5. Гидравлическая схема токарного станка, предназначенного для обработки контуров щек коленчатых валов

В этом станке (см. рис. 27) гидравлика выполняет следующие функции:

а) продольную подачу шпиндельных бабок с изделием;

б) поперечное перемещение шпиндельных бабок с изделием;

в) прижим суппортов к копирам.

Продольная подача осуществляется цилиндром 14 (диаметром 320 мм), шток которого связан со шпиндельными бабками 23. Поперечное перемещение шпиндельных бабок с изделием производится цилиндром 15 (диаметром 100 мм); шток цилиндра связан с зубчатой рейкой 24, вращающей две шестерни 25. Шестерни связаны с винтами 26, которые при своем вращении перемещают в поперечном направлении шпиндельные бабки с изделием. Прижим суппортов к копирам производится шестью цилиндрами 16 (диаметром 50 мм).

Описываемая гидравлическая схема станка предусматривает следующий цикл работы:

а

34

) Непрерывный прижим суппортов к копирам с постоянным давлением в продолжение всего цикла работы.

Р

19

ис. 14. Панель электрического управления У426

Рис. 15. Гидравлический регулятор скорости типа Vickers

(цилиндрический) и схема его включения в гидросхему

В панелях с двумя подачами добавляется золотник второй подачи, управляемый при помощи специального соленоида, и дроссель второй подачи.

Управление циклом - электрическое, путем включения и выключения соленоидов; однако для наладки и в случае неисправности электроуправления предусмотрена возможность ручного управления.

Д

20

ля начала цикла нужно включить соленоид, воздействующий на золотник хода назад, и соленоид, связанный с вспомогательным золотником управления. К последнему подводится жидкость от насоса быстрых ходов, причем давление в этой линии не может упасть ниже 2 - 3 атм, что определяется настройкой подпорного клапана насоса быстрых ходов. По-

Рис. 24. Схема включения разделительных клапанов

фирмы Vickers

Р

33

ис. 25. Обратный клапан типаVickers

Рис. 23. Гидравлическая схема с панелью управления

типа Vickers с двумя насосами

32

этому при перемещении вспомогательного золотника управления масло под давлением подается под торец золотника подачи, который, преодолевая действие пружины, перемещается в нижнее положение. Таким образом, при включении указанных выше соленоидов золотник хода назад и золотник подачи находятся в своих крайних нижних положениях. При этом оба насоса подают масло в рабочий цилиндр согласно принципиальной схеме, изображенной на рис. 7, и головка быстро перемещается вперед.

В момент переключения головки на рабочую подачу выключается соленоид золотника хода назад; при этом насос быстрых ходов разгружается на бак через подпорный клапан этого насоса, а насос подачи подает масло в переднюю полость рабочего цилиндра. Выход масла из задней полости цилиндра в бак происходит через золотник хода назад, сетчатый фильтр У826, редукционный клапан и дроссель первой подачи. Для снижения величины давления в задней полости цилиндра слив избыточного масла, подаваемого насосом подачи, происходит через специальный клапан-байпас, принцип действия которого поясняет рис. 16.

Р

21

ис. 16. Принципиальная схема включения байпаса

При работе гидросистемы с регулятором скорости и переливным клапаном типа Vickers по принципиальной схеме, изображенной на рис. 15, давление в задней полости цилиндра зависит от давления, на которое отрегулирован переливной клапан, от отношения площадей поперечного сечения передней и задней полостей цилиндра и от преодолеваемого усилия.

Для того чтобы усилие, развиваемое рабочим цилиндром, могло преодолеть максимальное усилие, развиваемое при подаче, указывалось, что обычно переливной клапан должен быть отрегулирован на максимальное давление ~ 65 атм. Так как в рассматриваемой схеме применен цилиндр типа, изображенного на рис. 4, у которого отношение площадей поперечного сечения передней и задней полостей равно двум, то при холостом ходе поршня в задней полости цилиндра будет развиваться противодавление. В данном случае противодавление будет иметь величину (без учета сил трения) p_n = 130 атм.

Чтобы снизить величину противодавления при холостом ходе и одновременно повысить к. п. д. системы, в рассматриваемой схеме слив излишнего масла, подаваемого насосом подачи, осуществляется не через переливной клапан, а при помощи специального клапана-байпаса, включенного так, как изображено на рис. 16.

Камера О₁ байпаса соединена трубопроводом 1 с задней полостью цилиндра; поэтому противодавление p_n действует на торец клапана 2, стремясь переместить его влево против действия пружины 3.

Очевидно, что слив избыточного масла насоса из камеры О₂ в камеру O₃, соединенную с баком, возможен только тогда, когда клапан 2, преодолев усилие пружины 3, сместится влево и соединит камеры O₂ и О₃. Следовательно, величина противодавления при работе системы зависит от усилия пружины 3 и при достаточной длине этой пружины будет величиной постоянной при всех перемещениях клапана 2.

В

22

еличина рабочего давления в передней полости р_р будет зависеть от величины противодавления p_n и преодолеваемого усилия R. При увеличении усилия R, действующего на пор-

расточных, токарных, фрезерных, алмазно-расточных), в которых она и широко используется рядом американских станкостроительных фирм в качестве нормального узла, изготовляемого фирмой Vickers.

Конструкция панели (см. рис. 20 и 21) обеспечивает удобный и быстрый ее монтаж и демонтаж; панель монтируется снаружи станка и соединяется с трубопроводами через отверстия в стыковой плоскости станины станка. Эта плоскость должна быть хорошо уплотнена со стыковой плоскостью панели. Для демонтажа панели достаточно отвернуть шесть винтов, крепящих ее к станине, не отсоединяя при этом трубопроводов системы.

На рис. 23 представлена гидравлическая схема с описываемой панелью для более мощных станков, предусматривающая питание, системы двумя насосами, из которых один низкого давления и большого литража Н_Н используется для быстрых перемещений головки, а второй - насос высокого давления и малого литража Н_В используется при рабочей подаче и быстрых перемещениях головки.

Д

31

ля отключения насоса большого литража Н_Н во время рабочей подачи в схеме применен принцип разделительных клапанов (см. рис. 24), который в данном случае осуществлен при помощи клапана типа Vickers 1 (см. рис. 19), обратного клапана типа Vickers 3 (см. рис. 25) и разгрузочного клапана типа Vickers 2 (см. рис. 26). Разгрузочный клапан 2 регулируется таким образом, что при быстрых перемещениях головки масло от обоих насосов поступает к панели и оттуда в рабочий цилиндр. При переключении золотника панели на рабочую подачу давление в линии нагнетания насоса Н_В возрастает до величины, определяемой настройкой клапана 1; это давление передается по трубопроводу 5 к разгрузочному клапану 2, который разгружает насос Н_Н на бак. Обратный клапан 3 закрывается давлением в нагнетательной линии насоса Н_В, отсоединяя последний от бака.

Золотник перемещается в положение второй рабочей подачи; последовательно дросселю Д₁ включается дроссель второй рабочей подачи Д₂; величина второй подачи поэтому меньше первой.

В конце рабочей подачи включается левый соленоид панели (см. рис. 21), переводящий золотник в положение обратного хода (см. схему на рис. 18). В этом положении золотника насос подает масло в заднюю полость цилиндра Ц_З, а передняя полость Ц_П соединяется с баком - и головка быстро отходит в исходное положение. Перемещение золотника в положение «обратный ход» может быть выполнено и вручную посредством рукоятки.

В конце обратного хода специальный упор, воздействуя на ролик А золотника, переводит его в положение «стоп», и насос разгружается на бак, а поршень рабочего цилиндра останавливается.

Если по циклу работы требуется выдержка на мертвом упоре в конце рабочей подачи, то это достигается посредством электрических контактов, включающих электрическое реле времени, которое включает левый соленоид панели.

Рассмотренная схема имела предпосылкой применение рабочего цилиндра с тонким штоком, что позволяет получить минимальную величину подачи. Однако конструкция панели такова, что путем замены золотника, управляющего циклом, можно использовать рабочий цилиндр типа, изображенного на рис. 4; последний при быстрых перемещениях головки включается по схеме рис. 16, что целесообразно в тех случаях, когда не требуется получения малых величин подачи, так как позволяет применять насос пониженного литража.

Работа редукционного клапана с дросселем обеспечивает создание в задней полости цилиндра противодавления, что делает возможным применение панелей описанной конструкции в фрезерных станках при фрезеровании по подаче.

Э

30

то обстоятельство обеспечивает универсальность применения такой панели в станках различных типов (сверлильно-

шень, противодавление p_n несколько снижается, вследствие чего пружина 3 смещает клапан 2 вправо; это увеличивает сопротивление сливу масла из камеры О₂, в камеру О₃, так как клапан 2 своими прорезями 4 уменьшает поперечное сечение, по которому масло протекает из полости О₂, в полость О₃. В результате рабочее давление р_р возрастает до величины, достаточной для преодоления возросшего усилия R.

Таким образом, применение байпаса позволяет ограничить противодавление (обычно байпас регулируется на величину противодавления p_n = 10-15 атм) и повысить к. п. д. гидросистемы, так как рабочее давление р_р зависит от величины усилия R.

Точная величина подачи устанавливается редукционным клапаном и дросселем также, как в случае работы по схеме, изображенной на рис. 15.

Если цикл работы станка предусматривает получение второй подачи, в корпусе клапанов добавляется управляемый соленоидом золотник второй подачи III и второй дроссель.

При включении соленоида золотника III последовательно дросселю первой подачи включается дроссель второй подачи, вследствие чего вторая подача медленнее первой. Если цикл работы станка предусматривает выдержку на мертвом упоре, в гидравлическую схему вводится реле давления У433, работающее в сочетании с предохранительным клапаном подачи (см. рис. 17). Следует помнить, что в рассматриваемой схеме необходим предохранительный клапан подачи, так как байпас не защищает системы при перегрузке.

Р

23

ис. 17. Реле давления У433

Для быстрого отвода головки назад включается соленоид золотника хода назад и выключается соленоид вспомогательного золотника управления; тогда золотник хода назад занимает крайнее нижнее положение, а золотник подачи - крайнее верхнее. При этом задняя полость цилиндра соединяется с насосом быстрых ходов, а передняя полость через подпорный клапан насоса подачи соединяется с баком, и головка быстро отходит в исходное положение. В конце обратного хода выключается соленоид золотника хода назад (оба соленоида выключены) и оба золотника занимают крайние верхние положения. Тогда насос быстрых ходов разгружается на бак через подпорный клапан насоса быстрых ходов, а насос подачи разгружается на бак через подпорный клапан насоса подачи, и головка останавливается.

В это время задняя полость цилиндра соединена с насосом быстрых ходов и давление, создаваемое подпорным клапаном этого насоса, стремится перемещать головку назад. Для исключения такой возможности предназначен подпорный клапан насоса подачи, который создает необходимое давление в передней полости цилиндра (соединенной в это время с линией насоса подачи).

Предохранение системы от перегрузки во время быстрых ходов осуществляется предохранительным клапаном насоса быстрых ходов У439.

Панель У426 применяется для дистанционного управления работой агрегатных силовых головок типа 405 и 406, но может быть использована и в других станках с гидравлической подачей.