Гидравлический вибросуппорт Л.В.Карсавина Советский патент 1991 года по МПК B23B21/00 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в механизмах слздящих систем цля вибрационного резания,

Цель изобретения - р&сширениз технологических возможностей за счет повышения мощности выходного сигнала и устойчивости параметров вибрации на низких частотах.

На фиг. 1 показан гидравлический эиб- росуппорт, разрез; на фиг. 2 - отсечной клапан, разрез.

Вибросуппорт содержит корпус 1 с каналами 2 и 3 давлений подвода Р0х рабочей среды, включенными в полости 4 и 5 давлений Ру и РВХ подвода рабочей среды силового поршня 6, многокаскадного усилителя мощности, сообщенные через каналы 7 крышки 8 с полостью дифференциального золотника, поршень 9 которого размещен в силовом поршне 6 с образованием полостей 10 и 11 управляемых давлений Ру и Рвы подвода и отвода рабочей среды, плунжер 12 которого размещен в полости 13 силового поршня 6, сообщенный через каналы }А с полостью 5 и через канал 15 штока 16 силового поршня 6 с давлением Рвх канала 3, сопло 17 дифференциального золотника, выполненное в его поршне 9 и плунжере 12, с углублением 18, выполненным з сопле 17, диаметр которого больше диаметра сопла, но меньше диаметра его рабочего седла, жиклер 19, установленный в канале сопла 17, сообщающий полость 13 давления РИх с полостью 11 давления РСых, обеспечивая при этом постоянный вентиляционный рзе- ход из полости 13 в полость 11, сообщенную с соплом 17, и через каналы 20, проточку 21, выполненную на боковой поверхности силового поршня 6, и каналы 22 гтулки 23 с каналом 24 давления РВЫХ. в котором установлен клапан 25 регулирования давления РВЫХ s полости 11 отвода рабочей среды, заслонку 26, установленную относительно сопла 17. поджатую к нему усилием пружины 27, причем в рабочем торце заслонки 26 выполнено центральное тупиковое углубление (не обозначено), диаметр которого меньше диаметра углубления 18 сопла 17, но не менее диаметра сопла, примем опорные витки пружины 27 закреплены жестко с; заслонкой 26 и крышкой 8, в которой выполнены винтовые канавки, а которые ввернуты к законтрены (не обозначено) нерабочие (концевые) витки пружины 27, причем в канавке размещены их наружные диаметры регулировочный элемент 28, ввернутый во внутренний диаметр витков пружины 27, шаг винтовой канавки которого равен шагу рабочих витков пружины 27, фиксирующейся в ней с возможностью возвратно-поступательных перемещений, при которых уменьшается или увеличивается число рзбо- их (зитков пружины 27 (элемент фиксации

не обозначен), причем пружина 27 центрирует заслонку 26 относительно сопла 17 с образованием гарантийных - постоянных кольцевых зазоров между заслонкой, пружиной и крышкой 8. дроссельный канал 29,

0 выполненный в регулировочном элементе 28, сообщающий полость 10 давления Ру с демпфирующей полостью 30, в которой с диаметральным и торцовым зазором разма- щен шток 31 крышки 8, отсечной клапан 32,

5 содержаний запорный элемент 33 (фиг. 2), уставом/генный между двух пружин 34 и 35 относительно седла 36, и сопло 37, причем запорный элемент 33 установлен относительно седла 36 с рзгулируемым перемен0 ным щелевым зазором L, клапан 32 содержит также постоянные гарантийные кольцевые зазоры а и б, образованные между корпусом клапана 32, запорным элементом 33. пружинами 34 и 35.

5Вибросуппорт содержит также регулируемое сопротивление 38 канала 2 давления РВХ. резьбовую крышку 39 корпуса 1, канал 40 Арснажного слива утечек по зазорам плунжера 12 поршня 6, сообщенный с дав0 лением слива Рсл канала 24, и резцедержатель 41, жестко связанный с штоком 16 силового поршня 6, а также демпфирующие элементы 42 в корпуса 1, выполненные с диаметральными и торцовыми зазорами в

5 видй кольцевого выступа на корпусе (или поршне) относительно кольцевой впадины поршня 6 (или корпусе 1). При этом между давлениями РВх, Ру. РВЫХ и РСл существует постоянная зависимость, при кото0 РОЙ эях Ру Э: рзых PC/I. Кроме того, з заслонке 26 выполнено противокавитаци- онное центральное углубление, диаметр которого меньше углубления 18, но не -,енее диаметра ;опла 17 (не обозначено).

5Вибросуппорт работает следующим образом.

Давление Рвх по каналам 2 и 3 негружа- ет полости 4 и 5 силового поршня 6 многокаскадного усилителя мощности, внутри

0 которого размещен дифференциальный зо лотииковый управляемый клапан. При этом

давпэ me Pox канала 2 и полости 4 через

кгиьлы 7 крышки 8 поршня 6 нагружают

полость 10 управляемого давления поршья

tj 9 дифференциального золотника. Одновременно давление Рвх через канал 3 нагружает канал 15 штока 16 силового поршня б и полость 13 плунжера 12 золотника. При этом через жиклер 19 плунжера 12 идет расход в сопло 17. управляемую полость 11

давления Рвых и через канал 20 и полость 21 силового поршня 5, а также канал 22 втулки 23 в канал 24, давление Рвых в которых определяется клапаном 25, слив из которого направлен в канал .дзвления РСл - маслобак станка. Причем задача жиклера 19 - обеспечить давление РВых в полостях 17 и 11 сопла и канале 24 за счет нагружения клапана 25. Заслонка 26 под действием пружины 27 и увеличивающегося при ее растяжении управляемого даоления Ру в полости 10 перекрывает углубление 18 сопла 17 поршня 9. При этом на поршне 9 дифференциального золотника образуется перепад давлений Д Р Ру - Рвых, где Ру Рвх, под действием которого она начинает перемещаться влево. При этом пружина 27 растягивается, так как заслонка 26 прижата указанным Д Р к сечению углубления 18 сопла 17с силой, равной действию А Р на площадь углубления 18. Несколько позже в ту же сторону начинает перемещаться и силовой поршень 6. Примем его перемещение влево осуществляется за счет разности площадей полости 4 поршня б и его штоковой полости 5 при повышении давления Ру.

При определенном смещении поршня 9 и плунжера 12 влево растяжения пружины 27 хватает, чтобы оторвать заслонку 26 от поршня 9. При этом пружина 27 возвращает заслонку 26 в положение, близкое к исходному, но несколько не доходя до него, так как пружина не нагружена и ее шаг между витками равен шагу в свободном состоянии. Через сопло 17 идет расход из полости 10 в полость 11, перепад давлений на поршне 9 понижается до нуля, так как отсечной клапан 32 под действием Р Рвх - Ру отсекает давление Рвх от полостей 4 и 10. Запорный элемент 33 клапана 32 перекраивает канал 37 (сопло). При этом пружина 34 уменьшает, а пружина 35 увеличивает свой натяг (фиг. 2).

После этого поршень 9 начинает перемещаться вправо и цикл повторяется. При этом обойма 41 резцедержателя совершает размахи колебаний, пропорциональные регулируемому ходу поршня 9 и его плунжеру 12. При этом отсечной клапан 32 открывается при возрастании давления Ру так Д Р РВХ - Ру на нем понижается и пружина 35 возвращает запорный элемент 33 в исходное положение, при котором щелевой зазор h максимален. Отсечной клапан 32 работает с высоким быстродействием, так как гарантийные кольцевые зазоры а и б (фиг. 2) исключают сухое трение при его работе в обе стороны. При этом частота колебаний размаха обоймы регулируется

расходом сопротивления 38 канала 2 давле-j ния Рвх.

Размах колебаний исполнительного органа вибрации - силового поршня б со што- ком 16 и обоймой 41 резцедержателя регулируется двумя способами. Например, за счет изменения жесткости пружины 27 путем уменьшения или увеличения числа ее рабочих витков при вращении регулировоч0 ного элемента 28. При уменьшении числа рабочих витков размах уменьшается и наоборот. Размах колебаний обоймы 41 регулируется также путем изменения давления Рвых, в полости 11 за счет регулируемого

5 клапана 25 постоянного давления, при котором изменяется перепад давлений А Р, так как давление Рвых в формуле Д Р Ру - РВЫХ пр этом изменяется в ту или другую сторону. Так, например, при уменьшении давле0 ния Рвых А Р возрастает, сила прижатия заслонки 26 к соплу 17 (углублению 18) увеличивается и пружина 27 растягивается больше. Это увеличивает ход золотника от отрыва заслонки 26 от сопла 17 поршня 9

5 золотника, а следовательно, и размах колебаний силового поршня б и обоймы 41.

При уменьшении А Р на заслонке 26 размах колебаний уменьшается. При этом ход силового поршня 6 влево (при зкстре0 маяьных перемещениях) демпфируется элементом 42 за счет увеличения давления в месте выступа и впадины и их диаметральных зазорах при сжимании в них рабочей жидкости (масла), а ход поршня 6 вправо

5 демпфируется (в экстремальных условиях) за счет повышения давления в полости 30 и ее диаметральных зазорах при надвигании в нее штока 31 крышки 8. закрепленной на силовом поршне 6. При этом для исключе0 ния образования жесткого гидравлического упора полость 30 сообщена через дроссельный канал 29 элемента 28 с полостью 10 давления Ру. Таким образом, диаметр дросселирующего канала 29 является элементом

5 дополнительного регулирования скорости демпфирования хода силового поршня 6 вправо. Элементы регулирования закрыты резьбовой крышкой 39 корпуса 1. Противо- кавитационное углубление в торце заслонки

0 26 предохраняет ее от разрушений кавита- ционного характера, возникающих при минимальных щелевых зазорах, при которых жидкость кавитирует с выделением пузырьков. Углубление позволяет исключить их

5 разрушающее воздействие на торец заслонки за счет удаления его центральной части от зоны бомбардировки пузырьков (их схло- пывания).

Углубление 18 сопла 17 в поршне 9 золотника позволяет повысить эффективность

регулирования размаха колебаний обоймы 41 за счет расширения усилий прижатия заслонки 26 к соплу поршня 9 при изменении перепада давлений на заслонке за счет изменения Л Р Ру - Рвых. включающего на величину растяжения пружины 27 заслонки 26 (перепад отрывом заслонки) и ход силового поршня 6 со штоком 16 и обоймой 41. При этом повышение давления Ру в полости 10 (при перекрытии сопла 17 заслонкой 26) останавливаетмногокаскадную систему (силовой поршень 6 - поршень 9) до их жесткого упора в крышку 39 корпуса 1 и крышку 8 силового поршня, обеспечивая работу вибросуппорта без стука. Мягкая встреча седла сопла 17 поршня 9 с подпружиненной заслонкой 26 исключает их жесткое соударение и обеспечивает высокую работоспособность управляемого золотникового клапана. Четкому срабатыванию заслонки 26 способствует то, что пружина 27 фиксирует заслонку 26 относительно сопла 17 поршня 9 золотника с гарантийными кольцевыми зазорами относительно заслонки 26, крышки 8 и пружины 27, исключающих сухое трение заслонки и пружины о стенки крышки 8, что обеспечивает стабильность параметров вибрации.

Формула изобретения

1. Гидравлический вибросуппорт, содержащий корпус с крышкой и каналами подвода и отвода рабочей среды и полостями управляемых давлений подвода и отвода, исполнительный элемент, выполненный в виде штока и силового поршня с канатами, установленный в корпусе, заслонку, связанную с пружиной, и обойму резцедержателя, связанную со штоком исполнительного элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет повышения мощности выходного сигнала и обеспечения устойчивости

параметров вибраций на низких частотах, вибросуппорт снабжен дифференциальным золотником в виде плунжера и поршня с соплом, расположенным в выполненной в

силовом поршне полости, при этом между поршнем золотника и силовым поршнем выполнены полости управляемых давлений подвода и отвода рабочей среды, соединенные между собой через сопло и выполненные в поршне золотника радиальные каналы, между плунжером и силовым поршнем выполнена полость, соединенная посредством введенного в суппорт жиклера и осевого канала с соплом поршня золотника

и посредством осевого и радиальных каналов с каналом подвода, полость отвода золотника соединена с каналом отвода, в котором установлен введенный в суппорт клапан регулировки давления, заслонка

сцентрирована относительно сопла по внутреннему диаметру пружины и выполнена с гарантированным кольцевым зазором, а второй конец пружины установлен наружным диаметром в выполненной в крышке

винтовой канавке и внутренним диаметром на введенном в вибросуппорт регулировочном элементе с винтовой нарезкой, установ- ленном на торце крышки; полость подвода золотника соединена через каналы в крышкв в каналом подвода, в котором установлен введенный в вибросуппорт отсечной клапан.

2.Вибросуппорт по п. 1,отличающий с я тем, что отсечной клапан выполнен

в виде корпуса с седлом, запорного элемента и двух пружин, причем запорный элемент установлен между пружинами с регулируемым щелевым зазором относительно седла и гарантированным кольцевым зазором относительно корпуса.

3.Вибросуппорт по п. 1,отличающий с я тем, что в корпусе поршне и крышке выполнены демпфирующие выступы и впадины.

а

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в механизмах следящих систем для вибрационного резания. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет повышения мощности выходного сиг76 75 WKmiik fitiQim32bi7 ю нала и устойчивости параметров вибраций на низких частотах В корпусе 1 с каналами 2 и 3 подвода и отвода размещен силовой поршень 6 со штоком В поршне 6 установлен дифференциальный золотник с поршнями 9, сопло 17 которого перекрыто заслонкой 26 с пружиной 27 Со штоком силового поршня 6 связана обойма резцедержателя При подаче давления по каналам 2 и 3 дифференциапьный золотник перемещается влево Вслед за ним перемещается поршень 6 Перепадом давлений заслонка 26 перекрывает сопло 17 Обойма 41 смещается влево. Пружина 27 открывает заслонку от сопла 17 Давления на поршнях 6 и 9 выравнивают и они поочередно возвращаются в исходное положение 2з п ф-лы,2ил СЛ .С J23 6 21 19 П 18 X. .-/ЛА . А///77777. о СЛ о СА VI VI 33

Фиг. I