Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СИСТЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ ГИДРОЦИЛИНДРОВ
СИСТЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ ГИДРОЦИЛИНДРОВ

СИСТЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ ГИДРОЦИЛИНДРОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Система синхронизации гидроцилиндров предназначена для гидрофендированного оборудования, в котором необходимо согласованное движение выходных звеньев гидродвигателей. Система синхронизации гидроцилиндров содержит два гидроцилиндра, золотниковое устройство реверсировании, источник питания, устройство синхронизации, золотниковое устройство реверсирования выполнено в виде двух пятилинейных трехпозиционных распределителей с закрытым центром, напорная линия каждого из которых соединена с напорной магистралью источника питания. Две исполнительные линии соединены с рабочими полостями гидроцилиндров. Первая сливная линия одного из двух распределителей соединена со второй сливной линией другого распределителя, вторая сливная линия - с первой сливной линией другого распределителя. Объединенные сливные линии распределителей соединены с соответствующими входами дросселирующего распределителя. Обратная связь выполнена с возможностью размыкания. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2105907
Класс(ы) патента: F15B11/22
Номер заявки: 96114831/06
Дата подачи заявки: 23.07.1996
Дата публикации: 27.02.1998
Заявитель(и): Челябинский государственный технический университет
Автор(ы): Гойдо М.Е.; Бодров В.В.; Багаутдинов Р.М.
Патентообладатель(и): Челябинский государственный технический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к объемным гидроприводам, а именно к объемным гидроприводам с двумя гидродвигателями, выходные звенья которых в процессе работы привода должны двигаться синхронно при возможности начальной установки любого взаимного положения указанных звеньев, и может быть использовано, например, в прокатных и гибочных станах для управления клетями и валками, в приводах металлорежущих станков, подъемных и других машин и механизмов, по условиям эксплуатации которых необходимо согласованное движение выходных звеньев гидродвигателей.
Известна система синхронизации гидроцилиндров, содержащая два гидроцилиндра двустороннего действия с односторонним штоком, рабочие полости которых сообщены с источником питания и со сливом через четырехлинейный трехпозиционный реверсивный распределитель и устройство синхронизации, выполненное в виде пятилинейного трехпозиционного дросселирующего распределителя (дроссельного делителя потока), золотник которого связан со штоком гидроцилиндров посредством механической позиции обратной связи по рассогласованию перемещений штоков, выполненной в виде двух зубчатых реек, каждая из которых жестко связана с штоком одного из гидроцилиндров и находится с зацеплении с вал-шестерней, причем указанные вал-шестерни соединены между собой посредством дифференциального механизма, водило которого жестко связано с колесом червячной передачи, при этом червяк указанной червячной передачи установлен с возможностью перемещения в осевом направлении и кинетически связан с подпружиненным относительно корпуса золотником дросселирующего распределителя, а упомянутый золотник снабжен приводом, вал которого связан с валом червяка посредством фрикционной муфты [1]
Рассогласование перемещений выходных звеньев (в рассматриваемом случае штоков) гидроцилиндров в данной системе, а именно опережение одним из них другого, приводит к увеличению угла поворота связанной с опережающим выходным звеном вал-шестерни механической позиционной обратной связи, в результате чего посредством механизма обратной с помощью червяка перемещается связанный с ним золотник дросселирующего распределителя, изменяя открытие рабочих окон (дроссельных щелей) распределителя пропорционально величине текущего рассогласования перемещений выходных звеньев гидроцилиндров таким образом, что площадь проходного сечения рабочего окна, через которое проходит поток жидкости, относящийся к гидроцилиндру, выходное звено которого является опережающим, уменьшается, а площадь проходного сечения рабочего окна, через которое проходит поток жидкости, относящийся к гидроцилиндру, выходное звено которого является отстающим, увеличивается.
При этом выходным звеном гидроцилиндра может быть его корпус.
При движении выходных звеньев гидроцилиндров рассматриваемой системы в одном направлении (а именно при втягивании штоков гидроцилиндров) рабочая жидкость проходит через рабочие окна дросселирующего распределителя по пути на слив из полостей гидроцилиндров и в сливной полости гидроцилиндра, выходное звено которого является опережающим, соединяя дополнительный подпор, а в сливной полости гидроцилиндра, выходное звено которого является отстающим, подпор уменьшается. Вследствие этого при возникновении рассогласования в перемещении выходных звеньев гидроцилиндров при любом направлении, действующей на них нагрузки, скорость движения опережающего выходного звена уменьшается, а скорость движения отстающего выходного звена увеличивается, что приводит в конечном итоге к устранению возникшего рассогласования в перемещении выходных звеньев гидроцилиндров. Таким образом, в рассмотренном случае известная система синхронизации обеспечивает выполнение своих функций при знакопеременной нагрузке.
При движении выходных звеньев гидроцилиндров рассматриваемой системы в противоположном направлении (а именно при выдвижении штоков гидроцилиндров) рабочая жидкость проходит через рабочие окна дросселирующего распределителя по пути от источника питания в напорные (поршневые) полости гидроцилиндров. В результате согласование перемещений выходных звеньев гидроцилиндров при этом гарантированно обеспечивается только при действии на выходные звенья встречной нагрузки, препятствующей их движению в соответствующем направлении, поскольку при движении выходного звена гидроцилиндра под действием попутной нагрузки частичное или полное перекрытие рабочего окна дросселирующего распределителя, через которое рабочая жидкость от источника питания поступает в напорную полость гидроцилиндра, выходное звено которого двигается с опережением, практически не сказывается на скорости движения этого звена (так как давление в напорной полости гидроцилиндра не может уменьшится ниже упругости насыщенного пара рабочей жидкости при текущей температуре).
Таким образом, известная система не обеспечивает при одном из направлений движения выходных звеньев гидроцилиндров синхронизацию их перемещений при знакопеременной нагрузке. Кроме того, изменение расхода жидкости, поступающей в синхронизируемые гидроцилиндры, путем дросселирования ее на входе в напорные полости гидроцилиндров приводит к ухудшению теплового режима работы системы.
При этом следует отметить, что в рассматриваемой системе предусмотрена возможность раздельного перемещения выходных звеньев гидроцилиндров друг относительно друга, благодаря наличию привода золотника дросселирующего и фрикционной муфты, через которую вращающий момент от включенного привода передается на червяк, обеспечивающий при неподвижном червячном колесе перемещение золотника в одно из его крайних положений, в котором проход жидкости в полость одного из гидроцилиндров перекрывается, а в полость другого остается открытым. Золотник дросселирующего распределителя удерживается в крайнем положении при постоянно работающем приводе благодаря проскальзыванию фрикционной муфты. В результате обеспечивается управление перемещением выходного звена только одного гидроцилиндра при неподвижном выходном звене другого гидроцилиндра.
Однако снабжение механической позиционной обратной связи по рассогласованию перемещений выходных звеньев гидроцилиндров дифференциальным механизмом и червячной передачей, а также снабжение золотника дросселирующего распределителя специальным приводом усложняют, снижают надежность и увеличивают габариты системы синхронизации.
Наиболее близкой к изобретению сущности является система синхронизации гидроцилиндров, содержащая два гидроцилиндра двустороннего действия, рабочие полости которых сообщены через золотниковое устройство реверсирования с источником питания и устройством синхронизации, выполненным в виде трехлинейного трехпозиционного дросселирующего, два входа которого соединены со сливными линиями золотникового устройства реверсирования, а выход с общей сливной линией, при этом золотник указанного дросселирующего распределителя связан с выходными звеньями (штоками) гидроцилиндров посредством обратной связи по рассогласованию их перемещений.
Упомянутая обратная связь выполнена механической позиционной и представляет собой две зубчатые рейки, каждая из которых жестко связана с выходным звеном одного из гидроцилиндров и находится в зацеплении с соответствующей вал-шестерней, а указанные вал-шестерни соединены между собой посредством резьбы-шлицевого соединения, гайка которого связана с золотником с помощью рычага.
Золотниковое устройство реверсирования выполнено в виде нестандартного семилинейного двухпозиционного распределителя, напорная линия которого соединена с напорной магистралью источника питания, две исполнительные линии соединены с поршневыми полостями гидроцилиндров, две другие исполнительные линии со штоковыми полостями гидроцилиндров, а две линии соединены с соответствующими входами дросселирующего распределителя [2]
Преимуществом данной системы является обеспечение синхронизации выходных гидроцилиндров при знакопеременной нагрузке при любом направлении движения выходных звеньев гидроцилиндров благодаря установке трехлинейного трехпозиционного дросселирующего распределителя на пути рабочей жидкости из гидроцилиндров на слив. При возникновении рассогласования перемещений выходных звеньев гидроцилиндров посредством элементов обратной связи пропорционально величине рассогласования обеспечивается уменьшение площади проходного сечения рабочего окна дросселирующего распределителя на сливе жидкости из полости гидроцилиндра, выходное звено которого является опережающим, и увеличение площади проходного сечения рабочего окна распределителя на сливе жидкости из полости другого гидроцилиндра, выходное звено которого является отстающим.
Недостатком рассматриваемой системы является то, что в ней не предусмотрено средств для раздельного управления перемещения выходных звеньев гидроцилиндров, т.е. средств, которые позволяли бы регулировать начальное положение выходных звеньев гидроцилиндров друг относительно друга, что сужает функциональные возможности систем.
Кроме того, использование в качестве золотникового устройства реверсирования семилинейного двухпозиционного распределителя со специфической (нестандартной) схемой коммутации каналов повышает трудоемкость и стоимость изготовления данной системы.
Техническая задача изобретения создание системы синхронизации гидроцилиндров, обеспечивающей раздельное перемещение выходных звеньев гидроцилиндров и регулирование их начального взаимного положения при сохранении возможности синхронизации перемещений выходных звеньев гидроцилиндров при знакопеременных нагрузках при любом направлении движения звеньев, что расширяет функциональные возможности системы, и построенной на базе стандартных (универсальных) серийно выпускаемых распределителей, что способствует снижению трудоемкости и стоимости изготовления системы.
Для этого в известной системе синхронизации гидроцилиндров, содержащей два гидроцилиндра двухстороннего действия, рабочие полости которых сообщены через золотниковое устройство реверсирования с источником питания и с устройством синхронизации, выполненным в виде трехлинейного трехпозиционного дросселирующего, два входа которого соединены со сливными линиями золотникового устройства реверсирования, а выход соединен с общей сливной линией, при этом золотник указанного дросселирующего распределителя связан с выходными звеньями гидроцилиндров посредством обратной связи по рассогласованию их перемещений, согласно изобретению золотниковое устройство реверсирования выполнено в виде двух пятилинейных трехпозиционных распределителей с закрытым центром, выполненных с возможностью синхронного управления, напорная линия каждого из которых соединена с напорной магистралью источника питания, две исполнительные линии соединены с рабочими полостями соответствующего гидроцилиндра, первая сливная линия одного из двух распределителей соединена со второй сливной линией другого распределителя, а его вторая сливная линия соединена с первой сливной линией другого распределителя, объединенные сливные линии распределителей соединены с соответствующими входами дросселирующего распределителя, кроме того, обратная связь по рассогласованию перемещений выходных звеньев обоих гидроцилиндров выполнена с возможностью размыкания.
Выполнение золотникового устройства реверсирования в виде двух пятилинейных трехпозиционных распределителей с закрытым центром, выполненных с возможностью синхронного управления, напорная линия каждого из которых соединена с напорной магистралью источника питания, а две исполнительные линии соединены с рабочими полостями соответствующего гидроцилиндра, и выполнение обратной связи по рассогласованию перемещений выходных звеньев обоих гидроцилиндров с возможностью размыкания при разомкнутой обратной связи создает условия управления перемещением выходного звена одного из гидроцилиндров при неподвижном выходном звене другого гидроцилиндра и для регулирования таким образом начального взаимного положения выходных звеньев гидроцилиндров перед их последующим синхронным перемещением. Для осуществления сказанного золотник одного пятилинейного трехпозиционного распределителя с закрытым центром устанавливают в одно из его крайних положений и он обеспечивает управление перемещением выходного звена соответствующего гидроцилиндра в том или другом направлении, а золотник второго пятилинейного трехпозиционного распределителя с закрытым центром устанавливают в нейтральное положение, при котором доступ жидкости от источника питания в рабочие полости соответствующего ему гидроцилиндра перекрыт, и, следовательно, выходное звено последнего неподвижно.
При этом следует отметить, что выполнение обратной связи по рассогласованию перемещений выходных звеньев гидроцилиндров с возможностью размыкания целесообразно вне зависимости от исполнения указанной обратной связи, которая по виду может быть механической, электрической, гидромеханической и т. п. так как в любом случае при размыкании обратной связи создаются условия для раздельного управления выходными звеньями гидроцилиндров, причем эти условия сохраняются при любом положении золотника трехлинейного трехпозиционного дросселирующего распределителя, кроме того крайнего положения, при котором сливная линия управляемого гидроцилиндра перекрыты.
Однако с точки зрения минимизации непроизводительных потерь энергии наиболее целесообразно осуществлять раздельное управление перемещением выходных звеньев гидроцилиндров при крайнем положении золотника дросселирующего распределителя, которому соответствует максимальное открытие рабочего окна, через которое происходит соединение сливной полости управляемого гидроцилиндра со сливом.
Соединение первой сливной линии одного из двух пятилинейных трехпозиционных распределителей со второй сливной линией другого пятилинейного трехпозиционного распределителя, а его второй сливной линии с первой сливной линией другого распределителя и соединение объединенных сливных линий указанных распределителей с соответствующими входами дросселирующего распределителя в случае возникновения рассогласования перемещений выходных звеньев гидроцилиндров, т.е. при опережении одним из выходных звеньев другого, при замкнутой обратной связи по рассогласованию перемещений выходных звеньев гидроцилиндров позволяет осуществлять согласование перемещений путем увеличения степени дросселирования жидкости на сливе полости гидроцилиндра, выходное звено которого является опережающим, при любом направлении движения выходных звеньев гидроцилиндров.
Таким образом, при замкнутой обратной связи по рассогласованию перемещений выходных звеньев гидроцилиндров осуществляется синхронизация их перемещений при знакопеременных нагрузках при перемещении выходных звеньев гидроцилиндров в любом из двух возможных направлении, а при разомкнутой обратной связи обеспечивается возможность раздельного управления перемещением выходных звеньев гидроцилиндров и регулирования их взаимного положения.
Использование в качестве золотникового устройства реверсирования двух пятилинейных трехпозиционных распределителей с закрытым центром, являющихся стандартными и серийно выпускаемыми промышленностью, снижает трудоемкость и стоимость изготовления гидравлической системы.
На чертеже представлена принципиальная схема системы синхронизации гидроцилиндров.
Система синхронизации гидроцилиндров содержит два гидроцилиндра 1 и 2 двустороннего действия с односторонними штоками соответственно 3 и 4, выполняющими функции выходных звеньев гидроцилиндров 1 и 2, источник питания 5, предохранительный клапан 6 с электромагнитным управлением и разгрузкой от давления при обесточенном электромагните, золотниковое устройство реверсирования в виде двух пятилинейных трехпозиционных распределителей 7 и 8 с закрытым центром (с перекрытой при нейтральной позиции золотника напорной линией), выполненных с возможностью синхронного управления, например, посредством электромагнитов, устройство синхронизации, выполненное в виде трехлинейного трехпозиционного дросселирующего распределителя 9, золотник 10 которого связан с выходными звеньями гидроцилиндров 1 и 2, штоками 3 и 4 посредством обратной связи 11 по рассогласованию их перемещений.
Напорные (входные) линии P распределителей 7 и 8 посредством гидролиний соответственно 12 и 13 соединены с напорной магистралью 14 источника питания 5, а исполнительные линии А и В с рабочими полостями 15, 16 и 17, 18 гидроцилиндров 1 и 2. При этом исполнительная линия А распределителя 7 соединена посредством гидролинии 19 с поршневой полостью 15 гидроцилиндра 1, а исполнительная линия В посредством гидролинии 20 со штоковой полостью 16 данного гидроцилиндра. Исполнительная линия А распределителя В соединена гидролинией 21 с поршневой полостью 17 гидроцилиндра 2, а исполнительная линия В гидролинией 22 со штоковой полостью 18 указанного гидроцилиндра. Первая сливная линия Т1 распределителя 7 соединена гидролинией 23 со второй сливной линией Т2 распределителя 8, а вторая сливная линия Т2 распределителя 7 соединена гидролинией 24 с первой сливной линией Т1 распределителя 8. Объединенные сливные линии 23 и 24 распределителей 7 и 8 сливными линиями соответственно 25 и 26 соединены с соответствующими входами дросселирующего распределителя 9, выход которого соединен с общей линией 27.
При нейтральной позиции (н) золотника каждого из пятилинейных трехпозиционных распределителей 7 и 8 все линии распределителя перекрыты. При первой рабочей позиции (а) золотника распределителя 7 (8) его исполнительная линия А соединена с напорной линией P, а исполнительная линия B с первой сливной линией Т1, вторая сливная линия Т2 при этом перекрыта. При второй рабочей позиции (б) золотника распределителей 7 (8) его исполнительная линия А соединена со второй сливной линией Т2, а исполнительная линия B с напорной линией P, первая сливная линия Т2 при этом перекрыты.
При нейтральной позиции золотника 10 дросселирующего распределителя 9 через рабочие окна последнего сливные линии 25 и 26 соединены с общей сливной линией 27. В одной из крайних рабочих позиций золотника 10 сливная линия 26 соединена с общей сливной линией 27, при этом сливная линия 25 перекрыты, в другой крайней рабочей позиции золотника 10 сливная линия 25 соединена с общей сливной линией 27, а сливная линия 26 перекрыты.
Обратная связь 11 устройства синхронизации может быть выполнена, например, механической позиционной в виде двух зубчатых реек 28 и 29, каждая из которых жестко связана с соответствующим из выходных звеньев: штоков 3, 4 - гидроцилиндров 1, 2 и находится в зацеплении с соответствующей из вал-шестерен 30 и 31, снабженных резьбовым 32 и шлицевым 33 хвостовиками, соединенными между собой посредством резьбо-шлицевого соединения, гайка 34 которого связана с золотником 10 дросселирующего распределителя 9 с помощью рычага 35, концы которого выполнены сферическими и размещены: один в пазу хвостовика золотника 10, а другой в кольцевой проточке 36 гайки 34 без зазоров в осевом направлении соответственно золотника 10 и гайки 34. Обратная связь 11 выполнена с возможностью размыкания: в определении системы синхронизации посредством соединительных муфт 37 и 38, например, с электромагнитным управлением, первая из которых установлена между вал-шестерней 30 и резьбовым хвостовиком 32, а вторая между вал-шестерней 31 и шлицевым хвостовиком 33, при этом золотник 10 дросселирующего распределителя 9 подпружинен относительно своего корпуса посредством центрирующей пружины 39, которая служит для установки золотника 10 в нейтральную позицию из любого положения при разомкнутой обратной связи 11.
Обратная связь 11 выполнена с обеспечением смещения золотника 10 дросселирующего распределителя 9 относительно его корпуса в направлении перекрытия им проходного сечения рабочего окна между сливной линией 25 и общей сливной линией 27, когда величина выдвижения 4 гидроцилиндра 2 (относительно начальной установки взаимного положения штоков 3 и 4) и обеспечением смещения золотника 10 дросселирующего распределителя 9 в направлении перекрытия им проходного сечения рабочего окна между линией 26 и общей сливной линией 27 в противном случае.
При исполнении обратной связи 11 по рассогласованию перемещений выходных звеньев 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2 электрической (не показано) она содержит датчики положения выходных звеньев 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2, электронной блок управления и пропорциональный электромагнит управления золотником 10 дросселирующего распределителя 9. Размыкание обратной связи 11 при выполнении ее электрической осуществляется, например, путем отключения датчиков положения выходных звеньев 3 и 4.
Входной канал предохранительного клапана 6 с электромагнитным управлением соединен с напорной магистралью 14 источника питания 5, а выходной канал со сливом. Система синхронизации выполнена с обеспечением автоматической подачи управляющего электрического сигнала на электромагнит предохранительного клапана 6 при подаче управляющего электрического сигнала на любой (и сразу на оба) из электромагнитов распределителей 7 и 8 (при исполнении их с электромагнитным управлением) и при смещении золотника любого (и сразу обоих) из распределителей 7 и 8 из нейтральной позиции при исполнении указанных распределителей с ручным управлением.
Система синхронизации гидроцилиндров работает следующим образом.
При нейтральной позиции (н) золотников пятилинейных трехпозиционных распределителей 7 и 8 всех их линии перекрыты и рабочая жидкость под давлением, близким к сливному, от источника питания 5 перетекает на слив через открытое в данном случае проходное сечение предохранительного клапана 6, который при этом работает в режиме разгрузочного, поскольку катушка его электромагнита обесточена. В результате источник питания 5 работает при незначительных перепаде давления и потребляемой мощности, что повышает экономичность системы в процессе ее эксплуатации. Рабочие полости 15 18 гидроцилиндров 1 и 2 при этом заперты и их выходные звенья (штоки 3 и 4) зафиксированы (неподвижны).
Для раздельного перемещения выходных звеньев (штоков 3 и 4 - гидроцилиндров 1 и 2) и регулирования их начального взаимного положения обратная связь 11 по рассогласованию перемещений выходных звеньев 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2 посредством соединительных муфт 37 и 38 размыкается. При разомкнутых муфтах 37 и 38 золотник 10 дросселирующего распределителя 9 под действием пружины 39 устанавливается вместе с гайкой 34 в нейтральную позицию, при которой рабочие окна (дросселирующие щеки) распределителя 9, через которые сливные линии 25 и 26 соединяются с общей сливной линией 27, имеют одинаковые площади проходных сечений. При указанном положении золотника 10 возможно раздельное управление любым из гидроцилиндров 1 и 2 с помощью пятилинейных трехпозиционных распределителей соответственно 7 и 8. При перемещении хотя бы одного из золотников пятилинейных трехпозиционных распределителей 7, 8 в любую из рабочих позиций (а и б) на электромагнит предохранительного клапана 6 автоматически подается управляющий электрический сигнал, что влечет за собой переход клапана 6 с разгрузочного на предохранительный режим работы, и проходное сечение клапана 6 закрывается (при условии, что давление на входе клапана 6 не превышает давление его срабатывания).
Для управления перемещением штока 3 гидроцилиндра 1 золотник распределителя 7 перекрывает в первую рабочую позицию (а) для осуществления выдвижения штока 3 и во вторую рабочую позицию (б) для осуществления втягивания штока 3, при этом золотник распределителя 8 устанавливают в нейтральную позицию, в которой все линии данного распределителя перекрыты. При установке золотника распределителя 7 в первую рабочую позицию (а) рабочая жидкость от источника питания 5 через напорную магистраль 14, гидролинию 12, соответствующее рабочее окно распределителя 7 и гидролинию 19 поступает в поршневую полость 15 гидроцилиндра 1, что влечет за собой выдвижение штока 3 при неподвижном штоке 4 гидроцилиндра 2. Из штоковой полости 16 гидроцилиндра 1 рабочая жидкость вытесняется при этом на слив гидролинии 20, через соответствующее рабочее окно распределителя 7, объединенную сливную линию 23, сливную линию 25, соответствующее рабочее окно дросселирующего распределителя 9 и общую сливную линию 27. При установке золотника распределителя 7 во вторую рабочую позицию (б) рабочая жидкость от источника питания 5 через напорную магистраль 14, гидролинию 12, соответствующее рабочее окно распределителя 7 и гидролинию 20 поступает в штоковую полость 16 гидроцилиндра 1, что влечет за собой втягивание штока 3 при неподвижном штоке 4 гидроцилиндра 2. Из поршневой полости 15 гидроцилиндра 1 рабочая жидкость вытесняется при этом на слив по гидролинии 19, через соответствующее рабочее окно распределителя 7, объединенную сливную линию 24, сливную линию 26, соответствующее рабочее окно дросселирующего распределителя 9 и общую сливную линию 27.
Для управления перемещением штока 4 гидроцилиндра 2 золотник распределителя 8 перекрывает в первую рабочую позицию (а) для осуществления выдвижения штока 4 и во вторую рабочую позицию (б) для осуществления втягивания штока 4, при этом золотник распределителя 7 устанавливают в нейтральную позицию, в котором все линии данного распределителя перекрыты. При установке золотника распределителя 8 в первую рабочую позицию (а) рабочая жидкость от источника питания 5 через напорную магистраль 14, гидролинию 13, соответствующее рабочее окно распределителя 8 и гидролинию 21 поступает в поршневую полость 17 гидроцилиндра 2, что влечет за собой выдвижение тока 4 при неподвижном штоке 3 гидроцилиндра 1. Из штоковой полости 18 гидроцилиндра 2 рабочая жидкость вытесняется при этом на слив по гидролинии 22, через соответствующее рабочее окно распределителя 8, объединенную сливную линию 24, сливную линию 26, соответствующее рабочее окно дросселирующего распределителя 9 и общую сливную линию 27. При установке золотника распределителя 8 во вторую рабочую позицию (б) рабочая жидкость от источника питания 5 через напорную магистраль 14, гидролинию 13, соответствующее рабочее окно распределителя 8 и гидролинию 22 поступает в штоковую полость 18 гидроцилиндра 2, что влечет за собой втягивание штока 4 при неподвижном штоке 3 гидроцилиндра 1. Из поршневой полости 17 гидроцилиндра 2 рабочая жидкость вытесняется при этом на слив по гидролинии 21, через соответствующее рабочее окно распределителя 8, объединенную сливную линию 23, сливную линию 25, соответствующее рабочее окно дросселирующего распределителя 9 и общую сливную линию 27.
Синхронное перемещение выходных звеньев (штоков 3 и 4 гидроцилиндров) реализуется при замкнутом состоянии обратной связи 11 по рассогласованию перемещений выходных звеньев 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2, т.е. в рассматриваемом исполнении системы синхронизации при включенных (замкнутых) соединительных муфтах 37 и 38. В этом случае управление движением штоков 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2 производится путем одновременного перемещения золотников пятилинейных трехпозиционных распределителей 7 и 8 в одноименную рабочую позицию. При перемещении золотников распределителей 7 и 8 в первую рабочую позицию (а) рабочая жидкость от источника питания 5 через напорную магистраль 14, гидролинии 12 и 13, рабочие окна распределителей 7 и 8, гидролинии 19 и 21 поступает в поршневые полости 15 и 17 гидроцилиндров 1 и 2, что вызывает выдвижение их штоков 3 и 4. Вытесняемая из штоковых полостей 16 и 18 гидроцилиндров 1 и 2 рабочая жидкость поступает на слив по гидролиниям 20 и 22, через соответствующие рабочие окна распределителей 7 и 8, объединенные сливные линии 23 и 24, сливные линии 25 и 26, соответствующие рабочие окна дросселирующего распределителя 9 и общую сливную линию 27. При установке золотников пятилинейных трехпозиционных распределителей 7 и 8 во вторую рабочую позицию (б) рабочая жидкость от источника питания 5 через напорную магистраль 14, гидролинии 12 и 13, рабочие окна распределителей 7 и 8, гидролинии 20 и 21 поступает в штоковые полости 16 и 18 гидроцилиндров 1, 2, что вызывает втягивание из штоков 3 и 4. Вытесняемая из поршневых полостей 15 и 17 гидроцилиндров 1, 2 рабочая жидкость поступает на слив по гидролиниям 19 и 21, через соответствующие рабочие окна распределителя 7 и 8, объединенные сливные линии 24 и 23, сливные линии 26 и 25, соответствующие рабочие окна дросселирующего распределителя 9 и общую сливную линию 27. При отсутствии рассогласования в перемещениях штоков 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2 относительно начальной установки взаимного положения штоков 3 и 4 золотник 10 дросселирующего распределителя 9 занимает свою нейтральную позицию, при которой его рабочие окна (дросселирующие щели), через которые сливные линии 25 и 26 соединяются с общей сливной линией 27, имеют одинаковые площади проходных сечений.
При выдвижении и втягивании штоков 3, 4 связанные с ними зубчатые рейки 28, 29 приводят во вращение вал-шестерни 30 и 31, а также через соединенные с ними посредством муфт 37 и 38 резьбовой 32 и шлицевой 33 хвостовики и соединяющую последние посредством резьбо-шлицевого соединения гайку 34, которая при перемещении штоков 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2 с одинаковыми скоростями благодаря вращению вал-шестерня 30 и 31 при этом с равными угловыми скоростями, вращаясь вместе с вал-шестернями 30 и 31, остается неподвижной относительно них в осевом направлении, в силу чего связанный с гайкой 34 посредством рычага 35, сферический конец которого скользит в кольцевой проточке 36 гайки 34, золотник 10 дросселирующего распределителя 9 занимает вполне определенное положение относительно корпуса последнего.
Любое рассогласование в перемещениях выходных звеньев (штоков 3 и 4 - гидроцилиндров 1 и 2 относительно начальной установки взаимного положения штоков 3 и 4) при замкнутой обратной связи 11 приводит к пропорциональному повороту друг относительно друга вал-шестерен 30 и 31 и соответственно хвостовиков 32 и 33, что влечет за собой смещение гайки 34 в ее осевом направлении на величину, пропорциональную рассогласованию перемещений штоков 3 и 5, поскольку в силу шлицевого соединения гайки 34 с хвостовиком 33 гайка 34 всегда вращается с такой же угловой скоростью, что и хвостовик 33, а различные в угловых скоростях вращения хвостовиков 32 и 33 вызывает накручивание или скручивание гайки 34 с хвостовика 32 (шлицевое соединение гайки 34 с хвостовиком 33 не ограничивает при этом перемещение гайки 34 в ее осевом направлении). Направление смещения гайки 34 вдоль ее продольной оси относительно среднего (нейтрального) положения при прочих равных условиях зависит от характера рассогласования во взаимном положении штоков 3 и 4 по сравнению с их начальным положением друг относительно друга. При использовании правой резьбы в соединении хвостовика 32 с гайкой 34 в случае выдвижения штоков 3 и 4 опережение штоком 3 штока 4 приводит к осевому смещению гайки 34 в сторону резьбового хвостовика 32 (по чертежу), а опережение штоком 4 штока 3 к осевому смещению гайки 34 в сторону шлицевого хвостовика 33, в случае же втягивания штоков 3 и 4 опережение штоком 3 штока 4 приводит к осевому смещению гайки 34 в сторону шлицевого хвостовика 33, а опережение штоком 4 штока 3 к осевому смещению гайки 34 в сторону резьбового хвостовика 32. Смещение гайки 34 относительно ее среднего положения сопровождается пропорциональным перемещением связанного с ней через рычаг 36 золотника 9 дросселирующего распределителя 10 с уменьшением (вплоть до полного перекрытия) площади проходного сечения рабочего окна, через которое рабочая жидкость вытесняется из сливной (штоковой при выдвижении штоков 3 и 4; поршневой - при втягивании штоков 3 и 4) полости того из гидроцилиндров 1 и 2, шток 3 или 4 которого движется с опережением, и увеличением (плоть до максимума) площади проходного сечения рабочего окна, через которое рабочая жидкость вытесняется из сливной полости того из гидроцилиндров 1 и 2, шток 3 или 4 которого движется с отставанием.
Говоря иначе, золотник 10 дросселирующего распределителя 9 смещается относительно его корпуса в направлении перекрытия им проходного сечения рабочего окна между сливной линией 25 и общей сливной линией 27, когда величина выдвижения штока 3 гидроцилиндра 1 превосходит величину выдвижения штока 4 гидроцилиндра 2 (относительно начальной установки взаимного положения штоков 3 и 4) и в направлении перекрытия им проходного сечения рабочего окна между сливной линией 26 и общей сливной линией 27 в противном случае. В результате этого при любом направлении движения выходных звеньев: штоков 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2 (как при их втягивании, так и при выдвижении) и любом направлении, действующей на штоки 3 и 4 нагрузки, при возникновении рассогласования в перемещении штоков 3 и 4 скорость движения опережающего из штоков 3 и 4 уменьшается, а скорость движения отстающего из штоков 3 и 4 увеличивается, что приводит в конечном итоге к устранению возникшего рассогласования в перемещении штоков 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2 и, соответственно, к возвращению золотника 10 дросселирующего распределителя 9 в исходную нейтральную позицию. Таким образом, золотник 9 дросселирующего распределителя 10, будучи связанным посредством обратной связи 11 со штоком 3 и 4 гидроцилиндров 1 и 2, поддерживает синхронность перемещений штоков 3 и 4.
Из вышеизложенного следует, что предлагаемое изобретение обеспечивает по сравнению с прототипом расширение функциональных возможностей системы синхронизации гидроцилиндров за счет реализации раздельного управления перемещением выходных звеньев гидроцилиндров и регулирования их начального взаимного положения.
Изобретение позволяет также осуществлять синхронизацию перемещений выходных звеньев гидроцилиндров при знакопеременных нагрузках при любом направлении движения выходных звеньев.
Кроме того, использование стандартных серийно выпускаемых распределителей позволяет снизить трудоемкость и стоимость изготовления заявляемой системы.
Изобретение может быть использовано в гидрофицированном оборудовании, применяемом в различных отраслях машиностроения, в частности в прокатных и гибочных станах для управления клетями и валками, в приводах металлорежущих станков, подъемных и других машин и механизмов, по условиям эксплуатации которых необходимо согласованное движение выходных звеньев гидродвигателей.
Формула изобретения: Система синхронизации гидроцилиндров, содержащая два гидроцилиндра двустороннего действия, рабочие полости которых сообщены через золотниковое устройство реверсирования с источником питания и устройством синхронизации, выполненным в виде трехлинейного трехпозиционного дросселирующего распределителя, два входа которого соединены со сливными линиями золотникового устройства реверсирования, а выход соединен с общей сливной линией, при этом золотник указанного дросселирующего распределителя связан с выходными звеньями гидроцилиндров посредством обратной связи по рассогласованию их перемещений, отличающаяся тем, что золотниковое устройство реверсирования выполнено в виде двух пятилинейных трехпозиционных распределителей с закрытым центром, выполненных с возможностью синхронного управления, напорная линия каждого из которых соединена с напорной магистралью источника питания, две исполнительные линии соединены с рабочими полостями соответствующего гидроцилиндра, при этом первая сливная линия одного из двух распределителей соединена со второй сливной линией другого распределителя, а его вторая сливная линия с первой сливной линией другого распределителя, объединенные сливные линии распределителей соединены с соответствующими входами дросселирующего распределителя, кроме того, обратная связь по рассогласованию перемещений выходных звеньев обоих гидроцилиндров выполнена с возможностью размыкания.