Гидравлическая система управления прессом

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам управления гидравлических прессов. Гидравлическая система управления прессом содержит источник питания, сообщающийся с исполнительными гидроцилиндрами через гидрораспределители с торцевыми полостями. Система содержит насос управления, гидроемкость для рабочей жидкости, выполненную в виде корпуса и поршня с приводом, установленным в ней с образованием двух полостей. Система управления снабжена гидрораспределительным устройством, связанным с гидроцилиндром привода, управляемым двухпозиционным гидрораспределителем, с насосом управления, а также с торцевыми полостями исполнительных цилиндров. Связь осуществляется посредством линий управления. Гидрораспределительное устройство состоит из плоского золотника с подвижной и неподвижной пластиной, коммуникационных пластин и программирующих дисков, установленных на общей с плоским золотником оси. В рабочей полости гидроемкости размещены плунжерный гидроцилиндр и поплавок. Полость плунжерного гидроцилиндра соединена с рабочей полостью гидроемкости через обратный клапан. Поплавок размещен с возможностью перекрывания им отверстия в поршне гидроемкости, соединяющего полость для сбора дренажных утечек с полостью плунжерного гидроцилиндра. Техническим результатом данного изобретения является создание компактной системы, упрощение наладки и автоматизация сбора дренажных утечек. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам управления гидравлических прессов и другого гидрофицированного оборудования.

Известно устройство управления исполнительными гидроцилиндрами машин и автоматических линий (А.с. N 1132078, кл. B 30 B 15/20). Устройство управления гидроцилиндрами машин и автоматических линий, Ю.А. Черников, опубл. 1984, БИ N 48), содержащее исполнительные гидроцилиндры, насос, сообщающийся через гидрораспределители с исполнительными гидроцилиндрами, привод программоносителей, связанный с полостями гидроцилиндров, и гидрокомпенсатор с подпружиненным поршнем, установленным в корпусе с образованием двух полостей пружинной и рабочей, сообщенной с линией всасывания, привод поршня в виде винта, фильтр-сапун и запорное устройство, соединенные с гидролинией сбора дренажных утечек, и обратный клапан, установленный между пружинной и рабочей полостями гидрокомпенсатора.

Устройство управления имеет значительные габариты и требует значительных затрат времени при заполнении гидрокомпенсатора жидкостью и сливе собранных утечек из его пружинной в рабочую полость.

Известна также гидравлическая система управления прессом (Заявка N 95105037, 1996 г. С. А. Андросов, Д.В. Ермаков, А.Н. Преображенский, Ю.А. Черников), содержащая источник питания, связанный с торцевыми полостями гидрораспределителей исполнительных гидроцилиндров, привод, на штоке которого размещено программное устройство для переключения гидрораспределителей управления, гидроемкость для рабочей жидкости, выполненную в виде корпуса с поршнем, установленным на ней с образованием двух полостей, привод поршня гидроемкости, фильтр-сапун и запорное устройство, соединенные с гидролинией сбора утечек и гидроемкостью, привод поршня которого выполнен в виде гидроцилиндра с четырехходовым двухпозиционным распределителем, соединенным трубопроводом с насосом управления и гидроемкостью со штоковой и поршневой полостями, а на конце штока гидроцилиндра гидроемкости смонтирован клапан, который с зазором установлен в поршне между седлом и упором для слива собранных дренажных утечек из штоковой полости в поршневую.

Система управления имеет значительные габариты, требует значительных затрат времени на наладку вследствие необходимости точной настройки кулачков, сбор дренажных утечек не автоматизирован.

Техническая задача - создание компактной системы, упрощение наладки и автоматизация сбора дренажных утечек.

Указанная техническая задача решается тем, что в гидравлической системе управления прессом, содержащей источник питания, сообщающийся с исполнительными гидроцилиндрами через гидрораспределители с торцевыми полостями, насос управления, гидроемкость для рабочей жидкости, выполненную в виде корпуса и поршня с приводом, установленным в ней с образованием двух полостей, имеется гидрораспределительное устройство, связанное с гидроцилиндром привода, управляемым двухпозиционным гидрораспределителем, с насосом управления, а также с торцевыми полостями исполнительных цилиндров посредством линий управления, и состоящее из плоского золотника с подвижной и неподвижной пластиной, коммуникационных пластин и программирующих дисков, установленных на общей с плоским золотником оси, а в рабочей полости гидроемкости размещены плунжерный гидроцилиндр и поплавок, при этом полость плунжерного гидроцилиндра соединена с рабочей полостью гидроемкости через обратный клапан, а поплавок размещен с возможностью перекрывания им отверстия в поршне гидроемкости, соединяющего полость для сбора дренажных утечек с полостью плунжерного гидроцилиндра, гидроцилиндр привода поршня гидроемкости соединен непосредственно с источником питания, торцевая полость двухпозиционного гидрораспределителя соединена через предохранительный клапан с насосом управления, а с линией слива жидкости через регулируемый дроссель, на штоке гидроцилиндра привода гидрораспределительного устройства закреплена зубчатая рейка, связанная с зубчатым колесом, установленным на распределительном валу, на котором с возможностью осевого перемещения установлена подпружиненная полумуфта, имеющая на торце зубья с односторонним скосом и паз для размещения вилки, связанной со штоком гидроцилиндра размыкания муфты, соединенного с насосом управления через четырехходовой гидрораспределитель, и сцепленная с полумуфтой, имеющей на торце зубья с односторонним скосом и соединенной с подвижной пластиной плоского золотника гидрораспределительного устройства, на распределительном валу установлен кулачок с возможностью взаимодействия с четырехходовым гидрораспределителем.

На фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема пресса, на фиг. 2 и 3 - конструкция гидрораспределительного устройства. Система содержит источник питания 1, соединенный через гидрораспределители с торцевыми полостями 2 и 3 с исполнительными гидроцилиндрами 4 и 5, насос управления 6, соединенный через гидрораспределительное устройство 7 с торцевыми полостями 8, 9, 10 и 11 гидрораспределителей 2 и 3, с гидроцилиндром привода гидрораспределительного устройства 12 - через двухпозиционный гидрораспределитель 13, торцевая полость которого сообщается с источником питания 1 через предохранительный клапан 14, а с линией слива жидкости 15 через регулируемый дроссель 16. На штоке 17 гидроцилиндра привода гидрораспределительного устройства установлена зубчатая рейка 18, которая входит в зацепление с зубчатым колесом 19, установленным на распределительном валу 20, на котором закреплены кулачок 21 и полумуфта 22, имеющая на торце зубья 23 с односторонним скосом и кольцевой паз 24, предназначенный для вилки 25, установленной на штоке 26 гидроцилиндра размыкания муфты 27, связанного через четырехходовой гидрораспределитель 28 с насосом управления 6. Полумуфта 22 имеет возможность осевого перемещения и с помощью пружины 29 поджимается к полумуфте 30, также имеющей на торце зубья 31 с односторонним скосом.

Гидрораспределительное устройство 7 включает подвижную пластину плоского золотника 32, установленную на оси 33 с возможностью поворота и связанную с полумуфтой 30. Подвижная пластина плоского золотника 32 имеет другой паз 34, соединенный каналами 35 с выходными отверстиями 36, и паз 37. С помощью тарельчатой пружины 38 подвижная пластина плоского золотника 32 поджимается к неподвижной пластине плоского золотника 39, на которой имеются сквозные отверстия 40, равномерно размещенные по окружности радиусом, равным радиусу дугового паза 34 подвижной пластины плоского золотника 32, и два кольцевых паза 41 и 42. Кольцевой паз 41 имеет радиус, равный радиусу расположения выходных отверстий 36 подвижной пластины плоского золотника 32, а кольцевой паз 42 имеет радиус, равный радиусу расположения конца паза 37 подвижной пластины плоского золотника 32, наиболее удаленного от центра. Кольцевой паз 41 соединен через отверстие 43 с линией слива жидкости 15, а кольцевой паз 42 - через отверстие 44 с насосом управления 6. На оси 33 с возможностью поворота установлены программирующие диски 45, имеющие сквозные отверстия 46, аналогичные по диаметру и расположению отверстиям 40 неподвижной пластины плоского золотника 39, и паз 47, соединенный с одним из отверстий 46. На оси 33 установлены неподвижно коммуникационные пластины 48, имеющие сквозные отверстия 49, аналогичные по диаметру и расположению отверстиям 40 неподвижной пластины плоского золотника 39, и кольцевой паз 47 радиусом, равным радиусу расположения наиболее удаленного конца паза 47 программирующего диска 45, соединенный с отверстием 51, связанным с линиями управления 52, 53, 54, 55 и 56. Количество пар программирующих дисков 45 и коммутационных пластин 48 равно количеству линий управления 52, 53, 54, 55 и 56, фиксация их на оси 33 осуществляется с помощью гайки 57. У последней коммутационной пластины 48 отверстия 49 заглушены пробками 58.

Гидравлическая система снабжена гидроемкостью 59, выполненной в виде корпуса 60 с поршнем 61, установленным в ней с образованием полости 62 для сбора утечек и рабочей полости 63. Поршень связан со штоком 64 гидроцилиндра 65 привода поршня 61 гидроемкости, соединенного с источником питания 1. В рабочей полости 63 гидроемкости смонтирован плунжерный гидроцилиндр 66, корпус 67 которого закреплен на поршне 61 гидроемкости 59, а плунжер 68 закреплен на корпусе 60 гидроемкости 59. В полости плунжерного гидроцилиндра 66 размещается поплавок 69, снабженный запорным конусом 70, имеющим возможность перекрывать отверстие 71 в поршне 61 гидроемкости 59, соединяющее полость для сбора дренажных утечек 62 гидроемкости 59 и полость плунжерного гидроцилиндра 66. Рабочая полость 63 гидроемкости 59 через обратный клапан 72 соединена с полостью плунжерного гидроцилиндра 66.

Гидролинии сбора дренажных утечек (на фиг. 1 не показаны) соединены с патрубком сбора утечек 73, связанным с полостью для сбора дренажных утечек 62 через фильтр 74.

Для восполнения потерь жидкости в системе имеется заливная горловина 75, соединенная с патрубком сбора утечек 73 через вентиль 76.

Линия слива жидкости 15 соединена с рабочей полостью 63 гидроемкости 58 через фильтр 77.

Предохранительные клапаны 78 и 79 ограничивают повышение давления в системе сверх заданного.

Система управления работает следующим образом. Исходное положение гидроцилиндров, гидрораспределителей и гидрораспределительного устройства показано на фиг. 1.

При включении насоса управления 6 и источника питания 1 жидкость через отверстие 44 и кольцевой паз 42 неподвижной пластины плоского золотника 39 гидрораспределительного устройства 7, затем через паз 37 подвижной пластины плоского золотника 32 подается в одно из отверстий 40 неподвижной пластины плоского золотника 39. Через него жидкость подается в отверстия 46 программирующих дисков 45 и отверстия 49 коммутационных пластин 48. Затем через паз 47 программирующего диска 45, кольцевой паз 50, отверстие 51 коммутационной пластины и линию управления 54 жидкость поступает в торцевую полость 9 гидрораспределителя 2 и переключает его. В поршневую полость исполнительного гидроцилиндра 4 от источника питания 1 через гидрораспределитель 2 поступает жидкость и он совершает рабочий ход. При этом все остальные линии управления через соответствующие отверстия 51 и кольцевые пазы 50 коммутационных пластин 48, пазы 47 и отверстия 46 программирующих дисков 46, отверстия 49 коммутационных пластин, отверстия 40 неподвижной пластины плоского золотника 39, дуговой паз 34, каналы 35 и выходные отверстия 36 подвижной пластины плоского золотника 32, кольцевой паз 41 и выходное отверстие 43 соединены с линией слива жидкости 15. В это время предохранительный клапан 14 закрыт. При достижении исполнительным гидроцилиндром 4 конечного положения предохранительный клапан 14 открывается и жидкость от источника питания 1 через него подается в торцевую полость двухпозиционного гидрораспределителя 13 и переключает его. Жидкость от насоса управления 6 поступает в поршневую полость гидроцилиндра привода гидрораспределительного устройства 12, шток 17 которого с закрепленной на нем зубчатой рейкой 18 выдвигается и через зубчатое колесо 19, распределительный вал 20, полумуфту 22 и полумуфту 31 поворачивает подвижную пластину плоского золотника 32 гидрораспределительного устройства 7 и переключает его. При этом жидкость от насоса управления 6 через гидрораспределительное устройство 7 и линию управления 53 подается в торцевую полость 8 гидрораспределителя 2, переключая его. Жидкость из торцевой полости 9 гидрораспределителя 2 через линию управления 54 и гидрораспределительное устройство 7 вытесняется в линию слива жидкости 15. Гидроцилиндр 4 выполняет холостой ход, предохранительный клапан 14 закрывается, жидкость из торцевой полости двухпозиционного гидрораспределителя 13 через регулируемый дроссель 16 вытесняется в линию слива жидкости 15. Двухпозиционный гидрораспределитель 13 переключается и подает жидкость от насоса управления в штоковую полость гидроцилиндра привода гидрораспределительного устройства 12, шток 17 которого с зубчатой рейкой 18 возвращаются в исходное положение, поворачивая зубчатое колесо 19, распределительный вал 20 и полумуфту 22 в обратную сторону. При этом зубцы с односторонним скосом 25 и 31 полумуфт 22 и 31 проскальзывают друг относительно друга и подвижная пластина плоского золотника 32 гидрораспределительного устройства 7 не поворачивается.

Затем через гидрораспределительное устройство жидкость последовательно подается через линии управления 56 и 55 в торцевые полости 10 и 11 гидрораспределителя 3. Исполнительный гидроцилиндр 5 последовательно совершает рабочий и холостой ход.

Для обеспечения выдержки времени жидкость от насоса управления 6 через гидрораспределительное устройство 7 подается по линии управления 52 в торцевую полость четырехходового гидрораспределителя 28 и переключает его. Срабатывает гидроцилиндр размыкания муфты 27 и посредством вилки 25, закрепленной на штоке 26, отводит полумуфту 22 от полумуфты 30. При этом предохранительный клапан 14 открывается и через двухпозиционный распределитель 13 включает гидроцилиндр привода гидрораспределительного устройства 12, который поворачивает распределительный вал 20 с закрепленным на нем кулачком 21. По истечении заданного промежутка времени кулачок 21 выключает четырехходовой гидрораспределитель 28, гидроцилиндр 27 размыкания муфты выключается, под действием пружины 29 полумуфта 22 поджимается к полумуфте 30, подвижная пластина плоского золотника 32 гидрораспределительного устройства 7 поворачивается до того момента, пока жидкость от насоса управления не будет подаваться в линию управления 54. Далее цикл работы повторяется.

Возврат дренажных утечек в систему осуществляется следующим образом. Жидкость из линии сбора дренажных утечек через патрубок сбора утечек 73 и фильтр 74 поступает в полость сбора дренажных утечек 62 гидроемкости 59 и через отверстие 71 в поршне 61 гидроемкости 59 сливается в полость плунжерного гидроцилиндра 66. Уровень жидкости в нем поднимается, поплавок 69 всплывает и перекрывает запорным конусом 70 отверстие 71. При опускании поршня 61 гидроемкости 59 жидкость из полости плунжерного гидроцилиндра 66 через обратный клапан 72 вытесняется в рабочую полость 63 гидроемкости 59. При подъеме поршня 61 гидроемкости 59 обратный клапан 72 закрывается, а запорный конус 70 поплавка 69 открывает отверстие 71 в поршне 61 гидроемкости 59. Далее цикл работы повторяется.

Набор новой программы осуществляется следующим образом. Ослабляется гайка 57 гидрораспределительного устройства 7 и путем поворота программирующих дисков задается требуемая последовательность работы исполнительных гидроцилиндров, затем гайка 57 затягивается. Изменение выдержки времени производится путем поворота кулачка 21 на распределительном валу 20.

Никакой дополнительной подналадки в процессе работы система управления не требует.

Формула изобретения

1. Гидравлическая система управления прессом, содержащая источник питания, сообщающийся с исполнительными гидроцилиндрами через гидрораспределители с торцевыми полостями, насос управления, гидроемкость для рабочей жидкости, выполненную в виде корпуса и поршня с приводом, установленным в ней с образованием двух полостей, отличающаяся тем, что система управления снабжена гидрораспределительным устройством, связанным с гидроцилиндром привода, управляемым двухпозиционным гидрораспределителем, с насосом управления, а также с торцевыми полостями исполнительных цилиндров посредством линий управления и состоящим из плоского золотника с подвижной и неподвижной пластиной, коммуникационных пластин и программирующих дисков, установленных на общей с плоским золотником оси, а в рабочей полости гидроемкости размещены плунжерный гидроцилиндр и поплавок, при этом полость плунжерного гидроцилиндра соединена с рабочей полостью гидроемкости через обратный клапан, а поплавок размещен с возможностью перекрывания им отверстия в поршне гидроемкости, соединяющего полость для сбора дренажных утечек с полостью плунжерного гидроцилиндра.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что гидроцилиндр привода поршня гидроемкости соединен непосредственно с источником питания.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что торцевая полость двухпозиционного гидрораспределителя соединена через предохранительный клапан с насосом управления, а с линией слива жидкости - через регулируемый дроссель.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что на штоке гидроцилиндра привода гидрораспределительного устройства закреплена зубчатая рейка, связанная с зубчатым колесом, установленным на распределительном валу, на котором с возможностью осевого перемещения установлена подпружиненная полумуфта, имеющая на торце зубья с односторонним скосом и паз для размещения вилки, связаной со штоком гидроцилиндра размыкания муфты, соединенного с насосом управления через четырехходовой гидрораспределитель, и сцепленная с полумуфтой, имеющей на торце зубья с односторонним скосом и соединенной с подвижной пластиной плоского золотника гидрораспределительного устройства.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что на распределительном валу установлен кулачок с возможностью взаимодействия с четырехходовым гидрораспределителем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3