкой 5 с частотой 300 об/мин

Двухкаскадный дросселирующий распределитель с двухщелевым распределителем сопло-заслонка первом каскаде и четырехщелевым золотниковым во втором без обратной связи

Принципиальная схема

Конструктивная схема Якорь 2 (ЭМП 1) закреплен в трубчатом тонкостенном (0,05-0,2 мм) пружинном элементе 3.

Параметры: ток управления ± 20 мА, наибольший ход заслонки ± (0,05 ÷ 0,1) мм, диаметр сопел 0,5 ÷ 1,2 мм, Диаметр золотника 6 ÷ 10 мм, ход золотника 0,5 ÷ 1мм, давление 7, 14 и 21 МПа.

Двухкаскадный дросселирующий распределитель УГЭ8 с двухщелевым распределителем сопло-заслонка в первом каскаде и четырехщелевым золотниковым во втором с гидравлической обратной связью по положению золотника второго каскада

Конструкция

Принципиальная схема Подвод питания в первый каскад усиления производится через дроссель 5. Конуса 2 и 3 золотника второго каскада являются заслонками для сопел обратной связи 1 и 4.

Трехкаскадный дросселирующий распределитель 4WS3EE (Германия) с электрической обратной связью по положению золотника третьего каскада

5- катушки, 6- сердечник датчика обратной связи; 8- заслонка первого каскада; 11- золотник второго каскада; 7- золотник третьего каскада.

Струйный дросселирующий распределитель а) - принцип работы гидроусилителя основан на преобразовании потенциальной энергии давления (Р0, Q0) в кинетическую энергию струи, вытекающей из конического насадка 1, и последующем преобразовании этой энергии в потенциальную энергию давления в каналах приемной головки 2. б) – воздействие струи на приемные окна

Схема двухкаскадного дросселирующего распределителя без обратной связи

Двухкаскадный дросселирующий распределитель с обратной связью

Гидравлическая внутренняя отрицательная обратная связь между каскадами реализована соответствующим расположением отводных каналов приемных окон.

Гидравлические следящие приводы

Гидравлический следящий привод с четырехщелевым дросселирующим распределителем копировально- фрезерного станка

Дросселирующий распределитель типа Г61-41: Расход номинальный 16 л/мин; Давление номинальное 6,3 МПа; Диаметральный зазор в сопряжении золотника с гильзой 15 – 20 мкм.

ГСП с двухкаскадными дросселирующими распределителями

В однокаскадных приводах при больших диаметрах золотников, расходах и давлениях вследствие гидростатической неуравновешенности от погрешности изготовления золотниковых пар, гидродинамических сил, облитерации и других явлений должна быть значительная сила натяжения пружины. В результате контактная сила между щупом и копиром может составлять 1 – 3 кгс и более. Для уменьшения этих сил устанавливается дополнительный гидроусилитель.

С двумя четырехщелевыми золотниковыми распределителями (в первом и втором каскадах)

С однощелевым в первом каскаде и четырехщелевым во втором

Необходимость обеспечения незначительной величины силы управления гидроусилителем характерна также для всех комбинированных электро- и пневмогидравли-ческих приводов.

Гидросуппорт токарного станка

• Чем определяется ?
• Давление в штоковой полости.
• Давление в поршневой полости.
• Расход через дроссель 7.
• Расход через щель золотника.
• Величина щели.
• Скорость следящей подачи.
• При отсутствии следящей подачи
• При движении суппорта вверх
• При движении суппорта вниз

ЭГСП токарного станка

ГСП с зависимой задающей подачей

Р1+ Р2 → R пр≈ const Р1 пропорцион. Qc2 Р2 пропорцион. Qз2 Vс2 + Vз2 = const- соответствует окружности