Астатическая система управления гидростатической смазкой

Астатическая система управления гидростатической смазкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >56853I

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09,07.75 (21) 2153371/08 (51) М. Кл В 23 Q 1/06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень ¹ 30 (45) Дата опубликования описания 03.11.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий (53) УД1(621.9-219.2 (088.8) (72) Автор изобретения

С. Н. Аграновский

Особое конструкторское бюро станкостроения (71) Заявитель (54) АСТАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ГИДРОСТАТИЧ ЕСКОЙ СМАЗКОЙ

Изобретение относится к гидравлическому и смазочному оборудованию металлорежущих станков.

Известна система управления гидростатической смазкой, не требующая подачи допол- 5 нительного расхода масла в цепь управления, что достигнуто за счет применения двухступенчатого золотника (1). Эта система поддерживает постоянным отношение давлений перед дросселем настройки и после него, что является условием сохранения постоянным зазора при изменении нагрузки, действующей на опору. Одним из недостатков этой системы является то, что при умень шении действующей на опору нагрузки абсолютные значения давлений, отношение которых остается постоянным, уменьшаются. Поэтому при уменьшении нагрузки, действующей на опору, уменьшается сигнал рассогласования и, следовательно, уменьшается сила, приводящая в движение золотник, которая равна алгебраической сумме произведений давления масла перед дросселем настройки на площадь меньшего торца золотника и давления масла после дросселя настройки на площадь большего торца золотника. Вследствие наличия трения у золотника уменьшение сигнала рассогласования вызывает увеличение зоны нечувствительности системы управления. Таким образом, при работе на чистовых режимах, когда нагрузка на опоры минимальна, а точность стабилизации зазора должна быть наибольшей, система оказывается наименее чувствительной к измерению зазора и поэтому точность его стабилизации оказывается невысокой.

В этой системе в качестве дросселирующего элемента используется одна из кромок меньшего по диаметру пояска золотника.

Данный способ дросселирования не может быть использован при управлении малыми расходами масла. Между тем, для применения в металлорежущих станках предпочтительны системы гидростатической смазки, способные работать на малых расходах масла.

Рассматриваемая система обладает еще одним серьезным .недостатком, который заключается в том, что в смазочную канавку масло подается от источника питания через два последовательно включенных дросселирующих элемента — золотник и дроссель, имеющий постоянное гидравлическое сопротивление. Поэтому в данном случае давление масла, подводимое от источника питания, должно быть большим, чем у систем, у которых смазочная канавка отделена от источника питания только золотником.

Асгатические системы управления гидростатической смазкой с автономным измери568531

55 б0

65 тельным элементом, в том числе и эта, рассматриваемая в качестве прототипа, склонны к потере устойчивости. Поэтому с целью повышения запаса устойчивости приходится жертвовать качеством управления, уменьшая, например, коэффициент усиления системы по расходу.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации зазора между поверхностями измерительного элемента и базовой путем уменьшения зоны нечувствительности, уменьшение давления масла, подводимого от источника питания, обеспечение возможности управления малыми расходами масла, увеличение запаса устойчивости системы практически без снижения качества управления.

Д ля этого в предлагаемой системе дроссель настройки и дросселирующий элемент золотника подключен к источнику питания параллельно, поэтому изменение давления нагрузки, действующей на опору, не вызывает изменения давления масла перед дросселем настройки и после него, а так как давление масла перед дросселем настройки равно давлению масла, подводимого от источника питания (сопротивлением в гидролиниях пренебрегаем), то значения давлений масла перед дросселем настройки и после него всегда являются максимальными.

В качестве дросселирующего элемента применена винтовая канавка, выполненная на меньшем по диаметру пояске золотника и позволяющая значительно уменьшить облитерацию и засорение при работе с малыми расходами масла.

В гидролинию обратной связи последовательно включен корректор, вы полненный в виде цилиндра, внутри которого размещен плунжер,,имеющий на цилиндрической поверхности винтовую канавку и подпружиненный с обеих торцов пружинами. Применение корректора обеспечивает подачу дополнительного сигнала рассогласования, пропорционального первой производной от давления в канавке измерительного элемента.

На фиг. 1 приведена схема астатической системы управления гидростатической смазкой в незамкнутой опоре; HB фиг. 2 — та же система, в схему которой дополнительно включен корректор.

Система управления состоит из дросселя настройщики 1 и двухступенчатого золотника, выполненного из двух плунжеров 2 и 8. На одном из поясков плунжера 8 нарезана винтовая канавка 4, которая является дросселирующим элементом. Канавка 5, расположенная на поверхности б измерительного элемента, соединена с источником питания (на схеме не показан) через дроосель настройки 1.

Смазочная канавка 7, расположенная на несущей поверхности 8 гидростатической опоры, также соединена с источником литания через винтовую канавку 4. Применение винтовой канавки обусловлено необходимостью управления малыми расходами масла. При движе5

40 нии золотника длина винтовой канавки, дросселирующей масло, поступающее от источника питания, изменяется — таким образом регулируется расход масла, направляемого на смазку.

Торцы плунжеров 2 и 8 находятся соответственно в камерах 9 и 10. Смазочный слой, имеющий толщину а, расположен между поверхностью б и базовой поверхностью 11.

Корректор (см. фиг. 2) состоит из цилиндра 12 и плунжера 18, подпружиненного со стороны торцов двумя пружинами 14. На плунжере 18 нарезана винтовая канавка 15.

Предлагаемая система работает следующим образом.

Золотник находится в равновесии только в том случае, если отношение давлений на входе и на выходе дросселя настройки (илп, что то же самое, отношение давлений в камерах 9 и 10) равно отношению площадей большего и меньшего торцов золотника, Поскольку отношение площадей есть величина постоянная, система поддерживает постоянным отношение давлений перед и после дросселя настройки, что является условием сохранения постоянным зазора между поверхностями б и 11 соответственно измерительного элемента и базовой.

В ряде случаев рассматриваемая система автоматического управления имеет достаточный запас устойчивости. В тех же случаях, когда запас устойчивости недостаточен, рекомендуется применять корректор.

Корректор обеспечивает подачу дополнительного, пропорционального первой производной от давления в канавке измерительного элемента, сигнала на золотник системы управления, что значительно улучшает динамические характеристики автоматической системы.

Исследования показали, что предлагаемая система обладает необходимыми статическими и динамическими характеристиками, позволяющими успешно использовать ее в системах гидростатической смазки тяжелых станков различных моделей.

Формула изобретения

1. Астатическая система управления гидростатической смазкой, содержащая незамкнутую опору со смазочной канавкой, гидравлически связанной с источником питания, и автономным .измерительным устройством с измерительной канавкой, управляемым двухступенчатым золотником с дросселирующим устройством и торцовыми камерами большей и меньшей ступеней, и дроссель настройки, отличающая ся тем, что, с целью уменьшения зоны нечувствительности системы и уменьшения давления питания, смазочная канавка связана с источником питания через дросселирующее устройство и торцовую камеру меньшей стулени золотника, а измерительная канавка связана с источником пита568531 ния через дроссель настройки и торцовую камеру большей ступени золотника, 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дросселирующее устройство золотника выполнено в виде винтовой канавки на цилиндрической поверхности меньшей ступени золотника.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно введен корректор в .виде плунжерного цилиндра с винтовой капавкой на плунжере, при этом плунжер с торцов подпружинен относительно цилиндра, включенного в линию связи, соединяющую торцовую камеру большей ступени золотника

6 с измерительной канавкой.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе.

1. Патент Англии № 906818 кл. 12f1/A, 10 1967.

568531

Составитель В. Аношко

Техред М, Семенов

Корректор В. Гутман

Редактор Н. Аристова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 647/1700 Изд. № 679 1ираж 1207 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/о