ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯУРАВНОВЕШИВАНИЯ ПОДВИЖНЫХ УЗЛОВМЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ Советский патент 1974 года по МПК B23B47/00 B23Q5/00 

1

Изобретение относится к станкостроению, в частности, к уравновешиванию узлов, перемещаемых вертикально или под каким-либо углом, и может найти применение во всех металлорежущих станках, в которых имеется подвижный узел, например, шпиндельная бабка или портал-траверса, передвигаемые с помощью винта и гайки, и особенно в прецизионном станкостроении.

Известны гидромеханические устройства для уравновешивания тяжелых узлов, перемещаемых вертикально, содержащие шпиндельную бабку, которая может передвигаться по вертикальным направляющим с помощью винта и гайки, два гидроцилиндра, две цепи, проходящие через блоки и соединяющие шпиндельную бабку с поршнями гидроцилиндров.

Применение двух независимо регулируемых цилиндров позволяет устранить перекос шниндельной бабки на направляюших.

При перемещении шпиндельной бабки вниз поршень в цилиндре движется вверх, выталкивая жидкость из верхней полости цилиндра и запирая обратный клапан, связывающий цилиндр с насосом. Излишек жидкости спускается в бак через специальный разгрузочный клапан, управляемый соленоидом и потенциометром, отрегулированными на давление, соответствующее весу шпиндельной бабки. Установка

потенциометра производится вручную.

Однако уравновешивание подвижного узла в таких гидромеханических устройствах производится ручпой настройкой разгрузочных клапанов на вес этого подвижного узла при помощи электрических потенциометров.

Всякое измепенне резцовых головок и их веса, что обычно бывает на универсальных

станках, требует донолнительной ручной подналадки.

Заданная степень уравновешивания при номоши электрических потенциометров может сохраниться в статике, а в динамике - нарушиться, причем скорость перемещения подвижного узла остается одной и заранее определенной.

Кроме того, известные устройства характеризуются низкой чувствительностью и узкой

областью применения, так как они могут быть использованы только в станках больших тино-размеров и исключается их применеьнс в станках высокой точности как средних, так и малых типо-размеров.

Известные устройства сложны и их трудно реализовать в гидрофицированных станках, так как для этого требуется специальный гидронасос с объемным регулированием.

Целью изобретения является расширение

возможностей применения устройства в стан3ках различных типо-размеров и обеспечение стабильной разгрузки ходового винта путем автоматической компенсации изменений веса узла при его различных скоростях движения. Это достигается тем, что в кинематическую цепь уравновешивания подвижного узла, например, па один из концов ходового винта, установлена жесткая гидравлическая опора, которая состоит из эластичной камеры с рабочей жидкостью в замкнутом объеме, связанным гидравлически с чувствительным датчиком, задатчиком, разгрузочным клананом и гидроцилиндром так, что все элементы вместе взятые образуют замкнутый контур следящей системы за давлением, цропорцио-15 нальным весу подвижного органа. На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства. Для разгрузки ходового винта 1 путем уравповешивапия шпипдельной бабки 2 пос-20 ледняя подвешена на канате 3 за центр тяжести и через систему блоков 4 соединена с гидроцилиндром 5. Посредством вращения гайки 6 и неподвижного ходового винта 1 шпиндельная бабка 2 перемещается по пап-25 ра вляющим 7 корпуса стойки 8. Свободный от резьбы конец винта 1 соедипен с корпусом стойки 8 через жесткую гидравлическую опору, состоящую из камеры 9 с рабочей жидкостью в замкнутом объеме.30 Последний образуется в цилиндре 10 между торцом кольцевого поршня 11 и корпусом стойки 8. Кроме того, этот свободный от резьбы конец ходового винта 1 проходит через центри-35 рующее отверстие в корпусе стойки 8 со шпоночным пазом для предотвращения ходового винта от вращения и соединен с кольцевым поршнем 11. Торец норшня 11 через диафрагму (или без нее) упирается в рабочую40 жидкость и, благодаря большому числу модуля упругости жидкости, последняя удерживает винт 1 от осевого перемещения от деиствия тяжести шпиндельной бабки 2, создавая в камере 9 давление, пропорциональное весу45 бабки. Это давление, онределяющее стенень разгрузки винта 1, передается в датчик 12 давления, где оно через мембрану воздействует50 на шариковый делитель 13 блока сравнения 14 и запирает выход управляющей среды. идущей от насоса 15. С другой стороны блока 14 расположен задающий элемент 16, который устанавливает шариковый делитель 1355 в среднее равновесное положение. При этом давление управляющей среды делится на две части, одна из которых идет на слив, а другая направляется через усилитель 17 в торцовую полость золотника 18 специального60 разгрузочного клапана 19. Благодаря этому золотник 18 устанавливается в нулевое положение, при котором рабочая среда, идущая от насоса 20 через специальный разгрузочный клапан 19 и обратный клапан 21 в гидроци-65 4 линдр 5, дросселируется, поддерживая при этом определенное (заданное) давление в полости гидроцилиндра 5, тем самым разгружая винт 1 от веса шпиндельной бабки 2. Излишек рабочей среды от насоса 20 поступает через переливной клапан 22 в бак 23. Для перемео1,ения шпиндельной бабки 2 вниз и выхода при этом из гидроцилиндра 5 рабочей среды установлен разгрузочный клапан 24, управление пропускной способностью которого осуществляет специальный разгрузочный клапан 19. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При включении вращения гайки 5 для перемещения шпиндельной бабки 2, например, вверх сила реакции на оси ходоsoro винта будет направлена вниз. В результате давление в камере 9 возрастает, так как весь вес шпиндельной бабки 2 окажется на ходовом винте 1 и в кинематической цепи уравновешивания зазоры увеличатся, а гибкий элемент (канат 3) ослабнет, Увеличение давления в камере 9 передается в датчик 12, в результате чего шариковый делитель 13 блока сравнения 14 выйдет из равновесного положения и сместится вправо. Это смещение делителя 13 вызовет уменьшение давления управляющей среды, идущей через усилнтель 17 в торцовую нолость золотника 18, и смещение последнего от нулевого положения в сторону увеличепия пропускной способпостн рабочей среды, идущей от насоса 20 через специальный разгрузочный клапан 19 и обратный клапан 21 в гидроцилиндр 5. Увеличение пропускной способности специального разгрузочного клапана 19 вызовет увеличение давления неред обратным клапаном 21 и в управляющей полости переливного клапана 22. В результате последний перекроет слив рабочей среды от насоса 20 в бак 23 и направит ее в гидроцилиндр 5. Дополнительный приток рабочей среды и давление заставит норшень гидроцилиндра 5 переместиться вниз и натянуть кинематическую цепь уравновешивания до начального заданного значения. При этом давление в камере 9 восстановится и шариковый делитель 13 блока сравнения 14 вернется в равновесное ноложение между задающим элементом 16 и датчиком 12. При включении вращения гайки 5 для перемещения шпиндельной бабки 2 вниз сила реакции на оси ходового винта 1 будет направлена вверх. В результате давление в камере 9 упадет, в кинематической цепи уравновешивания зазоры уменьшатся, гибкий элемент (трос 3) натянется, и вес шпиндельной бабки 2 начнет двигать поршень гидроцилиндра 5 вверх, создавая нри этом давление перед разгрузочным клапаном 24. Уменьшение давления в камере 9 также передается в датчик 12, делитель 13 под деиствием давления задающего элемента 16 выйдет из равновесия и сместится влево. Это

смещение вызовет увлечение давления управляющей среды и в торцовой полости золотника 18 и сместит его от нулевого положения вниз на столько, чтобы перекрыть рабочую среду, идущую в гидроцилиндр 5, и направить ее в управляющую полость переливного 22 и разгрузочного 24 клапанов. В результате последний начнет пропускать рабочую среду, выталкиваемую поршнем гидроцилиндра 5 под действием веса шпиндельной бабки 2, в бак 23, чтобы ослабить ранее натянувшуюся кинематическую цепь уравновешивания до начального заданного положения. При этом давление в камере 9 восстановится и шариковый делитель 13 блока сравнения 14 вернется в равновесное положение.

Во время подачи среды специальным разгрузочным клапаном 19 в управляющую полость переливного 22 и разгрузочного 24 клапанов, давление упадет, в результате чего нереливной клапан 22 направит поток рабочей среды в бак 23 и разгрузит насос 20, создавая при этом заданный перепад на рабочих кромках золотника 18.

Предмет изобретения

Гидромеханическое устройство для уравновещивания подвижных узлов металлорежущих станков, перемещаемых вертикально или наклонно по направляющим с помощью передачи винт - гайка, выполненное в виде создающего разгрул ающее усилие гидроцилиндра, шток которого гибко связан через систему

блоков с уравновешиваемым узлом, а штоковая полость гидроцилиндра через регулирующую гидроаппаратуру соединена с гидронасосом, отличающееся тем, что, с целью обеспечения стабильной разгрузки ходового

винта путем автоматической компенсации веса узла при различных скоростях его перемещений, кинематическая цепь уравновещивания, например, один из концов ходового винта, снабжена жесткой гидравлической опорой, выполненной в виде эластичной камеры с рабочей жидкостью, связанной гидравлически с блоком сравнения, который гидравлически управляет перемещением золотника разгрузочного клапана, поддерл ивающего уравновсшивающее давление в гидроцилиндре.