загрузка...
 
3.4 Гідроприводи подачі силових головок  пінольного типу
Повернутись до змісту

3.4 Гідроприводи подачі силових головок  пінольного типу

У заготовках, що підлягають обробці на агрегатних верстатах середніх і великих розмірів, а також на автоматичних лініях, скомпонованих із цих верстатів, часто зустрічаються різні платики, отвори малого діаметра й т.п., для обробки яких необхідно мати силу подачі в межах 200 - 400 кгс. Там, де це можливо, такі операції групуються й виготовляються відповідними різальними інструментами, які установлюються в шпиндельних коробках описаних вище силових вузлів. Для виконання операцій обробки окремих невеликих отворів, розташованих під різними кутами, часто застосовують малі силові головки з механічним (кулачковим) приводом подачі. Однак деякі з операцій (наприклад, центрування отворів, свердлення отворів малого діаметра й великої глибини, точне розточування отворів та ін.) найбільш раціонально виконувати одношпиндельними малогабаритними силовими головками пінольного типу з гідравлічним приводом подачі.

 

Рисунок 3.4.1 - Гідрокінематична схема гідропанелі подачі свердлильної головки фрезерно-центрувального верстата.

У ряді випадків доцільно застосовувати гідравлічний привід подачі малих силових головок та інших силових вузлів з невеликими силами подачі, оскільки на верстаті або лінії вже є гідропривід для затиску, транспортування або інших операцій, які можна використовувати й для подачі.

На рис. 3.4.1 наведена гідрокінематична схема гідропанелі подачі свердлильної головки агрегатованого фрезерно-центрувального верстата. Гідропривід головки працює в такий спосіб. При швидкому підведенні при включенні електромагніта 13 золотник керування 1 переміщається в ліве (за схемою) положення. Масло від насоса через порожнину 5 циліндра подачі 4, золотник робочої подачі 7 і золотник керування 1 надходить у порожнину над верхнім торцем реверсивного золотника 11 і переміщає його в нижнє (за схемою) положення. При цьому відкривається прохід масла через проточки реверсивного  золотника  11  у  порожнину  3  циліндра подачі 4.

Піноль головки швидко переміщається уперед (уліво за схемою), оскільки при однаковому тиску у порожнинах циліндра 4 сила з боку порожнини 3 більша внаслідок різниці в діаметрах штоків. Головка перемикається на робочу подачу при натисканні кулачка 8 на золотник робочої подачі 7, що переміщається в нижнє (за схемою) положення. При цьому масло від насоса через порожнину 5 циліндра подачі 4, золотник робочої подачі 7, сітчастий фільтр 5, редукційний клапан 6, дросель робочої подачі 10 і реверсивний золотник 11 (який під дією тиску масла втримується в нижньому положенні) надходить у порожнину 3 циліндра подачі 4. Піноль головки переміщається вперед зі швидкістю робочої подачі, обумовленою настроюванням дроселя 10.

Команда на швидкий відвід пінолі дається вимиканням електромагніта 13. При цьому золотник керування 1 під дією пружини 2 переміщається вправо (за схемою), з’єднуючи порожнину над верхнім торцем реверсивного золотника 11 з баком, унаслідок чого золотник 11 під дією пружини 12 переміщається у верхнє (за схемою) положення. Масло від насоса надходить у порожнину 5 циліндра подачі 4, здійснюючи швидкий відвід пінолі; з порожнини 3 масло зливається в бак через проточки реверсивного золотника 11.

 

Рисунок 3.4.2 - Схеми привода подачі пінольної розточувальної головки:

а - гідроконструктивна схема; б - принципова схема

Схема привода подачі розточувальної головки пінольного типу з точною зупинкою за гідравлічним слідкуючим упором показана на рис. 3.4.2. Головки цього типу застосовуються в тих випадках, коли за умовами обробки корпусних деталей потрібно витримати точний розмір по глибині розточування від поверхні заготовки, а упор головки об цю поверхню можна робити із силою, що не перевищує 10 кгс, тобто меншою, ніж осьова складова  сили  різання.   Працює  гідропривід  головки  в  такий спосіб. У вихідному положенні електромагніт 7 пінолі знеструмлений. Золотник керування 8 під дією пружини перебуває у верхньому вихідному положенні, з’єднуючи ліву (за схемою) торцеву порожнину слідкуючого золотника 5 з магістральною лінією нагнітання через нерегульований дросель 4, слідкуючий золотник 5 перебуває в правому крайньому положенні, стискаючи пружину 16.

Задня порожнина 1 циліндра 2 постійно з’єднана з насосом, передня порожнина 3 проточками слідкуючого золотника 5 з’єднана з баком через зворотний 9 і підпірний 15 клапани. Циліндр головки перебуває у вихідному (задньому) положенні. При виключеному насосі гідростанції слідкуючий золотник перебуває у лівому (за схемою) положенні, а обидві порожнини циліндра з’єднані з насосом. Рух головки вперед зі швидкістю першої робочої подачі починається після включення електромагніта 7 панелі. При цьому золотник керування 8 переміщається вниз, з’єднуючи ліву торцеву порожнину слідкуючого золотника 5 з баком. Під дією пружини 16 слідкуючий золотник переміщається в ліве (за схемою) положення. Масло від насоса через відповідні проточки слідкуючого золотника 5, редукційний клапан 10, золотник 12 керування подачею й дросель 14 першої робочої подачі надходить у передню порожнину 3 циліндра головки. Не доходячи 6 мм до заданої глибини розточення, слідкуючий золотник упирається в поверхню оброблюваної заготовки. При подальшому переміщенні циліндра 2 головки слідкуючий золотник 5 зміщається вправо в межах 3 ± 0,4 мм, і масло по його проточках надходить під нижній (за схемою) торець золотника 12 керування подачею, переміщаючи його нагору. При цьому положенні золотника 12 масло надходить у передню порожнину 3 циліндра головки через редукційний клапан 10 і дросель 13 другої робочої подачі. Одночасно золотник 12 включає мікроперемикач 11, що дає команду на включення реле часу. Головка продовжує рухатися вперед, притискаючи золотник 5 до поверхні заготовки пружиною 16 до того часу, поки кільце 6, що виконане з високим ступенем точності, не перекриє проточки слідкуючого золотника. При цьому надходження масла до редукційного клапана припиниться, і головка зупиниться. По закінченні обробки команда на відвід головки подається за допомогою реле часу, яке знеструмлює електромагніт 7. При вимиканні електромагніта 7 золотник керування 8 під дією пружини переміщається у верхнє вихідне положення, з’єднуючи ліву торцеву порожнину слідкуючого золотника 5 з магістральною лінією нагнітання. Слідкуючий золотник, переборюючи силу пружини 16, переміщається в праве (за схемою) положення. Передня порожнина 3 циліндра 2 проточками золотника 5 з’єднується з баком. Головка швидко відводиться назад у вихідне положення.

 

Рисунок 3.4.3 -  Малогаба-ритний агрегатний верстат

Харківським заводом агрегатних верстатів освоєно виробництво малогабаритних агрегатних верстатів, призначе-них для обробки різних деталей приладобудування. Малогабаритні агрегатні верстати компонуються з уніфікованих вузлів: пінольних силових головок 1 (рис. 3.4.3), поворотних ділильних столів 2, гідропанелей 3 та інших вузлів, розроблених в ЕНДМВ. Широке використання гідроприводу в цих верстатах викликано необхідністю забезпечення плавного переміщення пінолей головок і швидкого перекомпонування верстатів і переналагодження режимів обробки при зміні конструкції оброблюваних деталей.

Таблиця 3.4.1 -  Основні характеристики малогабаритних силових головок

Параметри

Модель головки

ГСМ-01

ГСМ-03

 Умовний діаметр свердління по сталі, мм

Потужність електродвигуна привода головного руху, кВт

 Сила подачі, кгс

 Швидкість швидких ходів, м/хв

 Хід пінолі, мм:

  нормальний

  збільшений

3

 

0,12– 0,18

100

5 - 5,5

 

30

50

6

 

0,4 – 0,6     200

5 - 5,5

 

60

100

 

Рисунок 3.4.4 - Конструктивний розріз малогабаритної пінольної силової головки ГСМ-01

Основними силовими вузлами   малогабаритних агрегатних верстатів є пінольні силові головки моделей ГСМ-01 (рис. 3.4.4) і ГСМ-03 з гідравлічним   керуванням. Технічні характеристики головок моделей ГСМ-01 і ГСМ-03 наведені в табл. 3.4.1.

Головка складається з корпусу 1 (рис. 3.4.4), в якому переміщається   піноль  2  з вбудованим у неї шпинделем 3.

Піноль 2 являє собою гідравлічний циліндр, порожнини якого розділені поршнем 4. Масло від гідропанелей 3 (див. рис. 3.4.3) надходить до силових головок 1 по гнучких шлангах. Керування підведенням і відведенням пінолі головки здійснюється електромагнітним розподільним золотником, установленим на гідробаку (загальному для всього верстата або окремого для кожної головки). Команда на робочу подачу подається мультиплікатором, вбудованим у гідропанель 3. Місце зупинки пінолі на твердому упорі регулюється гайкою.

 

Рисунок 3.4.5 - Схеми дросельного регулювання і стабілізації робочої подачі:

а - дросель  на вході, редукційний клапан на виході; б - дросель на виході, редукційний клапан на вході;  в - дросель  на  виході, дозувальний  клапан  на  вході; 1 - 6 - порожнини

Особливостями гідравлічного приводу подачі головок є: застосування мультиплікатора витрат (див. рис. 2.3.1 в) для забезпечення можливості здійснення швидких ходів і робочих подач від одного одинарного насоса, продуктивність якого обрана з умови забезпечення найбільшої робочої подачі; застосування системи стабілізації робочої подачі (див. схему рис. 3.4.5), що забезпечує незалежність швидкості робочої подачі від зовнішнього навантаження, що може змінюватися в межах від 0 до 200 кгс, і застосування мультиплікатора малих подач (див. рис. 3.4.6) для забезпечення мінімальної робочої подачі до 10 мм/хв при малій робочій площі циліндра подачі й пропускної здатності дроселя 80 см3/хв.

Гідропанелі ГСМ-01-41 і ГСМ-03-41 для керування роботою головок відповідно ГСМ-01 і ГСМ-03 мають кожна три виконання: перше виконання - для забезпечення роботи головки за циклом: швидке підведення, робоча подача і швидке відедення пінолі у вихідне положення; друге виконання - для забезпечення роботи головки за таким самим циклом, але зі зрушеним діапазоном робочих подач убік зменшення мінімальної робочої подачі і третє виконання - для забезпечення роботи головки з періодичними виводами інструменту з оброблюваного отвору, наприклад, при глибокому свердлінні.

Таблиця 3.4.2 - Основні характеристики гідропанелей подачі малогабаритних силових головок

Параметри

Тип гідропанелі

ГСМ-01-41

ГСМ-03-41

Найбільші витрати масла, л/хв:

     при робочій подачі

     при швидких ходах

Тиск масла, кгс/см2:

     номінальний

     найбільший

Зміна величини робочої подачі при найбільшому навантаженні (не більше), % Нестабільність переключення зі швидкого ходу на робочу подачу, мм

Діапазон робочих подач, мм/хв:

     для гідропанелей першого й третього виконань

     для гідропанелей другого виконання

 

3,5

5,6

 

25

32

 

3

 

0,5

 

100 – 2500

 

25 – 625

 

3,5

5,0

 

32

64

 

3

 

0,5

 

40 – 1200

 

10 – 300

Гідропанелі ГСМ-01-41 і ГСМ-03-41 працюють у сполученні із чотириходовим двопозиційним реверсивним золотником з електричним керуванням. Основні технічні дані гідропанелей ГСМ-01-41 і ГСМ-03-41 наведені в табл. 3.4.2.

 

Рисунок 3.4.6 - Схеми привода подачі силових вузлів із застосуванням систем стабілізації й мультиплікаторів витрати

Схеми гідропанелей подані на рис. 3.4.7. Гідропанель 8 (рис. 3.4.7 а, б - гідропанель першого виконання) складається із чавунного корпусу, в якому розміщені: золотник 5 перемикання швидких  ходів,  золотник   12  компенсації   неузгодженості,  мультиплікатор 3, дросель 10 робочої подачі з автоматичним регулятором 13, зворотний клапан 9 (рис. 3.4.7 б), а також гвинт 18 із гайкою 22. Керування панеллю здійснюється чотири- ходовим двопозиційним реверсивним золотником 7 із пропускною здатністю 8 л/хв. При включенні золотника 7 масло від насоса через дросель 6 направляється в порожнину 4 мультиплікатора 3. Поршень мультиплікатора 3 швидко переміщається вгору (за схемою), витісняючи масло з порожнини  1   через   проточки  золотників  5   і   12  у  передню порожнину    15   гідроциліндра   пінолі   свердлильної   головки.

 

Рисунок 3.4.7 - Схеми гідропанелей ГСМ-01-41 і ГСМ-03-41

Масло з порожнини 16 гідроциліндра через проточки корпусу й відкриті проточки золотника 5 вільно зливається в бак. Піноль 14 переміщається вперед зі швидкістю швидкісного підведення.

Поршень мультиплікатора 3 продовжує рух уперед до упору кронштейна 19 у гайку 22, якою обмежується величина швидкого підведення пінолі. Після того як поршень мультиплікатора своїм кронштейном 19 перемістить гвинт 18 із гайкою 22 настільки, що собачка 20 зіскочить із упору 21, золотник 5 під дією пружини 2 переміститься й перекриє шлях маслу в порожнину 15 гідроциліндра пінолі з порожнини 1 мультиплікатора, після чого поршень мультиплікатора 3 зупиниться. По закінченні швидкого підведення масло продовжує надходити в порожнину 15 гідроциліндра пінолі через порожнину 4 мультиплікатора, зворотний клапан 9, дросель 10 і далі, як при швидкісному підведенні. При цьому масло, що витісняється з порожнини 16, зливається в бак через проточки автоматичного регулятора 13. Піноль 14 рухається зі швидкістю робочої подачі, величина якої настроюється дроселем 10. При цьому в порожнині 16 регулятором 13 установлюється деякий тиск, при якому включається реле тиску 17. При досягненні піноллю 14 упору, установленого на корпусі головки, тиск у порожнині 16 різко падає, що призводить до швидкого відключення реле тиску 17, яке дає команду на швидке відведення пінолі. Команда на відвід пінолі може бути також подана шляховим кінцевим вимикачем. При подачі команди   на   швидкий   відвід  пінолі  реверсивний  золотник  7

перемикається у вихідне положення. При цьому масло під тиском спрямовується через проточки в корпусі під торець золотника 5, який повертається у вихідне положення, стискаючи пружину 2 і зводячи собачку 20. Перемістившись, золотник 5 відкриває своїми проточками шлях маслу в порожнину 16. Піноль 14 починає швидко переміщатися назад. Витісняється з порожнини 15 масло через проточки корпусу й золотників 12 і 5, потім надходить у порожнину 1 мультиплікатора 8 і переміщає його поршень униз (за схемою). З порожнини 4 масло вільно зливається в бак. При русі поршня мультиплікатора 3 назад кронштейн 19 звільняє гвинт 18, який під дією пружини повертається у вихідне положення, фіксуючи упором 21 собачку 20 у зведеному стані.

При зупинці поршня мультиплікатора 3 тиск у магістралі нагнітання підвищується до величини, обумовленої настроюванням пружини 11, і золотник 12 компенсації неузгодженості переміщається вниз (за схемою), відкриваючи вільний прохід масла з порожнини 15 у бак; піноль 14 продовжує швидко переміщатися у вихідне положення. Одночасно проточки золотника 12 з’єднують порожнину 1 мультиплікатора з магістраллю нагнітання, що забезпечує знаходження поршня мультиплікатора 3 у вихідному положенні. При подачі команди на швидке підведення пінолі 14 порожнина над золотником 12 з’єднується з баком, і пружина золотника 12 повертає його у вихідне положення. Крім того, масло з магістралі нагнітання підводить до нижнього торця золотник 12, надійно фіксуючи його в цьому положенні.

Гідропанель ГСМ-01-41 другого виконання (рис. 3.4.7 в) відрізняється від гідропанелі першого виконання наявністю додаткового мультиплікатора 23 малих подач і редукційного клапана 25 типу ПГ57-12, що дозволяє знижувати тиск масла в гідроциліндрі пінолі 14 при робочій подачі. При робочій подачі масло через дросель 10 надходить у більшу порожнину 24 мультиплікатора 23. З іншої порожнини мультиплікатора 23 масло надходить через проточки корпусу гідропанелі в передню порожнину 15 гідроциліндра пінолі 14. Піноль 14 при цьому рухається зі зменшеною швидкістю робочої подачі. При швидкому відведенні пінолі 14 потік масла зводить по черзі мультиплікатори 3 і 23. При закінченні швидкого відводу включається золотник 12 компенсації неузгодженості, що фіксує гідроциліндр пінолі 14 і мультиплікатори 3 і 23 у вихідних положеннях. Мультиплікатор 23 і редукційний клапан 25 установлюють на плиті, що кріпиться до корпусу гідропанелі.



загрузка...