Устройство уравновешивания вертикально подвижного узла металлорежущего станка

Устройство уравновешивания вертикально подвижного узла металлорежущего станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО УРАВНОВЕШИВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНО-ПОДВИЖНОГО УЗЛА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА, содержащее два источника питания с дистанционно управляемыми регуляторами давления, двагидроцилиндра, установленных по краям подвижного узла, датчик горизонтального перемещения шпиндельной бабки, установленной на подвижном узле, и электрогияравлический преобразователь , при этом рабочие полости гидроцилиндров сообщены с источником питания, а электрогидравлический преобразователь гидравлически связан с регуляторами давления и электрически связан через согласующий блок с датчиком перемещения шпиндельной бабки, о-т л и ч а я тем, что, с целью повышения экономичности гидросистемы .станка путем сужения диапазонов деления источников питания, оно снабжено четырехлинейным электроуправлябмым i реверсивным распределителем, установленншл в линии связи рабочих по (Л лостей гидроцилиндров с источником питания, а линия управления распределителя электрически связана с согласумиим блоке.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПИГИ К (19) (И) =.ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPGHOINV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3388117/25-06. (22) 18.01.82 (46) 07,02,84, Бюл. М 5 (72) A.A. Яцкевич. (71) Особое конструкторское бюро станкостроения „Ленинградского станкостроительногo производственного объединения им. Я.М, Свердлова (53) 62-82(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство. СССР

9 580087, кл. В 23 Q ll/00, 1976.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке М 2974040/25-08, кл, В 23 Q .11/00," 1980. (54) (57) УСТРОИСТВО УРАВНОВЕШИВАНИЯ

ВЕРТИКАЛЬНО-НОДВИЖНОГО УЗЛА МЕТАЛЛО-

РЕЖМЦЕГО СТАНКА, содержащее два источника питания с дистанционно управляемыми регуляторами давления, два гидроцилиндра, установленных по краям подвижного узла, датчик гориI зонтального перемещения шпиндельной бабки, установленной на пбдвижном узле, и электрогидравлический преобразователь, при этом рабочие полости гигроцилиндров сообщены с ис-. точником питания, а электрогидравлический преобразователь гидравлически связан с регуляторами давления и электрически связан через согласующий блок с датчиком перемещения шпиндельной бабки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения экономичности гидросистемы .станка путем сужения диапазонов деления источников питания, оно снабжено четырехлинейным электроуправляемым реверсивным распределителем, установленным в линии связи рабочих по лостей гидроцилиндров с источником питания, а линия управления распределителя электрически связана с со- ( гласующим блоком.

1071389

65

Изобретение относится к станкостроению.

Известно устройство уравновешивания вертикально-подвижного узла с помощью двух гидроцилиндров, установленных на ее краях и питаемых от дифференциального регулятора давления, смонтированного на шпиндельной бабке и взаимодействующего с установленной вдоль траверсы наклонной линейкой. В этом станке дифференци- 10 альный регулятор давления, взаимодействуя с линейкой, работает как датчик перемещения шпиндельной бабки относительно траверсы Г1 3.

Недостатками этого устройства i5 являются:пониженная точность параллельного расположения траверсы относительно стола станка, так как на регулирование давления в цилиндрах сказываются-погрешности изготовления и износа линейки, рычажной

:передачи и направляющих для шпиндельной бабки, а также деформаций траверсы и линейки при перемещениях шпиндельной бабки, необходимость в длинных гибких шлангах, соединяю-, щих .регулятор давления, установленный на шпиндельной бабке, с гидроцилиндрами, расположенными.по краям травераы, и источником питания и тепловые деформации, отрицательно влияющие на точность станка, так как передаются в основном корпусу шпиндельной бабки.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устройство уравновешивания вертикально-подвижного узла металлорежущего станка, содержащее два источника питания с дистанционно управляемыми регуляторами давления, два гид- 40 роцилиндра, установленные по краям подвижного узла, датчик горизонтального перемещения шпиндельной бабки, установленной на подвижном узле, и электрогидравлический преобразова- 45 тель, при этом рабочие полости гидроцилиндров сообщены с источником питания, а электрогидравлический преобразователь гидравлически связан с регуляторами давления.и электрически связан через согласующий блок с датчиком перемещения шпиндельной бабки t2 3.

Однако эта двухканальная система гидроуравновешивания, имеет ряд недбстатков, связанных с большим диапазоном регулирования рабочего давления в гидроцилиндрах. В связи с этим возникает необходимость: усложнения конструкции регуляторов гидравлических источников питания, а сле60 довательно, увеличения их стоимости; установки пневмогидравлических аккумуляторов больших объемов для улучшения динамических свойств системы,. ,проявляющихся в медленно затухающем колебательном процессе по давлению при изменениях скорости уравновешиваемого узла. Это явление приводит к динамическим перегрузкам элементов вертикального привода. Действительно, потребный объем пневмогидравлического аккумулятора связан с диапазоном регулирования давления следующей зависимостью (при политропном процессе в газовой полости)

VtjC и Р „(Р „/P . )" g где С = †- потребная емкость аккуОЧ с,1 Р мулятора по условию демпфирования колебаний давления;

n — показатель политропы;

P „,Р .„ - границы диапазона рабочих давлений.

Указанный недостаток вызывает увеличение габарита и стоимости системы уравновешивания °

Кроме того, большой диапазон регулирования рабочих давлений в гидроцилиндрах не позволяет подключить к гидравлическим источникам пи-. тания систему уравновешивания другие гидравлические системы и устройства станка: гидростатики, гидрозажимов, смазки и т.д. Для них требуются отдельные гидравлические источники питания с другими диапазонами рабочих давлений, что дополнительно вызывает значительное увеличение стоимости гидрооборудования станка, его габарита, а кроме того, приводит к увеличению энергозатрат при эксплуатации станка у потребителя.

Цель изобретения - повышение экономичности двухканальной гидросистемы станка путем упрощения ее элементов и объединения гидравлических источников питания посредством перераспределения диапазонов давления в каналах гидросистемы, т.е. су- жения диапазонов давления источников питания.

Цель достигается тем, что устройство уравновешивания вертикально-подвижного узла металлорежущего станка, содержащее два источника питания с дистанционно управляемыми регуляторами давления, два гидроцйлиндра, установленные по краям подвижного узла, датчик горизонтального перемещения шпиндельной бабки, устаHQBJIBHHoA на подвижном узМе, и электрогидравлический преобразователь, при этом рабочие полости гидроцилиндров сообщены с источником питания, а электрогидравлический преобразователь гидравлически связан с регуляторами давления и электрически свйзан через согласующий блок с датчиком перемещения шпиндельной бабки, снабжено четырехлинейным электроуправляемым реверсивным рас1071389

65 пределителем, установленным в линии связи рабочих полостей гидроцилиндров с источником .питания, а линия управления распределителя электрически связана с согласующим блоком, Переключение введенного распре-. делителя производится при примерном равенстве давлений в обоих гидроцилиндрах, которое характеризуется величиной, допустимой по требованиям точности гидросистемы. Напри- 10 мер, для прецизионных координатно- - расточных станков эта величина не . должна превышать 1Ъ.от,наибольшего давления в гидроцилиндрах уравнове+; шивания.

На фиг.l представлена принципи- " альная электрогидромеханическая схема устройства уравновешивания станка; на фиг.2 — графики изменения давления в гидроцилиндрах и.на вы-! ходах обратимых гидромашин (источников питания), а также график управляющего сигнала блока переключения четырехлинейного реверсивного распределителя. 25

Система уравновешивания станка содержит два гидравлических источни. ка питания, например, две ббратимые гидромашины 1 и 2 (фиг ° 1) с дистанционно управляемыми регуляторами 3 и 4 давления, соединенных гидроли-, ниями 5 и 6 с подводами реверсивно- го распределителя 7. Отводы распределителя 7 соединены гидролиниями

8 и 9 с гидроцилиндрами 10 и 11, плунжеры которых воздействуют на уравновешиваемый узел, состоящий, например, из вертикально перемещающейся траверсы 12 и горизонтально перемещающейся по ней шпиндельной бабКи 13. В гидролинии 5 и 6 включе- 40 ны пневмогидроаккумуляторы 14 и 15 через дроссели 16 и 17. На траверсе

12 смонтирован электрический датчик

18 перемещения шпиндельной бабки 13 относительно траверсы 12. Датчик 45

18 связан с электрическим согласующим блоком 19, выходы которого электрически связаны с распределителем 7 и обмотками 20 и 21 управления электрогидравлического преобразователя 22. Выходы преобразователя 22 соединены гидролиниями с полостями управления. регуляторов 3 и 4.

Работа .устройства осуществляется следующим образом.

Давление в гидроцилиндрах 10 и 11 изменяется по дифференциальному закону, например, в функции перемещения Х бабки 13 посредством управления регуляторами 3 и 4 и распределителем 7. Давления на выходах обратимых гидромашин 1 и 2 изменяются при изменении координаты Х, как пока, зано на графике (фиг.2): соответственно кривые ACB и ДСЕ, При некотором среднем положении Х бабки 13 давления в гидромашинах 1 и 2 и давления в гидроцилиндрах 10 u ll примерно одинаковы и равны Р .

Вблизи этого положения с некоторым перебегом осуществляется переключение распределителя 7 по сигналу V от блока 19 (кривая FHKMLG на фиг ° 2), формируемого в зависимости от сигнала датчика 18. Изменение давлений на выходах гидромашин 1 и 2 осуществляется по указанным на фиг.2 . графикам путем формирования блоком .19 соответствующих законов изменения токов в обмотках 20 и 21 преобразователя 22.

Например, при движении бабки 13 слева направо (фиг.l) по сигналу датчика 18 перемещения бабки распределйтель 7 переключается вблизи координаты Х в правую позицию.

В результате давления в гидроцилиндрах 10 и 11 изменяются по дифференциальному закону (соответственно кривые ДСВ и ACE на фиг.2), что и требуется по условиям функционирования системы уравновешивания. Упомянутый малый перебег gX при переключениях распределителя 7 обеспечивает устойчивое состояние распределителя при остановке бабки 13 в положении Хс и в любом другом.

Таким образом, при использовании предлагаемого технического решения необходимый диапазон изменения давлений в гидроцилиндрах 10 и 11 достигается при значительно меньших изменениях давлений в гидромашинах

1 и 2, причем давление в гидромашине 1 не снижается ниже Рс, а давление в гидромашине 2 не превышает Р .

Уменьшение диапазона регулирования дает возможность упростить конструкцию регуляторов 3 и 4 давления. При этом гидромашина 1 может быть использована для других гидросистем станка (приводы зажимов, переключений и т.п.), где требуется высокое давление не ниже Рс, а гидромашина 2 для гидросистем станка с давлением не выше Рр, для чего можно использовать, например, редукционный клапан, наибольшие потери в котором, определяемые величиной РС, будут значительно меньше, чем в прототипе.

Кроме того, при давлениях зарядки .аккумулятора 14 не свыше Р и аккумулятора 15.не свыше Рп можно,обеспечить требуемые гидравлические емкости и, следовательно, динамические свойства системы при существенно меньших объемах, т.е. габаритах и стоимости пневмогидроаккумуляторов.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения состоит в повышении экономичности гидросистемы станка. Это повышение достигается введением в гидросистему уравновешивания четырех1071389 линейного реверсивного распределителя, осуществляющего перераспределение диапазонов рабочих давлений, в результате чего удается достигнуть по сравнению с прототипом упрощения конструкции и удешевлении стои5 мости регуляторов гидравлических машин, уменьшения объемов пневмогидравлических аккумуляторов, что позволяет сократить размеры гидросистемы и снизить ее стоимость и объединения гидравлических источников питания (обратимых гндромашин) отдельных гидросистем и устройств станка: гидроуравновешивания, гидростатики, гидрозажимов, смазки :и т.п., что дает возможность сократить габарит всей гидросистеьы станка, а кроме того, позволяет снизить энергозатраты во время эксплуатации станка у потребителей.

Тираж 767 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 17/8

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Волков

Редактор A. Химчук Техред Л.Мартяшова КорректорА. ИЛьин