Результат интеллектуальной деятельности: ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА НАГРУЖЕНИЯ ВЫХОДНОГО ЗВЕНА ГИДРОПРИВОДА

Изобретение относится к машиностроению, в частности к стендовым системам имитации статической нагрузки, воздействующей на выходное звено гидропривода.

Известна активная пневматическая система нагружения гидропривода (Нейман В.Г. Гидроприводы авиационных систем управления, М.: «Машиностроение», 1973, с. 96). В указанной системе статическая нагрузка создается с помощью пневмоцилиндра, в одной из полостей которого создается необходимое давление сжатого газа с помощью регулятора давления. Полость высокого давления в пневмоцилиндре соединяется трубопроводом большого сечения с баллоном, служащим для снижения зависимости величины усилия нагрузки от положения и скорости перемещения поршня. Вторая полость цилиндра соединена с атмосферой.

Недостатком данной системы является наличие большой емкости высокого давления (баллона), что значительно увеличивает массу и габариты системы.

Наиболее близкой, принятой за прототип, является пневматическая система нагружения выходного звена электропривода, включающая в себя пневмоцилиндр для создания нагрузки, в одной из полостей которого поддерживается высокое давление сжатого газа с помощью регулятора давления, а другая полость пневмоцилиндра соединена с атмосферой, при этом полость высокого давления пневмоцилиндра связана с атмосферой через предохранительный клапан и регулируемый дроссель. SU 1523747 А1 (Симферопольское головное специальное конструкторско-технологическое бюро пневмооборудования ПО «Пневматика»), 23.11.1989.

Недостатком прототипа является недостаточная надежность ввиду того, что его работоспособность определяется безотказной работой регулятора давления, предохранительного клапана и регулируемого дросселя.

Изобретение направлено на повышение надежности работы пневматической системы нагружения выходного звена привода.

Предложена пневматическая система нагружения выходного звена гидропривода, включающая в себя пневмоцилиндр, в одной из полостей которого поддерживается высокое давление сжатого газа с помощью регулятора давления, а другая полость пневмоцилиндра соединена с атмосферой, отличающаяся от указанного прототипа тем, что полость высокого давления пневмоцилиндра связана с атмосферой через дроссель. Данная система позволяет обеспечить поддержание усилия на штоке пневмоцилиндра только с помощью регулятора давления и дросселя. Указанное решение упрощает конструкцию, тем самым повышает ее надежность.

Для пояснения работы системы на чертеже приведена ее принципиальная пневматическая схема. Система нагружения выходного звена гидропривода 4 состоит из пневмоцилиндра 3, шток которого соединен со штоком гидропривода, а также регулятора давления 1 и дросселя 2, подключенных к полости высокого давления пневмоцилиндра.

При стоянке и выдвижении штока гидропривода 4 в полость высокого давления пневмоцилиндра 3 через регулятор давления 1 подается газ. Давление газа Р в полости поддерживается постоянным за счет работы регулятора давления 1, при этом часть выдаваемого регулятором давления газа дренируется через дроссель 2. При втягивании штока гидропривода 4 газ из полости высокого давления пневмоцилиндра 3 вытесняется и дренируется через дроссель 2. Проводимость дросселя определена так, чтобы при известной максимально возможной скорости υ_max перемещения штока гидропривода 4 обеспечить давление Р в полости высокого давления пневмоцилиндра 3. Другая полость пневмоцилиндра 3 соединена непосредственно с дренажем, благодаря чему давление в ней при любом направлении движения штока гидропривода близко к атмосферному. Таким образом, система поддерживает постоянный перепад давления между полостями пневмоцилиндра и, как следствие, постоянное усилие на штоке.

Условия работы системы нагружения:

- расходная характеристика дросселя 2 обеспечивает сброс излишков сжатого газа из рабочей полости пневмоцилиндра при уменьшении ее объема, вызванного движением штока гидропривода 4. Массовый расход газа через дроссель определяется по формуле:

где

G - расход газа,

Р - давление настройки регулятора давления,

S - эффективная площадь поршня пневмоцилиндра,

υ_max - максимально возможная скорость перемещения штока гидропривода,

R - газовая постоянная,

Т - температура газа;

- регулятор давления 1 обеспечивает суммарный расхода рабочего газа через дроссель 2 и расход, вызванный увеличением рабочей полости пневмоцилиндра при движении штока гидропривода 4.

Предложенная система нагружения используется КБ «Арматура» в нагрузочных стендах для проведения статических и динамических испытаний электрогидравлических сервоприводов.