гидропривод микрошаговых перемещений

Формула изобретения

Гидропривод микрошаговых перемещений, содержащий гидроцилиндр, состоящий из установленных соосно в корпусе двух силовых сильфонов с общей центральной подвижной стенкой, соединенной с перемещаемым узлом, причем один из силовых сильфонов через гидрораспределитель сообщен с источником постоянного давления, а другой с дозирующим устройством, имеющим дозирующий сильфон с подвижной стенкой и механизм управления мерным объемом последнего, отличающийся тем, что механизм управления мерным объемом дозирующего сильфона выполнен в виде реверсивного шагового двигателя и шариковой винтовой пары качения, гайка которой снабжена кронштейном, жестко соединенным с подвижной стенкой дозирующего сильфона, а винт соединен с шаговым двигателем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидравлическим приводам и может быть использовано в станкостроении для обеспечения микрошаговых перемещений.

Известен гидропривод микрошаговых перемещений, содержащий гидроцилиндр, состоящий из установленных соосно в корпусе напорного и сливного силовых сильфонов с общей центральной подвижной стенкой, соединенной с перемещаемым узлом, при этом напорный сильфон через реверсивный гидрораспределитель соединен с источником постоянного давления, а сливной с дозирующим устройством, выполненным в виде одного или нескольких дозирующих сильфонов, мерный объем которых меняется от отдельного привода с кулачковой передачей (см. авт. св. СССР N 385090, кл. F 15 B 15/24, 1973).

Недостатками данного привода являются невозможность произвольно изменять величину, скорость и направление малых шаговых перемещений, так как они определяются профилем устанавливаемых кулачков.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей привода.

Сущность изобретения заключается в том, что в гидроприводе микрошаговых перемещений, содержащем гидроцилиндр, состоящий из двух соосных силовых сильфонов с общей центральной подвижной стенкой, соединенной с перемещаемым узлом, один из которых через гидрораспределитель сообщается с источником постоянного давления, а другой с дозирующим устройством, выполненным в виде дозирующего сильфона, мерный объем которого меняется произвольно от шагового привода как в сторону увеличения (слив), так и в сторону уменьшения (нагнетание) с помощью механизма, состоящего из реверсивного шагового двигателя и шариковой винтовой пары качения.

На чертеже изображена принципиальная схема гидропривода микрошаговых перемещений.

Гидропривод включает источник постоянного давления в виде насоса 1, предохранительный (переливной) клапан 2, гидрораспределитель 3, гидроцилиндр и дозирующее устройство. Гидроцилиндр состоит из цилиндрического корпуса 4 с фланцами 5, 6 двух соосно установленных силовых сильфонов 7, 8 с боковыми крышками 9, 10 и общей центральной подвижной стенкой 11, передающей усилие перемещаемому узлу 12. Дозирующее устройство состоит из дозирующего сильфона 13, жестко связанного с кронштейном 14, который получает движение, например, от реверсивного двигателя 15 и шариковой винтовой пары качения 16. Крайние положения кронштейна 14 для предотвращения поломки дозирующего сильфона 13 фиксируются ограничителем 17. Корпус 4 гидроцилиндра жестко соединен со штоком 18 гидроцилиндра ускоренного перемещения (не обозначен). Жесткая фиксация штока 18 осуществляется зажимом 19, а перемещаемого узла 12 относительно штока 19 зажимом 20.

Через затвор 21 производится одноразовая заправка рабочей жидкостью (с модулем объемной упругости более высоким, чем в силовом сильфоне 8) полостей силового сильфона 7 гидроцилиндра, дозирующего сильфона 13 и соединительной магистрали, причем заправка производится таким образом, чтобы при установке кронштейна 14 в среднее положение и подаче жидкости под рабочим давлением в полость силового сильфона 8, центральная подвижная стенка 11 установилась строго в среднее положение относительного корпуса 4.

Работает гидропривод следующим образом. После включения насоса 1 и подачи под давлением рабочей жидкости через гидрораспределитель 3 в силовой сильфон 8 (в исходном состоянии кронштейн 14 занимает среднее положение) центральная подвижная стенка 11 устанавливается в среднее положение, которое фиксируется зажимом 20. По окончании ускоренного перемещения шток 18 фиксируется зажимом 19, зажим 20 освобождается и начинается отработка микрошаговых перемещений.

При задании двигателем 15 шаговых перемещений кронштейну 14 вправо дозирующий сильфон 13 начинает разжиматься, отбирая из силового сильфона 7 порции жидкости с частотой следования шагов, т. е. с частотой управления и объемом, определяемым величиной единичного шага кронштейна 14, т. е. дискретностью. Каждая отобранная из силового сильфона 7 порции жидкости уменьшает в нем давление, нарушая равновесие давлений в силовых сильфона 7 и 8, вызывает под действием постоянного давления питания в силовом сильфоне 8 микрошаговое перемещение центральной подвижной стенки 11, а вместе с ней и перемещаемого узла 12 в сторону устранения нарушенного равновесия, т. е. в данном случае вправо (по чертежу).

При задании двигателем 15 шаговых перемещений кронштейну 14 влево дозирующий сильфон 13 начинает сжиматься, в результате чего порции жидкости вытесняясь из него в силовой сильфон 7, производят микрошаговое перемещение центральной подвижной стенки 11 и перемещаемого узла 12 влево, при этом сброс избытка жидкости и поддержание постоянного заданного рабочего давления в силовом сильфоне 8 производится клапаном 2.

Изменяя двигателем 15 частоту шаговых перемещений кронштейна 14, можно произвольно изменять скорость движения перемещаемого узла 12 как на всем участке перемещения, так и внутри его.

После завершения микрошаговых перемещений положение узла 12 фиксируется зажимом 29.

Для возврата в исходное положение зажим 20 освобождается, кронштейн 14 перемещается шаговым приводом в среднее положение, отчего центральная подвижная стенка 11 и перемещаемый узел 12 устанавливаются в среднее положение, зажим 20 фиксируется. Цикл повторяется.

Таким образом, изобретение позволяет произвольно изменять величину, скорость и направление микрошаговых перемещений.