SU748043A1 - Гидросистема синхронизации гидродвигателей - Google Patents

Description

Изобретение относится к гидравлическому приводу и может быть использовано для синхронизации исполнительных органов гидрофицированных машин и механизмов.

Известна гидросистема синхронизации гндродвигателей, содержащая соединенные жесткой связью синхронизирующие гидромоторы, входы которых сообщены с полостями гидродвигателей, а выходы — со сливной гидролинией, в которой установлено дроссельное устройство, выполненное в виде регулятора расхода (1J.

Недостатком известной гидросистемы является низкая КПД и низкая надежность работы ввиду того, что в известной гидросистеме насос и синхронизирующие гидромоторы работают при максимальном рабочем давлении независимо от нагрузки на гидро двигателях, что снижает ресурс их работы, а скорость гндродвигателей определяется настройкой регулятора расхода и составляет только часть максимальной скорости, определяемой производительностью насоса. Кроме того, недостатком известных гидросистем является отсутствие возможности регулиро вания разницы нагрузок, при которой обес печивается синхронное' движение гидродвигателей.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности гидросистемы, а также расширение диапазона регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что дроссельное устройство выполнено в виде подпорного клапана, причем последовательно с последним установлено дополнительное дроссельное устройство, вход которого сообщен с входами гидромоторов гидролиния10 ми с обратными клапанами. Кроме того, подпорный клапан выполнен в виде клапана непрямого действия и двух вспомогательных клапанов, сообщенных с полостью управления первого и отрегулированных на разное давление.

¹⁵ На фиг. 1 представлена гидросистема синхронизации гндродвигателей; на фиг. 2 — вариант исполнения гидросистемы с клапаном непрямого действия.

Гидросистема состоит из насоса 1, ли20 ния нагнетания 2 которого соединена с бес· штоковыми полостями 3 и 4 гидродвигателей, которые выполнены в виде гидроцилиндров 5 и 6. Штоковые полости 7 и 8 гидродвигателей сообщены с входами 9 и 10 сии хронизирующих гндромоторов 11 и 12, соединенных между собой жесткой связью 13. Выходы 14 и 15 синхронизирующих гидромоторов сообщены со сливной гидролинией 16, в которой установлен подпорный клапан 17. Последовательно с клапаном 17 установлено дополнительное дроссельное устройство 18, выполненное в виде клапана (фиг. 1) или дросселя (фиг. 2). Вход дополнительного дроссельного устройства сообщен с входами гидромоторов гидролиниями 19 и 20 с обратными клапанами 21 и 22. Подпорный клапан 17 может быть выполнен в виде клапана 23 непрямого действия и двух вспомогательных клапанов 24 и 25, последний из которых сообщен с полостью 26 управления клапана непрямого действия через распределитель 27 (фиг. 2). Кроме того, в полости управления клапана непрямого действия предусмотрен распределитель 28. Жесткая связь синхронизирующих гидромоторов может быть выполнена в виде муфты, если отношение объемных постоянных гидромоторов равно отношению объемных постоянных или отношению площадей выходных полостей гидрод'вигателей, или в виде редуктора в противном случае. Гидроцилиндры 5 и 6 разделены на полости поршнями 29 и 30 со штоками 31 и 32 соответственно.

Гидросистема работает следующим образом.

Рабочая среда от насоса 1 поступает в бесштоковые полости 3 и 4 гидроцилиндров 5 и 6. Из штоковых полостей 7 и 8 рабочая среда поступает во входы 9 и 10 синхронизирующих гидромоторов 11 и 12, гидромоторы вращаются с одинаковой скоростью, а рабочая среда из выходов 14 и 15 гидромоторов поступает в сливную гидролинию 16 и далее через подпорный клапан 17 и дроссельное устройство 18 поступает в бак. Перепад давлений на подпорном клапане 17 через гидромоторы передается в штоковые полости гидроцилиндров и нагружает поршни 29 и 30 гидроцилиндров 5 и 6 дополнительной нагрузкой, пропорциональной величине давления в штоковой полости и площади поршня со стороны штока. При одинаковых нагрузках на штоках 31 и 32 гидроцилиндров 5 и 6 величина давления в штоковых полостях гидроцилиндров также одинакова.

Таким образом, нагрузка на поршни гидроцилиндров, складывающаяся из внешней нагрузки на штоке и дополнительной нагрузки от давления в штоковой полости одинакова, что обеспечивает одинаковое сопротивление потоку рабочей среды со стороны поршней гидроцилиндров и синхронное движение их штоков.

При разнице внешней нагрузки на штоки гидроцилиндров, не превышающей удвоенное произведение перепада давлений на подпорном клапане 17 на площадь цоршня со стороны штока, менее нагруженный гидроцилиндр, например 5 принудительно вращает соединенный с ним .гидромотор 11 который в этом случае работает в режиме мотора. При этом штоковая полость 7 нагружается дополнительным давлением так, что давление в этой полости.превышает давление на входе в подпорный клапан 17. Другой гидромотор 12, сообщенный с более нагруженным гидроцилиндром 6, благодаря жесткой связи 13 работает с режиме насоса, разгружая штоковую полость 8. При этом давление в полости 8 понижается ниже давления на входе в подпорный клапан 17 на ту же величину, на которую возрастает давление в полости 7. Таким образом, нагрузка на поршни гидроцилиндров, нагруженных разной внешней нагрузкой, сравнивается благодаря перераспределению давления на входе в подпорный клапан между штоковыми полостями гидроцилиндров, что обеспечивает одинаковое сопротивление потоку рабочей среды со стороны поршней гидроцилиндров И’синхронное движение их штоков. При разнице внешней нагрузки на штоки, превышающей удвоенное произведение перепада давлений на подпорном клапане на площадь поршня со стороны штока, или при выдвижении одного из поршней до упора, например гидроцилиндра 6, весь поток рабочей среды от насоса 1 поступает в бесштоковую полость 3 менее нагруженного или не достигшего своего крайнего положения гидроцилиндра 5. Поток из штоковой полости 7 этого гидроцилиндра принудительно вращает сообщенный с этой полостью гидромотор 11 с удвоенной скоростью. При этом давление в полости 7 и на входе 9 гидромотора возрастает по отношению к давлению на входе в подпорный клапан 17 на величину перепада давлений на этом клапане. Гидромотор 12 также вращается с удвоенной скоростью, при этом подпитка этого гидромотора осуществляется по гидролинии 20 через обратный клапан 22, а необходимое давление подпитки обеспечивается настройкой дроссельного устройства 18. Таким образом, при дожатии одного из гидроцилиндров или разнице внешней нагрузки выше расчетной, обеспечивается движение отставшего или менее нагруженного гидроцилиндра с удвоенной скоростью.

Для изменения величины разницы нагрузок, при которой обеспечивается синхронное движение штоков гидроцилиндров, задействуют один из распределителей 27 или 28 подпорного клапана 17 (фиг. 1). При включении распределителя 28 управляющая полость 26 клапана непрямого действия 23 напрямую соединяется со сливом, чем обеспечивается разгрузка клапана 23, т. е. его работа происходит практически при ну левом перепаде давлений. В этом случае дополнительное давление в штоковых полостях 7 и 8 отсутствует и поршни гидроцилиндров движутся несинхронно, при этом весь поток рабочей среды поступает от насоса 1 в менее нагруженный гидроцилиндр, ко- _s торый движется с удвоенной скоростью, принудительно вращая гидромоторы, а подпитка одного из гидромоторов осуществляется по гидролиниям 19 или 20 через обратные клапаны 21 или 22. При отключении распределителя 28 и включении распреде- ю лителя 27 к полости управления непрямого действия подключается вспомогательный клапан 25, настройка которого и определяет перепад давлений на подпорном клапане и соответственно разницу нагрузок, при которой обеспечивается синхронное движе- ¹⁵ ние гидроцилиндров. При отключении распределителя 27 к полости управления подключается вспомогательный клапан 24, имеющий настройку на больший перепад давлений, чем клапан 25. Этим обеспечивается ₂₀ синхронное движение гидроцилиндров при большей, чем в предыдущем случае, разнице нагрузок.

Таким образом, гидросистема обеспечивает использование всей производительности насоса, а также работу синхронизирую- ¹¹ щих гидромоторов при давлениях, определяемых только возможной разницей нагрузок на гидродвигателях.

b

Claims (2)

1. I

   Изобретение относитс  к гидравлическому приводу и может быть использовано дл  синхронизации исполнительных органов гидрофицироваиных машин и механизмов.

   Известна гидросистема синхронизации гидродвигателей, содержаща  соединенные жесткой св зью синхронизирующие гидромоторы , входы которых сообщены с полост ми гидродвигателей, а выходы - со сливной гидролинией, в которой установлено дроссельное устройство, выполненное в виде регул тора расхода 1.

   Недостатком известной гидросистемы  вл етс  низка  КПД и низка  иадежность работы ввиду того, что в известной гидросистеме насос и синхронизирующие гидромоторы работают при максимальном рабочем давленид независимо от нагрузки иа гидро двигател х, что снижает ресурс их работы, а скорость гидродвигателей определ етс  настройкой регул тора расхода и составл ет только часть максимальной скорости, определ емой производительностью насоса. Кроме того, недостатком известных гидросистем  вл етс  отсутствие возможности регулиро вани  разницы нагрузок, при которой обес

   печиваетс  синхронное движение гндро вигателей .

   Целью изобретени   вл етс  повышение КПД и надежности гидросистемы, а также расширение диапазона регулировани .

   Поставленна  цель достигаетс  тем, что дроссельное устройство выполнено в виде подпорного клапана, причем последовательно с последним установлено дополнительное дроссельное устройство, вход которого сообщен с входами гидромоторов гидролини 10 ми с обратными клапанами. Кроме того, подпорный клапан выполнен в виде клапана непр мого действи  и двух вспомогательных клапанов, сообщенных с полостью управлени  первого и отрегулированных на разное давление.

   15

   На фиг. 1 представлеиа гидросистема синхронизации гидродвигателей; на фиг. 2 - вариант исполнени  гидросистемы с клапаном непр мого действи .

   Гидросистема состоит из насоса 1, лини  нагнетани  2 которого соединена с бесштоковыми полост ми 3 и 4 гидродвигателей , которые выполнены в виде гидроцилиндров 5 и 6. Штоковые полости 7 и 8 гидродвигателей сообщены с входами 9 и 10 син хронизируюишх гндромоторов 1 и 12, соединенных между собой жесткой св зью 13. Выходы 14 и 15 синхронизирующих гидромоторов сообщены со сливной гидролннией 16, в которой установлен подпорный клапан 17. Последовательно с клапаном 1/ установлено дополнительное дроссельное ус-тройство 18, выполненное в виде клапана (фиг. 1) или дроссел  (фиг. 2). Вход дополнительного дроссельного устройства сообщен с входами гидромоторов гидролини ми 19 и 20 с обратными клапанами 2 и 22. Подпорный клапан 17 быть выполнен в виде клапана 23 непр мого действи  и двух вспомогательных клапанов 24 и 25, последний из которых сообщен с полостью 26 управлени  клапана непр мого действи  через распределитель 27 (фиг. 2). Кроме того, в полости управлени  клапана непр мого действи  предусмотрен распределитель 28. Жестка  св зь синхронизирующих гидромоторов может быть выполнена в виде муфты, если отношение объемных посто нных гидромоторов равно отношению объемных посто нных или отношению площадей выходных полостей гидродвигателей, или в виде редуктора в противном случае. Гидроцилиндры 5 и 6 разделены на полости порщн ми 29 и 30 со щтоками 31 и 32 соответственно . Гидросистема работает следующим обраРабоча  среда от насоса 1 поступает в бесштоковые полости 3 и 4 гидроцилиндров 5 и 6. Из штоковых полостей 7 и 8 рабоча  среда поступает во входы 9 и 10 синхронизирующих гидромоторов 1 и 12, гидромоторы вращаютс  с одинаковой скоростью, а рабоча  среда из выходов 14 и 15 гидромоторов поступает в сливную гидролинию 16 и далее через подпорный клапан 17 и дроссельное устройство 18 поступает в бак. Перепад давлений на подпорном клапане 17 через гидромоторы передаетс  в щтоковые полости гидроцилиндров и нагружает поршни 29 и 30 гидроцилиндров 5 и 6 дополнительной нагрузкой, пропорциональной величине давлени  в штоковой полости и площади поршн  со стороны щтока. При одинаковых нагрузках на щтоках 31 и 32 гидроцилиндров 5 и 6 величина давлени  в щтоковых полост х гидроцилиндров также одинакова. Таким образом, нагрузка на поршни гидроцилиндров, складывающа с  из внешней нагрузки на штоке и дополнительной нагрузки от давлени  в щтоковой полости одинакова, что обеспечивает одинаковое сопротивление потоку рабочей среды со стороны порщней гидроцилиндров и синхронное движение их штоков. При разнице внешней нагрузки на штоки гидроцилиндров, не превышающей удвоенное произведение перепада давлений на подпорном клапане 17 на площадь цорщн  со стороны штока, менее нагруженный гидроцилиндр, например 5 принудительно вращает соединенный с ним гидромотор 11 который в этом случае работает в режиме мотора. При этом штокова  полость 7 нагружаетс  дополнительным давлением так, что давление в этой полости.превышает давление на входе в подпорный клапан 17. Другой гидромотор 12, сообщенный с более нагруженным гидроцилиндром 6, благодар  жесткой св зи 13 работает с режиме насоса , разгружа  штоковую полость 8. При этом давление в полости 8 понижаетс  ниже давлени  на входе в подпорный клапан 17 на ту же величину, на которую возрастает давление в полости 7. Таким образом, нагрузка на поршни гидроцилиндров, нагруженных разной внешней нагрузкой, сравниваетс  благодар  перераспределению давлени  на входе в подпорный клапан между штоковыми полост ми гидроцилиндров, что обеспечивает одинаковое сопротивление потоку рабочей среды со стороны порщней гидроцилиндров .Несинхронное движение их штоков. При разнице внешней нагрузки на штоки, превышающей удвоенное произведение перепада давлений на подпорном клапане на площадь поршн  со стороны штока , или при выдвижении одного из порщней до упора, например гидроцилиндра 6, весь поток рабочей среды от насоса 1 поступает в бесштоковую полость 3 менее нагруженного или не достигшего своего крайнего положени  гидроцилиндра 5. Поток из штокоБой пслости 7 этого гидроцилиндра принудительно вращает сообщенный с этой полостью гидромотор 11 с удвоенной скоростью, при этом давление в полости 7 на входе 9 гидромотора возрастает по отношению к давлению на входе в подпорный клапан 17 на величину перепада давлений на этом клапане. Гидромотор 12 также вращаетс  с удвоенной скоростью, при этом подпитка этого гидромотора осуществл етс  по гидролинии 20 через обратный клапан 22, а необходимое давление подпитки обеспечиваетс  настройкой дроссельного устройства 18. Таким образом, при дожатии одного из гидроцилиндров или разнице внещ«ей нагрузки выше расчетной, обеспечиваетс  движение отставшего или менее нагруженного гидроцилиндра с удвоенной скоростью . Дл  изменени  величины разницы нагрузок , при которой обеспечиваетс  синхронное движение штоков гидроцилиндров, задействуют один из распределителей 27 или 28 подпорного клапана 17 (фиг. 1). При включении распределител  28 управл юща  полость 26 клапана непр мого действи  23 напр мую соедин етс  со сливом, чем обеспечиваетс  разгрузка клапана 23, т. е. его работа происходит практически при нулевом перепаде давлений. В этом случае дополнительное давленне в штоковых полост х 7 н 8 отсутствует и поршни гидроцилиндров движутс  несчихронно, при этом весь поток рабочей среды поступает от насоса 1 в менее нагруженный гидроцилиндр, который движетс  с удвоенной скоростью, принудительно враща  гидромоторы, а подпитка одного из гидромоторов осуществл етс  по гидролини м 19 или 20 через обратные клапаны 21 или 22. При отключении распределител  28 и включении распределител  27 к полости управлени  иепр мого действи  подключаетс  вспомогательный клапан 25, настройка которого и определ ет перепад давлений на подпорном клапане и соответственно разницу нагрузок, при которой обеспечиваетс  синхронное движение гидроцилиндров. При отключении распределител  27 к полости управлени  подключаетс  вспомогательный клапан 24, имеющий настройку на больщий перепад давлеоf r НИИ, чем клапан 25. Этим обеспечиваетс  синхронное движение гидроцилиндров при i iTiivrtj-vutjrv п DixM/ouuo ru nnoiiu nuu пгъгчп nrtu большей, чем в предыдущем случае, разиице нагрузок. Таким образом, гидросистема обеспечивает использование всей производительности насоса, а также работу синхронизирующих гидромоторов при давлени х, определ емых только возможной разницей нагрузок на гидродвигател х.

   35Формула изобретени  . Гидросистема синхронизации гидродвигателей , содержаща  соединенные жесткой св зью синхронизирующие гидромоторы , входы которых сообщены с полост ми гидродвигателей, а выходы - со сливной гидролинией, в которой установлено дроссельное устройство, отличаюы о сл тем, что, с целью повышени  КПД и надежности гидросистемы, дроссельное устройство выполнено в виде подпориого клапана, причем последовательно с последним установлено дополнительное дроссельное устройство, вход которого сообщен с входами гидрбмоторов гидролини ми с обратными клапанами.
2. 2. Гидросистема по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани , подпорный клапан выполнен в виде клапана непр мого действи  и nvn D ОПМ 0.1101:1 и lav. v л, вспомогательных клапанов,сообщенных с полостью управлени  первого и отрегулированных на разное давленне. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2537276/25-06, 1977.

   Фиг. 2.