Привод подач шлифовального станка

Привод подач шлифовального станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидравлических приводах подач металлорежущих станков. Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки. Привод подачи содержит гидроцилиндр 5 подвода - отвода шлифовальной бабки с упором 6, гидроцилиндр 9 выборки люфтов со штоком 10, насосную установку 14 и управляющее устройство 15. Управляющее устройство 15 включает распределитель 16, тормозной золотник 17, напорный клапан 18 и гидравлическую систему 19 для обеспечения заданного перепада давления в цилиндре 5. В состав гидравлической системы входит следящий золотниковый распределитель 20, обратный клапан 21 с гидроуправлением, стабилизирующее устройство 22 с параллельно ему подключенным обратным клапаном 23, напорный следящий золотник 27, переливной клапан 28, а также каналы, гидролинии и трубопроводы, соединяющие элементы привода между собой и со сливом 40. Рабочая жидкость из полости гидроцилиндра 5 по трубопроводу 37 поступает в канал слива 36 и далее через полость слива на общий слив 40. Таким образом осуществляется быстрый подвод бабки 3. Производительность повышается за счет того, что использование стабилизирующего устройства 22 позволяет автоматизировать процесс врезной подачи и исключить временные потери при переходе от режима подвода к режиму рабочего хода. Обратный клапан 23 обеспечивает подачу жидкости в гидроцилиндр 5 с наименьшим сопротивлением, обеспечивая быстрый отвод бабки 3. Запорно-переливной клапан 28 в режиме динамического равновесия в момент врезной подачи обеспечивает дросселирование потока жидкости на сливе, чем обеспечивается демпфирование пиковых нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 24 В 47/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4465873/08 (22) 25.07.88 (46) 23,07.91, Бюл. ¹ 27 (71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) В. В. Клитной, П. Н. Андренко и Д. А.

Гребень (53) 621.924.54(088. 8) . (56) Авторское свидетельство СССР № 931433, кл. В 24 В 47/14. 1980. (54) ПРИВОД ПОДАЧ ШЛИФОВАЛЬНОГО

СТАН КА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидравлических приводах подач металлорежущих

„„Ы „„1664534 Al станков. Цель изобретения — повышение производительности и качества обработки, Привод подачи содержит гидроцилиндр 5 подвода — отвода шлифовальной бабки с упором 6, гидроцилиндр 9 выборки люфтов со штоком 10, насосную установку 14 и управляющее устройство 15. Управляющее устройство 15 включает распределитель 16, тормозной золотник 17, напорный клапан

18 и гидравлическую систему 19 для обеспечения заданного перепада давления в цилиндре 5. В состав гидравлической системы входит следящий золотниковый распределитель 20, обратный клапан 21 с гидроуправлением, стабилизирующее устройство

22 с параллельно ему подключенным обрат3

1664534 ным клапаном 23, напорный следящий золотник 27, переливной клапан 28, а также каналы, гидролинии и трубопроводы, соединяющие элементы привода между собой и со сливом 40. Рабочая жидкость из полости гидроцилиндра 5 по трубопроводу 37 поступает в канал 36 слива и далее через полость слива на общий слив 40. Таким образом осуществляется быстрый подвод бабки 3, Производительность повышается за счет того, что использование стабилизирующего устройства 22 позволяет автоматизировать

Изобретение относится к станкострое. нию, в частности к приводам подач шлифое:" лен ых cTBHKGe, и Mo>KGT быть использовано в станках для врезного, торцавога, наружного, круглого шлифования, i„"елью изобретения является повышение производительности и качества обработки путем сокращения времени перехода

О1;.—.,наго режима к другому и дешифирования пиковых нагрузок.

Нз фиг. 1 представлена принципиальная гидрокинематлческая схема привода подач; на фиг, 2 — устройство запорно-переливного клапана стабилизирующего устройства, Привод подач состоит из верхних салазок 1, имеющий упор 2. На салазках закреплена шлифовальная бабка 3. На станине установлены нижние салазки 4. Корпус гицроцилиндра 5 быстрого подвода-отвода шлифовальной бабки 3 жестко связан (соединен) с верхними салазками 1. На плунжере гидроцилиндра 5 закреплен упор 6, ходовой винт 7 взаимодействует с ходовой гайкой 8, которая встроена в плунжер гидроцилиндра 5 и может быть введена и выведена из зацепления с ходовым вин ам 7.

Гйдроцилиндр 9 выборки люфтов взаимодействует с упором посредствам штока

10, а закреплен он на нижних салазках 4 и расположен на одной оси с гидроцилиндром 5 подвода-отвода шлифовальной бабки

3, Гидропривод содержит насос 11, предохранительный клапан 12, манометр 13 для контроля уровня давления на выходе из насоса, входящие в состав насосной установки 14, управляющее устройство 15. включащее трехпозиционный распределитель.16 с ручным управлением, тормозной золотник 17, подпорный клапан 18, расположенный в сливной магистрали гидроци— линдра 9 выборки люфтов гидравлическую систему 19 для обеспечения заданных по1:, ".0

40 процесс врезной подачи и исключить временные потери при переходе от режима подвода к режиму рабочего хода. Обратный клапан 23 обеспечивает подачу жидкости в гидроцилиндр 5 с наименьшим сопротивлением, обеспечивая быстрый отвод бабки 3.

Запорно-переливной клапан 28 в режиме динамического равновесия в момент врезной подачи обеспечивает дросселирование потока жидкости на сливе, чем обеспечивается демпфирование пиковых нагрузок, 2 з, и. ф-лы, 2 ил. стоянных перепадов давления в полостях гидроцилиндра 5 быстрого подвода-отвода шлифовальной бабки 3 и напорной полости гидроцилиндра .3 выборки люфтов, Гидравлическая система 19 состоит из следующего золотникавага распределителя

20 с гидравлическим управлением, установленного в напорной магистрали гидроцилиндра 9 аыборкл1 люфтов, обратного клапана 21 с гидравлическим управлением, стабилизирующего устройства 22 и паралnBnbHo ему падкл аченнаго обратного клапана 23 для обеспечения быстрого отвода шллфовальной бабки 3, а также трех манометров 24-26 для контроля уровней давления в процессе наладки на определенный режим.

Стабилизиру ащее устройство 22, включа ащее напорный следящий золотник 27 с эапорно-переливным клапаном (элементом)

28, давление перелива которого переменно и зависит от положения основного следящего золотника и настройки регулировочной пружины, трубопроводом 29 соединяется с выходам трехпозиционного распределителя 16 с ручным управлением, а трубопровод

30 сообщает его канал 31 нагнетания с входом тормозного золотника 17, который включает регулируемые дроссели 32 и обратные клапаны 33 в гидролиниях 34 и 35, соединяющих соответственно левую и правую полости гидроцилиндра 5 подвода-отвода шлифовальной бабки 3.

Канал 36 слива стабилизирующего устройства 22 соединяется трубопроводом 37 с другим входом тормозного золотника 17, к которому подключен выход обратного клапана 23. Управляющая пружинная пОлОсть

38 стабилизирующего устройства 22 связа

HB c exop0M Topf4o3Ho G 3on0THNKB 17, GG06ьцающлмся гидролинией 35 с правой полостью гидроцилиндра 5, а управляющая полость 39 напорного следящего золотника

1664534

20

30

40

27 сообщается каналом управления с трубопроводом 30 напорной магистрали. В зависимости от давления в управляющей пружинной полости 38 стабилизирующего устройства 22, положения основного напорного следящего золотника 27 и настройки регулировочной пружины запорно-переливного клапана 28 канал 36 слива стабилизирующего устройства 22 периодически сообщается со сливом 40.

Полость управления обратного клапана

21 с гидроуправлением соединена трубопроводом 41 с трехпозиционным распределителем 16, а также входом обратного клапана 23. Кроме того, трехпозиционный распределитель 16 с ручным управлением соединен трубопроводом 42 с насосной установкой, а трубопроводом 43 — co сливом

40. Трубопровод 44 соединяет следящий золотниковый распределитель 20 и напорную полость гидроцилиндра 9 выборки люфтов.

Управляющая полость следящего золотникового распределителя 20сообщается с гидролинией 34. Сливная полость гидроцилиндра 9 выборки люфтов через трубопровод 45 и дополнительный подпорный клапан 18 сообщается со сливом. Сам, запорно-переливной элемент (фиг, 2) включает в себя подвижный упор 46 с запрессованным подпятником 47, возвратную пр".жину 48, стакан 49, подвижную гильзу 50, которая за счет наличия фиксированного упора 51, а также пружины 48 и второго подвижного упора 46, получает относительное перемещение вдоль сопрягающих поверхностей, выполненных в теле перегородки стакана 49, в зависимости от положения основного напорного следящего золотника 27.

Расстояние между подвижным упором

46 и хвостовыми сегментными выступами на конце подвижной гильзы 50 в левой крайней (фиг. 2) позиции основного следящего золотника 27 равно h, а расстояние между фиксированным упором 51 и перегородкой

I стакана 49 h. Внутри подвижной гильзы 50 перемещается подвижный цилиндр 52 с образованием переменного дросселя в процессе взаимного относительного движения.

В крайнем левом (фиг. 2) положении подвижного цилиндра 52 между дроссельными каналами образуется начальное положительное перекрытие К.

В крышке 53 запорно-переливного элемента 29 встроена пробка 54 с регулировочным винтом 55, обеспечивающие поджатие подвижной гильзы 50 и подвижного цилиндра 52 к перегородке стакана 49 посредст вом пружины 56 регулировочной и пружины

57. При движении подвижного цилиндра 52 достигается максимальное значение площади переменного дросселя, равное F, и при этом канал 36 слива сообщается через полость 58 слива с общим сливом 40 привода подачи шлифовального станка. Величина h выбирается из выражения h=(0,38 — 0,45) (Г

Площадь F выбирается из условия ламинарного режима течения жидкости при врезании и реальных объемов гидродвигателя, определяющих расход жидкости, Привод подач шлифовального станка работает следующим образом.

Насосная установка 14 обеспечивает подачу рабочей жидкости в гидросистему привода подач, при этом давление, создаваемое насосом 11 в трубопроводе 42, настраивается предохранительным клапаном 12 и контролируется периодически манометром

13. По трубопроводу 42 рабочая жидкость подводится к трехпозиционному распределителю 16 с ручным управлением и в зависимости от положения его рукоятки поступает далее по трубопроводам 41 и 29 в одну из полостей гидроцилиндра 5, Одновременно по этому же трубопроводу 42 рабочая жидкость подводится и к следящему золотниковому распределителю 20 с гидравлическим управлением, и в зависимости от давления управления, равного давлению в левой (фиг, 1) полости гидроцилиндра 5 и гидролинии 34, далее по трубопроводу 44— в напорную полость гидроцилиндра 9 выборки люфтов.

При включении трехпозиционного распределителя 16 с ручным управлением в левую (фиг. 1) позицию левая полость гидроцилиндра 5 подключается к насосной установке через обратный клапан 33 тормозного золотника 17 и канал 31нагнетания напорного следящего золотника 27 стабилизирующего устройства 22, При этом по трубопроводу 30 рабочая жидкость поступает к обратному клапану 21 с гидроуправлением, но так как в его управляющей полости отсутствует избыточное давление разгрузки (трубопровод 41 соединен со сливом 40), то он закрыт и трубопровод 30 не сообщается со сливом 40, Рабочая жидкость из противоположной (правой) полости гидроцилиндра 5 через гидролинию 35, минуя дроссель 32 тормозного золотника 17, по трубопроводу 37 поступает в канал 36 слива запорно-переливного клапана 28 и при достижении определенного значения избыточного давления в управляющей пружинной полости 38 стабилизирующего устройства 22 далее через полость 58 слива на общий слив 40 привода подачи шлифовального станка.

1664534

Таким образом осуществляется быстрый подвод шлифавальной бабки 3. За счет того, что в сливной полости гидроцилиндра

5 образуется избыточное давление, регулируемое пружиной эапорно-переливного элемента 28, исключается резкое падение давления в ней, а следовательно, и рывки при трогании шлифовал ьной бабки 3 по причине опорожнения нерабочей полости гидроцилиндра 5. По гидролинии 34 рабочая жидкость подводится к полости управления следящего золотникового распределителя

20, который сообщает по трубопроводу 44 полость нагнетания гидроцилиндра 9 выборки люфтов с выходом насосной установки 14, Полость слива гидроцилиндра 9 выборки люфтов по трубопроводу 45 через напорный клапан 18 сообщается со сливом 40, что исключает ударные нагрузки в паре винтгайка, повышает демпфирование привода, так как плунжер гидроцилиндра 5, в котором встроена гайка 8„остается неподвижным в осевом направлении, то перемещается его корпус, увлекая за собой верхние салазки 1, на которых закреплена шлифовальная бабка 3. Одновременно с движением корпуса гидроцилиндра 5 перемещается весь модуль, включающий тормозной золотник 17 и стабилизирующее устройство 22, оставаясь неподвижным относительно корпуса, В конце быстрого подвода тормозной золотник 17 останавливается упором 6, закрепленным на плунжере гидроцилиндра 5, и перемещается относительно корпуса, направляя рабочую жидкость из сливной правой полости гидроцилиндра 5 через тормозной дроссель 32, увеличивая тем самым сопротивление на сливе и, следовательно, обеспечивается плавность хода в конце быстрого подвода шлифовальной бабки 3, одновременно при этом изменяется жесткость регулировочной пружины 57 стабилирующего устройства 22.

В- режиме врезного шлифования (обдирочного шлифования), который начинается сразу после быстрого подвода шлифоваль- ной бабки 3, гидравлическая система 19 за счет поддержания разности давления в полостях гидроцилиндров 5 и 9 обеспечивает автоматическую подачу шлифовальной бабки с поддержанием постоянной упругой высокостабилизированной силы прижима шлифовального круга к шлифуемой детали, При повышении давления s напорной магистрали гидроцилиндра 5 сигнал управления по каналу управления поступает в управляющую полость 39 напорного следящего золотника 27 и в зависимости от давления в управляющей пружинной полости 38 стаби5

55 лиэирующего устройства 22, связанной через гидролинию 35 со сливной (правой) полостью гидроцилиндра 5, изменяется проходное сечение в канале 31 нагнетания стабилизирующего устройства 22, Таким образом изменяется расход рабочей жидкости до тех пор, пока разность давлений в полостях нагнетания и слива гидроцилиндра 5, зависящая от настройки пружины, остается постоянной на весь период врезного шлифования, При значительных повышениях давления в напорном канале по причине увеличения нагрузки на шлифовальной бабке 3 или пульсаций давления в насосной установке

14, а также изменении разности давлений в полостях гидроцилиндра 5 происходит резкое повышение давления в управляющей полости 39 напорного следящего золотника

27, что приводит к нарушению баланса сил и перемещению его на величину, лежащую в диапазоне h (h+h), и тем самым вызывая дополнительное сопротивление на сливезапорно-переливного элемента 28 и повышение давления в управляющей пружинной полости 38 стабилизирующего устройства

22. Последнее приводит к тому, что напорный следящий золотник 27 перемещается влево (фиг, 2), дросселирует жидкость в канале 31 нагнетания и приводит в результате к выравниванию давления и стабилизации разности давлений в полостях гидроцилиндра 5 подачи шлифовальной бабки 3, Таким образом, запорно-переливной клапан 28 в режиме динамического равновесия в момент врезной подачи обеспечивает дросселирование потока жидкости на сливе за счет изменения текущего значения величины К относительно положения его элементов.

Выбор соотношений жесткостей пружин 48 и 56, а также конструктивных параметров запорно-переливного элемента 28, включая и, h è К, позволяет получить наиболее оптимальные статические и динамические характеристики стабилизирующего устройства 22, непосредственно влияющие на динамику привода подачи в целом. Оптимальное быстродействие достигается при отношении жесткости пружины, установленной между подвижным упорами, к же.сткости регулировочной пружины эапорно-переливного элемента. равном

0.20 — 0,25. Существенное влияние на характеристику регулирования расхода через стабилизирующее устройство 22 оказывает жидкостная пружина, использующая свойство сжимаемости жидкости в управляющей пружинной полости 38.

Существенным является то, что при многопробном динамическом нагружении

1664534

l0 запорно-переливного элемента 28 процесс сжатия жидкости в пружинной полости 38 происходит по закону, близкому к адиабатическому, и уже может характеризоваться адиабатическим модулем упругости, что несколько меняет ее характеристику по сравнению со статической, способствует улучшению демпфирования, динамики как .стабилизирующего устройства 22, так и привода подач в целом.

Следящий золотниковый распределитель 20 направляет рабочую жидкость по трубопроводу 44 в кинематическую полость гидроцилиндра 9 выборки люфтов, который своим упором 10 воздействует на упор 2 в хвостовой части верхних салазок 1 и осущестляет выборку люфта в гайке 8 ходового винта 7. Давление в нагнетательной полости гидроцилиндра 9 зависит от проходного сечения следящего распределителя 20, которое в свою очередь зависит от давления в гидролинии 34 и левой полости гидроцилиндра 5 подвода-отвода шлифовальной бабки

3, а также настройки пружины распределителя 20, Оси гидроцилиндров 5 и 9 совпадают. Подача и сила прижима шлифовального круга к шлифуемой детали зависит от разности давлений в полостях гидроцилиндоа 5, площади его поршня (площади поршня в левой и правой полостях гидроцилиндра 5 равны), давления B нагнетательной полости гидроцилиндра 9 и площади его поршня.

Давление в полости слива гидроцилиндра 9 задает подпорный клапан 18, поэтому возможные колебания узла шлифовальной бабки 3 в пределах люфта пары винт 7-гайка 8 вследствие изменения режима работы привода, скачкообразного изменения силы резания в процессе врезного шлифования, будут частично демпфированы и тем самым будут исключаться механические удары, за счет того, что в сливной полости гидроцилиндра 9 и присоединительном трубопроводе 45 будет постоянно находиться рабочая жидкость под избыточным давлением.

В работе привода очень важный момент перехода от режима быстрого подвода к режиму врезного шлифования, исключающий повреждение шлифовального круга и детали в результате возможных ударов. Использование стабилизирующего устройства 22 позволяет повысить чувствительность привода в целом за счет уменьшения статизма его осциллирующего следящего золотника с гидроуправлением и обеспечивает плавный переход на рабочую подачу. В процессе упругого врезного шлифования характерны малые расходы, что в определенной степени усложняет процесс устойчивого регулирования. Твк как запорно-переливной клапан 28

55 стабилизирующего устройства 22 исключает резкое падение давления в полости слива гидроцилиндра 5 подвода-отвода шлифовальной бабки 3, обеспечивая наличие в ней рабочей жидкости с подпаром, то в целом повышается плавность и точность подачи при работе на малых расходах без потери устойчивости для изменяющихся нагрузок.

Все перечисленные операции способствуют повышению производительности за счет возможности обслуживать не один, а несколько станков, так как функции сводятся к контролю технологического процесса, улучшают эксплуатационные качества привода подач шлифовального станка, Таким образом, автоматическая упругая подача шлифовального круга к шлифуемой детали и постоянное высокостабилизируемое усилие при врезном шлифовании обеспечивается за счет разности давлений в полостях гидроцилиндров 5 и 9. Эта разность давлений поддерживается постоянной при помощи стабилизирующего устройства 22 и следящего золотникового распределителя 20 и настраивается регулировочными пружинами этих элементов по манометрам 24 — 26 в зависимости от нужного режима работы привода.

Режим быстрого отвода шлифовальной бабки 3 начинается при включении трехпозиционного распределителя в правую (фиг.

2) позицию, При этом рабочая жидкость через обратный клапан 23, тормозной золотник 17, минуя дроссель 32, с минимальным сопротивлением движению по гидролинии

35 поступает в правую полость гидроцилиндра 5 подвода-отвода шлифовальной бабки

3, одновременно по трубопроводу 41 рабочая жидкость поступает в управляющую полость обратного клапана 21, клапан открывается и сообщает со сливом 40 левую полость гидроцилиндра 5 подвода-отвода шлифовальной бабки 3 через гидролинию 34 и тормозной золотник 17. Со сливом 40 будет сообщен также и канал 31 нагнетания стабилизирующего устройства 22, что ускорит процесс опорожнения левой полости гидроцилиндра 5 и уменьшит нагрузки, требуемые для обеспечения быстрого отвода шлифовальной бабки 3.

Максимальный уровень давления в правой полости гидроцилиндра 5, обеспечивающий движение узла шлифовальной бабки

3 при быстром отводе, определяется жесткостью возвратной пружины стабилизирующего устройства 22. В конце хода тормозной золотник 17 останавливается упором 6 и перемещается относительно корпуса, направляя рабочую жидкость слива через

1бб4534

Составитель В,Шульга

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король,Редактор О.Хрипта

Заказ 2351 Тир аж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 дроссель 32 и тем самым исключает механический удар в конце быстрого отвода.

Формула изобретения

1, Привод подач шлифовального станка, содержащий гидроцилиндр быстрого под- 5 вода шлифовальной бабки и гидроцилиндр выборки люфтов, подключенный к насосной установке через управляющее устройство, включающее золотниковый распределитель с ручным управлением и тормозной золот- 10 ник, два следящих золотниковых распределителя, обратный клапан, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, привод снабжен стабилизирующим устройством, 15 установленным между насосной установкой и тормозным золотником и выполненным в виде золотника с запорно-переливным элементом и переменного дросселя с регулировочной пружиной и подвижными упорами, 20 между которыми размещена возвратная пружина, причем упорно-переливной элемент установлен с положительным перекрытием, а отношение жесткостей регулировочной и возвратной пружин выбрано в пределах 0,20 — 0,25, при этом расстояние h между подвижными упорами выбрано по формуле

h= (0,38 — 0,45) VF, где F — площадь проходного сечения переменного дросселя.

2. Привод по и. 1, отличающийся тем, что он снабжен обратным клапаном, установленньгм параллельно стабилизирующему устройству между выходом золотникового распределителя и входом тормозного золотника.

3.Привод по пп. 1и2,отличаюшийся тем, что он снабжен подпорным клапаном, установленным в гидролинии цилиндра выборки люфтов, связанной со сливом.