Конспект лекции по гидравлике.. Гидравлика, гидро и пневмоприводы

• Название: Гидравлика, гидро и пневмоприводы
• Анкор: Конспект лекции по гидравлике..doc
• Дата: 19.04.2018
• Размер: 5.96 Mb.
• Имя файла: Конспект лекции по гидравлике..doc
• Тип: Документы; #18246
• страница: 7 из 10

10   ПОСТРОЕНИЕ ГИДРОКИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ СТАНКОВ

10.1  Гидрокинематика круглошлифовального станка модели 3152М (рис. 7.1)
10.1.1 Привод главного движения (вращения шлифовального круга): , об/мин

10.1.2 Привод окружной подачи (вращения детали): , об/мин


10.1.3 Продольная подача стола
Для привода подач применена гидросистема с дроссельным управлением. Цикл начинается при включении вручную распределителя Р3 вправо – в позицию (положение) I (будем показывать: ), при этом клапан К1 начинает работать как переливной и подача включается. Одновременно: Ц3, размыкая муфту ручного продольного перемещения, , разобщая полости цилиндра Ц1.

Гидропоток управления будет следующим:

1(Н)2(Р7-II)3(Р2-I)9(Р1I)/(Р1)10(Р2-I)13(Бк).

Рабочий гидропоток



обеспечивает движение стола (подачу) вправо.

В записях гидропотоков: 13(Б) и 4(Б) – сливные линии и бак.

В конце хода стола вправо переставной упор посредством рычага переключает Р2II.

Поток управления:

1(Н)2(Р7-II)3(Р2-II)10(Р1II)/(Р1)9(Р2-II)13(Бк)

Рабочий гидропоток:



Стол движется влево и т.д.

Если вручную Р3II клапан К1 открывается, насос разгружается, Р7I и автоматическая подача прекращается, Р4II и полости Ц1 соединяются между собой. Пружиной включается кулачковая муфта ручного перемещения стола, т.е. становится возможным перемещение стола по кинематической цепи:

маховик –– реечная передача.
10.1.4 Поперечная подача шлифовальной бабки
При каждом реверсе стола срабатывает гидравлическая цепь

либо: 1(Н)2…11(Р6-I)18/(Д)17(Р6-I)12…(Бк)

либо: 1(Н)2…12(Р6-I)17/(Д)18(Р6-I)11…(Бк)

При полном повороте шибера поворотного гидродвигателя (Д) в любом направлении происходит также поворот кривошипа и качательное движение собачки, а значит и поворот храпового колеса на а зубьев.

, мм/ход (при а=1, S_п=0,0025 мм/ход).

Требуемое а обеспечивается при установке сектора, перекрывающего часть зубьев храповика на пути собачки, в соответствующее положение.

Автоматическое отключение подачи осуществляется с помощью переставного упора на лимбе, обеспечивающего через рычажную систему перекрытие сектором зубьев храповика на пути собачки и переключающего Р6 в положение II.

Для компенсации износа круга поперечное перемещение его может быть произведено при повороте храповика на 1 или несколько зубьев специальным рычажком с собачкой. Круг при повороте храповика на 1 зуб перемещается на

мм=2,5 мкм

Возможно ручное перемещение храповика с помощью маховика.
10.1.5 Быстрые поперечные перемещения шлифовальной бабки
Быстрые перемещения происходят при включении Р5 в I или III позицию. Давление в системе при этом падает, пружина Р7I и подачи (продольная и поперечная) автоматически отключаются. Рабочие гидропотоки будут следующими:

- при подводе: 1(Н)2(Р7-I)14(Р5-I)15(Ц2)/(Ц2)16(Р5-I)(Бк)

- при отводе: 1(Н)2(Р7-I)14(Р5-III)16(Ц2)/(Ц2)15(Р5-III)(Бк).
10.2  Силовая головка с гидропанелью подач типа 5У4242
Силовые головки являются основными нормализованными узлами агрегатов станков. Силовая головка имеет, как правило, выходной вал (шпиндель), с которого движение передается инструментальным шпинделям шпиндельной коробки.

Рассматриваемая силовая головка (рис. 7.2) размещается на направляющих станины и приводится в движение цилиндром Ц1, шток которого закреплен на станине, а корпус цилиндра встроен в головку и является, таким образом, подвижным.
Силовая головка работает по циклу:

А. Быстрый подвод

Б. Первая рабочая подача (S₁)

В. Вторая рабочая подача (S₂1)

Г. Быстрый отвод

Д. Останов в исходном положении.
Гидросистема головки обеспечивает дроссельное управление скоростями рабочих ходов и ступенчатое и дифференциальное – холостых.

Для управления работой силовой головки используется гидропанель подач, состоящая из следующих аппаратов:

Н1 – насос высокого давления с малой подачей масла – для осуществления рабочих ходов;

Н2 – насос низкого давления с большой подачей масла – для осуществления холостых ходов;

Р1 – основной распределитель;

К1 – предохранительный клапан, настраиваемый на давление, большее максимального рабочего на 0,5-1 МПа и срабатывающий при засорении фильтра Ф;

К2 – переливной клапан напорной линии насоса Н2;

К3 – переливной клапан напорной линии насоса Н1 и, одновременно, дифференциальный клапан для поддержания постоянной разности давлений на дросселях ДР1 и ДР2;

К4 – подпорный клапан;

Р2, Р3 и Ц2 – вспомогательные распределители и цилиндр;

РД – реле давления.

Работа головки обеспечивается следующим образом:
А. Быстрый подвод

При нажиме на пусковую кнопку включается электромагнит ЭМ1, переключающий распределитель Р2 в положение (позицию) II (Р2II). В результате гидропоток: (Н2)2(Р2-II)10(Р1А) обеспечивает перемещение золотника распределителя Р1 в положение А, после чего головка начинает движение, а подпружиненный фиксатор Е опускается в крайнее нижнее положение (до упора в ступень А гребенки золотника Р1), фиксируя распределитель в позиции А. При освобождении пусковой кнопки ЭМ1 обесточивается и Р2I.

Основной гидропоток:

т.о. масло из линий 2, 3, 9 через Р1-А поступает и цилиндр Ц1, и он, работая по дифференциальной схеме, осуществляет быстрый подвод головки.
Б. Первая рабочая подача

Переставной упор б через рычаг Т поднимает фиксатор Е на одну ступень гребенки в положение Б.

Пружиной (Р1Б)/(Р1)10(Р2-I)12(Бк). При этом (К2)6(Р1-Б)12(Бк), в результате К2 открывается и Н2 разгружается: (Н2)2(К2)12(Бк).

Примечание. в этих записях и далее: 12(Бк) – сливная линия и бак.
Основной гидропоток:



Подача настраивается дросселем ДР1. Каналы 4 и 5 через (Р1-Б) соединяются, поэтому давление в них практически одинаково, в результате через ДР2 масло не идет, и клапан К3 поддерживает постоянную разность давлений на дросселе ДР1, обеспечивая тем самым постоянство расхода через него, а значит и постоянство подачи независимо от колебаний усилия подачи.
В. Вторая рабочая подача

Переставной упор в через рычаг Т поднимает фиксатор Е еще на одну ступень (В).

Пружиной (Р1В)/(Р1)10(Р2-I)12(Бк). При этом по-прежнему: (К2)6(Р1-В)12(Бк) и (Н2)2(К2)12(Бк).

Основной гидропоток:



Подача настраивается дросселем ДР2.
Г. Быстрый отвод

В головках могут быть применены панели двух исполнений.

В гидропанели I исполнения под действием упора г срабатывает конечный выключатель ВК, включая электромагнит ЭМ2.

В гидропанели II исполнения предусмотрен жесткий упор. При останове головки на жестком упоре давление в поршневой полости Ц1 (канал 7) возрастает, срабатывает реле давления РД и включает реле времени, которое по истечении выдержки времени включает электромагнит ЭМ2.

В любом случае при включении ЭМ2 Р3II и гидропоток (Н2)2(Р3-II)11(Ц2) поршнем П цилиндра Ц2 поднимает фиксатор Е еще на одну ступень (Г).

Пружиной (Р1Г)/(Р1)10(Р2-1)12(Бк).

Основной гидропоток:

,

Ц1 осуществляет быстрый отвод головки. ЭМ2 обесточивается и Р3↑I.
Д. Останов в исходном положении

Упор д через рычаг Т поднимает фиксатор Е в верхнее положение (Д).

Пружиной (Р1Д)/(Р1)10(Р2-I)12(Бк),

в результате каналы 5 и 6 соединяются со сливной линией, клапаны К2, К3 открываются и насосы разгружаются:

(Н1)1(Ф)3(К3)12(Бк),

(Н2)2(К2)12(Бк),

и полости Ц1 также соединяются со сливной линией.
10.3  Гидросистема обрабатывающего центра модели ИР-500МФ4 (рис.7.3)
Все формообразующие и некоторые вспомогательные движения на станке осуществляются с помощью высокомоментных электродвигателей постоянного тока. Остальные вспомогательные движения выполняются посредством гидропривода, питаемого от гидростанции с регулируемым пластинчатым насосом.

Насос позволяет производить механическую настройку на необходимые рабочий объем и рабочее давление. При росте давления в системе сверх давления настройки насоса, величина эксцентриситета, а следовательно, и подача насоса резко уменьшаются, доходя практически до нуля. Реле давления РД1 контролирует давление масла в линии нагнетания. При падении давления масла реле давления дает сигнал на отключение гидросистемы станка. Все масло, нагнетаемое в гидросистему, очищается, проходя последовательно через приемный фильтр Ф1 и фильтр тонкой очистки Ф2. Отработавшее масло сливается в бак через фильтр Ф3. В гидросистеме имеется 14 цилиндров, назначение которых следующее:

Ц1 – переключение ступеней коробки скоростей;

Ц2 – разжим оправки инструмента;

Ц3 – фиксация шпинделя в определенном положении;

Ц4 – выдвижение руки манипулятора;

Ц5 – вертикальное перемещение манипулятора;

Ц6 – поворот руки манипулятора;

Ц7 – фиксация положения инструментального магазина;

Ц8 – уравновешивание шпиндельной бабки;

Ц9 – подъем стола перед поворотом;

Ц10 – зажим спутника на столе;

Ц11, Ц12 – перемещение спутников;

Ц13, Ц14 – поворот платформы смены спутников.
Гидросистема станка выполнена на аппаратуре модульного монтажа – распределителях с электроуправлением, сдвоенных дросселях с обратными клапанами, редукционных клапанах.

Уравновешивающий цилиндр Ц8 подключен через клапан К8.

Разжим и зажим спутника на столе контролируется с помощью реле давления РД3 и РД4.

На схеме станка позиции распределителей не пронумерованы, поэтому будем обозначать их:

нижняя – I; средняя – 0; верхняя – II.

Элементы кинематики и гидросистемы станка на схеме показаны в исходных положениях. Электромагниты отключены.

Рассмотрим, как осуществляются на станке вспомогательные движения, приняв к сведению следующее:

начало всех гидропотоков общее: и в приводимых далее записях гидропотоков повторяться не будет, так же как и общее их окончание, а именно: …9(Ф3)11(Бк), где 11(Бк) – сливная линия и бак.
10.3.1  Переключение диапазонов коробки скоростей
Переключение диапазонов скоростей приводится гидроцилиндром Ц1, который связан через штангу с блоком 23-57 коробки.

При поступлении команды от системы ЧПУ на включение первой механической ступени коробки скоростей включается электромагнит ЭМ1 . Он переключает золотник распределителя Р1 в позицию I (Р1I).

Поток масла

…(КО22)5(К1)15(Р1-I)17(КО2)13(Ц1)/(Ц1)14(ДР1)16(Р1-I)…

перемещает поршень цилиндра Ц1, а следовательно и штангу с вилкой вправо. Происходит включение первой механической ступени коробки скоростей (30:57)(23:66). Скорость переключения настраивается дросселем ДР1.

При поступлении команды от системы ЧПУ на включение второй механической ступени коробки скоростей отключается электромагнит ЭМ1 и включается электромагнит ЭМ2. Он переключает золотник распределителя Р1 в позицию II (Р1II).

Поток масла

…(КО22)5(К1)15(Р1-II)16(КО1)14(Ц1)/(Ц1)13(ДР2)17(Р1-II)…

перемещает поршень цилиндра Ц1, а следовательно и штангу с вилкой влево. Происходит включение второй механической ступени коробки скоростей (30:57)(57:32). Скорость переключения настраивается дросселем ДР2.

При снятии задающих команд электромагниты ЭМ1 и ЭМ2 отключаются и золотник распределителя под действием пружин устанавливается в позицию 0 (Р1-0), соединяя таким образом обе полости гидроцилиндра Ц1 со сливом.
10.3.2 Привод механизма ориентации шпинделя
Ориентация шпинделя (фиксация его в определённом положении) производится с помощью цилиндра ЦЗ и рычажной системы.

По команде от системы ЧПУ станка "ориентация шпинделя" включается электромагнит ЭМ4. Он переключает золотник распределителя РЗ в позицию II (Р3II).

Поток масла:

…(КО22)5(К3)19(Р3-II)20(КО3)22(Ц3)/(ЦЗ)23(ДР4)21(Р3-II)… перемещает поршень цилиндра ЦЗ влево. В результате рычаг проворачивается вокруг оси против часовой стрелки и фиксирующий ролик фиксирует шпиндель. Скорость фиксации настраивается дросселем ДР4.

При поступлении команды от системы ЧПУ станка "расфиксация шпинделя" отключается электромагнит ЭМ4 и пружина переключает золотник распределителя РЗ в позицию I (Р3I).

Поток масла

…(КО22)5(КЗ)19(РЗ-I)21(КО4)23(Ц3)/(ЦЗ)22(ДР3)20(Р3-I)… перемещает поршень цилиндра ЦЗ вправо. В результате рычаг поворачивается вокруг оси по часовой стрелке и фиксирующий ролик выходит из трапецеидального паза шпинделя. Шпиндель расфиксируется. Скорость расфиксации настраивается дросселем ДРЗ.



10.3.3 Гидравлическое уравновешивание шпиндельной бабки
Гидравлическое уравновешивание шпиндельной бабки осуществляется гидроцилиндром Ц8, который монтируется на верхнем торце стойки 2. Нижний конец штока цилиндра жёстко крепится к шпиндельной бабке 3. Масло подается в штоковую полость цилиндра Ц8 от насоса, если привод перемещений и подач (высокомоментный электродвигатель с шариковинтовой парой) перемещает бабку вверх, и вытесняется из штоковой полости в сливную линию, если - вниз. Клапан давления К8 поддерживает постоянное давление в штоковой полости гидроцилиндра Ц8 независимо от направления и скорости движения шпиндельной бабки, определяемых приводом подач. Шпиндельная бабка уравновешивается потоками:

- при движении бабки вверх – ,

- при движении бабки вниз – .

Аккумулятор А позволяет обеспечить требуемую подачу масла в цилиндр при больших скоростях перемещения бабки вверх, а так же сглаживает колебания давления в системе при переходных режимах.