книги из ГПНТБ / Крысин А.М. Слесарь механосборочных работ учебник

Глава XII

СБОРКА МЕХАНИЗМОВ ПРИВОДОВ

§ 1. ПРИВОДЫ

Приводом называют совокупность механизмов, передающих движение от двигателя к рабочим органам. Приводы могут быть индивидуальные и групповые. В современных станках и машинах используется и н д и в и д у а л ь н ы й п р и в о д , в котором источ­ ником движения является электродвигатель.

Наибольшее применение получили асинхронные электродви­ гатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором. Они имеют простую конструкцию, надежны в эксплуатации и не нуждаются в пусковом реостате. Основными характеристиками этих двигателей являются напряжение тока, номинальная мощность, крутящий мо­ мент, число оборотов, пусковые и тормозные свойства и допусти­ мая частота включений.

На станках часто устанавливается несколько электродвигате­ лей— для главного привода, привода подачи, привода зажимного устройства, для быстрых перемещений суппорта, для охлаждения, бесступенчатого регулирования подач и т. д.

В современных металлорежущих станках нашел широкое при­ менение г и д р о п р и в о д , так как благодаря гидроприводу мож­ но выполнять бесступенчатое регулирование скоростей в широких пределах и спокойное безударное реверсирование станков с прямо­ линейным возвратно-поступательным рабочим движением.

Гидравлические системы бывают с открытым или закрытым по­ током циркулирующего в них масла. При открытом потоке отрабо­ танное масло вытесняется из гидравлического цилиндра в резер­ вуар, откуда вновь засасывается насосом для последующих циклов работы. Такая конструкция проще, охлаждение масла в ней лучше.

На рис. 132 показана схема гидропривода для возвратно-посту­ пательного движения. Принцип работы такого гидропривода сле­ дующий.

Шестеренчатый насос 1 засасывает масло из резервуара 17 через фильтр 16 и нагнетает его через дроссель 3 и кольцевую вы­ точку золотника реверса 4 в рабочий цилиндр 6. В зависимости от положения золотника масло поступает в левую или правую полость цилиндра, создавая возвратно-поступательное движение поршня 5, штока 10 и связанного с ним стола 7. Золотник пере­ мещается при помощи рычага 11. На рисунке показано положение золотника, при котором масло поступает в левую полость цилинд­ ра, перемещая поршень со штоком и стол вправо. При повороте рычага И вправо золотник переместится в правое положение, и масло будет поступать в правую полость цилиндра, перемещая стол влево. Поворот рычага 11 и реверсирование движения стола осуществляется автоматически при помощи закрепленных на столе

200

кулачков 8 и 9. Изменяя расстояние между кулачками, можно из­ менить длину хода станка.

При движении поршня вправо масло из правой полости ци­ линдра (полости противодавления) вытесняется через золотник по маслопроводу 14 в резервуар. При движении поршня влево масло из левой полости цилиндра вы-

рые сорта масел под влиянием быстрых изменений давления, скорости, температуры теряют свои первоначальные качества,

становятся белыми, сильно пенятся, выделяют пары с характерным запахом. В этом случае сорт масла надо сменить на другой или по­ добрать смесь масел. Повышение температуры циркулирующего масла в гидравлических системах допускается до 50—60° С,

§ 2. НАСОСЫ

Основными механизмами в гидравлических системах современ­ ных станков являются ротационные насосы, т. е. такие, в которых всасывание происходит вследствие вращения рабочих органов на­ соса (зубчатых колес, сердечников с лопастями или поршнями). Наибольшее применение получили шестеренчатые, лопастные и поршневые насосы. Насосы могут быть регулируемые, т. е. до­ пускающие изменения производительности при постоянном числе оборотов, и нерегулируемые, т. е. не допускающие изменения про­ изводительности.

Ш е с т е р е н ч а т ы е н а с о с ы бывают низкого, среднего и высокого давления. Шестеренчатые насосы низкого давления

(до 5 am)' применяют в системах смазки и охлаждения станков. Насосы среднего давления (до 30 am) применяют в гидравличе­ ских системах шлифовальных, фрезерных и других станков. Насо­ сы высокого давления (до 70 am) применяют в гидравлических системах сверлильно-расточных, протяжных, токарных и фрезер­ ных станков.

ß

Я)

ВсасыВание

5)

Рис. 133. Типы насосов:

а —шестеренчатый насос, б —лопастной насос Г-12-1

Рассмотрим устройство шестеренчатого насоса (рис. 133, о)'. Насос состоит из чугунного корпуса 3, крышек 1 и 4, скреп­ ленных винтами. Их точное расположение фиксируется контроль­ ными штифтами. В корпусе расположены зубчатые колеса 2 и 14, закрепленные на валах 6 и 12 шпонками. Шпонка ведомого вала укреплена штифтом 5. Валы вращаются в игольчатых подшипни­ ках, которые расположены во втулках 7, помещенных в чугунных

2С2

вкладышах 8. Между корпусом и крышками проложены уплотне­ ния из бумажной кальки, пропитанной нитролаком.

Утечка жидкости по ведущему валу устраняется подтягиванием винтами 10 чугунной втулки 9, сжимающей пробковую прокладку или сальниковую набивку 13. Выступающий конец вала имеет шпонку И для соединения с приводом. Чем больше количество зубьев, тем равномернее подается жидкость.

Насосы, у которых зубчатые колеса имеют 5—10 зубьев, при­ меняют для охлаждения систем. В гидроприводах используют зуб­ чатые колеса с 10—20 зубьями.

Зубчатые колеса для насосов изготовляют из цементуемых ста­ лей с последующей термической обработкой и шлифованием про­ филя зубьев на зубошлифовальном станке.

Биение диаметра начальной окружности зубчатых колес до­ пускается до 0,04 мм, непараллельность зубьев к оси отверстия не более 0,03 мм, биение к торцу не более 0,02 мм на диаметре до 50 мм.

Основные требования при сборке шестеренчатых насосов сле­ дующие: достижение плотности в посадочных местах корпуса, соблюдение межцентрового расстояния для осей зубчатых колес, получение хорошего зацепления.

При сборке шестеренчатых насосов следует обратить особое внимание на зазор между зубчатыми колесами и вкладышами, ко­ торый должен быть задержан в пределах 0,04—0,08 мм. Соблюде­ ние равномерности и величины этого зазора — основное условие правильной сборки насоса.

Недостаток обычных шестеренчатых насосов в том, что зубча­ тые колеса в них испытывают одностороннее давление жидкости, направленное со стороны полости нагнетания в сторону всасыва­ ния, вследствие чего расточка корпуса получает односторонний износ (чем больше давление жидкости, тем быстрее износ).

Для давления до 70 am изготовляют уравновешенные шесте­ ренчатые насосы. Если при обработке зубчатых колес или корпуса насоса не выдержан допуск, в пределах которого они должны быть обработаны, следует прошлифовать торцы зубчатых колес (когда зазор меньше требуемого) или торец корпуса (когда зазор больше допускаемого).

Сборка насоса заканчивается установкой винтов и контрольных штифтов. После чего проверяют вручную вращение ведущего вала, которое должно быть легким и плавным. Если во время вращения происходит защемление вращающихся деталей, то это объясняется небрежной сборкой или перекосом осей под подшипники. В этом случае следует ослабить винты, крепящие крышки насоса, и если зубчатые колеса будут вращаться легко, вновь затянуть их без перекоса. Если при этом не будет получено хороших результатов, необходимо выполнить перештифтовку крышек. После сборки на­ сос испытывают на специальном стенде для определения произво­ дительности и объемного коэффициента полезного действия. Насос должен работать без шума и стуков.

* * К з

Рис. 134. Горизонтальный трехпоршневой насос:

общий вид, б — клапанная коробка, в — переключающий золотник

других типов станков. Эти насосы рассчитаны на давление 30— 70 кГ/см2 и выпускаются различных типов.

На рис. 133,6 показан насос Г-12-1 с постоянной производи­ тельностью, применяемый для подачи масла в гидравлические си­ стемы станков, экскаваторов, гидропрессов и других машин. Между чугунным корпусом 1 и крышкой 12 смонтировано стальное зака­ ленное кольцо (статор 13), имеющее внутри профилированную поверхность, по которой скользят двенадцать лопаток 5. Ротор по­ сажен на шлицы вала 3, свободно вращающегося в шариковых подшипниках. К торцам статора 13 и ротора 9 прижаты распре­ делительные диски 11 я 14. В дисках имеются два окна 6 для вса­ сывания и два окна 7 для нагнетания масла.

При вращении ротора 9 лопатки 5 под действием центробежной силы и давления масла, подведенного под лопатки через отвер­ стия 4, прижаты к внутренней поверхности статора 13.

Каждая лопатка перемещается в пазах ротора 9 в радиальном направлении в соответствии с профилем кривой статора 13.

За один оборот ротора 9 осуществляется два цикла всасывания и нагнетания, поэтому насос называется насосом двойного дей­ ствия.

Уплотнение между корпусом 1 и крышкой 12 достигается при помощи пробкового кольца 8. Чтобы предотвратить утечку по валу 3 насоса, во фланце 2 установлены уплотнения — манжета из маслостойкой резины и фетровые прокладки.

Между статором 13 и дисками 11 и 14 неизбежно просачивает­ ся масло. Для его отвода в крышке насоса имеется отверстие, через которое масло направляется в резервуар по трубке, соеди­ няемой со штуцером 10.

Сборка лопастных насосов очень сложная операция и должна быть выполнена по сборочному чертежу с соблюдением техниче­ ских условий.

При сборке лопастного насоса нужно иметь в виду, что боль­ шее отверстие в корпусе насоса — всасывающее, а меньшее — на­ гнетательное. После сборки насоса проверяют равномерность и си­ лу затягивания крепежных винтов проворачиванием ротора за вал. Ротор должен проворачиваться легко и плавно. Тугое проворачи­

костью 2,5—5° Е. Масло более высокой вязкости может нарушить работу насоса, так как центробежная сила может не преодолеть вязкость масла и не вытолкнет лопасть к периферии ротора.

В гидроприводах промышленного оборудования применяют раз­ личные п о р ш н е в ы е н а с о с ы , которые отличаются друг от друга по производительности и развиваемому давлению, коли­ честву и расположению поршней.

При изготовлении и сборке поршневых насосов следует обра­

205

щать большое внимание на пригонку сопряженных деталей. Осо­ бенно хорошо должны быть притерты поршни в своих цилиндрах, причем цилиндры делают по допускам Аі, а поршни (плунжеры) — по допускам С]. Поршни должны входить в цилиндры плотно, без качки, но так, чтобы могли медленно перемещаться от собственной массы. Овальность и конусность поршней не должна превышать 0,005 мм, а цилиндров — 0,01 мм. При сборке каждый поршень должен вставляться в свой цилиндр, для этого их необходимо клеймить.

Тарелки или пояски всасывающих и нагнетательных клапанов должны быть хорошо притерты к своим посадочным местам.

На рис. 134, а показан горизонтальный трехпоршневой насос. Насос состоит из четырех основных узлов: из части низкого дав­

Часть низкого давления образуют два зубчатых колеса 7, 8, входящих взаимно в зацепление. Одно из зубчатых колес посажено на ось 9, имеющую на одном торце паз, с помощью которого она соединяется с зубом коленчатого вала 10 поршневой группы.

Часть низкого давления поставляет большое количество масла для быстрого хода поршня вхолостую.

Часть высокого давления — трехпоршневая — образует высокое давление. Поршни 1 с закаленной и шлифованной поверхностью уплотнены в корпусе насоса 3 чугунными пробками 2. Чугунные крейцкопфы 4 соединены с шатунами 5 стальным пальцем 6.

Примыкающая к корпусу насоса клапанная коробка показана на рис. 134,6 отдельно. В ней клапаны насоса 11 и 14 и их седла 12, корпуса клапанов 13 и конусы 15 изготовлены из закаленной не­ ржавеющей стали и помещены в корпусе клапанной коробки друг над другом.

Переключающий золотник 22 (рис. 134, в) находится в нижней части клапанной коробки (показан также отдельно). Работает зо­

через канал вокруг переключающего золотника в камеры под вса­ сывающие клапаны.

Большое (постоянное) количество масла придерживает всасы­ вающий клапан 14 и расположенный над ним нагнетательный клапан 11 в приподнятом положении (поршневая часть не рабо­ тает, так как всасывающий клапан не прилегает) и поэтому проте­ кает в распределительное устройство и далее в рабочий цилиндр.

Если давление в нагнетательном пространстве начнет подни­ маться, то поднимется также и давление под переключающим зо­ лотником (см. рис. 134, е), куда масло попадает по другому каналу. Давление поднимается до тех пор, пока усилие, образующееся вследствие давления на поверхность золотника, не преодолеет усилие пружины 21 и золотник 22 не переключится.

206

Некоторое количество масла подается зубчатой частью и идет через соответствующий канал на слив, а часть масла протекает дальше в камеру под всасывающим клапаном. Дросселирование выбрано так, что под всасывающим клапаном остается небольшое избыточное давление (2—3 кГ/см2). Всасывающий клапан начнет прилегать и вследствие этого начнет работать поршень.

Поршни насасывают часть масла, поставляемого зубчатой частью, и нагнетают его через нагнетательный клапан. После за­ крытия рабочего цилиндра давление повышается и под действием его поршень 17 (см. рис. 134,6) давит на регуляционную пружи­ ну 18, затягиванием или освобождением которой устанавливается высота максимального давления.

Если давление на поршень превысит силу пружины, то выклю­

сборки поршневого насоса были плохо притерты конуса нагнета­ тельных и всасывающих клапанов к своим седлам. Очень часто причиной плохой работы вновь собранного насоса является слабое затягивание пробки 20 (см. рис. 134,6). Поэтому в течение первых дней эксплуатации насоса пробку необходимо подтягивать, так как кольца 19 под действием давления спрессовываются и освобож­ даются, что приводит к неисправностям в работе насоса.

§ 3. КОНТРОЛЪНО-РЕГУЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Для контроля и регулирования количества давления, направ­

грузки, контролируют направление потоков жидкости, создают и поддерживают постоянное давление жидкости на отдельных участ­

создается в полости 1 клапана. При нормальном давлении в си­ стеме пружина 4 прижимает шарик 3 к седлу 2 и ограничивает или полностью перекрывает проход для жидкости. При повышен­ ном давлении в системе масло давит на шарик 3, приподнимает его и проходит через полость 6 на слив. Усилие пружины 4 регули­ руется гайкой 5. При высоком давлении шариковые клапаны ра­ ботают неспокойно. При мощной пружине работа сопровождается

207

шлифовальных станков и может быть использован и как предохра­ нительный, и как создающий постоянное давление в системе с дрос­ сельным регулированием. Работает этот клапан следующим обра­ зом. Жидкость через отверстие 9 давит на дно цилиндрического клапана 6 и, преодолевая сопротивление слабой пружины, подни­ мает его с конического седла 8, после чего жидкость свободно про­ ходит через отверстие 2. При обратном движении жидкость через

отверстие 7 попадает в по­ лость 3 и своим давлением на дно и торцы клапана опускает его на седло, тем самым закры­ вая вход в отверстие 9. Уплот­ нение между крышкой 4 и кор­ пусом 1 достигается в резуль­ тате применения медных про­ кладок 5, которые закрепляют гайками.

хранительный клапан с переливным золотником типа Г52-], пред­ назначенный для поддержания определенного постоянства давле­ ния в гидросистемах, а также для предохранения гидросистем от перегрузки. Клапан состоит из следующих основных деталей: кор­ пуса /, переливного золотника 2, пружин 15 и 20, толкателя 17, шарового клапана 18 и крышки 11. Масло от насоса подводится в полость 6 клапана и отводится от него в бак через полость 5.

Пока давление жидкости, действующее на шаровой клапан 18, не превышает величины усилия, на которое отрегулирована пружи­ на 15, клапан прижат к седлу 19 и давление в камере 9 рав­ няется давлению в системе. Как только давление жидкости пре­ одолеет усилие пружины 15, шаровой клапан 18 отходит от сед­ ла 19, и жидкость в небольшом количестве из камеры 9 через шариковый клапан поступает в отверстие 21 и оттуда на слив. Если давление в полости 6 начинает расти, равновесие сил, дейст­ вующих на золотник 2, нарушается, так как увеличивается сила давления на золотник со стороны камер 8 и 22, сообщающихся с полостью 6 через каналы 4 и 7. В этом случае золотник 2 переме­ щается вверх, увеличивая сечение щели между корпусом и кром­ кой золотника, что увеличивает проток жидкости из полости 6 в полость 5 и приводит к уменьшению давления в полости 6.

При снижении давления в камере 6 ниже давления настройки пружины 15 шаровой клапан 18 прижимается к седлу 19 и прекра­

:08

щает проток жидкости из полости 9 на слив. После этого давление в камерах 8, 9, 22 выравнивается и пружина 20, перемещая золот­ ник 2, разъединяет полости 5 и 6, прекращая слив масла в бак.

Надежность работы предохранительного клапана зависит от качества сборки и пригонки золотника 2 к корпусу 1, шарикового

вернуть пробку 23 и иглой диаметром 1 мм прочистить демпфер. Для прочистки седла клапана сначала рекомендуется отвернуть

регулирующий винт 12 и поток масла удалит сор.

Если таким образом не удается прочистить седло клапана, сле­ дует отвернуть регулирующий винт 12; вынуть пружину 15, шари­ ковый клапан 18; отвернуть винты, крепящие крышку; вынуть пе­ реливной золотник; посмотреть его отверстие, вывернуть пробки 10 из каналов корпуса и, если возможно, промыть каналы маслом (включив кратковременно насос).

При наружной утечке масла по стыкам крышки и корпуса, фланцев и корпуса, а также по стыкам привалочных плоскостей корпуса и панельной плиты или промежуточной плитки необходимо подтянуть крепежные винты и, если течь масла не прекратится, следует заменить уплотнения.

209