6. Моделирование работы гидропривода протяжного станка

6.1. Особенности гидропривода протяжных станков

В горизонтальных и вертикальных протяжных станках общего назначения гидравлический привод является основным типом приво­да, причем сравнительно высокой мощности. Он используется для реализации главного движения и ускоренного подвода и отвода про­тяжки, в приводах механизмов зажима и уборки стружки. Например, гамма горизонтальных станков для внутреннего протягивания состоит из нескольких типоразмеров с номинальным тяговым усилием 100…1000 кН и мощностью привода 10…50 кВт. Станок 7534 из этой гаммы имеет номинальное тяговое усилив 250 кН, скорость рабочего хода при протягивании бесступенчато регулируется в диапазоне 1...11 м/мин, скорость обратного хода до 20 м/мин, мощ­ность привода 41 кВт.

Протягивание сопровождается резкими изменениями нагрузки на привод, связанными с входом и выходом зубьев протяжки, поэтому именно с помощью гидравлического привода создают большие тяговые усилия и демпфируют колебания инструмента, вызванные большими переменными нагрузками при резании. При большой мощности привода обеспечивается высокий КПД его работы.

Основными элементами гидропривода горизонтального станка для внутреннего протягивания (рис.6.1) являются гидроцилиндр перемещения рабочих салазок (ЦР), распределители Р1 и Р2 с электрогидравлическим управлением , предохранительные клапаны рабочего и обратного хода (КПР и КПО), регулируемый реверсивный аксиально-поршневой насос НА, сдвоенный (двухпоточный) пластинчатый насос с секциями НП1 и НП2 , гидроцилиндр перемещения вспомогательной каретки (ЦВ). Гидросхема показана в исходном положении, когда протяжка 15 закреплена в патроне 14 вспомогательной каретки, заготовка 16 - на столе 17, а шток рабочего цилиндра ЦР с патроном 18 для захвата протяжки находится в переднем положении.

Регулируемый аксиально-поршневой насос НА установлен в положении нулевой подачи и работает на холостом ходу, при этом его выходной и входной каналы соединены между собой через гидролинию 5, распределитель Р1 и линию 3.

Секция НП2 пластинчатого насоса поддерживает давление 1...1,5 МПа в линиях 8 и 9 питания схем управления Р1 и НА. Это давление ограничивается настройкой клапана КПУ. Секция НП1 подает масло по линии 10 через фильтры грубой Ф1 и тонкой Ф2 очистки, линию 11 и распределитель Р2 ( в среднем положении) на слив.

Итак, в исходном положении насос НА и секция НП1 разгружены, а секция НП2 поддерживает требуемое давление управления. Рабочий цикл начинается с включения электромагнита ЭМ 5, при этом распре­делитель Р2 смещается влево, масло под давлением подводится в поршневую полость ЦВ через линии 11, 13 и одновременно через линию 12 - в штоковую полость этого цилиндра. Гидроцилиндр ЦВ оказывается подключенным по дифференциальной схеме, поэтому его шток движется вправо и перемещает вспомогательную каретку с патроном 14 и протяжкой 15. Протяжка входит в предварительно обработанное отверстие заготовки 16 и передний хвостовик протяжки захватывается патроном 18. Одновременно с этим включаются электромагниты ЭМ7 распределителя Р1 иЭМ1 механизма управле­ния насоса НА. Распределитель Р1 переключается в левое положение, линия 3 соединяется с линией 6, а линия 7 - с линией 5.

Насос НА устанавливается в положение , при котором масло под давлением нагнетается в линию 2 и далее через Р1 и линию 6 - в переднюю штоковую полость рабочего цилиндра ЦР. Поршень и шток цилиндра ЦР, патрон 18 и протяжка 15 перемещаются вправо, происходит обработка заготовки основными режущими зубьями протяжки. При этом хвостовик протяжки выходит из патрона 14. Перед входом в работу калибрующих зубьев протяжки отключается ЭМ1 и включается ЭМ2.

Направление подачи насоса НА при этом не меняется, а величина подачи уменьшается. Соответственно уменьшается скорость, и протяжка заканчивает обработку на замедленной скорости для полу­чения требуемого качества обработки. Во время рабочего хода масло из поршневой полости ЦР через линию 7, распределитель Р1 и линию 5 частично поступает в насос НА, а остальной расход через линию 4, распределитель всасывания РВ, линию 1 и клапан КПД сливается в бак.

Регулировкой клапана КПД создается противодавление в поршневой полости ЦР для демпфирования колебаний от переменных нагрузок при резании. В конце рабочего хода электромагниты ЭМ2 и ЭМ7 выключаются, распределитель Р1 переключается в среднее положение, при этом насос НА работает в положении нулевой подачи.

Когда обработанную деталь снимают со станка, дается команда на включение электромагнитов ЭМ4 и ЭМ8. Распределитель Р2 переключается в правое положение, а насос начинает подавать масло в противоположном направлении, т.е. масло под давлением нагне­тается в линию 5 и через распределитель Р1 подводится одновре­менно к линиям 6, 7 и, соответственно, в штоковую и поршневую полости цилиндра ЦР. Цилиндр оказывается подключенным по дифференциальной схеме, шток с патроном и протяжкой перемещается влево. Происходит обратный ход протяжки со скоростью до 20 м/мин. При этом насос частично всасывает масло из бака через клапан ВК.

Перед входом хвостовика протяжки в патрон 14 отключается электромагнитЭМ4 и включается ЭМЗ. Насос НА переключается на уменьшенную подачу и скорость движения протяжки замедляется, а ее хвостовик входит в патрон 14. Во время обратного хода насос НА всасывает масло из бака Б через всасывающий клапан ВК, линию 1, распределитель всасывания РВ, линии 3 и 2. Распредели­тель РВ имеет гидравлическое управление и переключается автоматически давлением в линиях 4 и 3 в зависимости от направления подачи насоса. В конце обратного хода отключаются электромагниты ЭМ8 и ЭМЗ.

Распределитель Р1 устанавливается пружинами в среднее по­ложение, механизм управления насоса НА переключает его в поло­жение нулевой подачи. Кроме того, рабочие линии насосе 2, 3 и 5 соединяются между собой через Р1. Насос НА разгружен, рабочие линии цилиндра ЦР перекрыты распределителем Р1, что соответствует остановке штока цилиндра ЦР. Протяжка захватывается патроном 14 и освобождается от захвата в патроне 18. ЭлектромагнитЭМ5 отключается и включается ЭМ6.

Распределитель Р2 переключается вправо, линия 13 соединяется со сливом, поршень цилиндра ЦВ перемещает вспомогательную каретку влево, протяжка отводится в исходное положение. При этом электромагнит ЭМ6 отключается, распределитель Р2 устанавливается пружинами в среднее положение и насос НП1 разгружается, при этом линия 12 соединяется со сливом. Клапан КПР ограничивает давление во время протягивания (8…9 МПа), а клапан КПО – во время обратного хода и клапан КПВ - в схеме привода вспомогательной каретки.

Основными особенностями гидросхем протяжных станков являются :

регулирование скорости рабочего и обратного хода протяжки проводится объемным способом за счет изменения подачи регулируемого реверсивного насоса;

демпфирование колебаний скорости движения протяжки при резких изменениях нагрузки от входа и выхода зубьев протяжки осуществляется дросселированием только части потока, вытесняемого из рабочего цилиндра, что вместе с объемным регулированием скорости позволяет получить привод с достаточно высоким КПД при мощностях до 50 кВт.