Гидравлический привод шлифовального станка Советский патент 1982 года по МПК B23Q5/06 F15B7/04 

ТИзобретение относится к области гид-v роавтоматики, в частности, к гицроприводам возвратно-поступательного движения и может быть использовано для привода стола изделия шлифовального или заточного станка. Известен гидравлический привод шлифовального станка, содержащий насос с пружинным и гидравлическим регуляторами производительности, исполнительный гидроцилиндр с двухсторонним штоком, демпфирующее устройство и четырехлиней ный распределитель, две гидролинии которого подключены к полостям исполнительного гидроцилиндра, третья - к насосу, а четвертая через регулируемый дрос сель - к сливу l. Недостатками известного привода явля ются низкие КПД и надежность. Целью изобретения является повышение КПД и надежности. Указанная цель достигается тем, что гидравлический регулятор производительности выполнен в виде гидроцилиндра с двумя плунжерами и с тремя полостями управления, одна из которых подключена к насосу, другая к сливу, а третья - ко входу регулируемого дросселя через демпфирующее устройство, при этом последнее выполнено в виде клапана прямого действия с двумя встречно расположенными регулируемыми BHHTOBbnvra упорами и с подпружиненным золотником, на цилиндрической поверхности которого в осевом направлении выполнены пазы, а его пружинная полость подключена ко входу регулируемого дросселя. На чертеже изображен гидравлический привод шлифовального станка. Привод содержит насос 1 с пружинным регулятором производительности 2, механизмом регулирования по давлению 3 и гидравлическим регулятором производительности, выполненным в виде гидрода линдра 4 с двумя плунжерами разного диаметра 5 и 6 и с тремя полостями управления 7-9, исполнительный гидроципиндр 10 с двухсторонним штоком 11, связанным со столом станка 12, четы- рехлинейный гидрораспредепитель 13, две гидрогшнии 14 и 15 которого подклю чены к полостям 16 и 17 ,исполнитепьного гидроципиндра 10, третья 18 - к насосу 1, а четвертая 19 через регулируемый дроссель 20 - к сливу. Полость управления 7 подключена к насосу 1, полость управления 8 - к спиву, а полость управления 9 к входу дросселя 20 через демпфирующее устройство, выполненное в виде клапана прямого действия 21 с встречно расположенными регулируемыми винтовыми упорами 22 и 23 и с подпружиненным пружиной 24 золотником 25, на цилиндрической по верхности которого 26 в осевом направлении выполнены наклонные пазы 27 и 28, а его пружинная полость 29 подключена ко входу дросселя 20. Гидроцилиндр 4 снабжен регулировочным винтом 30. Для управления полох ;ением гидрораспределителя 13 служат конечные переключатели 31 и 32. Насос 1 имеет регулирующий орган, например, статорное коШзЦо (на чертеже не показано). Плунжер 6 со стороны полости 7 выполнен ступенчатым и взаимодействует с регулирующим органом насоса 1. К насосу 1 через гидрораспределитепи 33 и 34 подключены гидродвигатеяь 35 пойеречной подачи и гидродвигатель 36 вертикальной подачи шлифовальной бабки {на чертеже не изображена). В гидролиниях слива распределителей 33 и 34 установлены регулируемые дроссели 37 и 38. Кроме того, к насосу 1 через гидрораспределитепи и регулируемые дроссели .может быть под ключено любое число исполнительных гидродвигателей механизмов подачи, деления и вспомогательных устройств, необходимых для работы шлифовальных станков (на чертеже не изображены). Гидропривод шлифовального станка работает следующим образом. В исходном положении гидрораспределители 13, 33 и 34 находятся в средней позиции, гидроцилиндр 10 стола 12 и гидродвигатели 35 и 36 остановлены. По скольку при этой позиции гидрораспределителей гидролиния 18 заперта, насос 1 под действием механизма регулирования по давлению 3 работает в режиме, близком к нулевой подаче, компенсируя лишь утечки в гидросистеме, при этом давлеiffle в гидросистеме максимально и соответствует настройке пружинного регулятора 2, Так как при остановленном гидроцилиндре 10 давление на входе дросселя 20 и после него равно 1гулю, то давление в полостях 8 и 9 гидроцилиндра 4 также равно нулю. Поэтому под действием давления нагнетания насоса 1, поступающего в полость 7, плунжеры 5 и 6 занимают крайнее правое (по чертежу) положение до упора в регулировочный винт 30, не оказывая воздействия на регулирую1Щий орган насоса 1. При остановленном гидроцилиндре 10, когда гидрораспределитель 13 находится в среднем положении, любой из исполнительных гидродвигателей 35 ига 36 или оба одновременно могут быть пущены в ход соответствующим переключением их распределителей 33 и 34. При этом насос 1 работает в режиме управления по давлению нагнетания, осуществляемом механизмом 3, поддерживая постоянное давление в гидросистеме, определяемое на- стройкой пружинного регулятора 2, а его подача устанавливается в соответствии с расходами, потребляемыми гидродвигателями 35 и 36, которые могут регулироваться соответственна дросселями 37 и 38. Таким образом, при неподвижном гидроцилиндре 10 MOHteT осуществляться независимая и параллельная работа любого числа исполнительных гидродвигателей при их питании от насоса 1 с управлением по давлению нагнетания. Пуск стола 12 осуществляется переключением гидрораспределителя 13. Пусть гидрораспределитель 13 переключен в левое положение, соединяя полость 16 гидроцилиндра 10 с гидролинией 18, а полость 17 через дроссепь 20 со сливом. Гидрошток 11 гидроцилиндра 10.и стол 12 перемещаются. В начальный момент разгона стопа 12, когда гидроцилиндр 10 преодолевает нерцию приводимой массы стола 12 с еталью и силы трения в направляющих станка давление насоса Г максимально и определяется настройкой пружинного регулятора 2. По мере разгона стола 12 возрастает поток через дроссель 20 и соответственно перепад давлений на нем. Давление на входе в дроссепь 0 через демпфирующее устройство 21 оступает в полость 9 гидроцилиндра 4, аставляя плунжеры 5 и 6 перемешать егулирующий орган насоса в сторону меньшения его подачи до установленноо значения.

Движение стола 12 с установившейся скоростью наступает при равновесии сип, действующих на регулирующий орган насоса, когда сумма сип гидроцилиндра 4 и механизма регулирования по давлению 13 стремящихся переместить регулирующий орган насоса 1 в сторону умеш щения подачи, уравновещиваетсд усилием пружинного регулятора 2 и силами давления, действукацими в полости 7 на плунжер 6.

При отсутствии потока через дроссель 20, что имеет место при остановке иш реверсе стола 12, насос 1 работает в режиме управления по давлению, причем максимальное давление насоса определяет ся пружинным регулятором 2. При выборе рабочей площади пз нжера 6 со стороны полости 7, равной площади механизма 3. гидроцилиндром 4 осуществляется полная компенсация усилия механизма 3, и гидро- цилиндр 4 подде1мшвает постоянный перепад давления на дросселе 20 независимо от рабочего давления насоса 1. Последнее определяется разностью давлений в полостях 16 и 17 гидроцилиндра 10, пе репадом давлений на дросселе 2О и потерями давления на гидрошсниях 14, 15, 18 и 19 и гидрораспределителе 13. Таким образом, поток рабочей жидкости, поступающий в гидродилиндр 10 и скорость стола 12 не зависят от нагрузки и определяются только проходным сечением дросселя 20, т.е. осуществляется полная стабилизация скорости стола.

Диаметры плунжеров 5 и 6 выбираются таким образом, чтобы перепад давлений на дросселе 20 не превыщал2-3 кг/см, и рабочее давление насоса 1 практически определяется нагрузкой на щтоке 11 гидроцилиндра 1О.

Таким образом, в гидравли;ческом приводе при установившемся движении стопа 12 обеспечивается согласование подачи насоса 1 и его рабочего давления с потребляемым расходом и давлением гидроцилиндра 10, т.е. согласование потребля- емой насосом 1 мощности с мощностью, потребляемой наиболее энергоемким гидродвигателем системы. Тем самым обеспечивается высокий КПД и значительное снижение нагрева масла в гидросистеме.

Регулирование скорости стола осущест вляется дроселем 20, при изменении проходного сечения которого изменяется соответствующим образом подача насоса 1. При изменении открытия дросселя 20 в первый момент на нем изменяется перепад давления, что приводит к изменению

усилия, создаваемого гидроцилиндром 4 н смещению регулирующего органа насоса 1 в новое положение равновесия, при котором подача насоса 1 и соответственно расход через дроссель 2О изменяются таким образом, что достигается уровень перепада давления на дросселе 20. Огрсяиченность длины пружины регулятора 2 при ее сжатии вызывает некоторое увеличение перепада давлений на дроссепе 2О, а следовательно и увеличение прогговодавлени я в полости 17 гидропилиндра 1О при снижении скорости стола 12, спЬсоб ствует повышению плавности д пкения стопа 12.

Демпфирование полости 9 гидроцилиндра 4 осуществляется демфирующим клапаном 21, который при движении потока в полость 9 работает как целевой , а при движении потока из полости 9 работает при малых перепадах давления как дроссель, а при перепадах давления, превышанлцих усилие настрсЛвл пружины 24 - как клапан разности давлений. При установивщемся дш1жеш1И стола 12 клапан 21 работает как дроссель, демпфируя возмоашые колебания давления управления в полости 9, которые могут возникать вспедствие изменений давлення перед дросселем 2О при изменениях нагрузки на движущемся столе 12.

Реверс стола 12 при его ходе впраы происходит по команде от конечного переключателя 31 на переключение гидрораспределитепя 13 из левой в правую позицию.

При переходе через среднее положение гидрораспределитель 13 отсекает гидролинию 18 от попостя 16 гидроцилиндра 10, одновременно значительно уменьшая слив из противоположной полости 17. Это соответствует то$ ложению гидроцилиндра 10 и приводимого им стопа 12, В этот момент резко уменьшается поток через дроссель 20, а перепад давлений на нем и давление в полости 9 стремятся к нулю. Таким образом, в момент реверса стола 12 со стороны гидроципиндра 4 отсутствует воздействие на регулирующий орган насоса 1, и последний переходит в режим работы с управлением по давлению в гидролинии 18.

В этот же момент повышается давление в гидропинии 18, которое, воздействуя через механизм регулирования по давлению 3, смещает регулирующий насоса 1 в направлении уменьшения его подачи, преодолевая сопротивление пружиннйго регулятора 2. Вследствие этого в процессе -юрможения происходит резкое уменьшение производительности насоса 1 в соответствии с уменьшением потребляемого расхода, что приводит к уменьшению потерь мощности в момент реверса, повышает КПД привода и уменьшает тепповыдепения в гидро системе. Поспе перехода гидрораспредепитепя 13 из средней позиции в правую позицию гидролиния 18 соединяется с полостью 17 гидродилвнндра 10, а полость 16 посч педнего через дроссель 20 - со сливом. При этом происходит разгон стопа влево, причем процесс разгона и установившееся движение аналогично описанному вьпие. Применение изобретения позволит повысить КПД и надежность гидроприводов шлифовальных станков и заточных станков и, тем самым, повысить экономическую эффективность их использования. Формула изобретения Гидравлический привод шлифовального станка, содержаший насос с пружинным и гидравлическим регуляторами производи тельности , исполнительный гидроцилиндр С двухсторонним штоком, демпфирующее устройство и четырех линейный гидрораспределитель, две гидропинии которого подключены к полостям исполнительного гидроцилиндра, третья - к насосу, а четвертая - через регулируемый дроссель к сливу, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, гидравлический регулятор производительности выполнен в виде гидроцилиндра с двумя плунжерами разного диаметра и с тремя полостями управления, одна из которых подключена к насосу, другая к сливу, а третья - ко входу регулируемого дросселя через Демпфирующее устройство, при этом последнее вьшолнено в виде клапана прямого действия с двумя встречно расположенными регулируемыми винтовыми упорами и с подпружиненным золотником, на цилиндрической поверхности которого в осевом направлении выполнены пазы, а его пружинная полость подключена ко входу регулируемого дросселя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 526724, кл. F 15 В 7/04, 1975. PL/ /ff n fj T-r// /