Объемные гидроприводы деревообрабатывающих станков
В деревообрабатывающих станках объемные гидроприводы по большей части помогают для зажимов механизмов и привода подачи. Но имеются станки (к примеру, шпонострогальные), где от гидроприводов осуществляется кроме этого и основное перемещение. Они информируют поступательное и вращательное перемещение органам станка.
Гидропривод позволяет в громадных пределах изменять скорость перемещения органов станка, отличается быстротой действия, снабжает плавность перемещения. Относительно небольшой по размерам гидродвигатель формирует большие упрочнения, и допускает нередкое реверсирование перемещений органов станка и снабжает возможность дистанционного и автоматического управления.
Прямолинейное и вращательное перемещение органов станка совершается конкретно от гидродвигателя либо через несложные преобразующие механизмы (рейка-шестерня, кривошипно-шатунный механизм). Органы станка, приводимые в перемещение гидродвигателями, не испытывают перегрузки, что увеличивает срок их эксплуатации.
К недочётам гидроприводов относятся: относительно низкий коэффициент нужного действия из-за трения рабочей жидкости и утраты ее через предохранительные устройства, нестабильность и огнеопасность работы при резких трансформациях температуры рабочей жидкости.
Несложный гидропривод включает гидродвигатель и насос. В гидроприводы станков вводят дополнительные устройства: регулирующие давление рабочей жидкости; снабжающие требуемую скорость перемещения рабочих органов станка; изменяющие направление перемещения гидродвигателей. В гидросистеме кроме этого устанавливают емкости для рабочей жидкости и кондиционеры для ее очистки от загрязняющих примесей.
На рис. 1 продемонстрирована принципиальная схема гидропривода механизма подачи станка для выборки в заготовке продолговатых гнезд. В гидропривод включены два гидродвигателя; один из них — гидроцилиндр — информирует возвратно-поступательное перемещение заготовке, от другого гидродвигателя 9 вращательного перемещения осуществляется качание шпинделя.
Скорости перемещения подачи заготовок (рабочего хода) и качания шпинделя возможно регулировать. Насос, приводимый во вращение от электродвигателя, подает рабочую жидкость из гидробака в напорную гидролинию, соединяющую насос следующей аппаратурой: предохранительным клапаном, предотвращающим происхождение давления в совокупности выше установленного; распределительным золотником, управляющим работой совокупности; машинально действующим редукционным клапаном, настроенным на давление рабочей жидкости, при котором она обязана поступать в гидродвигатель это давление должно быть меньше, чем давление рабочей жидкости, поступающей в гидроцилиндр. Давление определяют по манометру.
При включении в сеть электромагнита 2ЭМ поршенек золотника перемещается влево, наряду с этим правая полость гидроцилиндра через полости золотника соединяется с напорной гидролинией, левая через дроссель — со сливной. Жидкость давит на правую торцовую плоскость поршня гидроцилиндра, перемещая поршень влево. Скорость перемещения поршня регулируется дросселем, настроенным на пропуск в единицу времени строго определенного количества рабочей жидкости.
В случае если к гидросети подключают электромагнит 1ЭМ, то поршенек золотника перемещается вправо, наряду с этим левая полость гидроцилиндра через полости золотника и обратный клапан соединяется с напорной гидролинией, а правая полость через золотник — со сливной. Рабочая жидкость, поступая в гидроцилиндр, давит на левую торцовую плоскость поршня, перемещая его вправо, и из правой полости цилиндра через золотник перетекает в гидробак.
Рис. 1. Схема объемного гидропривода механизма подачи: 1 — насос, 2 — предохранительный клапан, 3 — манометр, 4 — золотниковый гидроаппарат, 5, 10 — дроссели, 6 — обратный клапан, 7 — гидроцилиндр, 8 — редукционный клапан, 9 — гидродвигатель; 1ЭМ и 2ЭМ — электромагниты
Гидродвигатель по конструкции и принципу работы не отличается от пластинчатых насосов. Он трудится в один момент с гидроцилиндром при постоянном поступлении рабочей жидкости из напорной линии и стекании отработавшей рабочей жидкости в гидробак. Скорость вращения ротора двигателя регулируется дросселем.
В деревообрабатывающих станках по большей части используют гидродвигатели двустороннего действия. Как исключение применяют и гидродвигатели, осуществляющие вращательное перемещение. Устройство их подобно устройству пластинчатых насосов.
Они смогут трудиться и как двигатели, и как насосы.
Гидродвигатель двустороннего действия (рис. 2) складывается из цилиндра, закрытого с торцов крышками, в одной из них (либо в обеих) имеются отверстия для штока. На штоке крепится поршень.
В месте прохода штока через крышку предусмотрено сальниковое уплотнение, мешающее вытеканию рабочей жидкости из полости цилиндра.
Для движения поршня со штоком полости цилиндра через каналы в крышках соединены трубопроводами с золотниками либо крановыми распределителями. При соединении правой полости цилиндра с напорной гидролинией, а левой полости со сливной поршень и вместе с ним шток движутся влево. В случае если с напорной гидролинией будет соединена левая полость, то поршень будет перемещаться вправо.
Чаще вторых используются шестеренные и шиберные насосы. Шестеренный насос (рис. 3. а) складывается из корпуса и двух шестерен. При вращении шестерен полости между зубьями заполняются рабочей жидкостью, которая из полости I непрерывно поступает в полость II. В местах зацепления шестерен рабочая жидость из впадин одной из них вытесняется зубьями второй.
Исходя из этого в полости II создается давление, под которым рабочая жидкость поступает в напорную гидролинию. Шестеренные насосы создают давление 30—40 кгс/см2 и более.
Рис. 2. Схема гидродвигателя возвратно-поступательного перемещения: 1,5 — крышки, 2 — цилиндр (корпус), 3 — шток, 4 — поршень, 6 — уплотнение
Шиберный насос (рис. 3, б) складывается из цилиндрического корпуса I, эксцентрично расположенного к нему ротора и установленных в пазах ротора пластин, скользящих в радиальном направлении. При вращении ротора под действием центробежной силы (а время от времени и дополнительно установленных пружин) пластины выдвигаются из пазов (либо вдвигаются в них), стремясь занять положение, при котором они касаются внутренней образующей корпуса.
При перемещении пластин из положения I в положение II пространство между двумя соседними пластинами неспешно возрастает, что приводит к появлению между ними территории разрежения, благодаря чего рабочая жидкость, находящаяся в гидробаке под атмосферным давлением, по трубопроводу всасывается в левую полость насоса, заполняя пространство между пластинами. При предстоящем повороте ротора пространство между пластинами значительно уменьшается и избыток рабочей жидкости по трубопроводу подается в напорную гидролинию.
Шиберные насосы создают давление до 100 кгс/см2. Их время от времени применяют как гидродвигатели.
Предохранительный гидроклапан (рис. 4, а) разрешает избежать перегрузки насоса и напорной гидролинии и поддерживать в ней давление в установленных пределах. Полость I клапана соединена с напорной гидролинией, полость II — со сливной.
В случае если давление в напорной линии находится в установленных пределах, рабочая жидкость, поступая из полости I в полость III и из нее через центральное отверстие в поршне в полость IV, удерживает поршень в нижнем положении, при котором полости I и II разъединены. При давлении выше установленного рабочая жидкость поднимает над гнездом подпружинный шарик, В следствии полость IV соединяется со сливной гидролинией, давление в ней падает и поршень под давлением рабочей жидкости, поступающей в полость III, поднимается вверх.
Количество рабочей жидкости в полости IV пара пополняется через отверстие в поршне, в которое засунута пробка с калиброванным отверстием. Это мешает резкому перемещению поршня из нижнего положения в верхнее.
Рис. 3. Насосы: а — шестеренный, б —шиберный; 1 — корпус, 2 — шестерни, 3 — ротор. 4— пластины; I. II — полости
При частичном либо полном подъеме поршня полость I соединяется с полостью II через особую выточку в поршне, избыток рабочей жидкости сливается и давление в гидросети падает.
По мере понижения давления в напорной гидролинии шарик опускается, уменьшая сечение щели, информирующей полость IV со сливной гидролинией. Наряду с этим давление в полости IV возрастает за счет притока рабочей жидкости через центральное отверстие в поршне и он опускается вниз, уменьшая сечение канала, связывающего полость I с полостью II.
Устанавливают клапан на определенное давление винтом, при повороте которого сжатие либо ослабление пружины 6 изменяет упрочнение, мешающее подъему шарика клапана, а следовательно, и величину большого давления в напорной гидролинии,
Кое-какие совокупности гидравлического привода снабжены вторыми предохранительными устройствами, к примеру, контактными манометрами, отключающими гидропривод насоса.
Обратные гидроклапаны (рис. 4, б) предназначены для пропуска жидкости лишь в одном направлении.
В направлении, указанном на рисунке стрелкой, рабочая жидкость проходит, преодолевая не сильный давление пружины, действующей на шарик 5. В обратном направлении рабочая жидкость пройти неимеетвозможности, поскольку чем больше давление рабочей жидкости, действующей на шарик сверху, тем плотнее он прижимается к собственному гнезду.
Рис. 4. Клапаны: а — предохранительный, 6 — обратный; 1 — корпус, 2 — пробка с калиброванным отверстием, 3 — поршень, 4. 6, 11 — пружины, 6 — шарик клапана, 7 — контргайка, 8 — винт, 9 — колпачок, 10 — крышка; I — IV — полости
Золотниковые и крановые гидроаппараты помогают для включения гидродвигателей и трансформации направления перемещения их силовых элементов.
Время от времени в одну и ту же гидросеть включают пара гидродвигателей, каковые трудятся под разными давлениями. В этом случае в напорную гидролинию вводят редукционный клапан, благодаря которому давление рабочей жидкости, подаваемое в гидродвигатель, понижается до заданного.
Редукционный гидроклапан (рис. 5) по принципу и конструкции действия слабо отличается от предохранительного. Полость клапана соединена с участком гидролинии пониженного давления, а полость II с гидролинией главного давления в гидросети. В то время, когда в полости I давление превышает заданное, рабочая жидкость, попадая через полость III в полость V, воздействует на шарик клапана и, преодолевая сопротивление пружины, открывает его; рабочая жидкость
из полости V поступает в полость IV, откуда сливается в гидробак; давление в полости V падает, поршень поднимается, перекрывая сообщение между полостями I и II, при понижении давления в полости I шарик опускается в гнездо, давление в полости V увеличивается и поршень, опускаясь, опять информирует полости I и II.
В ходе обычной работы поршни как предохранительного, так и редукционного клапанов не занимают крайних положений, а пребывав как бы в подвижном равновесии, информируют одну с другой полости I и II, поддерживая обычную работу совокупности. Пробка с калиброванным отверстием снабжает плавность работы клапанов.
Золотниковые гидроаппараты бывают с ручным, гидравлическим, электрическим и электрогидравлическим управлением. Используют кроме этого и малогабаритные крановые гидроаппараты и четырехходовые золотниковые гидроаппараты-пилоты.
Золотниковый гидроаппарат с ручным управлением (рис. 6, а) складывается из корпуса, в цилиндрической полости которого находится поршень с кольцевыми выточками. Поршень одним финишем шарнирно крепится к рукоятке управления, на втором финише имеются канавки для фиксации поршня шариком.
К золотниковому гидроаппарату подходят пять трубопроводов: один соединяет внутреннюю полость золотника с напорной гидролинией, два — со сливной и два — с полостями гидродвигателя (время от времени сливные каналы соединяются в золотника и сообщаются со сливной гидролинией через одну трубу). В положении, продемонстрированном на рис.
57, а, рабочая жидкость из магистрали через кольцевую выточку поршня золотника подается в гидродвигатель по левой верхней трубе, соединяя одну из полостей гидроцилиндра с напорной гидролинией. Под давлением рабочей жидкости поршень гидроцилиндра движется, приводя к перемещению соответствующих органов станка. В один момент из второй полости рабочая жидкость поступает по правой трубе через золотник в сливную гидролинию.
В случае если рукояткой переместить поршень золотникового гидроаппарата влево, то верхняя левая труба, соединяющая золотниковый гидроаппарат гидродвигателя с цилиндром, будет сообщаться со сливной гидролинией, а правая — с напорной, и гидродвигатель начнёт перемещать элементы станка в обратном направлении. В определенном (нейтральном) положении поршень золотника перекрывает подводящие и сливные трубы и гидродвигатель останавливается.
Рис. 5. Редукционный клапан: 1 — корпус, ? — пробка с калиброванным отверстием, 3 — поршень, 4. 6 — пружины, 5 — шарик, 7 — контргайки, 8 — установочный винт, 9 — колпачок, 10 — крышка; I—V — полости
В золотниковых гидроаппаратах с гидравлическим управлением (рис. 6, б) поршень перемещается рабочей жидкостью. В случае если одну из торцовых полостей золотника соединить с напорной гидролинией, а другую — со сливной, то поршень будет двигаться в противоположную сторону, переведя направление перемещения гндродвигателя.
Рис. 6. Схемы золотниковых гидроаппаратов: а —с ручным управлением, б — с гидравлическим управлением, в — с электромагнитным управлением; 1 — корпус, 2 — рукоятка управления, 3 — поршень, 4 — фиксатор, 5 — электромагнит
В золотниковых гидроаппаратах с элекромагнитным управлением (рис.. 57, в) поршни перемещаются электромагнитами.
В золотниковых гидроаппаратах с электрогидравлическим управлением (рис. 7, а) электромагниты перемещают не главный золотник, а малогабаритные золотники, каковые присоединяют соответствующие полости главного золотникового аппарата то к напорной, то к сливной гидролиниям, чем достигается перемещение его поршня в одном либо втором направлении. Золотниковые гидроаппараты с электрогидравлическим управлением сложнее’по конструкции, но они разрешают при довольно маленьких электромагнитах осуществлять управление золотниками, вычисленными на громадный расход рабочей жидкости.
Малогабаритные золотниковые аппараты-пилоты (рис. 7, б) помогают для управления распределительными устройствами с гидравлическим перемещением поршня, и маленькими гидродвигате-лями. Принцип работы их такой же, как и у обрисованных выше золотников.
Крановые гидроаппараты (рис. 7, в) используют для ручного управления гидродвигателями либо золотниковыми аппаратами. Поворотом пробки крана возможно соединять соответствующие полости цилиндров либо торцовые полости золотниковых гидроаппаратов то с напорной, то со сливной гидролинией, приводя к перемещению поршня гидродвигателя в соответствующем направлении.
Рис. 7. Схемы золотниковых гидроаппаратов с электрогидравлическим управлением: а — главного, б — малогабаритного (пилота), в —кранового; 1.3 — поршни, 2.5 — корпусы, 4 — электромагнит, 5 — пробка
В некоторых конструкциях станков (к примеру, цепнодолбежных) крайне важно не допустить самопроизвольного перемещения вниз рабочих органов. Для данной цели в совокупность гидропривода между гидродвигателем и золотником вводят напорный золотниковый аппарат (рис. 8).
В то время, когда рабочая жидкость движется из полости II в полость I (при холостом ходе органов станка), она преодолевает лишь не сильный давление шарика обратного клапана. При обратном направлении перемещения рабочей жидкости (рабочий движение) клапан закрывается, рабочая жидкость давит на поршенек и, преодолевая сопротивление пружины, перемещает его в нижнее положение и поступает из полости в полость II.
Поршенек занимает нижнее положение лишь в том случае, если давление в полости I достигает установленной величины. Это давление существенно выше давления, под которым находится рабочая жидкость в нижней полости цилиндра, где давление создается весом всех частей станка, соединенных со штоком. Исходя из этого возможность самопроизвольного опускания штока исключается.
Рис. 8. Напорный золотниковый гидроаппарат:
Рис. 60. Гидродроссель: 1 — подводящая полость, 2 — рукоятка, 3 — контргайка, 4 — корпус, 5 — щелевое отверстие, 6 — отводной канал.
При рабочем ходе в верхнюю полость цилиндра гидропривода рабочая жидкость подается под давлением, которое через поршень сообщается и рабочей жидкости, находящейся в нижней полости цилиндра. Величина этого давления достаточна для движения поршенька золотникового гидроаппарата в нижнее положение, при котором рабочая жидкость сливается через золотниковый гидроаппарат.
Гидродроссели (рис. 9) предназначены для трансформации скорости перемещения подвижных элементов гидродвигателей. Их устанавливают на сливной гидролинии гидродвигателя либо между цилиндром и золотниковым гидроаппаратом.
Дроссельный гидроаппарат складывается из корпуса, в цилиндрической полости которого установлена пробка со щелевым отверстием, перекрывающая канал дросселя. К каналу присоединены трубопроводы. При повороте рукоятки щелевое отверстие пробки занимает определенное положение довольно центрального канала, изменяя площадь живого сечения трубопровода рабочей жидкости.
Приуменьшении живого сечения трубопровода значительно уменьшается и количество рабочей жидкости, проходящей через дроссель, благодаря чего скорость перемещения гидродвигателя понижается, и напротив.
