RU1789785C

RU1789785C - Reversible pump feed control mechanism

Info

Publication number: RU1789785C
Application number: SU914911313A
Authority: RU
Inventors: Владимир Константинович Свешников; Владимир Наумович Сегал; Алексей Владимирович Петров
Original assignee: Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков
Priority date: 1991-02-15
Filing date: 1991-02-15
Publication date: 1993-01-23

Abstract

Сущность изобретени : поршни двух гидроцилиндров различных диаметров с рабочими полост ми контактируют с расположенным в дренажной полости реверсивного насоса органом регулировани подачи. Гидроусилитель выполнен по полумостовой схеме и св зан с задающим двигателем и поршнем гидроцилиндра большего диаметра . Рабоча полость гидроцилиндра меньшего диаметра соединена с напорной линией насоса управлени . Гидроусилитель выполнен в виде регулируемого сопротивлени , образованного осевым каналом, расположенным в поршне гидроцилиндра большего диаметра с выходом в дренажную полость. Винтова оправка св зана с задающим двигателем и снабжена двусторонним ограничителем хода. Рабоча полость гидроцилиндра большего диаметра расположена со стороны винтовой оправки и соединена с напорной линией насоба управлени через посто нное гидравлическое сопротивление. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. СО СSUMMARY OF THE INVENTION: pistons of two hydraulic cylinders of various diameters with working cavities are in contact with a feed control member located in the drainage cavity of a reversible pump. The hydraulic booster is made according to a half-bridge circuit and is connected with a driving motor and a piston of a larger diameter hydraulic cylinder. A smaller hydraulic cylinder working cavity is connected to the pressure line of the control pump. The hydraulic booster is made in the form of an adjustable resistance formed by an axial channel located in the piston of a larger diameter hydraulic cylinder with access to the drainage cavity. The screw mandrel is coupled to a driving motor and provided with a two-way travel stop. The working cavity of a larger diameter hydraulic cylinder is located on the side of the screw mandrel and is connected to the pressure line of the control pump through a constant hydraulic resistance. 4 s.p. f-ly, 2 ill. CO C

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может найти применение в гидросистемах станков с ЧПУ (например, плоскошлифовальных, долбежных) и других машин.The invention relates to mechanical engineering and may find application in the hydraulic systems of CNC machines (e.g., surface grinding, grooving) and other machines.

Известен механизм регулировани с гидроусилителем типа сопло-заслонка, у которого роль заслонки выполн етторец иглы, нагруженной давлением со стороны сопла (см. В.К.Свешников, А.А.Усов. Станочные гидроприводы. М,: Машиностроение, 1988, с. 241, рис. 6.5). В процессе работы усилие от давлени посто нно сравниваетс с действующими на иглу дополнительно усили ми со стороны регулировочной пружины и катушки электромеханического преобразовател , поэтому игла работает в режиме кла- пана, обеспечива пропорциональное изменение давлени на входе в сопло в зависимости от электрического сигнала управлени . Позиционирование управл емогоA control mechanism with a hydraulic booster of the nozzle-damper type is known, in which the role of the damper is played by a needle threader, loaded with pressure from the nozzle side (see V.K.Sveshnikov, A.A. Usov. Machine-driven hydraulic drives. M, Engineering, 1988, p. 241, Fig. 6.5). During operation, the pressure force is constantly compared with the additional forces exerted on the needle by the control spring and the coil of the electromechanical converter, so the needle operates in the valve mode, providing a proportional change in the pressure at the nozzle inlet depending on the electric control signal. Managed Positioning

элемента (в данном случае золотника) возможно лишь путем изменени давлени в его торцовой камере и использовани силовой пружины, нагружающей золотник с противоположной стороны. Такое решение приводит к увеличению габаритных размеров устройства и не отвечает требовани м высокой надежности, поскольку изменение условий истечени жидкости через гидроусилитель (например, из-за изменени ее температуры) приводит к по влению значи-. тельной ошибки позиционировани .element (in this case, the spool) is possible only by changing the pressure in its end chamber and using a power spring loading the spool from the opposite side. Such a solution leads to an increase in the overall dimensions of the device and does not meet the requirements of high reliability, since a change in the conditions of fluid flow through the hydraulic booster (for example, due to a change in its temperature) leads to a value. a true positioning error.

Известен также механизм регулировани подачи пластинчатого насоса, в котором питание системы управлени с клапаном давлени (возможно пропорциональным) реализовано от основного насоса через дроссель (см. там же стр. 29, рис. 2.5.г.). Недостатком конструкции вл етс невозможность реверсивного режима работы.There is also a known mechanism for controlling the flow of a vane pump, in which a control system with a pressure valve (possibly proportional) is supplied from the main pump via a throttle (see also page 29, Fig. 2.5.d.). A design disadvantage is the impossibility of a reverse mode of operation.

vivi

0000

юYu

ыs

оо oo

;СЛ; SL

Прототипом изобретени вл етс механизм регулировани подачи реверсивного насоса, содержащий насос управлени , два гидроцилиндра различных диаметров с рабочими полост ми и поршн ми, контактирующими с расположенным в дренажной полости реверсивного насоса органом регулировани подачи, гидроусилитель, выполненный по полумостовой схеме, св занный с задающим двигателем и поршнем гидроцилиндра большего диаметра, причем рабоча полость гидроцилиндра меньшего диаметра соединена с напорной линией насоса управлени (см. В.К.Свешников, А.А.Усов;Станочные гидроприводы. М.: Машиностроение , 1982, с. 38, рис. 10).A prototype of the invention is a feed control mechanism for a reversible pump, comprising a control pump, two hydraulic cylinders of various diameters with working cavities and pistons in contact with a feed control device located in the drain cavity of the reversible pump, a half-hydraulic booster coupled to the driving motor and a piston of a larger diameter hydraulic cylinder, the working cavity of a smaller diameter hydraulic cylinder being connected to the pressure line of the control pump (see V.K.Sveshnikov, .A.Usov; Machine hydraulic actuators M .: Engineering, 1982, 38, Figure 10)....

Поскольку в данном механизме гидроусилитель выполнен в виде двухкромочного золотника, он имеет пониженную надежность в св зи с опасностью заклинивани при попадании загр зн ющих частиц в радиальный зазор. Кроме того, золотниковый гидроусилитель имеет увеличенные осевые размеры.Since in this mechanism the hydraulic booster is made in the form of a double-edge spool, it has a reduced reliability due to the risk of jamming when contaminants enter the radial clearance. In addition, the spool hydraulic booster has increased axial dimensions.

Целью изобретени вл етс повышение надежности и уменьшение габаритных размеров механизма регулировани подачи реверсивного насоса.The aim of the invention is to increase reliability and reduce the overall dimensions of the flow control mechanism of the reversing pump.

Поставленна цель достигаетс тем, что в. известном механизме регулировани подачи реверсивного насоса гидроусилитель выполнен в виде регулируемого сопротивлени , образованного осевым каналом в поршне гидроцилиндра большего диаметра с выходом в дренажную полость, и винтовой оправкой, св занной с задающим двигателем и снабженной двусторонним ограничителем хода, причем рабоча полость гидроцилиндра большего диаметра расположена со стороны винтовой оправки и соединена с напорной линией насоса управлени через посто нное гидравлическое сопротивление. Двусторонний ограничитель хода может быть выполнен в виде буртика , размещенного на винтовой оправке с образованием двух торцовых полостей и двух упоров, при этом торцовые полости соединены с дренажной полостью через осевое отверстие, выполненное в винтовой оправке. Винтова оправка может быть св зана с задающим двигателем муфтой, допускающей свободу осевого перемещени винтовой оправки. С целью установки рабочего органа в нейтральное положение при запуске насоса, каждый из поршней обоих гидроцилиндров может быть снабжен пружиной и ограничител ми хода пружин. В качестве задающего двигател может быть установлен шаговый электродвигатель .The goal is achieved in that. The known mechanism for controlling the supply of a reversible pump, the hydraulic booster is made in the form of an adjustable resistance formed by an axial channel in the piston of a larger cylinder with an exit to the drainage cavity, and a screw mandrel connected to the driving motor and equipped with a two-way travel limiter, the working cavity of a larger diameter cylinder being located side of the screw mandrel and is connected to the pressure line of the control pump through a constant flow resistance. A two-way travel limiter can be made in the form of a shoulder placed on a screw mandrel with the formation of two end cavities and two stops, while the end cavities are connected to the drainage cavity through an axial hole made in the screw mandrel. The screw mandrel may be coupled to the driving motor with a coupling allowing freedom of axial movement of the screw mandrel. In order to set the working body in a neutral position when starting the pump, each of the pistons of both hydraulic cylinders can be equipped with a spring and spring travel stops. A stepping motor may be installed as the driving motor.

Таким образом, предлагаемое решение соответствует критерию изобретени новизна . Сравнение за вл емого решени с другими техническими решени ми в данной области техники не позволило вы вить в них признаки, отличающие за вл емое решение от прототипа, что позвол ет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличи .Thus, the proposed solution meets the criteria of the invention of novelty. Comparison of the claimed solution with other technical solutions in the art did not allow them to identify features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion meets significant differences.

На фиг. 1 показано конструктивное исполнение устройства; на фиг. 2 - узел регулировани подачи в увеличенном виде.In FIG. 1 shows a design of the device; in FIG. 2 is an enlarged view of a feed control unit.

Механизм регулировани подачи реверсивного насоса содержит насос управлени The reversing pump feed control mechanism comprises a control pump

5 1, два гидроцилиндра - большего диаметра 2 и меньшего диаметра 3 с рабочими полост ми соответственно 4 и 5 и поршн ми 6 и 7, контактирующими с расположенным в дренажной полости 8 органом регулирова0 ни подачи 9, гидроусилитель 10, выполненный по полумостовой схеме, св занный с задающим двигателем 11 и поршнем 6 гидроцилиндра большего диаметра, причем рабоча полость 5 гидроцилиндра меньшего5 1, two hydraulic cylinders - with a larger diameter 2 and a smaller diameter 3 with working cavities 4 and 5, respectively, and pistons 6 and 7 in contact with the supply control organ 9 located in the drainage cavity 8, the hydraulic booster 10, made according to the half-bridge circuit, connected with the master motor 11 and the piston 6 of a larger cylinder, the working cavity 5 of a smaller cylinder

5 диаметра 3 соединена с напорной линией 12 насоса управлени 1. Гидроусилитель 10 выполнен в виде регулируемого сопротивлени , образованного осевым каналом 13 в поршне 6 гидроцилиндра большего диамет0 ра 2 с выходом в дренажную полость 8, и винтовой оправкой 14, св занной с задающим двигателем 11 и снабженной двусторонним ограничителем хода 15. Рабоча полость 4 гидроцилиндра большего диамет5 ра 2 расположена со стороны винтовой оправки 14 и соединена с напорной линией 12 насоса управлени 1 через посто нное гидравлическое сопротивление 16. Двусторонний ограничитель хода 15 выполнен в виде5 of diameter 3 is connected to the pressure line 12 of the control pump 1. The hydraulic booster 10 is made in the form of an adjustable resistance formed by the axial channel 13 in the piston 6 of a larger hydraulic cylinder 2 with an outlet to the drainage cavity 8 and a screw mandrel 14 connected to the driving motor 11 and equipped with a two-way stroke limiter 15. The working cavity 4 of the larger hydraulic cylinder 5 ra 2 is located on the side of the screw mandrel 14 and is connected to the pressure line 12 of the control pump 1 through a constant hydraulic resistance 16. Two sided stroke limiter 15 is designed as a

0 буртика 17, размещенного на винтовой оправке . 14 с образованием двух торцовых полостей 18 и 19 и двух упоров 20 и 21, при этом торцовые полости 18 и 19 соединены с дренажной полостью 8 через осевое отвер5 стие 22, выполненное в винтовой оправке 14. Винтова оправка 14 соединена с задающим шаговым двигателем 11 муфтой 23, допускающей свободу осевого перемещени винтовой оправки 14. С целью установ0 ки органа регулировани подачи 9 в нейтральное положение при запуске насоса , каждый из поршней 6 и 7 обоих гидроцилиндров снабжен пружинами соответственно 24 и 25 и ограничител ми хода0 shoulder 17 located on a screw mandrel. 14 with the formation of two end cavities 18 and 19 and two stops 20 and 21, while the end cavities 18 and 19 are connected to the drainage cavity 8 through an axial hole 22 made in a screw mandrel 14. The screw mandrel 14 is connected to the master stepper motor 11 with a coupling 23, allowing freedom of axial movement of the screw mandrel 14. In order to set the feed control 9 to a neutral position when starting the pump, each of the pistons 6 and 7 of both hydraulic cylinders is equipped with springs 24 and 25, respectively, and travel stops

5 26 и 27 пружин. На чертеже дополнительно обозначены: А и Б -линии св зи с гидродвигателем .5 26 and 27 springs. In the drawing, additionally indicated: A and B-communication lines with a hydraulic motor.

Работает механизм регулировани подачи реверсивного насоса следующим образом .The reverse flow pump control mechanism operates as follows.

В зависимости от положени органа регулировани подачи 9 насос подает масло из линии А в линию Б или наоборот, причем направление подачи определ етс направлением смещени органа регулировани подачи 9 от нейтрального положени , а ее величина - величиной эксцентриситета (более подробно работу насоса см. В.К. Свешников , А.А. Усов. Станочные гидроприводы. М.: Машиностроение, 1988, с. 26).Depending on the position of the regulator 9, the pump delivers oil from line A to line B or vice versa, the direction of delivery being determined by the direction of displacement of the regulator 9 from the neutral position, and its magnitude is determined by the eccentricity (for more details on pump operation see B. K. Sveshnikov, A. A. Usov, Machine-Tool Hydraulic Drives, Moscow: Mashinostroenie, 1988, p. 26).

Положение органа регулировани подачи 9 относительно нейтрального положени определ етс взаимодействием поршней 6 и 7 и пружин 26 и 27, которые устанавливают орган регулировани подачи 9 в среднее положение при выключении насоса . Управление положением орана регулировани подачи 9 реализуетс путем перемещени винтовой оправки 14 при ее вращении шаговым электродвигателем 11 через муфту 23. Так при смещении винтовой оправки 14, например вправо, увеличиваетс зазор между оправкой 14 и осевым каналом 13, в результате чего давление в рабочей полости 4 уменьшаетс и усилие, создаваемое давлением в рабочей полости 5 и пружиной 25, сдвигает орган регулировани подачи 9 вместе с поршнем 6 вправо до тех пор, пока зазор не уменьшитс до исходной величины, соответствующей равновесию сил на органе регулировани подачи 9. При смещении винтовой оправки 14 влево, давление в полости 4 растет и орган регулировани подачи 9 смещаетс влево. Учитыва соотношение рабочих площадейThe position of the feed control 9 relative to the neutral position is determined by the interaction of the pistons 6 and 7 and the springs 26 and 27, which set the feed control 9 to a middle position when the pump is turned off. The position of the feed control oran 9 is controlled by moving the screw mandrel 14 when it is rotated by the stepper motor 11 through the coupling 23. Thus, when the screw mandrel 14 is displaced, for example to the right, the gap between the mandrel 14 and the axial channel 13 increases, as a result of which the pressure in the working cavity 4 the force created by the pressure in the working cavity 5 and the spring 25 also decreases, and the feed control element 9 moves together with the piston 6 to the right until the gap decreases to the initial value corresponding to equilibrium yl organ feed regulation screw 9. When the displacement of the mandrel 14 to the left, the pressure in the cavity 4 increases and the feed regulation body 9 is displaced to the left. Taking into account the ratio of working areas

поршней 7 и 8, равное 1:2, можно сделать вывод о том, что при неподвижном оргаж регулировани подачи 9 давление в рабочв полости 4 примерно равно половине давле ни в напорной линии 12 насоса управлени:pistons 7 and 8, equal to 1: 2, we can conclude that when the supply control 9 is stationary, the pressure in the working cavity 4 is approximately equal to half the pressure in the pressure line 12 of the control pump:

1 (усили пружин 24 и 25 сравнительно не велики). Винтова оправка 14 разгружена о действи осевых сил давлени на ее рабе чий торец, что позвол ет обеспечить доста точно высокое быстродействие механизма1 (the forces of the springs 24 and 25 are relatively small). The screw mandrel 14 is unloaded about the action of axial pressure forces on its slave end face, which allows for a sufficiently high speed of the mechanism

а применение цифрового принципа управ лени и гидроусилител , малочувствительного к засорению - существенное повышение надежности,and the application of the digital principle of control and hydraulic booster, insensitive to clogging - a significant increase in reliability,

Поскольку регулируемое и посто нно гидравлическое сопротивление гидроусили тел 10 имеют геометрию, близкую к диа рагме, точность регулировани практическ не зависит от температуры рабочей жидксSince the adjustable and constant hydraulic resistance of the hydraulic booster 10 has a geometry close to the diagram, the accuracy of regulation is practically independent of the temperature of the working fluid

сти,STI

В гидросистеме с реверсивным насосом практически отсутствуют дроссельные потери мощности. Это обеспечивает повышение КПД гидропривода и уменьшает тепловыделение , что особенно важно дл прецизионного оборудовани .In a hydraulic system with a reversible pump, there are practically no throttle power losses. This provides an increase in hydraulic drive efficiency and reduces heat generation, which is especially important for precision equipment.

Claims

1. The mechanism for regulating the flow of a reversible pump, comprising a control pump, two hydraulic cylinders of various diameters with working cavities and pistons in contact with the flow regulating body located in the drainage cavity of the reversing pump, a hydraulic booster made according to a half-bridge circuit connected to the driving motor and a piston of a larger diameter hydraulic cylinder, and the working cavity of a smaller diameter hydraulic cylinder is connected to the pressure line of the control pump, so that it can be raised above life and reduce the overall dimensions of the mechanism, the hydraulic booster is made in the form of an adjustable resistance formed by an axial channel made in the piston of a larger diameter hydraulic cylinder with an outlet to the drainage cavity, and a screw mandrel connected to the driving motor and equipped with a two-way travel limiter, and the working cavity larger diameter hydraulic cylinders

0 5 0 5

laid on the side of the screw mandrel and connected to the pressure line of the control pump through a constant hydraulic resistance.

2. The mechanism according to p. 1, characterized in that the two-way travel limiter is made in the form of a shoulder placed on a screw mandrel with the formation of two end cavities and two stops, while the end cavities are connected to the drainage cavity through an axial hole made in the screw mandrel.

3. Pop mechanism, 1, characterized in that the screw mandrel is connected to the driving motor by a coupling with the possibility of axial movement of the screw mandrel.

4. The mechanism of pop. 1, characterized in that, in order to ensure that the feed control is in a neutral position when the pump is started, each of the pistons of both hydraulic cylinders is filled with springs and their travel limits

5. The mechanism according to claim 1, characterized in that a stepping motor is installed as the master motor.

22 78 13 2 Bud