Гидравлическая система металлорежущего станка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 В 23 Я 5/06, F 15 В 9/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1177125 (21) 4110024/25-06 (22) 11.05.86 (46) 23.12.87. Бюл. № 47 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) П. И. Дривень, О. В. Жилинский, К. К. Кузьмин и И. А. Зусман (53) 62-521 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1177125, кл. В 23 Я 5/06, 1983. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА (57) Изобретение м.б. использовано в станках с программным управлением. Цель изобретения — повышение точности за счет стабилизации скорости при переменной нагрузке.

Регулятор давления выполнен в виде подпру>киненного с одной стороны двухпояскового золотника 32, размещенного с образованием управляющей 33 и пружинной 34 камер во втулке (В) 35. В 35 выполнена с двумя смещенными одно относительно дру„„Я0„„1360963 А 2 гого в осевом направлении радиальными окнами 36, 37 для взаимодействия с поясками золотника. Окно 36 соединено с баком 8, а окно 37 подключено к управляющей камере 33 и к одному из нормально закрытых средним пояском окон 18 гильзы 14 трехпояскового золотника 13, к другому нормально закрытому окну 17 к-рой подключен переливной клапан 30. Пружинная камера 34

В через дроссель 29 постоянного сечения соединена с полостью 3 гидродвигателя (ГД)

1. 3а счет поддержания в системе постоянных по величине перепадов давления через дросселирующие щели электрогидравлического преобразователя гасителя колебаний, связывающие насосы дополнительного источника питания с соответствующими полостями ГД, обеспечивается необходимая под питка указанных полостей ГД рабочей жидкостью, способствующая поддержанию стабильной скорости перемещения рабочего органа на всем протяжении его рабочего хода. 1 ил.

1360963

Изобретение относится к области гидроавтоматики, может быть использовано в гидравлических приводах станков с программным управлением и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Х 1177125.

Цель изобретения — повышение точности за счет стабилизации скорости при переменной нагрузке.

На чертеже изображена схема гидравлической системы металлорежущего станка.

Система содер>кит исполнительный гидродвигатель 1, полости 2 и 3 которого подключены через распределитель 4 гидролиниями 5 и 6 к насосу 7, баку 8 и гасителю колебаний скорости рабочего органа 9 станка (не изображен), выполненному в виде последовательно соединенных задатчика

10, сравнивающего устройства 11 и электрогидравлического преобразователя 12 с выходным каскадом в виде плавающего трехпояскового золотника 13, размещенного в гильзе 14 с последовательно расположенными окнами 15 — 20. Окна 17 и 18 выполнены нормально закрьпыми средним пояском

21 золотника 13 и подключены к дополнительному источнику 22 рабочей жидкости, окна 16 и 19 выполнены нормально открытыми и подключены к полостям 2 и 3, окна

15 и 20 — нормально закрытыми крайними поясками 23 и 24 золотника 13 и подключены к баку 8. При этом. с гидродвигателем 1 связан чувствительный элемент, выполненный в виде датчика 25 скорости, связанного с одпим.из входов сравнивающего устройства 11, выход которого связан с преобразователем 12 через блок 26 коррекции. Дополнительный источник 22 имеет насосы 27 и 28. Система снабжена дросселем 29 постоянного сечения, переливным клапаном 30 и регулятором давления, выполненным в виде подпружиненного пружиной

3! двухпояскового золотника 32, размещенного с образованием управляющей и пружинной камер ЗЗ и 34 во втулке 35, выполненной с смещенными друг относительно друга в осевом направлении радиальными окнами 36 и 37, причем окно 36 соединено с баком 8, а окно 37 подключено к управляющей камере ЗЗ и к окну 18 гильзы 14, к окну 17 которой подключен клапан 30, а пружинная камера 34 через дроссель 29 постоянного сечения соединена с полостью 3 гидродвигателя 1. Окна 36 и 37 взаимодействуют с поясками 38 и 39 золотника

32, подпорный клапан 40 предназначен для создания противодавления в полости 2 во время рабочего хода. Инструмент 41 взаимодействует с деталью 42.

Гидравлическая система металлоре>кущего станка работает следующим образом.

Перед включением станка насос 27 дополнительного источника 22 настраивается на давление нагнетания, величина которого будет превышать на 0,5 — 1,0 МПа дав10

2 ление настройки клапана 40, а насос 28— на давление нагнетания порядка 0,5—

1,0 МПа. Давление насоса 27 настраивается переливным клапаном 30, а давление насоса 27 — регулятором давления путем предварительного сжатия на необходимую величину его пружины 31. Также предварительно настраивается на определенную производительность, которая должна обеспечить заданную скорость перемещения рабочего органа 9, насос 7.

При включении насоса 7 и установке распределителя 4 в крайнее левое (по чертежу) положение рабочая жидкость подается в полость 3 гидродвигателя 1, а из полости 2 поступает обратно в насос 7. Излишек рабочей жидкости вследствие разности площадей полостей 2 и 3 гидродвигателя 1 поступает через подпорный клапан 40 в бак 8.

Рабочий орган 9 станка выполняет рабочий ход.

При входе инструмента 41 в деталь 42 начинается процесс резания, который характеризуется как изменением статического уровня нагрузки на рабочий орган 9 (статическая нагрузка в течение одного рабочего хода сначала постепенно возрастает по мере увеличения числа одновременно работающих зубьев инструмента 41, а затем, наоборот, постепенно снижается), так и «ериодическими изменениями нагрузки вследствие входа (выхода) каждого из зубьев инструмента 41 в деталь 42 (из детали 42) .

Последний вид нагрузки вызывает периодические колебания скорости перемещения рабочего органа 9 относительно ее установившегося значения.

Чувствительный элемент, регистрируя указанные колебания скорости перемещения рабочего органа 9, выдает на сравнивающее устройство 11 сигнал, где последний сравнивается с сигналом задатчика 10. В случае уменьшения скорости (при входе очередного зуба инструмента 41 в деталь 42), по сравнению с установленной задатчиком 10, сравнивающее устройство 11 формирует сигнал рассогласования, который через блок

26 коррекции, преобразующий данный сигнал к виду, необходимому для получения допустимых (заданных) параметров переходного процесса, поступает на электрогидравлический преобразователь 12. Золотник 13 смещается при этом влево (по чертежу), и рабочая жидкость под давлением, развиваемым насосом 28 и которое превышает по величине установившееся давление в гидролинии 5, через дросселирующую щель, образованную окном 18 и средним пояском 21 золотника

13, а также окно 19 поступает в полость 3 гидродвигателя 1. Одновременно из полости

2 гидродвигателя 1 рабочая жидкость получает возможность сливаться через окно .16, а также дросселирующую щель, образованную крайним пояском 23 золотника 13 и окном 15, в бак 8. Такая работа гасителя

1360963

1О

20

30

50

55 з колебаний способствует восстановлению скорости перемещения рабочего органа 9 до значения, близкого к установившемуся.

В случае увеличения скорости перемещения рабочего органа 9 (при выходе очередного зуба инструмента 41 из детали 42) сигнал рассогласования сравнивающего устройства 11 имеет противоположную полярность, что вызывает после поступления его через блок 26 коррекции на электрогидравлический преобразователь 12 смещение золотника 13 последнего вправо (по чертежу). Рабочая жидкость из полости 3 гидродвигателя 1 вытесняется через окно 19, а также дросселируюгцую щель, образованную крайним пояском 24 золотника 13 и окном

20, в бак 8, а полость 2 при этом подпитывается рабочей жидкостью от насоса 27, давление нагнетания которой превышает установившееся давление в гидролинии 6, через дросселирующую щель, образованную окном

17 и средним пояском 21 золотника 13, а также окно 16. Этим обеспечивается необходимое замедление рабочего органа 9.

Эффективность работы гасителя колебаний по стабилизации скорости перемещения рабочего органа 9 на всем протяжении его рабочего хода обеспечивается за счет поддержания постоянного превышения давлений нагнетания насосов 27 и 28 над установившимися давлениями в полостях 2 и 3 гидродвигателя 1. При этом сохраняется постоянство перепадов давления через дросселирующие щели электрогидравлического преобразователя 12, связывающие насосы 27 /и 28 с соответствующими полостямн 3 и 2 гидродвигателя 1, что, в свою очередь, обеспечивает и необходимую подпитку указанных полостей рабочей жидкостью от дополнительного источника 22. Так, постоянная величина предварительно настроенного переливным клапаном 30 давления обеспечивает и постоянство перепада давления через дросселирующую щель электрогидравлического преобразователя 12, связывающую насос 27 с полостью 2 гидродвигателя 1, в которой также поддерживается, но на 0,5 — 1,0 МПа меньше, постоянный уровень установившегося давления клапаном 40. Перепад давления через дросселирующую щель электрогидравлического преобразователя 12, связывающую насос

28 с полостью 3 гидродвигателя 1, поддерживается постянным за счет автоматической, в соответствии с изменением уровня установившегося давления в указанной полости 3, регулировкой давления нагнетания насоса 28. Такая регулировка осуществляется следующим образом.

При росте статического уровня нагрузки увеличивается и уровень установившегося давления в полости 3 гидродвигателя 1.

Увеличение давления имеет место в этом случае и в камере 34, которая через дроссель 29 связана с полостью 3 гидродви4 гателя . Золотник 32 смещается при этом влево (по чертежу), перекрывая окно 36. Сопротивление потоку рабочей жидкости, поступающему через окна 37 и 36 в бак 8, увеличивается, что приводит к росту давления в камере 33. Золотник 32 перемещается влево (по чертежу), перекрывая окно 36, до тех пор, пока силы, действующие на него как со стороны камеры 33, так и со стороны пружинной камеры 34, т.е. от давления в полости 3 гидродвигателя 1, а также от усилия сжатой при предварительной настройке регулятора давления его пружины 31, не уравновесятся. Золотник

32 занимает в этом случае новое положение относительно окна 36, прн котором давление нагнетания насоса 28 на величину пред варительной настройки пружины 31 регулятора давления превышает давление в пружинной камере 34, а следовательно, и в полости 3 гпдродвигателя 1. Такой процесс автоматической регулировки, при которой давление нагнетания насоса 28 возрастает и практически всегда превышает на 0,5—

1,0 МПа давление в полости 3 гидродвигателя 1, имеет место на протяжении всего периода роста статического уровня нагрузки, действующей на рабочий орган 9 станка.

При снижении статического уровня нагрузки уменьшается давление в полости 3 гидродвигателя 1 и, соответственно, в пружинной камере 34 регулятора давления.

Золотник 32 последнего при этом перемещается под действием давления в камере 33 вправо (по чертежу), увеличивая проходное сечение окна 36. Давление насоса 28, а следовательно, и в камере 33 уменьшается, что, в результате, приводит к равновесию сил, действующих на золотник 32 как со стороны камеры 33, так и со стороны пружинной камеры 34. Золотник 32 занимает новое равновесное положение, при котором давление в камере 33 и, следовательно, в магистрали нагнетания насоса 28 снижается, но опять же на предварительно настроенные 0,5 — 1,0 МПа превышает давление в пружинной камере 34, а следовательно, и в полости 3 гидродвигателя 1. Аналогичным образом происходит процесс автоматической регулировки давления нагнетания насоса

28 (с постоянным превышением в 0,5—

1,0 МПа над установившимся давлением в полости 3 гидродвигателя 1) на всем протяжении снижения статического уровня нагрузки, действующей на рабочий орган 9 станка.

Таким образом, за счет поддержания в системе постоянных по величине перепадов давления через дросселируюгцие щелн электрогидравлического преобразователя гасителя колебаний, связывающие насосы дополнительного источника питания с соответствующими полостями гидродвигателя, обеспечивается необходимая подпитка указанных полостей гидродвигателя рабочей

1360963

Составитель С. Рождественский

Редактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 5782/! 9 Тираж 786 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жидкостью, способствующая поддержанию стабильной скорости перемещения рабочего органа на всем протяжении его рабочего хода.

Формула изобретения

Гидравлическая система металлорежущего станка по авт. св. М 11 77125, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности за счет стабилизации скорости при переменной нагрузке, система снабжена дросселем постоянного сечения, переливным клапаном и регулятором давления, выполненным в виде подпружиненного с одной стороны двухпояскового золотника, размещенного с образованием управляющей и пружинной камер во втулке, выполненной с двумя смещенными друг относительно друга в осевом направлении радиальными окнами для взаимодействия с поясками золотника, одно из которых соединено с баком, а другое подключено к управляющей камере втулки и к одному из нормально закрытых средним пояском окон гильзы трехпояскового золотника, к другому нормально закры10 тому окну которой подключен переливной клапан, а пружинная камера втулки через дроссель постоянного сечения соединена с одной из полостей гидродвигателя.