ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД Российский патент 2000 года по МПК F15B11/12 B23B47/22 

Заявляемое техническое решение относится к станкостроению и может быть использовано в агрегатных станках и автоматических линиях для управления гидроцилиндрами силовых столов подачи шпиндельных узлов при сверлении глубоких отверстий, например масляных каналов в распределительных и других валах.

В настоящее время в связи с расширением номенклатуры технологического оборудования для обработки деталей автомобиля (например, использование многошпиндельных револьверных головок, подаваемых силовыми столами) расширились требования к циклу работы гидравлических цилиндров силовых столов. Возникла необходимость обеспечения двух и более скоростей рабочих подач шпиндельного узла в течение одного цикла обработки, меняется также положение перехода с быстрого подвода на рабочую подачу в зависимости от того, в каком положении револьверной головки выполняется обработка. Кроме того, при обработке труднообрабатываемых материалов требуется применение прерывистой подачи шпиндельного узла для обеспечения дробления и отвода стружки. Значительное число перемещений рабочего органа в течение цикла обработки требует дифференциального подключения силового гидроцилиндра с целью обеспечения стабильных расходных характеристик (гидроцилиндра) и, как следствие, повышения эффективности работы гидропривода.

Известны гидравлические приводы для управления силовыми гидроцилиндрами автоматических линий, например гидропривод управления гидроцилиндром правого стола (ЦПС) (Свешников В.К. и др. Станочные гидроприводы. Справочник, 2-е изд. , перераб. и доп. М., Машиностроение, 1988, стр. 427-429, рис. 9.11), включающий силовой гидроцилиндр, реверсивный гидрораспределитель, механизм регулирования скорости перемещения штока, обратные клапаны для обеспечения дифференциального подключения гидроцилиндра.

Недостатками этого гидропривода являются его сложность из-за наличия трех обратных и двух напорных клапанов и ограниченные технологические возможности из-за наличия одной рабочей подачи и невозможности использовать данный привод для обработки труднообрабатываемых материалов с прерывистой подачей режущего инструмента.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является гидравлический привод управления прерывистой подачей силового узла по патенту Российской Федерации N 2090785, кл. МКИ 6 F 15 B 11/12, B 23 B 47/22, содержащий гидравлические распределители, соединяющие напорную и сливную магистрали с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра, механизм регулирования скорости перемещения штока и механизм прерывания подачи (Патент Российской Федерации N 2090785, кл. МКИ 6 F 15 B 11/12, B 23 B 47/22). Это устройство взято нами за прототип.

В этом устройстве механизм прерывания подачи выполнен в виде связанных между собой входами управляемого обратного клапана и напорного золотника и работает по принципу создания противодавления для осуществления остановки штока гидроцилиндра, что снижает стойкость инструмента из-за наличия скачкообразного повышения скорости подачи инструмента при отключении противодавления.

Кроме того, к недостаткам решения по прототипу следует отнести невозможность дифференциального подключения гидроцилиндра при ускоренных перемещениях в сторону штоковой полости, когда поршневая и штоковая полости гидроцилиндра подключаются к напорной ветке и перемещение осуществляется за счет разности площадей поршня в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра. Дифференциальное подключение используется в гидрооборудовании для повышения эффективности работы гидропривода из-за сокращения количества масла, подаваемого в поршневую полость гидроцилиндра при ускоренных перемещениях рабочего органа.

К недостаткам этого решения следует отнести также наличие одной рабочей подачи и фиксированное выключателем начало рабочей подачи, что снижает технологические возможности гидропривода и ограничивает его применение в станках с программным управлением, когда в зависимости от вида обрабатываемого отверстия требуется изменить скорость рабочей подачи и положение переключения из ускоренного подвода на рабочую подачу.

Задача изобретения - расширение технологических возможностей гидропривода и повышение его экономичности.

Для решения поставленной задачи в гидравлическом приводе управления исполнительным гидроцилиндром, содержащем гидравлические распределители, соединяющие напорную и сливную магистрали с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра, механизм регулирования скорости перемещения штока и механизм прерывания подачи, соединенный со сливной магистралью через двухпозиционный распределитель, поршневая и штоковая полости гидроцилиндра сообщены с напорной и сливной магистралями через разные двухпозиционные распределители, причем двухпозиционный распределитель управления штоковой полостью гидроцилиндра сообщен со сливной магистралью через напорный клапан, при этом механизм регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра выполнен в виде двух путевых клапанов, установленных последовательно в гидролинии связи поршневой полости гидроцилиндра с двухпозиционным распределителем управления этой полостью гидроцилиндра, и трехпозиционного распределителя, установленного параллельно ближнему вдоль гидролинии связи к поршневой полости путевому клапану и соединенного с напорной магистралью, а механизм прерывания подачи выполнен в виде дозатора, установленного в гидролинии связи поршневой полости гидроцилиндра со сливной магистралью.

На чертеже представлена принципиальная схема заявляемого гидравлического привода.

Гидравлический привод содержит гидроцилиндр 1 с штоковой 2 и поршневой 3 полостями.

Штоковая полость 2 связана со сливной 4 и напорной 5 магистралями через двухпозиционный распределитель 6, который сообщен со сливной магистралью 4 через напорный клапан 7.

Поршневая полость 3 связана с напорной и сливной магистралями 5 и 6 через двухпозиционный распределитель 8 и механизм регулирования скорости перемещения штока, выполненный в виде двух путевых клапанов 9 и 10 с регуляторами потока 11 и 12, установленных последовательно в гидролинии связи поршневой полости 3 гидроцилиндра 1 с двухпозиционным распределителем 8, и трехпозиционного распределителя 13 с электромагнитами 14 и 15, установленного параллельно путевому клапану 10, расположенному в гидролинии связи ближе к полости 3, чем путевой клапан 9. Трехпозиционный распределитель 13 соединен с напорной магистралью 5. Поршневая полость 3 гидроцилиндра 1 связана со сливом 4 через механизм прерывания подач, выполненный в виде двухпозиционного распределителя 15 с электромагнитами 17 и 18 и дозатора 19.

Гидравлический привод работает следующим образом. В исходном положении шток гидроцилиндра 1 втянут. Включением электромагнитов гидрораспределителей 6 и 8 поршневая и штоковая полости 3 и 2 гидроцилиндра 1 соединяются с напорной магистралью 5, осуществляя дифференциальное включение гидроцилиндра 1, и его шток ускоренно перемещается в сторону штоковой полости 2. При достижении исполнительным механизмом одного из путевых клапанов 9 или 10 в зависимости от алгоритма управления электромагнит гидрораспределителя 6 может отключаться и слив из штоковой полости 2 осуществляется через напорный клапан 7. Рабочий орган перемещается со скоростью, задаваемой регуляторами потока 11 или 12 включением соответствующего электромагнита распределителя 13. При включении электромагнита 14 трехпозиционного распределителя 13 начало рабочей подачи определяется положением путевого клапана 9, а скорость перемещения штока - настройкой регулятора потока 11. Состояние путевого клапана 10 и настройка регулятора потока 12 на работу исполнительного механизма не влияют, т. к. вход и выход путевого клапана 10 сообщаются через трехпозиционный распределитель 13. При включении электромагнита 15 трехпозиционного распределителя 13 начало рабочей подачи определяется положением путевого клапана 10, а скорость перемещения штока - регулятором потока 12. Влияние на цикл работы путевого клапана 9 при этом исключается, т.к. вход путевого клапана 10 через трехпозиционный распределитель 13 сообщается с напорной магистралью 5. Попеременным включением электромагнитов двухпозиционного распределителя 16 мерный поток рабочей жидкости, формируемый регулятором 11 либо 12, через дозатор 19 отводится на слив 4. Подача рабочего органа при этом прекращается.

Время остановки регулируется изменением объема дозатора 19. При достижении поршнем силового гидроцилиндра 1 конечного положения электромагнит распределителя 8 отключается и поршневая полость 3 гидроцилиндра 1 сообщается со сливом 4. Для осуществления возврата в исходное положение необходимо включить электромагнит гидрораспределителя 6.

Применение двух путевых клапанов и установленного параллельно одному из них трехпозиционного распределителя позволяет обеспечить две независимые рабочие подачи как по скорости, так и по положению переключения с ускоренного подвода на рабочую подачу, что расширяет технологические возможности гидравлического привода и позволяет применять его в станках с программным управлением. А установка на входе в поршневую полость механизма прерывания подачи, выполненного в виде двухполостного дозатора, позволяет использовать гидравлический привод при обработке деталей из труднообрабатываемых материалов. Кроме того, применение для управления силовым гидроцилиндром двухпозиционных распределителей и напорного клапана позволяет обеспечить дифференциальное подключение гидроцилиндра, упрощая схему управления исполнительным гидроцилиндром при повышении эффективности работы гидропривода путем сокращения количества подаваемого масла при ускоренных перемещениях.

Гидравлический привод предназначен для агрегатных станков и автоматических линий для управления гидроцилиндрами силовых столов подачи шпиндельных узлов при сверлении глубоких отверстий, например масляных каналов в распределительных и других валах. Привод управления исполнительным гидроцилиндром содержит гидравлические распределители, соединяющие напорную и сливную магистрали с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра, механизм регулирования скорости перемещения штока и механизм прерывания подачи, включающий двухпозиционный распределитель. Поршневая и штоковая полости гидроцилиндра сообщены с напорной и сливной магистралями через разные двухпозиционные распределители, причем двухпозиционный распределитель управления штоковой полостью гидроцилиндра сообщен со сливной магистралью через напорный клапан, при этом механизм регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра выполнен в виде двух путевых клапанов, установленных последовательно в гидролинии связи поршневой полости гидроцилиндра с двухпозиционным распределителем управления этой полостью гидроцилиндра, и трехпозиционного распределителя, установленного параллельно ближнему вдоль гидролинии связи к поршневой полости путевому клапану и соединенного с напорной магистралью, а механизм прерывания подачи выполнен в виде дозатора, установленного в гидролинии связи поршневой полости гидроцилиндра со сливной магистралью. Технический результат - расширение технологических возможностей гидропривода, упрощение схемы управления. 1 ил.

Гидравлический привод управления исполнительным гидроцилиндром, содержащий гидравлические распределители, соединяющие напорную и сливную магистрали с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра, механизм регулирования скорости перемещения штока и механизм прерывания подачи, включающий двухпозиционный распределитель, отличающийся тем, что поршневая и штоковая полости гидроцилиндра сообщены с напорной и сливной магистралями через разные двухпозиционные распределители, причем двухпозиционный распределитель управления штоковой полостью гидроцилиндра сообщен со сливной магистралью через напорный клапан, при этом механизм регулирования скорости перемещения штока гидроцилиндра выполнен в виде двух путевых клапанов, установленных последовательно в гидролинии связи поршневой полости гидроцилиндра с двухпозиционным распределителем управления этой полостью гидроцилиндра, и трехпозиционного распределителя, установленного параллельно ближнему вдоль гидролинии связи к поршневой полости путевому клапану и соединенного с напорной магистралью, а механизм прерывания подачи выполнен в виде дозатора, установленного в гидролинии связи поршневой полости гидроцилиндра со сливной магистралью.