Пневмогидравлический трехступенчатый усилитель давления для гидрозажимов станочных приспособлений Советский патент 1993 года по МПК F15B3/00 

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к гидравлическим зажимным приспособлениям, и может использоваться для зажима деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках.

Целью изобретения является увеличение производительности усилителя при зажиме деталей, расположенных как в самой непосредственной близости к нему, а также и на значительном удалении. Достигается это тем, что внешние штоки двух их гидропоршней первой ступени давления имеют одинаковые диаметры, а их гидрополости соединены двумя парами управляемых обратных клапанов, оттарированных на разные давления их открытия.

В момент, когда одна пара этих клапанов открывается, вся мощность пневмопривода переключается на тот двухступенчатый мультипликатор давления, в котором обратные клапаны еще не открылись и его первая ступень давления начинает подавать в гидролинию гидрозажимов большое (обычно в 2 раза) гидродавление второй ступени этого трехступенчатого усилителя. После подвода гидрозажимов к деталям происходит следующее повышение гидродавления, открывается вторая пара этих обратных клапанов и включается третья ступень давления усилителя за счет одновременной работы высокой ступени давления обоих мультипликаторов гидродавления, один при этом создает третью ступень давления усилителя при перемещении их пневмопривода вверх, а другой при движении вниз. Таким образом, первая ступень давления трехступенчатого усилителя создается, когда работают первые ступени давления в обоих мультипликаторах давления.

Вторая ступень усилителя давления соответствует режиму работы, когда один из мультипликаторов давления переключателя на работу второй высокой ступени давления (но оно - это давление не создается, т. к.

(Л

С

00

со

N3

СО

гидрозажимы продолжают перемещаться к зажимаемым деталям). Или другими словами, вторая ступень давления усилителя работает, когда один мультипликатор работает в режиме его первой ступени дав- ления, а второй в режиме второй ступени, которая равна третьей ступени усилителя, возникает только после того, как гидрозажимы подойдут в контакт с зажимаемыми деталями.

Третья ступень давления в трехступенчатом усилителе давления возникает, когда в двух его двухступенчатых мультипликаторах давления возникает вторая ступень давления, что может быть только после остановки гидрозажимов.

На чертеже представлена принципиальная гидрокинематическая схема усилителя давления.

Пневмогидравлический трехступенча- тый усилитель давления гидрозажимов станочных приспособлений для групп станков состоит из пневматического привода непрерывного действия и двух ступенчатых мультипликаторов давления.

Пневматический привод включает пнев- мопоршень 1, установленный в пневмоци- линдре 2. механизм 3 реверса и пневмораспределитель 4. Пневмопоршень установлен с образованием двух пневмопо- лостей 5 и б, сообщенных через пневмораспределитель А с источником сжатого воздуха. Каждый из двух мультипликаторов давления имеет пневмопоршни, внешние штоки которых равны между собой и жестко между собой соединены внутренним общим штоком 7. Первый мультипликатор имеет поршень 8 с жиклером 9 и штоком 10, расположенных в гидроцилиндре 11 с образованием двух гидрополостей 18 и 19. Связь гидрополостей 12 и 13 выполняется через жиклер 9 в поршне 8, а также два тарированных управляемых обратных клапана, которые включают в себя корпус 20, два поршня со штоками 21. два тарированные на одно и то же усилие пружин 22 и два обратных клапана 23. Связь гидрополостей 18 и 19 выполняется через жиклер 15 в поршне 14, а также через два тарированных управляемых обратных клапана, включающих корпус 24, два поршня со штоками 25, две тарированные на одно и то же усилие пружины 26 и два обратных клапана 27. Кроме того, гидрополости 12 и 13, а также гидрополости 18 и 19 соединяются через, ряд обратных кла- панов с емкостью рабочей жидкости и через гидрораспределитель 28 с гидрозажимами 29 устанавливаемых в станочных приспособлениях деталей. Штоки 10 и 16 поршней 8 и 14 имеют равные диаметры и служат для

создания в мультипликаторах второй высокой ступени давления, которое равно по величине третьей ступени давления в трехступенчатом усилителе.

Пневматический трехступенчатый усилитель давления работает следующим образом.

Сжатый воздух через пневмораспределитель 4 поступает в полость 6 пневмоци- линдра 2. Пневмопоршень 1 совместно с гидропоршнями 8 и .14 перемещается вверх, при этом в гидрополость 13 и 19 поступает рабочая жидкость, а из гидрополостей 12 и 18 она вытесняется через гидрораспределитель 28 в гидрозажимы 29, которые перемещаются в сторону зажимаемых деталей. При подходе пневмопоршня к своему верхнему крайнему положению механизм реверса 3 переключает пневмораспределитель 4, полость б соединяется с атмосферой, а сжатый воздух направляется в полость 5 и пневмо- поршень совместно с двумя гидропоршнями перемещается вниз. Рабочая жидкость поступает в полости 12 и 18, а из гидрополостей 13 и 19 она вытесняется через гидрораспределитель 28 в гидрозажимы 29, которые при этом продолжают перемещаться в том же направлении. Пневмопоршень подходит к своему нижнему крайнему положению, механизм реверса снова переключает пневмораспределитель 4, воздух поступает в полость 6 и цикл повторяется. Гидрозажимы перемещаются гидродавлением первой ступени давления, величина которого определяется соотношением площадей пневмопоршня и суммы гидрополостей 12 и 19 (или 13 и 18), а также давлением пневмосети. После того, как гидрозажимы вошли в контакт с деталями и их перемещение остановилось, происходит повышение первой ступени давления, а пневмопор- шень 4 вместе с гидропоршнями 8 и 14 буде продолжать перемещение за счет перетечек рабочей жидкости через жиклеры 9 и 15 в гидрополостях 12 и 13, а также 18 и 19. При этом один из штоков 7 или 16 будет входить в гидроцилиндры 11 или 17 и создавать давление выше, чем давление первой ступени, которое воздействуя на поршни со штоками 21 преодолевает усилие тарированных пружин 22 и открывает1 .два обратных клапана 23 и гидрополости 12 и 13 соединяются. Гидропоршень 8 при этом отключается и сразу в гидроусилителе возникает вторая ступень давления, величина которой определяется соотношением площадей пневмо- поршня 1 и гидропоршня 14. Таким образом, давление подвода гидроззжимов увеличивается примерно вдвое. Но при этом один из штоков 10 или 16 будет еще больше

увеличивать гидродавление и когда оно превысит давление второй ступени, которое, воздействует на поршни со штоками 29 преодолевают усилие тарированных пружин 26 и открывают два обратных клапана 27 и гидрополости 18 и 19 соединяются. Этим соединением полостей 12 и 13, а затем 18 и 19 автоматически включается третья ступень усилителя давления. Давление этой ступени определяется в этом случае соотношением площадей пневмопоршня и штока 10 или 16. При перемещении пневмопоршня 1 вверх это давление будет создаваться за счет введения штока 16 в соединенные между собой гидрополости 18 и 19. а при движении вниз за счет введения штока 10 в гидрополости 12 и 13.

Такая последовательность работы первой, второй, и третьей ступени гидродавления происходит, когда зажим деталей происходит в одном станочном приспособлении, имеющем гидрозажимы или, когда гидросопротивление гидролиний от усилителя до станочных приспособлений одинаково. В этом случае вторая ступень давления включается во всех гидрозажимах всех станочных приспособлений, но очень незначительное время. 8 реальных же условиях, когда один усилитель давления предназначен для зажима деталей на станочных приспособлениях группы станков, расположенных от этого усилителя на значительно отличающихся по величине расстояниях гидросопротивления их гидрополостей будут самые различные. Те приспособления, которые расположены сравнительно близко, требуют для быстрого перемещения гидрозажимов небольшого гидродавления, а для тех гидрозажимов, которые расположены на значительном расстоянии, скорость перемещения можно увеличить только увеличивая давление рабочей жидкости. В этом случае вместе с увеличением гидросопротивления гидролиний гидрозажимов необходимо автоматически увеличивать гидродавление подвода гидрозажимов, что и происходит в предлагаемом усилителе при автоматическом переключении первой ступени на вторую ступень давления. Это позволяет быстро подводить гидрозажимы станочных приспособлений, как находящихся в непосредственной близости от усилителя давления, а также и на значительных расстояниях.

Поэтому предлагаемый трехступенчатый усилитель позволяет его использовать для группы станков, расположенных на значительных расстояниях. Эффекту использования этого усилителя способствуют условия, когда время обработки деталей на каждом из этой группы станков значительно, и поэтому вероятность одновременного за- жима и отжима деталей на разных станках очень небольшая.

Увеличение же скорости зажима и отжима деталей с автоматическим увеличением давления во время перемещения гидрозажимов, а соответственно и скорости работы гидрозажимов станочных приспособлений, расположенных на самых удаленных местах этой группы станков позволяет не только значительно сократить количество усилителей давления, но и увеличить скорость зажима и отжима, а соответственно и производительность.

Формула изобретения Пневмогидравлический трехступенчатый усилитель давления гидрозажимов станочных приспособлений, содержащий пневматический привод непрерывного действия, выполненный в виде пневмоцилинд- ра, мультипликатор, выполненный в виде

двух гидроцилиндров, поршни которых соединены общим штоком и установлены в гид- роцилиндрах с образованием двух полостей, при этом поршень одного из гидроцилиндров соединен внешним штоком с

поршнем пневмоцилиндра и выполнен с жиклером, через который полости этого гидроцилиндра сообщены между собой, причем полости первого гидроцилиндра и надпоршневая полость второго гидроцилиндра через обратные клапаны сообщены с исполнительными двигателями и баком, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен двумя парами управляемых обратных

клапанов, каждая из которых выполнена с общей полостью управления, и дополнительным обратным клапаном, через который подпоршневая полость второго гидроцилиндра сообщена с баком, поршень

второго гидроцилиндра выполнен с дополнительным внешним штоком, и с дополнительным жиклером, через который полости второго гидроцилиндра сообщены между собой, причем гидроцилиндры выполнены

идентичными, внешние штоки поршней гидроцилиндров выполнены одинакового диаметра, а полости каждого из гидроцилиндров дополнительно сообщены между собой через соответствующую пару

управляемых обратных клапанов и с их общей полостью управления, при этом пары управляемых обратных клапанов настроены на разные давления их открытия.

xt

YU 29

Использование: в гидрозажимах станоч- ных приспособление, расположенных на различных расстояниях от усилителя давления. Сущность изобретения: усилитель давления состоит из двух гидромультипликаторов, параллельно соединенных между собой двумя парами тарированных управляемых клапанов, настроенных на разные давления срабатывания. Тарированные обратные клапаны последовательно, по мере нарастания гидросопротивления и давления автоматически, переключают вначале один, а затем другой мультипликатор на третью ступень высокого давления окончательного зажима деталей. 1 ил.

29