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

Изобретение относится к зажимным гидравлическим приспособлениям для ме- санической обработки деталей и может использоваться в машиностроении для зажима деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках.

Цель изобретения - снижение энергопотребления и повышение производительности усилителя давления.

Цель эта достигается тем, что в пневмо- гидравлический двухступенчатый усилитель введена дополнительная связь его гидрополостей с двумя открывающимися от первой ступени гидродавления управл яемыми обратными клапанами.

Во время работы первой ступени давления через обратные клапаны переключающихся гидроклапанов происходит подача рабочей жидкости к гидрозажимам станочных приспособлений при движении гидро- гюршня мультипликатора и вниз, и вверх. 1:сли же после включения второй высокой ступени давления оно не достигает своего наибольшего значения при движении гидропоршня вниз, то переключается воздушный распределитель, происходит реверс гидропоршня вверх, снова переключается воздушный распределитель, движение гидропоршня вниз повторяется вновь, и давление второй высокой ступени достигает своего наибольшего значения. При этом скорость реверса вверх будет наибольшей, т.к. вытеснение рабочей жидкости из верхней в нижнюю полость в этом случае происходит через открытые гидроклапаны и поэтому перемещение это будет прбисхо- дит ь почти мгновенно, включая и время перекрытия воздушного распределителя. Время этого реверса вверх сокращается до минимума, и поэтому движение гидропоршня вниз при работе второй ступени давления, практически прекращается лишь на доли секунды.

В предлагаемой конструкции сохраняются все такие преимущества ее аналога- усилителя, как минимальное количество в нем подвижных деталей, значительно меньше размеры, а соотсетственно и простота, надежность, удобство эксплуатации, не

fe

С

оэ ч

ю

большая трудоемкость и стоимость изготов- гидроприводах гидрозажимов, т.к. гидро- ления.сопротивление перемещения самих зажиВместе с тем, при проектировании уси- мов незначительно. Поэтому при лителей давления всегда учитывается одно определенном давлении первой ступени и важное обстоятельство: основное время, 5 длине трубопроводов, потребное время за- потребное для зажима деталей идет на под- жима и отжима определяется только их провод и отвод к ним гидрозажимов во время ходным сечением. Чем меньше это работы первой ступени гидродавления уси- потребное время, тем больше должно быть лителя. Значительное уменьшение этого ... сечение этих трубопроводов. Скорость же времени всегда требует дополнительных за- нарастания давления второй ступени через трат. Поэтому при создании зажимных при- эти проходные сечения всегда достаточна, способлений и их усилителей давления т.к. для ее создания требуется перемещать основным к ним требованием является пол- в десятки раз меньшее количество рабочей учение того наибольшего допустимого вре- , жидкости.

мени зажима с их помощью деталей,Вторая высокая ступень давления вклюкоторое допустимо в каждом конкретном чается в усилителе после того, как гидроза- случае. Обычно, чем меньше время обработ- жимы, перемещаясь от первой ступени ки деталей, тем меньше должно быть время давления вошли в контакт с зажимаемыми их зажима и разжима, т.е. большая скорость „ деталями и остановились. После этого вто- гидрозажимов, которая определяется мощ- рая более высокая часть первой ступени ностью пневмопривода усилителя, В свою давления автоматически включает в предла- очередь эта мощность определяется величи- гаемом усилителе в работу вторую высокую ной давления источника сжатого воздуха и ступень давления окончательного зажима проходным сечением его присоедините ль- деталей.

ного штуцера к усилителю давления. Наи- На чертеже представлена принципиаль- большая мощность, потребляемая из этого ная гидрокинематическая схема усилителя проходного сечения может быть, когда оно давления.

соединяется с атмосферой, т.е. когда мощ- Пневмогидравлический двухступёнча- ность эта не используется. А наименьшая, п тый усилитель давления для гидрозажимов когда давление, поступающее в пнемопри- станочных приспособлений состоит из вод усилителя уравновешивается с давлени- пневматического привода непрерывного ем источника сжатого воздуха, т.е. когда в действия и гидромультипликатора, пневмопривод поступает минимальное ко-Пневматический привод включает в селичество сжатого воздуха.. бя лневмопоршень 1, установленный в

Наиболее же рациональное давление, 35 пневмоцилиндре 2, механизм реверса 3 и используемое в пневмоприводе из пневмо- пневмораспределитель 4. Пневмопоршень сети, находится где-то между этими крайни- установлен с образованием двух пневмопо- ми пределами. Расчет его в каждом лостей 5 и 6. сообщенных через пневморас- конкретном случае весьма сложный, но вме- . пределитель 4 и регулятор давления 7 с сте с тем и теория и практика принимает 40 источником сжатого воздуха. Гидромуль- наиболее рациональным режимом работы типликатор состоит из гидропоршня 8 со любого пневмопривода, (пневмодрелей, штоком9,установленных в гидроцилиндре пневмомолотов и т.п.), когда на его вход 10 с образованием гидрополостей 11 и 12, поступает давление, которое не должно зна- . сообщенных через обратные клапаны 13,14 чительно превышать половину величины 5 и 15 и гидрораспределитель 16 с гидропри- воздушного источника. В соответствии с жимами 17 станочных приспособлений, этим давлением воздушной сети, поступаю- Связь гидрополостей 11 и 12 выполняется щей в усилитель, создает в нем гидродавле- через два открывающихся от первой ступе- ние первой ступени давления, которое п ни гидродавления тарированных управляете «же составляет лишь примерно половину 50 мых обратных клапана, каждый из которых своего наибольшего значения.имеет корпус 18, поршень со штоком 19,

Поскольку усилители давления пред- тарированную пружину 20 и обратный кла- наэначаются для работы с самыми различ- пан 21. Шток 9 поршня 8 служит для соэда- ными, станочными приспособлениями, то ния второй ступени высокого давления, последние создаются с учетом величины 55 Пневмогидравлический усилитель дав- первой ступени усилителя давления, таким ления работает следующим образом, образом, чтобы в них время зажима деталейСжатый воздух через регулятор давлене превышало потребного. В этом случав ния 7 и пневмораспределитель А поступает скорость перемещения гидрозажимов в ос- в полость 6 пневмоцилиндра 2. Пневмопор- новном определяется потерями мощности в шень 1 совместно с гидропоршнем 8 перемещаются вверх, при этом в полость 12 поступает рабочая жидкость через обратный клапан 14, а из полости 11 она вытесняется через обратные клапаны 15 и 21 в гидрозажимы 17, которые перемещаются к зажимаемым в станочном приспособлении деталям. При подходе пневмопоршня к своему верхнему крайнему положению механизм реверса 3 переключает пневмораспределитель 4, полость 6 соединяется с атмосферой, а сжатый воздух направляется в полость 5 и пневмопоршень совместно с гидропоршнем перемещается вниз. Рабочая жидкость из полости 12 поступает в гидроприжимы, пневмопоршень подходит к своему крайнему положению, механизм реверса переключает снова пневмораспределитель 4, воздух поступает в полость б и цикл повторяется. (Гидроприжимы перемещаются к деталям гидродавлением первой ступени, величина которого определяется соотношением площадей пневмопоршня и гидропоршня, а также давлением пневмосети. Величина первой ступени гидродавления подбирается таким образом, что при подводетидроэажимов к обрабатываемым деталям, она не превышает половины своего наибольшего значения). После того, как гидрозажимы вошли в контакт с деталями и их перемещение остановилось, происходит повышение первой ступени давления, которое воздействуя на поршни со штоками 19 и преодолевая усилие тарированных пружин 20 перемещают их и открывают два обратных клапана 21, и соединяя эти гидрополости 11 и 12 включают в работу вторую ступень высокого гидродавления окончательного зажима деталей, величина которого определяется соотношением площадей пневмопоршня и штока 9 гидропоршня. При этом во время перемещения пневмопоршня вверх в гидрополости. 11 и 12 засасывается рабочая жидкость, объем которой определяется площадью и ходом штока 9, а во время перемещения вниз этот объем рабочей жидкости вытесняется в гидроэажимы. И когда давление второй ступени гидродавления достигает своего наибольшего значения, пневматический привод непрерывного действия останавливается. Отвод гидрозажимов от закрепляемых деталей производится переключением гидрораспределителя 16.

Предлагаемая конструкция усилителя за счет разделения двух его гидрополостей

тарированными управляемыми обратными клаланами, открывающихся и соединяющих эти полости от гидродавления первой ступени несколько превышающего по величине половину его наибольшего значения, позволяет производить быстрый подвод гидроприжимов к деталям при движении пневмопоошня и ввеох. и вниз, а также быстрый реверс пневмопоршя вверх, если высокая ступень гидродавления не достигла

при его движении вниз своего наибольшего значения.

Предлагаемый усилитель позволяет более рационально использовать энергию сжатого воздуха и только за счет этого почти

в два раза увеличить скорость зажима и разжима деталей. Особенно эффективно применение таких усилителей давления, когда время обработки деталей небольшое и в связи с этим остро ставится вопрос об

уменьшении времени зажима деталей. Требования эти постоянно растут вместе с уве- личением объема использования гидрозажимов в станочных приспособлениях.

Формула изобретения

Пневмогидравлический двухступенчатый усилитель давления для гидрозажимов станочных приспособлений, содержащий пневматический привод непрерывного действия, выполненный в виде пневмоцилинд- ра, мультипликатор, выполненный в виде гидроцилиндра, поршень которого установлен с образованием двух полостей, сообщенных через обратные клапаны с

исполнительными гидродвигателями и боком, и соединен с поршнем пневмоцилинд- ра общим штоком, и клапанное устройство, через которое полости гидроцилиндра сообщены между собой, отличающийся

тем, что, с целью повышения надежности, клапанное устройство выполнено в виде двух тарированных управляемых обратных клапанов с общей полостью управления, через которые полости гидроцилиндра сообщены

между собой и с полостью управления тарированных управляемых обратных клапанов.

i

Использования: в двухступенчатых усилителях давления непрерывного действия. Сущность изобретения: усилитель давления снабжен двумя тарированными, управляемыми от первой ступени давления обратными клапанами, автоматически включающими после подвода гидрозажимов к деталям ускоренный холостой ход гидропоршня первой ступени и последующее нарастание второй высокой ступени давления зажима обрабатываемых деталей. 1 ил.