Гидромеханическое устройство дляуравновешивания подвижных узловметаллорежущих станков

 

О П И С А Н И Е (ii) 420408

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) За висимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 11.10.71 (21) 1702813/25-8 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 25.03.74. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 15.08.74 (51) M. Кл. В 23Ь 47/00

В 23q 5 00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.952.06-755 (088.8) (72) Автор изобретения

Н. В. Кошелев

Куйбышевский завод координатно-расточных станков (71) Заявитель (54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

УРАВНОВЕШИВАНИЯ ПОДВИ)КНЪ|Х УЗЛОВ

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Изобретение относится к станкостроению, в частности, к уравновешиванию узлов, перемещаемых вертикально или под каким-либо углом, и может найти применение во всех металлорежущих станках, в которых имеется подвижный узел, например, шпиндельная бабка или портал-траверса, передвигаемые с помощью винта и гайки, и особенно в прецизионном станкостроении.

Известны гидромехан ические устройства для уравновешивания тяжелых узлов, перемещаемых вертикально, содержащие шпиндельную бабку, которая может передвигаться по вертикальным направляющим с помощью винта и гайки, два гидроцилиндра, две цепи, проходящие через блоки и соединяющие шпиндельную бабку с поршнями гидроцилиндров.

Применение двух независимо регулируемых цилиндров позволяет устранить перекос шпиндельной бабки на направляющих.

При перемещении шпиндельной бабки вниз поршень в цилиндре движется вверх, выталкивая жидкость из верхней полости цилиндра и запирая обратный клапан, связывающий цилиндр с насосом. Излишек жидкости спускается в бак через специальный разгрузочный клапан, управляемый соленоидом и потенциометром, отрегулированными на давление, соответствующее весу шпиндельной бабки. Установка потенциометра производится вручную.

Однако уравповешивание подвижного узла в таких гидромеханических устройствах производится ручной настройкой разгрузочных клапанов на вес этого подвижного узла при помощи электрических потепциометров.

Всякое изменение резцовых головок li ui веса, что обышо бывает на универсальных

10 станках, требует дополнительной ручной подналадки.

Заданная степень уравновешивания при помощи электрических потенциометров может сохраниться в статике, а в динамике — нару15 шиться, причем скорость перемещения подвижного узла остается одной и заранее определенной.

Кроме того, известные устройства характеризуются низкой чувствительностью и узкой

20 областью применения, так как они могут быть использованы только в станках больших типо-размеров и исключается их пр iiciici пс в станках высокой точности как средних, так и малых типо-размеров.

2s Известные устройства сложны и их трудно реализовать в гидрофицированных станках, так как для этого требуется специальный гидронасос с объемным регулированием.

Целью изобретения является расширение

30 возможностей применения устройства в стан420408

10 ках различных типо-размеров и обеспечение стабильной разгрузки ходового винта путем автоматической компенсации изменений веса узла при его различных скоростях движения.

Это достигается тем, что в кинематичсскую цепь уравновешивания подвижного узла, например, на один из копцов ходового винта, установлена жесткая гидравличсская опора, которая состоит из эластичной камеры с рабочей жидкостью в замкнутом объеме, связанным гидравлически с чувствительным датчиком, задатчиком, разгрузочным клапаном и гидроцилиндром так, что все элементы вместе взятые образуют замкнутый контур следящей системы за давлением, пропорциональным весу подвижного органа.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Для разгрузки ходового винта 1 путем уравновешивания шпипдельной бабки 2 последняя подвешена на канате 3 за центр тяжести и через систему блоков 4 соединена с гидроцилипдром 5. Посредством вращения гайки б и неподвижного ходового винта 1 шпиндельная бабка 2 перемещается по направляющим 7 корпуса стойки 8.

Свободный от резьбы конец винта 1 соединен с корпусом стойки 8 через жесткую гидравлическую опору, состоящую из камеры 9 с рабочей жидкостью в замкнутом объеме.

Последний образуется в цилиндре 10 между торцом кольцевого поршня 11 и корпусом стойки 8.

Кроме того, этот свободный от резьбы конец ходового винта 1 проходит через центрирующее отверстие в корпусе стойки 8 со шпоночным пазом для предотвращения ходового винта от вращения и соединен с кольцевым поршнем 11. Торец поршня 11 через диафрагму (или без нее) упирается в рабочую жидкость и, благодаря большому числу модуля упругости жидкости, последняя удерживает винт 1 от осевого перемещения от действия тяжести шпиндельной бабки 2, создавая в камере 9 давление, пропорциональное весу бабки, Это давление, определяющее степень разгрузки винта 1, передается в датчик 12 давления, где оно через мембрану воздействует на шариковый делитель 13 блока сравнения

14 и запирает выход управляющей среды, идущей от насоса 15. С другой стороны блока 14 расположен задающий элемент 16, который устанавливает шариковый делитель 13 в среднее равновесное положение. При этом давление управляющей среды делится на две части, одна из которых идет на слив, а другая направляется через усилитель 17 в торцовую полость золотника 18 специального разгрузочного клапана 19. Благодаря этому золотник 18 устанавливается в нулевое положение, при котором рабочая среда, идущая от насоса 20 через специальный разгрузочньш клапан 19 и обратный клапан 21 в гидроцп15

65 линдр 5, дросселируется, поддерживая при этом определенное (заданное) давление в полости гидроцилиндра 5, тем самым разгружая винт 1 от веса шпиндельной бабки 2.

Излишек рабочей среды от насоса 20 поступает через переливной клапан 22 в бак 23.

Длп перемещения шппндельной бабки 2 вниз и выхода при этом из гидроцилиндра 5 рабочей среды установлен разгрузочный клапан 24, управление пропускной способностью которого осуществляет специальный разгрузочный клапан 19.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При включении вращения гайки 5 для перемещения шпиндельной бабки 2, например, вверх сила реакции на оси ходового винта будет направлена вниз. В результате давление в камере 9 возрастает, так как весь всс шпиндельной бабки 2 окажется на ходовом винте 1 и в кинематической цепи уравновешивания зазоры увеличатся, а гибкий элемент (канат 3) ослабнет.

Увеличение давления в камере 9 передается в дат: ик 12, в результате чего шариковый дслитсль 13 блока сравнения 14 выйдет из равновесного положения и сместится вправо. Это смещение делителя 13 вызовет уменыпение давления управляющей среды, идущей через усилитель 17 в торцовую полость золотника

18, и смещение последнего от нулевого положения в сторону увеличения пропускной способности рабочей среды, идущей от насоса 20 через специальный разгрузочный клапан 19 и обратный клапан 21 в гидроцилиндр 5.

Увеличение пропускной способности специального разгрузочного клапана 19 вызовет увсличспие давления перед обратным клапаном 21 и в управляющей полости переливного клапана 22. В результате последний перекроет слив рабочей среды от насоса 20 в бак

23 и направит ее в гидроцилиндр 5. Дополнительный приток рабочей среды и давление заставит поршень гидроцилиндра 5 переместиться вниз и натянуть кинематическую цепь уравновешивания до начального заданного значения. При этом давление в камере 9 восстановится и шариковый делитель 13 блока сравнения 14 вернется в равновесное положение между задающим элементом 16 и датчиком 12.

При включении вращения гайки 5 для перемещения шпиндельной бабки 2 вниз сила реакции на оси ходового винта 1 будет направлена вверх. В результате давление в камере 9 упадет, в кинематической цепи уравновешивания зазоры уменьшатся, гибкий элемент (трос 3) натянется, и вес шпиндельной бабки 2 начнет двигать поршень гидроцилиндра 5 вверх, создавая при этом давление перед разгрузочным клапаном 24.

Уменьшение давления в камере 9 также передается в датчик 12, делитель 13 под действием давления задающего элемента 16 выйдет из равновесия и сместится влево. Это

420408 смещение вызовет увлечение давления управляющей среды и в торцовой полости золотника 18 и сместит его от нулевого положения вниз на столько, чтобы перекрыть рабочую среду, идущую в гидроцилиндр 5, и направить ее в управляющую полость переливного 22 и разгрузочного 24 клапанов. В результате последний начнет пропускать рабочую среду, выталкиваемую поршнем гидроцилиндра 5 под действием веса шпиндельной бабки 2, в бак 23, чтобы ослабить ранее натянувшуюся кинематическую цепь уравновешивания до начального заданного положения, При этом давление в камере 9 восстановится и шариковый делитель 13 блока сравнения 14 вернется в равновесное положение.

Во время подачи среды специальным разгрузочным клапаном 19 в управляющую полость переливного 22 и разгрузочного 24 клапанов, давление упадет, в результате чего переливной клапан 22 направит поток рабочей среды в бак 23 и разгрузит насос 20, создавая при этом заданный перепад на рабочих кромках золотника 18.

Предмет изобретения

Гидромеханическое устройство для уравновешивания подвижных узлов металлорежу5 щих станков, перемещаемых вертикально или наклонно по направляющим с помощью передачи винт — гайка, выполненное в виде создающего разгружающее усилие гидроцилиндра, шток которого гибко связан через систему

10 блоков с уравновешиваемым узлом, а штоковая полость гидроцилиндра через регулирующую гидроаппаратуру соединена с гидронасосом, отличающееся тем, что, с целью обеспечения стабильной разгрузки ходового

15 винта путем автоматической компенсации веса узла при различных скоростях его перемещений, кинематическая цепь уравновешивания, например, один из концов ходового винта, снабжена жесткой гидравлической опо20 рой, выполненной в виде эластичной камеры с рабочей жидкостью, связанной гидравлически с блоком сравнения, который гидравлически управляет перемещением золотника разгрузо шого клапана, поддерживающего урав25 повсшпвn:oùññ давление в гидроцилиндре.