Гидроцилиндры и гидромоторы

Гидроцилиндры - это объемные гидродвигатели с поступательным движени­ем выходного звена. Они служат для получения поступательных движений рабочих органов станков. В зависимости от величины требуемых сил и скоростей движения рабочих органов применяются различные конструкции гидроцилиндров и различ­ные способы их включения в систему.

Рисунок 39. Типы гидроцилиндров

рых движение выходного звена под действием рабочей среды возможно только в одном направлении; б) двустороннего действия, в котором движение выходного звена под действием рабочей среды возможно в двух противоположных направле­ниях (рисунок 39, б); в) с двустороннем штоком (рисунок 39, в); г) плунжерные - с рабочей камерой, образованной рабочими поверхностями корпуса и плунжера (ри­сунок 39, г); д) телескопические (рисунок 39, д) - с рабочими поверхностями кор­пуса и нескольких концентрично расположенных поршней или плунжеров, пере­мещающихся относительно друг друга, сумма ходов которых равна ходу выходно­го звена; е) мембранные (рисунок 39, е)-с рабочими камерами, образованными рабочими поверхностями корпуса и мембраны со штоком; ж) сильфонные (рисунок 39, ж) - с рабочей каме­рой, образованной внут­ренней поверхностью сильфона.

Наиболее широкое применение в станках на­ходят гидроцилиндры дву­стороннего действия с од­носторонним штоком. В этих конструкциях скоро­сти движения вперед и об-

ратно несколько разнятся между собой. Одинаковые скорости в обоих направлени­ях при одностороннем штоке обеспечиваются в гидроцилиндрах (рисунок 40) только при определенных площадях поперечных сечений цилиндра и штока. До­кажем это.

В цилиндре (рисунок 40, а) обе полосы сообщаются между собой. Количество масла, поступающего в левую полость, не имеющую штока при движении поршня вправо,

где Q_H - объем масла, нагнетаемого насосом;- объем правой полости.

Таким образом, масло, вытесняемое из правой полости, присоединяется к объ­ему, подаваемому насосом.

К оличество масла, нагнетаемого насосом,

Отсюда скорость поршня придвижении вправо

Скорость поршня при движении влево (рисунок 73, б)

Чтобы скорости рабочего и обратного ходов были одинаковы, требоется со­блюдение следующего условия, вытекающего из сопоставления скоростей v и v₀:

о ткуда

Т аким образом, в цилиндрах с односторонним штоком скорости рабочего и обратного ходов поршня будут одинаковы, если площадь поперечного сечения ци­линдра F равна двойной площади сечения штока Р_шт, причем обе полости цилиндра должны общаться между собой (при одном из ходов).

Гидроцилиндр (рисунок 41) изготовлен из толстостенной бесшовной стальной трубы 1, на концах которой в наружных выточках вставлены полукольца 6. На эти полукольца опираются лапы 7, к которым болтами крепят головки 5 и 8. Головка 5 имеет отверстие, через которое проходит шток 3, уплотняемый сальником и флан­цем 4. С обеих сторон поршня имеются тормозные плунжеры 2 и а, которые в кон­це хода поршня входят в выточки б и в в головках 5 и 8, создающие гидравличе­ский буфер. Конические поверхности на концах плунжера служат для гашения гидравлического удара при входе плунжера в выточку. Рабочая жидкость в начале

хода поршня, когда отверстие в головке закрыто плунжером, поступает в полость цилиндра через обратный клапан 10, а в конце хода поршня сливается через дрос­сель 9.

Диаметры цилиндров и штоков нормализованы. Согласно ГОСТ 6440-62 уста­новлены следующие ряды диаметров цилиндров: основной ряд - 25, 32, 40, 50, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 250, ,320, 400 мм; дополнительный ряд - 28, 36, 45, 55, 70, 90, 110, 140, 180, 220, 180, 360 мм.

Таблица 5

Основные размеры (в мм) нормализованных цилиндров конструкции ЭНИМС (рисунок 41)

D	d	L	Ход поршня	В	в,	Н
45	16-28	310	145	85	135	87
55	22-35	335	180	95	155	97
65	28-45	390	180	105	165	107
75	32-50	425	205	120	195	125
90	35-65	440	205	145	220	150
105	45-75	530	240	170	260	175
125	50-90	575	240	190	285	195
150	55-105	625	285	230	335	235
180	65-125	680	315	290	410	295

В таблице 5 даны основные параметры нормализованных цилиндров конст­рукции ЭНИМС (рисунок 41). Диаметр обычного штока d=(0,25-H),35)D, а утол­щенного d=0,7D. ГОСТ 6440-62 рекомендует следующие диаметры штоков: основ­ной ряд - 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 60, 80, 100, 125, 160 мм; дополнительный ряд -14, 18, 22, 28, 36, 45, 55, 70, 90, 110, 140, 180 мм.

с поршнями 2, ведущий диск 3 с толкателями 4 и приводной вал 7. Диск 3 жестко закреплен на валу 7 и через поводки 8 приводит во вращение ротор 1, свободно по­саженный на том же валу. В распределительном диске 11 имеются каналы для со­единения с полостями нагнетания и слива. Масло от насоса под давлением посту­пает в распределительный диск 11 и далее давит на поршни 2, которые перемеща­ют толкатели 4 и прижимают их к опорному кольцу подшипника 6, смонтирован­ного в крышке 5 под определенным углом к оси приводного вала. Вследствие этого усилие взаимодействия толкателя на шайбу дает осевую и радиальную составляю­щие в плоскостях, параллельных и перпендикулярных к оси вала. Осевые состав­ляющие воспринимаются корпусом, а радиальные через толкатели вращают диск 3, который сообщает вращение валу 7 и ротору 1. Ротор прижимается к распредели­тельному диску пружиной 9.

Поворотный гидродвигатель (рисунок 43) служит для угловых перемещений приводимых уз­лов. Они являются объемными гидродвигателями с возвратно-поворотным относительно корпуса дви­жением силового органа, которым в данном случае является пластина, заделанная в вал двигателя. Эти гидродвигатели способны развивать большие кру­тящие моменты. Угол поворота однопластинчатого

гидродвигателя может быть равен 270-280°.

ПОДБОР ЧИСЕЛ ЗУБЬЕВ СМЕННЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

У некоторых металлорежущих станков для наладки кинематических цепей применяют устройства, называемые гитарами (см. рисунок 11, г). Они обеспечива­ют необходимое сцепление сменных зубчатых колес. Для осуществления точных передаточных отношений используют двухпарные и трехпарные гитары. Каждая гитара снабжена определенным набором сменных колес.

Нормальные комплекты сменных зубчатых колес приведены, в таблице 4. Что­бы подобранные сменные зубчатые колеса могли поместиться на гитаре и не упи­рались во втулки валиков зубчатых колес, необходимо соблюдать следующие ус­ловия зацепляемости: а+Ь^Н-( 15-22); с+ё^э+(15-22).

Суммы чисел сопряженных колес не должны превышать допустимого значе­ния, определяемого конструкцией и размерами места, отведенного для размещения гитары на станке.

Существует несколько способов подбора чисел зубьев сменных зубчатых ко­лес.

Способ разложения на простые множители применяют в том случае, если на них можно разложить числитель и знаменатель передаточного отношения, по­лученного по уравнению наладки.

Произведя разложение, сокращают дробь или вводят дополнительные множи­тели, комбинируя их так, чтобы получить выражение дроби через числа зубьев, имеющихся в комплекте сменных колес.

Пример 1. Подсчитать сменные зубчатые колеса на нарезание дюймовой резьбы с чис­лом ниток на один дюйм к=8 на токарно-винторезном станке с шагом ходового винтаи постоянным передаточным отношением 1_ПОст⁼¹/2:

Способ замены часто встречающихся чисел приближенными дробями за­ключается в том, что часто встречающиеся числа заменяют

приближенными величинами (таблица 7), дающими возможность с достаточной точностью получить передаточные отношения. Этот метод находит применение на токарно-винторезных станках при необходимости нарезания модульной или пит-чиевой резьбы, а также при нарезании дюймовой резьбы в случае отсутствия в на­боре колеса с числом зубьев z=127.

П р и м е р 2. Подобрать сменные зубчатые колеса для нарезания дюймовой резьбы с чис­лом ниток на один дюйм к=10 на токарно-винторезном станке с шагом винта рх, в⁼6мм и посто­янным передаточным отношением 1_Пост⁼1-

Решаем этот пример пользуясь таблицей 7:

При применении приближенных способов подбора сменных колес, получен­ное передаточное отношение отличается от заданного, поэтому возникает необхо­димость в определении погрешности наладки. Например, в нашем случае

Абсолютная погрешность будет равна 0,42333-0,42307=0,00026

Логарифмический способ основан на том, что находят логарифм передаточ­ного отношения (если передаточное отношение имеет вид неправильной дроби, бе­рут логарифм величины, обратной передаточному отношению) и по соответст­вующей таблице В. А. Шишкова определяют числа зубьев сменных зубчатых ко­лес.

Этот способ основан на принципе логарифмирования передаточного отноше­ния и дает зубчатые колеса пяткового набора с весьма малой ошибкой. Передаточ­ное отношение зубчатых колес гитары после логарифмирования имеет вид lg

Таблица 8

Например, для передаточного отношения

В соответствующей колонке таблиц В.А. Шишкова (см. таблицу 8) находим близкое значение логарифма lg i, которому соответствуют сменные зубчатые коле­са гитары с передаточным отношением

В таблице 6 даны значения передаточных отношений меньше единицы, по­этому для i>l нужно брать логарифм обратной! величины передаточного отноше­ния:

Подбор чисел зубьев колес по логарифмической линейке. Край движка ло­гарифмической линейки устанавливают против числа, соответствующего переда­точному отношению. Передвижением визира находят риски, совпадающие на движке и на линейке. Риски должны соответствовать целым числам, которые дают при делении значение передаточного отношения. Затем подбирают числа зубьев сменных зубчатых колес, например, способом разложения на простые множители:

Оставив движок в полученном положении, передвигаем визир до тех пор, пока риски на движке и на линейке не совпадут. Тогда

Этот способ подбора колес при нарезании резьб применять, как правило нель­зя, так как его точность обычно невысока.

Подбор чисел зубьев по таблицам М.В. Сандакова. Очень часто передаточ­ное отношение содержит дробные числители и знаменатели или множители, не­кратные набору колес. В этом случае удобно подбирать числа зубьев зубчатых ко­лес по таблицам М.В. Сандакова, содержащим 100 000 передаточных отношений. Заданное передаточное отношение в виде простой правильной дроби, неудобное для преобразования, нужно прежде всего обратить в десятичную дробь с шестью знаками после запятой. Если дробь неправильная, то необходимо разделить ее зна­менатель на числитель, чтобы получить десятичную дробь меньше единицы. После этого в таблице находят десятичную дробь, равную полученной или ближайшую к ней, а рядом - соответствующую ей простую дробь. Получив простую дробь, далее

числа зубьев сменных колес подбирают обычным способом, например , от-

Получили дробь, легко разлагающуюся на сомножители. Теперь, пользуясь ранее рассмотренным способом, подберем зубчатые колеса:

Подобранныеколеса имеются в наборе для затыловочных станков.

Способ Кнаппе. Этот способ основан на том, что к числителю и знаменателю дробей, близких к единице, можно прибавлять (или вычитать) равное число единиц без существенного изменения величины дроби.

П усть . Разделив эту дробь, получим « -. Тогда можно записать

Получили множитель в виде дроби ³³³/ззз> близкой к 1. Пользуясь сформулиро­ванным выше правилом, можно записатьк уда. Из таблицы М.В. Сандакова имеем 0,614346 Ввиду того, что у передаточного отношения перед обращением в десятичную дробь числитель и знаменатель поменять местами, у приближенного числа делают то же самое. Тогда

Этот метод рекомендуется применять при отсутствии таблиц, специально предназначенных для подбора сменных колес. Он удобен также для подбора трех-парных гитар.

РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ

Для решения задач по определению частоты вращения, скоростей резания, двойных ходов ползунов и других связанных с ними величин приведены следующие формулы:

для вращательного движения

для поступательного движения