Гидравлическая система металлорежущего станка

(19) (11) 114 В 2 06, Г 15 В 9/03 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР(54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕЧА МЕТАЛЛОРЕЖУШЕГО СТАНКА(57) Изобретение м,б. использовано в станках с программным управлением. Цель изобретения - повышение точности за счет стабилизации скорости при переменной нагрузке.Регулятор давления выполнен в виде подпрукиненного с одной стороны двухпояскового золотника 32, размещенного с образованием управляющей 33 и пружинной 34камер во втулке (В) 35. В 35 выполнена сдвумя смещенными одно относительно другого в осевом направлении радиальными окнами 36, 37 для взаимодействия с поясками золотника, Окно 36 соединено с баком 8, а окно 37 подключено к управляющей камере 33 и к одному из нормально закрытых средним пояском окон 18 гильзы 14 трехпояскового золотника 13, к другому нормально закрытому окну 17 к-рой подключен переливной клапан 30. Пружинная камера 34 В через дроссель 29 постоянного сечения соединена с полостью 3 гидродвигателя (ГД) 1. За счет поддержания в системе постоянных по величине перепадов давления через дросселирующие щели электрогидравлического преобразователя гасителя колебаний, связывающие насосы дополнительного источника питания с соответствующими полос- " тями ГД, обеспечивается необходимая под Ж питка указанных полостей ГД рабочей жидкостью, способствующая поддержанию ста- // бильной скорости перемещения рабочего органа на всем протяжении его рабочего хода. 1 ил. ЫИзобретение относится к области гидроавтоматики, может быть использовано в гидравлических приводах станков с программным управлением и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Хо 1177125.Цель изобретения - повышение точности за счет стабилизации скорости при переменной нагрузке.На чертеже изображена схема гидравлической системы металлорежушего станка.Система содержит исполнительный гидродвигатель 1, полости 2 и 3 которого подключены через распределитель 4 гидро- линиями 5 и 6 к насосу 7, баку 8 и гасителю колебаний скорости рабочего органа 9 станка (не изображен), выполненному в виде последовательно соединенных задатчика 10, сравнивающего устройства 11 и электро- гидравлического преобразователя 12 с выходным каскадом в виде плавающего трехпояскового золотника 13, размещенного в гильзе 14 с последовательно расположенными окнами 15 - 20. Окна 17 и 18 выполнены нормально закрытыми средним пояском 21 золотника 13 и подключены к дополнительному источнику 22 рабочей жидкости, окна 16 и 19 выполнены нормально открытыми и подключены к полостям 2 и 3, окна 15 и 20 - нормально закрытыми крайними поясками 23 и 24 золотника 13 и подключены к баку 8. При этом. с гидродвигателем 1 связан чувствительный элемент, выполненный в виде датчика 25 скорости, связанного с одпим.из входов сравнивающего устройства 11, выход которого связан с преобразователем 12 через блок 26 коррекции. Дополнительный источник 22 имеет насосы 27 и 28. Система снабжена дросселем 29 постоянного сечения, переливным клапаном 30 и регулятором давления, выполненным в виде подпружиненного пружиной 3 двухпояскового золотника 32, размещенного с образованием управляюшей и пружинной камер ЗЗ и 34 во втулке 35, выполненной с смещенными друг относительно друга в осевом направлении радиальными окнами 36 и 37, причем окно 36 соединено с баком 8, а окно 37 подключено к управляюгцей камере ЗЗ и к окну 18 гильзы 14, к окну 17 которой подключен клапан 30, а пружинная камера 34 через дроссель 29 постоянного сечения соединена с полостью 3 гидродвигателя 1, Окна 36 и 37 взаимодействуют с поясками 38 и 39 золотника 32, подпорный клапан 40 предназначен для создания противодавления в полости 2 во время рабочего хода. Инструмент 41 взаимодействует с деталью 42,Гидравлическая система металлорежушего станка работает следуюшим образом.Перед включением станка насос 27 дополнительного источника 22 настраивается на давление нагнетания, величина которого будет превышать на 0,5 - 1,0 МПа дав 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2ление настройки клапана 40, а насос 28 - на давление нагнетания порядка 0,5 - 1,0 МПа, Давление насоса 27 настраивается переливным клапаном 30, а давление насоса 27 - регулятором давления путем предварительного сжатия на необходимую величину его пружины 31. Также предварительно настраивается на определенную производительность, которая должна обеспечить заданную скорость перемещения рабочего органа 9, насос 7.При включении насоса 7 и установке распределителя 4 в крайнее левое (по чертежу) положение рабочая жидкость подается в полость 3 гидродвигателя 1, а из полости 2 поступает обратно в насос 7. Излишек рабочей жидкости вследствие разности площадей полостей 2 и 3 гидродвигателя 1 поступает через подпорный клапан 40 в бак 8. Рабочий орган 9 станка выполняет рабочий ход.При входе инструмента 41 в деталь 42 начинается процесс резания, который характеризуется как изменением статического уровня нагрузки на рабочий орган 9 (статическая нагрузка в течение одного рабочего хода сначала постепенно возрастает по мере увеличения числа одновременно работаюших зубьев инструмента 41, а затем, наоборот, постепенно снижается), так и периодическими изменениями нагрузки вследствие входа (выхода) каждого из зубьев инструмента 41 в деталь 42 (из детали 42). Последний вид нагрузки вызывает периодические колебания скорости перемещения рабочего органа 9 относительно ее установившегося значения.Чувствительный элемент, регистрируя указанные колебания скорости перемешения рабочего органа 9, выдает на сравниваюшее устройство 11 сигнал, где последний сравнивается с сигналом задатчика 10. В случае уменьшения скорости (при входе очередного зуба инструмента 41 в деталь 42), по сравнению с установленной задатчиком 10, сравнивающее устройство 11 формирует сигнал рассогласования, который через блок 26 коррекции, преобразующий данный сигнал к виду, необходимому для получения допустимых (заданных) параметров переходного процесса, поступает на электрогидравлический преобразователь 12. Золотник 13 смешается при этом влево (по чертежу), и рабочая жидкость под давлением, развиваемым насосом 28 и которое превышает по величине установившееся давление в гидролинии 5, через дросселируюшую 1 цель, образованную окном 18 и средним пояском 21 золотника 13, а также окно 19 поступает в полость 3 гидродвигателя 1. Одновременно из полости 2 гидродвигателя 1 рабочая жидкость получает возможность сливаться через окно .16, а также дросселируюшую щель, образованную крайним пояском 23 золотника 13 и окном 15, в бак 8. Такая работа гасителя1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зколебаний способствует восстановлению скорости перемещения рабочего органа 9 до значения, близкого к установившемуся.В случае увеличения скорости перемещения рабочего органа 9 (при выходе очередного зуба инструмента 41 из летали 42) сигнал рассогласования сравнивающего устройства 11 имеет противоположную полярность, что вызывает после поступления его через блок 26 коррекции на электрогилравлический преобразователь 12 смещение золотника 13 последнего вправо (по чертеку). Рабочая жидкость из полости 3 гидродвигателя 1 вытесняется через окно 9, а также дросселируюгцую щель, образованную крайним пояском 24 золотника 13 и окном 20, в бак 8, а полость 2 при этом подпитывается рабочей жидкостью от насоса 27, давление нагнетаниякоторой превышает установившееся давление в гидролинии 6, через дросселирующую щель, образованную окном 17 и средним пояском 21 золотника 13, а также окно 16. Этим обеспечивается необходимое замедление рабочего органа 9.Эффективность работы гасителя колебаний по стабилизации скорости перемещения рабочего органа 9 на всем протяжении его рабочего хода обеспечивается за счет поддержания постоянного превышения давлений нагнетания насосов 27 и 28 нал установившимися давлениями в полостях 2 и 3 гидродвигателя 1. При этом сохраняется постоянство перепадов давления через лросселирующие щели электрогилравлического преобразователя 12, связывающие насосы 27 /и 28 с соответствующими полостямн 3 и 2 гилродвигателя 1, что, в свою очередь, обеспечивает и необходимую подпитку указанных полостей рабочей жидкостью от дополнительного источника 22, Так, постоянная величина предварительно настроенного переливным клапаном 30 давления обеспечивает и постоянство перепада давления через дросселирующую щель электро- гидравлического преобразователя 12, связывающую насос 27 с полостью 2 гидро- двигателя 1, в которой также поддерживается, но на 0,5 - 1,0 МПа меньше, постоянный уровень установившегося давления клапаном 40. Перепад давления через лросселирующую щель электрогидравлического преобразователя 12, связывающую насос 28 с полостью 3 гидродвигателя 1, поддерживается постянным за счет автоматической, в соответствии с изменением уровня установившегося давления в указанной полости 3, регулировкой давления нагнетания насоса 28. Такая регулировка осуществляется следующим образом.При росте статического уровня нагрузки увеличивается и уровень установившегося давления в полости 3 гидродвигателя 1. Увеличение давления имеет место в этом случае и в камере 34, которая через дроссель 29 связана с полостью 3 гидродви 4гателя. Золотник 32 смешается при этом влево (по чертежу), перекрывая окно 36. Сопротивление потоку рабочей жидкости, поступающему через окна 37 и 36 в бак 8, увеличивается, что приводит к росту давления в камере 33. Золотник 32 перемещается влево (по чертежу), перекрывая окно 36, до тех пор, пока силы, действующие на него как со стороны камеры 33, так и со стороны пружинной камеры 34, т.е. от давления в полости 3 гидродвигателя 1, а также от усилия сжатой при предварительной настройке регулятора давления его пружины 31, не уравновесятся. Золотник 32 занимает в этом случае новое положение относительно окна 36, прн котором давление нагнетания насоса 28 на величину пред варительной настройки пружины 3 регулятора давления превышает давление в пружинной камере 34, а следовательно, и в полости 3 гплродвигателя 1. Такой процесс автоматической регулировки, при которой давление нагнетания насоса 28 возрастает и практически всегда превышает на 0,5 - 1,0 МПа давление в полости 3 гидродвигателя 1, имеет место на протяжении всего периода роста статического уровня нагрузки, действующей на рабочий орган 9 станка.При снижении статического уровня нагрузки уменьшается давление в полости 3 гидродвигателя 1 и, соответственно, в пружинной камере 34 регулятора давления. Золотник 32 последнего при этом перемещается под лействием давления в камере 33 вправо (по чертежу), увеличивая проходное сечение окна 36. Давление насоса 28, а следовательно, и в камере 33 уменьшается, что, в результате, приводит к равновесию сил, действующих на золотник 32 как со стороны камеры 33, так и со стороны пружинной камеры 34. Золотник 32 занимает новое равновесное положение, при котором давление в камере 33 и, следовательно, в магистрали нагнетания насоса 28 снижается, но опять же на прелварптельно настроенные 0,5 - 1,0 МПа превышает давление в пружинной камере 34, а следовательно, и в полости 3 гидродвигателя 1. Аналогичным образом происхолит процесс автоматической регулировки давления нагнетания насоса 28 (с постоянным превышением в 0,5 - 1,0 МПа нал установившимся давлением в полости 3 гидродвигателя 1) на всем протяжении снижения статического уровня нагрузки, действующей на рабочий орган 9 станка.Таким образом, за счет поддержания в системе постоянных по величине перепадов давления через дросселируюгцие щели электрогидравлического преобразователя гасителя колебаний, связывающие насосы дополнительного источника питания с соответствующими полостями гидролвигателя, обеспечивается необходимая подпитка указанных полостей гилродвигателя рабочей1360963 Составитель С. РождественскийРедактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор И ЭрдейиЗаказ 5782/ 9 Тираж 786 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 жидкостью, способствующая поддержанию стабильной скорости перемещения рабочего органа на всем протяжении его рабочего хода. Формула изобретенияГидравлическая система металлорежущего станка по авт. св. Мв 1177125, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности за счет стабилизации скорости при переменной нагрузке, система снабжена дросселем постоянного сечения, переливным клапаном и регулятором давления, выполненным в виде подпружиненного с одной стороны двухпояскового золотника, размещенного с образованием управляющей и пружинной камер во втулке, выполненной с двумя смещенными друг относительно друга в осевом направлении радиальными окнами для взаимодействия с поясками золотника, одно из которых соединено с баком, а другое подключено к управляющей камере втулки и к одному из нормально закрытых средним пояском окон гильзы трехпояскового золотника, к другому нормально закры тому окну которой подключен переливнойклапан, а пружинная камера втулки через дроссель постоянного сечения соединена с одной из полостей гидродвигателя.