Материал: Металлорежущие станки Краткий курс

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

воспроизведения профиля, реагирует на очень малое смещение золотника (порядка 0,025 мм). Золотник изготовляют с высо­ кой точностью и тщательно притирают к отверстию в корпусе. Кромки золотника и выточки (см. рис. 65, б) практически имеют зазор порядка а — b = 0,016-т-0,020 мм.

В схеме гидроусилителя с однокромочным золотником и диф­ ференциальным цилиндром (рис. 66) в отличие от предыдущего слежение осуществляется за счет разного значения площадей сечения поршня и регулирования слива масла из цилиндра. Масло по каналу 4 поступает в верхнюю полость цилиндра, а из нее через отверстие 2 в

поршне в нижнюю полость

 

 

Отнасоса

и далее по каналу 6 в зо­

 

 

 

лотник и на слив. Если

 

 

 

плунжер

1

опустить

так,

 

 

 

чтобы

перекрыть

полости

 

 

 

3 и 5

золотника,

то слив

 

 

 

масла прекратится, давле­

 

 

 

ние в обеих полостях ци­

,,

 

 

линдра станет одинаковым

 

 

(Pi — Рг)-

Так как

пло­

 

 

 

щадь F2поршня больше Fl,

 

 

 

цилиндр начнет двигаться

 

П_|

 

вниз. При некотором от­

 

 

крытии /о

золотника

дав­

 

 

 

ления р1 и р2 принимают

 

 

 

значения,

 

при

которых

 

 

 

цилиндр

остается

непод­

 

 

 

вижным, т. е. силы давле­

Рис.

66. Схема гидроусилителя с одно­

ния

уравновешиваются:

 

кромочным ЗОЛОТНИКОМ

PiFi = РгР2-

Если

Pi =

 

необходимо, чтобы

р2 = 0,5рх,

0,5F2,

то для равновесия

чего достигают подбором диаметра дросселирующего

отверстия 2

и диаметра золотника. При дальнейшем перемещении плунжера вверх проходное сечение в золотнике увеличивается, давление р2 снижается, и силовой цилиндр движется вверх.

Данная система имеет менее сложную конструкцию; ее досто­ инство — простота; она уступает предыдущей системе по точно­ сти. Несмотря на это, система находит широкое применение в то­ карных и фрезерных копировальных станках. Устойчивая работа привода зависит от правильного подбора проходных сечений в поршне и золотнике.

Гидроусилители характеризуются коэффициентом усиления /ср, который определяется как отношение выходного усилия Р(на поршне силового цилиндра) к входному усилию С (на штоке зо­ лотника). Величина кр может достигать больших значений (кр *> ^>3-105). Другим показателем работы гидроусилителя является

Ш

коэффициент добротности D = -~ ; Т = 0,005 ч- 0,01 сеи — посто­

янная времени [1].

В схеме усилителя крутящих моментов (рис. 67) в качестве силового органа применен гидромотор 7, выходной вал которого соединен с исполнительным механизмом. Чувствительным эле­ ментом является крановый золотник. Втулка 2 золотника жестко соединена с правым концом вала

 

гидромотора, а

пробка

4 — с

за­

 

дающим

устройством.

Масло

от

 

насоса через отверстия 7 и 11 по­

 

дается к золотнику. При нейтраль­

 

ном положении пробки 4 относи­

 

тельно втулки 2 указанные от­

 

верстия перекрыты. Вращение ва­

 

ла гидродвигателя задается угло­

 

вым положением пробки 4. Тогда

 

масло из золотника через отвер­

 

стия 6 и 10 поступает в гидро­

 

мотор, а по отводящей трассе через

 

отверстия

3, S,

5 и 9 — на слив.

 

Вместе с валом вращается по часо­

 

вой стрелке и втулка 2. Вращение

происходит,

пока она относитель­

но пробки не окажется в нейтраль­

Э=£

ном положении.

 

 

 

 

В связи с необходимостью про­

 

пуска через щели золотника масла,

Рис. 67. Схема усилителя крутя­

потребляемого гидромотором,

на­

щих моментов

блюдается

некоторое

отставание

 

выходного

вала

от входного

на

угол б (см. рис. 67). Величина угла б зависит от числа оборотов вала гидромотора, нагрузки, давления масла.

Рабочие органы станков при вращении входного вала пере­ мещаются вручную при помощи гидроусилителей совместно с винтовой и реечной парами или от электродвигателя малой мощ­ ности. Если входной вал вращается при помощи импульсного электродвигателя, гидравлический двигатель работает как ша­ говый.

§ 1 1 . ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Аккумуляторы. Аккумуляторы применяют для поддержания постоянства давления и расхода жидкости в гидросистеме при выключенном насосе. В этот период обеспечивается кратковре­ менная работа силовых органов.

На рис. 68, а показана схема устройства пневмогидравлического аккумулятора. Нод действием давления масла, подво-

Щ

димого к аккумулятору, перемещается поршень, сжимая воздух, находящийся в верхней полости. Вследствие этого аккумулятор запасает некоторый объем масла, на которое через поршень дей­ ствует сила давления сжатого воздуха. При отключении насоса

поршень вытесняет масло

из

 

t

 

,

аккумулятора и

подает

его

 

 

 

 

в систему.

 

 

 

 

I .*.*•*.

 

 

Политропический процесс

 

 

 

1 1

 

 

изменения объема q и давле-

iH

 

M TTI

ния р

воздуха

описывается

1r r t f i

I i

уравнением

 

 

 

 

 

 

n

 

pqn = const;

(52)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

здесь

п — показатель поли­

 

 

 

 

тропы;

так

как

поступление

 

 

 

 

масла в аккумулятор в боль­

 

 

 

 

шинстве случаев происходит

 

 

 

 

медленно,

можно

принять

 

 

 

 

п = 1.

 

qn — начальный

 

 

 

 

Пусть

 

 

 

 

объем

воздуха

при

h = 0;

Рис. 68. Схемы устройства гидравличе­

qn — конечный объем возду­

 

ского аккумулятора

ха, когда h достигает своей

pmax — давление воздуха, соответ­

наибольшей

величины; ртjn,

ствующее начальному и конечному объемам

qH, qK (рис. 68, а).

На основании равенства (52), принимая п =

1, можем написать

 

 

 

 

РттЯн— Ртах#**

 

 

Если учесть,

что объем запасаемого масла

 

 

 

 

 

 

<7= ?н — <7*или qH= q + qK,

 

то

 

 

 

Pmin + Як) Ртах Як

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

_ Ртах_ | _Ртах

Pmin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qK

Pmin

 

Pmin

 

 

и объем запасаемого

масла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я= (7кФ0*

 

 

Обычно

минимальный

объем запасаемого

масла

q = 1,5@с,

где Qc — секундная

производительность насоса, а величина от­

носительного изменения давления ф0 = 0,1 -г- 0,2.

 

Данные аккумуляторы применяют при qH^

0,1 м3и р ^ 200 X

>< 10б н/м2. Сжатый воздух может быть отделен от жидкости не только поршнем, но и мембраной, резиновым мешком.

В пружинных аккумуляторах (рис. 68, б) давление на поршень создается одной или несколькими пружинами. Условия равно­ весия при перемещении поршня на величину h можно записать в следующем виде:

 

 

Ch = (ршах

 

Pmin) Р»

 

 

 

(53)

где С — коэффициент

жесткости

пружины;

 

 

 

 

F — площадь

сечения

поршня.

 

 

 

 

 

На основании уравнения (53) объем запасаемого масла

 

 

 

 

ги

(^max

^min)

 

 

 

 

 

g=,Fh= ----------g----------•

 

 

 

 

Пружинные

аккумуляторы

применяют

при

сравнительно

небольших расходах

и давлениях

(р ^ 2 0 -1 0 б н/м2).

 

 

Фильтрующие устройства. В процессе эксплуатации гидравли­

ческого привода жидкость

загрязняется продуктами окисления

 

 

масла и износа деталей гидроагрегатов.

 

 

Источником

загрязнения

может

быть

 

 

бак,

куда

проникают частицы

пыли

 

 

извне. Загрязнение жидкости ухудшает

 

 

работу

гидравлических

передач,

по­

 

 

этому

в

гидросистемах

предусматри­

 

 

вают фильтрующие устройства (рис. 69).

 

 

Масло, поступающее в корпус 7, про­

 

 

ходит

через

фильтрующий элемент 2

 

 

в трубу 3 на выход. В качестве

филь­

 

 

трующих

элементов применяют латун­

 

 

ные

сетки,

пакеты

из тонких

метал­

 

 

лических

пластин,

а также

ткани,

 

 

войлок,

фетр, бумагу,

синтетические

 

 

материалы (нейлон, полиэтилен). Для

 

 

очистки

жидкости

применяют

также

 

 

резервуары с отстойниками и сетки,

 

 

устанавливаемые на всасывающем

тру­

 

 

бопроводе. Применяют две схемы фильт­

рации: всего потока масла или части его, поступающей в ответ­ ственные гидроагрегаты. Целесообразно применять в сочетании обе схемы.

Чаще всего фильтры устанавливают на нагнетательном и реже на сливном трубопроводе на таких участках, на которых направ­ ление потока масла не меняется. Фильтры создают сопротивление на пути потока масла. Поэтому следует применять их таким об­ разом, чтобы скорость прохождения масла через фильтр не пре­ вышала 0,5—1 м/сек, а перепад давления не превосходил (0,3-*■ 0,7) -105 н/м2.

Трубопроводы. При раздельном монтаже гидросистем отдель­ ные гидроагрегаты соединяют трубопроводом. Он должен обла­ дать достаточной прочностью, герметичностью, минимальной по­

терей давления. Обычно используют сварные газовые и бесшовные стальные трубы в зависимости от давления масла. Медные трубы применяют для внутреннего монтажа и в местах стесненных и труднодоступых. Концевые и промежуточные присоединения тру­ бопроводов осуществляют с помощью специальных присоедини­ тельных устройств, отличающихся конструкцией и размерами в зависимости от давления масла, направления оси трубопровода относительно оси входного отверстия и т. п.

Уплотнительные устройства. Уплотнительные устройства пред­ назначены для предотвращения утечек масла через зазоры и стыки подвижных и неподвижных деталей привода. Уплотнения непо­ движных частей привода осуществляют при помощи сварки, при-

\ЧЧЧ\\\\\\чЧХЧЧЧЧ

1

V ж ■V

1 ;

ччччччччччччччччч

5)

Рис. 70. Уплотнители

работки деталей, эластичных прокладок различной формы из мяг­ ких материалов: картона, асбестового прессшпана, фибры, кожи, резины, полихлорвинила и других пластиков. Находят приме­ нение медные и алюминиевые прокладки. Для уплотнения подвиж­ ных элементов (поршней и цилиндров, штоков и крышек цилинд­ ров) широко применяют металлические (чугунные и бронзовые) поршневые кольца, кожаные, резиновые и пластмассовые ман­ жеты и кольца различной формы (прямоугольного сечения, круг­ лые, V-образные, шевронные и др.). К уплотнительным устрой­ ствам предъявляют высокие требования герметичности и высокой эксплуатационной надежности. Они должны быть износостойкими, не создавать больших сил трения. Выбор уплотнительных средств зависит от вязкости масла, давления, скорости движения. На рис. 70 показаны некоторые примеры применения уплотнителей в неподвижных (а) и подвижных (б) соединениях.

Гидравлические схемы станков. Гидравлические схемы делят На раздельные и монтажные. Первые характерны тем, что вся гидроаппаратура монтируется отдельно, в местах, удобных для эксплуатации, и соединяется трубопроводом. Монтажные схемы применяют в виде гидравлических панелей, представляющих собой самостоятельные агрегаты, в которые вмонтирована гидроаппа­ ратура. Все элементы гидропанели связаны между собой каналами.