Гидросистема

.ф. Володько етал ения 88.8)Усов А.А.ды, Справочни о ди- идрос поа, ре 1 2, с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4113658/25-29 (22) 28.05,86 (46) 23.12.89. Бюл (71) Институт проб долговечности маши (72) П.И. Дривень, Н.А. Козловский и (53) 621.225,2-82 (56) Свешников В.К Станочные гидропри М,: Машиностроение рис. 20.(57) Изобретение относится к гисистемам станков и может быть изовано в гидроприводах подачи млорежуших станков, Цель изобретулучшение динамических свойствтемы путем расширения частотногапазона работы виброгасителя.система станка содержит гидродвтель 1 привода рабочего органалостями 7 и 8 подачи и возврат1530826 4 версивный распределитель 3, источник 4, слив 5, виброгаситель 2, выполненный в виде гидропневмоаккумулятора 6, гидравлическая полость 11которого подключена к полости 8 через регулирующее дроссельное устройство 12, выполненное в виде электроуправляемого пропорционального распределителя 13 система управлениякоторого включает последовательно соединенные датчик 33 колебания скорости гидродвигателя 1, сравнивающееустройство 34 с зацатчиком 35 ограничения уровня колебаний скорости, блок 1536 дискретных уставок напряжения и Изобретение относится к гидросистемам станков и может быть исполь зовано в гидроприводах подачи металлорежущих станков, 25Цель изобретения - улучшение динамических свойств системы путем расширения частотного диапазона работывиброгасителя,На Лиг, приведена схема гидросистемы; на фиг,2 - электроуправляемый пропорциональный распределитель;на фиг.З - диаграмма подачи напряжения блоком дискретных уставок навход суммирующего усилителя; нафиг.4 - диаграмма подачи напряжения35суммирующим усилителем на элементыуправления пропорциональным усилителем; на Фиг.5 " диаграмма измененияпроходного сечения пропорциональногораспределителя,Гидросистема металлорежущегостанка содержит гидродвигатель 1 привода рабочего органа, виброгаситель2, реверсивный распределитель 3, источник 4 давления, слив 5, гидропневмоаккумулятор 6.Гидродвигатель 1 имеет полости7 и 8 подачи и возврата, которые связаны гидролиниями 9 и 10 через реверсивный распределитель 3 с источником 4 давления и сливом 5.Виброгаситель 2 выполнен в видегидропневмоаккумулятора 6, гидравлическая полость 11 которого подключена55через регулируемое дроссельное устройство 12, выполненное в виде элект-.роуправляемого пропорционального распределителя 13, к гидролинии 1 О. Просуммирующий усилитель 37 с задатчиком38 постоянного уровня сигнала, а выход 39 суммирующего усилителя 37 подключен к управляющим элементами распределителя 13. Процесс работы сопровождается колебаниями нагрузки искорости гидродвигателя 1, а системауправления дроссельного устройства12 обеспечивает такое управлениераспределителем 13, какое создаетнеобходимое дополнительное сопротивление выходу рабочей жидкости из полости 8 возврата гидродвигателя 1,что обеспечивает снижение уровня колебаний, 1 п.б-лы, 5 ил. порциональный распределитель 13 снабжен электромеханическим преобразователем 14 (Лиг.2), который управляет положением заслонки 15, размещенноймежду соплами 16 и 17, которые обеспечивают изменение давления в линияхуправления 18 и 19 золотника 20,Электромеханический преобразователь 14 содержит постоянные магниты21 и 22, две катушки 23 и 24 и якорь25, установленный внутри магнитопроводов 26 и 27, причем якорь 25 связан с заслонкой 15, гидропневмоаккумулятор 6 - с гииролинией 10 гидролинией 28.Линии 18 и 19 управления золотника 20 соединены с источникбм давления 4 гидролинией 29 через дроссели30 и 31, а со сливом 5 - через сопла16 и 17,.Пропорциональный распределитель 13снабжен системой 32 регулированиячастотного диапазона работы виброгасителя 2, содержащей последовательносоединенные датчик 33 колебания скорости гидродвигателя 1, сравнивающееустройство 34, снабженное задатчиком35 ограничения уровня колебания скорости гидродвигателя 1, блок 36 дискретных уставок напряжения и суммирующий усилитель 37, соДержащий задатчик 38 постоянного уровня. Выход 39суммирующего усилителя 37 подключенк катушкам 30 и 31 электромеханического преобразователя 14,Гидродвигатель 1 обеспечивает подачу рабочего инструмента 40 для об6 олятора 6, Перемещение золотника 20 под действием электрического сигнала задатчика 38 (цз) прекращается тог" да, когда силы давления в линиях18 и 19 управления золотника 20 уравновесятся усилием центрирующих пружин, Величина смещения золотника 20 от нейтрального положения.(соответственно и величина проходного сечения дросселирующей щели Н ) находит." ся в пропорциональной зависимости от величины электрического сигнала 13 поступающего с задатчика 38 через сумиирующий усилитель 37 на катушки 23 и 24 электромеханического преобразователя 14,При достижении инструментом 40 детали 41 начинается процесс резания, который, сопровождаясь резкими колебаниями нагрузки на гидродвигателе 1 (вход-выход зубьев инструмента 40, переменность припуска, твердости детали 41 и т.п,), вызывает колебания скорости гидродвигателя 1 и соответственно колебания расхода жидкости .в гидролиниях 9 и 10 гидросистемы. Переменная часть расхода жидкости в гидролинии 10 поступает в этом случае,через гидролинию 28 и установленный в ней пропорциональный распределитель 13 (дросселирующая щель величиной Н, образованная золотником 20 пропорционального распределителя 13 при подаче на электромеханический преобразователь 14 последнего сигнала постоянного уровня 15, с эадатчика 38) в полость 11 аккумулятора 6, При оптимальной настройке параметров виброгасителя 2, определяемых величиной проходного сечения дроссельной щели пропорционального распределителя 13 и объемом газовой полости аккумулятора 6, происходит гашение колебаний скорости гидродвигателя 1, Ланный процесс осуществляется, во-первых, за счет рассеивания колебательной энергии в дроссельном устройстве, во-вторых, за счет периодических перемещений разделяющей диафрагмы гидропневмоаккумулятора 6 и соответственно колебаний объема масла в жидкостной полости 11 и гидролинии 28 в противофазе с колебаниями расхода рабочей жидкости в гидролинии 10.В случае отклонения параметров виброгасителя 2 от оптимальных (дан ное явление имеет место при измене 5 153082работки детали 41, а сливная линия5 снабжена напорным клапаном 42,Гидравлическая система работаетследующим образом.При подаче рабочей жидкости от5источника давления 4 в полость 7подачи гидродвигателя 1 обеспечивается подача инструмента 40 для обработки детали 41, причем из полости 8возврата гидродвигателя 1 рабочаяжидкость поступает в слив 5 черезнапорный клапан 42 и в гидравлическую полость 11 гидропневмоаккумулятора 6 через пропорциональный распределитель 13. Величина проходногосечения пропорционального распределителя 13 настраивается задатчиком38, подающим сигнал определенногоуровня (Ц ) через суммирующий усиЗАлитель 37 на катушки 23 и 24 электромеханического преобразователя 4пропорционального распределителя 13.Катушки 23 и 24 создают управляющиймагнитный поток, который взаимодействует с магнитным потоком, создаваемымпостоянными магнитами 21 и 22, В результате такого взаимодействия указанных магнитных потоков на якоре 35возникает момент, величина которого 30пропорциональна входному электрическому сигналу У д поступающему накатушки 23 и 24 электромеханическогопреобразователя 14. Ланный момент поворачивает якорь 25, а вместе с нимсмещает и заслонку 15 (смещение зас-лонки 15 от нейтрального положениятакже пропорционально величине входного электрического сигнала Уз.,причем направление смещения заслонки 15 .определяется полярностью указанного электрического сигнала 11 ),которая приближается к соплу 17 иудаляется от сопла 16. Сопротивлениепроходящему через сопло 17 потоку рабочей жидкости, поступающей от источника 4 давления по гидролинии 29 увеличивается, а через сопло 16 уменьшается, Такое явление приводит к разбалансу гидравлического моста, т,е. 50росту давления в линии 19 управленияи уменьшению давления в линии 18 управления, Возникающий указанным образом перепад давления, воздействуя наторцы золотника 20, смещает его влево (по чертежу) от нейтрального положения, тем самым увеличивая проходноесечение золотника 20 для прохода жидкости в полости 11 гидропневмоаккуму 1530826нии режимов и условий резания, типа обрабатываемой детали 41, нагреве масла в гидросистеме, утечках газа из газовой полости аккумулятора 6, изменении объемов жидкости в гидролиниях 9 и 10 при перемещении поршня гидро- двигателя 1 и т.п,) эффективность работы последнего снижается, а колебания скорости гидродвигателя 1 в свою очередь увеличиваются, Датчик 33 колебаний скорости гидродвигателя 1, регистрируя данное увеличение, выдает соответствующий сигнал на вход сравнивающего устройства 34, где указанный сигнал датчика 33 преобразовывается и сравнивается с сигналом задатчика 35 ограничения уровня колебаний скорости (задатчик 35 предварительно настроен на сигнап определяющий максимально цопустимый уровень колебаний скорости гидро- двигателядля конкретного случая обработки на конкретном станке . При превышении величины сигнала датчика 25 33 сигнала задатчика 35 на выходе сравнивающего устройства 34 появляется электрический сигнал, вводящий в Работу блок 36 дискретных установок напряжения. Последний выдает на вход суммирующего усилителя 37 в момент времени С, сигнал величиной + Л 11, (Миг,З). Данный сигнал, апгебраически суммируясь в усиля-.еле 37 с сигнапом задатчика 38 (В, = И д + йП, фиг 4), постуге: на катушки 23 и 24 электромеханического преобразователя 14Под действием суммарного сигнала 1 П, золотник 20 пропорционального распределителя 13 сместится (ме ханизм перемещения золотника 20 под действием входного электрического сигнала 11.; а также под действиЕм входного электрического сигнала дру" гого значения аналогичен описанному 45 выше). Величина с 1 ещсния золотника 20 от нейтрального положения всегда пропорциональна величине входного электрического сигнала, поступающего на катушки 23,24 электромеханического преобразователя 14 от предварительно настроенного задатчиком 38 положения в сторону увеличения проходного сечения дроссельной щели ( Х Н, = Нр +Р + ЬН ,Лиг.5). Если снижения колебаф55 ний скорости гидродвигателя 1 при новой настройке виброгасителя 2 не наступает, т,е. сигнал датчика 33 все еще превышает сигнал задатчика 35,блок 36 дискретных уставок напряжения выдает в момент времени С (проме 2жуток времени Д С = С- С, где1,2, предварительно настраивается с учетом динамических свойствконкретного станка, а также реального быстродействия системы регулирования 32) сигнал величиной - дБ, (Фиг.3), который алгебраически суммируясьв усилителе 37 с сигналом задатчика38 (И = 11 - аП, Лиг.4), вызывает смещение золотника 20 пропорционального распределителя 13 в сторонууменьшения проходного сечения дроссельной щели (Н= Н Р - ДНЛиг.5). Если и при данной настройкевиброгасителя 2 снижения колебанийскорости гидродвигателя 1 не происходит в достаточной мере, с выходаблока 36 дискретных уставок напряжения в момент времени С поступаетсигнал + д Б (Зиг.З), На выходе суммирующего усилителя 37 появляетсясигнал .Б = Бз + й 1 (Фиг,4),проходное сеченйе дроссельной щелиувеличивается до величины Е Нз- Н дР + 1 Нз (Лиг.5), и виброгаситель 2 работает уже при данной настройке. Указанный процесс настройкипродолжается до тех пор, пока небудет найдена та оптимальная величина проходного сечения дроссельнойщели пропорционального распределителя 13, при которой виброгаситель 2обеспечит достаточно эЬ)ективноегашение колебаний скорости гидродвигателя 1 и сигнал датчика 33 станетменьше сигнала задатчика 35. В этомслучае последующая подача дискретных уставок напряжения на суммирующий усилитель 37 с блока 36 прекращается, а виброгаситель 2 работаетпри настроенных указанным образомпараметрах,Если оптимальное соотношение параметров гидроеистемы и виброгасиуеля2 опять исчезнет, процесс настройкипроходного сечения дроссельной щелипропорционального распределителя 13начнется с последнего настроенногоположения и будет продолжаться дотех пор, пока необходимые параметрывиброгасителя 2 не будут найдены инастроены.Таким образом, гидросистема савтоматическим поиском и настройкойоптимальных параметров виброгасителя,обеспечивая безвибрационную работугидроФицированного металлорежущего станка во всем рабочем диапазоне изменения условий эксплуатации последнего, позволяет значительно повысить качество обработки, производительность и надежность оборудования, Формула изобретенияГидросистема металлорежущего станка с виброгасителем, содержащая гидродвигатель привода рабочего органа с полостями подачи и возврата, связанными гидролиниями через реверсивный распределитель с источником давления и сливом, регулируемое дросселирующее устройство, гидропневмоаккумулятор и электроуправляемый распределитель, причем виброгаситель выполнен в виде упомянутого гидропнев- моаккумулятора, гидравлическая полость которого подключена к полостил возврата гидродвигателя через упомянутое дросселирующее устройство,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью улучшения динамическихсвойств системы путем расширениячастотного диапазона работы виброгасителя, электроуправляемый распределитель выполнен пропорциональным иустановлен в качестве дросселирующего устройства и снабжен системой регулирования частотного диапазона,включающей последовательно соединенные датчик колебания скорости гидродвигателя, сравнивающее устройствос задатчиком ограничения уровня колебания скорости гидродвигателя, блокдискретных уставок напряжения и суммирующий усилитель с задатчиком постоянного уровня сигнала, причем выход суммирующего усилителя подключенк элементам управления пропорционального распределителя,