Стенд для динамических испытаний гидропривода подач станков с числовым программным управлением Советский патент 1985 года по МПК F15B19/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к стендам для испытаний объемных гидроприводов.

На чертеже представлена принципиальная гидравлическая схема стенда для динамических испытаний гидропривода подач станков с числовым программным управлением.

Стенд содержит насос 1 постоянной производительности, соединенный через упругую муфту 2 с электродвигателем 3, предохранительные клапаны 4 и 5, редукционный клапан 6 переливной золотник 7, гидроаккумулятор 8, манометры 9 и 10, линию 11 нагнетания, подключенную к электрогидравлическому усилителю привода 12 подач, управляющему расходом рабочей жидкости по каналам 13 и 14, и гидромотор 15 привода подач. Ротор 16 гидромагора 15 соединен через гибкую муфту 17 с винтовым валом 18, установленным в подшипниках 19 и 20 и снабженным гайкой 21 качения. Последняя жестко соединена с платформой 22, на которой закреплен гидроцилиндр 23 нагружения с поршнем 24, шток 25 которого через датчик 26 усилия жестко соединен со станиной стенда 27. Штоковая полость 28 гидроцилиндра 23 нагружения соединена трубопроводом 29 с компенсационным бачком 30, заполненным рабочей жидкостью 31. В вертикальной стенке компенсационного бачка 30 выполнено сливное отверстие 32, соедиенное с трубопроводом 33 слива. Поршневая полость 34 гидроцилиндра 23 нагружения трубопроводом 35 соединена с нагнетаюшим каналом 36 электрогидравлического усилителя 37. Сливной канал 38 электрогидравлического усилителя 37 через регулируемый дроссель 39 соединен с нагнетаюшим каналом 36. Электрогидравлический усилитель через трубопроводы 40 и 41 соединен с насосом 1. На роторе 16 гидромотора 15 привода подач жестко закреплен тахогенератор 42, соединенный электрическим каналом 43 с входом аналоговой вычислительной машины 44, к входу которой через электрический канал 45 подключен датчик 26 усилия. Электрогидравлический усилитель привода 12 подач и электрогидравлический усилитель 37 через электрические каналы 46 и 47 подключены к выходу аналоговой вычислительной машины 44. Утечки из гидроагрегатов поступают в сливной бак 48.

Стенд для динамических испытаний гидропривода подач станков с числовым программным управлением работает следующим образом.

Включается насос 1, и рабочая жидкость через переливной золотник 7 и линию 11 нагнетания подается в электрогидравлический усилитель привода 12 подач. Уровень давления в линии 11 нагнетания устанавливается переливным золотником 7 и контролируется по манометру 9. Для предотвращения перегрузки гидросистемы используется предохранительный клапан 5.

Сглаживание пульсаций давления в линии 11 нагнетания осуществляется с помощью гидроаккумулятора 8. По трубопроводу 40 рабочая жидкость от насоса 1 поступает также к трубопроводу 41, где с помощью редукционного клапана 6 поддерживается необходимый уровень давления, контролируемый по манометру 10. Из трубопровода 41 рабочая жидкость подается к электрогидравлическому усилителю 37.

На аналоговой вычислительной машине 44 формируется электрическая модель дифференциального уравнения для продольной составляющей силы резания:

K,U -K2UF ,

1

гда Up - напряжение-аналог продольной составляющей силы резания;

0 Jw-напряжение-аналог угловой скорости со ротора 16 гидромотора 15 привода подач;

Ki и К2-сопротивления-аналоги постоянных коэффициентов. Величина угловой скорости wротора 16

5 измеряется тахогенератором 42, и по электрическому каналу 43 на вход аналоговой вычислительной машины 44 подается напряжение и , пропорциональное этой частоте. Аналоговая вычислительная машина 44 в соответствии с уравнением (1) определяет значение UF. Сравнивая это значение с сигналом UR датчика 26 усилий аналоговая вычислительная машина по электрическому каналу 47 выдает сигнал AUp UF - UK на электрический вход электрогидравлического усилителя 37.

Электрогидравлический усилитель 37 осуществляет преобразование расхода рабочей жидкости, циркулирующей по нагнетающему 36, сливному 38 каналам и регулируемому дросселю 39, пропорциональное

поступившему сигналу AU, что приводит к изменению перепада давления на дросселе 39, пропорционального сигналу Л Uy. Изменение перепада давления на дросселе 39 приводит к пропорциональному измене„ нию давления в нагнетающем канале 36 и в соединенной с ним трубопроводом 35 поршневой полости 34 гидроцилиндра 23 нагружения.

Следовательно, на поршень 24, а через него и на шток 25 действует усилие, пропорциональное сигналу Д Uj. Через платформу 22 и гайку 21 качения усилие передается на винтовой вал 18, с помощью которого оно преобразуется в момент нагружения ротора 16 гидромотора 15 привода подач, также пропорциональный сигналу рассогласова5 ния AUp.

При рабочем перемещении платформы 22 и гидроцилиндра 23 нагружения (на

чертеже влево) рабочая жидкость из поршневой полости 34 по трубопроводу 35 и нагнетающему каналу 36 поступает к регулируемому дросселю 39, что приводит к изменению перепада давления на дросселе 39 и, следовательно, к изменению давления в поршневой полости 34 гидроцилиндра 23, вызывая отклонение формы и величины создаваемого усилия от заданного управляющего напряжения AU. Для уменьшения влияния рабочего перемещения платформы 22 на величину требуемого усилия, определяемого из соотношения (1), расход жидкости, циркулирующей в замкнутом контуре гидросистемы канал 36 - дроссель 39 - канал 38, выбирается в 30- 100 раз большим расхода жидкости из поршневой полости 34 гидроцилиндра 23

нагружения, вызванного рабочим перемещением платформы 22.

Для предотвращения попадания газа из атмосферы в поршневую полость 34 гидроцилиндра 23 нагружения через технологические зазоры между поршнем 24 и стенками гидроцилиндра 23 нагружения используется компенсационный бачок 30, из которого жидкость при рабочем ходе платформы 22 поступает в штоковую полость 28.

Утечки в технологических зазорах между поршнем 24 и стенками гидроцилиндра 23 нагружения приводят к увеличению объема рабочей жидкости в компенсационном бачке 30. Слив избытка жидкости из компенсационного бачка 30 осуществляется

через отверстие 32 в стенке компенсационного бачка 30 и трубопровод 33.

1. СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ГИДРОПРИВОДА ПОДАЧ СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ, содержащий станину, питающий насос с регулятором давления, гидроаккумулятор, нагружающую гидромащину, электрогидравлический усилитель, связанный с испытуемым гидроприводом и электронную систему управления включающую электронно-вычислительную машину, электронный усилитель и систему автоматического регулирования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности имитации нагрузки от силы резания, стенд снабжен дополнительным электрогидравлическим усилителем, нагружающая гидромащина выполнена в виде поршневого гидроцилиндра, связанного через винтовую передачу с испытуемым гидроприводом, нагнетающий и сливной каналы дополнительного электрогидравлического усилителя соедннены междусобой через регулирующий дроссель, вход его подключен к напорной магистрали питающего насоса, его нагнетающий канал - к рабочей полости гидроцилиндра, а сам он электрически связан с электронной сисгемой управления. 2. Стенд по п. I, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, гидроцилиндр выполнен с двумя рабочими I полостями, причем одна из полостей соединена с дополнительно установленным ком(Л пенсационным бачком, в вертикальной стенке которого выполнено сливное отверстие, которое трубопроводом сообщается со сливом. со