5.3. Шаговый позиционный электрогидропривод
Электрогидравлические шаговые приводы (ЭГШП) реализуются гидравлическими усилителями (ГУ) крутящего момента с шаговым двигателем. Шаговый двигатель (ШД) малой мощности является задатчиком и поворачивает входной вал гидравлического усилителя на заданную дискрету, а выходной вал, кинематически связанный с гидромотором, с незначительной ошибкой отрабатывает все движения входного вала, развивая крутящий момент, достаточный для перемещения целевых механизмов [29]. Усиление крутящего момента обеспечивается за счет управления энергией потока масла, подводимого к гидромотору маломощным сигналом на входе ГУ.
Схема простейшего ЭГШП представлена на рис.5.4. Вал гидромотора 5 через передаточно-преобразующий механизм соединен с исполнительным механизмом. Управляющим устройством привода является крановый дросселирующий распределитель 15. Его втулка 2 с парными радиальными каналами связана со вспомогательным валом 3 гидромотора 4 механической связью 14. Пробка распределителя 1 связана с задатчиком перемещения или скорости (несиловой шаговый электродвигатель, двигатель постоянного тока – на рис.5.4 не показан). В исходном положении привода «стоп» пробка 1 повернута против часовой стрелки на угол δ. Так как распределитель выполнен с положительным перекрытием, парные каналы подвода 6, 10 и слива гидромотора 8, 12 перекрыты.
φвх
ωвх
Мвх
15
φвых
ωвых
Мвых
φвых
ωвых
Мвых
Рис.5.4. Шаговый ротационный гидропривод (тип МГ18-1)
При задании пробке 2 угла или скорости поворота в соответствующем направлении образуется рассогласование δ золотниковой пары, что приводит к образованию проходных сечений в каналах 6-7, 10-9, 11-12, 7-8. Вал гидромотора 5 вращается и через обратную механическую связь 14 убирает рассогласование. При останове пробки 1 величина перемещения определяется количеством шагов (дискрет) шагового двигателя, а скорость – частотой их следования.
В электрогидравлических шаговых приводах типа Э32Г18-2 (рис.5.5) в качестве управляющего устройства используется четырехкромочный золотниковый распределитель 5, который связан с валом, имеющим с одной стороны шлицевую втулку 6, взаимодействующую со шлицевым концом вала гидромотора 7 типа Г15-2.
Рис.5.5. Шаговый ротационный гидропривод (тип Э32Г18-2)
Другой конец связан с прецезионным винтом 4, взаимодействующим с гайкой 3. Гайка установлена в подшипниках, исключающих возможность ее осевого перемещения, и через муфту 2 связана с валом шагового двигателя 1.
При повороте вала шагового двигателя золотник (ДРР) смещается в осевом направлении, соединяя одну из камер гидромотора (I или II) с напорной линией и одновременно другую – со сливной. Вал гидромотора поворачивается в ту же сторону, что и вал шагового двигателя, и через шлицевое соединение и винтовую пару возвращает золотник в среднее положение, гидромотор останавливается. При постоянной частоте вращения и при равенстве скоростей между валами шагового двигателя и гидромотора сохраняется угол отставания δот.
ЭГШП выполняются в виде комплектных приводов [26]. Соединением вала гидромотора с механической подсистемой объекта позиционирования рационально решается задача построения гидромеханической позиционной системы для АТО (рис.5.6).
Рис.5.6. ЭГШП силового подающего стола фрезерного станка: Мвх – крутящий момент на входе дросселирующего распределителя; lвых – перемещение
исполнительного механизма
На рис.5.6 приведена гидрокинематическая схема ЭГШП типа Э32Г18-2, применяемого для точного позиционирования поворотного координатного стола.