Гидравлический привод пресса
Изобретение относится к области прессового оборудования, а именно к гидравлическим приводам прессов, предназначенных преимущественно для уплотнения волокнистых и порошкообразных материалов. Привод содержит гидроцилиндры прессования и выталкивателя, вспомогательный гидрораспределитель управления и предохранительный клапан. Штоковая и поршневая полости каждого гидроцилиндра соединены гидролиниями, соответственно, с первым и вторым исполнительными каналами соответствующих основных гидрораспределителей управления. Выходной канал гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования соединен со сливом. В первой рабочей позиции входной канал каждого основного гидрораспределителя управления соединен с первым исполнительным каналом. Второй исполнительный канал соединен с выходным каналом. Выходной канал основного гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя через обратный клапан соединен с поршневой полостью гидроцилиндра прессования. В нейтральной позиции каждого основного гидрораспределителя управления все его каналы заперты. Во второй рабочей позиции каждого основного гидрораспределителя управления его входной канал соединен со вторым исполнительным каналом, а первый исполнительный канал и выходной канал заперты. Привод снабжен дополнительными вспомогательным гидрораспределителем управления и предохранительным клапаном. Первый канал каждого вспомогательного гидрораспределителя соединен со штоковой полостью. Второй канал соединен с поршневой полостью соответствующего гидроцилиндра, а третий канал - со сливом. В нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя все каналы заперты. В первой рабочей позиции первый канал заперт, а второй канал соединен с третьим. Во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт. Каждый из предохранительных клапанов подключен входным каналом к гидролинии, соединенной со штоковой полостью соответствующего гидроцилиндра. Предохранительный клапан гидроцилиндра выталкивателя выполнен с электроуправлением. В результате обеспечивается повышение КПД привода пресса. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области прессового оборудования, а именно к гидравлическим приводам прессов, предназначенных преимущественно для уплотнения волокнистых и порошкообразных материалов, и может быть, в частности, использовано при создании новых и модернизации существующих прессов для брикетирования асбеста.
Известен гидравлический привод пресса, содержащий вертикальные и горизонтальный гидроцилиндры, полости обратного и прямого хода каждого из которых соединены гидролиниями соответственно с первым и вторым исполнительными каналами соответствующих основных трехпозиционных четырехлинейных гидрораспределителей управления, двухлинейный двухпозиционный вспомогательный гидрораспределитель с гидравлическим управлением и предохранительный клапан [1]. При этом входной канал основного гидрораспределителя управления вертикальными гидроцилиндрами гидролинией соединен с напорной магистралью источника питания, а его выходной канал соединен с входным каналом гидрораспределителя управления горизонтальным гидроцилиндром, выходной канал которого соединен со сливом. В нейтральной позиции каждого из основных гидрораспределителей его входной канал соединен с выходным каналом, а исполнительные каналы заперты, в первой рабочей позиции входной канал соединен с первым исполнительным каналом, а второй исполнительный канал соединен с выходным каналом, и, наоборот, во второй рабочей позиции входной канал соединен со вторым исполнительным каналом, а первый исполнительный канал соединен с выходным каналом. Функцию вспомогательного гидрораспределителя выполняет наполнительный клапан, один канал которого соединен с наполнительным гидробаком, а второй с полостью рабочего хода вертикальных гидроцилиндров. Предохранительный клапан посредством обратных клапанов своим входным каналом соединен с полостями рабочего и обратного ходов вертикальных гидроцилиндров и полостью рабочего хода горизонтального гидроцилиндра и предназначен для ограничения величины максимального давления в указанных полостях.
В рассматриваемом гидроприводе посредством основных трехпозиционных четырехлинейных гидрораспределителей управления обеспечиваются запертое состояние полостей гидроцилиндров, движение выходных звеньев гидроцилиндров в прямом и обратном направлениях, включение горизонтального гидроцилиндра последовательно с вертикальными гидроцилиндрами. При последовательном соединении рабочая жидкость, вытесняемая из полостей обратного хода вертикальных гидроцилиндров, поступает в горизонтальный гидроцилиндр, обеспечивая перемещение его выходного звена со скоростью, пропорциональной текущей скорости прямого хода выходных звеньев вертикальных гидроцилиндров (с коэффициентом пропорциональности, определяемым соотношением эффективных площадей гидроцилиндров).
В силу конструкции известного гидравлического привода пресса при выполнении большинства операций по управлению гидроцилиндрами (в том числе при запертых полостях гидроцилиндров) рабочая жидкость от источника питания последовательно проходит через рабочие окна двух основных гидрораспределителей, что влечет за собой повышенные потери давления и, соответственно, мощности, в результате чего коэффициент полезного действия гидропривода оказывается пониженным.
Поскольку подключение гидроцилиндров предусмотрено только по простой схеме, то при низких значениях нагрузки на их выходных звеньях при подаче рабочей жидкости в полости с большим значением эффективной площади установочная мощность гидропривода недоиспользуется и, следовательно, время выполнения рабочих операций оказывается завышенным по сравнению с потенциально возможным, а производительность пресса оказывается соответственно пониженной.
Насос, входящий в состав источника питания гидропривода, имеет подачу, обеспечивающую движение выходных звеньев гидроцилиндров с требуемыми скоростями. При работе в режиме выдержки прессуемого изделия под давлением для компенсации утечек рабочей жидкости гидрораспределитель управления вертикальными гидроцилиндрами должен быть включен в соответствующую рабочую позицию. При этом практически вся жидкость, подаваемая насосом (за вычетом расхода утечек), сливается через предохранительный клапан в гидробак при значительных потерях мощности, что вызывает интенсивный нагрев рабочей жидкости и требует применения в гидроприводе для обеспечения его нормальной работы маслоохладителя с соответствующей рассеиваемой мощностью.
Повышенные потери мощности и, соответственно, энергии и отсутствие возможности получения повышенных скоростей движения выходных звеньев гидроцилиндров при низких значениях нагрузки на них (с целью более рационального использования установочной мощности гидропривода и повышения производительности пресса) являются недостатками рассматриваемого гидропривода.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является принятый в качестве прототипа гидравлический привод пресса, содержащий гидроцилиндры прессования и выталкивателя, штоковая и поршневая полости каждого из которых соединены гидролиниями соответственно с первым и вторым исполнительными каналами соответствующих основных гидрораспределителей управления, входные каналы которых гидролиниями соединены с напорной магистралью источника питания, а выходной канал гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования - со сливом, при этом в первой рабочей позиции входной канал каждого основного гидрораспределителя управления соединен с первым исполнительным каналом, а его второй исполнительный канал соединен с выходным каналом, вспомогательный гидрораспределитель управления и предохранительный клапан [2].
В указанном гидроприводе выходной канал гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя также соединен со сливом. Во второй рабочей позиции входной канал каждого основного гидрораспределителя управления соединен со вторым исполнительным каналом, а его первый исполнительный канал соединен со сливом. Гидрораспределитель управления гидроцилиндром выталкивателя выполнен двухпозиционным, а гидрораспределитель управления гидроцилиндром прессования выполнен трехпозиционным, при этом в нейтральной позиции последнего гидрораспределителя все его каналы заперты.
Вспомогательный гидрораспределитель управления выполнен двухпозиционным пятилинейным, при этом его первый канал соединен с первым исполнительным каналом основного гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя, второй канал соединен через редукционный клапан с поршневой полостью гидроцилиндра прессования, третий канал соединен с напорной магистралью источника питания, четвертый канал соединен со штоковой полостью гидроцилиндра выталкивателя и пятый канал - с входным (напорным) каналом предохранительного клапана, выходной канал которого соединен со сливом. При этом в первой (исходной) рабочей позиции вспомогательного гидрораспределителя его первый канал соединен с четвертым каналом, а остальные каналы заперты, во второй рабочей позиции данного гидрораспределителя его первый канал заперт, четвертый канал соединен со вторым каналом, а третий канал соединен с пятым каналом.
В рассматриваемом гидроприводе посредством основных четырехлинейных гидрораспределителей управления обеспечиваются: запертое состояние полостей гидроцилиндра прессования, втягивание и выдвижение штоков гидроцилиндров прессования и выталкивателя, а при нейтральной позиции гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования, второй рабочей (исходной) позиции гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя и второй рабочей позиции вспомогательного гидрораспределителя - выдержка прессуемого изделия под давлением. В последнем случае гидроцилиндр выталкивателя работает как мультипликатор при пониженной величине давления на выходе источника питания гидропривода. Максимальное значение давления на выходе источника питания гидропривода и, соответственно, входящего в его состав насоса в данном случае ограничивается посредством предохранительного клапана, подключенного к пятому каналу вспомогательного гидрораспределителя и настроенного на давление, меньшее величины давления настройки предохранительного клапана источника питания. Вытесняемая из штоковой полости гидроцилиндра выталкивателя рабочая жидкость через соответствующее рабочее окно вспомогательного гидрораспределителя и редукционный клапан поступает при постоянном давлении в поршневую полость гидроцилиндра прессования, обеспечивая компенсацию утечек, обусловленных негерметичностью как собственно гидроцилиндра прессования, так и применяемой гидроаппаратуры, что создает предпосылки для поддержания неизменной величины усилия, воспринимаемого прессуемым изделием.
Однако, поскольку насос, входящий в состав источника питания гидропривода, имеет подачу, назначаемую из условия обеспечения движение штоков гидроцилиндров прессования и выталкивателя с требуемыми скоростями рабочего и обратного ходов, а при работе в режиме выдержки прессуемого изделия под давлением практически вся жидкость, подаваемая насосом (за вычетом расхода, связанного с компенсацией утечек), сливается через предохранительный клапан в гидробак, то работа гидропривода на данном режиме сопровождается значительными потерями мощности, что вызывает интенсивный нагрев рабочей жидкости и требует применения в гидроприводе для обеспечения его нормальной работы маслоохладителя с соответствующей рассеиваемой мощностью.
При выполнении операций втягивания и выдвижения штока гидроцилиндра выталкивателя рабочая жидкость от источника питания поступает в штоковую полость упомянутого гидроцилиндра и вытесняется из нее на слив последовательно через рабочие окна соответствующего основного и вспомогательного гидрораспределителей. Это влечет за собой дополнительные потери давления и, соответственно, мощности, в результате чего коэффициент полезного действия гидропривода оказывается пониженным.
В рассматриваемом гидроприводе не реализована возможность выдвижения штоков гидроцилиндров прессования и выталкивателя с повышенными скоростями путем включения их по дифференциальной схеме, а также возможность последовательного соединения указанных гидроцилиндров, что при низких значениях нагрузки на штоках гидроцилиндров при фиксированных установочной мощности и подаче источника питания гидропривода позволяет увеличить скорость выполнения рабочих операций и благодаря этому увеличить производительность пресса.
Повышенные потери мощности и, соответственно, энергии и отсутствие возможности осуществления выдвижения штоков гидроцилиндров прессования и выталкивателя с повышенными скоростями при низких значениях нагрузки на них (с целью более рационального использования установочной мощности гидропривода и повышения производительности пресса) за счет использования дифференциального включения и последовательного соединения гидроцилиндров являются недостатками рассматриваемого гидропривода.
Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение коэффициента полезного действия гидравлического привода пресса путем снижения потерь энергии и повышение производительности пресса за счет осуществления выдвижения штоков гидроцилиндров прессования и выталкивателя с повышенными скоростями при низких значениях нагрузки на них (при фиксированных установочной мощности и подаче источника питания гидропривода) благодаря использованию дифференциального включения и последовательного соединения гидроцилиндров.
Для решения поставленной задачи в известном гидравлическом приводе пресса, содержащем гидроцилиндры прессования и выталкивателя, штоковая и поршневая полости каждого из которых соединены гидролиниями соответственно с первым и вторым исполнительными каналами соответствующих основных гидрораспределителей управления, входные каналы которых гидролиниями соединены с напорной магистралью источника питания, а выходной канал гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования - со сливом, при этом в первой рабочей позиции входной канал каждого основного гидрораспределителя управления соединен с первым исполнительным каналом, а его второй исполнительный канал соединен с выходным каналом, вспомогательный гидрораспределитель управления и предохранительный клапан, согласно изобретению выходной канал основного гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя через обратный клапан соединен с поршневой полостью гидроцилиндра прессования, в нейтральной позиции каждого основного гидрораспределителя управления все его каналы заперты, во второй рабочей позиций каждого основного гидрораспределителя управления его входной канал соединен со вторым исполнительным каналом, а первый исполнительный канал и выходной канал заперты, привод снабжен дополнительными вспомогательным гидрораспределителем управления и предохранительным клапаном, каждый из вспомогательных гидрораспределителей управления соответствующим из гидроцилиндров прессования и выталкивателя выполнен трехпозиционным, первый канал каждого вспомогательного гидрораспределителя соединен со штоковой полостью, второй канал соединен с поршневой полостью соответствующего гидроцилиндра, а третий канал - со сливом, при этом в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя все каналы заперты, в первой рабочей позиции первый канал заперт, а второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий заперт, каждый из предохранительных клапанов подключен входным каналом к гидролинии, соединенной со штоковой полостью соответствующего гидроцилиндра, причем предохранительный клапан гидроцилиндра выталкивателя выполнен с электроуправлением.
В частных случаях исполнения гидравлический привод пресса характеризуется следующими отличительными признаками.
Согласно изобретению в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования первый канал соединен с третьим, а второй канал заперт, в первой рабочей позиции первый канал заперт, второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт.
Согласно изобретению в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования все каналы заперты, в первой рабочей позиции первый канал соединен с третьим, а второй канал заперт, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт.
Согласно изобретению в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования все каналы заперты, в первой рабочей позиции первый канал заперт, а второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт, кроме того, предохранительный клапан гидроцилиндра прессования выполнен с электроуправлением.
Согласно изобретению привод снабжен дополнительным трехпозиционным гидрораспределителем для сообщения штоковой полости гидроцилиндра прессования с напорной магистралью дополнительного источника питания и сливом.
Соединение выходного канала основного гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя через обратный клапан с поршневой полостью гидроцилиндра прессования обеспечивает возможность реализации последовательного соединения гидроцилиндров при втягивании штока гидроцилиндра выталкивателя. При этом рабочая жидкость, вытесняемая из поршневой полости гидроцилиндра выталкивателя в процессе втягивания его штока, через обратный клапан поступает в поршневую полость гидроцилиндра прессования, обеспечивая выдвижение штока последнего. Выполнение двух указанных операций таким образом при прочих равных условиях приводит к сокращению продолжительности рабочего цикла пресса и, соответственно, к повышению его производительности. Поскольку при последовательном соединении гидроцилиндров рабочая жидкость попадает в поршневую полость гидроцилиндра прессования не через рабочее окно его основного гидрораспределителя управления, а через обратный клапан, потери давления на котором в широком диапазоне расходов рабочей жидкости практически постоянны и меньше, чем потери давления при прохождении жидкости через гидрораспределитель с таким же условным проходом, то коэффициент полезного действия гидропривода оказывается выше по сравнению со случаем использования известной схемы последовательного соединения гидроцилиндров посредством двух гидрораспределителей.
Исполнение коммутаций каждого основного гидрораспределителя таким образом, что в нейтральной позиции все каналы заперты, а во второй рабочей позиций каждого основного гидрораспределителя управления его входной канал соединен со вторым исполнительным каналом, а первый исполнительный канал и выходной канал заперты, в совокупности с признаками, характеризующими коммутации вспомогательных гидрораспределителей управления, а именно: с выполнением каждого из вспомогательных гидрораспределителей трехпозиционным, где первый канал соединен со штоковой полостью, второй канал соединен с поршневой полостью соответствующего гидроцилиндра, а третий канал - со сливом, при этом в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя все каналы заперты, в первой рабочей позиции первый канал заперт, а второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт, - а также то, что каждый из предохранительных клапанов подключен входным каналом к гидролинии, соединенной со штоковой полостью соответствующего гидроцилиндра, причем предохранительный клапан гидроцилиндра выталкивателя выполнен с электроуправлением, дает возможность запирания полостей гидроцилиндров прессования и выталкивателя и обеспечивает возможность их включения как по простой, так и по дифференциальной схемам. При включении гидроцилиндра по дифференциальной схеме его поршневая и штоковая полости соединяются между собой и с источником питания. При этом происходит выдвижение штока гидроцилиндра, и рабочая жидкость, вытесняемая из его штоковой полости, совместно с жидкостью, поступающей от источника питания, попадает в поршневую полость гидроцилиндра. Включение гидроцилиндра по дифференциальной схеме позволяет при неизменном значении расхода рабочей жидкости, поступающей к гидроцилиндру от источника питания, получить повышенную скорость выдвижения его штока (по сравнению со случаем включения гидроцилиндра по простой схеме для выполнения указанной операции). Выполнение операций выдвижения штоков гидроцилиндров прессования и выталкивания (при фиксированных установочной мощности и подаче источника питания гидропривода) при низких значениях нагрузки с повышенными скоростями приводит к сокращению продолжительности рабочего цикла пресса и, соответственно, к повышению его производительности.
При выполнении операции втягивания штока гидроцилиндра выталкивателя рабочая жидкость от источника питания поступает в штоковую полость упомянутого гидроцилиндра через рабочее окно соответствующего основного гидрораспределителя, а при выдвижении штока вытесняется из штоковой полости: или на слив через открытое рабочее окно работающего в режиме разгрузки предохранительного клапана с электроуправлением (при включении гидроцилиндра по простой схеме), или в поршневую полость гидроцилиндра через открытое рабочее окно соответствующего вспомогательного гидрораспределителя (при включении гидроцилиндра по дифференциальной схеме). Отсутствие в предлагаемом гидроприводе последовательного прохождения рабочей жидкости через рабочие окна двух гидроаппаратов, как в прототипе, при прочих равных условиях снижает потери давления и мощности в процессе работы гидроцилиндра выталкивателя и, соответственно, способствует повышению коэффициента полезного действия гидропривода.
Выполнение коммутаций вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования таким образом, что в нейтральной позиции первый канал соединен с третьим, а второй канал заперт, в первой рабочей позиции первый канал заперт, второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт, целесообразно в тех случаях, когда подпрессовка и выдержка прессуемого материала под давлением производятся только при втянутом до упора штоке гидроцилиндра прессования. В случае указанного исполнения вспомогательного гидрораспределителя рабочая жидкость из поршневой полости гидроцилиндра прессования при выполнении операции втягивания его штока вытесняется на слив двумя параллельными потоками: через открытые рабочие окна соответствующих основного и вспомогательного гидрораспределителей. Благодаря этому подпор в поршневой полости гидроцилиндра прессования, обусловленный гидравлическими потерями, оказывается меньше, а коэффициент полезного действия гидропривода больше.
Выполнение коммутаций вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования таким образом, что в нейтральной позиции все каналы заперты, в первой рабочей позиции первый канал соединен с третьим, а второй канал заперт, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт, целесообразно в тех случаях, когда существует необходимость обеспечения подпрессовки и выдержки прессуемого материала под давлением при произвольном положении штока гидроцилиндра прессования (в том числе и тогда, когда он не дошел до упора), и поэтому при выполнении указанных операций соответствующие основной и вспомогательный гидрораспределители должны запирать поршневую и штоковую полости гидроцилиндра прессования.
Выполнение коммутаций вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования таким образом, что в нейтральной позиции все каналы заперты, в первой рабочей позиции первый канал заперт, а второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт, дает возможность подпрессовки и выдержки прессуемого изделия под давлением при произвольном положении штока гидроцилиндра прессования (в том числе и тогда, когда он не дошел до упора) и обеспечивает повышенное значение коэффициента полезного действия гидропривода при втягивании штока гидроцилиндра прессования. Выполнение предохранительного клапана гидроцилиндра прессования с электроуправлением обеспечивает при этом возможность включения гидроцилиндра прессования по простой схеме.
Снабжение привода дополнительным трехпозиционным гидрораспределителем для сообщения штоковой полости гидроцилиндра прессования с напорной магистралью дополнительного источника питания и сливом необходимо для обеспечения при минимальных потерях мощности (благодаря использованию дополнительного источника питания с соответствующими характеристиками) поддержания в штоковой полости гидроцилиндра прессования требуемого давления в процессе подпрессовки и выдержки прессуемого материала под давлением и для снижения потерь мощности при выдвижении штока гидроцилиндра прессования в случае включения его по простой схеме (за счет предоставления жидкости, вытесняемой из штоковой полости гидроцилиндра прессования, дополнительного пути на слив). При снижении потерь мощности коэффициент полезного действия гидравлического привода пресса увеличивается.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1, 2, 3 изображены варианты принципиальной гидравлической схемы гидравлического привода пресса, соответствующие указанным в дополнительных пунктах формулы изобретения: 2, 3, 4 - вариантам исполнения по гидросхеме вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования. На фиг.1 приведена схема гидравлического привода пресса, при работе которого подпрессовка и выдержка прессуемого материала под давлением могут производиться только при втянутом до упора штоке гидроцилиндра прессования; на фиг.2 - схема гидравлического привода пресса, при работе которого подпрессовка и выдержка прессуемого материала под давлением могут производиться при произвольном положении штока гидроцилиндра прессования (в том числе и тогда, когда он не дошел до упора); на фиг.3 - схема гидравлического привода пресса, при работе которого подпрессовка и выдержка прессуемого материала под давлением могут производиться при произвольном положении штока гидроцилиндра прессования (в том числе и тогда, когда он не дошел до упора) и обеспечивается повышенное значение коэффициента полезного действия гидропривода при втягивании штока гидроцилиндра прессования.
Гидравлический привод пресса содержит гидроцилиндры 1, 2 прессования и гидроцилиндр 3 выталкивателя. Штоковые полости 4, 5 соответственно гидроцилиндров 1, 2 прессования соединены гидролинией 6 с первым исполнительным каналом основного гидрораспределителя 7 управления гидроцилиндрами прессования, а поршневые полости 8, 9 гидроцилиндров 1, 2 - гидролинией 10 со вторым исполнительным каналом гидрораспределителя 7. В свою очередь штоковая полость 11 гидроцилиндра 3 выталкивателя соединена гидролинией 12 с первым исполнительным каналом основного гидрораспределителя 13 управления гидроцилиндром выталкивателя, а поршневая полость 14 гидроцилиндра 3 - гидролинией 15 со вторым исполнительным каналом гидрораспределителя 13. Входные каналы основных гидрораспределителей 7 и 13 гидролиниями соответственно 16, 17 соединены с напорной магистралью 18 источника питания 19. Выходной канал основного гидрораспределителя 7 управления гидроцилиндрами 1, 2 прессования соединен со сливом 20. Выходной канал основного гидрораспределителя 13 управления гидроцилиндром 3 выталкивателя через обратный клапан 21 соединен с поршневыми полостями 8, 9 гидроцилиндров 1, 2 прессования.
На фиг.1, 2, 3 основные гидрораспределители 7, 13 показаны пятилинейными. При этом их пятый (второй выходной) канал не используется и заглушен. Применение пятилинейных гидрораспределителей позволяет обеспечить нужную коммутацию каналов основных гидрораспределителей 7 и 13 при использовании серийно выпускаемых гидроаппаратов.
В нейтральной позиции каждого основного гидрораспределителя 7, 13 управления все его каналы заперты. При этом в первой (правой по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочей позиции входной канал каждого основного гидрораспределителя 7, 13 управления соединен с его первым исполнительным каналом, а его второй исполнительный канал соединен с выходным каналом. Во второй (левой по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочей позиции каждого основного гидрораспределителя 7, 13 управления его входной канал соединен со вторым исполнительным каналом, а первый исполнительный канал и выходной канал заперты.
Привод снабжен двумя вспомогательными гидрораспределителями 22, 23 управления соответственно гидроцилиндрами 1, 2 прессования и гидроцилиндром 3 выталкивателя и двумя предохранительными клапанами 24, 25.
Каждый из вспомогательных гидрораспределителей 22, 23 управления выполнен трехпозиционным. Первый исполнительный канал вспомогательного гидрораспределителя 22 соединен со штоковыми полостями 4, 5 соответственно гидроцилиндров 1, 2 прессования, второй исполнительный канал соединен с поршневыми полостями 8, 9 указанных гидроцилиндров, а третий канал - со сливом 26. Первый исполнительный канал вспомогательного гидрораспределителя 23 соединен со штоковой полостью 11 гидроцилиндра 3 выталкивателя, второй исполнительный канал соединен с поршневой полостью 14 данного гидроцилиндра, а третий канал - со сливом 27.
На фиг.1, 2, 3 вспомогательные гидрораспределители 22, 23 показаны четырехлинейными. При этом их четвертый канал не используется и заглушен. Применение четырехлинейных гидрораспределителей позволяет обеспечить нужную коммутацию каналов вспомогательных гидрораспределителей 22 и 23 при использовании серийно выпускаемых гидроаппаратов.
На фиг.1, 2, 3 гидрораспределители 7, 13, 22, 23 показаны как распределители с электрогидравлическим управлением с пружинным возвратом золотника в нейтральную позицию. При этом основные гидрораспределители 7, 13 выполнены с управлением от основного потока и раздельным сливом управляющего и выходного каскадов, а вспомогательные гидрораспределители 22, 23 выполнены с раздельным питанием управляющего и выходного каскадов и объединенным сливом этих каскадов. Управление гидрораспределителей в общем случае может быть иным (например, электрическим).
В нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя 23 управления гидроцилиндром 3 выталкивателя все каналы заперты, в первой рабочей позиции (правой по схемам на фиг.1, 2, 3) первый канал заперт, второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции (левой по схемам на фиг.1, 2, 3) первый канал соединен со вторым, третий канал заперт.
Предохранительный клапан 24 подключен своим входным каналом к гидролинии 6, соединенной со штоковыми полостями 4, 5 соответственно гидроцилиндров 1, 2 прессования.
Предохранительный клапан 25 выполнен с электроуправлением (с нормально закрытым проходным сечением пилота управления) и подключен своим входным каналом к гидролинии 12, соединенной со штоковой полостью 11 гидроцилиндра 3 выталкивателя.
Предохранительные клапаны 24, 25 предназначены для ограничения максимальной величины давления в штоковых полостях 4, 5 и 11 гидроцилиндров соответственно 1, 2 и 3, а также (при выполнении клапанов с электроуправлением) для сообщения упомянутых полостей со сливом при включении гидроцилиндров 1, 2, 3 для осуществления выдвижения их штоков по простой схеме.
В частном случае исполнения гидравлического привода (см. фиг.1) в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя 22 управления гидроцилиндрами 1, 2 прессования первый канал соединен с третьим, а второй канал заперт, в первой рабочей позиции (правой по схеме на фиг.1) первый канал заперт, второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции (левой по схеме на фиг.1) первый канал соединен со вторым, третий канал заперт.
В другом частном случае исполнения гидравлического привода (см. фиг.2) в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя 22 управления гидроцилиндрами 1, 2 прессования все каналы заперты, в первой рабочей позиции (правой по схеме на фиг.2) первый канал соединен с третьим, а второй канал заперт, во второй рабочей позиции (левой по схеме на фиг.2) первый канал соединен со вторым, третий канал заперт.
В третьем частном случае исполнения гидравлического привода (см. фиг.3) в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя 22 управления гидроцилиндрами 1, 2 прессования все каналы заперты, в первой рабочей позиции (правой по схеме на фиг.3) первый канал заперт, а второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции (левой по схеме на фиг.3) первый канал соединен со вторым, третий канал заперт, кроме того, предохранительный клапан 24 гидроцилиндров прессования 1, 2 выполнен с электроуправлением (с нормально закрытым проходным сечением пилота управления).
Гидравлический привод пресса (см. фиг.1, 2, 3) снабжен дополнительным трехпозиционным гидрораспределителем 28. На фиг.1, 2, 3 данный гидрораспределитель показан как четырехлинейный с электрическим управлением и пружинным возвратом золотника в нейтральную позицию. Один исполнительный канал дополнительного гидрораспределителя 28 соединен со штоковыми полостями 4, 5 гидроцилиндров 1, 2 прессования, другой исполнительный канал не используется и заглушен, входной канал соединен с напорной магистралью 29 дополнительного источника питания 30, а выходной канал - со сливом 31. При этом в нейтральной позиции гидрораспределителя 28 все его каналы заперты, в первой (правой по схемам на фиг.1, 2, 3) его позиции используемый исполнительный канал соединен с выходным каналом, а входной канал соединен с заглушенным исполнительным каналом и, таким образом, заперт, во второй (левой по схемам на фиг.1, 2, 3) позиции используемый исполнительный канал соединен с входным каналом, а выходной канал - с заглушенным исполнительным каналом.
Кроме того, гидропривод пресса содержит гидроцилиндр 32 перемещения затвора камеры прессования (на фиг.1, 2, 3 затвор и камера прессования не показаны) и предназначенный для управления гидроцилиндром 32 трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 33 с электромагнитным управлением и пружинным возвратом золотника в нейтральную позицию. Исполнительные каналы гидрораспределителя 33 соединены порознь с поршневой 34 и штоковой 35 полостями гидроцилиндра 32, входной канал соединен с напорной магистралью 18 источника питания 19, а выходной канал - со сливом 36.
В нейтральной позиции гидрораспределителя 33 все его каналы заперты, в первой (правой по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочей позиции исполнительный канал, к которому подключена поршневая полость 34 гидроцилиндра 32, соединен с входным каналом, а исполнительный канал, к которому подключена штоковая полость 35 гидроцилиндра 32, - с выходным каналом, во второй рабочей позиции (левой по схемам на фиг.1, 2, 3) наоборот.
В состав источника питания 19 входят регулируемый 37 и нерегулируемый 38 насосы, напорные каналы которых соединены с напорной магистралью 18 посредством обратных клапанов соответственно 39 и 40. Насос 37 снабжен комбинированным регулятором мощности и давления. Для ограничения максимальной величины давления на выходе насосов 37, 38 и разгрузки этих насосов от работы под давлением в период их пуска и пауз в использовании к напорным каналам насосов 37, 38 своими входными каналами подключены предохранительные клапаны с электроуправлением (с нормально открытым проходным сечением пилота управления) соответственно 41, 42. Давление настройки предохранительного клапана 41 выше давления настройки регулятора давления насоса 37.
К напорной магистрали 18 источника питания 19 подключено реле давления 43, которое настроено на величину давления, при превышении которой скорость прессования должна снижаться.
В состав дополнительного источника питания 30 входит регулируемый насос 44, напорный канал которого соединен с напорной магистралью 29 посредством обратного клапана 45. Насос 44 снабжен регулятором давления. Для ограничения максимальной величины давления на выходе насоса 44 и разгрузки его от работы под давлением в период пуска и пауз в использовании к напорному каналу насоса 44 своим входным каналом подключен предохранительный клапан 46 с электроуправлением (с нормально открытым проходным сечением пилота управления). Давление настройки предохранительного клапана 46 выше давления настройки регулятора давления насоса 44.
К напорной магистрали 29 источника питания 30 могут быть подключены гидроприводы 47 вспомогательного оборудования пресса (например, манипулятора, предназначенного для упаковки готовой продукции, кантователя, предназначенного для перегрузки упакованной продукции на выходной конвейер, и т.п.).
Всасывающие и дренажные каналы насосов 37, 38, 44, сливы 20, 26, 27, 31, 36 и сливные каналы предохранительных клапанов 24, 25, 41, 42, 46 соединены с гидробаком 48.
Со штоками гидроцилиндров 1, 2 прессования жестко соединен пуансон 49 прессования, а со штоком гидроцилиндра 3 выталкивателя - пуансон 50 выталкивателя.
Гидравлический привод пресса работает следующим образом.
Перед началом технологического цикла пресса штоки гидроцилиндров 1, 2, 3 и 32 устанавливаются в исходное положение, контролируемое посредством соответствующих концевых выключателей (на фиг.1, 2, 3 концевые выключатели, упоминающиеся здесь и далее в тексте описания изобретения, не показаны), а именно: штоки гидроцилиндров 1, 2 прессования устанавливаются в крайнее выдвинутое положение, шток гидроцилиндра 3 выталкивателя - в крайнее втянутое положение, а шток гидроцилиндра 32 перемещения затвора - в крайнее выдвинутое положение. При этом затвор перекрывает выходное отверстие камеры прессования (на фиг.1, 2, 3 затвор и камера прессования не показаны), и камера прессования имеет максимальный объем.
При отсутствии управляющих сигналов на выполнение каких-либо операций, связанных с работой гидроцилиндров, катушки электромагнитов гидрораспределителей 7, 13, 22, 23, 28, 33 и предохранительных клапанов 24 (в случае, когда клапан 24 выполнен с электроуправлением), 25, 41, 42, 46 обесточены. В результате этого гидрораспределители 7, 13, 22, 23, 28, 33 находятся в нейтральной позиции, предохранительные клапаны 24, 25 работают в режиме защиты участков гидропривода, к которым они присоединены своими входными каналами, от перегрузок, а предохранительные клапаны 41, 42, 46 работают в режиме разгрузки, и жидкость, подаваемая насосами 37, 38 и 44, под давлением, незначительно превышающим давление в гидробаке 48, через открытые проходные сечения клапанов соответственно 41, 42 и 46 перетекает из напорных каналов насосов в гидробак 48.
После загрузки в камеру прессования подлежащего уплотнению материала (например, асбеста) и подачи управляющего сигнала на начало технологического цикла пресса подается электрическое напряжение на катушки электромагнитов предохранительных клапанов 41, 42 и на катушку правого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита основного гидрораспределителя 7. В результате этого проходные сечения предохранительных клапанов 41, 42 закрываются, и указанные клапаны начинают работать в режиме защиты участков гидропривода, к которым они присоединены своими входными каналами, от перегрузок, а золотник выходного каскада гидрораспределителя 7 перемещается в первую (правую по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочую позицию. При исполнении гидропривода пресса по схемам, приведенным на фиг.1 и 3, одновременно подается напряжение на катушку правого (по схемам на фиг.1, 3) электромагнита вспомогательного гидрораспределителя 22, вследствие чего золотник его выходного каскада перемещается в первую (правую по схемам на фиг.1, 3) рабочую позицию.
Рабочая жидкость, подаваемая насосами 37, 38, из напорной магистрали 18 через соответствующее рабочее окно основного гидрораспределителя 7 поступает далее по гидролинии 6 в штоковые полости 4, 5 гидроцилиндров 1, 2 прессования. Происходят втягивание штоков гидроцилиндров 1, 2 и перемещение жестко соединенного с ними пуансона 48 внутрь рабочей камеры, что вызывает уплотнение прессуемого материала. Рабочая жидкость, вытесняемая при втягивании штоков гидроцилиндров 1, 2 из их поршневых полостей 8, 9, по гидролинии 10 и далее через соответствующее рабочее окно гидрораспределителя 7 поступает на слив 20 при любом предлагаемом варианте исполнения гидропривода, а при исполнении гидропривода по схемам, показанным на фиг.1, 3, кроме того, поступает через соответствующее рабочее окно вспомогательного гидрораспределителя 22 на слив 26. Благодаря дополнительному пути движения рабочей жидкости на слив (в конечном итоге, в гидробак 48) подпор в поршневых полостях 8, 9 гидроцилиндров 1, 2 прессования, обусловленный гидравлическими потерями, при исполнении гидропривода по схемам, показанным на фиг.1, 3, оказывается меньше, а коэффициент полезного действия гидропривода при выполнении операции прессования оказывается больше.
По мере уплотнения прессуемого материала сопротивление последнего деформации увеличивается и, соответственно, давление рабочей жидкости в напорной магистрали 18 гидропривода возрастает. При увеличении указанного давления до величины, на которую настроено реле давления 43, катушка электромагнита предохранительного клапана 42 обесточивается. В силу этого клапан 42 начинает работать в режиме разгрузки, и жидкость, подаваемая насосом 38, под давлением, незначительно превышающим давление в гидробаке 48, через открытое проходное сечение клапана 42 перетекает из напорного канала насоса 38 в гидробак 48. При этом в напорную магистраль 18 поступает рабочая жидкость, подаваемая только регулируемым насосом 37. Скорость втягивания штоков гидроцилиндров 1,2, то есть скорость прессования, скачком снижается и далее, по мере увеличения сопротивления деформации материала, уменьшается в соответствии с ростом давления и характеристикой комбинированного регулятора мощности и давления насоса 37. Перетекание рабочей жидкости из напорной магистрали 18 через клапан 42 в гидробак 48 исключается с помощью обратного клапана 40.
После втягивания штоков гидроцилиндров 1, 2 до положения, соответствующего окончанию процесса прессования (при исполнении гидропривода по схеме, приведенной на фиг.1, после перемещения пуансона 49 прессования до упора), по сигналу с соответствующего концевого выключателя катушка правого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита основного гидрораспределителя 7 обесточивается и подается электрическое напряжение на катушки: левых (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнитов основного гидрораспределителя 13 и дополнительного гидрораспределителя 28 и электромагнитов предохранительных клапанов 25 и 46. Вследствие этого золотник выходного каскада гидрораспределителя 7 возвращается в нейтральную позицию, золотник выходного каскада гидрораспределителя 13 перемещается во вторую (левую по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочую позицию, золотник гидрораспределителя 28 также перемещается во вторую (левую по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочую позицию, клапан 25 начинает работать в режиме разгрузки, а клапан 46, проходное сечение которого закрывается, - в режиме защиты напорного канала насоса 44 от перегрузок. При исполнении гидропривода пресса по схеме, приведенной на фиг.3, одновременно обесточивается находившаяся до этого под напряжением катушка правого (по схеме на фиг.3) электромагнита вспомогательного гидрораспределителя 22, вследствие чего золотник его выходного каскада возвращается в нейтральную позицию. При исполнении же гидропривода пресса по схеме, приведенной на фиг.1, состояние вспомогательного гидрораспределителя 22 не изменяется.
Рабочая жидкость, подаваемая насосом 37, из напорной магистрали 18 через соответствующее рабочее окно основного гидрораспределителя 13 поступает далее по гидролинии 15 в поршневую полость 14 гидроцилиндра 3 выталкивателя. Происходят выдвижение штока гидроцилиндра 3 и перемещение жестко соединенного с ними пуансона 50 внутрь рабочей камеры, что вызывает дальнейшее уплотнение прессуемого материала - его подпрессовку. Рабочая жидкость, вытесняемая при выдвижении штока гидроцилиндра 3 из его штоковой полости 11, через открытое проходное сечение клапана 25, работающего в режиме разгрузки, поступает при этом в гидробак 48.
В процессе подпрессовки усилие, передающееся со стороны прессуемого материала на пуансон 49 прессования в направлении выдвижения штоков гидроцилиндров 1, 2, постоянно увеличивается. С тем, чтобы при этом из-за утечек и сжимаемости рабочей жидкости положение пуансона 49 относительно рамы пресса (рама пресса на фиг.1, 2, 3 не показана) не изменялось, используется насос 44, посредством которого в штоковых полостях 4, 5 гидроцилиндров 1, 2 создается противодавление.
После закрытия проходного сечения предохранительного клапана 46 рабочая жидкость, подаваемая насосом 44, поступает через обратный клапан 45 по напорной магистрали 29 и далее через открытое рабочее окно дополнительного гидрораспределителя 28 в штоковые полости 4, 5 гидроцилиндров 1, 2. При исполнении гидропривода пресса по схеме, приведенной на фиг.1, при выполнении подпрессовки поршневые полости 8, 9 гидроцилиндров 1, 2 посредством вспомогательного гидрораспределителя 22 соединены со сливом 20, но при этом втягивание штоков гидроцилиндров 1, 2 и, соответственно, движение пуансона 49 внутрь камеры прессования исключается упором. При исполнении гидропривода пресса по схемам, приведенным на фиг.2, 3, при выполнении подпрессовки поршневые полости 8, 9 гидроцилиндров 1, 2 посредством основного 7 и вспомогательного гидрораспределителя 22 являются запертыми, что предотвращает возможность втягивания штоков гидроцилиндров 1, 2 прессования, даже если пуансон 49 по окончании процесса прессования занимает произвольное положение (не находится на упоре). В силу этого при любом из предлагаемых вариантов исполнения гидропривода пресса после начала подпрессовки давление в напорном канале насоса 44 и, соответственно, в штоковых полостях 4, 5 гидроцилиндров 1, 2 прессования увеличивается до значения, определяемого настройкой регулятора давления насоса 44, и поддерживается на этом уровне. При этом подача насоса 44 автоматически (благодаря работе регулятора давления) устанавливается равной расходу утечек рабочей жидкости в гидроаппаратах, присоединенных к напорному каналу насоса, к напорной магистрали 29 и штоковым полостям 4, 5 гидроцилиндров 1, 2. Вследствие малости расхода утечек, мощность, потребляемая насосом 44 для поддержания постоянного давления в штоковых полостях 4, 5 гидроцилиндров 1, 2, является незначительной.
После выдвижения штока гидроцилиндра 3 выталкивателя до положения, соответствующего окончанию процесса подпрессовки, по сигналу с соответствующего концевого выключателя катушка левого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита основного гидрораспределителя 13 и катушки электромагнитов предохранительных клапанов 25 и 41 обесточиваются. Вследствие этого золотник выходного каскада гидрораспределителя 13 возвращается в нейтральную позицию, клапан 25, проходное сечение которого закрывается, начинает работать в режиме защиты соответствующего участка гидропривода от перегрузок, а клапан 41, проходное сечение которого открывается, - в режиме разгрузки насоса 37.
Полости гидроцилиндра 3 выталкивателя оказываются запертыми, шток гидроцилиндра 3 и, соответственно, жестко соединенный с ним пуансон 50, останавливаются.
Далее в течение некоторого времени, определяемого технологией прессования материала, происходит выдержка прессуемого материала в напряженном состоянии при неизменном внутреннем объеме камеры прессования [при размерах камеры прессования, соответствующих геометрическим размерам готового изделия (брикета) с учетом последующего упругого расширения материала после исчезновения сжимающих напряжений].
По окончании выдержки прессуемого материала в напряженном состоянии подается электрическое напряжение на катушку левого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита гидрораспределителя 33 и на катушку электромагнита предохранительного клапана 41. В результате этого золотник гидрораспределителя 33 перемещается во вторую (левую по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочую позицию, обеспечивая сообщение штоковой полости 35 гидроцилиндра 32 с напорной магистралью 18, а поршневой полости 34 - со сливом 36; проходное сечение предохранительного клапана 41 закрывается, и он начинает работать в режиме защиты напорного канала насоса 37 от перегрузок. Происходит втягивание штока гидроцилиндра 32 со скоростью, определяемой подачей насоса 37. При этом затвор открывает отверстие для выталкивания спрессованного материала (брикета) из камеры прессования.
После открытия затвором отверстия для выталкивания спрессованного материала, что фиксируется посредством соответствующего концевого выключателя, на основании сигнала с этого выключателя катушка левого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита гидрораспределителя 33 обесточивается и подается электрическое напряжение на катушку электромагнита предохранительного клапана 42, а также на катушки левых (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнитов основного 13 и вспомогательного 23 гидрораспределителей. В результате золотник гидрораспределителя 33 возвращается в нейтральную позицию, запирая полости гидроцилиндра 32 перемещения затвора, проходное сечение предохранительного клапана 42 закрывается, и он начинает работать в режиме защиты напорного канала насоса 38 от перегрузок, а золотники выходных каскадов гидрораспределителей 13, 23 перемещаются во вторую (левую по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочую позицию. При этом посредством гидрораспределителя 13 поршневая полость 14 гидроцилиндра 3 оказывается соединенной с напорной магистралью 18, а штоковая полость 11 этого гидроцилиндра посредством гидрораспределителя 23 оказывается соединенной с поршневой полостью 14, то есть производится включение гидроцилиндра 3 по дифференциальной схеме и происходит выдвижение его штока с высокой скоростью, определяемой суммарной подачей насосов 37, 38 и площадью поперечного сечения штока гидроцилиндра. При этом посредством пуансона 50 осуществляется выталкивание спрессованного материала (брикета) из камеры прессования через отверстие, открытое затвором.
При приближении штока гидроцилиндра 3 выталкивателя к своему крайнему выдвинутому положению (для исключения в конце хода гидроцилиндра высоких динамических нагрузок, связанных с его остановом) на основании сигнала с соответствующего концевого выключателя состояние катушек (обесточена или находится под напряжением) всех используемых в гидроприводе электромагнитов становится таким же, как и при выполнении операции подпрессовки, то есть процесс выталкивания заканчивается при низкой скорости движения пуансона 50, поскольку при этом выдвижение штока гидроцилиндра 3 происходит при включении его по простой схеме и при расходе рабочей жидкости, определяемом подачей одного насоса 37.
После выдвижения штока гидроцилиндра 3 до положения, соответствующего окончанию процесса выталкивания (в частном случае, до упора), по сигналу с соответствующего концевого выключателя катушки левых (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнитов гидрораспределителей 13, 28 и катушки электромагнитов предохранительных клапанов 25, 46 обесточиваются и подается электрическое напряжение на катушку электромагнита предохранительного клапана 42, катушку правого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита гидрораспределителя 13 и катушку левого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита гидрораспределителя 22 (при исполнении гидропривода по схеме, приведенной на фиг.1, катушка правого электромагнита гидрораспределителя 22, которая до этого находилась под напряжением, обесточивается). В результате этого проходные сечения предохранительных клапанов 25 и 42 закрываются, и указанные клапаны начинают работать в режиме защиты от перегрузок участков гидропривода, к которым они присоединены своими входными каналами, проходное сечение предохранительного клапана 46 открывается, и он начинает работать в режиме разгрузки насоса 44, золотник дополнительного гидрораспределителя 28 возвращается в свою нейтральную позицию, золотники же выходных каскадов основного 13 и вспомогательного 22 гидрораспределителей перемещаются соответственно в первую и вторую (соответственно правую и левую по схемам на фиг.1, 2, 3) позиции. Золотники гидрораспределителей 7, 23 и 33 находятся при этом в своей нейтральной позиции.
Рабочая жидкость, подаваемая насосами 37 и 38, из напорной магистрали 18 через соответствующее рабочее окно основного гидрораспределителя 13 по гидролинии 12 поступает в штоковую полость 11 гидроцилиндра 3 выталкивателя, что вызывает втягивание его штока. При этом рабочая жидкость из поршневой полости 14 гидроцилиндра 3 по гидролинии 15 через другое открытое окно гидрораспределителя 13 и обратный клапан 21 вытесняется в поршневые полости 8, 9 гидроцилиндров 1, 2 прессования. Происходит выдвижение штоков гидроцилиндров 1, 2, в процессе которого вытесняемая из их штоковых полостей 4, 5 рабочая жидкость перетекает через открытое рабочее окно вспомогательного гидрораспределителя 22 в поршневые полости 8, 9 этих гидроцилиндров. Таким образом, втягивание штока гидроцилиндра 3 выталкивателя и выдвижение штоков гидроцилиндров 1, 2 прессования, то есть возврат штоков гидроцилиндров 1, 2, 3 и, соответственно, пуансонов 49, 50 в исходное положение, производятся одновременно при максимальном расходе жидкости на выходе источника питания 19, при соединении гидроцилиндров 1, 2 последовательно с гидроцилиндром 3 и включении гидроцилиндров 1, 2 по дифференциальной схеме. Благодаря этому обеспечивается минимально возможное время выполнения упомянутых операций, что способствует повышению производительности пресса.
После втягивания штока гидроцилиндра 3 на величину, при которой пуансон 50 выталкивателя полностью оказывается внутри пространства камеры прессования, по сигналу с соответствующего концевого выключателя подается электрическое напряжение на катушку правого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита гидрораспределителя 33. Золотник гидрораспределителя 33 перемещается в первую (правую по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочую позицию, обеспечивая сообщение поршневой полости 34 гидроцилиндра 32 с напорной магистралью 18, а штоковой полости 35 - со сливом 36. Происходит выдвижение штока гидроцилиндра 32. При этом затвор закрывает отверстие для выталкивания спрессованного материала (брикета) из камеры прессования. После закрытия затвором указанного отверстия, что фиксируется посредством соответствующего концевого выключателя, на основании сигнала с этого выключателя катушка правого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита гидрораспределителя 33 обесточивается и его золотник возвращается в нейтральную позицию, запирая полости гидроцилиндра 32.
При приближении штока гидроцилиндра 3 выталкивателя к своему крайнему втянутому положению или штоков гидроцилиндров 1, 2 прессования к своему крайнему выдвинутому положению (для исключения в конце хода гидроцилиндров высоких динамических нагрузок, связанных с их остановом) на основании сигнала с соответствующего концевого выключателя катушка электромагнита предохранительного клапана 42 обесточивается, в результате чего насос 38 разгружается, и в напорную гидролинию 18 продолжает поступать рабочая жидкость только от насоса 37, что влечет за собой снижение скоростей движения штоков гидроцилиндров 1, 2, 3. Дополнительно для снижения скорости движения штоков гидроцилиндров 1, 2 при подходе их к крайнему выдвинутому положению может использоваться переход к включению этих гидроцилиндров от дифференциальной к простой схеме. Для этого катушка левого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита вспомогательного гидрораспределителя 22 обесточивается и при исполнении гидропривода по схеме, приведенной на фиг.2, подается электрическое напряжение на катушку правого электромагнита этого гидрораспределителя, а при исполнении гидропривода по схеме, приведенной на фиг.3, подается электрическое напряжение на катушку электромагнита предохранительного клапана 24. Кроме того, подается напряжение на катушку правого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита дополнительного гидрораспределителя 28. В результате соединение штоковых полостей 4, 5 гидроцилиндров 1, 2 с их поршневыми полостями 8, 9 прерывается, и рабочая жидкость из штоковых полостей 3, 4 вытесняется на слив (в гидробак 48) через отрытое рабочее окно вспомогательного гидрораспределителя 22 (при исполнении гидропривода по схемам, приведенным на фиг.1, 2) или через проходное сечение предохранительного клапана 24, работающего в данной ситуации в режиме разгрузки (при исполнении гидропривода по схеме, приведенной на фиг.3), а также (при любом исполнении гидропривода) через открытое рабочее окно гидрораспределителя 28.
Если штоки гидроцилиндров 1, 2 достигли своего крайнего выдвинутого положения раньше, чем шток гидроцилиндра 3 достиг своего крайнего втянутого положения, что устанавливается на основании наличия или отсутствия сигналов с соответствующих концевых выключателей, то ранее находившиеся под напряжением катушки электромагнитов гидрораспределителей 22, 28 и предохранительного клапана 24 (если клапан 24 выполнен с электроуправлением) обесточиваются, и подается электрическое напряжение на катушку правого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита вспомогательного гидрораспределителя 23. При этом золотник выходного каскада вспомогательного гидрораспределителя 23 перемещается в первую (правую по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочую позицию, открывая рабочее окно, через которое поршневая полость 14 гидроцилиндра 3 соединяется со сливом 27. Втягивание штока гидроцилиндра 3 продолжается, а рабочая жидкость из поршневой полости 14 гидроцилиндра 3 вытесняется на слив 27 и далее в гидробак 48. Вытекание рабочей жидкости из поршневых полостей 8, 9 гидроцилиндров 1, 2 на слив 27 в данном случае исключается с помощью обратного клапана 21.
Если шток гидроцилиндра 3 достиг своего крайнего втянутого положения раньше, чем штоки гидроцилиндров 1, 2 достигли своего крайнего выдвинутого положения, что устанавливается на основании наличия или отсутствия сигналов с соответствующих концевых выключателей, то ранее находившаяся под напряжением катушка электромагнита гидрораспределителя 13 обесточивается (золотник гидрораспределителя 13 при этом возвращается в нейтральное положение) и подается электрическое напряжение на катушку левого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита основного гидрораспределителя 7 [золотник его выходного каскада при этом перемещается во вторую (левую по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочую позицию] и катушку правого (по схемам на фиг.1, 2, 3) электромагнита дополнительного гидрораспределителя 28 [его золотник при этом перемещается в первую (правую по схемам на фиг.1, 2, 3) рабочую позицию]. В рассматриваемом случае при исполнении гидропривода по схеме, приведенной на фиг.1, 3, катушки электромагнитов вспомогательного гидрораспределителя 22 должны быть обесточены (при этом золотник выходного каскада гидрораспределителя 22 занимает нейтральную позицию), при исполнении гидропривода по схеме, показанной на фиг.2, под напряжением должна находиться катушка правого (по схеме на фиг.2) электромагнита гидрораспределителя 22 [при этом золотник его выходного каскада занимает первую (правую по схеме на фиг.2) рабочую позицию], а при исполнении гидропривода по схеме, показанной на фиг.3, под напряжением должна находиться катушка электромагнита предохранительного клапана 24, обеспечивая работу последнего в режиме разгрузки.
В результате рабочая жидкость из напорной магистрали 18 через открытое рабочее окно основного гидрораспределителя 7 и гидролинию 10 поступает в поршневые полости 8, 9 гидроцилиндров 1, 2, обеспечивая выдвижение их штоков. Из штоковых полостей 3, 4 гидроцилиндров 1, 2 при этом рабочая жидкость вытесняется на слив (в гидробак 47) через отрытое рабочее окно вспомогательного гидрораспределителя 22 (при исполнении гидропривода по схемам, приведенным на фиг.1, 2) или через проходное сечение предохранительного клапана 24, работающего в данной ситуации в режиме разгрузки (при исполнении гидропривода по схеме, приведенной на фиг.3), а также (при любом исполнении гидропривода) через открытое рабочее окно гидрораспределителя 28. Благодаря дополнительному пути движения рабочей жидкости на слив 31 (в конечном итоге, в гидробак 48) через рабочее окно гидрораспределителя 28 подпор в штоковых полостях 3, 4 гидроцилиндров 1, 2 прессования в процессе выдвижения их штоков при использовании простой схемы включения, обусловленный гидравлическими потерями, и общие потери энергии в гидроприводе при прочих равных условиях оказываются меньше.
После достижения штоком гидроцилиндра 3 выталкивателя своего крайнего втянутого положения и штоками гидроцилиндров 1, 2 прессования своего крайнего выдвинутого положения на основании сигналов с соответствующих концевых выключателей катушки электромагнитов всех гидроаппаратов, входящих в состав предлагаемого гидропривода, обесточиваются. При этом гидропривод оказывается в состоянии готовности к началу выполнения нового технологического цикла.
При работе в наладочном режиме наладчику предоставляется возможность подачи управляющих сигналов на включение и выключение электрических устройств: электродвигателей и электромагнитов, - входящих в состав гидравлического привода пресса, в любых сочетаниях, не влекущих за собой возникновение аварийных ситуаций. В частности, возможно втягивание и выдвижение (при использовании дифференциальной схемы включения) штоков гидроцилиндров 1, 2 прессования за счет энергии потока рабочей жидкости от дополнительного источника питания 30.
Как следует из вышеприведенного описания устройства и работы, предлагаемый гидравлический привод пресса характеризуется пониженными потерями энергии в процессе работы и осуществлением выдвижения штоков гидроцилиндров прессования и выталкивателя с повышенными скоростями при низких значениях нагрузки на них (при фиксированных установочной мощности и подаче источника питания гидропривода) благодаря использованию дифференциального включения и последовательного соединения гидроцилиндров, что в конечном итоге обеспечивает соответственно повышенный коэффициент полезного действия гидропривода и повышение производительности пресса.
Литературные источники
1. Добринский Н.С. Гидравлический привод прессов. - М.: Машиностроение, 1975. - С.187, рис. 98.
2. Гидравлический привод пресса: Авторское свидетельство СССР №1260246. МКИ В 30 В 15/00. Заявлено 24.06.85. Опубликовано 30.09.86.
1. Гидравлический привод пресса, содержащий гидроцилиндры прессования и выталкивателя, штоковая и поршневая полости каждого из которых соединены гидролиниями, соответственно, с первым и вторым исполнительными каналами соответствующих основных гидрораспределителей управления, входные каналы которых гидролиниями соединены с напорной магистралью источника питания, а выходной канал гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования - со сливом, при этом в первой рабочей позиции входной канал каждого основного гидрораспределителя управления соединен с первым исполнительным каналом, а его второй исполнительный канал соединен с выходным каналом, вспомогательный гидрораспределитель управления и предохранительный клапан, отличающийся тем, что выходной канал основного гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя через обратный клапан соединен с поршневой полостью гидроцилиндра прессования, в нейтральной позиции каждого основного гидрораспределителя управления все его каналы заперты, во второй рабочей позиции каждого основного гидрораспределителя управления его входной канал соединен со вторым исполнительным каналом, а первый исполнительный канал и выходной канал заперты, привод снабжен дополнительными вспомогательным гидрораспределителем управления и предохранительным клапаном, каждый из вспомогательных гидрораспределителей управления соответствующим из гидроцилиндров прессования и выталкивателя выполнен трехпозиционным, первый канал каждого вспомогательного гидрораспределителя соединен со штоковой полостью, второй канал соединен с поршневой полостью соответствующего гидроцилиндра, а третий канал - со сливом, при этом в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром выталкивателя все каналы заперты, в первой рабочей позиции первый канал заперт, а второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт, каждый из предохранительных клапанов подключен входным каналом к гидролинии, соединенной со штоковой полостью соответствующего гидроцилиндра, причем предохранительный клапан гидроцилиндра выталкивателя выполнен с электроуправлением.
2. Привод по п.1, отличающийся тем, что в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования первый канал соединен с третьим, а второй канал заперт, в первой рабочей позиции первый канал заперт, второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт.
3. Привод по п.1, отличающийся тем, что в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования все каналы заперты, в первой рабочей позиции первый канал соединен с третьим, а второй канал заперт, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт.
4. Привод по п.1, отличающийся тем, что в нейтральной позиции вспомогательного гидрораспределителя управления гидроцилиндром прессования все каналы заперты, в первой рабочей позиции первый канал заперт, а второй канал соединен с третьим, во второй рабочей позиции первый канал соединен со вторым, третий канал заперт, кроме того, предохранительный клапан гидроцилиндра прессования выполнен с электроуправлением.
5. Привод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным трехпозиционным гидрораспределителем для сообщения штоковой полости гидроцилиндра прессования с напорной магистралью дополнительного источника питания и сливом.
