RU2375610C1 - Four-port throttle hydro-distributor with flat rotary slide and central drive of module modification for built-in assembly and high pressure - Google Patents
Four-port throttle hydro-distributor with flat rotary slide and central drive of module modification for built-in assembly and high pressure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375610C1 RU2375610C1 RU2008126355/06A RU2008126355A RU2375610C1 RU 2375610 C1 RU2375610 C1 RU 2375610C1 RU 2008126355/06 A RU2008126355/06 A RU 2008126355/06A RU 2008126355 A RU2008126355 A RU 2008126355A RU 2375610 C1 RU2375610 C1 RU 2375610C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spool
- drive shaft
- valve
- central
- sleeve
- Prior art date
Links
- 230000004048 modification Effects 0.000 title 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 title 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 58
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 20
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 18
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 11
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Multiple-Way Valves (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к гидроавтоматике, в частности к гидрораспределителям с плоским поворотным золотником, применяемым в гидроприводах с ручным управлением, например в гидромеханических рулевых приводах следящих систем управления летательных аппаратов.The present invention relates to hydraulic automation, in particular to valves with a flat rotary valve, used in hydraulic actuators with manual control, for example in hydromechanical steering drives of servo control systems for aircraft.
Известен гидрораспределитель, содержащий распределительную плиту с дросселирующим сливным отверстием, опорное кольцо, прижимную плиту, поворотный плоский золотник, охватываемый рычагом, закрепленным на управляющем валу и разделяющим внутренний объем гидрораспределителя на две полости. На рычаге управляющего вала в районе сливных кромок золотника выполнен фасонный профиль, отклоняющий сливную струю и компенсирующий гидродинамические силы на золотнике (см. журнал «Авиационная промышленность» №10, 1974, с.30, Ружицкий Е.Н. и др. «Обеспечение устойчивости и гидродинамической разгрузки плоских золотников распределительных устройств большой мощности»).A known valve comprising a distribution plate with a throttling drain hole, a support ring, a pressure plate, a rotary flat spool, covered by a lever mounted on the control shaft and dividing the internal volume of the valve into two cavities. On the lever of the control shaft in the area of the drain edges of the spool, a shaped profile is made that deflects the drain stream and compensates for the hydrodynamic forces on the spool (see Aviation Industry magazine No. 10, 1974, p.30, EN Ruzhitsky et al. “Ensuring stability and hydrodynamic unloading of flat spools of high power switchgears ”).
Недостатком этого гидрораспределителя является сложность расчета и изготовления фасонного профиля, а также недостаточная эффективность компенсации гидродинамических сил.The disadvantage of this valve is the difficulty in calculating and manufacturing the shaped profile, as well as the lack of efficiency of the compensation of hydrodynamic forces.
Известны гидрораспределители по АС № SU 577303, кл. F01L 5/02, 25.10.77 и SU 1080552 А, кл. F01L 5/02, 23.01.81, которые содержат корпус, распределительную плиту и поворотный плоский золотник, охватываемый рычагом, закрепленным на управляющем валу и разделяющим внутренний объем гидрораспределителя на две полости.Known control valves for AC No. SU 577303, class. F01L 5/02, 10.25.77 and SU 1080552 A, class F01L 5/02, 01/23/81, which contain a housing, a distribution plate and a rotary flat spool, covered by a lever mounted on the control shaft and dividing the internal volume of the valve into two cavities.
Указанные гидрораспределители конструктивно проще решают вопрос повышения эффективности компенсации гидродинамических сил и улучшения характеристик управляющего момента по ходу золотника путем выполнения в распределительной плите дросселирующих сливных отверстий, перекрываемых рычагом-лопастью во время движения.These directional control valves are structurally simpler to solve the problem of increasing the efficiency of hydrodynamic forces compensation and improving the control torque characteristics along the spool by making throttling drain holes in the distribution plate that are blocked by a lever-blade during movement.
Однако в целом известные гидрораспределители отличаются конструктивной сложностью и нетехнологичностью. Так, для использования таких гидрораспределителей в гидроприводе требуется обеспечение высокой точности изготовления установочной поверхности в сочетании с незначительной шероховатостью: допуск плоскостности поверхности корпуса привода (или другого устройства), на которую устанавливается гидрораспределитель, должен составлять 3…5 мкм, а параметр шероховатости Ra - не более 0,25…0,5 мкм.However, in general, well-known directional control valves are distinguished by structural complexity and low-tech. So, for the use of such valves in the hydraulic drive, it is necessary to ensure high accuracy of manufacturing of the installation surface in combination with a slight roughness: the tolerance of the flatness of the surface of the drive housing (or other device) on which the valve is installed must be 3 ... 5 μm, and the roughness parameter Ra should not be more than 0.25 ... 0.5 microns.
Корпуса и плиты известных гидрораспределителей имеют сложную форму и нетехнологичны.Cases and plates of known hydraulic distributors have a complex shape and low-tech.
В связи с необходимостью расстыковки всего узла гидрораспределителя перед установкой его в гидропривод из-за снятия транспортировочной плиты, прижимающей торцовые уплотнительные кольца к установочной поверхности распределительной плиты, могут изменяться технические характеристики гидрораспределителя. Использование известных гидрораспределителей существенно увеличивает массу и габариты гидропривода.Due to the need to undock the entire valve assembly before installing it in the hydraulic actuator due to removal of the transport plate, pressing the mechanical seal rings to the installation surface of the distribution plate, the technical characteristics of the valve can change. The use of well-known hydraulic valves significantly increases the mass and dimensions of the hydraulic actuator.
Известен также гидрораспределитель с плоским поворотным золотником, охватываемый рычагом, закрепленным на управляющем валу и разделяющим внутренний объем гидрораспределителя на две полости по патенту RU 2219352 С2, 7 F01L 7/06, F15B 13/02, 20.12.2003 г., бюллетень №35. Указанный гидрораспределитель с рычажным приводным устройством выполнен с возможностью его встройки непосредственно в корпус гидропривода, что исключает его разборку перед постановкой на гидропривод и улучшает качество проведения ремонтно-восстановительных работ.Also known is a directional valve with a flat rotary valve, covered by a lever mounted on the control shaft and dividing the internal volume of the directional valve into two cavities according to patent RU 2219352 C2, 7 F01L 7/06, F15B 13/02, 12/20/2003, bulletin No. 35. The specified valve with a lever drive device is made with the possibility of its installation directly into the housing of the hydraulic actuator, which eliminates its disassembly before putting on the hydraulic actuator and improves the quality of repair and restoration work.
Однако общим существенным недостатком известных решений и конструкций гидрораспределителей является невозможность их использования в гидроприводах или рулевых системах большой мощности с высокими скоростями движения исполнительных выходных звеньев. Характерной особенностью быстродействующих следящих приводов, в частности приводов управления высокоманевренными летательными аппаратами, является высокая приемистость и малое запаздывание при отработке командных (управляющих) сигналов.However, a common significant drawback of the known solutions and designs of hydraulic control valves is the impossibility of their use in hydraulic drives or steering systems of high power with high speeds of executive output links. A characteristic feature of high-speed servo drives, in particular drives for controlling highly maneuverable aircraft, is high throttle response and low latency when working out command (control) signals.
Момент совершения максимальной работы приводом сопровождается значительными расходами рабочей жидкости и, соответственно, значительными угловыми перемещениями (рассогласованиями) золотников относительно своих нейтральных положений.The moment of maximum work by the drive is accompanied by significant expenditures of the working fluid and, accordingly, significant angular movements (mismatches) of the spools relative to their neutral positions.
Известные же конструкции гидрораспределителей отличаются недостаточным запасом по угловым перемещениям (поворотам) золотника из-за упора охватываемого его рычага во внутреннюю поверхность неподвижно установленного опорного кольца, угловые перемещения гидрораспределителей такого типа не превышают 7° в каждую сторону, что является недостаточным для установки их в гидроприводы высокоманевренных летательных аппаратов.The well-known designs of hydraulic control valves are characterized by an insufficient supply of angular displacements (rotations) of the spool due to the emphasis of the lever covered by it on the inner surface of the fixed support ring; the angular movements of hydraulic valves of this type do not exceed 7 ° in each direction, which is insufficient to install them in hydraulic drives highly maneuverable aircraft.
Наиболее универсальной конструктивно-принципиальной схемой гидрораспределителя является схема с центральной осью вращения - центральным приводом плоского золотника. Возможность получения углов поворота золотника до 60° в каждую сторону от нейтрального положения позволяет применять такую схему как в вышеуказанных случаях, так и в приводах с большими рассогласованиями, например когда требуются расходные характеристики с насыщением.The most universal design and principle of the directional control valve is a scheme with a central axis of rotation - the central drive of a flat spool. The possibility of obtaining angles of rotation of the spool up to 60 ° in each direction from the neutral position allows the use of such a scheme both in the above cases and in drives with large discrepancies, for example, when saturable flow characteristics are required.
Наиболее близким аналогом-прототипом к заявляемому изобретению является известное из патентной литературы устройство по AC SU 286517, кл. 62 С 15/10, опубл. 10.11.70 г., бюллетень №34, которое содержит максимальное количество сходных с заявляемым гидрораспределителем признаков, а именно: оба гидрораспределителя дросселирующие четырехлинейные, каждый из них содержит корпус, опорное кольцо, приводной вал центрального расположения, кинематически и шарнирно связанный с ним плоский поворотный золотник с распределительным каналом напора и сливными каналами, заключенный внутри опорного кольца между нажимной шайбой и распределительной втулкой, на конец которой, обращенный к золотнику, выведены прямоугольные отверстия, соединенные с исполнительным цилиндром гидросистемы, а также глухая центральная ступенчатая расточка и каналы для подвода и отвода рабочей жидкости.The closest analogue prototype to the claimed invention is a device known from the patent literature according to AC SU 286517, class. 62
В известном гидрораспределителе с целью уменьшения приводного момента и повышения эффективности компенсации гидродинамических сил сливной канал золотника выполнен в виде двух симметричных относительно распределительного канала сегментных пазов, имеющих треугольное сечение, отсечные кромки которых, расположенные по хорде, в среднем положении золотника совмещены с краями прямоугольных отверстий в распределительной втулке. Недостатками этого гидрораспределителя являются сложность расчета и необходимость получения фасонного профиля сливных каналов золотника.In the known directional control valve, in order to reduce the driving moment and increase the efficiency of hydrodynamic forces compensation, the spool drain channel is made in the form of two segmented grooves symmetrical with respect to the distribution channel, having triangular cross-section, cut-off edges of which located along the chord in the middle position of the spool are aligned with the edges of rectangular holes in distribution sleeve. The disadvantages of this valve are the complexity of the calculation and the need to obtain a shaped profile of the drain channels of the valve.
Конструкция известного гидрораспределителя аналога-прототипа, кроме того, повторяет недостаток распределительных устройств вышеприведенных аналогов, заключающийся в чрезмерно ограниченных возможностях плоского золотника по угловым перемещениям (поворотам) относительно своего нейтрального положения. Причины, способствующие этому, заключаются в том, что канал подвода рабочей среды и рабочие окна распределительной втулки сгруппированы локально в периферийной зоне и сформированы по наиболее короткой хорде, с максимальным отстоянием ее от оси поворота золотника. Такое конструктивное исполнение с одной стороны позволило минимизировать геометрические параметры плоского золотника, а с другой - ограничило рабочий диапазон углов поворота его до значений, не превышающих значений указанных выше аналогов.The design of the known analogue prototype hydrodistributor, in addition, repeats the disadvantage of the distribution devices of the above analogues, which consists in the overly limited possibilities of a flat spool in angular displacements (turns) relative to its neutral position. The reasons contributing to this are that the channel for supplying the working medium and the working windows of the distribution sleeve are grouped locally in the peripheral zone and are formed by the shortest chord, with its maximum distance from the axis of rotation of the spool. Such a design on the one hand made it possible to minimize the geometric parameters of a flat spool, and on the other hand, limited the working range of its rotation angles to values not exceeding the values of the above analogues.
Известная конструкция в основном имеет монофункциональное назначение и применение, поэтому наиболее актуальным на сегодняшний день становится вопрос разработки и создания гидрораспределителей универсального применения, сочетающих в себе многофункциональные возможности и позволяющих при этом уменьшить существующую номенклатуру конструкций гидрораспределителей с плоским поворотным золотником.The known design basically has a monofunctional purpose and application, therefore, the most urgent today is the question of the development and creation of hydraulic valves of universal application, combining multifunctional capabilities and thus reducing the existing range of designs of hydraulic valves with a flat rotary valve.
На существующем уровне техники известная конструкция гидрораспределителя аналога-прототипа не удовлетворяет разработчиков объектов применения специальным требованиям, в частности требованиям по обеспечению принципов агрегатирования и модульности исполнения составляющих элементов. Выполнение этих условий открывает возможность проводить автономную отработку технических характеристик и испытания, позволяет выполнить встройку гидрораспределителя непосредственно в корпус гидропривода, а также существенно упростить работы, связанные с монтажом и демонтажом непосредственно на объекте применения.At the current level of technology, the known design of the hydrodistributor of the analogue of the prototype does not satisfy the developers of the application objects with special requirements, in particular, requirements for ensuring the principles of aggregation and modularity of the performance of component elements. Fulfillment of these conditions makes it possible to carry out autonomous testing of technical specifications and tests, allows you to embed the valve directly into the body of the hydraulic drive, and also significantly simplify the work associated with installation and dismantling directly at the application.
В аналоге-прототипе с целью реализации кинематической и шарнирной связи приводного вала с золотником в средней части вала образован участок со сферической направляющей поверхностью и радиально расположенным центральным отверстием.In the prototype analogue, in order to realize the kinematic and articulated connection of the drive shaft with the spool in the middle part of the shaft, a section with a spherical guide surface and a radially located central hole is formed.
Для осуществления поворотов плоского золотника относительно профилированных рабочих окон распределительной плиты в ту или другую сторону от среднего положения используется цилиндрический штифт, установленный в центральном отверстии сферического участка приводного вала с консольно выведенными наружу короткими концами, введенными в зацепление с радиально направленным внутренним пазом золотника с возможностью постоянного контактирования и взаимодействия.To rotate the flat spool relative to the profiled working windows of the distribution plate to one side or the other from the middle position, a cylindrical pin is used that is installed in the central hole of the spherical section of the drive shaft with short ends cantilevered outwardly engaged with the radially directed inner groove of the spool with the possibility of constant contacting and interaction.
Выполненная в прототипе конструкция кинематической и шарнирной связи приводного вала с золотником отличается простотой и компактностью исполнения. Однако следует отметить, что известная конструкция кинематической связи не обладает достаточной надежностью и весьма восприимчива к различного рода перегрузкам, объективно возникающим в процессе работы и от воздействия которых происходит снижение чувствительности и точности передачи управляющего сигнала от приводного вала к золотнику из-за недостаточной жесткости и податливости места (узла) сочленения кинематической связи, а также образования на сопрягаемых поверхностях цилиндрического штифта и паза золотника значительных контактных напряжений, не редко приводящих к деформации, смятию и выработке сопрягаемых поверхностей. Указанные недостатки данного технического решения в основном обусловлены сведением к минимуму плеча (радиуса) передачи золотнику управляющего усилия от приводного вала через короткобазовый цилиндрический штифт и выполнением с максимально возможным по протяженности плеча (радиуса) распределения и отсечки рабочей жидкости на золотнике.The design of the kinematic and articulated coupling of the drive shaft with the spool made in the prototype is simple and compact. However, it should be noted that the known kinematic coupling design does not have sufficient reliability and is very susceptible to various kinds of overloads that objectively arise during operation and from the impact of which there is a decrease in the sensitivity and accuracy of the transmission of the control signal from the drive shaft to the spool due to insufficient rigidity and suppleness the place (node) of the articulation of the kinematic connection, as well as the formation of significant contacts on the mating surfaces of the cylindrical pin and spool groove GOVERNMENTAL stresses, not infrequently lead to deformations and wrinkling formulation mating surfaces. The indicated drawbacks of this technical solution are mainly caused by minimizing the shoulder (radius) of transmitting the control force to the spool from the drive shaft through a short-base cylindrical pin and performing as much as possible along the shoulder (radius) distribution and cutoff of the working fluid on the spool.
Вопросы повышения чувствительности и точности передачи управляющего сигнала золотнику, а также рационального выбора вида сочленения пары деталей «приводной вал-золотник» с одновременным обеспечением компактности размещения в ограниченном пространстве имеют принципиальное значение и становятся наиболее актуальными в связи со специфическими особенностями работы плоских поворотных золотников.The issues of increasing the sensitivity and accuracy of transmitting the control signal to the spool, as well as the rational choice of the type of articulation of a pair of drive shaft-spool parts while ensuring compact placement in a limited space, are of fundamental importance and become most relevant in connection with the specific features of the operation of flat rotary spools.
Указанные особенности заключаются в значительном повышении статического трения - «защемления» плоских золотников, находящихся под давлением рабочей жидкости и работающих как правило в гидрораспределителях с торцовыми зазорами (щелями), не превышающими 0,005…0,008 мм.The indicated features consist in a significant increase in static friction - “pinching” of flat spools under pressure of the working fluid and, as a rule, operating in directional control valves with end gaps (slots) not exceeding 0.005 ... 0.008 mm.
Основная причина «защемления» плоских золотников связана с физико-молекулярными свойствами жидкости, проявляющимися в виде заращивания (облитерации) щели (зазора) адсорбированными на контактирующих поверхностях деталей полярными молекулами, при котором происходит частичное или полное «сращивание» контактирующих поверхностей с фиксированными слоями молекул.The main reason for “pinching” flat spools is associated with the physico-molecular properties of the liquid, manifested in the form of overgrowth (obliteration) of a slit (gap) polar molecules adsorbed on the contacting surfaces of the parts, in which partial or complete “splicing” of the contacting surfaces with fixed layers of molecules occurs.
Для того чтобы стронуть золотник с места, к нему необходимо приложить усилие, способное разрушить прослойку из молекул, связывающую поверхности золотника, после чего усилие, необходимое для перемещения золотника, снижается.In order to move the spool from its place, it is necessary to apply a force to it, which can destroy the layer of molecules that binds the surface of the spool, after which the force required to move the spool is reduced.
В результате указанных процессов развиваются значительные силы статического трения, которые могут в десятки раз и более превышать силы, действующие после смещения (поворота) золотника с места. При работе золотника в условиях низких температур, высоких давлений и возможном загрязнении рабочей жидкости процессы управления плоским золотником становятся еще более тяжелыми. Доля статического трения в общем балансе сил, действующих на золотник, становится столь велика, что гидрораспределитель аналога-прототипа не может удовлетворительно выполнять свои функции.As a result of these processes, significant forces of static friction develop, which can tens of times or more exceed the forces acting after the displacement (rotation) of the valve from its place. When the spool is operated at low temperatures, high pressures and possible contamination of the working fluid, the control processes of the flat spool become even more difficult. The proportion of static friction in the overall balance of forces acting on the spool becomes so large that the hydrodistributor of the prototype analogue cannot satisfactorily perform its functions.
В качестве внешнего уплотнения приводного вала в конструкции гидрораспределителя аналога-прототипа применены установленные в кольцевые прямоугольные канавки вала круглые резиновые, дублирующие друг друга кольца, отличающиеся, как известно, повышенным статическим трением, неизбежно приводящим к увеличению момента страгивания плоского золотника из нейтрального положения и к снижению чувствительности и устойчивости управления, что в значительной степени ухудшает качественные характеристики следящей системы управления летательным аппаратом.As an external seal of the drive shaft in the design of the analogue prototype hydrodistributor, round rubber rings are installed in the annular rectangular grooves of the shaft, duplicating each other, differing, as is known, by increased static friction, which inevitably leads to an increase in the moment of sliding the flat spool from the neutral position and to a decrease sensitivity and stability of control, which significantly impairs the quality characteristics of the tracking control system of the aircraft pparatom.
В совокупности указанные недостатки снижают показатели надежности работы известных гидрораспределителей и гидрораспределителя аналога-прототипа и ограничивают их применение в гидроприводах большой мощности с высокими скоростями выходных звеньев.In the aggregate, these disadvantages reduce the reliability indicators of the known directional control valves and the control valve of the prototype analogue and limit their use in high-power hydraulic drives with high output link speeds.
Технической задачей предлагаемого изобретения помимо сохранения известного способа компенсации гидродинамических сил гидрораспределителя-прототипа является повышение надежности работы гидрораспределителя и реализация возможности встройки гидрораспределителя непосредственно в корпус гидропривода путем создания автономного и технологичного гидрораспределителя модульного исполнения с центральным приводом, с цилиндрической монтажной поверхностью, удобного в отработке технических характеристик и исключающего его разборку перед постановкой на объект.The technical task of the invention, in addition to preserving the known method of compensating the hydrodynamic forces of the hydrodistributor prototype, is to increase the reliability of the hydrodistributor and to realize the possibility of embedding the hydrodistributor directly into the hydraulic actuator housing by creating an autonomous and technologically advanced hydraulic distributor with a central drive, with a cylindrical mounting surface, convenient for working out technical characteristics and excluding its disassembly statement on the subject.
Технической задачей предлагаемого изобретения также является расширение эксплуатационных и компоновочных возможностей гидрораспределителей путем реализации возможности применения их в гидроприводах или рулевых системах большой мощности с высокими скоростями выходных звеньев, например для систем управления высокоманевренными летательными аппаратами, за счет более глубокого расширения существующего диапазона углов поворота управляющего вала гидрораспределителя от нейтрального положения с ±7° до ±60°.The technical task of the invention is also to expand the operational and layout capabilities of the control valves by realizing the possibility of using them in hydraulic drives or steering systems of high power with high speeds of output links, for example for control systems of highly maneuverable aircraft, due to a deeper expansion of the existing range of rotation angles of the control shaft of the control valve from neutral from ± 7 ° to ± 60 °.
Другой не менее важной технической задачей является создание более усовершенствованной конструкции узла сочленения кинематической связи приводного вала с плоским поворотным золотником, в котором за счет особенностей конструктивного исполнения удалось бы достигнуть наиболее эффективной трансформации управляющего сигнала от приводного вала к золотнику с поддержанием чувствительности и плавности работы в условиях воздействия облитерации, высоких давлений рабочей жидкости и низких температур преимущественно путем повышения жесткости сочленения указанной кинематической связи и выбора оптимального соотношения плеч передачи усилия от приводного вала к золотнику и распределения рабочей жидкости в золотнике относительно оси вращения.Another equally important technical task is to create a more advanced design of the kinematic coupling assembly of the drive shaft with a flat rotary valve, in which, due to the design features, it would be possible to achieve the most effective transformation of the control signal from the drive shaft to the valve with maintaining sensitivity and smoothness of operation under conditions the effects of obliteration, high pressures of the working fluid and low temperatures, mainly by increasing hard whith the junction of said drive connection, and select the optimum ratio shoulders force transmission from the drive shaft to the spool and the distribution of working fluid in the spool relative to the rotational axis.
Поставленные задачи решаются тем, что в четырехлинейном дросселирующем гидрораспределителе с плоским поворотным золотником и центральным приводом модульного исполнения для встроенного монтажа и высоких давлений, содержащем корпус, опорное кольцо, приводной вал центрального расположения, кинематически и шарнирно связанный с ним плоский поворотный золотник с распределительным каналом напора и сливными каналами, заключенный внутри опорного кольца и между нажимной шайбой и распределительной втулкой, на конец которой, обращенный к золотнику, выведены прямоугольные отверстия, соединенные с исполнительным цилиндром гидросистемы, а также глухая центральная ступенчатая расточка и каналы для подвода и отвода рабочей жидкости, согласно изобретению, корпус гидрораспределителя выполнен в виде полого цилиндра с двумя кольцевыми уплотнительными элементами на наружной цилиндрической поверхности и закрытого с одного конца днищем с центральной горловиной, в которой установлен спрофилированный хвостовик приводного вала с возможностью вращательного движения, а торец открытого конца цилиндра снабжен равномерно размещенными по окружности резьбовыми отверстиями для болтов, фиксирующих и жестко соединяющих цилиндр и распределительную втулку между собой, при этом наружный диаметр втулки равен или меньше наружного диаметра цилиндра, а на ее внешней стороне образованы крепежные отверстия и три отверстия с возможностью герметичного сообщения с полостями управления исполнительным цилиндром гидросистемы и каналом напорной полости, причем торец распределительной втулки, контактирующий с опорными торцами болтов, выполнен открытым,The tasks are solved in that in a four-line throttle directional control valve with a flat rotary valve and a central drive of modular design for integrated mounting and high pressures, comprising a housing, a support ring, a drive shaft of a central location, a flat rotary valve with a pressure distribution channel kinematically and pivotally connected to it with a pressure distribution channel and drain channels, enclosed inside the support ring and between the pressure washer and the distribution sleeve, at the end of which, facing the ash to the outlet, rectangular holes are connected to the hydraulic actuator cylinder, as well as a blind central step bore and channels for supplying and discharging the working fluid, according to the invention, the valve body is made in the form of a hollow cylinder with two annular sealing elements on the outer cylindrical surface and closed with one end with a bottom with a central neck, in which a profiled shank of the drive shaft is installed with the possibility of rotational movement, and the end face is open about the end of the cylinder is equipped with threaded holes for bolts that are evenly spaced around the circumference, fixing and rigidly connecting the cylinder and the distribution sleeve to each other, while the outer diameter of the sleeve is equal to or less than the outer diameter of the cylinder, and fastening holes and three holes are formed on its outer side with the possibility of tight communication with the control cavities of the hydraulic actuator cylinder and the pressure cavity channel, the end of the distribution sleeve being in contact with the supporting ends of the bolts, made open
согласно изобретению, плоский золотник, размещенный внутри опорного кольца, конструктивно и функционально выполнен по симметрично ориентированной схеме управления и расположения его составляющих элементов и образован в виде диска с интегрированным компонентом кинематической связи, с внутренней центрирующей цилиндрической расточкой и возможностью одновременного контакта своими торцовыми поверхностями с плоскостями нажимной шайбы и распределительной втулки с перекрытием у последней ее дугообразных или прямоугольных дросселирующих рабочих окон, спрофилированных таким образом, чтобы в период прохождения окон плоским золотником расход рабочей среды изменялся по линейному или близко к линейному закону, при этом на конце распределительной втулки, обращенном к золотнику, выполнено сливное отверстие, а компонент кинематической связи золотника сформирован в виде радиально направленного и сужающегося в периферийном направлении поводка-водила со сферической или укороченной цилиндрической концевой частью, выполненного за одно целое с диском, при этом оси поводка золотника и его внутренней цилиндрической расточки расположены в одной плоскости, которая является общей плоскостью симметрии, а дросселирующие рабочие окна распределительной втулки симметрично разнесены в перпендикулярном направлении относительно плоскости симметрии золотника и образованы на одной прямой - наибольшей хорде, проходящей через центральную ось поворота золотника, причем в золотнике оппозитно поводковой части сформирован распределительный канал напора в виде симметрично размещенного относительно плоскости симметрии дугообразного сквозного паза с отсечными подающими кромками прямоугольной или дугообразной формы, образованными на краях паза в зонах, обращенных в сторону расположения дросселирующих рабочих окон распределительной втулки, а сливные каналы образованы в виде выемок прямоугольной или дугообразной формы, отсечные кромки которых расположены на общей хорде так, чтобы в среднем положении золотника они совмещались с краями дросселирующих рабочих окон распределительной втулки,according to the invention, a flat spool located inside the support ring is structurally and functionally made according to a symmetrically oriented control scheme and the arrangement of its constituent elements and is formed in the form of a disk with an integrated kinematic coupling component, with an internal centering cylindrical bore and the possibility of simultaneous contact of its end surfaces with planes thrust washer and distribution sleeve with overlap at its last arcuate or rectangular throttling x working windows, profiled so that during the passage of windows with a flat spool, the flow rate of the working medium changes linearly or close to a linear law, while a drain hole is made at the end of the distribution sleeve facing the spool, and the kinematic coupling component of the spool is formed as radially directed and tapering in the peripheral direction of the lead carrier with a spherical or shortened cylindrical end part, made in one piece with the disk, while the axis of the lead is ash nickname and its inner cylindrical bore are located in one plane, which is the common plane of symmetry, and the throttling working windows of the distribution sleeve are symmetrically spaced perpendicular to the plane of symmetry of the spool and are formed on one straight line - the largest chord passing through the central axis of rotation of the spool a spool of the opposite lead part has a pressure distribution channel formed in the form of arcs symmetrically placed relative to the plane of symmetry a shaped through groove with cut-off feeding edges of a rectangular or arched shape formed on the edges of the groove in the areas facing the location of the throttling working windows of the distribution sleeve, and the drain channels are formed in the form of recesses of a rectangular or arched shape, the cut-off edges of which are located on a common chord so, so that in the middle position of the spool they are aligned with the edges of the throttling working windows of the distribution sleeve,
согласно изобретению, указанная кинематическая и шарнирная связь приводного вала с плоским поворотным золотником конструктивно и функционально выполнена по схеме кривошипно-приводного механизма, при этом на обращенном к золотнику торцовом участке приводного вала образовано центральное расточное отверстие и за одно целое с валом сформирован кривошип в виде одноплечевого рычага, на плечевой части которого, на стороне, обращенной к золотнику, параллельно оси вала, выполнен выступ в виде спрофилированного козырька, в средней части которого образован радиально ориентированный паз с параллельными направляющими поверхностями и возможностью вхождения его во взаимное зацепление и контактирование с концевой частью поводка золотника и его поворота вокруг центральной оси на рабочие углы в противоположных направлениях, например, от среднего (исходного) положения, причем в центральных расточках приводного вала и неподвижно установленной распределительной втулки размещена закладная ось с соосно расположенными направляющими цилиндрическими ступицами и участком со сферической поверхностью, расположенным между ступицами, для взаимодействия с золотником и его самоустановки, приводной вал и золотник сцентрированы закладной осью и имеют общую ось вращения, при этом закладная ось вставлена в центральное отверстие приводного вала с гарантированным радиальным натягом, а в отверстие распределительной втулки - с минимальным гарантированным кольцевым зазором, причем отношение плеча (радиуса) поворота кривошипа управляющего вала к плечу (радиусу) распределения и отсечки рабочей жидкости золотника относительно оси вращения выбрано в соответствии с соотношением:according to the invention, the specified kinematic and articulated coupling of the drive shaft with a flat rotary slide valve is structurally and functionally made according to the scheme of the crank-drive mechanism, while a central boring hole is formed on the end section of the drive shaft facing the spool and a crank is formed integrally with the shaft in the form of a single-arm a lever, on the shoulder of which, on the side facing the spool, parallel to the axis of the shaft, a protrusion is made in the form of a profiled visor, in the middle of which a radially oriented groove is formed with parallel guide surfaces and the possibility of its mutual engagement and contacting with the end part of the slide of the spool and its rotation around the central axis to working angles in opposite directions, for example, from the middle (initial) position, and in the central bores of the drive a shaft and a motionlessly installed distribution sleeve, a mortgage axis is placed with coaxially arranged guide cylindrical hubs and a section with a spherical with the surface located between the hubs for interaction with the spool and its self-installation, the drive shaft and spool are centered by the embedded axis and have a common axis of rotation, while the embedded axis is inserted into the central hole of the drive shaft with a guaranteed radial tightness, and into the hole of the camshaft with minimum guaranteed annular clearance, and the ratio of the shoulder (radius) of rotation of the crank of the control shaft to the shoulder (radius) of the distribution and cutoff of the working fluid of the spool relative to rotation is selected in accordance with the relationship:
Rкув/Rррз=1,5…1,7, где:Rkuv / Rrrz = 1.5 ... 1.7, where:
Rкув - плечо (радиус) поворота кривошипа приводного вала, мм,Rkuv - shoulder (radius) of rotation of the crank drive shaft, mm,
Rррз - плечо (радиус) распределения рабочей жидкости плоского поворотного золотника, мм,Rррз - shoulder (radius) of the distribution of the working fluid of a flat rotary valve, mm,
согласно изобретению, для герметизации приводного вала и минимизации величины трения внешнее уплотнение приводного вала выполнено в виде встроенного в кольцевую расточку корпуса манжетного уплотнителя с защитным кольцом конической формы, устанавливаемого со стороны открытого конца приводного вала для предохранения герметизирующего элемента манжеты от повреждений, при этом между опорным торцом манжетного уплотнителя и стенкой корпуса установлена опорная шайба с контактной площадью, равной площади опорного торца манжетного уплотнителя, а на внешней стороне корпуса оппозитно манжетному уплотнителю концентрично центральной горловине образованы по меньшей мере две пары диаметрально и равномерно расположенных по окружности сквозных отверстий с возможностью ввода в них цилиндрических стержней (например, штырей съемника) для реализации отжима и извлечения манжетного уплотнителя из гнезда корпуса распределителя при проведении сборочно-монтажных или ремонтно-восстановительных работ гидрораспределителя.according to the invention, for sealing the drive shaft and minimizing the amount of friction, the outer seal of the drive shaft is made in the form of a lip seal built into the ring bore of the housing with a protective ring of a conical shape, mounted on the side of the open end of the drive shaft to protect the sealing element of the sleeve from damage, while between the support the end face of the lip seal and the wall of the housing has a support washer with a contact area equal to the area of the end face of the lip seal at least two pairs of through-holes diametrically and evenly spaced around the circumference of the through holes with the possibility of introducing cylindrical rods into them (for example, puller pins) to realize the extraction and extraction of the lip seal from the housing socket valve during assembly, installation or repair work of the hydraulic valve.
Выполнение корпуса предложенного гидрораспределителя в виде полого цилиндра с кольцевыми уплотнительными элементами на наружной цилиндрической поверхности и жесткое крепление с помощью крепежных болтов круглой по форме распределительной втулки к цилиндру существенно упрощает конструкцию и позволяет создать цельноблочный модуль, удобный для встройки непосредственно в гнездо корпуса гидропривода, обеспечивая его минимальные габариты и массу.The housing of the proposed valve in the form of a hollow cylinder with ring sealing elements on the outer cylindrical surface and rigid fastening with fastening bolts of a round-shaped distribution sleeve to the cylinder greatly simplifies the design and allows you to create a one-piece module, convenient for installation directly into the socket of the hydraulic actuator housing, providing it minimum dimensions and weight.
Стыковка модуля к корпусу и соединение между собой каналов осуществляется через технологичные соединительные уплотняющие втулки, широко применяющиеся в отечественной практике.The module is docked to the housing and the channels are connected to each other through technological connecting sealing sleeves, which are widely used in domestic practice.
Выполнение внешнего торца распределительной плиты открытым позволяет произвести стопорение болтов проволокой, чем обеспечивается надежная работа гидрораспределителя в составе привода летательного аппарата в течение всего периода эксплуатации.The execution of the outer end of the distribution plate open allows locking the bolts with wire, which ensures reliable operation of the valve in the drive of the aircraft during the entire period of operation.
За счет выполнения золотника по симметрично ориентированной схеме управления и расположения ее основных составляющих элементов расширяются эксплуатационные и компоновочные возможности при установке гидрораспределителя на объекте применения, повышается технологичность изготовления и улучшаются условия контроля процесса более точного формирования перекрытий и расположения отсечных кромок золотника относительно рабочих окон распределительной втулки, что в конечном итоге и определяет качественные характеристики гидрораспределителя.Due to the execution of the spool according to a symmetrically oriented control scheme and the location of its main constituent elements, the operational and layout capabilities when installing the valve in the application are expanded, the manufacturability is improved and the conditions for controlling the process of more accurate overlap formation and the location of the spool shut-off edges relative to the working windows of the distribution sleeve are improved, which ultimately determines the quality characteristics of the hydraulic distribution spruce up.
Оснащение плоского золотника компонентом кинематической связи, сформированным в виде радиально направленного поводка-водила со сферической или укороченной цилиндрической концевой частью с возможностью взаимодействия и контакта с пазом кривошипа приводного вала, позволяет максимально увеличить плечо поворота золотника и улучшить его работу в условиях облитерации.Equipping a flat spool with a kinematic coupling component formed in the form of a radially directed carrier carrier with a spherical or shortened cylindrical end part with the possibility of interaction and contact with the groove of the drive shaft crank, maximizes the spool turning arm and improves its operation under obliteration conditions.
Выполнение распределительного канала в золотнике в виде симметрично расположенного относительно плоскости симметрии дугообразного сквозного паза позволяет достичь значительных углов поворота золотника и, соответственно, расходов рабочей жидкости, чем реализуется возможность практического применения предлагаемого изобретения в гидроприводах систем управления летательных аппаратов с большой выходной мощностью и высокими скоростями исполнительных выходных звеньев.The implementation of the distribution channel in the spool in the form of an arcuate through groove symmetrically located relative to the plane of symmetry allows significant angles of rotation of the spool and, accordingly, the flow rate of the working fluid, which makes it possible to practically use the present invention in hydraulic actuators of aircraft control systems with high output power and high executive speeds output links.
Образование сливных каналов золотника в виде выемок с профилем несложной формы обеспечивает достаточную эффективность компенсации гидродинамических сил.The formation of drain channels of the spool in the form of recesses with a simple profile profile provides sufficient compensation for hydrodynamic forces.
Исполнение кинематической и шарнирной связи приводного вала с плоским поворотным золотником в соответствии со схемой действия кривошипного механизма позволяет значительно повысить жесткость и чувствительность передачи управляющего сигнала и, соответственно, улучшить статические, динамические и эксплуатационные характеристики гидрораспределителя.The execution of the kinematic and articulated coupling of the drive shaft with a flat rotary slide valve in accordance with the action scheme of the crank mechanism can significantly increase the rigidity and sensitivity of the transmission of the control signal and, accordingly, improve the static, dynamic and operational characteristics of the valve.
Применение в качестве внешнего уплотнения приводного вала гидрораспределителя уплотнителя манжетного типа с защитным внутренним коническим кольцом минимизирует приводной момент страгивания золотника, а введение под опорный торец манжетного уплотнителя опорной шайбы с возможностью ее отжима вместе с манжетным уплотнителем из гнезда корпуса гидрораспределителя значительно повышает уровень качества проведения сборочно-монтажных и ремонтно-восстановительных работ по гидрораспределителю.The use of a cuff-type sealant with a protective inner conical ring as an external drive shaft of the control valve minimizes the drive moment of sliding of the spool, and the introduction of a support washer under the support end of the sleeve seal with the possibility of pressing it together with the sleeve seal from the valve body socket significantly increases the quality level of assembly installation and repair work on the hydrodistributor.
Таким образом, заявляемое техническое решение обладает преимуществом по сравнению с аналогом-прототипом и другими известными решениями, обеспечивающим достижение поставленной задачи - повышение надежности, технико-экономических и эксплуатационных качеств гидрораспределителя с плоским поворотным золотником и центральным приводом.Thus, the claimed technical solution has an advantage over the analogue prototype and other known solutions that ensure the achievement of the task - improving the reliability, technical, economic and operational qualities of the valve with a flat rotary valve and a central drive.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:
- на фиг.1 представлен вариант предложенного четырехлинейного дросселирующего гидрораспределителя с плоским поворотным золотником 25 и центральным приводом 7 с кривошипом 40 модульного исполнения для встроенного монтажа и высоких давлений, общий вид, разрез.- figure 1 presents a variant of the proposed four-way throttling valve with a flat
- на фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1 золотникового устройства с компонетном кинематической связи в виде поводка-водила 34 в исходном нейтральном положении золотника 25.- figure 2 shows a section aa in figure 1 of the spool device with a component kinematic connection in the form of a lead-
- на фиг.3 показан разрез Б-Б на фиг.2, исходное нейтральное положение золотника 25 относительно рабочего окна 20 распределительной втулки 13.- figure 3 shows a section bB in figure 2, the initial neutral position of the
- на фиг.4 показан разрез А-А на фиг.1 золотникового устройства при отклоненном золотнике 25 на рабочий угол α° от нейтрального положения против часовой стрелки.- figure 4 shows a section aa in figure 1 of the spool device with the
- на фиг.5 показан разрез В-В на фиг.4, изображено открытие напорной отсечной кромки 37 золотника 25 при его отклонении против часовой стрелки.- figure 5 shows a section bb in figure 4, shows the opening of the pressure
- на фиг.6 показан разрез Г-Г на фиг.4, изображено открытие сливной отсечной кромки 38 золотника 25 при его отклонении против часовой стрелки.- figure 6 shows a section GG in figure 4, shows the opening of the drain cut-
- на фиг.7 показан вид Е на фиг.1, приведен способ контровки болтов 12, стягивающих корпус 1 и распределительную втулку 13 между собой (фиг.1).- figure 7 shows a view of E in figure 1, shows the method of locking
- на фиг.8 показан общий вид, разрез, вариант встроенной установки гидрораспределителя с центральным приводом в корпус гидропривода.- on Fig shows a General view, section, a variant of the integrated installation of the valve with a central drive in the housing of the hydraulic actuator.
Гидрораспределитель состоит из корпуса - полого цилиндра 1 (фиг.1) с двумя кольцевыми уплотнительными элементами 2 на наружной цилиндрической поверхности 3 и закрытого с одного конца днищем 4 с центральной горловиной 5, в которой установлен спрофилированный хвостовик 6 приводного вала 7, опорами которого являются подшипники качения 8 и 9. На торце 10 открытого конца корпуса-цилиндра 1 расположены равномерно размещенные по окружности резьбовые отверстия 11, в которые ввернуты с определенным моментом затяжки болты 12, фиксирующие и жестко соединяющие корпус-цилиндр 1 с распределительной втулкой 13 через крепежные отверстия 14.The control valve consists of a housing - a hollow cylinder 1 (Fig. 1) with two annular sealing elements 2 on the outer cylindrical surface 3 and a bottom closed at one end 4 with a central neck 5, in which a profiled shank 6 of the drive shaft 7 is installed, the bearings of which are bearings rolling elements 8 and 9. At the end 10 of the open end of the cylinder body 1 there are threaded holes 11 evenly spaced around the circumference, into which the
На внешней стороне распределительной втулки 13 образованы три отверстия 15, 16 и 17 (фиг.7) под соединительные уплотнительные втулки 18 (фиг.8). Отверстия 15 и 16 с дросселирующими окнами 19 и 20 сообщаются с полостями управления исполнительным цилиндром гидросистемы, отверстие 17 сообщается с каналом напорной полости 21 корпуса гидропривода (фиг.8). Торец 22 распределительной втулки 13 (фиг.1), контактирующий с опорными торцами болтов 12, выполнен открытым для обеспечения возможности стопорения болтов 12 контровочной проволокой 23 (фиг.7).On the outside of the
Во внутренней расточке корпуса-цилиндра 1 установлено опорное кольцо 24 (фиг.1), внутри которого заключен плоский золотник 25 между нажимной шайбой 26 и распределительной втулкой 13, на конец которой, обращенный к золотнику 25, выведены прямоугольные отверстия - дросселирующие рабочие окна 19, 20 (фиг.7) для подсоединения к исполнительному цилиндру гидросистемы, а также глухая центральная ступенчатая расточка 27 и каналы 28 и 29 (фиг.1, 2 и 3) для подвода и отвода рабочей жидкости соответственно.In the inner bore of the cylinder body 1, a support ring 24 is installed (Fig. 1), inside of which there is a
В золотнике 25 (фиг.1, 2 и 3) выполнены распределительный канал 30 и сливные каналы 31 и 32. Золотник 25 образован в виде диска с интегрированным компонентом кинематический связи, с внутренней соосно расположенной центрирующей цилиндрической расточкой 33 (фиг.1). На конце распределительной втулки 13, обращенном к золотнику 25, выполнено сливное отверстие 29 (фиг.1, 3, 7).In the spool 25 (FIGS. 1, 2 and 3), a
Компонент кинематической связи золотника 25 сформирован в виде радиально направленного и сужающегося в периферийном направлении поводка-водила 34 (фиг.1, 2) с укороченной цилиндрической концевой частью 35, выполненного за одно целое с диском, при этом оси поводка-водила 34 золотника 25 и его внутренней цилиндрической расточки 33 (фиг.1) расположены в одной плоскости, являющейся общей плоскостью симметриии С-С (фиг.2).The kinematic communication component of the
Дросселирующие рабочие окна 19 и 20 (фиг.2, 3) распределительной втулки 13 симметрично разнесены в перпендикулярном направлении относительно плоскости симметрии С-С и образованы на одной прямой - наибольшей хорде 36, проходящей через центральную ось поворота золотника 25.The
В золотнике 25 опозитно поводковой части 34 сформирован распределительный канал напора 30 в виде симметрично размещенного относительно плоскости симметрии С-С дугообразного сквозного паза с отсечными подающими кромками 37 (фиг.3) прямоугольной или дугообразной формы, а сливные каналы 31 и 32 выполнены в виде выемок прямоугольной или дугообразной формы, отсечные кромки 38 которых совмещены с краями прямоугольных окон 19, 20 распределительной втулки 13 при среднем положении золотника 25.In the
Кинематическая и шарнирная связь приводного вала 7 с плоским поворотным золотником 25 выполнена по схеме кривошипно-приводного механизма (фиг.1), при этом на обращенном к золотнику 25 торцовом участке приводного вала 7 образовано центральное расточное отверстие 39 и за одно целое с валом 7 сформирован кривошип в виде одноплечевого рычага 40 (фиг.1, 2), на плечевой части которого, на стороне, обращенной к золотнику 25, параллельно оси вала 7, выполнен выступ в виде спрофилированного козырька 41 (фиг.1, 2), в средней части которого образован радиально ориентированный паз 42 (фиг.2) с параллельными направляющими поверхностями и возможностью вхождения его во взаимное зацепление и контактирование с концевой частью 35 поводка 34 золотника 25.The kinematic and articulated connection of the drive shaft 7 with a flat
В центральных расточках 39 и 27 приводного вала 7 и неподвижно установленной распределительной втулки 13 размещена закладная ось 43 с соосно расположенными направляющими цилиндрическими ступицами 44 и 45 и участком 46 со сферической поверхностью, расположенным между ступицами, для взаимодействия с золотником 25.In the central bores 39 and 27 of the drive shaft 7 and the fixedly mounted
Для герметизации и минимизации величины трения внешнее уплотнение приводного вала выполнено в виде встроенного в кольцевую расточку 47 корпуса 1 манжетного уплотнителя 48 (фиг.1) с защитным кольцом конической формы 49, устанавливаемого со стороны открытого конца приводного вала 7 для предохранения герметизирующего элемента 50 манжетного уплотнителя 48 от повреждений, при этом между опорным торцом манжетного уплотнителя 48 и стенкой корпуса 1 установлена опорная шайба 51 с контактной площадью, равной площади опорного торца манжетного уплотнителя 48, а на внешней стороне корпуса 1 оппозитно манжетному уплотнителю 48 концентрично центральной горловине 5 образованы диаметрально и равномерно расположенные по окружности сквозные отверстия 52 для реализации отжима и извлечения манжетного уплотнителя 48 из гнезда - кольцевой расточки 47 гидрораспределителя при помощи, например, штыревого съемника при проведении сборочно-монтажных или ремонтно-восстановительных работ.To seal and minimize the amount of friction, the outer seal of the drive shaft is made in the form of a lip seal 48 (Fig. 1) integrated into the annular bore 47 of the housing 1 (figure 1) with a protective ring 49 mounted on the open end of the drive shaft 7 to protect the sealing element 50 of the lip seal 48 from damage, while between the supporting end of the lip seal 48 and the wall of the housing 1, a supporting washer 51 with a contact area equal to the area of the supporting end of the lip seal is installed for 48, and on the outside of the housing 1 opposite the lip seal 48 concentrically to the central neck 5, there are formed through holes 52 diametrically and evenly spaced around the circumference to realize the extraction and extraction of the lip seal 48 from the slot - annular bore 47 of the control valve using, for example, a pin remover with carrying out assembly and installation or repair work.
Гидрораспределитель работает следующим образом (фиг.1, 4).The valve operates as follows (Fig.1, 4).
При повороте приводного вала 7 из исходного нейтрального положения на рабочий угол α° (например, против часовой стрелки) синхронно ему через кривошипное звено 40 поворачивается вокруг своей оси золотник 25 до положения, показанного на фиг.4 и 5, при этом в распределительной втулке 13 открываются спрофилированные дросселирующие рабочие окна 19 и 20. Поток рабочей жидкости из полости нагнетания - распределительного канала 30 золотника 25 проходит в дросселирующее окно 20, полостное отверстие 16 (фиг.7) и далее в гидродвигатель, перемещая его исполнительный шток в одно из крайних положений. Из гидродвигателя поток рабочей жидкости проходит через полостное отверстие 15 (фиг.6) и окно 19 распределительной втулки 13, попадает во внутреннюю полость гидрораспределителя и вытекает через канал слива 29.When the drive shaft 7 is rotated from the initial neutral position by the working angle α ° (for example, counterclockwise), simultaneously through the
Следует отметить, что при прохождении рабочей жидкости под давлением из распределительного канала 30 золотника 25 в окно 20 распределительной втулки 13 возникает, как известно, реактивная гидродинамическая сила, горизонтальная составляющая которой создает сопротивление приводному моменту и стремится вернуть золотник в среднее нейтральное положение.It should be noted that when the working fluid passes under pressure from the
В предложенном гидрораспределителе при движении рабочей жидкости из гидродвигателя через полостное отверстие 15 и окно 19 распределительной втулки 13 и далее по спрофилированной выемке 32 (фиг.6) золотника 25 рабочая жидкость меняет направление движения при переходе с одной стенки спрофилированной выемки 32 на другую. В результате возникает гидродинамическая сила, создающая момент, совпадающий по направлению с приводным моментом, т.е. действующий в сторону открытия подающей кромки 37 (фиг.4 и 5), при этом требуемая величина приводного момента уменьшается, а чувствительность и точность управления значительно повышаются.In the proposed valve, when the working fluid moves from the hydraulic motor through the
При повороте приводного вала 7 из нейтрального исходного положения в другое - противоположное положение процесс работы гидрораспределителя протекает аналогично описанному, при этом исполнительный шток гидродвигателя перемещается в противоположную сторону.When the drive shaft 7 is rotated from a neutral initial position to another — an opposite position, the operation of the control valve proceeds similarly to that described, while the actuator rod of the hydraulic motor moves in the opposite direction.
Выполнение четырехлинейного дросселирующего гидрораспределителя в виде технологичного цельноблочного модуля с возможностью его встройки непосредственно в корпус гидропривода позволило обеспечить проведение автономной отработки технических характеристик гидрораспределителя, уменьшить его габариты и массу, улучшить условия и качество проведения ремонтно-восстановительных работ, а за счет достижения значительных углов поворота золотника с реализацией выполнения кинематической связи приводного вала с плоским поворотным золотником в виде кривошипно-приводного механизма удалось решить задачу применения предлагаемого изобретения в гидроприводах систем управления летательных аппаратов с большими выходными мощностями и высокими скоростями исполнительных выходных звеньев, с достаточным запасом статической и динамической устойчивости.The implementation of the four-line throttling valve in the form of a technological whole-block module with the possibility of its integration directly into the hydraulic actuator housing made it possible to independently test the technical characteristics of the valve, reduce its size and weight, improve the conditions and quality of repair and restoration work, and by achieving significant angles of rotation of the spool with the implementation of the kinematic connection of the drive shaft with a flat swivel spool m in the form of a crank-drive mechanism not resolve the problem of application of the invention in hydraulic aircraft control systems with high output power and high-speed execution of output links, with sufficient static and dynamic stability.
Таким образом, заявленная совокупность конструктивных признаков предлагаемого изобретения обуславливает получение технического результата - создание гидрораспределителя, отвечающего критериям высокой надежности за счет расширения функциональных возможностей, повышения долговечности, технико-экономических и эксплуатационных качеств, что подтверждается результатами проведения заводских испытаний и опытом эксплуатации.Thus, the claimed combination of design features of the invention leads to a technical result - the creation of a control valve that meets the criteria of high reliability by expanding functionality, increasing durability, technical, economic and operational qualities, which is confirmed by the results of factory tests and operating experience.
Claims (4)
Rкув/Rррз=1,5…1,7,
где Rкув - плечо (радиус) поворота кривошипа приводного вала, мм;
Rppз - плечо (радиус) распределения рабочей жидкости плоского поворотного золотника, мм.3. The four-line throttling valve with a flat rotary valve and a central drive according to claim 1, characterized in that the specified kinematic and articulated connection of the drive shaft with a flat rotary valve is structurally and functionally made according to the crank-drive mechanism, with the front facing the spool a central bore hole is formed in the drive shaft section and a crank is formed integrally with the shaft in the form of a single-arm lever, on the shoulder of which is on the side, Attached to the spool, a protrusion in the form of a profiled visor is made parallel to the shaft axis, in the middle part of which there is a radially oriented groove with parallel guide surfaces and the possibility of its mutual engagement and contacting with the end part of the spool lead and its rotation around the central axis at working angles in opposite directions, for example, from the middle (initial) position, moreover, in the central bores of the drive shaft and the fixed camshaft and the embedded axis is placed with coaxially arranged guide cylindrical hubs and a section with a spherical surface located between the hubs for interaction with the spool and its self-installation, the drive shaft and the spool are centered by the embedded axis and have a common rotation axis, while the embedded axis is inserted into the central hole of the drive shaft with a guaranteed radial interference, and into the hole of the distribution sleeve with a minimum guaranteed annular clearance, and the ratio of the shoulder (radius) rotation and the crank of the drive shaft to the shoulder (radius) of the distribution and cutoff of the working fluid in the spool relative to the axis of rotation is selected in accordance with the ratio
Rkuv / Rrrz = 1.5 ... 1.7,
where Rkuv - shoulder (radius) of rotation of the crank drive shaft, mm;
Rppз - shoulder (radius) of the distribution of the working fluid of a flat rotary valve, mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008126355/06A RU2375610C1 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Four-port throttle hydro-distributor with flat rotary slide and central drive of module modification for built-in assembly and high pressure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008126355/06A RU2375610C1 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Four-port throttle hydro-distributor with flat rotary slide and central drive of module modification for built-in assembly and high pressure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2375610C1 true RU2375610C1 (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41489663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008126355/06A RU2375610C1 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Four-port throttle hydro-distributor with flat rotary slide and central drive of module modification for built-in assembly and high pressure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2375610C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113775792A (en) * | 2021-09-28 | 2021-12-10 | 南京晨光集团有限责任公司 | Modal conversion valve used in airplane front wheel control and shimmy damping system |
| RU212056U1 (en) * | 2022-04-01 | 2022-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" | HYDRAULIC DISTRIBUTOR |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3324308A1 (en) * | 1983-07-06 | 1985-01-17 | Fritz Otto Ernst Dipl.-Ing. 6908 Wiesloch Schwenkler | Distributing valve |
| US4800924A (en) * | 1987-04-24 | 1989-01-31 | Davidson Textron Inc. | Direct drive servovalve with rotary valve |
| RU2219352C2 (en) * | 2002-02-26 | 2003-12-20 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" | Four-line hydraulic distributor with flat rotary slide valve of modular design for built-in mounting |
| RU2272182C1 (en) * | 2004-07-26 | 2006-03-20 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "ВОСХОД" (ОАО "ПМЗ ВОСХОД") | Four-line hydraulic distributor with flat rotatable slide |
-
2008
- 2008-06-27 RU RU2008126355/06A patent/RU2375610C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3324308A1 (en) * | 1983-07-06 | 1985-01-17 | Fritz Otto Ernst Dipl.-Ing. 6908 Wiesloch Schwenkler | Distributing valve |
| US4800924A (en) * | 1987-04-24 | 1989-01-31 | Davidson Textron Inc. | Direct drive servovalve with rotary valve |
| RU2219352C2 (en) * | 2002-02-26 | 2003-12-20 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" | Four-line hydraulic distributor with flat rotary slide valve of modular design for built-in mounting |
| RU2272182C1 (en) * | 2004-07-26 | 2006-03-20 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "ВОСХОД" (ОАО "ПМЗ ВОСХОД") | Four-line hydraulic distributor with flat rotatable slide |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113775792A (en) * | 2021-09-28 | 2021-12-10 | 南京晨光集团有限责任公司 | Modal conversion valve used in airplane front wheel control and shimmy damping system |
| RU212056U1 (en) * | 2022-04-01 | 2022-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" | HYDRAULIC DISTRIBUTOR |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101694819B1 (en) | Integrated hydraulic rotary actuator | |
| JP2020532435A (en) | Hydraulic drive joints for robots | |
| EP2938888A1 (en) | Quick connect valve actuator | |
| CN110130830B (en) | Push-to-Release Rotary Steering Device Based on Drilling Hydraulic Difference | |
| US10302218B2 (en) | Drill stem safety valve actuator | |
| US5322261A (en) | Arrangement in closing valves | |
| CN105953000A (en) | Medium-pressure high-speed rotating connector | |
| US5868378A (en) | Throttling control in a fluid control valve | |
| RU2375610C1 (en) | Four-port throttle hydro-distributor with flat rotary slide and central drive of module modification for built-in assembly and high pressure | |
| RU2353825C1 (en) | Four-line hydraulic distributor with flat rotary valve and central modular drive for built-in erection | |
| CN105465372A (en) | Large-deflection self-adaptive seal for low-speed equipment | |
| RU2374506C1 (en) | Four-port valve actuator with plane rotary valve and center drive of modular built for in-built erection with implementation of active damping function | |
| US8694298B2 (en) | Drill string valve actuator with inflatable seals | |
| US20120181466A1 (en) | Conical rotary valve for chromatographic applications | |
| RU2660239C1 (en) | Valve plug of wedge gate valve and wedge gate valve | |
| CN111503321A (en) | Multifunctional ball valve | |
| WO2001042695A1 (en) | A ball valve device | |
| RU2219352C2 (en) | Four-line hydraulic distributor with flat rotary slide valve of modular design for built-in mounting | |
| CN214093147U (en) | Large-drift-diameter hydraulic control reversing valve with sectional type valve core and valve sleeve | |
| ITMI971827A1 (en) | TWO-WAY ROTATING JOINT FOR FLUIDS | |
| CN217328596U (en) | Three-position six-way valve | |
| CN1653291A (en) | Device for connecting pipeplines such that relative motion is allowed, comprising a pretensioning device such taht constant sealing gap can be provided | |
| CN114278766A (en) | Multi-way rotary valve | |
| RU180418U1 (en) | Wedge gate valve | |
| CN218326351U (en) | A four-way ball valve seat |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100628 |