Автор: Бирюков Б.Н.
Теги: формообразование со снятием стружки молоты и прессы разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы отдельные машиностроительные и металлообрабатывающие процессы и производства металлорежущие станки гидравлика издательство машиностроение серия библиотека станочника
Год: 1979
Текст
Blili/IHOI К KA
СТАНОЧНИКА
Б. Н. Бирюков
ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
БИБЛИОТЕКА
СТАНОЧНИКА
Б. Н. Бирюков
ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Долгопрудненский авиационный техникум
Электронная библиотека
141702 Россия, Московская обл., Phone: 8(495)4084593 8(495)4083109
г. Долгопрудный, пл. Собина, 1 Email: dat.ak@mail.ru
Site: gosdat.ru
Москва Машиностроение * 1979
ББК 34.63-5
ББ4
УДК 621.9.06
Редакционная коллегия:
доц. А. В. Коваленко, инж. Г. Н. Кокшаров, инж. В. А. Куприянов, -дроф.
В. В. Лоскутов, Герой Социалистического Труда токарь Л. Я. Мехонцев,
инж. Г. Р. Мозжилкин, инж. Э. П. Молчанов, лауреат Государственной премии
СССР проф. С. И. Самойлов (председатель), канд. техн, наук доц. А. А. Спи-
ридонов, д-р техн, наук проф. К). С. Шарин
Рецензент инж. Ж. Э. ТАРТАКОВСКИЙ
Бирюков Б. Н.
Б64 Гидравлическое оборудование металлорежущих стан-
ков. М.: Машиностроение, 1979. — 112 с., ил. — (Б-ка ста-
ночника).
25 к.
В книге рассмотрены схемы и принцип действия гидроприводов современных
металлорежущих станков, описаны конструкции основных агрегатов, а также
механизмов управления и распределения; подробно освещены способы устра-
нения неисправностей гидроприводов и даны рекомендации по их обнаружению.
Книга предназначена для рабс^рх-станочников, слесарей-ремонтников и ма-
стеров, занимающихся эксплуатацией металлорежущих станков.
г 31304-145.^^ 1 ББК 34.63-5
Б ~ Ц5-79. 2704040090
38.(Ю^МЭ. - 6П4.6.08
© Издательство «Машиностроение», 1979 .г.
ИБ № 1414
Борис Николаевич Бирюков
ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Редактор Л. И. Воронина
Технический редактор А. И. Захарова
. Корректор А. М. Усачева
Переплет художника Е. Г. Шубенцова
Сдано в набор 06.03.79. Подписано в печать 20.06.79. Т-08192.
Формат 60X90Vie. Бумага типографская № 2. Гарнитура литературная Печать высокая.
Усл. печ. л. 7,0. Уч.-изд. л. 7,3. Тираж 15 000 экз. Заказ 1011. Цена 25 к.
Издательство «Машиностроение», 107885, Москва, ГСП-6, 1-й Басманный пер., 3
Московская типография № 4 Союзшэлиграфпрома,
при Государствнениом комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,
Москва, 129041, Б. Переяславская, 46
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современные станки-автоматы и полуавтоматы, автоматизирован-
ные агрегатные станки, станки с числовым программным управле-
нием широко оснащают гидрофицированными приводами, а многие
станки выпускают только с гидроприводом.
Гидравлические системы станков состоят из элементов различ-
ной сложности, взаимодействие и последовательность срабаты-
вания которых определяется заданным циклом работы оборудо-
вания. Применение,гидроприводов и гидроавтоматики в станк-ах
непрерывно увеличивается, а многочисленные конструкции и схемы
гидравлических устройств быстро совершенствуются.
Широкое применение гидропровода в металлорежущих станках
объясняется возможностью получения практически любого вида
механического перемещения и простотой преобразования вращатель-
ного движения в поступательное, возможностью бесступенчатого
регулирования в широком диапазоне скоростей и подач для обес-
печения оптимального режима резания, легкостью осуществления
автоматической и программной работы станка, простотой и удоб-
ством управления, возможностью получения плавных движений и
длительных статических усилий, высокой компактностью передач,
возможностью получения частых и быстрых переключений при воз-
вратно-поступательных и вращательных движениях, простотой
реверсирования, предохранения привода и приводимого механизма
от поломок и перегрузок, возможностью осуществления простого
контроля за величинами сил и нагрузок в механизмах (по давле-
нию рабочей жидкости в гидросистеме), легкостью стандартизации
и унификации элементов и схем гидропривода.
Гидропривод в металлорежущих станках эффективно исполь-
зуют в сочетании с электрическими средствами управления, что
позволяет использовать положительные достоинства гидравличе-
ской и электрической систем (дистанционность, простота монтажа,
быстрота передачи сигналов управления, легкость корректирова-
ния выходных сигналов). Гидравлические системы управления, со-
стоящие из электрогидравлических аппаратов, широко используют
в станках для точного регулирования положения управляемого
органа, в копировальных системах, в агрегатных станках и автома-
3
Тйческих линиях; они составляют основу большинства систем чис-
лового программного управления.
Гидропривод в станках применяют для обеспечения рабочих
движений и подач с регулированием скоростей и реверсированием
подачи, зажима и разжима заготовки, выборки зазоров в,элементах
станков, переключения зубчатых передач коробок скоростей, пере-
мещения центров и упоров, торможения шпинделей, блокировки,
усиления управляющих сигналов, уравновешивания механизмов
станка, удаления стружки.
Возможности гидрофицированного оборудования часто не ис-
пользуются полностью лишь из-за недостаточных знаний обслужи-
вающим персоналом устройства и работы гидропривода. Отказы
и сбои в работе гидрооборудования, вызываемые чаще всего наруше-
ниями правил эксплуатации гидравлических систем, вызывают
иногда- недоверие к гидроавтоматике и надежности работы гидро-
привода. На самом деле современные гидроприводы, обладающие
весьма сложной и гибкой схемой при соблюдении обслуживающим
персоналом основных правил способны обеспечить длительную
и безотказную работу оборудования.
Данная книга входит в серию «Библиотека станочника».
ГЛАВА ПЕРВАЯ
АГРЕГАТЫ ГИДРОПРИВОДОВ, ГИДРОАППАРАТУРА
И ОБОРУДОВАНИЕ СТАНКОВ
Гидропривод представляет собой систему машин и аппаратов для
передали механической энергии с помощью жидкости. В металло-
режущих станках находит применение объемный гидропривод с
вращательным и возвратно-поступательным движением выходных
звеньев. В конструкции гидропривода используется потенциальная
энергия давления жидкости, нагнетаемой в систему насосом.
Основными агрегатами гидропривода (рис. 1) являются насос
и гидродвигатель. Насос служит для преобразования механической
энергии приводного двигателя в энергию состояния рабочей
жидкости, гидродвигатель преобразует энергию жидкости в механи-
ческую энергию. Управление работой гидропривода осуществляется
с помощью механизмов управления, которые могут воздействовать
на насос или гидродвигатель, изменяя их рабочие характеристики,
а также на аппараты, устанавливаемые в гидролиниях, связываю-
щих насос с гидродвигателем. Находят применение и смешанные
системы регулирования. Гидравлическая система включает в себя
также вспомогательные устройства (гидробаки, фильтры, уплот-
нения и т. п.). ’ -
В качестве рабочей жидкости для гидроприводов металлорежу-
щих станков рекомендуются нефтяные качественные масла .с отсут-
ствием механических примесей и водорастворимых кислот и щелочей:
ВНИИ НП-403 (ГОСТ 16728—71) вязкостью 25—35 сСт, турбинное
22П вязкостью 20—23 сСт, турбинное 30 вязкостью 28—32 сСт
(при температуре 50° С) и др. Плотность масел р = (8504-950) кг/м3,
Ввиду высокого значения объемного модуля упругости жидкости
Механическая
энергия
Г идравлическая
- энергия
Механическая
энергия
Рис. 1. Структурная схема гидравлического привода
5
при давлениях до 150—200 кгс/см2, имеющих место в'гидросистемах
металлорежущих станков, сжимаемостью масла во многих случаях
можно пренебречь.
Для изображения элементов гидравлических систем на схемах
в технической документации и в литературе каждой группе гидрав-
лических агрегатов присвоены определенные условные изображения
(ГОСТ 2.781—68). В действующей технической документации,
а также в литературе широко используются условные полукон-
структивные изображения гидравлических агрегатов, разработан-
ные ЭНИМСом. В ГОСТ 2.781—68 приведены эти условные изобра-
жения и показано их соответствие рекомендуемым.
1. НАСОСЫ И ГИДРОДВИГАТЕЛИ
Общим принципом действия любой гидромашины объемного дей-
ствия является циклическое изменение объемов рабочих камер.
При движении частей насоса во время увеличения объема рабочей
камеры она сообщается посредством распределительных окон с вса-
сывающей гидролинией. В рабочей камере образуется вакуум, и
камера заполняется рабочей жидкостью из бака под действием ат-
мосферного давления. После заполнения, когда объем камеры умень-
шается, она отсоединяется от всасывающей гидролинии и сообщает-
ся с напорной гидролинией. В процессе прохождения через насос
жидкость приобретает дополнительный запас энергии, проявляю-
щийся в основном в увеличении статического давления.
В рабочие камеры гидродвигателя жидкость подается под дав-
лением. Она оказывает давление на рабочие органы гидродвигателя
и приводит их в движение, теряя при этом часть энергии.
Работа гидромашин сопровождается потерями, характеризуемы-
ми коэффициентом полезного действия
П = ПоПмПг.
где т]0, т]м, т]г—соответственно объемный, механический и гидрав-
лический КПД.
Объемные потери обусловлены внутренними и внешними утеч-
ками, а также сжимаемостью рабочий жидкости. Эти потери зависят
от конструкции гидромашины и от величины рабочего давления.
Значения объемного КПД гидромашин, используемых, в гидро-
приводах станков, составляют 75—90%. Механические потери свя-
заны с затратами энергии на трение движущихся частей. Среднее
значение механического КПД гидромашин составляет 75—95%.
Гидравлические потери возникают в связи с наличием трения жид-
кости о стенки внутренних каналов гидроагрегатов и в местных
сопротивлениях.При скоростях потока жидкости не более 4—6 м/с
гидравлические потери в серийных гидромашинах малы, и их можно
в расчет не принимать.
В. гидроприводах металлорежущих станков наиболее широкое
распространение получили поршневые прямодействующие гидродви-
6
Рис. 2., Гидроцилиндр двустороннего действия:
1 — грязесъемник; 2 — гильза; 3 — шток; 4— стопорное кольцо; 5 — уплотнитель; 6 —
поршень; 7 — проушина; 8 — уплотнитель
гатели (гидроцилйнДры), шестеренные насосы и роторные гидро-
двигатели, пластинчатые насосы, радиально-поршневые и акси-
ально-поршневые насосы и гидродвигатели, поршневые кулачковые
насосы. К перспективным видам гидромашин следует отнести ше-
стеренные гидромашины с внутренним зацеплением и специальным
профилем зубьев [2].
Гидроцилиндры являются простейшими устройствами для пре-
образования энергии в гидроприводе; чаще всего их используют в
качестве двигателей возвратно-поступательного движения.—Кон-
структивные формы гидроцилиндров весьма разнообразны. Наиболь-
шее распространение в гидроприводе станков получили гидроци-
линдры двустороннего действия с односторонним штоком (рис. 2).
Устройство гидроцилиндра показано на рис. 2. Гильза гидро-
цилиндра представляет собой стальную трубу с тщательно отрабо-
танной внутренней поверхностью. При небольшой длине цилиндра
гильза может быть выполнена литой с фланцами для крепления
крышек. Поршень изготовляют из чугуна. Уплотнения исключают
утечки по штоку и уплотняют рабочие зазоры между поршнем и
гильзой. Подвод масла осуществляется через отверстия в крышках,
приводимый механизм соединяют со штоком. Часто с подвижным
рабочим органом станка соединяют цилиндр. Подвод масла в таких
конструкциях осуществляется через полости штока (рис. 3, а).
Односторонний шток в одном направлении работает на продоль-
ный изгиб. Если устойчивость штока не может быть обеспечена, при-
меняют гидроцилиндры с двусторонним штоком (рис. 3, б).
а о) г)
Рис. 3. Схемы гидроцилиндров:
а ~ с подводом жидкости через полости штока; б —с двусторонним штоком; в —теле-
скопического типа; г — сдвоенного типа
7
При необходимости обеспечения больших перемещений приме-
няют телескопические гидроцилиндры, которые-состоят из ряда
гильз, вложенных одна в другую, причем каждая из них (за исклю-
чением внешней) выполняет также роль штока и поршня (рис, 3, в).
При ограничении по диаметру для обеспечения необходимой силы
применяют сдвоенные и строенные гидроцилиндры (рис. 3, г). Гидро-
цилиндры одностороннего действия способны развивать силу в одном
направлении — на выталкивание штока. В обратном направлении
поршень перемещается пружиной или другими механизмами.
Крепление гидроцилиндров можно осуществлять различными
способами. Выпускают гидроцилиндры С проушинами (см. рис, 2),
с фланцевым креплением (с резьбовыми отверстиями на передней
и задней крышках), со сквозными отверстиями под болты в крышках,
с лапами.
Сила (кгс), действующая на поршень гидроцилиндра в штоковой
полости,
р = р , (1)
где р —давление рабочей жидкости, кгс/см2; D —диаметр отвер-
стия гильзы, см; d — диаметр штока, см.
Уравнение равновесия сил, приложенных к поршню:
p^,PK+,,,jfc®+P,, + P,,, (2)
где Рн — нагрузка на шток, кгс; рПр — противодавление в полости
слива, кгс/см2; dj —диаметр штока в полости слива, см; Ртп—сила
трения уплотнений поршня, кгс; РТш — сила трения уплотнений
штока, кгс.
Скорость перемещения поршня (м/мин) определяется количест-
вом жидкости, поступаемой в единицу времени:
у = Ю3 -в ^~~Рпр) ?3)
25л (D2 — d?) ’
где Q — количество жидкости, поступающей в гидроцилиндр,
л/мин; а — коэффициент утечек (при уплотнении поршневыми
п , е см3/мин,
кольцами о =-0,15 кгс/с--2-).
Полезная мощность (кВт) гидроцилиндра
N = -^. (4)
102 7
Если рассчитывают силу, действующую на поршень в бесшто-
ковой полости, то члены d2 в уравнениях (1)—(3) и d2 из уравнения
(2) исключают.
Для получения угловых периодических движений в ограничен-
ных пределах (270—280°) применяют пластинчатые поворотные
гидродвигатели (рис, 4). В цилиндрическую расточку корпуса,
8
Рис. 4. Схема пластинчатого
поворотного гидродвигателя
Рис. 5. Устройство поршневого
поворотного гидродвигателя
герметизированную торцовыми крышками, помещен вал, несущий
пластину 1. Кольцевая полоеть между корпусом и валом разделена
перемычкой 2; зазоры между перемычкой и валом, а также между
пластиной и корпусом герметизированы уплотнителями 3. Масло,
поступая в левую или правую полость, оказывает давление на пла-
стину и приводит вал в движение. Для увеличения вращающего
момента гидродвигателя устанавливают несколько пластин, разде-
ляемых перемычками корпуса (угол поворота вала при этом умень-
шается). Вращающий момент (кгс • см) гидродвигателя
М,— /Дрг, (5)
8
где D — диаметр расточки цилиндра, см; dB — диаметр вала, см;
I — длина пластины, см; Ар — перепад давлений в полостях на-
гнетания и слива, кгс/см2, z — число пластин.
Угловая скорость (об/мин) вала поворотного гидродвигателя
при расходе Q л/мин
4
Для преобразования прямолинейного движения во вращатель-
ное иногда применяют поршневые поворотные гидродвигатели
(рис. 5). В цилиндр 1 помещен плунжер 2 с поршнями. На плун-
жере нарезана зубчатая рейка, которая входит в зацепление с зуб-
чатым колесом 3 и приводит его в движение. Вращающий момент
(кгс • см) на валу
лл л£>2 .
М = —~ г&р,
где D — диаметр отверстия гильзы цилиндра, см; г — радиус
начальной окружности зубьев зубчатого колеса, см.
(7)
9
Угловая скорость (об/мин) вала гидродвигателя при расходе Q
п =
2«103
Q
л2 D2 г
(8)
Роторные гидромашины широко применяют в качестве насосов,
а также двигателей в гидроприводе металлорежущих станков. По-
дача роторного насоса Q (л/мин)
Q == 10-8 дпцо, (9)
где q — объем жидкости, вытесняемой рабочими органами гидро-
машины за один оборот приводного вала, см3/об; п — частота вра-
щения приводного вала, об/мин; т]0 — объемный КПД гидромашины.
Если подачу насоса Q выразить в л/мин, а перепад давлений Ар
в рабочих камерах в кгс/см2, то полезную мощность (кВт) насоса
можно определить по формуле
(Ю)
Необходимая мощность (кВт) приводного двигателя
д— » V-*/
612т]н т)д т]Пр
где х]н, Дд, Пар—коэффициенты полезного действия соответствен-
но насоса, приводного двигателя и передачи от
двигателя к насосу.
Важной характеристикой насоса является высота всасывания
(м), определяемая степенью разрежения, которое возможно получить
в камерах всасывания:
10-2(ра-рв)Г, (12)
где ра —атмосферное давление, кгс/см2; рв —давление в камерах
всасывания, кгс/см2; Г — удельный вес жидкости, кгс/см3.
Высота всасывания ограничивает уровень расположения насоса
относительно уровня жидкости в баке.
- Частота вращения (об/мин) приводного вала роторного гидро-
двигателя при расходе Q и объемной постоянной гидродвигателя q
(расход жидкости на один оборот приводного вала без учета потерь)
Вращающий момент (кгс « см) на валу
М = ~ <?ДрПм « °»159<7АрПм
(13)
(14)
10
Полезная мощность (кВт) гидродвигателя может быть найдена
по формуле (10), если’учесть КПД, или по формуле
N = Мп
974-10®
(15)
где М — момент на валу гидродвигателя, кгс • см.
Шестеренные насосы отличаются простотой изготовления и экс-
плуатации, малыми габаритными размерами и массой, практиче-
ски равномерной подачей. Рабочими органами шестеренного насоса
являются находящиеся в зацеплении’ шестерни, установленные
в. цилиндрических расточках корпуса.
Схема действия двухшестеренного насоса с шестернями внеш-
него зацепления показана на рис. 6. Превращении ведущей шестер-
ни 1 по часовой стрелке в месте выхода зубьев шестерен 1 и 3 из
зацепления вследствие освобождения впадин между зубьями обра-
зуется разрежение. Происходит всасывание жидкости через канал 4
в полость всасывания 5. Заключенная во впадинах шестерен жид-
кость переносится в полость нагнетания, где она вытесняется из
впадин, при входе зубьев в зацепление, в канал 2. Устройство
насоса показано на рис. 7.
Подачу (л/мин) щестеренных насосов можно определить по'фор-
муле
Q =« 7 • 10-6 (16)
7
Рис. 6. Схема шесте-
ренного насоса внеш*
него зацепления
где m — модуль зубчатых колес, мм; z — число зубьев ведущей
шестерни; b — ширина шестерни, мм; п — частота вращения веду-
щей шестерни, об/мин.
Недостатком шестеренных насосов является высокая чувстви-
тельность к увеличению зазоров между шестернями и корпусом
и значительное понижение объемного КПД при повышении темпера-
туры рабочей жидкости. В типовых шестеренных насосах увеличение
торцового зазора на 0,1 мм вызывает понижение объемного КПД
на 20%. Шестеренные насосы, рассчитанные на высокое давление
рабочей жидкости, для повышения объемного КПД снабжены уст-
ройствами автоматической компенсации тор-
цового зазора между шестернями и крыш-
ками, а также разгрузки подшипников шесте-
рен, работающих в тяжелых условиях из-за 5
значительного радиального давления. Для
увеличения подачи в некоторых конструк-
циях шестеренных насосов с одной ведущей
шестерней устанавливают несколько ведомых.
Пластинчатые насосы достаточно просты
и отличаются малой пульсацией потока ра-
бочей жидкости. Схема пластинчатого насоса
показана на рис. 8. Рабочими органами насоса
(рис. 8, а) являются статор /, ротор 2 и
пластины 3, помещенные в радиальные пазы
П
ротора. Под действием центробежной силы, а также давления рабо-
чей жидкости на нерабочие торцы пластин в пазах ротора пластины
прилегают к поверхности статора и обеспечивают разделение по-
лостей всасывания и нагнетания. Оси статора и ротора располо-
жены с эксцентриситетом. При вращении ротора пластины в его
пазах совершают возвратно-поступательное движение, а объемы,
заключенные между ними, изменяются. При увеличении объемов
создается разрежение,и жидкость через окна в торцовых крышках
всасывается в рабочие полости гидромашины. При уменьшении
объемов жидкость вытесняется в каналы нагнетания.
На рис. 8, а показана схема пластинчатого насоса одинарного
действия. Большим ее преимуществом является возможность регу-
лирования подачи при постоянной частоте вращения ротора, а так-
же возможность изменения направления потока жидкости, что до-
стигается изменением эксцентриситета е. При е = 0 объемы, за-
ключенные между пластинами, не изменяются, и подача равна -ну-
лю. При отрицательном эксцентриситете полости всасывания и на-
гнетания гидромашины меняются местами и изменяется направление
потока жидкости.
В металлорежущих станках широкое применение получили нере-
гулируемые пластинчатые насосы двойного действия (рис. 8, б).
Здесь изменение рабочих объемов происходит вследствие особой
формы расточки статора. При вращении ротора жидкость всасы-
вается в окна 1, 3 и вытесняется через окна 3, 4, а каждая пластина
за один оборот ротора нагнетает жидкость 2 раза.
Рис. 7. Устройство шестеренного насоса:
1 —- корпус; 2 — шестерня; 3 т- опорная втулка; 4 — валик; 5 — торцовое уплотнение
12
Рис. 8. Схема пластинчатого насоса
Так как давление жидкости в пластинчатом насосе (рис. 9) дей-
ствует на ротор в диаметрально противоположных направлениях,
.то давление жидкости на ротор компенсируется, а подшипники ротора
разгружаются. Объемный КПД этих насосов составляет 70—88%,
а общий КПД 66—82%.
Подачу (л/мин) пластинчатого насоса двойного „действия
(см. рис. 8, б) определяют по формуле
Q = 2b(R—r) n(R+r)
tz
cos а
nr]0-10~6,
(17)
где b — ширина пластины, мм; R и г — геометрические параметры
расточки статора (см. рис. 8,6), мм; t — толщина пластины, мм;
z—число пластин; а — угол наклона пластин, град; п—частота
вращения ротора, об/мин.
Пластинчатые насосы чувствительны к величине зазоров между
ротором и торцовыми крышками, в них возможны заклинивания
Рис. 9. Устройство пластинчатого насоса двойного действия:
1 — ротор; 2 — диск; 3 — крышка; 4 — корпус; 5 — пластина; 6—статорное кольцо
•13
Рис. 10. Устройство роторного гидродвигателя
пластин в пазах ротора и задиры на рабочей поверхности статора.
В конструкциях большинства пластинчатых насосов предусмотрена
автоматическая компенсация торцовых зазоров в результате про-
тиводавления рабочей жидкости на один из торцовых подвижных
дисков.
Роторные гидродвигатели находят применение в гидроприводах
станков с ЧПУ. Эти гидродвигатели отличаются практически по-
стоянным вращающим моментом и гидростатической уравнове-
шенностью рабочих' органов, позволяющей получить минимальные
потери трения, а следовательно, высокую точность отработки задан-
ного сигнала.
Устройство роторного гидродвигателя двойного действия пока-
зано на рис. 10. В цилиндрическую расточку статора 1 помещен
ротор 2, лопасти 4 которого делят рабочий объем на отдельные ка-
меры. В расточках статора размещены-четыре цилиндрических ро-
лика-замыкателя 5, вращение которых синхронизировано между
собой, а также с вращением ротора. Для пропускания лопастей ро-
тора при его вращении-в роликах выполнены вырезы. Во время ра-
боты гидродвйгателя камеры нагнетания 3 и 7 ограничены с одной
стороны лопастями ротора, а с другой—соответствующими роликами-
замыкателями. Поскольку давление жидкости, заключенной между
двумя смежными лопастями, уравновешивается, вращающий момент
будет всегда создаваться только- вследствие давления на одну из
лопастей в каждой из двух секций. Произведя работу, жидкость
оказывается в полостях слива 6 и 8 и вытесняется в каналы слива.
Объемная постоянная гидродвигателя может быть определена
по формуле
q = ~ л (Z)2 —d2) У 10~3, (18)
i4
(19)
где D- —диаметр расточки статора, мм; а—диаметр.цилиндра рО
тора, мм; b — высота ротора, мм.
Вращающий момент (кг • см)
М = у- \р (p*—d?) Ь]м. IO-3.
Роторные гидродвигатели сложны в изготовлении.
Роторно-поршневые гидромашины находят применение там, где
необходимо получить высокое рабочее давление жидкости или
большой вращающий момент. Простота форм основных рабочих
органов (поршня и цилиндра) позволяет легко обеспечить их точное
сопряжение, вследствие чего утечки рабочей жидкости невелики,
а объемный КПД весьма высок. Установка большого числа ци-
линдров в одной машине (часто в несколько рядов) позволяет полу-
чить большую объемную постоянную q при высокой равномерности
потока жидкости и крутящего момента. Эти гидромашины делятся
На радиально-поршневые и аксиально-поршневые.
Радиально-поршневые гидромашины имеют обычно звездооб-
разное расположение цилиндров в плоскости, перпендикулярной
к оси вращения приводного вала. В основу кинематической схемы
заложен принцип действия кривошипно-шатунного механизма
(рис. 11). Рассмотрим работу одной поршневой группы трехпорш-
невого насоса при неподвижной точке О. Звено ООХ выполняет роль
кривошипа, а например, звено является шатуном. При вра-
щении кривошипа поршень будет совершать возвратно-поступатель-
ное движение. Кинематика приводных механизмов остальных порш-
ней аналогична. При неподвижном кривошипе ООХ и вращении
вокруг точки О остальных звеньев схемы поршни также будут
совершать возвратно-поступательные движения относительно ци-
линдров. В конструкциях радиально-поршневых гидромашин ис-
пользуются оба рассмотренных варианта схемы.
Насосы с неподвижными цилиндрами выполняют с клапанным
распределением рабочей жидкости, в насосах и гидромоторах с
вращающимся блоком цилиндров
распределение осуществляется осе-
выми распределителями. Устройство
такого насоса показано на рис. 12.
В цилиндрических расточках ротора
/ размещены поршни 2, которые при-
жаты к реактивному кольцу 3. Оси
О ротора и Oj обоймы смещены отно-
сительно друг друга. При вращении
ротора поршни совершают возврат-
но-поступательное движение, осу-
ществляя всасывание и нагнетание
рабочей жидкости-, в результате вза-
имодействия с реактивным кольцом,
которое для уменьшения потерь
Рис. 11. Принципиальная схе-
ма радиально-поршневой гидро-
машины
15
на трение вращается в подшипнике статора 4. Цилиндры ротора
своими каналами через отверстия втулки 5 и цапфы распределителя
осй 6 поочереднр соединяются с всасывающей и напорной гидро-
линиями (в соответствии е рабочими процессами в цилиндрах).
Цилиндры, в которых рабочий объем достигает максимального или
минимального значения, от гидролиний отсоединяется перемыч-
ками распределителя.
Ротор но-поршневые насосы создают неравномерный поток жид-
кости, так как подача каждого цилиндра изменяется по-синусои-
дальному закону. Неравномерность потока вредно отражается на
гидравлической системе, вызывает неравномерность движения ор-
ганов станка, неравномерность вращающего момента на валу гидро-
машины и сил на рабочем органе исполнительного механизма. Для
повыЩения равномерности потока жидкости увеличивают число
цилиндров..Нечетное число цилиндров дает лучшую равномерность
потока.
. Подача (л/мин) радиально-поршневого насоса может быть опре-
делена по формуле
Q = ^2enr]o-10-6. (20)
где ila —диаметр поршня, мм; z — общее число поршней; е—эк-
сцентриситет, мм; п — частота вращения, об/мин. Вращающий
момент
М =-^- daezApr]M-10-3. (21)
Радиально-поршневые гидромашины сложны по устройству,
имеют большие габаритные размеры и массу.
Рис. 12. Устройство радиально-поршневого насоса с вращающимся блоком
цилиндров
16
Рис. 13. Схемы аксиально-поршневых тидромашич
Аксиально-поршневые гидравлические насосы и гидромоторы
имеют пространственную кинематику. В этих гидромашинах ци-
линдры расположены параллельно друг другу, а их оси обычно
параллельны оси вращения блока -цилиндров. Аксиально-поршне-
вые гидромашины компактны, имеют малую относительную массу,
позволяют легко осуществлять регулирование, отличаются высо-
ким' КПД. Ротор аксиально-поршневой гидромашины имеет не-
большой диаметр, вследствие чего силы инерции, действующие на
поршни, невелики, что дает возможность увеличивать частоту вра-
щения до 3000—4000 об/мин.
• По конструктивным признакам аксиально-поршневые гидрома-
шины (рис. 13) делят на машины с наклонной шайбой (рис. 13, а)
и машины с наклонным блоком (рис. 13, б), Гидромашины состоят
из трех основных узлов: блока цилиндров 1 с поршнями 2, механиз-
ма вращения с приводным валом 3 и распределителя 6. Поршни
шатунами 4 в одном случае связаны с наклонной шайбой 5, шар-
нирно соединенной с приводным валом (рис. 13, а), в другом слу-
чае — с ведущим диском приводного вала 3 (рис. 13, б). Цилиндро-
вый блок в этом случае может быть связан с приводным валом по-
средством, например, карданной передачи.
При вращении блока поршни совершают возвратно-поступатель-
ное движение, осуществляя рабочие циклы в цилиндрах. При
этом ход поршней определяется углом а наклона шайбы илиблока.
В распределителе выполнены серповидные окна 7- и 8, связанные
17
с линиями гидросистемы. В момент, когда поршни изменяют на-
правление движения, каналы 9 цилиндров перекрываются перемыч-
ками. В некоторых гидромашинах поверхности контакта цилиндро-
вого блока и распределителя выполнены сферическими, что умень-
шает утечки при нарушении соосности блока распределителя.
В некоторых конструкциях блок цилиндров выполняют неподвиж-
ным. В этом случае поршни взаимодействуют с вращающейся от-
носительно блока цилиндров наклонной шайбой, жестко связанной
с приводным валом, а распределение жидкости осуществляется кла-
панами.
Подача (л/мин) аксиально-поршневых насосов
nd2
Q = —-^-Dztg апт]0- IO-6, (22)
где D —диаметр окружности, на которой расположены центры
цилиндров, мм.
Вращающий момент (кгс • см) аксиально-поршневого гидро-
мотора
М = — dn Dz tg aApr|M • 10~3. (23)
8
Подача аксиально-поршневого насоса или вращающий момент
аксиально-поршневого гидромотора регулируются посредством из-
менения угла наклона шайбы или блока цилиндров.
Поршневые кулачковые насосы применяют при высоких дав-
лениях рабочей жидкости (200—300 кгс/см2) и малых ее расходах.
Объемный КПД этих насосов равен 96%, общий КПД 90%.
Рис. 14. Устройство поршневого кулачкового насоса
18
Рис. 15. Условия изображения
гидромашин:
а — насос нерегулируемый неревер-
сивный; б — насос нерегулируемый
реверсивный; в — регулируемые не-
реверсивный и реверсивный насосы;
г — гидромотор нерегулируемый не-
реверсивный; д — гидромотор не-
регулируемый реверсивный; е — ре-
гулируемый нереверсивный и ре-
версивный гидромоторы; ж — плас-
тинчатый поворотный гидродвига-
тель
а) б) 0)
г) В) е) ж)
На рис. 14 показан поршневой кулачковый насос типа Н-4,
выпускаемый отечестенной промышленностью. В корпусе насоса
на подшипниках качения установлен приводной вал 1 с тремя экс-
центриками 2, расположенными со смещением на 120°. Для умень-
шения потерь на трение на эксцентриках установлены игольчатые
подшипники. Поршни 3 со всасывающими тарельчатыми клапанами
4 размещены в цилиндрах, расточенных в нижней части корпуса.
Цилиндры через обратные клапаны 5 сообщаются с напорной гид-
ролинией через соединительное отверстие 6. Рабочая жидкость к
поршням поступает через полость корпуса и соединительное отвер-
стие 7.
При освобождении эксцентриком тарелки клапана последний
под действием пружины поднимается, поднимается и поршень.
В результате образующегося при этом разрежения рабочая жидкость
всасывается в цилиндр через образовавшийся кольцевой зазор меж-
ду тарелкой клапана и поршнем. Далее эксцентрик, нажимая на
тарелку клапана, утапливает поршень, вытесняя жидкость в на-
порную гидролинию. Смещение эксцентриков по углу поворота
приводного вала уменьшает пульсацию потока нагнетаемой
жидкости.
Подача поршневых кулачковых насосов, как и насосов радиаль-
но-поршневых, может быть определена по формуле (20). Поршневые
кулачковые насосы имеют пульсацию потока рабочей жидкости
и относительно малую величину подачи.
В гидравлических схемах, когда нет необходимости показывать
полуйонструктивное изображение гидромашин, их обозначают
условными графическими изображениями (рис. 15). .
2. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ И РЕГУЛИРУЮЩАЯ
ГИДРОАППАРАТУРА
Направляющие гидрораспределители потока служат для на-
правления потоков жидкости в гидросистеме и управления последо-
вательностью действий и фиксации механизмов в заданном поло-
жении. В гидроприводе станков наибольшее применение находят
направляющие гидрораспределители с запорно-регулирующим эле-
19
Рис. 16. Схемы гидрораспределителей потока:
а — с положительным перекрытием; б — с нулевым перекрытием; в — с отрицательным
перекрытием
ментом плунжерного типа. Основным рабочим органом этого гидро-
распределителя является плунжер с выточками, помещенный в ци-
линдрическое отверстие корпуса с кольцевыми канавками, сооб-
щающимися через отверстия с линиями гидросистемы. Применяя
различную ширину выточек и поясков плунжера, различное число
и ширину кольцевых канавок корпуса, число отверстий для соеди-
нения с гидролиниями, можно получить различные схемы вклю-
чения гидрораспределителей.
Гидрораспределители (рис. 16) ’ могут быть с положительным,
нулевым и отрицательным перекрытием. При положительном пере-
крытии лучше осуществляется уплотнение между напорной и слив-
ной полостями гидрораспределителя, так как длина пояска плун-
жера больше длины выточки корпуса, однако при этом уменьшается
чувствительность гидрораспределителя. Гидрораспределители с ну-
левым и отрицательным перекрытием имеют малую величину зоны
нечувствительности, их применяют в следящих гидроприводах;
В зависимости от числа фиксированных или характерных по-
зиций запорно-регулирующего элемента гидрораспределители могут
быть двухпозиционными, трехпозиционными и т. д. В зависимости
от числа внешних гидролиний гидрораспределители могут быть двух-
линейными, трехлинейными и т. д. В двухлинейном гидрораспре-
делителе имеется два входных окна, а гидрораспределитель работает
как вентиль (рис. 17, а); в трехлинейном—три входных окна. Гид-
родвигатель посредством трехлинейного гидрораспределителя может
соединяться с напорной или сливной гидролинией (рис. 175 б).
К четырехлинейному гидрораспределителю подводят четыре гидро-
линии. Такие гидрораспределители предназначены для управления
реверсивными гидродвигателями (рис. 17, б). При смещении за-
порно-регулирующего элемента влево жидкость подается в левую
полость гидроцилиндра, а из правой полости (при работе гидро-
цилиндра) жидкость вытесняется через гидрораспределитель в гид-
робак. При смещении запорно-регулирующего элемента вправо
жидкость поступает в правую полость гидроцилиндра и сливается
из его левой полости.
Одним из главных параметров гидрораспределителей является
условный диаметр присоединяемого трубопровода, выбираемый,
в свою очередь, по допустимой скорости течения рабочей жидкости.
20
Потери давления (кгс/см2) в гидрораспределителе определяют
по формуле
= (24)
где % — коэффициент гидравлических потерь (для гидрораспре-
делителей с плунжерным запорно-регулирующим элементом £ =
= 2ч-4); v — средняя -скорость течения жидкости в окне гидро-
распределителя, см/с; g — ускорение земного притяжения, см/с2.
На гидравлических схемах гидрораспределители условно изо-
бражают прямоугольниками, состоящими из квадратов, причем'
каждой позиции подвижного элемента соответствует свой квадрат,
в котором стрелками показано направление потоков жидкости при
данной позиции. На рис. 17, а, б, в показаны условные изображения
даухпозиционных двухлинейных, трехлинейных и четырехлинейных
гидрораспределителей. Левому положению запорно-регулирующего
элемента гидрораспределителя (рис. 17, а) и среднему его поло-
жению (рис. 17, в) соответствует перекрытие гидролиний.
Управление гидрораспределителямй производится вручную, ме-
ханически (например, кулачками), электромагнитами, гидравли-
ческими или пневматическими устройствами. На рис. 18, а, б пока-
заны гидрораспределители с ручным и механическим управлением,
‘на рис. 18, в, д — схемы управления гидрораспределителями с ги-
дравлическим переключением, на рис. 18, в — схема переключения
гидрораспределителя с управляющим вспомогательным гидро-
•распределителем /, выполняющим роль усилительного звена. В за-
висимости от положения запорно-регулирующего элемента этого
.гйдрораспределителя поток жидкости направляется в правую или
клевую полость основного гидрораспределителя 2, соединенного с ис-
полнительным механизмом. На рис. 18, г показана схема электро-
магнитного, а на рис. 18, д—схема электрогидравлического управ-
ления. Электромагнитные устройства 1 воздействуют непосредст-
венно на запорно-регулирующий элемент 2 гидрораспределителя
или на подвижные органы 3 вспомогательных гидрораспределите-
Рис. 17. Схемы гидрораспределителёй потока и их условные изображения
21
лей. Преимущество схем показанных на рис. 18, в, г, заключается
в компактности гидравлических аппаратов и легкости их управ-
ления. Широкое применение находят и схемы с гидравлическим уп-
равлением без применения вспомогательных гидрораспредели-
телей.
На рис. 19 показан гидрораспределитель Г73-1 с переключаю-
щими электромагнитами, а на рис.20 показаны конструкции вспо-
могательных гидрораспределителей. Вспомогательные гидрорас-
пределители используются и в основных гидролиниях, если их
Рис. 18. Схемы управления гидрораспределителями и их условные изображения
22
Технические характеристики соответствуют необходимым условиям
работы основных гидролиний.
Крановые гидроаппараты являются более простыми распреде-
лительными устройствами. Запорно-регулирующим элементом кра-
нового гидроаппарата (рис. 21) является кран. Корпус 1 двухпо-
зиционного четырехлинейного кранового гидроаппарата типа
Г71-2 имеет четыре радиальных отверстия. Кран 2 имеет четыре
канавки и два сквозных отверстия 3 и 4, выполненных в разных
сечениях и соединяющих противоположные канавки. Гидродвига-
тель подсоединяют к отверстиям 6 и 7 корпуса; жидкость от насоса
поступает к отверстию 5 и уходит на слив через отверстие 8. В ука-
занном на рисунке положении I рукоятки и крана жидкость к гид-
родвигателю поступает через отверстие 3 крана и отверстие 7
корпуса, а сливается через отверстия 6, 4 и 8. При повороте руко-
ятки в положение // жидкость к гидродвигателю поступает через
канавку а крана и отверстие 6 корпуса, а сливается через отверс-
стие 7, в канавку б крана, отверстие 4, канавку в, сообщающуюся
при этом положении крана с отверстием 8 корпуса. При любом
Из двух фиксированных положений крана он оказывается гидрав-
лически уравновешенным, так как давление жидкости на кран все-
гда действует в противоположных канавках.
Крановые гидроаппараты применяют при сравнительно невы-
соком давлении и небольших расходах рабочей жидкости. Недо-
статком их является трудность обеспечения необходимой герметич-
ности.
Гидроклапаны в схемах гидроприводов станков используют для
защиты от перегрузок элементов гидросистемы и рабочих органов
гидромашин, для управления последовательностью действия меха-
низмов и режимом их работы.
~ Напорные гидроклапаны служат для автоматического ограни-
чения давления рабочей жидкости. Причиной повышения давления
могут быть возросшее сопротивление на приводном механизме,
засорение элементов гидросистемы, применение жидкости с повы-
шенной вязкостью и т. п. Нормально-закрытый напорный гидро-
клапан подсоединяют к защищаемой и сливной гидролиниям. При
увеличении давления в защищаемой гидролинии до значения, на
которое гидроклапан отрегулирован, он открывается и остается
открытым до тех пор, пока давление не будет равно допустимому.
Напорные гидроклапаны бывают различных типов: шариковые,
конические, плоские и плунжерные. Наиболее простым по конструк-
ции является шариковый гидроклапан. Он малочувствителен к
загрязнению, не требует притирки рабочих органов. Шариковые
гидроклапаны применяют при небольших давлениях, так как они
не обладают достаточной герметичностью. При работе шариковые
гидроклапаны вибрируют и создают шум. Конические гидрокла-
паны более совершенны. Тарелка конического гидроклапана хорошо
центрирована и притерта к седлу. Шариковые и конические напор-
ные гидроклапаны не обеспечивают стабильного давления при
23
Рис. 19. Гидрораспределитель с переключающими электромагнитами
Рис. 20. Вспомогательные гидрораспределители:
а — с механическим управлением; б — с электромагнитным управлением
Рис. 21. Крановый гидроапцарат
и его условное изображение
24
различных потоках рабочей жидкости. Этого недостатка не имеет
гидроклапан с фигурным седлом, а также гидроклапан плунжерного
типа. Гидроклапан плунжерного типа открывается при достижении
определенной деформации пружины. Усилие пружины (кгс), соот-
ветствующее началу открытия клапана,
Rnp = (Pi — ра) (25)
где — давление жидкости в напорной гидролинии, на которое
настроен гидроклапан, кгс/см2; р2 — давление в сливной гидро-
линии, кгс/см2; F — площадь гидроклапана (в плане), на которую
действует перепад давлений, см2.
Гидроклапаны, в которых рабочая жидкость действует непосред-
ственно на запорный элемент, называются гидроклапанами прямого
действия (рис. 22).
При высоких давлениях жидкости в гидроклапане прямого дей-
ствия необходимо использовать пружину с высокой жесткостью,
но это приводит к повышению собственной частоты колебаний за-
порного элемента и повышенному шуму при работе гидроклапана.
Чтобы уменьшить жесткость пружины, применяют гидроклапаны
дифференциального типа с плунжерами (рис. 23). У таких гидро-
клапанов начало-открытия соответствует усилию пружины
р п л (Д2 dz) (9 (Л
f'np Pi ' ~ • (^5)
Количество жидкости (л/с), проходящей через гидроклапан,
Q=«/]/'y(Pi-p2)-io-3>
(27)
где а = (0,52—0,65) — коэффициент расхода; f — площадь откры-
той клапаном щели, см2.
Напорные гидроклапаны работают периодически, поэтому до-
пускают большие скорости потока жидкости (до 30 м/с).
Рис. 22. Напорные гидроклапаны:
а — шариковый; б— конический; в—с фигурным седлом; г — плунжерный; д — условное
изображение
25
Переливные гидроклапаны могут работать длительное^-время,
перепуская значительные потоки рабочей жидкости (например, для
поддержания в гидросистеме заданного давления). В качестве
переливных применяют гидроклапаны с запорными элементами
плунжерного или дифференциального типа. Широкое применение
находит клапанный гидроагрегат типа Г52-1, схема которого
показана на рис. 24. В корпусе установлен напорный клапана 1
шарикового типа, а также переливной клапан с плунжерным запор-
ным плунжером 3, под действием пружины перекрывающим про-
ход жидкости от отверстия 4, к которому подводится жидкость,
к сливному отверстию 7. От отверстия 4 жидкость под рабочим дав-
лением через канал 5 и центральное отверстие плунжера 3 посту-
пает в полость# к гидроклапану /.Для ограничения потока жид-
кости через центральное отверстие плунжера 3 в нем установлен
гидродроссель 6. При повышении давления в гидросистеме гидро-
клапан / открывается, и давление в полости 8 понижается. Вслед-
ствие перепада давлений на нижний и верхний торцы плунжера 3
его равновесие нарушается. Плунжер поднимается сжимая пружину,
а избыток жидкости направляется в сливную гидролинию. Гидро-
дроссель 6 обеспечивает плавность работы гидроагрегата, исключает
резкие колебания давлений в гидросистеме, а также шум при работе
гидроклапанов. При необходимости в дистанционном управлении
гидроагрегатом к отверстию 2, закрытому пробкой, присоединяют
гидролинию управления. При сообщении отверстия 2 со сливной
гидролинией гидроагрегат срабатывает.
Обратные гидроклапаны используют для пропускания потока
жидкости только в одном направлении. Конструкция таких гидро-
клапанов аналогична конструкции напорных гидроклапанов, толь-
ко в обратных гидроклапанах более слабая пружина, которая
служит для быстрого закрывания гидроклапана при смене направ-
ления потока жидкости.
Часто гидроклапаны устанавливают для получения некоторого
противодавления в гидросистеме с целью исключения попадания
в нее воздуха.. Конструкция этих гидроклапанов также аналогична
Рис. 23. Схема напорного гидрокла- Рис. 24. Схема клапанного гидроагре-
пана дифференциального типа гата типа Г52-1
26
йструкции напорных гидроклапа-
нов. Усилие пружины соответствует
величине необходимого противодав-
ления.
Редукционные гидроклапаны (рис.
25) применяют для понижения дав-
ления на отдельных участках гид-
росистемы. Плунжер 2 под действием
пружины 5 перекрывает канал 1,
к которому подсоединен источник
питания. Под действием давления
рабочей жидкости плунжер смещает-
ся, сжимая пружину, и жидкость
через прикрытое отверстие под пони-
женным давлением рред поступает
через канал 6 к потребителю. Жид-
кость по каналу 3 поступает также
в полость 4, где оказывает давление
D
Рис. 25. Схема редукционного
гидроклапана и его условное
изображение
на плунжер, направленное
на закрытие канала 1. Под действием пружины и давления жид-
кости на торцы плунжер находится в равновесном состоянии,
постоянно сообщая между собой каналы 1 и 6 и обеспечивая паде-
ние давления
условии
в щелевом отверстии. Гидроклапан откроется при
Я(Р . лО2
Р1 4 ^Рред~
Г /?пв>
(28)
откуда
Рред <:= Р-1
d*
D2
4-Rnp
лО2 ’
При уменьшении или увеличении давления в гидролинии по-
требителя против установленного равновесие плунжера нарушается
и он, перемещаясь, увеличивает или уменьшает площадь канала
’гидроклапана, т. е. уменьшает или увеличивает падение давления
в гидроклапане. Редукционный гидроклапан может быть исполь-
зован лишь для понижения давления рабочей жидкости. Промышлен-
ность серийно выпускает редукционные гидроклапаны типа Г-57.
Гидродроссели представляют собой гидравлические сопротив-
ления и предназначены для изменения расхода рабочей жидкости
в линии гидросистемы, питаемой от насоса с постоянной подачей.
Принцип действия гидродросселя основан на изменении величины
его сопротивления путем изменения площади дросселирующего
отверстия. Существует множество конструкций гидродросселей
(рис. 26). Наибольшее применение находят щелевые и игольчатые
гидродроссели.
Гидродроссели выпускают с нерегулируемым и регулируемым
сопротивлением. Последние применяют в гидролиниях, машин,
скорость которых в процессе работы необходимо изменять. Гид-
родроссели обеспечивают стабильный расход жидкости (и скорость
27
Рис. 26. Схемы гидродросселя:
а — щелевой; б — игольчатый; в, г — с эксцентричной проточкой; д — плунжерного типа;
е — условные изображения
приводимого механизма в системе) лишь при постоянных перепадах
давлений на входе и выходе из~ гидродросселя [см, формулу (27)].
Давление в линии гидродвигателя зависит от нагрузки, которая
может изменяться в широких пределах.
Регуляторы потока (рис. 27) применяют для обеспечения по-
стоянного расхода жидкости. Конструктивно регулятор потока пред-
ставляет собой гидродроссель и регулятор, который обеспечивает
постоянное давление перед гидродросселем. При постоянном
давлении р в напорной гидролинии и постоянном давлении в слив-
ной гидролинии р2 расход жидкости через гидродроссель зависит
от сечения открытой щели гидродросселя 1 и давления Рх в камере 2
перед гидродросселем. Это давление автоматически поддерживается
постоянным плунжером 4, находящимся при работе в равновесии
по действием давлений рх и р2, а также пружины 3. При повыше-
нии давления рх плунжер перемещается вверх, перекрывая канал 5,
соединяющий камеру 2 с камерой 6 подвода жидкости. Давление®
перед гидродросселем сохраняется постоянным. При понижении
давления рх плунжер увеличивает проходное сечение в канале 5.
В приведенной схеме регулирования насос гидросистемы находится
28
под полным давлением, обеспечивая полную подачу, рабочей
жидкости, избыток которой сливается через переливной гидро-
клапан в бак. КПД регулятора потока определяется суммой потерь
в гидродросселе и регуляторе.
Широкое применение находит.. регулятор потока, в котором
конструктивно объединены гидродроссель 1, редукционный гидро-
клапан 8 и напорный гидроклапан 5 шарикового типа (рис. 28).
Расход жидкости (скорость гидродвигателя) регулируют гидро-
дросселем 1. Плунжер 8 редукционного гидроклапана находится
в, равновесном состоянии по давлением жидкости рх и р2 на его
торцы, а также пружины, стремящейся перекрыть канал 9, через ко-
торый возможен слив жидкости из напорной гидролинии в гидробак.
В камеру 6 жидкость поступает через канал 2 с встроенным, гид-
родросселем 3. Часть жидкости из насоса сливается через канала 9
в гидробак. От величины зазора между плунжером 8 и отверстием
канала 9 зависят количество сливаемой жидкости и величина дав-
ления рг перед гидродросселем. При повышении нагрузки на гидро-
двигателе давление р2 увеличивается; увеличиваетя давление в
Рис. 28. Регулятор потока с напорным'шариковым гидроклапаном:
а — конструкция; б —условное изображение
29
Рис. 29. Схема реле дав-
ления
Камере 6, вследствие чего плунйсёр 8 пе-
реместится вниз, прикрывая зазор в кана-
ле 9. Давление перед дросселем соответ-
ственно увеличится, а перепад давлений
на гидродросселе Сохранится прежним.
При уменьшении нагрузки на двигателе
давление р2 в камере 6 уменьшится. Плун-
жер 8 переместится вверх, увеличивая
количество сливаемой жидкости в гидро-
бак и уменьшая давление рг. Установлен-
ный расход жидкости через гидроагрегат
сохраняется.
При повышении давления в линии гидродвигателя свыше допу-
стимого открывается гидроклапан 5. Давление в камере 6 снижается,
и плунжер 8, поднимаясь, сообщает нагнетательную гидролинию со
сливной. Давление срабатывания гидроклапана 5 регулируется
изменением усилия пружины 4. Регулятор потока имеет канал 7
для дистанционного управления посредством изменения дав-
ления в камере 6 (например, сообщая ее со сливной гидро-
линией).
При необходимости обеспечения вйдержки времени между дей-
ствиями агрегатов гидросистемы применяют гидроклапаны выдерж-
ки времени. В гидравлических системах станков для автомати-
ческого управления элементами гидросистемы широко применяют
реле давления (рис. 29). Жидкость из гидролинии подводится к от-
верстию 1. Под действием давления жидкости мембрана 2 дефор-
мируется и действует на рычаг 3, который переключает микро-
переключатель 4 в той или иной цепи управления. Давление
срабатывания реле регулируется пружиной 5.
Гидравлические панели управления выпускают и широко ис-
пользуют наряду с отдельными гидроагрегатами. Они представляют
собой комбинацию различных гидроаппаратов, смонтированных в
одном корпусе и соединенных между собой каналами; причем труб-
ные коммуникации заменяют отверстиями и проходами в корпусе
панели. Такое исполнение обеспечивает компактность размещения
гидроагрегатов, повышает надежность соединений, улучшает усло-
вия унификации и стандартизации комплексов гидрооборудования,
предназначенных для обеспечения одинаковых или сходных рабочих
циклов. Например разделительная гидропанель типа Г53-1 служит
для автоматического включения и отключения насоса низкого дав-
ления высокой подачи. Гидропанель Г31-1 предназначена для гидро-
систем шлифовальных, заточных и хонинговальных станков, ра-
ботающих со сходными и рабочими циклами. Панель обеспечивает
рабочий цикл, состоящий из следующих элементов: пуск, непрерыв-
ные возвратно-поступательные движения стола с бесступенчатым
регулированием скорости, блокирование ручного перемещения
стола, плавный подвод стола к жесткому упору, периодическая
или непрерывная подача шлифовальной бабки. Выпускают гидро-
30
панели управления для долбежных и строгальных станков, для
силовых головок агрегатных и специальных станков и т. д.
На гидравлических схемах аппараты, относящиеся к одной
и той же гидропанели, принято обводить штриховой линией.
3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ
Гидравлические усилители служат для усиления маломощных
входных сигналов в следящих гидроприводах копировальных стан-
ков, а также станков с ЧПУ (следящая система предполагает кро-
ме усиления мощности входного сигнала наличие обратной связи).
В системах гидроавтоматики станков находят применение несколь-
ко типов гидравлических усилителей.
На рис. 30 показана схема простейшего гидравлического усили-
теля с дросселирующим гидрораспределителем следящего гидро-
привода копировально-фрезерного станка. Вертикальная подача
каретки 1 осуществляется гидравлическим цилиндром 2. Полости
цилиндра 2 подсоединены к гидрораспределителю 3, к которому от
источника питания подведена рабочая жидкость. При горизонталь-
ной подаче шаблон 6 действует на щуп 5 и шток 4 плунжера, кото-
рый, перемещаясь вверх или вниз (в зависимости от профиля шабло-
на), соединяет гидролинию нагнетания с нижней или верхней по-
лостью цилиндра 2. Каретка получает соответствующее переме-
щение. Корпус гидрораспределителя 3 жестко связан с кареткой,
чем обеспечивается обратная связь. Перемещение каретки вместе
с корпусом гидрораспределителя будет происходить на величину,
равную величине рассогласования. После этого отверстие канала
нагнетания в корпусе гидрораспределителя 3 перекроется пояском
плунжера и перемещение каретки прекратится. Входной управля-
ющий сигнал от щупа 5 оказывается «отработанным» при необходи-
мом усилении.
Для повышения точности и облегчения дистанционности управ-
ления в следящих гидроприводах (особенно крупных станков)
Рис. 30. Схема гидравлического,.уси-
лителя с дросселирующим гидрорас-
пределителем
Рис. 31. Схема гидравлического уси-
лителя типа сопло-—заслонка
31
Рис. 32. Схема гидравлического уси-
лителя момента
гидравлические исполнительные
механизмы часто сочетают с
управляющими электрическими
механизмами. В этих системах
со щупом связывают не гидро-
распределитель, а индуктивный
датчик, сигнал которого усили-
вается и подается к электроме-
ханическому преобразователю^
соединенному, с гидравлическим
усилителем ’ соответствующего
органа станка.
В .станках с ЧПУ, в системах
которых программоносителем
является вместо шаблона перфолента, широко применяют гидравли-
ческие усилители типа сопло—заслонка и гидравлические усилители
момента, используемые в электромеханических преобразователях
следящих гидроприводов.
Схема гидравлического усилителя типа сопло—заслонка показа-
на на рис. 31. Жидкость через гидродроссель 1 подводится к каме-
ре 2, давление в которой зависит от расхода через сопло. Величина
расхода определяется зазором проходной щели между соплом и за-
слонкой, связанной с чувствительным элементом системы. Измене-
ние давления в камере 2 вызовет перемещение плунжера исполни-
тельного гидрораспределителя 3 и гидродвигателя 4.в ту или иную
сторону. Гидравлические усилители данного типа отличаются вы-
сокой чувствительностью и точностью, а также быстродействием.
На рис. 32 показана принципиальная конструктивная схема гид-
равлического усилителя момента с шаговым электродвигателем
и "гидрораспределителем. Шаговый маломощный электродвигатель,
(ШД) 1 связан с запорным элементом 2 гидрораспределителя, пере-
крывающим окна нагнетания и слива во втулке 3, жестко связанной
с ротором гидродвигателя 5. При подаче импульса на шаговый элек-
тродвигатель его ротор (и запорный элемент гидрораспределителя)
повернется, на угол, соответствующий одному шагу электродвига-
теля, в зависимости от направления вращения, сообщая линии гид-
родвигателя 5 с гидролиниями нагнетания или слива гидросистемы.
Например, при повороте втулки по часовой стрелке питание по-
лучит линия 6 гидродвигателя, а линия 4 будет сообщена с гидроли-
нией слива. Ротор гидродвигателя будет поворачиваться в задан-
ную сторону, приводя в действие механизмы станка с необходимым
вращающим моментом. Втулка 3 повернется вместе с ротором (об-
ратная связь). После того, как каналы втулки 3 окажутся совме-
щенными с кромками элемента 2, линии гидродвигателя вновь
будут перекрыты и гидродвигатель остановится. Заданный сигнал
отработан (ротор гидродвигателя повернулся на тот. же угол, что
и ротор шагового электродвигателя). При подаче на шаговый дви-
гатель серии импульсов элемент 2 и ротор гидродвигателя придут в
32
синхронное движение. Каналы в корпусе 7 выполнены кольцевыми,
что позволяет гидравлическому усилителю работать при повороте
втулки на любой угол. Дополнительные каналы втулки 3, несвя-
занные с гидродвигателем, служат для исключения [одностороннего
давления жидкости на золотник.
^Применяют также гидравлические усилители момента с осевым
перемещением запорного элемента гидрораспределителя и втулки.
4. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ТРУБОПРОВОДЫ
Уплотнения. Надежность работы гидропривода в значительной
мере зависит от качества уплотнений, которые выбирают в зависи-
мости от величины рабочего давления, относительной скорости дви-
жения на поверхности трения, вида жидкости и рабочей темпера-
туры.
На рис. 33 показаны уплотнители рабочих зазоров гидроцилинд-
ров. К рабочим относятся зазоры’между поршнем и гильзой, а так-
же между штоком и направляющим отверстием крышки. Для уплот-
нения зазора между поршнем и гильзой используют поршневые
кольца (рис. 33, а), а также кольца круглого сечения (рис. 33, ,б),
уголковые (рис. 33, в) и воротничковые (рис. 33, г) манжеты
из маслостойкой резицосмеси. Поршневые кольца обеспечивают
больший срок службы уплотняемых соединений и работоспособны
при высоких давлениях масла, уплотнения в виде резиновых колец
просты, а уголковые и воротничковые обеспечивают^повышенную
герметичность. На шток чаще всего ставят елочные (рис. 33, д) и во-
ротничковые манжеты (рис. 33, е).
Рис. 33. Уплотнители рабочих зазоров гидроцилиндров
2 Зак. 1011
33
Уплотнения вызывают потери на трение. Сила трения уплот-.
нения.
Яу = fPy (29)
где / — коэффициент трения; ру — нормальное давление на поверх-
ности контакта уплотнения с поршнем или штоком; F? — площадь
контакта.
Если пренебречь предварительным натягом, то можно принять
Py=Pi или Ру = Рч (Pi—давление в полости нагнетания, Р2—давле-
ние в полости слива) в зависимости от расположения уплотнения.
При работе гидроцилиндра с поршневыми кольцами последние
прижимаются к поверхности гильзы рабочим давлением р масла.
На первое кольцо действует давление, равное 0,5 р, на остальные
кольца—давление, равное 0,25 р. При определении'площади контак-
та резинового кольца круглого сечения за ширину контакта может
быть принята ширина канавки под кольцо. Коэффициент трения
при поршневых кольцах может быть принят равным 0,2, при ре-
зиновых манжетах 0,1—0,13. При елочных уплотнениях 7?у =
= KFy, где К — удельная сила трения, принимаемая равной
2,2 кгс/сма. Уплотнение вращающихся валов осуществляют, как
правило, резиновыми или кожаными манжетами.
Фильтры. Загрязнение рабочей жидкости ухудшает работу гид-
равлических механизмов, повышает износ трущихся элементов,
приводит к отказам в работе гидропривода. Для очистки жидкости
от попавших в нее твердых частиц используют фильтры- По сте-
пени очистки различают фильтры: грубой очистки, пропускающие
частицы до 0,1 мм; нормальной очистки, пропускающие частицы до
0,01 мм; тонкой очистки, пропускающие частицы до 0,005 мм, и
особо тонкой очистки, пропускающие частицы до 0,001 мм. Фильт-
рацию можно считать удовлетворительной, если размер капил-
лярных каналов "фильтрующего элемента
Рис. 34. Пластинчатый
фильтр
не превышает половины наименьшего за-
зора в скользящих парах элементов гидро-
системы.
В качестве фильтрующего элемента
широко применяют сетки, фетр, войлок,
бумажные ткани, бумагу. Недостатком
фильтров, использующих эти материалы,
является необходимость в периодическом
демонтаже и смене или очистке фильтрую-
щего элемента. Такого недостатка не имеет
пластинчатый фильтр, широко применяе-
мый в гидросистемах станков.
Фильтр (рис. 34) представляет собой
набор пластин 1, разделенных проставка-
ми (скребками), толщина которых опреде-
ляет размер фильтрующей щели 2. Жид-
кость поступает в отверстие 3 корпуса,
34
Рис. 35. Мембранный пневмогидроак- Рис. 36. Схема гидропреобразователя
кумулятор:' давления
а —схема; 1 — баллон; 2 — жидкость; 3 —
разделительная мембрана; 4 — воздух;.
б — условное изображение
проходит через щели между пластинами и очищенная посту-
пает в гидросистему через отверстие 5. Очистка фильтра происхо-
дит при полном повороте ручки 4. При этом проставки выбирают
из щелей накопившуюся грязь, которую периодически убирают
через отверстие, закрытое пробкой 6. Пластинчатые фильтры при-
меняют для грубой очистки жидкости (минимальный зазор между
пластинами до 0,08 мм).
В зависимости от расхода жидкости и рабочего давления гид-
росистемы фильтры устанавливают последовательно или параллель-
но гидроагрегатам во всасывающей линии насоса или в сливной
магистрали. В последнем случае через фильтр постоянно проходит
лишь определенная часть рабочей жидкости.
За состоянием фильтров необходимо внимательно следить, так
как засорение приводит к чрезмерному повышению давления в ли-
нии, а при установке на всасывающей линии — к нарушению нор-
мальной работы гидросистемы. Как правило, параллельно фильтру
устанавливают предохранительные клапаны.
Гидроаккумуляторы. Иногда в гидравлической системе необхо-
дим кратковременный большой расход жидкости. Чтобы исключить
применение мощных и дорогих насосов, в этом случае используют
гидроаккумуляторы, которые накапливают энергию в период пауз,
получая жидкость от насоса небольшого расхода. Существует ряд
конструкций гидроаккумуляторов, различных по принципу дей-
ствия (грузовые, пружинные, пневмогидравлические). Наибольшее
распространение получили мембранные пневмогидроаккумуляторы
(рис. 35).
Гидропреобразователи. В станочных технологических приспо-
соблениях часто применяют устройства для преобразования (обыч-
но повышения) давления жидкости, называемые гидропреобразова-
телями. Гидропреобразователи, (рис. 36)’ находят применение и в
гидроприводе. На большую площадь дифференциального поршня
оказывает давление р1 жидкости гидросистемы. Повышенное дав-
2* 35
Рис. 37. Гидробак:
а — схема (1 — бак; 2 — всасывающая тру-
ба; 3—сапун; 4 — сливная труба; 5 —за-*
ливной фильтр); б — условное изображе-
ние; в — условное изображение холодиль-
ника
ление возникает в цилиндре пор-
шня с малым диаметром
Р2=Р1(~Х Пм- (30)
\ а /
Гидропреобразователь снаб-
жен плунжером, который авто-
матически производит переклю-
чения гидромагистрали нагне-
тания поочередно на камеры 1
и 2 и нагрузки соответственно
на камеры 3 или 4.
Гидробаки. Гидробак пред-
ставляет собой прочный метал-
лический корпус, окрашенный
внутри маслостойкой краской.
Емкость гидробака обычно
выбирают исходя из двух-
трехминутной подачи насоса.
Гидробак (рис. 37) выполняют
закрытым, чтобы исключить
попадание нерабочую жидкость стружки, абразива, эмульсии и
грязи. Для отвода из гидробака выделяющихся газообразных при-
месей и воздуха, а также для выравнивания внутреннего и внеш-
него давлений в его крышке установлен сапун, снабженный фильт-
ром. Для улучшения охлаждения и отстоя масла сливной и всасы-
вающий отсеки разделены перегородкой. Для улавливания продук-
тов износа стальных деталей в стенку гидробака иногда ввертывают
магнитную пробку. С целью упрощения гидравлических схем до-
пускается многократное условное изображение одного и того же
гидробака на различных участках схемы. Для более интенсивного
охлаждения масла иногда устанавливают холодильники (рис. 37, в).
Как правило, гидробак служит основанием для установки на-
соса с приводом, фильтра и защитно-регулирующей аппаратуры.
Такая установка в комплексе называется насосной станцией.
Трубопроводы. Трубопроводы соединяют между собой отдель-
ные агрегаты. В гидросистеме трубопроводы испытывают высокие
давления и вибрацию, поэтому они должны обладать необходимой
прочностью. Жесткие металлические трубопроводы выполняют из
бесшовных труб, изготовленных из стали 20. Прочность трубы мо-
жет быть рассчитана по формуле
ст (31)
1 S п
где р — рабочее давление, кгс/см2; d— диаметр трубы, см; s —
толщина стенки, см; [стр] — допускаемое напряжение растяжения
(для стали 20 [<тр] = 2800 кгс/см2); п = 2ч-4 — запас прочности.
36
Если агрегаты гидропривода установлены на подвижных частях
станков, применяют гибкие трубопроводы — резино-тканевые
шланги и гибкие металлические рукава. Гибкие трубопроводы вы-
пускают на различные давления и с различными проходными диа-
метрами.
Необходимый внутренний диаметр трубопровода может быть
определен по расходу жидкости Q и допустимой средней скоро-
сти v движения жидкости:
d= 4,6 мм. _ (32)
Весьма ответственными узлами являются соединения трубопро-
водов, которые выполняют с помощью специальной арматуры, по-
зволяющей осуществить неподвижное или подвижное соединение
в стыке.
ГЛАВА ВТОРАЯ
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОПРИВОДА
СТАНКОВ
1. ПЛАВНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ
Скорость выходного звена гидропривода прямо пропорциональ-
на количеству поступающей к нему жидкости, а при постоянной
подаче обратно пропорциональна рабочему объему камер гидрав-
лического двигателя. Применяют два способа плавного регулиро-
вания скорости гидропривода: дроссельный и объемный.
Гидропривод с дроссельным регулированием. При дроссель-
ном регулировании применяют насосы с постоянной подачей, а гид-
родвигатели с постоянным расходом. Для .регулирования расхода
жидкости гидродвигателем используют гидродроссели. Гидродрос-
сель может быть установлен последовательно с гидродвигателем
(в напорной гидролинии или в гидролинии слива) и параллельно ему.
Для обеспечения стабильного регулирования расход насоса обыч-
но превышает расход гидродвигателя, излишек жидкости сливает-
ся через переливной клапан в бак.
В схеме с последовательным включением гидродросселя в на-
порной линии (рис. 38, а) давление pt перед гидродросселем под-
держивается постоянным гидроклапаном 1. Часть жидкости, по-
даваемой насосом 2, сливается через гидроклапан в бак, а часть
поступает через гидродроссель 3 к двигателю 4. Давление р2 за
гидродросселем зависит от нагрузки, поэтому при изменении на-
грузки на выходном звене гидропривода перепад давлений на гид-
родросселе будет изменяться. Соответственна будет изменяться
37
расход жидкости, протекающей через гидродроссель, и скорость
гидродвигателя. Эту схему рекомендуется применять в механизмах
с постоянной нагрузкой как по величине, так и по направлению.
В схеме с последовательным, включением гидродросселя в слив-
ной линии (рис. 38, б) давление pj на гидродвигателе поддержи-
вается гидроклапаном 1 постоянным, поэтому изменение нагрузки
вызывает изменение противодавления рпр в линии между двигате-
лем 4 и гидродросселем 3. При увеличении нагрузки давление
перед гидродросселем уменьшается, а при уменьшении увеличи-
вается. Таким образом, перепад давлений на гидродросселе в этой
схеме также зависит от нагрузки, а постоянство скорости движения
гидродвигателя не обеспечивается. В результате двустороннего
давления жидкости на рабочие органы гидродвигателя схему с гид-
родросселем в сливной линии можно применять для механизмов
со знакопеременными нагрузками.
Схема с гидродросселем, установленным параллельно гйдро-
двигателю, показана на рис. 38, в. Часть жидкости, поступающая
от насоса, сливается через гидродроссель 3 в бак, а часть поступает
к гидродвигателю 4. При полном перекрытии гидродросселя ско-
рость движения гидродвигателя максимальна. По мере откры-
тия гидродросселя количество жидкости, поступающей в гидродви-
f)
Рис. 38. Схема привода с дроссельным регулированием:
/ — напорный гидроклапан; 2 — насос; 3 — гидродроссель; 4 — гидродвигатель; 5 — ре-
дукционный гидроклапан
38
гатель, уменьшается, уменьшается и скорость его движения. Гид-
роклапан 1 в этой схеме работает как предохранительный и сраба-
тывает лишь при перегрузках. Изменение нагрузки на гидродви-
гателе приводит к изменению давления в напорной линии, т. е.
к перепаду давления на гидродросселе. Таким образом, постоянство
скорости гидродвигателя не обеспечивается. Рассмотренная схема
более экономична, чем ранее рассмотренная, так как давление рг
в напорной линии, а следовательно, и потребляемая насосом мощ-
ность пропорциональны нагрузке гидродвигателя. Однако диапазон
регулирования привода с параллельным включением гидродроссе-
ля уже, чем при последовательном включении.
При значительных изменениях нагрузки для исключения ко-
лебаний скорости гидродвигателя схемы с простым дросселирова-
нием заменяют схемами со стабилизацией скорости путем установ-
ки редукционного гидроклапана (рис. 38, г—е). В этих схемах ре-
дукционный гиДроклапан 5 автоматически обеспечивает постоян-
ный перепад давлений на гидродросселе 2.
В схемах, приведенных на рис. 38, а, б, г, д, подача насоса
превышает потребный расход, поэтому утечки в насосе на ста-
бильность скорости гидродвигателя не сказываются. В схемах
рис. 38, в, е при колебаниях давления в напорной линии насоса из-
меняются его утечки и соответственно подача. Это приводит к до-
полнительному изменению настроенной скорости гидродвигателя.
Достоинствами дроссельного регулирования являются широкий
диапазон регулирования и его простота, недостатками—значитель-
ные потери энергии и низкий КПД. Для повышения КПД при дрос-
сельном регулировании используют схему с двумя насосами раз-
личной подачи, которые могут быть включены поочередно или одно-
временно. В пределах каждой ступени плавное регулирование осу-
ществляется гидродросселем. Дроссельное регулирование приме-
няют в гидроприводах небольшой мощности.
Гидропривод с объемным регулированием. В поршневом гидро-
приводе с объемным регулированием скорость движения выходного
звена регулируют изменением подачи насоса. Изменение скорости
гидроцилиндра 4 (рис. 39) производят, например, при изменении
эксцентриситета е радиально-поршневого насоса 5. В схемах с
объемным регулированием весь основной поток жидкости посту-
пает в гидродвигатель'без потерь на дросселирование, а рабочее
давление насоса устанавливается соответственно нагрузке, поэто-
му КПД гидропривода с объемным регулированием достаточно
высок.
В связи с тем, что утечки в насосе пропорциональны давлению
в напорной гидролинии, при колебаниях нагрузки (и соответствен-
но рабочего давления) количество жидкости, подаваемой насосом
в гидродвигатель, и его скорость будут изменяться. Особенно за-
метно влияние нагрузки на скорость движения выходного звена
гидродвигателя при малой величине установленной скорости. Это
может привести к низкому качеству обработки й поломке режущего
39
инструмента. Для обеспечения постоянства скорости гидропривода
применяют устройства стабилизации. Принцйп работы системы
стабилизации заключается в автоматическом регулировании пода-
чи насоса при изменении давления и утечек. Так, например, подача
насоса (см. рис. 39) зависит от соотношения силы пружины 1 и
давления пленжера 2 гидроцилиндра 3, действующих на подвиж-
ный статор. Гидроцилиндр 3 подключен к напорной гидролинии на-
соса. При установленной скорости и постоянной нагрузке действие
сил на статор уравновешивается. При увеличении нагрузки давле-
ние жидкости в напорной гидролинии увеличивается, увеличива-
ются также утечки насоса. Одновременно с этим/плунжер 2 под
действием повышенного давления в гидроцилиндре 3 смещает ста-
тор насоса, сжимая пружину 1. Эксцентриситет е и подача насоса
увеличиваются, компенсируя увеличившиеся утечки. При умень-
шении нагрузки на гидродвигатель давление жидкости снижается
и пружина 1, смещая статор насоса в противоположном направле-
нии, уменьшает подачу насоса. Однако при этом уменьшаются
утечки в насосе и сохраняется постоянство скорости гидродвигате-
ля. Существуют и другие схемы стабилизации.
В гидроприводах вращательного движения с объемным регули-
рованием скорость выходного звена регулируется либо путем изме-
нения подачи насоса при постоянном расходе гидродвигателя (ана-
логично схеме рис. 39), либо путем изменения расхода гидродви-
гателя (вследствие изменения рабочего объема камер). Для расши-
рения диапазона регулирования иногда применяют комбиниро-
ванное регулирование. 1
При регулировании изменением подачи насоса изменяется мощ-
ность гидропривода, а при регулировании изменением расхода
гидродвигателя изменяется вращающий момент на валу, завися-
щий при постоянном давлении жидкости от рабочего объема
камер гидромашины.
Рис. 39. Схема объемного регулирования скорости поршневого гидродвигателя
40
Рис. 40. Универсальный регулятор скорости
Для регулирования скорости приводных механизмов находят
применение универсальные регуляторы скорости (рис. 40), пред-
ставляющие собой сочетание разделенных или неразделенных (ус-
тановленных в одном корпусе) двух аксиально-поршневых гидро-
машин: насоса с регулируемой подачей и гидромотора с постоян-
ным расходом.
При вращении входного вала 1 насоса от электродвигателя с
постоянной скоростью вращения выходной вал 6 гидродвигателя
5 универсального регулятора скорости может быть остановлен или
приведен во вращение с любой скоростью (От нулевой до номиналь-
ной). Регулирование осуществляется изменением объема рабочих
камер насоса 4 за счет изменения угла наклона наклонного диска
3 рукояткой 2 с винтовой передачей. Масло от насоса поступает
непосредственно в рабочие камеры гидродвигателя 5 и приводит
его выходной вал в движение.
2. ПОЛУЧЕНИЕ РАБОЧИХ И БЫСТРЫХ ХОДОВ
Для изменения скорости поршневых гидроприводов в станках
часто применяют схему с двумя насосами, работающими на один
цилиндр (рис. 41). Насос /—высоконапорный с малой подачей, на-
сос 6—низконапорный с высокой подачей. В схеме имеются два
переливных гидроклапана 2 и 5 и обратный гидроклапан 4.
При малых нагрузках и холостых ходах поршень гидроцилинд-
ра 3 должен двигаться с высокой скоростью, а при увеличении на-
грузки его скорость должна снизиться до рабочей. При малых на-
грузках давление жидкости в напорной гидролинии невелико
и плунжеры гидроклапанов не пропускают рабочую жидкость на
слив благодаря действию пружин. Насосы работают параллельно,
обеспечивая максимальную скорость поршня. При увеличении
нагрузки давление в напорной линии возрастает. Под действием
повышенного давления плунжер гидроклайана 5 сообщает напор-
ную гидролинию насоса 6 с гидробаком. Насос начинает работать
на слив. При этом обратный гидроклапан 4 запирает напорную гид-
ролинию насоса /. Насос 1 работает на гидроцилиндр, обеспечи-
Рис. 41. Схема с двумя насосами, ра-
ботающими на один гидроцилиндр
вая высокий напор при малой
подаче. Скорость движения
поршня уменьшается, а высо-
кий напор позволяет преодо-
леть возросшую нагрузку. Пе-
реливной гидроклапан 2 под-
держивает стабильное давление
в напорной гидролинии, сли-
вая жидкость в гидробак в
случае повышения давления до
недопустимой величины. Аппа-
ратуру управления этой схемы
выпускают в виде гидропанели
Г53-1 (рис. 42).
42
Рис. 42. Устройство раздели-
тельной гидропанели Г53-1:
1 — насос высокого давления:
2 — гидроклапан высокого дав-
ления; 3 — гидроцилиндр; 4 —
обратный гидроклапан: 5 — гид-
роклапан низкого давления: 6 —
. насос низкого давления
На рис. 43, а показана схема поршневого- двигателя с простым
цилиндром и широким штоком. Схема позволяет получить рабочий
Ход в одном направлении (жидкость подается в полость 1) и быст-
рый ход в другом направлении (жидкость подается в полость 2).
На рис. 43, б показан гидродвигатель с дифференциальным цилинд-
ром и тонким штоком. При рабочем ходе жидкость подается в по-
лость 2. При быстром ходе с насосом соединяются обе полости гид-
роцилиндра. Так как активная площадь поршня в камере 1 боль-
ше, чем активная площадь в камере 2, то сила, действующая на пор-
шень в камере 1, будет больше силы, действующей на поршень в
полости 2. Поршень будет быстро перемещаться вправо, так как
-при этом из полости 2 жидкость будет вытесняться в полость 1,
увеличивая количество жидкости, подаваемой- в эту полость, и
скорость перемещения поршня. На рис. 43, в показана схема порш-
невого гидродвигателя с дифференциальным цилиндром и широ-
ким штоком. Рабочий ход осуществляется подачей жидкости в по-
лость /, а быстрый ход назад подачей жидкости в полость 2. При
Рис. 43. Схемы получения рабочих и быстрых ходов
43
подключении к напорной гидролинии двух полостей гидроцилинд-
ра осуществляется быстрый ход вперед.
Часто необходимо равенство скоростей прямого и обратного хо-
дов (в шлифовальных, хонинговальных станках). Для обеспечения
равенства скоростей прямого и обратного ходов применяют схему
с дифференциальным цилиндром и широким штоком. При этом вы-
держивается соотношение F = 2ДП1, где F — площадь поршня в
бесштоковой полости, a Fm — площадь поршня в штоковой полоски.
3. РАЗГОН И ТОРМОЖЕНИЕ
Разгон и торможение сопровождаются ускорением и динамиче-
скими нагрузками. В этих режимах возможно появление гидравли-
ческого удара. Когда величина нагрузки оказывается опасной,
принимают специальные меры для ее снижения. В гидравлических
приводах время разгона приводимых механизмов часто регулируют
изменением времени переключения гидрораспределителя. В гид-
рораспределителе с гидравлическим переключением (рис. 44)
жидкость к торцам плунжера может свободно проходить через об-
ратные гидроклапаны 1 и выходить через гидродроссели 2, создаю-
щие сопротивление. Регулированием гидродросселей можно полу-
чить различную'скорость перемещения плунжера. Каналы 3 позво-
ляют переключать плунжер с переменной скоростью. В начале
хода за счет свободного вытеснения жидкости плунжер движется
с повышенной’скоростью. В конце хода, когда происходит переклю-
чение, отверстие канала 3 перекрывается плунжером, и скорость
переключения’определяется сопротивлением дросселя. Этим обес-
печивается необходимая плавность переключения и уменьшение
времени на переключение.
Для снижения перегрузок при торможении гидроцилиндр сое-
диняют со сливной линией через специальный гидродроссель. Гид-
родроссель часто встраивают непосредственно в корпус цилиндра
(рис. 45). При перемещении поршня 1 влево в полости 2 гидроци-
Рис. 44. Схема переключения распре-
делителя с регулированием скорости
переключения
Рис. 45. Схема для торможения пор-
шня в конце хода
44
линдра 3 образуется повышенное давление жидкости, обеспечива-
ющее необходимое торможение. ЖВДК0СТЬ из полости 2 поступает
на слив через гидродроссель 4 и канал 5. Скорость и плавность
торможения регулируются гидродросселем 4.
4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ И ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА
ГИДРОЦИЛИНДРОВ
Схема последовательной работы гидроцилиндров показана на
рис. 46, а. Гидроцилиндр 1 получает питание от насоса 4. В полость
гидроцилиндра 2 рабочая жидкость не попадает, так как в линию
этого гидроцилиндра включен переливной гидроклапан 3, перекры-
вающий ее при рабочем давлении в гидроцилиндре 1. Когда пор-
шень гидроцилиндра достигает крайнего положения, давление в
напорной гидролинии возрастает и переливной гидроклапан от-
кроет линию гидроцилиндра 2.
При параллельной работе от одного насоса гидроцилиндры бу-
дут оказывать влияние друг на друга, поэтому принимают специ-
альные меры, чтобы избежать этого. Так, в схеме, показанной на
рис. 46, б, гидроцилиндры будут работать не параллельно, а после-
довательно. Сначала будет работать цилиндр с меньшей нагрузкой.
В напорной гидролинии установившееся давление будет недоста-
точно для перемещения более нагруженного поршня. Только после
того, как поршень менее нагруженного цилиндра придет в крайнее
положение, давление в системе увеличится и начнет работать дру-
гой цилиндр. Для обеспечения параллельной работы в линию пи-
тания гидроцилиндра с пониженной нагрузкой устанавливают гид-
родроссель (рис. 46, в).
Для обеспечения параллельной работы гидроцилиндров, совер-
шающих независимо друг от друга рабочие и холостые ходы, необ-
ходима установка двух гидродросселей, так как в линии каждого
гидроцилиндра периодически оказывается пониженное давление.
Рис. 46. Схемы с по-
следовательным и па-
раллельным соедине-
нием гидроцилиндров
45
Гидродроссели могут быть уста-
новлены как в напорной гидроли-
нии, так и в сливной (рис. 46, г, д').
Для обеспечения синхронной
работы двух или нескольких гид-
роцилиндров применяют механи-
ческие синхронизирующие устрой-
ства или специальные устройства—
гидроклапаны соотношения рас-
ходов (рис. 47). Рассмотрим прин-
цип действия этих гидроклапанов.
Через подсоединительное отверстие
1 жидкость из напорной гидро-
линии через кольцевые г^ели 2
направляется к отверстиям 3 и 4
и к гидродвигателям. Полости делителя, расположенные между
торцами плунжера 5 и корпусом, через каналы в плунжере соеди-
нены с противоположными кольцевыми щелями. При равенстве
расходов и давлений жидкости в питаемых гидролиниях (синхрон-
ное движение приводимых механизмов) плунжер гидравлически
уравновешен. Если сопротивление на одном из двигателей повы-
шается, и давление жидкости в его гидролинии. Поток жидкости
уменьшается. При этом увеличивается давление жидкости на про-
тивоположный торец плунжера. Плунжер сместится, перекрывая
канал в гидролинии другого гидродвигателя, пропорционально
уменьшая поток жидкости и скорость его движения. Синхронность
движения гидродвигателей сохраняется.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ
СТАНКОВ
Несмотря на большое разнообразие схем гидроприводов, в кон-
структивном и принципиальном их исполнении много общего. Это
прежде всего относится к группам станков определенного назна-
чения. Хотя разнообразие функций, выполняемых гидросистемой
станка, накладывает отпечаток на ее схему и конструкцию, основа
гидросистемы (ее структура) для каждой группы станков остается
неизменной. Поэтому, разобравшись с устройством и работой гид-
росистемы одного из станков, можно легко разобрать работу гид-
ропривода и других станков данной группы.
46
1. ГИДРОПРИВОД ОТРЕЗНЫХ СТАНКОВ
В отрезных станках гидропривод обеспечивает быстрый подвод,
рабочую подачу и обратный ход режущего инструмента, зажим и
отжим заготовки*. В отрезных автоматах гидропривод обеспечива-
ет также продвижение заготовки до упора, подвод и отвод упора.
Гидропривод отрезного автомата мод. 8Б66А (рис. 48). Гидропри-
вод состоит из пластинчатого насоса Н, гидроцилиндра подъема
материала ЦПМ, гидроцилиндра подачи бабки отрезного диска
ЦПД, гидроцилиндра вертикального зажима ЦВЗ, гидроцилиндра
горизонтального зажима ЦГЗ, гидроцилиндра привода упора ЦПУ,
пластинчатого гидромотора подачи материала ГД, цилиндра гид-
ромуфты ЦГ. Управление гидроприводом осуществляется гидрорас-
пределителями, гидроклапанами и гидродросселями.
Гидропривод может работать в наладочном, полном и автомати-
ческом режимах, осуществляя следующий цикл работы: продвиже-
ние заготовки до упора; зажим заготовки; ускоренный подвод баб-
Рис. 48. Гидравлическая схема отрезного автомата мод. 8Б66А
47
ки к заготовке; рабочую подачу; подъем заготовки; подвод упора
и повторение цикла. Рабочая подача осуществляется с автоматиче-
ским плавным изменением ее величины в зависимости от сечения
разрезаемой заготовки.
Пуск, подвод упора. При пуске автомата включаются электро-
двигатели насоса И и бабки отрезного диска, а также электромаг-
нит 32 гидрораспределителя Р2. Плунжер гидрораспределителя
Р2 переместится в положение II и соединит каналы 2 и 9,4 и 12.
При этом масло по каналам 1, 2 и 9 поступит в верхнюю полость
ЦВЗ, а по каналам 1,2, 9 и 37—в нижнюю полость ЦПУ. Поршень
ЦВЗ опустится вниз, осуществляя|разжим, а поршень ЩПУ под-
нимется вверх и подведет упор. Одновременно по каналам 9, 10,
и 6 масло поступит в правую полость ЦГЗ. Поршень ЦГЗ сместится
влево, [осуществляя разжим. По каналам 9, 10, 7 масло поступит
в нижнюю полость ЦПМ. Поршень ЦПМ. поднимется вверх и про-
изведет подъем заготовки. По каналам 5, 4, а также 13 и 14 проис-
ходит слив масла из нерабочих полостещДГЗ, ЦПМ и ЦВЗ. Из
верхней полости ЦПУ масло сливается по каналам 21, 25 uf30.
Продвижение заготовки, зажим. При нижнем положении ЦВЗ
приводится в действие путевой выключатель ЪПВ, который дает
команду на включение электромагнита ЭЗ гидрораспределителя
Р4. Плунжер гидрораспределителя Р4 перемещается в положение
III, сообщая по каналам 1, 36, 32 и 33 рабочую полость гидродвига-
теля ГД с насосом Н. Гидродвигатель осуществляет продвижение
заготовки до упора. Из полостей ГД масло сливается через каналы
34 и 35. Скорость вращения гидродвигателя и продвижения заго-
товки регулируется гидродросселем ДР1 (для подачи* заготовки
из Зоны резания дают команду на включение электромагнита Э4
гидрораспределителя Р4, гидродвигатель ГД при этом реверси-
руется).
При подаче заготовки до упора срабатывает путевой выключа-
тель 4ПВ, установленный на упоре, который дает команду на от-
ключение электромагнитов Э2 и ЭЗ и на включение электромагни-
та Э1. Гидрораспределитель Р4 под действием пружины переклю-
чается в положение I. Подача масла к гидродвигателю прекращает-
ся, прекращается вращение ролика подачи заготовки. Гидрорас-
пределитель Р2 также переключается в положение I. Каналы 2 и 9,
а также 4 и 12 разъединяются. Сообщаются каналы 2 и 4,9 и 12.
Масло по каналам 1,2, 4 и 5 поступает в левую полость ЦГЗ, а через
гидродроссель ДРЗ и канал 15—в нижнюю полость ЦВЗ. Происхо-
дит горизонтальный и вертикальный зажим заготовки. Из нерабо-
чих полостей, ЦГЗ и ЦВЗ по каналам 6,10,9 и 12 масло сливается.
Гидродроссель ДРЗ установлен для того, чтобы вертикальный за-
жим происходил медленнее горизонтального. Нижняя полость
ЦПМ через каналы 7,10, 9 и 12 сообщается со сливом. Под дейст-
вием массы механизма и заготовки поршень ЦПМ опустится вниз.
При зажатой заготовке давление в гидросистеме начнет расти (дав-
ление контролируют по манометру М). При достижении в линиях
48
4 vi 8 давления масла, равного давлению настройки гидроклапана
КЗ, он соединит каналы 8 и 16.
Если заготовка отсутствует или губа зажимного устройства слиш-
ком высоко поднята над заготовкой (ненадежный зажим), поршень
ЦВЗ перемещаясь выше рабочего положения, соединит каналы 4 и
14. В этом случае гидроклапан КЗ не сработает и подача отрезного
диска не£произойдет.
Ускоренная подача. При открытом гидроклапане КЗ масло по
каналам 1,2,3,16 и 17 поступает в штоковую полость ЦПД, а по
каналам 18 и 23 — к гидрораспределителю Р1. Электромагнит Э1
включен путевым переключателем 4ПВ. Плунжер управляющего
гидрораспределителя переключается в положение II, сообщая ка-
налы 22 и 26, 28 и 30. Масло по каналам 23, 24, 26 и 22 поступит
под правый торец гидрораспределителя Р1 и переключит его в по-
ложение III. Из-под левого торца по каналам 28,30 масло сливает-
ся в гидробак. Гидрораспределитель Р1 в положении III сооб-
щает каналы 24 и 21. Масло по каналам 1, 2, 3, 16, 38, 17, 18, 23,
24 и 21 поступит в бесштоковую полость ЦПД. Незначительное
количество масла поступит в бесштоковую полость ЦПД через гид-
родроссель ДР2. Штоковая и бесштоковая полости ЦПД оказы-
ваются соединены каналами 17, 18, 23, 24 и 21 (дифференциальная
схема включения ЦПД). Происходит ускоренный подвод отрезного
диска. Одновременно масло поступает в верхнюю полость ЦП У.
Поршень ЦПУ опускается, происходит отвод упора. Масло из не-
рабочей полости ЦПУ сливается по каналам 3, 9 и 12.
Рабочая подача. В конце ускоренной подачи отрезной бабки
линейка бабки нажимает на шток гидрораспределителя РЗ и разъ-
единяет каналы 18 и 23. Масло в бесштоковую полость ЦПД по-
ступает теперьтолько по каналам 1,2, 3,16,24 и 21 через гидродрос-
сель ДР2. Происходит рабочая"’подача диска, скорость которой
плавно регулируется . рукояткой дросселя. Характеристика гид-
родросселя ДР2 обеспечивает автоматическое изменение подачи
в зависимости от сечения разрезаемой заготовки.
Отвод бабки. После окончания рабочего хода кулачок бабки
отрезного диска нажимает на рычаг путевого переключателя 2ПВ.
Переключатель 2ПВ размыкает цепь электромагнита Э1 и отклю-
чает его.* Под действием пружины плунжер управляющего гидро-
распределителя перемещается в положение I, сообщая каналы 22
и 30, 26 и 28. Масло по каналам 24, 26 и 28 поступит под левый то-
рец гидрораспределителя Р1. Слив из-под правого торца гидрорас-
пределителя Р1 осуществляется через каналы 22 и 20. Гидрорас-
пределитель Р1 переключается, сообщая каналы 21 и 25. Канал
24 закрывается. Масло из бесштоковой полости цилиндра ЦПД
сливается в гидробак. Под действием давления масла в штоковой
полости поршень ЦПД и связанная с ним бабка отрезного диска
будут двигаться вправо. Происходит отвод бабки.
Повторение цикла. Когда бабка отрезного диска подойдет к
крайнему заднему положению, кулачок, установленный на ней,
49
Нажмет на рычаг путевого выключателя ЗПВ, включающий элект-
ромагнит Э2. Происходит разжим заготовки и подвод упора. Цикл
повторяется. При необходимости прервать повторение цикла цепь
электромагнита Э2 размыкается от органов управления станком
на пульте управления. В этом случае после отвода отрезной бабки
выполняется команда «Стоп». Избыток масла, подаваемого насосом
при отработке цикла, сливается через напорный гидроклапан К2.
При работе автомата осуществляют контроль за величиной
вращающего момента на шпинделе бабки отрезного диска. Допус-
каемый момент устанавливают по величине давления масла, по-
даваемого в ЦТ, регулированием редукционного гидроклапана
Щ. Масло в ЦТ поступает по каналам 1, 2, 19 и 20. При превыше-
нии вращающего момента срабатывает переключатель 1ПВ, осу-
ществляющий аварийный отвод бабки отрезного диска. Действие
переключателя 1ПВ аналогично действию переключателя 2ПВ.
2. ГИДРОПРИВОД ТОКАРНО-КАРУСЕЛЬНЫХ СТАНКОВ
В токарно-карусельных станках гидроприводом осуществляет-
ся переключение зубчатых колес при изменении скоростей и
подач, а также зажим и разжим траверсы.
Гидропривод токарно-карусельных станков мод. 1531М и
1541М. В гидропривод станков этих моделей входит насос И, гид-
роцилиндры переключения зубчатых передач ЦП1 ЦП4, гид-
роцилиндры пусковой фрикционной муфты ЦФ и тормоза ЦТ,
гидроцилиндры механизма поворота зубчатых колес ЦМП, раз-
жима траверсы ЦРТ, распределители, дроссели и клапаны. Гид-
равлическая схема показана на рис. 49.
Пуск гидропривода. Электродвигатель насоса И включается
-одновременно с главным приводом от кнопки «Пуск». При этом
включаются электромагниты Э2—Э7 гидрораспределителей Р2—
Р7 переключения скоростей соответственно выбранной частоте
вращения планшайбы. Масло от насоса Н через каналы 1, 2 и 3,
гидрораспределитель Р1 (электромагнит Э1 выключен) и каналы
8 и 9 поступает в ЦТ. Плунжер ЦТ и ЦФ ‘перемещается влево,
воздействуя на механизм тормоза планшайбы. Из полости ЦТ
масло сливается в гидробак по каналам 15, 14, 13, 10, 21 и 22 через
гидродроссель ДР2. По каналам 1, 2, 3, 5, 8 и 11 через гидро-
дроссель ДР1 масло поступает в левую полость гидрораспредели-
теля Р9 и смещает его плунжер вправо, переключая из положения
I в положение II. Связанная со штоком гидрораспределителя Р9
планка фиксатора плунжеров распределения расфиксирует плун-
жеры гидроцилиндров ЦП1 — ЦП4, а гидрораспределитель Р9
сообщает гидроцилиндры переключения с линией нагнетания (ка-
налы 1, 2, 3, 6 и 7) — происходит переключение частоты вращения
планшайбы.
Пуск планшайбы. При нажатии кнопки «Пуск планшайбы»
включается электромагнит Э1, который переключает, гидрораспре-
50
делитель PI в положение II. Масло по каналам 1, 2,3, 13, 14 и 15
через гидродроссель ДР2, поступает в ЦФ, а левая полость гидро-
распределителя Р9 сообщается со сливом (каналы 11,8,10,21 и 22).
Одновременно по каналам 1, 2, 3, 5, 13, 17 и 25 масло поступит в
ЦМ.П. Осуществляется проворот зубчатых колес, выполняемый
для совпадения зубьев и впадин зубчатых колес при переключе-
нии. При этом для исключения поломки зубьев фрикционную муф-
ту включают не полностью (она работает с проскальзыванием),
так как масло по открытому каналу 16 и каналам 24, 20, 21 и 22 из
ЦФ сливается в гидробак, исключая его полное включение (гид-
рораспределитель блокировки Р8 переключен в положение II
фиксаторной планкой при расфиксации ЦП1 — ЦП4).
Одновременно с осуществелением проворота и окончанием про-
цесса зацепления зубчатых колес гидрораспределитель Р9 под
действием пружины вытесняет масло из левой полости через гид-
родроссель ДР1, каналы И, 8, 10, 21 и 22. Фиксаторная пд.анка
приходит в положение фиксации плунжеров ЦП1 — ЦП4, т. е.
в положение заданной скорости вращения планшайбы. Вместе с
этим гидрораспределители Р8 и Р9 переключаются в положение
I. Время переключения этих гидрораспределителей регулируется
гидродросселем ДР1 и должно быть достаточным для того, чтобы
Рис. 49. Гидравлическая схема токарно-карусельных станков мод. 1531М и
1541М
51
переключения зубчатых колес завершились полностью до фикса-
ции плунжеров гидроцилиндров переключения. Канал 16 гидро-
распределителем Р8 разъединяется от линии слива, и фрикционная
муфта включается полностью. Планшайба вращается с выбранной
скоростью.
Полость ЦМ.П через каналы 25, 23, 20, 21 и 22 сообщается со
сливом. Под действием пружины поршня ЦМП механизм прово-
рота возвращается в исходное положение.
При работе станка масло от насоса сливается через напорный
гидроклапан К.1. Для выбора другой частоты вращения планшай-
бы она должна'быть остановлена полностью.
Останов планшайбы. При нажатии кнопки «Стоп» планшайбы
электромагнит Э1 выключится и гидрораспределитель Р1 под дей-
ствием пружины переключится в положение I, перекрывая пода-
чу масла в ЦФ и сообщая с линией нагнетания ЦТ — происходит
торможение и останов планшайбы.
Время торможения, как и включения, фрикционной муфты во
избежание поломок зубчатых колес должно быть достаточным; Оно
задается и регулируется гидродросселем ДР2. Для быстрого пуска
и останова планшайбы при установках и выверках заготовок пре-
дусмотрена блокировка гидродросселя ДР2 ’гидрораспределителем
Р7, для чего электромагнит Э7 отключается. Быстрый пуск и ос-
танов происходит на самых низких ступенях частоты вращения
планшайбы.
Переключение траверсы. При нажиме на любую из кнопок пере-
мещения траверсы предварительно включается механизм ее раз-
жима. Электромагнит Э8, включаясь, переключает гидрораспреде-
литель РЮ в положение II. При этом ЦРТ по каналам 1, 2 и 4 со-
общается с линией нагнетания. Происходит разжим зажимных ры-
-чагов траверсы. После этого автоматически включается электро-
привод траверсы. По окончании перемещения траверсы электро-
двигатель перемещения и электромагнит Э8 отключаются. Гидро-
распределитель РЮ переключается в положение I, а полость ЦРТ
сообщается со сливом. Под действием пружины рычаги зажимают
траверсу.
3. ГИДРОПРИВОД ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
В зуборезных станках гидропривод используют для переклю-
чения муфт реверса, подач и ускоренных ходов, привода механиз-
мов зажима и для закрепления заготовки. В отдельных конструк-
циях зуборезных станков гидропривод применяют для устранения
зазоров, уравновешивания узлов станка и уборки стружки.
Гидропривод зубофрезерного станка мод. 5А312 (рис. 50). Гидро-
привод работает в наладочном и полуавтоматическом режимах, вы-
полняя следующие функции: 1) подвод и отвод верхнего центра;
2) зажим и разжим заготовки; 3) ускоренный подвод и отвод фре-
зерной стойки; 4) медленный подвод фрезерной стойки (радиаль-
52
Рис. 50. Гидравлическая схема зубофрезерного станка мод. 5А312
ное врезание); 5) зажим и разжим фрезерной стойки; 6) переме-
щение (зажим и разжим пиноли шпинделя).
Подвод верхнего центра осуществляет ЦПЦ, зажим заготовки
ЦЗЗ; подвод фрезерной стойки — ЦПС, зажим фрезерной стойки —
ЦЗС, зажим пиноли — ЦЗП, перемещение шпинделя — ЦПЦ].
Исходное положение. В исходном положении станка рабочие
органы, имеющие гидропривод, находятся в следующих положе-
ниях: верхний центр отведен, заготовка разжата, фрезерная стойка
отведена и не зажата.
Пуск. Пуск электродвигателя насоса осуществляется нажатием
кнопки «Пуск». При этом одновременно дается команда на включе-
ние электромагнита Э1 гидрораспределителя Р1. Гидрораспреде-
литель Р1 переключается в положение II. Электромагниты всех
остальных распределителей остаются невключенными. Масло от на-
соса Н через напорнуй гидроклапан К2 и гидроклапан К1 сливает-
ся в бак, частично поступая на смазку. Механизмы станка удер-
живаются в исходном положении.
Зажим заготовки. При нажатии кнопки «Цикл» электромаг-
нит Э1 отключится. Гидрораспределитель Р1 под действием пру-
жины переключится в положение I. Масло по каналам 2, 3, 4, 11 и
15 поступит в бесштоковую полость ЦПЦ й в штоковые полости
ЦЗП и ЦЗЗ. Происходит зажим пиноли, подвод верхнего центра
и зажим заготовки.
53
Подвод и зажим стойки. Одновременно с зажимом заготов-
ки включается электромагнит Э2, переключая гидрораспредели-
тель Р2 в положение II. Масло по каналам 2,3, 4 и 8 поступает
в поршневую полость ЦПС. Из штоковой полости ЦПС по каналу
9 масло сливается. Происходит быстрый подвод фрезерной стойки
до упора в короткое плечо рычага.
Врезание, осевая подача. Так как длинное плечо рычага упира-
ется в шток ЦВ, стойка остановится. Давление в гидросистеме уве-
личивается, и масло, поступая по каналу 16 к верхнему торцу бло-
кировочного гидрораспределителя РБ, переключит его в положе-
ние I, преодолев усилие пружины. Масло из бесштоковой полости
ЦВ по каналам 18 и 17 будет вытесняться на слив через гидродрос-
сель ДР1. Стойка будет подводиться со скоростью, установленной
гидродросселем, т. е. со скоростью радиальной подачи. Когда пор-
шень ЦВ дойдет до упора, давление в поршневой полости падает.
Срабатывает реле давления РД2 и подает команду на включение
электромагнита Э4, который переключает гидрораспределитель
Р4 в положение II. Масло по каналам 2, 3, 5, 7 поступает к ЦЗС.
Произойдет зажим фрезерной стойки. Одновременно подается ко-
манда на включение осевой подачи.
Разжим и быстрый отвод стойки. По окончании резания элек-
тромагнит Э2 отключается путевым выключателем. Пружина гидро-
распределителя Р2 возвращает его в положение I. Давление масла
в каналах 8 и 16, падает, и гидрораспределитель РБ переключает-
ся в положение I. При этом масло по каналам 2, 3, 4 п 9 поступает
в штоковую полость ЦПС, а из поршневой полости по каналу
8—на слив. Одновременно масло по каналам 19 и 18 поступает к
ЦВ и РД2. Срабатывает реле давления РД2 и отключает электро-
магнит Э4. Гидрораспределитель Р4 переключится в положение I.
Произойдет разжим и быстрый отвод фрезерной стойки.
Разжим детали, отвод верхнего центра (конец цикла). Поршень
ЦВ возвратится в исходное положение. В исходном положении
стол нажмет на конечный выключатель и подаст команду на вклю-
чение электромагнита Э1. Каналы 6, 15, и 11 сообщаются со сли-
вом. Поршень ЦЗЗ под действием пружины переместится в исход-
ное положение. Произойдет разжим детали и отвод верхнего
центра, так как канал 20 постоянно находится под давле-
нием.
Передвижка пиноли шпинделя. Для полного использования
фрезы предусмотрена передвижка пиноли шпинделя фрезы по мере
ее износа. После определения числа циклов счетчик дает команду
на включение электромагнита ЭЗ гидрораспределителя РЗ. Гидро-
распределитель переключается в положение II. При этом масло
поступает по каналам 1, 2, 3, 4, 10 и 14 в ЦЗП, а по каналу 12—в
штоковую полость ЦПШ. Происходит разжим и перемещение пи-
ноли шпинделя вдоль оси. В конце перемещения электромагнит
ЭЗ отключается, гидрораспределитель РЗ переключается в положе-
ние I. ЦПШ возвратится в исходное положение (масло по каналу
54
13 поступает в поршневую полость, а сливается из штоковой
полости ЦП Ш). После отключения электромагнита Э1 (зажим
заготовки) масло по каналу II поступает в штоковую полость ЦЗП.
Происходит зажим пиноли.
4. ГИДРОПРИВОД ДОЛБЕЖНЬГХ И СТРОГАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Гидропривод в долбежных и строгальных станках применяют
для обеспечения рабочих движений долбяка (ползуна), а также
подачи стола. Скорости резания и холостого хода гидрофициро-
ванных станков регулируются в широких пределах. Гидропривод
позволяет легко получить врезание резца в заготовку с неболь-
шой скоростью, что благоприятно сказывается на стойкости резца,
а также' повысить срок службы станка без снижения производи-
тельности.
Гидропривод долбежного станка мод. 7М430 (рис. 51) обеспечи-
вает следующий цикл работы: 1) возвратно-поступательное движе-
ние долбяка, приводимого в движение гидроцилиндром ЦД; 2)
подачу стола на Каждый двойной ход долбяка гидроцилиндром
ЦПС\ 3) пуск и останов долбяка в любом положении. При останове
долбяка его положение фиксируется гидросистемой.
55
Исходное положение. В исходном положении, соответствующем
команде «Стоп», крановый гидроаппарат Р1 находится в положении
II, сообщая линии нагнетания насосов Н1 п'Н2 с баком при любом
положении распределителя переключения скоростей долбяка
РПС.
. Рабочий ход долбяка. При включении гидроаппарата Р1 в поло-
жение I (рабочий ход) масло от насосов через каналы 1 и 2 поступа-
ет в распределитель переключения скоростей РПС, затем через ка-
налы 10, 9 и 25 — к гидрораспределителю реверса РР. Гидрорас-
пределитель реверса находится в положении I. Масло через гидро-
распределитель управления РУ, находящегося также в положении
I, через канал 14 поступает под правый торец гидрораспределителя
РР, удерживая его плунжер в указанном положении. По каналам
29 и 28 масло от РР поступает в поршневую полость ЦД и приводит
поршень и долбяк в движение. Из штоковой полости через напор-
ный гидроклапан КЗ, канал 23, гидрораспределитель РР, канал
37, гйдрораспределитель РУ, канал 18, напорный гидроклапан
К5, канал 31, РПС и каналы 3,10, 9н27 масло вытесняется на слив.
Гидроклапан К5 предназначен для останова и фиксации долбяка
при команде «Стоп». Максимальное давление масла (55—60 кгс/см®)
в гидросистеме во время рабочего хода долбяка определяется наст-
ройкой гидроклапана К2. При команде «Стоп» давление в гидроси-
стеме снижается, плунжер гидроклапана Кб под действием пружи-
ны поднимается и закрывает штоковую полость ЦД, препятствуя
дальнейшему перемещению долбяка.
Гидрораспределитель РПС имеет четыре фиксируемых положе-
ния. В положении I он обеспечивает поступление в гидросистему
масла от одного насоса Н1. От насоса Н2 масло по каналам 3, 13
и 27,-Сливается в гидробак. В положении II к гидросистеме подклю-
чается насос Н2 большей подачи, а от насоса Н1 масло поступает на
слив. В положении III насосы Н1 и Н2 подключаются к гидросисте-
ме параллельно. В положении IV насосы работают параллельно, но,
кроме того, гидрораспределителем РПС, сообщаются поршневая и
штоковая полости ЦД. Таким образом обеспечивается ступенча-
тое регулирование скорости долбяка. Плавное регулирование осу-
ществляется гидродросселем ДР1, который подключен параллель-
но поршневой полости ЦД, и часть масла сливается по каналам 26
и 27 в гидробак.
Реверсирование долбяка вверх. При нижнем положении долбяка
упор перемещает плунжер гидрораспределителя РУ в положение//.
Гидрораспределитель РУ в процессе переключения осуществляет
торможение долбяка, для чего пояски его плунжера, перекрываю-
щие линии ЦД, имеют конические участки, плавно изменяющие
сопротивление в этих линиях. Масло от РПС по каналам 10, 9, 25,
15, 21 и 20 попадает под левый торец гидрораспределителя РР, пе-
реключая его в положение //. Гидрораспределитель переключается
о торможением в конце хода плунжера’ и медленным завершением
переключения за счет того, что в конце хода плунжер вытесняет
56
масло из-под правого торца гидрораспределителя через гидродрос-
сель ДР4 по каналам 38, 14, 19 в гидробак. От насосов через РПС,
каналы 10, 9, 25 и 23 и напорный гидроклапан КЗ масло поступает
вТштоковую полость ЦД, а из поршневой полости,ДД’через''каналы
28, 29,16 и 17, фильтр Ф сливается в гидробак. При засорении филь-
тра масло сливается через гидроклапан /(/. Происходит реверсиро-
вание долбяка вверх.
Ц/ Обратный ход долбяка. После реверсирования начинается
обратный ход долбяка. Масло от линии питания штоковой полости
ЦД по'каналу 24 поступает к гидроклапану КЗ, который в момент
реверса и обратного хода работает в режиме переливного клапана,
разгружая гидросистему до давления 28—33 кгс/см2.
При переключении РУ в положение II во время реверса долбяка
левая торцовая полость гидрораспределителя РЗ сообщается по
каналам 12, и 19 со сливом. Гидрораспределитель РЗ под давлением
масла, поступающего по каналам 4, 8 в его правую торцовую по-
лость, переключается в положение II и сообщает через каналы 7,
8 штовокую полость ЦПС с напорной магистралью, а поршневую
полость через канал 6 — с линией слива. Поршень ЦПС переме-
щается влево. Механизм подачи стола подвртовлен к действию.
Реверсирование долбяка вниз. Подача стола: В крайнем верх-
нем положении долбяка гидрораспределитель РУ переключается
в положение /. Направление потока масла в полостях'ЦД изменяется
на обратное, цикл станка автоматически повторяется. Гидрораспре-
делитель РУ сообщает канал 12 с магистралью нагнетания'(каналы
15, 25, Ди 10). При давлении масла на левый торец плунжера гид-
рораспределитель РЗ переключается в положение /. Масло из гид-
рораспределителя направляется в поршневую полость ЦПС и сли-
вается из штоковой полости. Происходит подача стола. При регу-
лировании величины подачи специальным винтом станка повора-
чивается регулировочный элемент гидродросселя ДР2, с помощью
которого регулируют количество масла, выходящего из штоковой
полости ЦПС. Для осуществления быстрой подачи при больших
скоростях перемещения долбяка распределитель РПС открывает
канал 8, через’который масло поступает, минуя каналы 10, 5 и гид-
родроссель ДР5, ограничивающий скорость масла и подачи.
5. ГИДРОПРИВОД ПРОТЯЖНЫХ СТАНКОВ
Гидропривод в протяжных станках осуществляет рабочее пе-
ремещение инструмента, а также выполняет ряд вспомогательных
функций: ускоренное перемещение инструмента, закрытие и откры-
тие зажимного патрона, привод механизма уборки стружки.
Гидропривод вертикально-протяжного станка мод. 766. Гидро-
привод вертикально-протяжного станка мод. 766 (рис. 52) обеспе-
чивает работу станка на наладочном, простом или полном циклах.
При полном^цикле осуществляются следующие функции: 1) под-
вод протяжки вспомогательной кареткой; 2) закрытие патрона;
57
3) замедленный рабочий ход ползуна и сопровождение его вспо-
могательной кареткой; 4) рабочий ход ползуна и отвод вспомога-
тельной каретки на величину сопровождения; 5) рабочий ход пол-
зуна; 6) останов; 7) обратный ход ползуна с замедлением в начале
и в конце хода; 8) раскрытие патрона; 9) отвод протяжки в исход-
ное -положение; 10) останов станка.
Гидравлическая система состоит из приводов главного и вспо-
могательного движений. Привод главного движения включает в
себя регулируемый насос типа НП4М-14, состоящий из радиально-
поршневого насоса типа НП (НГ) и шестеренного насоса Н2. Привод
вспомогательных движений питается от пластинчатого насоса НЗ.
Рис. 52. Гидравлическая схема верти
58
Регулирование насоса Hl осуществляется гидроцилиидром под-
пора ЦП и гидроцилиндром управления ЦУ. Взаимодействие гидро-
цилиндров ЦП и ЦУ на скользящий блок насоса СБ обеспечивает
положение скользящего блока (и величину подачи), соответствую-
щее положению плунжера распределителя управления РУБ, сооб-
щающего полость ЦУ с линией нагнетания или слива. Распредели-
тель управления РУБ управляется плунжерами ПО—П4 и гидро-
цилиндрами подпора ПП.
Рабочее движение инструмента осуществляется гидроцилиндром
ЦР, перемещение каретки — гидроцилиндром ЦБ, а закрытие и
открытие патрона — гидроцилиндром ЦЗП.
калько-протяжного станка мод. 766
59
Исходное положение. В исходном положении станка ползун и
каретка находятся в верхнем положении, а патрон открыт. Поршень
Д377ьнаходитсяжв левом положении. Масло от^насоса Н2по каналам
5 и 7 постоянно^ подводится к полости плунжера подпора ПП, а по
каналам 5 и 10 — к полости плунжера ПО. Диаметр плунжеров
ПО—П4 больше диаметра плунжера ПП, поэтому в исходном поло-
жении плунжер ПО удерживает шайбу 50 в положении, определяе-
мом упором, отрегулированным на нейтральное положение блока
СБ насоса Н1. Гидрораспределитель РЮ под давлением масла на
нижний торец плунжера находится в положении II, сообщая кана-
лы нагнетания и всасывания насоса Н1. От насоса НЗ масло через
гидрораспределитель Р1, который находится в положении I, посту-
пает на слив.
Подвод протяжки. Подвод протяжки осуществляется после на-
жания i кнопки «Пуск». При этом включаются электромагниты Э1
и Э2. Гидрораспределитель Р1, переключаясь в положение II, разъ-
единяет насос НЗ и линию слива. Масло от насоса поступает в што-
ковую полость ЦВ. Электромагнит Э2 переключает вспомогатель-
ный гидрораспределитель управления Р4у в положение II. Масло
от насоса НЗ поступает под левый торец плунжера гидрораспреде-
лителя Р4 и'переключает его в положение II. Гидрораспределитель
Р4 по каналам 27 и 19 сообщает поршневую полость ЦВ с баком.
Каретка с протяжкой опускаются.
Закрытие патрона. Каретка, опустившись, нажимает на конеч-
ный выключатель 6ПВ, который дает команду на включение элек-
тромагнита Э4 и отключение электромагнита Э2. Гидрораспреде-
литель Р4 переключается в положение II. Масло от насоса Н2 по
каналам 3, 41, 20 и 23 поступает в поршневую полость ЦЗП. Осу-
ществляется закрытие патрона. Из штоковой полости ЦЗП по ка-
налам 22, 24 масло сливается в гидробак.
Замедленный рабочий ход, с сопровождением вспомогательной
каретки. При закрытии патрона конечный выключатель 9ПВ дает
команду на включение электромагнитов Э7 и Э9. Гидрораспредели-
тель Р7, переключаясь в положение II, сообщает полости плунже-
ра П2, а также гидрораспределителя Р2 с линией нагнетания насо-
са Н2, перекрывает проход масла к плунжеру ПО и гидрораспре-
делителю РЮ. Плунжер П2 перемещается вправо до упора в огра-
ничительный винт. Гидрораспределитель РЮ, переключившись
под действием пружины в положение /, разъединяет всасывающую
и нагнетательную линии насоса Н1. Гидрораспределитель Р2 пе-
реключается в положение II. Гидрораспределитель РЗ под давле-
нием масла переключается в'положение II, сообщая канал 40 на-
соса Н1 со всасыванием. Гидрораспределитель Р9, переключившись
в положение II, направляет масло в полость плунжера П4, который
перемещается вправо до упора. Плунжер ПП смещает шайбу 50
с распределителем РУБ влево до упора в плунжер П4. Правая
проточка РУБ сообщает полость ЦУ с линией нагнетания насоса
Н2. Гйдроцилиндр управления, преодолевая сопротивление под-
60 ‘
порного гидроцилиндра ЦП, перемещает СБ насоса Н1 влево, уве-
личивая подачу. Перемещение поршня ЦУ и блока СБ происходит
до тех пор, пока проточка ЦУ не перекрывается пояском РУБ. На-
сос Н1 через гидрораспределитель Р2 нагнетает масло в штоковую
полость ЦР, осуществляя замедленный ход протяжки. Из поршне-
вой полости часть масла всасывается насосом Н1, а часть сливается
через напорный гйдроклапан К7.
Величина замедленного рабочего хода определяется уставкой
реле времени, включенного в электрическую схему станка. В конце
перемещения плунжера гидрораспределителя Р2 в положение II
масло от насоса Н2 по каналу 18 поступает к плунжерам двухпози-
ционных гидроклапанов Ц1 и К.2. Плунжеры, перемещаясь, настраи-
вают пружины клапанов на повышенное давление (115 кгс/см2
при обычном давлении 40 кгс/см2).
Электромагниты Э1 и Э2 остаются включенными, поэтому вспо-
могательная каретка продолжает двигаться с протяжкой. Первые
зубья протяжки входят в заготовку.
Рабочий ход ползуна и отвод вспомогательной каретки. Сраба-
тывает электрическое реле времени, которое дает команду на от-
ключение электромагнита Э9. Полость плунжера П4 отключает-
ся от магистрали нагнетания и сообщается с линией слива. Распре-
делитель РУБ плунжером ПП перемещается влево до упора в плун-
жер П2, который ранее был прижат к своему упору. Поршень ЦУ
перемещает СБ на разность настройки упоров П4 и П2. Эксцент-
риситет насоса Н1, его подача, а также скорость протягивания уве-
личиваются. В конце хода вспомогательной каретки кулачок на-
жимает на конечный выключатель 5ПВ, который дает команду на
выключение электромагнита Э2 и включение электромагнита ЭЗ.
Гидрораспределитель Р4 переключается в положение. III. Масло
отнасоса ИЗ поступает в обе полости ЦВ, и каретка перемещается
вверх до тех пор, пока ее кулачок не нажмет на конечный выклю-
чатель 6ПВ. Выключатель 6ПВ выключает электромагниты Э1
и ЭЗ. Насос НЗ разгружается (сообщается со сливом), а каретка
останавливается.
Замедленный конечный рабочий ход ползуна. Одновременно
с врезанием калибрующих зубьев протяжки в заготовку кулачок
нажимает на конечный выключатель 1ПВ, который включает элек-
тромагнит Э9. Масло через гидрораспределитель Р9 поступает
в полость .плунжера П4, который, преодолевая сопротивление ПП,
перемещает шайбу 50 и РУБ вправо. С полостью ЦУ сообщается
левый поясок РУБ, соединенный с линией слива. Поршень ЦП пе-
ремещает СБ насоса Н1 вправо до тех пор, пока поясок РУБ не. пе-
рекроет канал слива из ЦУ. Эксцентриситет насоса и подача умень-
шаются, скорость ползуна становится меньше. В конце рабочего
хода срабатывает конечный выключатель 2ПВ, который выключает
электромагниты Э7 и Э9. Плунжер ПО, оказавшись под давлением
масла, перемещает РУБ вправо. СБ устанавливается в нейтральное
61
положение, в гидрораспределитель Р40, переключившись в поло-
жение II, соединяет полости нагнетания и слива насоса HI.
Обратный ход. Обратный ход осуществляется во втором полу-
цикле работы станка. Для дальнейшей работы станка необходимо
снова нажать кнопку «Пуск». При этом включается электромагнит
Э6, который переключает гидрораспределитель Р6 в положение II.
Р6 открывает доступ масла в полость плунжера П1, а также под
левый торец гидрораспределителя Р2. Одновременно гидрораспре-
делитель РЮ переключается в положение I, разобщая каналы на-
гнетания и всасывания насоса Н1. Плунжер П1 перемещает РУБ
вправо до упора. Соответственно вправо перемещаются поршень
ЦУ и блок СБ. Эксцентриситет насоса Н1 изменяется на обратный,’
изменяется и направление потока масла. Гидрораспределитель Р2,
переключаясь в положение III, сообщает поршневую и штоковую
полости ЦР с напорной магистралью. Ползун с протяжкой переме-
щается вверх. Гидрораспределитель РЗ переключается в положение
I. Замедленный обратный ход начинается при настройке гидрокла-
панов KJ и К2 на низкое давление, а после переключения гидрорас-
пределителя Р2 клапаны настраиваются на повышенное давление
масла.
После срабатывания реле времени в электрической цепи вклю-
чается электромагнит Э8. Гидрораспределитель Р8 сообщает по-
лость плунжера ПЗ с линией нагнетания насоса Н2 и плунжер ПЗ,
перемещаясь до упора, смещает РУБ вправо; вправо сместятся и
системы ЦП, СБ и ЦУ. Подача насоса Н1 и скорость ползуна уве-
личиваются. В необходимый момент времени путевой выключатель
ЗПВ дает команду на выключение электромагнита Э8. РУБ за счет
давления плунжера ПП переместится влево, до упора шайбы 50
в плунжер П1. Блок СБ перемещается влево, происходит замедле-
ние обратного хода. - \
. В конце обратного хода конечный выключатель 4ПВ дает коман-
ду на выключение электромагнита Э6 и включение электромагнита
Э5. СБ перемещается в нейтральное положение, определяемое по-
ложением плунжера ПО, а гидрораепределитель РЮ, переключаясь
в положение II, соединяет полости нагнетания и всасывания насо-
са Н1.
Раскрытие патрона. Гидрораепределитель Р4, переключившись
в положение III, направляет масло в штоковую полость ЦЗП.
Поршень ЦЗП перемещается влево, раскрывая патрон,. Из порш-
невой полости ЦЗП масло сливается в бак.
Отвод протяжки. В конце обратного хода шток ЦЗП нажмет
на конечный выключатель 8ПВ. Включаются электромагниты Э1
и ЭЗ. Масло от насоса НЗ через гидрораепределитель Р4, который
электромагнитом ЭЗ переключен в положение III, поступает в порш-
невую полость ЦВ. Вспомогательная каретка с протяжкой переме-
щается вверх.В конце хода конечный выключатель 7ПВ дает команду
на отключение электромагнитов Э1 и ЭЗ. Вспомогательная карет-
ка останавливается, цикл работы станка заканчивается.
62
6. ГИДРОПРИВОД АЛМАЗНО-РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
В алмазно-расточных станках гидропривод обеспечивает по-
луавтоматический цикл работы. Конструктивной особенностью гид-
роприводов этих станков является выделение насосной станции с
гидроаппаратурой в отдельный узел, который во избежание пере-
дачи вибраций и температурного влияния на шпиндельные бабки
не имеет жесткой связи со станиной. Для повышения надежности
работы привода при малых подачах и расходах жидкости в гидро-
г системах алмазно-расточных станков применяют тонкую очистку
масла. По принципу работы гидроприводы алмазно-расточных стан-
ков во многом аналогичны.
Гидропривод алмазно-расточного станка мод. ОС-340. Гидрав-
лическая схема станка показана на рис. 53. Гидропривод станка вы-
полняет следующие функции: 1) возвратно-поступательное пере-
мещение стола по циклу; 2) перемещение приспособления; 3) под-
• резку торца при выдержке стола на упоре; 4) торможение шпин-
делей и гидравлическую блокировку включения шпинделей; 5) за-
жатие и разжатие -заготовки.
В гидропривод станка входят насос пластинчатого типа Н, гид-
роцилиндры перемещения стола ПС, приспособления ЦПП, пере-
ключателя ЦГП, торможения шпинделя ЦТ, подрезной гидроци-
линдр ЦП, гидроцилиндры включения ЦК.В и реверса стола ЦК.Р.
Исходное положение. Исходному положению соответствует край-
нее правое положение стола и соответственно поршня ЦС. Крано-
вый гидроаппарат Р4 «Пуск-стоп» установлен в положение «Пуск»
(положение /), крановый гидроаппарат Р5 реверса стола находится
в положении II, что соответствует движению стола вправо. Гидро-
распределитель Р1 электромагнитом переключается вч положение
II. Гидрораспределитель ускоренного хода Р8 электромагнитом
Э2 также переключается в положение II.
Ускоренное перемещение стола влево. Цикл работы станка на-
чинается с установки кранового гидроагрегата Р5 в положение I,
соответствующее движению стола влево. Масло от насоса через гид-
рораспределители Р4, Р5 и Р7 по каналам 1, 4, 20, 21, 22 и 23 по-
ступает под правый торец гидрораспределителя Р6’1Л смещает его
плунжер ^положение III. Из-под левого торца”масло по каналам
26, 25^24, 32 и 11 сливается в гидробак. По каналу. 8 маслопоступа-
етгв поршневую полость ЦС. Из штоковой полости’ по каналам 9,
10, 12 и 11 масло сливается в гидробак.
Одновременно масло поступает в поршневую полость ЦТ и што-
ковую полость ЦГП (каналы 23, 29). Шпиндель растормаживает-
ся.' По каналам 36, 37, 38 и 42 масло попадает также в штоковые
полости гидроцилиндров ЦРК. и ЦК.В. При этом кулачок Л убран,
а кулачок £ находится в положении, при котором вращение шпин-
делей может быть включено. Стол ускоренно перемещается влево.
Растачивание на первой позиции. При перемещении стола влево
конечный выключатель отключает электромагнит 32. Гидрораспре-
63
делительР8 переключается в положение /.Масло отЦСнаправляет-
ся по каналам 9, 10, 14, 15, 17 и 19 через регулятор потока ДР1,
с помощью которого устанавливается скорость первой рабочей
подачи.
Реверсирование стола вправо. По окончании растачивания на
первой позиции] кулачок^В стола переключает крановый гидроап-
парат Р5 в положение //. Масло по’, каналам] 4, 20, 21, 24, 25 и 26
поступает под левый торец гидрораспределителя Р6, смещая его
плунжер в положение II. Из-под правого торца Р6 масло по ка-
налам 23, 22, 32 и 11 сливается в гидробак. При этом штоковая по-
лость ЦС сообщается с насосом, а поршневая — со сливом. Однов-
ременно масло подается в штоковую полость ЦТ и поршневую по-
лость ЦГП-, осуществляется отключение и затормаживание шпин-
Рис. 53. Гидравлическая схема алмазно-расточного станка мод. ОС-340
64
делей, а также блокирование их от включения. Реверсирование
стола происходит при скорости, соответствующей рабочей подаче.
Ускоренное перемещение стола вправо. После реверсирования
стола кулачок освобождает конечный выключатель, включающий
электромагнит Э2, Гидрораепределитель Р8 сообщает поршневую
полость ЦС со сливом, минуя гидродроссель ДР1. Стол переме-
щается ускоренно. При движении стол перемещает звездочку П
кранового гидроаппарата РЗ на один зуб и воздействует на конеч-
ный выключатель, отключающий электромагнит Э2 гидрораспре-
делителя Р8. Приспособление перемещается в позицию II, а стол
перемещается вправо с первой рабочей подачей. Одновременно гид-
роцилиндром ЦКР выдвигается кулачок А, а кулачок Б убирается
гидроцилиндром ЦКВ. В конце хода приспособление кулачком на-
жимает на конечный выключатель, отключающий электромагнит
Э1, а стол освобождает конечный выключатель, включающий элект-
тромагнит Э2. Гидрораепределитель Р1 переключается в положе-
ние I, а гидрораепределитель Р8 — ъ положение II. Регулятор по-
тока ДР1 вновь включается параллельно цепи каналов 35 и И. Стол
перемещается ускоренно вправо до реверсирования.
Реверсирование стола влево. Кулачок А переключает крановый
гидроаппарат Р5 в положение /; происходит реверсирование сто-
ла. Одновременно с реверсированием стола осуществляется растор-
маживание шпинделей и освобождение переключателя блокировки
включения вращения шпинделей.
Растачивание на второй позиции. Кулачком стола включается
конечный выключатель, который отключает электромагнит Э2.
Стол перемещается влево на второй рабочей подаче, поскольку мас-
ло из штоковой полости ЦС вытесняется через ДР2 (каналы 14, 16,
18 и 19).
В конце хода влево стол нажимает на конечный выключатель,
включающий реле времени в электрической цепи и электромагнит
Э4. Гидрораепределитель Р7 переключается в положение /; этим
самым осуществляется задержка реверсирования стола в момент
реверсирования его слева направо. При переключении гидроаппа-
рата Р5 в положение II плунжер гидрораспределителя Р6 остает-
ся в левом положении, поскольку под его правый торец продол-
жает поступать масло через обратный клапан, встроенный в плун-
жер гидрораспределителя Р7. По истечении времени, необходимо
для установки стола на упор, реле времени дает команду на вклю-
чение электромагнита ЭЗ. Гидрораепределитель Р2 переключается
в положение I.
Подрезка торца. Рабочая подача при подрезке торца регули-
руется регулятором потока ДРЗ. Приспособление с заготовкой
находится в позиции II, стол удерживается на жестком упоре.
В конце операции подрезки конечным выключателем отключается
электромагнит Э4 и вращение шпинделей. Плунжер гидрораспре-
делителя Р7 под действием пружины переключается в положение
II, гидрораепределитель Р6 под давлением масла на левый торец
3 Зак. 1011
65
также переключается в положение II. Стол реверсируется и уско-
ренно перемещается вправо. При движении стол нажимает конеч-
ный выключатель, дающий команду на отключение электромагнита
Э2. Стол продолжает перемещаться вправо на второй рабочей пода-
че (необходимость этого обусловлена последовательностью срабаты-
вания механизмов). Одновременно происходит переключение звез-
дочки П гидроаппарата РЗ. Гидроаппарат РЗ переключается в по-
ложение I, приспособление перемещается в позицию I. Кулачок
А гидроцилиндрра ЦЦР перемещается вверх, а кулачок Б выдви-
гается в рабочее положение. В конце хода приспособления конечный
выключатель отключает электромагнит ЭЗ и включает электромаг-
нит ЭР, одновременно кулачок стола освобождает конечный выклю-
чатель, включающий электромагнит Э2. Осуществляется отвод под-
резного шпинделя в исходное положение и ускоренное перемещение
стола вправо. В конце ускоренного хода вправо стол нажимает на
конечный выключатель, отключающий электромагнит Э2, и пере-
мещается далее со скоростью первой рабочей подачи (замедление
необходимо для полного отвода подрезного шпинделя). В конце от-
вода стола вправо стол нажимает на конечный выключатель, кото-
рый дает команду на отключение цикла. Механизмы станка устанав-
ливаются в исходном положении.
7. ГИДРОПРИВОД ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
В шлифовальных станках гидропривод применяют для возврат-
но-поступательного движения стола, поперечной и вертикальной
подач шлифовального круга и вспомогательных движений (ускорен-
ного перемещения шлифовальной бабки, правки круга, блокировки,
подвода и отвода пиноли задней бабки и т. д.).
Управление работой гидроприводов шлифовальных станков осу-
ществляется специальными гидропанелями типа ВШПГ-35, ГШП,
Г31-1, МГ-310, а также другими панелями, объединяющими несколь-
ко гидроаппаратов для распределения или управления теми или
иными движениями органов станков.
Гидропривод универсального плоскошлифовального станка мод.
ЗГ71. В плоскошлифовальном станке мод. ЗГ71 (рис. 54) гидропривод
осуществляет: 1) продольное возвратно-поступательное переме-
щение стола с регулируемой скоростью; 2) автоматическую преры-
вистую поперечную подачу на каждый продольный ход стола; 3) ре-
верс поперечной подачи стола; 4) автоматическое отключение и
блокировку механизмов ручного перемещения во время работы;
5) автоматическую вертикальную подачу на каждый поперечный
реверс. От гидросистемы привода осуществляется смазка направля-
ющих стола.
В гидропривод станка входят насос И пластинчатого типа, гид-
роцилиндр перемещения стола ЦС, неполноповоротные гидродви-
гатели для поперечной подачи ДПП и вертикальной подачи ДВП,
гидроцилиндр включения поперечной подачи ЦПП, гидроцилиндр
66
блокировки ЦБ. Реверсирование стола и регулирование его ско-
рости осуществляется с помощью гидропанели ВШГП-35; механиз-
мы поперечной подачи управляются от разделительной панели,
снабженной крановым гидроаппаратом для включения и отключе-
ния механизма реверса поперечной подачи. Механизмы вертикаль-
ной подачи управляются золотником и крановым распределителем.
Пуск гидропривода и перемещение стола. Гидропривод станка
включается в работу нажатием кнопки «Гидропривод». Для осу-
ществления движения стола крановый гидроаппарат РЮ панели
ВШГП-35 устанавливается в положение «Пуск» (положение /). По-
ток масла от насоса Н, пройдя через фильтр тонкой очистки Ф по
трубопроводу 1, поступает к гидрораспределителю Р2. Плунжер
гидрораспределителя Р2 занимает положение I или II в зависимости
от положения плунжера гидрораспределителя управления Р1. Гид-
рораспределитель управления Р1 переключается упорами А, свя-
занными со столом, посредством системы шестерен Е. При положе-
нии I плунжера гидрораспределителя Р2 масло по трубопроводу 4
поступает в правую-полость ЦС. Стол движется влево. Масло из
правой полости ЦС сливается в гидробак по трубопроводу 3, через
гидрораспредёл-ители Р2 и Р1, гидродроссель ДРЗ, гидрораспреде-
литель РЮ и гидроклапан КЗ- Скорость перемещения стола регу-
лируется гидродросселем ДРЗ. “
Реверсирование стола. При перемещении стола влево правый
упор А перебрасывает рычаг реверса, который переключает гидро-
распределитель управления Р1 в положение II. В результате про-
исходит реверсирование стола и стол перемещается вправо. В край-
нем правом положении рычаг реверса перебрасывается обратно.
Происходит реверсирование стола влево. Плунжер гидрораспреде-
лителя Р1 при его переключениях конусами сначала перекрывает
выход масла из цилиндра ЦС, осуществляя торможение стола, а
затем дает команду на реверсирование гидрораспределителя Р2 и
после этого полностью перекрывает выход масла из цилиндра. Осу-
ществляется останов стола. На входе в торцовые полости гидрорас-
пределителя Р2 установлены обратные гидроклапаны KI и К2, а
также по два гидродросселя ДР1, ДР2 и ДРЗ, ДР4. Гидродрос-
сели ДР2 и ДР4 предназначены для регулирования плавности ре-
версирования. стола, а гидродроссели ДР1 и ДРЗ — для регули-
рования времени задержек стола в крайних положениях. При пере-
ключениях плунжера гйдрораспределителя Р2 масло вытесняется
сначала через гидроДроссель задержки (ДР1 или ДРЗ), а после того-
как плунжер перекрывает канал гидродросселя задержки, — че-
рез гидродроссели ДР1, ДР2 или ДР4, ДРЗ, оказывающиеся вклю-
ченными последовательно. На первой половине пути скорость пере-
мещения плунжера гидрораспределителя Р2 будет больше, чем на
второй. Время и плавность реверсирования стола в каждом направ-
лении регулируются отдельно.
Поперечная подача. Поперечная йодача происходит во время каж,
дого реверсирования стола. После того как плунжер гидрораспре-
3*
67
делителя Р2 займет положение II, масло по трубопроводу 5 посту-
пает к гидрораспределителю РЗ и через его каналы к гидрораспре-
делителю Р4. Гидрораепределитель Р4 переключается в положе-
ние II, а гидрораепределитель РЗ — в положение I (с необходимой
задержкой). Поток масла из канала 1 через гидрораепределитель
Р4 по каналу 7 поступает к гидродвигателю ДПП, осуществляя
поворот его ротора. Для того чтобы работал механизм поперечной
подачи, необходимо рукоятку реверса В, сблокированную с крано-
вым гидроаппаратом Р5, повернуть по часовой стрелке до упора.
Крановый гидроаппарат Р5 при этом переключится в положение I.
Масло из трубопровода 1 через гидрораспределители Р4 и Р6 попа-
дает в трубопровод 11 и далее — в верхнюю полость гидроцилиндра
ЦПП. Нижняя полость ЦПП через трубопровод 10, гидрораспре-
делитель Р6 сообщается со сливным каналом 2. Гидроцилиндр ЦПП
осуществляет зацепление подвижной шестерни механизма попереч-
ной подачи с шестерней храпового механизма. Крестовый суппорт
станка перемещается на заданную величину.
Рис. 54. Гидравлическая схема универсального
63
После того как плунжер гидрораспределителя РЗ займет верх-
нее положение, верхняя торцовая камера гидрораспределителя Р4
через каналы гидрораспределителя РЗ, трубопровод 6 и канал гид-
рораспределителя Р1 (находящегося в положении II) сообщается
со сливной линией 2. Под давлениём масла в канале 8 плунжер
гидрораспределителя Р4 переключится в положение I. При этом
трубопровод 7 сообщается со сливной гидролинией 2 и ротор гидро-
двигателя ДПП под давлением масла в трубопроводе 8 смещается
в исходное положение. При последующем реверсе стола (плунжер
гидрораспределителя Р1 оказывается в положении I) масло по
трубопроводу 6 вновь поступает к гидрораспределителям РЗ и Р4.
Цикл работы механизма поперечной подачи повторится.
Реверсирование поперечной подачи. Поперечная подача реверси-
руется гидрораспределителем Р6, команду на переключение кото-
рого дает гидрораспределитель Р7, управляемый вручную или
упорами Г крестового суппорта. При реверсировании поперечной
подачи в линию 10 поступает масло из линии нагнетания, а гид-
плоскошлифовального станка мод. ЗГ71
69
ролиния И сообщается со сливом. Цилиндр ЦПП, переключая
шестерни, осуществляет реверсирование поперечной подачи.
Вертикальная подача. При поперечной подаче масло по трубо-
проводу 11 поступает к гидрораспределителю Р8, плунжер которо-
го начинает медленно перемещаться из положения II в положение I.
В то же время масло через канал этого гидрораспределителя и тру-
бопровод 9 поступает к гидродвигателю ДВП вертикальной подачи.
Ротор двигателя поворачивается, поворачивая храповой механизм
и осуществляя вертикальную подачу. Через трубопроводы 12 и 10
и каналы гидрораспределителя Р6 масло от ДВП поступает к слив-
ной гидролинии 2. Когда плунжер гидрораспределителя Р8 займет
положение I, масло через каналы 11 и 12 поступает в ДВП возвра-
щая его ротор гисходное положение. Слив масла из ДВП происхо-
дит через трубопроводы 9, 10 и 2. Механизм вертикальной подачи
работает только при реверсировании поперечной подачи (при пере-
ключении гидрораспределителя Р6 из положения II в положение I).
Выключение гидродвигателя ДВП осуществляется .распределите-
лем Р9.
Гидропривод круглошлифовальных станков мод. ЗА151 и ЗА161.
В круглошлифовальных станках мод. ЗА151 и ЗА161 гидропривод
осуществляет: 1) перегон стола; 2) возвратно-поступательное дви-
жение стола; 3) быстрый подвод и быстрый отвод шлифовальной
бабки; 4) периодическую и непрерывную подачи шлифовальной
бабки; 5) отвод пиноли задней бабки; 6) блокировку механизма
ручного перемещения; 7) устранение зазора в механизме попереч-
ной подачи.
В гидропривод этих станков входят насос пластинчатого типа
Н, гидроцилиндры: перемещения стола ЦС, отвода пиноли ЦП, ме-
ханизма блокировки ЦБ, шлифовальной бабки ЦШБ, дозатора ЦД,
выборки люфтов (устранение зазоров) ЦВЛ, осциллирующего дви-
жения ЦОД, поперечной подачи ЦХМ. Гидравлическая схема круг-
лошлифовальных станков мод. ЗА151 и ЗА161 показана на рис. 55.
Исходное положение. В исходном положении шлифовальная
бабка отведена, пиноль выдвинута пружиной, стол неподвижен.
Полости цилиндра ЦС крановым гидроаппаратом Р1 сообщены
между собой через каналы 18,16,14 и 19, а также гйдроаппарат Р5.
После включения насоса Н масло через гидрораепределитель Р6,
каналы 10 и 7, проточки цилиндра ЦШБ, канал 6 и крановый гидро-
аппарат Р5 поступает к торцу гидрораспределителя перегона сто-
ла РЗ и торцу гидрораспределителя правки круга Р2, переключая
их в положения II. При включенном насосе масло по каналам 12
и И подается к цилиндру ЦВЛ. Избыточное масло через гидрокла-
пан ~К8 сливается в гидробак.
Отвод шпинделя задней бабки. Нажатием педали перемещают
плунжер гидрораспределителя Р16 из положения I в положение II.
Масло по трубопроводу 6, трубопроводам 28 и 5 поступает в ЦП,
осуществляя отвод пиноли. При освобождении педали гидрорас-
пределитель Р6 переключается в положение I. Масло из ЦП под дей-
70
ствием пружины пиноли поршнем вытесняется в бак, подводится
пиноль задней бабки.
Перегон стола. Перегон стола осуществляют поворотом рукоят-
ки кранового распределителя перегона Р1 в сторону перегона (по-
ложения II или III). При этом полости гидроцилиндра ЦС разъ-
единяются. Соответствующая полость ЦС через систему каналов и
гидрораспределителей сообщается с линией нагнетания, aJ вторая —
с гидролинией слива. Рукоятка кранового гидроаппарата перего-
на Р1 механически сблокирована с реверсирующим механизмом,
переключающим гидроаппарат управления Р7. Одновременно по
каналу 15 поток масла направляется в цилиндр блокировки ЦБ.
Ручное перемещение стола отключается. Скорость перегона опре-
деляют углом поворота рукоятки гидроаппарата Р1 соответственно
величине открытой щели канала в линии слива ЦС. При установке
гидроаппарата Р1 в положение I поршень ЦБ под действием пру-
жины механизма возвращается в исходное положение, вытесняя
масло по каналам 15, 43 и 3 в гидробак.
Быстрый подвод шлифовальной бабки. При наклоне рукоятки
гидрораспределителя Р6 на себя плунжер распределителя устанав-
ливается в положение /. Масло по каналу 4 поступает в правую по-
лость гидроцилиндра ЦШБ, осуществляя подвод шлифовальной
бабки. Слив масла из левой полости происходит по каналам 44, 7,
8, 10, 9 и 3. После того как поршень Ц1ПБ перекроет канал 44, мас-
ло начнет вытесняться через канавку в крышке цилиндра. Осуще-
ствляется торможение шлифовальной бабки.
Продольное шлифование. Продольное шлифование может осу-
ществляться с периодической поперечной подачей шлифовальной
бабки в момент реверса стола от механизма врезания или храпового
механизма. Установка гидрораспределителя Р9 в положение I, II
или III определяет периодичность поперечной подачи (при левом,
правом или каждом реверсе стола).
Переключением кранового гидроаппарата Р5 в положение II
(«Пуск») включается перемещение стола. Масло из насоса по кана-
лам 2, 26, 46, 31 и 32 поступает к гидрораспределителю Р8. В зави-
симости от его положения, определяемого гидроаппаратом управ-
ления Р7, масло поступает в правую или левую полости ЦС. Из не-
рабочих полостей масло сливается в гидробак через гидрораспре-
делитель Р8, гидроаппарат Р7, распределитель Р2 и крановый
гидроаппарат Р4, гидродроссель регулирования ДР8 и гидрокла-
пан Ц7. Упоры стола переключают гидроаппарат Р7, который пере-
ключает гидрораспределитель Р8. Стол реверсируется.
При реверсировании стола масло поступает в одну из полостей
гидрораспределиТеля Р16, плунжер которого, перемещаясь из од-
ного крайнего положения в другое, в зависимости от положения
кранового гидроаппарата Р12, сообщает полость ЦХ.М или торцо-
вую полость гидрораспределителя Р14 попеременно то с линией
нагнетания, то с линией слива. Происходит подача шлифовальной
бабки.
71
От механизма врезания периодическая подача осуществляется
установкой кранового гидроаппарата Р11 в положение «Периоди-
ческая подача» (положение /), а крановый гидроаппарат РГ2—в по-
ложение «От механизма врезания» (положение /). При этом нижняя
полость ЦВ по каналам 47 и 31 сообщается с гидрораспредёлите-
лем Р14. В момент реверсирования стола масло поступает в торцо-
вую полость гидрораспределителя Р14 и переключает его в поло-
жение II. Нижняя полость ЦВ сообщается, с дозатором ЦД, ко-
торый принимает определенную порцию масла из ЦВ-, поршень ЦВ
Рис. 55. Гидравлическая схема круглошли
72
опускается вниз, осуществляя периодическую подачу шлифовальной
бабки. Далее гидрораепределитель РЮ переключается в другое по-
ложение и сообщает торцовую полость гидрораспределителя Р14 со
сливом. Плунжер гидрбраспределителя Р14 под действием пружи-
ны перемещается вверх, сообщая полость ЦД со сливом. Доза
масла, принимается ЦД, а следовательно, и величина подачи
регулируется скосом кулачка А.
От храпового механизма периодическая подача включается ус-
тановкой кранового гидроаппарата Р12 в положение «От механиз-
фовальных станков мод. ЗА151 и ЗА161
73
ма периодической подачи» (в положение II). В момент реверсиро-
вания стола масло поступит в ЦХМ. Поршень ЦХМ перемещается,
осуществляя поперечную подачу. Величина подачи регулируется
винтом. После осуществления подачи полость ЦХМ сообщается
со сливом и поршень с собачкой под действием пружины возвра-
щается в исходное положение..
Врезное шлифование. Врезное шлифование включается установ-
кой кранового гидроаппарата Р11 в положение «Непрерывная по-
дача» (положение II). Линии 31 и 32 разъединяются, чем исключает-
ся возможность продольного перемещения стола при включении
гидроаппарата Р5. Масло из правой полости ЦШБ поступает в верх-
нюю полость ЦВ *Из нижней полости масло вытесняется по каналам
47 и 48 и гидродроссель взрезной подачи ДРЮ. С гидродросселем
ДРЮ совмещен гидродроссель ускоренной подачи ДРИ, шунти-
рующий линию гидродросселя ДРЮ. При включении электромаг-
нита гидрораспределителя Р13 осуществляется доводочная подача
через гидродроссель ДР 12;
Быстрый отвод шлифовальной бабки; Быстрый отвод шлифоваль-
ной бабки можно осуществить вручную наклоном рукоятки гидро-
распределителя Р6 от себя (гидрораспределитель Р6 переключает-
ся при этом в положение II) или автоматически после завершения
цикла шлифования. Команда на быстрый отвод после'завершения
цикла шлифования дается устройством активного контроля элек-
тромагнита гидрораспределителя Р15. Гидрораспределитель Р15;
переключившись в положение II, сообщает полость гидрораспре-
делителя Р6 с насосом. Плунжер гидрораспределителя Р6 пере-
мещается влево. Осуществляется отвод шлифовальной бабки.
Гидроцилиндр осциллирующего движения ЦОД включается
при правке шлифовального круга (гидрораспределитель Р4 в поло-
жении II, каналы 2, 25, 24). Скорость перемещения при правке ус-
танавливается гидродросселем ДР9.
8. ГИДРОПРИВОД КОПИРОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
В гидравлических токарных копировальных станках гидропри-
вод применяют для осуществления быстрого подвода и отвода пол-
зуна копировального суппорта, его следящего перемещения, быст-
рого подвода и отвода пиноли, поджима пиноли, подвода и отвода
ползунов поперечных суппортов, их движения с заданной скоростью.
В копировально-фрезерных станках гидропривод используют для
продольного перемещения стола и поперечного перемещения сала-
зок, перемещения и зажима шпиндельной головки.
Гидропривод токарного капировального полуавтомата мод.
1708. Гидрооборудование токарного копировального полуавтомата
мод. 1708 обеспечивает: 1) быстрый подвод и отвод ползуна копи-
ровального суппорта; 2) быстрый подвод и отвод пиноли; 3) поджим
пиноли с необходимой силой; 4) быстрый подвод и отвод ползуна
поперечного суппорта; 5) движение ползуна поперечного суппорта
74
с заданной подачей; 6) отвод ползуна поперечного суппорта с за-
данной подачей.
Гидрооборудование станка (рис. 56) имеет две назависимые друг
от друга гидравлические системы, питаемые от спаренного насоса
пластинчатого типа: копировального суппорта и задней бабки, по-
перечного суппорта. Гидравлический щуп установлен на цилиндре
копировального устройства; гидрораспределитель с обратным гид-
роклапаном и дросселем установлен на каретке поперечного суппор-
та, обратный гидроклапан с управлением и реле давления, контро-
лирующее давление зажима детали в центрах, установлены на
задней бабке. Остальная гидроаппаратура установлена на верти-
кальной стойке, связанной с гидробаком станка.
Работа копировального устройства. Масло от насоса Н1 через
фильтр Ф2, обратный гидроклапан КЗ и гидродроссель ДР2 подает-
ся к дросселирующему гидрораспределителю Р копировального
суппорта. Стабильное давление в линии копировального суппорта
поддерживается гидроклапаном К9. При включении электромаг-
нита Э5 плунжер дросселирующего гидрораспределителя занимает
нижнее положение. Масло через проточки дросселирующего гидро-
распределителя поступает в нижнюю полость цилиндра копиро-
вального суппорта ЦКС, а из верхней полости через канал 3 сли-
вается через холодильник X в гидробак. Так как шток ЦКС непо-
движно закреплен на каретке, цилиндр копировального суппорта
опускается вниз до тех пор, пока плунжер щупа не займет нейтраль-
ное положение при упоре наконечника щупа в шаблон Ш (или бу-
дет выбран весь ход цилиндра). При отключении электромагнита
Э5 пружины переводят плунжер дросселирующего гидрораспреде-
лителя Р в верхнее положение. Суппорт отводится в крайнее верх-
нее положение. При работе станка плунжер дросселирующего .гид-
рораспределителя Р своими поясками открывает' доступ масла в
верхнюю или нижнюю полость ЦКС и обеспечивает слив масла из
нерабочих полостей. Суппорт перемещается на необходимую вели-
чину, ограничиваемую работой системы обратной связи. Осущест-
вляется слежение суппортом и связанным с ним инструментом за по-
ложением наконечника дросселирующего гидрораспределителя Р.
Работа гидропривода пиноли. Масло по каналу 5 от насоса Н1
через редукционный гидроклапан /(£-поступает к гидрораспреде-
лителю Р1 с электрогидравлическим управлением. При включе-
нии электромагнита Э1 гидрораспределитель управления Ply за-
нимает положение II. Масло по каналам 6, 39 и 25 поступает в ле-
вую полость гидрораспределителя Р1 и переключает его в положе-
ние II. Из правой полости Р1 по каналам 26 и 40 масло сливается
в гидробак. Находясь в положении II, гидрораспределитель Р1 со-
общает канал 18 с напорной гидролинией, а канал 17 — с гидроли-
нией клива: Под давлением масла, поступающего по каналам 18 и
24 в нижнюю полость гидроклапана К1 с гидравлическим управле-
нием, его плунжер преодолевает усилие пружины и поднимается
вверх, переключая гидроклапан К1 в положение II. Масло по
75
Рис. 56. Гидравлическая схема копировального полуавтомата мод. 1708
каналам 18 и 21 поступает в бесштоковую полость ЦП. Штоковая
полость ЦП гидрораспределителем Р1 сообщена с линией слива.
Пиноль выдвигается и зажимает заготовку Зв центрах. В случае
снижения давления масла в гидросистеме при зажатой заготовке
плунжер гидроклапана К1 под действием пружины переключает-
ся в положение I, запирая масло в бесштоковой полости и предот-
вращая на некоторое время отход пиноли под действием сил ре-
зания.
При включении электромагнита Э2 (электромагнит Э1 отклю-
чается) гидрораспределитель управления Ply переключается в по-
ложение III. Масло поступает в правую полость Р1 и переключает
его в положение III. Из лефой полости масло поступает на слив (ка-
налы 25 и 40). Масло от насоса по каналу 17 поступает в штоковую
полость ЦП, а по каналам 17 и 22 в нижнюю полость гидроклапа-
на К1 и к плунжеру управления ПУ. Масло также поступает и в
верхнюю полость К1 (каналы 17, 19 и 20), но площадь ПУ больше
площади плунжера гидроклапана К.1, поэтому под действием резуль-
тирующей силы К1 переключается в положение II. Масло из бес-
штоковой полости ЦП поступает на слив (каналы 21, 23, 18, 7 и 4).
Пиноль отводится.
- При включении обоих электромагнитов Э1 и Э2 плунжер„хид-
рораспределителя управления Ply и основного гидрораспредели-
теля Р1 устанавливаются в положение I. Полости ЦП запираются,
пиноль фиксируется в положении, заданном при наладке. Насос
Н1 сообщается с баком.
Работа гидросистемы поперечного суппорта. К гидроцилиндру
поперечного суппорта ЦПС масло поступает от насоса Н2 через гид-
рораспределитель Р2 с электрогидравлическим управлением. При
включении электромагнита ЭЗ масло по каналам 41, 12 и 27 по-
ступает в левую полость гидрораспределителя Р2 (распределитель
управления Р2у переключен в положение II). Из правой полости
Р1 по каналам 11 vl 13 масло поступает на слив, по каналам 41, 10
и 29 — в штоковую полость ЦПС. Из бесштоковой полости ЦПС
масло по каналам 38, 35, 33, 28, 8 и 4 направляется на слив. Проис-
ходит быстрый подвод ползуна. Кулачок, перемещающийся вмес-
те с ползуном суппорта, нажимает на плунжер гидроклапана К8,
в результате чего К8 переключается в положение II, а слив масла
из ЦПС происходит через фильтр ФЗ и регулятор потока ДРЗ (по
каналам 34, 32, 31, 30, 28, 8 и 4). Происходит переключение с быст-
рого подвода ползуна на рабочую подачу, скорость которой уста-
навливается гидродросселем ДРЗ. На пути рабочей подачи плун-
жер гидроклапана К8 остается нажат кулачком.
В конце рабочего хода, определяемого жестким упором, давление
на сливе из ЦПС снижается, в результате чего срабатывает реле дав-
ления РДЗ, которое дает команду на отключение электромагнита
ЭЗ и включение электромагнита Э4. Происходит переключение гид-
рораспределителя Р2. Масло от насоса по каналам 41, 10, 28, 33 и
36 поступает к гидроклапану К2, который переключается в поло-
77
жениё II и открывает доступ масла к бесштоковой полости ЦПС
через гидродроссель ДР1. Из штоковой плости ЦПС по каналам
29, 8 и 4 масло поступает на слив. Происходит отвод ползуна с
заданной подачей. Скорость отвода ползуна устанавливается гидро-
дросселем ДР1.
При освобождении кулачком плунжера Д8 он переключается
в положение /. Масло свободно поступает в бесштоковую полость
ЦПС, минуя гидродроссель ДР1. Происходит быстрый отвод пол-
зуна. В исходном положении конечный выключатель, установленный
на каретке поперечного суппорта, отключает электромагнит Э4.
Гидрораспределитель Р2 устанавливается в положение I. Насос
Н2 сообщается с баком. Давление масла в линиях гидросистемы
проверяется с помощью манометра М, подключенного крановым
гидроаппаратом РЗ к соответствующим линиям.
9. ГИДРОПРИВОД СТАНКОВ
С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
В отечественных станках с ЧПУ наиболее широкое применение
находит следящий гидропривод, включающий исполнительный
гидродвигатель и средства управления (электрические, электро-
гидравлические, механические, пневматические и т. п.). Следящие
гидроприводы разделяют на ряд групп, например, по числу щелей
в дросселирующем гидрораспределителе (одно-, двух- и четырех-
щелевые), по числу следящих перемещений, осуществляемых ра-
бочими органами, по виду средств, с помощью которых осуще-
ствляется регулирование скорости слежения (с дроссельным,
объемным и комбинированным регулированием), по числу и прин-
ципу действия каскадов усиления сигналов задающего устройства
(одно-, двух- и многокаскадные) и т. д.
Гидравлические машины имеют небольшие размеры и малую
инерционность, что обеспечивает высокой быстродействие -гидро-
привода и плавный рабочий ход рабочих органов, а также повы-
шенную точность позиционирования. Наибольшее применение
в станках с ЧПУ получил следящий привод с гидроусилителем
момента.
Как правило, гидравлические схемы непосредственно приводов
(исключая систему управления) станков с ЧПУ довольно' просты.
Они включают типовую насосную установку переменной подачи с
дроссельным, объемным или комбинированным регулированием,
вырабатывающую подачу равную расходу в гидросистеме, при
малом изменяемом давлении, а также гидродвигатели или уси-
лители момента, связанные с рабочими органами станка. На рис. 57
приведена гидравлическая схема широко распространенного токар-
ного станка с ЧПУ мод. 16К20ФЗ.
Гидропривод токарного станка с ЧПУ мод. 16К20ФЗ. Управле-
ние гидроприводом, различные блокировки, зажим и разжим пат-
рона осуществляются элементами электрической схемы. В гидро-
78
Рис. 57. Гидравлическая схема токарного станка с ЧПУ мод. 16К20ФЗ
привод станка входят: 1) гидростанция с регулируемым насосом
аксиально-поршневого типа Н1, насосом подпитки Н2, фильтром
Ф и холодильником X, аккумулятором Л, а также контрольно-ре-
гулирующей аппаратурой; 2) гидроусилитель моментов продоль-
ного хода каретки УМ Г, 3) гидроусилитель моментов поперечного
хода суппорта УМ2.
Включение гидропривода осуществляют нажатием кнопки
«Пуск» гидроагрегата. Работа гидропривода происходит в соответ-
ствии с подачей электрических команд от пульта управления к ша-
говым двигателям гидроусилителей.. Работа гидроусилителей мо-
мента поперечного хода суппорта и продольного хода каретки про-
исходит с помощью шаговых двигателей, выходные валы которых
посредством муфт жестко соединены с входными валами гидроуси-
лителей. При отработке шаговым двигателем какого-то числа элект-
рических импульсов происходит поворот входного вала и смещение
запорно-регулирующего элемента дросселирующего гидрораспре-
делителя на пропорциональную величину. Масло от насоса через
щели гидрораспределителя и распределительный диск воздейству-
ет на поршни ротота гидроусилителя, который поворачивает выход-
ной вал пропорционально величине открытия щелей. За счет
энергии масла, подводимого к гидроусилителю, электрические сиг-
налы малой мощности, поступающие на вход шагового двигателя,
усиливаются и преобразуются в синхронное (по отношению к валу
шагового двигателя) вращение выходного вала гидроусилителя с
вращающим моментом, необходимым для перемещения рабочих ор-
ганов. Величину поворота выходного вала гидроусилителя опреде-
ляет число поданных импульсов на шаговый двигатель, а скорость—
частота их следования.
79
10. ГИДРОПРИВОД АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ
Конструктивной особенностью агрегатных станков является ком-
поновка их из ряда нормализованных сборочных единиц (станин,
силовых головок, поворотных столов и т. д.). В соответствии с этим
в агрегатных станках получил распространение гидропривод, ос-
новные узлы которого также скомпонованы в сборочные единицы—
гидропанели, содержащие аппараты управления работой сило-
вых головок, поворотных столов и зажимных устройств.
Гидропанели для управления силовыми головками (гидропане-
ли подач) обеспечивают следующий рабочий цикл: 1) быстрый под-
вод; 2) рабочую подачу (одну или две в зависимости от необходи-
мости и применения соответствующего типа гидропанели); 3) оста-
новку на упоре; 4) быстрый отвод; 5) остановку в исходном поло-
жении.
Гидропанели поворота стола предназначены для управления
работой многопозиционных поворотных столов по циклу: 1) расфик-
сация и отжим планшайбы; 2) поворот стола; 3) фиксация и зажим
планшайбы; 4) возврат поршня цилиндра в исходное положение.
Отечественная промышленность выпускает ряд типоразмеров
(и различных исполнений) гидропанелей для управления работой
самодействующих и несамодействующих силовых головок, а также
поворотных многопозиционных столов агрегатных станков. Взаи-
модействие работы гидропанелей в агрегатных станках осуществ-
ляется путевыми и конечными выключателями в соответствии с об-
щим циклом работы станка.
Самодействующие силовые головки оборудуют самостоятельно
работающими гидросистемами и снабжают насосными установками.
Гидропривод несамодействующих силовых головок может работать
совместно с гидропанелями поворота стола и зажимных устройств
от одной насосной установки.
Гидропривод подачи агрегатной силовой головки. Гидравличе-
ская схема привода подачи малогабаритной силовой головки агре-
гатного станка показана на рис. 58. Аппаратура управления вы-
полнена в виде гидропанели типа ГОМ-ОЗ-41. Особенности этого при-
вода: применение гидропреобразователя расхода ЦМ.2 для осуществ-
ления быстрых ходов и рабочих подач от одного одинарного насоса
Н, подача которого выбрана из условия обеспечения наибольшей
рабочей подачи; применение системы стабилизации рабочей подачи,
обеспечивающей независимость скорости рабочей подачи от внеш-
ней-нагрузки, и применение гидропреобразователя расхода малых
подач ЦМ1 для обеспечения минимальной рабочей подачи при ма-
лой рабочей площади гидроцилиндра подачи.
Быстрый подвод головки. Подача головки осуществляется гидро-
цилиндром ЦП. При переключении распределителя РЗ в положение
II масло от насоса Н через каналы 1, 3, 4, 21 и 10, поступая в дрос-
сель ДР2, направляется в штоковую полость гидропреобразователя
ЦМ2. Поршень гидропреобразователя быстро перемещается вверх,
so
вытесняя масло из поршневой полости через гидрораспределитель
Р2, каналы 9, 16, через гидрораспределитель Р1, плунжер которого
под действием пружины находится в положении I, и канал 6 в ле-
вую полость ЦП. Из [правой полости ЦП по каналам 7,8, 18 и 22
и через гидрораспределители Р2, РЗ масло сливается в гидробак.
Поршень ЦП и пиноль головки перемещаются вперед со скоростью
быстрого подвода. Поршень ЦМ2 продолжает движение вперед до
упора кронштейна, жестко связанного со штоком ЦМ2,'в гайку уст-
ройства, которое ограничивает величину быстрого подвода пиноли.
Рабочая подача. Поршень ЦМ2 перемещает гайку и винт упора
до тех пор, пока упор не освободит собачку, связанную с плунжером
гидрораспределителя Р2; Гидрораспределитель Р2 под действием
пружины переключается в положение II и перекрывает путь маслу
в левую полость ЦП из гидропреобразователя ЦМ2. Поршень
гидропреобразователя ЦМ.2 останавливается. При этом масло через
редукционный гидроклапан К2, обратный гидроклапан КЗ и гидро-
дроссель ДР1 поетупает в поршневую полость гидропреобразова-
теля ЦМ1, перемещая его поршень вверх. Из штоковой полости
ЦМ1 по каналам 14 и 6 через гидрораспределитель РЗ масло посту-
пает в левую полость ЦП. Осуществляется рабочая подача. Из
правой полости ЦП масло поступает на слив через проточки регу-
лятора потока К1.
Быстрый отвод пиноли. Команда на отвод пиноли подается ко-
нечным выключателем, при этом гидрораспределитель РЗ переклю-
чается в положение I. Масло по каналам 18 и 19 направляется в тор-
Рис. 58. Гидравлическая схема привода подачи агрегатной головки
4 Зак. 1011 81
цовую полость гидрораспределителя Р2, который переключается
в положение I. Собачка, связанная с плунжером гидрораспредели-
теля Р2, взводится. Масло по каналам 18, 8 а 7 через гидрораспре-
делитель Р2 поступает в правую полость ЦП. Пиноль быстро пере-
мещается назад.
Остановка пиноли в исходном положении. При ускоренном ходе
пиноли назад масло из левой полости ЦП через каналы 6, 16 и 9
и проточки гидрораспределителей Р1 и Р2 поступает в верхнюю
полость ЦМ2. Из нижней полости ЦМ2 по каналам 10, 20, 21 и 22
масло сливается в гидробак. Гидропреобразователь ЦМ2 взводит-
ся. .Затем масло по каналам 6 и 14 поступает в верхнюю полость
ЦМ1. Из нижней полости ЦМ1 масло по каналам 13,21 и 22 сли-
вается в гидробак. Выводится гидропреобразователь ЦМ1. При ос-
тановке поршней гидропреобразователей ЦМ2 и ЦМ1 давление в ма-
гистрали нагнетания повышается до величины, определяемой наст-
ройкой гидрораспределителя Р1. Гидрораепределитель Р1 переклю-
чается в положение II, открывая свободный проход маслу из левой
полости ЦП по каналам 6, 15, 21 и 22, через обратный клапан К 4,
в гидробак. Одновременно гидрораепределитель Р1 сообщает верх-
ние полости ЦМ2 и ЦМ1 с магистралью нагнетания, что обеспечи-
вает исходное положение поршней этих гидропреобразователей.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
НЕИСПРАВНОСТИ ГИДРОПРИВОДОВ СТАНКОВ
1. ОБЩИЕ ПРИЧИНЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Среди разнообразных неполадок в гидравлических системах мож-
но выделить наиболее характерные. Общие причины паполадок
в гидравлических системах и способы их устранения приведены
в табл. 1.
2. ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ГИДРОПРИВОДОВ
Выше были рассмотрены общие причины неисправностей в гид-
равлических системах. Эти неисправности вызывают те или иные
функциональные нарушения в работе, часто весьма характерные
для конкретной модели металлорежущего станка. Поэтому по ха-
рактеру проявления неисправности в рабочих циклах станка может
быть найден конкретный неисправный агрегат или аппарат, не ра-
ботающий по причине нарушения электрической или механической
цепи управления. Ниже приведены наиболее характерные неисправ-
ности гидроприводов рассмотренных выше металлорежущих станков
(табл. 2).
8?
Таблица 1
Общие причины неисправностей в гидросистемах и способы их устранения
Причины неисправностей Способы устранения неисправностей
Насос не пода Неправильное направление вращения вала насоса Недостаточен уровень масла в гидро- баке Засорилась всасывающая труба Подсасывается воздух во всасываю- щей трубе Чрезмерно велика вязкость жидкости Снижение давлени Износился насос Повышенные утечкп насоса Утечки жидкости через раковины и поры корпуса насоса Повышенные утечкп через соединения гидросистемы Повышенные утечки в силовых гид- роцилиндрах Свободный слив масла через напор- ный гидроклапан: а) засорилось отверстие; сердеч- ник клапана завис в открытом. положении; б) засорился шариковый гидро- клапан (грязь под шариком); в) засорение направляющих под шариком; г) ослабление пружины шарико- вого гидроклапана; д) утечка масла из полости про- тиводавления шарикового гидро- клапана Напорный гидроклапан настроен на пониженное давление Неправильная работа переливного гидроклапана Нарушение переключений гидрорас- пределителя по циклу ет жидкость Переключить направление вращения Долить масло в гидробак до необхо- димого уровня Осмотреть и прочистить трубу Проверить соединение трубы с насо- сом. Опустить трубу в гидробак до необходимого уровня. Восстановить герметичность Подобрать жидкость соответствую- щей вязкости я в гидросистеме Проверить подачу насоса,- При необ- ходимости заменить насос Сменить уплотнения Сменить корпус насоса Проверить утечки в насосе. Давление в системе должно повыситься при заглушенном трубопроводе или на- порном гидроклапане. Если утечки в насосе не превышают нормы, .то не- обходимо проверить трубопроводы и их соединения Проверить гидроцилиндры. При изно- се уплотнений (манжеты или порш- невые кольца, штоковые сальники) заменить их новыми Разобрать клапан и устранить в нем неполадки Клапан должен быть отрегулирован на давление, превышающее рабочее давление на 5—10 кгс/см2 Заменить пружину гидроклапана Следует проверить работу электро- магнитов и кулачков
4*
83
Продолжение табл. 1
Причины неисправностей Способы устранения неисправностей
Шум при работе Засорение всасывающей трубы или фильтра Недостаточная пропускная способ- ность фильтра Подсос воздуха во всасывающей тру- бе или по валу насоса Засасывание масла с воздушными пузырьками Засорение сапуна в баке Шум от работающего насоса Шум при работе клапанов (напорно- го или переливного) Шум трубопроводов Движение рабочей жидкости на не- которых участках гидросистемы с ударами и завихрениями Неравномерное движение Наличие воздуха в гидросистеме Сильно затянуты направляющие Перетянуты сальники штока Задиры на направляющих Перекос штока по отношению к на- правляющим Работа при давлении, близком к дав- лению, на которое отрегулирован гид- роклапан Неравномерная подача масла насо- сом (поломка лопастей или их заеда- ние) Недостаточное противодействие в . сливной полости цилиндра Недостаточный уровень масла в гид- робаке Уменьшение ра Засорился фильтр перед гидродроссе- лем гидросистемы Проверить и прочистить фильтр и всасывающую трубу Заменить фильтр Закрепить сальниковое уплотнение Сменить масло в гидробаке; запол- нить гидробак до нужного уровня Осмотреть и очистить сапун Обеспечить надежное крепление насо- са, соосность валов двигателя и на- соса; проверить зазоры в приводе на- соса Заменить гидроклапан прямого дейст- вия на гидроагрегат с шариковым клапаном; снизить подачу насоса и уменьшить количество сбрасываемо- го масла Закрепить трубы скобами Увеличить диаметр трубопроводов и радиус изгибов труб исполнительных органов Устранить причины, способствующие попаданию воздуха в систему: выпус- тить воздух из гидроцилиндров (на холостом ходу), устранить причины вспенивания масла Отрегулировать направляющие Отрегулировать сальниковое уплот- нение Устранить задиры. Отполировать ра- бочую поверхность штока Проверить или сменить шток Отрегулировать пружины гидрокла- пана Разобрать насос и заменить лопасти Подтянуть пружину гидроклапана в сливной гидролинии Долить масло в гидробак бочей подачи Осмотреть фильтр, очистить или сме- нить его
84
Продолжение табл. 1
Причины неисправностей Способы устранения неисправностей
Засорился дроссель регулятора пото- ка Ослабла пружина одного из гидро- клапанов регулятора потока Прекращение рабочей подачи Разобрать и очистить гидродроссель Сменить пружину и настроить ее на перепад давлений 1,5—3,5 кгс/см2 Устранить заедание напорного или переливного клапана в открытом со- стоянии, заедание редукционного гид- роклапана в системе регулятора по- тока
Снижение подачи при нагрузке
Пониженная чувствительность редук- ционного клапана в системе регуля- тора потока Повышенные утечки в гидросистеме (в магистральном контуре подачи) Загрязнение масла Засорение фильтров Засорение щелей гидроклапанов и гидродросселей Понижение вязкости масла при на- греве Промыть гидроклапана и поставить менее’жесткую пружину Проверить утечки из насоса рабочей жидкости; промыть и притереть сер- дечники гидроклапанов Заменить масло, систему промыть ке- росином Проверить и прочистить или заменить фильтры Проверить работу гидроклапанов и гидродросселей Подобрать подходящее масло или устранить причину излишнего нагре- ва
Повышенное давление при холостом ходе
Засорение фильтров в контуре пода- чи Засорение трубопровода и каналов Переливной гидроклапан настроен на давление выше нормального Повышенные местные сопротивления при повреждениях труб и неправиль- ном подборе аппаратуры по' произво- дительности Чрезмерно затянуты направляющие, заедание при отсутствии смазки Прочистить фильтры Разобрать трубопровод, проверить и прочистить его Отрегулировать переливной гидро- клапан Выправить трубы, сменить аппарату- ру Отрегулировать клинья и планки
Ч резмерный нагрев масла в системе
Сильно затянуты пружины гидрокла- панов в сливной гидролинии Избыточная подача насоса Переливной гидроклапан при раз- грузке работает неправильно Неправильная работа маслоохладите- ля Отрегулировать гидроклапан на нор- мальный перепад 0,5—2 кгс/см2 Сменить насос Отрегулировать гидроклапан на нор- мальную разгрузку; прочистить канал обратной связи для повышения чув- ствительности Отрегулировать термостат (терморе- гулятор) и проверить циркуляцию Охлаждающей воды
85
Продолжение табл. 1
Причины неисправностей Способы устранения неисправностей
Система работает на масле повышен- ной вязкости Нет быстр Заедание напорного гидроклапана в открытом состоянии Прорван маслопровод Течь масла в соединениях Неправильно переключается гидро- распределитель Нарушения правильности че Заедание гидрораспределителя Неправильно установлены кулачки и упоры Неправильно работает фиксатор гид- рораспределителя (в частности, сло- мана пружина) Подгорели контакты микропереклю- чателей Нарушение правильного срабатыва- ния гидрораспределителей управления Прочие неполад Нарушение цикла работы Аппаратура не поддается регулировке Нарушение устойчивости работы гид- росистемы (гидравлические удары и неравномерность хода) Вибрации (автоколебания) Общая загрязненность гидросистемы Заменить масло на другое с понижен- ной вязкостью ых ходов Проверить работу напорного гидро- клапана и промыть его Сменить трубу Подтянуть или заменить арматуру Проверить работу кулачков или электромагнитов редования элементов цикла Устранить причину заедания Проверить наладку кулачков по цик- лограмме Устранить причину неправильного срабатывания фиксатора Прочистить контакты Проверить работу гидрораспредели- телей по магистральным контурам и элементам цикла ки гидросистем Проверить правильность установки кулачков и упоров, проверить пру- жины фиксаторов, а также устранить неисправности, вызывающие непра- вильное чередование элементов цикла Необходимо сменить масло и про- мыть систему Динамическая неустойчивость может быть ликвидирована подключением дополнительной емкости (буфера) или изменением режима работы станка Ликвидируются Теми же способами, что и при нарушениях динамической неустойчивости Тщательно промыть всю систему
86
Таблица 2
Характерные неисправности гидроприводов металлорежущие станков
{Наименование и модель станка Характер неисправности Возможные причины неисправности
Отрезной авто- мат мод. 8Б66А (см. рис. 48) Токарно-кару- сельный мод. 1531М (1541М) (см. рис. 49) Недостаточный зажим заго- товки Нет ускоренного подвода бабки Подвод бабки происходит со скоростью рабочей пода- чи Скорость рабочего хода ва- лика не поддается регули- ровке Нет рабочей подачи При врезании в заготовку бабка отрезного диска от- водится назад После отрезки заготовки от- резная бабка не отходит на- зад Прерывистая рабочая пода- ча отрезной бабки Нет продвижения заготовки Несоответствие частоты вра- щения планшайбы установ- ленной Поломка зубьев колес при переключении Понижение давления масла вследствие засорения фильтра или неисправности насоса; гид- роклапан К2, блокирующий на- сос, настроен на пониженное давление или неисправен Высоко поднята губка зажим- ного устройства; неисправен напорный гидроклапан КЗ или отрегулирован, на большее дав- ление, чем давление срабаты- вания гидроклапана К2 Плунжер гидрораспределителя РЗ завис в нижнем положении, разобщив каналы 18 и 23 (при указанной неисправности ско- рость подвода бабки следует регулировать гидродросеелем ДР2) Неправильно настроена линей- ка гидрораспределителя РЗ; у неавтоматических станков (например, мод. 8Б66) неис- правность может быть вызвана засорением обратного гидро- клапана, блокирующего дрос- сель Засорение гидродросселя ДР2 Редукционный гидроклапан К1 отрегулирован на низкое дав- ление масла Заедание плунжера .или полом- ка пружины гидрораспредели- теля Р1 Наличие воздуха в гидросисте- ме Засорение гидродросселя ДР1 Неправильная регулировка гид- родросселя ДР1\ заклинивание или поломка пружины одного из гидрораспределителей пере- ключения Повторное включение планшай- бы до ее остановки; неправиль- ная регулировка фрикционной муфты (муфта перетянута и «ведет»); неправильная регули- ровка гидродросселя ДР1 (гид- родроссель слишком затянут и механизм переключения фикси- руется в промежуточном поло- жении)
87
Продолжение табл. 2
Наименование и модель станка Характер неисправности Возможные причины неисправности
Зубофрезерный мод. 5А312 (см. рис. 50) Долбежный мод. М430 (см. рис. 51) Планшайба при пуске не вращается Планшайба вращается на «ползучей» скорости- Шум и толчки при работе, неплавное перемещение ра- бочих органов Отсутствует давление в си- стеме или оно недостаточно Не работает одно из движе- ний цикла При длительной работе станка радиальным врезани- ем происходит уменьшение радиальной подачи Поршень механизма вреза- ния начинает двигаться раньше, чем фрезерная стой- ка дойдет до упора, или сов- сем не двигается При включении гидрорас- пределителя Р1 в положение I («Пуск») долбяк не пере- мещается Долбяк перемещается в од- ну сторону и не реверсиру- ется Снижается рабочая скорость долбяка При переключении гидро- распределителя Р1 в поло- жение II («Стоп») долбяк не останавливается момен- тально Заклинивание гидрораспреде- лителя Р9, ослабление или по- ломка его пружины (планка не зафиксировала плунжеры пе- реключения и переключатель блокировки не сработал) Недостаточное давление масла вследствие неисправности или неправильной регулировки на- порного гидроклапана К1; за- грязнение фильтра; заклинива- ние плунжера гидрораспредели- теля Р8, ослабление или полом- ка его пружины; неисправность насоса (значительные утечки жидкости) Наличие воздуха в системе, за- грязнен фильтр Засорение напорных гидрорас- пределителей, неправильная их регулировка или поломка пру- жин; засорен фильтр; неиспра- вен насос Заедание плунжера соответст- вующего гидрораспределите- ля управления или поломка его пружины Засорение гидродросселя ДР1 Заклинен блокировочный гид- рораспределитель РБ или поло- мана его пружина Недостаточное давление масла из-за неправильной регулиров- ки или неисправности напорно- го гидроклапана Д2 Заклинивание плунжера гидро- распределителя РР,' излишняя затяжка гидродросселей ДРЗ и ДР4, неисправен гидроклапан К4 или неправильно отрегули- рован Неисправен регулятор потока Заклинивание плунжера или по- ломка пружины гидрораспреде- лителя
88
Продолжение табл. 2
Наименование и модель станка’ Характер неисправности Возможные причины неисправности
Вертикально- протяжной мод. 766 (см. рис. 52) Алмазно-рас- точной мод. ОС-340 (см. рис. 53) Резкое повышение давления маела при реверсе Нет подачи стола при пер- вой ступени скоростей Нестабильная подача стола Толчки и шум при работе Поршневой насос не разви- вает рабочего давления Не изменяется направление потока рабочей жидкости поршневого насоса Происходит самопроизволь- ное медленное перемещение ползуна После закрывания и откры- вания патрона, подвода или отвода вспомогательной ка- ретки механизмы не оста- навливаются, а возвращают- ся назад Пластинчатый насос НЗ во время рабочего и обратного ходов не разгружается Нарушение .цикла работы и стабильности подачи стола при малых величинах подач Нечеткая работа привода приспособления Гидроклапан К4 отрегулирован на высокое давление; высокое давление при холостых ходах свидетельствует о неисправно- сти в узлах станка (задиры, пе- ретяжка клиньев направляю- щих) Заклинивание плунжера гидро- распределителя РЗ Нарушена регулировка гидро- дросселя ДР5 в линии ЦПС Попадание воздуха в гидроси- стему (нарушение герметично- сти, понижение уровня масла в баке) Большой износ поршневой группы или , узла распределе- ния; засорение напорных гид- роклапанов; утечки жидкости в соединениях и аппаратах. Заклинивание скользящего бло- ка СБ; недостаточное давление масла, развиваемое шестерен- ные насосом вследствие его неисправности; неисправность в гидрораспределителях управ- ления; неисправность напорно- го гидроклапана в линии ше- стеренного насоса Заклинивание плунжера гидро- распределителя, сообщающего напорную и всасывающую гид- ролинии насоса; грубая наст- ройка скользящего блока на нейтральное положение Поломка одной из пружин гид- рораспределителей, управля- ющих движением патрона или каретки (гидрораспределите- ли в нейтральное положение не устанавливаются) Заклинен гидрораспределитель, сообщающий напорную гидро- линию насоса со сливом Загрязнение масла, в результа- те чего происходит засорение рабочих каналов малого сече- ния, а также клапанов, закли- нивание плунжеров гидрорас- пределителей Ненадежная фиксация звездоч- кой П гидрораспределителя РЗ
89
Продолжение табл. 2
Наименование и модель станка Характер неисправности ’ Возможные причины неисправности
Круглошлифо- вальный мод. ЗА151 (ЗА161) (см. рис. 54) Токарный копи- ровальный по- луавтомат мод. 1708 (см. рис. 56) Отсутствует рабочее движе- ние стола; перегон не осу- ществляется При подведенной шлифо- вальной бабке осуществля- ется перегон стола Отсутствует периодическая подача при реверсировании стола Нет периодической подачи от механизма врезания При продольном шлифова- нии получается значитель- ная конусность детали Не осуществляется ускорен- ная подача шлифовальной бабки при врезном шлифо- вании, рабочая подача мала и скорость ее не регулирует- ся Отсутствует доводочная по- дача шлифовальной бабки при,врезном шлифовании После подвода шлифоваль- ной бабки она возвращает- ся назад Отсутствует автоматиче- ский отвод шлифовальной бабки После быстрого подвода шлифовальная бабка уста- навливается в различных положениях Возникает погрешность ко- пирования Отсутствует быстрое пере- мещение' поперечного суп- порта или суппорт медленно перемещается при быстрых ходах После рабочей подачи попе- речный суппорт не отводит- ся Заклинен плунжер гидрорас- пределителя Р2 в нижнем по- ложении или сломана его пру- жина Заклинен плунжер гидрорас- пределителя РЗ или сломана его пружина Заклинен плунжер гидрорас- пределителя РЮ или засорился его гидродроссель 3 аклинен гидрор аспределитель Р14 в нижнем положении или сломана его пружина Засорен гидродроссель ДР5, компенсирующий утечки в ли- нии гидроцилиндра ЦВ • Заклинен плунжер гидрорас- пределителя Р13 в нижнем по- ложении или поломана его пру- жина Заклинен плунжер гидрораспре- делителя Р13 в верхнем поло- жении Заклинен плунжер гидрорас- пределителя РЮ в нижнем по- ложении или сломана его пру- жина Заклинен плунжер гидрорас- пределителя РЮ в верхнем по- ложении Заклинен плунжер механизма устранения зазоров; перекрытие сливных канавок поршнем ЦШБ происходит до того, как он упрется упором механизма "врезания в торец гильзы Увеличились зазоры между втулками и плунжером дроссе- лирующего гидрораспределите- ля; появился износ кромок дросселирующего гидрораспре- делителя Низкое давление масла в гид- росистеме; заклинен гидрорас- пределитель Р2 или его управ- ляющий гидрораспределитель Заклинен гидрораспределитель поперечного суппорта Р2 или его управляющий гидрораспре- делитель
90
Продолжение табл. 2
Наименование и модель станка Характер неиспраности X Возможные причины неисправности
Токарный 16К20ФЗ (см. рис. 57) Гидропанель подачи типа ГСМ-03-41 (см. рис. 58) Нет перемещения пиноли Пиноль не отводится назад Отсутствует перемещение поперечного суппорта с за- данной подачей Копировальный суппорт не обеспечивает стабильного размера детали при одной и той же настройке Шум и толчки при работе, сопровождающиеся колеба- нием давления в гидроси- стеме и вспениванием масла Отсутствие давления в гид- росистеме Значительные внешние утеч- ки рабочей жидкости При нажатии кнопки «Впе- ред» силовая головка не идет вперед, при нажатии кнопки «Назад» или получе- нии этой команды от путе- вого конечного выключате- ля силовая головка не идет назад Нет быстрых ходов при ра- боте панели Панель не обеспечивает но- минальную скорость быст- рых ходов Нет четкого переключения с быстрого хода на рабочую подачу Недостаточное давление масла в гидросистеме гидропривода и поджима пиноли, регулируемое редукционным гидроклапаном К 7; заклинен гидрораспредели- тель Р1 или его управляющий гидрораепределитель Заклинен плунжер гидроклапа- на /(/ в положении I Заклинен плунжер гидроклапа- на К2 в положении I Тугое, перемещение плунжера дросселирующего гидрорас- пределителя, заедание рычага щупа Нарушение герметичности вса- сывающей магистрали или не- допустимое понижение уровня масла в гидробаке Засорен один из напорных гид- роклапанов Нарушение герметичности в линии высокого давления Не включился электромагнит 35; неисправен гидрораспреде- литель РЗ; плунжер гидрорас- пределителя РЗ застрял в ниж- нем положении; отсутствует давление в гидросистеме (не- исправен . насос, гидроклапаи К5 или засорился гидродрос- сель ДР2) Застрял плунжер .гидрораспре- делителя быстрых ходов Р2; тугое перемещение собачки гид- рораспределителя; чрезмерно большое открытие гидродроссе- ля ДР1 Падение давления в гидроси- стеме; чрезмерные потери дав- ления в гидроцилиндре подачи силовой головки или в гидро- цилиндре гидропреобразователя Смотри неисправности «Нет быстрых ходов при работе па- нели»; повышенное давление в сливной гидролинии
91
Продолжение табл. 2
Наименование и модель станка Характер неисправности Возможные причины неисправности
Гидропанёль подачи типа ГСМ-03-41 (см. рис, 58) Панель не обеспечивает плавность рабочей подачи и ее постоянство под нагруз- кой Быстрый отвод происходит с вибрациями. Пиноль сило- вой головки или поршень гидропреобразователя не возвращается в исходное положение Не работает регулятор потока Д7; засорен гидродроссель ДР1 Неправильная регулировка пру-.' жины гидрораспределителя Р1; снижение давления в гидроси- стеме; отсутствие подпорного давления в сливной гидролинии
3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
Практикой эксплуатации гидравлических систем, металлорежу-
щих станков установлен наиболее рациональный порядок анализа
и отыскания неисправностей в гидроприводах. Гидравлическую
систему можно представить состоящей из отдельных контуров
(управления и привода), которые включены параллельно между ли-
ниями нагнетания и слива. В соответствии с рабочим циклом станка
одновременно работает лишь часть контуров или один какой-либо
контур.'Таким образом, по нарушению нормального функциониро-
вания какого-либо механизма или группы механизмов станка легко
выделить контур, в котором заключена неисправность.
Большую помощь в отыскании неисправного контура и неис-
правностей в цепях управления могут оказать так называемые
«функциональные диаграммы», в которых зафиксированы состояния
каждого аппарата схемы при выполнении заданных элементов
цикла станка. Метод функциональных циклограмм особенно удобен
при наличии полуконструктивных гидросхем, на которых можно
представить то или иное положение подвижных элементов гидро-
аппаратов, указанное в циклограмме, и оценить эффект, связанный
с каждым изменением состояния гидроаппарата.
Не менее удобны в работе по .определению неисправностей «схе-
мы движения потоков» также отображающие состояние гидроаппа-
ратов, но в иной записи.
Функциональными диаграммами и схемами движения потоков
можно пользоваться отдельно, а также совместно. Вследствие на-
глядности схемы движения потоков значительно облегчают нахожде-
ние неисправностей в гидравлической системе и доступны для персо-
нала средней квалификации.
Для более успешной работы по отысканию неисправностей в гид-
равлических системах станков рекомендуется составлять инструк-
ционные карты, содержащие структурные развертки гидравлической
системы и паспорт возможных неполадок
92
При отыскании неисправностей в гидравлическом приводе не-
обходимо всегда помнить о том, что в схемах металлорежущих стан-
ков широко применяют электрогидравлическое управление и сбой
в работе гидропривода может быть обусловлен отказом электриче-
ского аппарата.
Поэтому прежде чем приступить кремонту какого-либо элемента
гидравлической системы, не сработавшего в соответствии- с циклом
станка, необходимо убедиться в том, что электрические цепи управ-
ления и- соответствующие командные аппараты электрической
схемы находятся в исправности.
Метод записи схем движения потоков уже сам по себе опре-
деляет гидроаппараты, ненормальная работа которых может выз-
вать неисправность. Таким образом, любая неисправность заме-
чается при выполнении механизмами станка какого-то опреде-
ленного элемента цикла работы, для которого записан путь прохож-
дения рабочей жидкости, а также указано положение аппаратов
при выполнении данного элемента цикла, При неисправностях, свя-
занных с невыполнением какого-то определенного элемента цикла
работы станка, достаточно проверить соответствие рабочих положе-
ний этих аппаратов на станке, во время выполнения этого цикла,
положению их по схеме потоков.
Именно те аппараты, положение которых не соответствует схе-
ме потоков, являются причиной неисправности. Для определения
причин неисправностей, вызываемых аппаратами, не изменяющими
положения своих рабочих органов (гидродроссели, фильтры и др.),
требуется разборка и проверка деталей на износ, задиры, засоре-
ние и т. п.
ГЛАВА ПЯТАЯ
НАЛАДКА, ЭКСПЛУАТАЦИЯ, РЕМОНТ И ИСПЫТАНИЯ
ГИДРАВЛИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ СТАНКОВ
1. НАЛАДКА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Наладку гидравлических систем следует начинать с изучения
технической документации. Инструкции, прилагаемые к гидрофици-
рованному станку, содержат описание устройства механизмов стан-
ка и их наладок, подробное описание работы гидравлической систе-
мы. В гидравлической схеме изображают коммуникации гидросис-
темы, устройство и расположение рабочих механизмов.
При сложных гидравлических системах эта документация не
всегда удовлетворительна для успешной наладки и эксплуатации,
трудно понимаема и доступна не..всем категориям работников, участ-
93
вующих в наладке. Таким образом, рациональная наладка и экс-
плуатация гидросистем станков связаны с рационализацией техни-
ческой документации. Рекомендуется дополнительно к инструк-
тивному материалу прилагать паспорт типовых неполадок и способов
их устранения, а все данные, полученные при наладке, заносить
в паспорт наладки. Схему гидравлической системы рекомендуется
расчленять на структурные развертки в виде комплекса магистраль-
ных контуров типовой структуры, составленные по элементам ра-
бочего цикла. Каждый магистральный контур обеспечивает выпол-
нение только определенных функций, поэтому наладка, выполняемая
по данной системе, становится более определенной, а все неполадки
исключаются посредством последовательной проверки работы
гидроагрегатов каждого магистрального контура. Магистральные
контуры определяются схемами движения потоков.
Общий порядок выделения магистральных контуров и схем
движения потоков следующий: 1) выявляют рабочий цикл станка;
2) для каждого рабочего цикла дают обозначения гидроаппаратов,
участвующих в работе цикла, и гидродвигателей; 3) по гидравли-
ческой схеме отыскивают каналы, а при полуконструктивной схеме—
пояски гидрораспределителей, которые участвуют в работе при вы-
полнении данного цикла; 4) выявляют магистрали подвода и от-
вода рабочей жидкости; 5) вся развертка помещается между напор-
ной гидролинией насоса и сливной гидролинией.
Перед пуском станка в гидробак необходимо залить чистое мас-
ло, заполнить маслом трубопроводы и удалить из системы воздух;
при этом пружины напорных гидроклапанов насосов должны быть
полностью ослаблены, чтобы гидросистема заполнялась при наи-
меньшем давлении во избежанйе растворения воздуха в рабочей
жидкости. Краны или пробки для выпуска воздуха, установленные
в_наивысших точках трубопроводов, открывают, накидные гайки
на концах магистральных труб ослабляют. Затем включают электро-
двигатели насосов. После того как из кранов и из-под гаек пойдет
чистое масло, электродвигатели насосов отключают, краны закры-
вают, гайки затягивают, а напорные гидроклапаны насосов наст-
раивают на рабочие давления, указанные в инструкциях. Настраи-
вают гидроклапаны разделительных панелей.
Необходимо также выпустить воздух из гидроцилиндров, для
чего приоткрывают специальные краны или пробки, и поршни гид-
роцилиндров перемещают несколько раз на быстрых ходах из одного
крайнего положения в другое. После того как гидросйстема будет
полностью заполнена маслом, необходимо долить масло в гидробак
до верхнего уровня мал ©указателя.
Пуск и отладка гидросистем металлорежущих станков должны
происходить в соответствии с циклограммами работы станков на
наладочных циклах. При этом производят наладку длин ходов и
регулировку гидродросселями скоростей перемещений механизмов
станка, регулировку и настройку кулачков, нажимающих на путе-
вые аппараты управления, настройку реле давления. Реле давления
94
должйы срабатывать при давлений на 5 кгс/см2' больше давления,
необходимого для перемещения механизмов станка, и на 5 кгс/см2
меньше давления настройки соответствующих напорных или редук-
ционных гидроклапанов.
После окончания отладки гидросистемы в наладочном режиме
автоматические станки проверяют на работу в автоматическом
цикле. При этом дополнительно проверяют четкость и безотказность
работы электрической системы управления последовательностью
включений электрогидравлических аппаратов и надежность работы
блокировок.
Окончательно регулируют и уточняют время каждого перехода
и время цикла работы станка.
2. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ГИДРОПРИВОДОВ
Безотказная работа гидроприводов металлорежущих станков
во многом определяется соблюдением обслуживающим персоналом
основных правил эксплуатации, обусловленных некоторыми осо-
бенностями, характерными для любого объемного гидропривода.
К этим особенностям относятся: 1) неравномерность движения
исполнительных механизмов, вызываемых колебаниями рабочей
температуры; 2) скачкообразное движение механизмов при попада-
нии в рабочую жидкость воздуха или при выделении в ней газов;
3) наличие внутренних утечек жидкости через рабочие зазоры гид-
равлических машин и аппаратов (для уменьшения утечек рабочие
зазоры выполняют очень малыми в зависимости от назначения гид-
роагрегата); 4) наличие наружных утечек через уплотнения.
С указанными особенностями объемного гидропривода связаны
наиболее общие причины неполадок в гидравлических системах
металлорежущих станков, возникающих в процессе эксплуатации.
Этими причинами являются повышенный нагрев масла в системе,
попадание в гидросистему воздуха, грязи и пыли, внешние утечки
рабочей жидкости.
Поверхность охлаждения гидроагрегатов и элементов гидропри-
вода выбирается таким образом,, чтобы максимальная температура
рабочей жидкости не превышала 65—80° С (во избежание значитель-
ных утечек рекомендуемая рабочая температура жидкости 50° С).
Таким образом, при эксплуатации станков в соответствии с их тех-
ническими характеристиками температура масла и его вязкость
должны находиться в допустимых пределах. Повышенный нагрев
масла может быть вызван: 1) применением сорта масла повышенной
вязкости (не соответствующей паспорту станка); 2) изменением
скорости и характера течения жидкости в трубопроводах; 3) повы-
шенными потерями в местных сопротивлениях (коленах, закруг-
лениях, внезапных сужениях и т. п.); 4) повышенным давлением
масла в. гидросистеме, превышающим необходимое давление для
нормальной работы станка, поэтому в станках необходимо применятч
масла, указанные в паспортах. При ремонтах и замене трубопрово-
95
дов не следует уменьшать их проходные сечения, а при установке
насосов с повышенным расходом следует выполнять поверочный рас-
чет гидросистемы на нагрев масла [3].
При модернизации гидрофицированного оборудования нужно
помнить, что допустимая скорость течения рабочей жидкости сос-
тавляет 4—6 м/с в нагнетательных линиях и до 2 м/с во всасывающих.
Не следует допускать перегибов и вмятин трубопроводов, они долж-
ны быть защищены от возможных повреждений. Радиусы изгиба
труб должны быть не менее трех диаметров.
Для исключения попадания воздуха в гидросистему необходимо
поддерживать герметичность всей системы, особенно во всасываю-
щих и сливных линиях, следить за уровнем масла в гидробаке
и своевременно пополнять его. Концы трубопроводов, соединенных
с гидробаком, должны находиться ниже линии минимального уровня
масла в тидробаке на величину не менее тройного диаметра труб.
Надежность и долговечность работы гидравлического привода
существенно зависят от степени очистки масла в гидросистеме.
Загрязнения состоят из твердых частиц, попадающих в систему из-
вне, например с атмосферной пылью, и частиц, образующихся в ре-
зультате износа и окисления элементов гидропривода, а также
продуктов окисления самой жидкости. Загрязнения могут попасть
в гидросистему также в результате плохой промывки деталей
при ремонте гидроагрегатов, некачественной очистки гидробака,
применения загрязненных трубопроводов.
Следует также помнить, что минеральное масло в состоянии
поставки может быть уже загрязнено. Масло в гидроприводах не-
обходимо применять только чистое, заливать его в гидробак следует
только через средства, обеспечивающие первичную очистку, напри-
мер, сетчатые фильтры. Необходимо соблюдать высокую чистоту
при ремонтах и монтаже гидрооборудования и трубопроводов. Внут-
ренняя поверхность вновь используемых труб должна быть тща-
тельно очищена от ржавчины и окалины (протравлена). Фильтры
непрерывной очистки масла необходимо содержать в исправном
состоянии, периодически полностью менять масло в гидробаке,
очищая и промывая его. При этом пользоваться для очистки концами
не допускается. Во время эксплуатации гидробак должен быть на-
дежно закрыт.
Наружные утечки могут возникать из-за повреждений уплотне-
ний гидроагрегатов и гидравлических линий и могут привести
к отказу гидропривода вследствие недопустимого понижения уровня
масла в гидробаке. Наружные утечки, в случае их появления, долж-
ны быть немедленно устранены.
Перечисленные правила эксплуатации гидропривода несложны,
и их могут легко выполнять рабочие, занимающиеся эксплуатацией
и ремонтом гидрофицированных станков. Соблюдение этих правил
и систематический контроль за состоянием элементов гидропривода
обеспечивают безотказную работу станков в течение продолжитель-
ного времени.
96
3. РЕМОНТ НАСОСОВ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Основные характеристики насосов и гидравлических двигателей
существенно зависит от величины рабочих зазоров, определяющих
утечки рабочей жидкости из полостей нагнетания в полости всасы-
вания или слива. Величина этих зазоров по мере износа деталей
гидромашин увеличивается и в какой-то момент времени становит-
ся недопустимой. Целью ремонта гидравлических машин является
своевременное восстановление рабочих зазоров в пределах регла-
ментируемых величин, устранение повреждений контактирующих
поверхностей, восстановление необходимой геометрической формы
изношенных деталей. Для некоторых гидравлических насосов и
двигателей необходима периодическая замена тяжелонагруженных
подшипниковых узлов.
Ниже приведены особенности ремонта,характерные для отдельных
типов гидромашин, наиболее важные технические требования,
указания по выполнению специфических технологических операций.
Детали гидравлических машин, при всем их многообразии, изготов-
ляют из стали, чугуна и бронзы определенных марок. При этом до-
пустимо некоторое варьирование указанных материалов с близкими
физическими свойствами в зависимости от условий эксплуатации
и ремонта. Материал основных деталей гидромашин, подвергаемых
ремонту и замене, а также общие технические требования к состоя-
нию восстанавливаемых рабочих поверхностей показаны в табл. 3.
Особенности ремонта шестеренных насосов. После длительной
эксплуатации шестеренного насоса обнаруживается износ шесте-
рен, валиков (осей шестерен), втулок и корпуса. На торцах шесте-
рен и втулок образуются кольцевые задиры, поверхность их стано-
вится волнистой. Вследствие износа подшипников и прогиба валиков
в напорной полости возникает местный износ отверстий корпуса
со стороны всасывающей полости и износ шестерен по окружности
выступов. Следствием работы насоса на загрязненной жидкости
незначительный износ расточки корпуса может, быть и со стороны
напорной полости.
Основным каналом утечек жидкости в шестеренном насосе яв-
ляются торцовые зазоры между зубчатыми колесами и втулками
(75—80% суммарных утечек в насосе). Это объясняется тем, что ра-
бочий объем ограничивается узкими поясками, имеющими относи-
тельно большую протяженность.
При ремонте шестеренного насоса без грубых повреждений
расточенного отверстия корпуса восстанавливать изношенную
поверхность расточки не следует, так как необходимый радиальный
зазор после замены изношенных шестерен и опорных элементов прак-
тически восстанавливается.
Износ торцов зубчатых колес устраняют шлифованием при обес-
печении неперпендикулярнбсти торцовых поверхностей осям колес
не более 0,01 мм на длине 100 мм. Зубчатые колеса с изношенным
профилем зубьев заменяют новыми.
97
Таблица 3
Основные детали гидравлических машин, подвергаемых замене
или восстановительному ремонту в эксплуатации
•Наименование детали Материал Твердость после термической обработки Шероховатость рабочих поверхно- стей, мкм
Зубчатое колесо Шестерен Сталь 45 ный насос HRC35 0,63—0,32
Валик Сталь 20Х, 40Х, 18ХГТ Сталь 20Х, 40Х, ЯДС58-62 HRC58-62 (торцы) 0,16—0,08
Опорная втулка 18ХГТ Чугун СЧ 21-40 (шейки) 0,63—0,32
Статорное кольцо Пластинчс Сталь ШХ15, ХВГ, тый насос , HRCW—Ы (торцы) 1,25—0,63
Пластина 9ХС, 38Х2МЮА ' Сталь Р18, 9ХС HRC62—&4 (по наружной поверхности) 0,63—0,32 (торцы, внутрен- . няя поверхность) 0,040—0.020
Диск Бронза БрАЖ9-4, (поверхности и рабочий торец) 0,63—0,16
Ротор АЖМЩ0-3-1,5, ОФ 6,5-0,15 Сталь 20Х, 40Х, ВДС60—64 (торцы) 0,63—0,16
Поршень 38Х2МЮА Радиально-по Сталь ШХ15 ршневой насос Н$С57—Ъ9 (торцы, пазы и цапфы) 0,16—0,08
Ротор Чугун СЧ 32-52 НВ 180 (цилиндрическая поверхность) 0,16—0,08
Реактивное кольцо Сталь ШХ15 HRC58—62 (поверхности ци- линдров, отверстие под втулку) 0,32—0,16
Ось Сталь 20Х HRC50—56 (наружная и внут- ренние поверхно- сти) ’ 0,16—0,08
Втулка Бронза АЖ 9-4Л, (шейки) 0,16—0,08
БрОФ 10-1 Чугун СЧ 32-52 - (наружная поверхность)
93
Продолжение табл. 3
'Наименование детали Материал Твердость после термической обработки Шероховатость рабочих поверхно- стей, мкм
. Аксиально-поршневые гидромашины
Блок цилиндров Сталь ХВГ Бронза БрОЦС 10-2-3, БрО12идр HRC60—64 0,040—0.02 (опорный торец)
Опорный диск Сталь Х12Ф1, 12ХНЗА, 38Х2МЮА Бронза БрОЦС 10-2-3 и др. HRC2Q—27 0,040—0,02 (опорный торец)
Поршень Сталь 20Х, 40Х, ШХ15 Поршневой эксц1 HRC62—64 штриховым насос 0,032—0,08 (цилиндр ическая поверхность.)
Поршень Сталь 40Х HRC50—55 0,016—0,08 (коническая_ и наружная поверхности)
Клапан Сталь 18ХНВА HRCV2- 64 0,016—0,08 (конические поверхности)
Эксцентриковый вал Сталь 18ХНВА Гидравличес HRC&2— 64 кий цилиндр 0,32—0.08 (беговые дорожки подшипников)
Гильза Сталь 35,45 (бесшовная труба) —. 0,32—0,08 (внутренняя поверхность),
Шток Сталь 45, ЗОХГСА HRC33—40 0,32—0.08 (цилиндрическая поверхность)
Поршень Чугун СЧ 21-40 ч 1,25—0.32
Поршневое кольцо (цилиндрическая поверхность)
Чугун СЧ 21-40 — 1,25—0,63 (наружные поверхности)
К новым зубчатым колесам предъявляют следующие технические
требования: 1) соосность посадочного отверстия с наружным диа-
метром зубчатого колеса должна быть до 0,01 мм; 2) соосность на-
ружной и делительной окружностей до 0,02 мм; 3) колебание раз-
меров зубчатых колес по ширине не более 0,01 мм; 4) конусность и
овальность по наружной поверхности не более 0,02 мм. Твердость
рабочих поверхностей после термической обработки и шероховатость.
указаны в табл. 3. Степень точности изготовления колес 6—6—7Х.
99
Чистовое обтачивание и ^растачивание отверстия, а также под-
резку торцов производят с одного установи заготовки, обеспечивая
необходимую перпендикулярность торца оси посадочного отверстия,
принимаемого за установочную базу при нарезании зубьев. После
термической обработки зубья шлифуют. Припуск под предвари-
тельное шлифование должен быть 0,25—0,5 мм, под окончательное
0,08—0,15 мм. Для особо точных насосов колеса доводят чугунными
зубчатыми притирами с тонким абразивом (зернистость 200—250)
в среде минерального масла. Припуск на доводку равен 0,05—
0,1 мм.
Изношенные валики заменяют новыми. Изношенные торцы опор-
ных втулок шлифуют. После шлифования необходимо восстановить
канавки для прохода масла, запираемого во впадинах колес насоса
при его работе. Для обеспечения нормальной работы колес опорные
втулки шлифуют попарно. Параллельность торцов должна быть
обеспечена до 0,01 мм, биение наружной цилиндрической поверх-
ности относительно оси отверстия — не более 0,01 мм, неперпен-
дикулярность торцов оси — не более 0,01 мм.
При замене зубчатых колес или опорных втулок шлифованием
одного из торцов корпуса или втулок необходимо обеспечить шири-
ну корпуса на 0,06—0,08 мм больше общего размера по ширине зуб-
чатого колеса с опорными втулками.
При ремонте насоса в случае заметного износа торцового уплот-
нения или повреждений контактирующих поверхностей торец втул-
ки уплотнения и крышки корпуса шлифуют. Неперпендикуляр-
ность торца втулки оси должна быть не более 0,01 мм.
Перед сборкой все детали насоса должны быть промыты в керо-
сине и смазаны тонким слоем минерального масла. Во избежание
перекоса и зажима валиков винты крепления крышек необходимо
завертывать, попеременно увеличивая силу затяжки и проверяя
легкость вращения приводного вала насоса.
Особенности ремонта насосов пластинчатого типа. Несмотря
на экономическую нецелесообразность организации ремонта насосов
пластинчатого типа, на ряде заводов прибегают к их ремонту.
При эксплуатации пластинчатых насосов износу подвержены
статорные кольца, диски, роторы и пластины. Статорные кольца
получают практически неустранимый износ, проявляющийся в виде
задиров и поперечных ступеней на внутренней поверхности. При
ремонте насоса их заменяют. Заготовку отрезают из проката, обта-
чивают по наружному диаметру и торцуют. На токарном станке
растачивают технологическую выточку. Приняв выточку за базу,
обтачивают наружный диаметр до заданного размера с припуском
на шлифование. Обработанную поверхность'! наружного диаметра
принимают за базу для дальнейшей обработки. Профильную поверх-
ность кольца растачивают по копиру на специально оборудованном
токарном или гидрокопировальном станке. Профиль копира строят
по данным чертежа статора. Профильную поверхность растачивают
с припуском на шлифование 0,2—0,3 мм на сторону.
100
После термической обработки кольца шлифуют на копироваль-
ных станках, оборудованных шлифовальной головкой или приспособ-
лением [10]. Наружную поверхность и один торец шлифуют на оп-
равке по максимальному диаметру внутреннего отверстия одновре-
менно. Второй торец кольца и окончательно первый торец обрабаты-
вают на плоскошлифовальном станке.
При изготовлении статорных колец необходимо выполнять сле-
дующие требования по геометрической точности: 1) биение поверх-
ности рабочего профиля относительно наружного диаметра должно
составлять не более 0,5 мм; 2) неперпендикулярность образующей
внутренней,поверхности статорного кольца к торцам не более 0,02 мм
на ширине кольца; 3) непараллельность торцов статора должна
быть не более 0,0Гмм на наружном диаметре кольца. Наружная
Н7 ,
поверхность статора сопрягается с корпусом по посадке (стан-
дарт СЭВ 145—75).
Пластины изготовляют из инструментальных сталей. Механи-
ческая .обработка пластин сводится к фрезерованию их в пакете,
шлифованию и доводке. Технические требования: 1) толщина плас-
тин должна быть на 0,01=—0,03 мм меньше ширины пазов; 2) шири-
на пластин должна быть меньше ширины ротора на 0,01 мм; 3) откло-
нение от прямолинейности прилегающей к статору кромки пластины
не более 0,003 мм; 4) непараллельность кромок пластин, приле-
гающих к торцам распределительных дисков, не более 0,01 мм;
5) неперпендикулярность кромок пластин, прилегающих к распре-
делительным дискам, к кромке, прилегающей к внутренней поверх-
ности статорного кольца, не более 0,1 мм.
Диски изнашиваются по торцам, прилегающим к ротору и в мес-
те посадки цапф ротора; на торцах дисков появляются кольцевые
риски и задиры. Диски необходимо ремонтировать или заменять
при суммарном износе отверстия диска и цапфы ротора свыше
0,08 мм. Изношенные диски растачивают на несколько миллиметров
больше диаметра прошлифованных цапф ротора, запрессовывают
в расточенное отверстие втулку и вновь растачивают, обеспечивая
Н7
посадку- .
После растачивания подрезают торец. При изготовле-
нии и ремонте дисков необходимо соблюдать следующие требования:
1) биение наружной поверхности ступицы относительно отверстия
должно быть не более 0,01 мм; 2) выпуклость торцовых поверхностей
не допускается; вогнутость допускается до 0,02 мм; 3) непарал-
леность торцов не более 0,01 мм; 4) неперпендикулярность торцов
по отношению к оси отверстия не более 0,02 мм на диаметре диска.
Ротор пластинчатого насоса в изготовлении сложен, поэтому
на неспециализированных заводах целесообразно ограничиваться
восстановительным ремонтом. При ремонте ротора шлифуют тор-
цы и цапфы, устраняют геометрические погрешности пазов. Цапфы
ротора можно. восстановить "пористым хромированием, при этом
до покрытия необходимо восстановить их правильную геометриче-
.101
скую форму; Технические требования по геометрической точности:
1) развал пазов не более 0,03 мм; 2) выпуклость торцов не допус-
кается; вогнутость допускается до 0,01 мм; 3) непараллельность
торцов не более 0,1 мм.
Перед сборкой детали насоса тщательно промывают в керосине
и смазывают минеральным маслом. Сначала собирают ротор. Ротор
устанавливают на вал таким образом, чтобы наклон пластин был
в сторону вращения. Пластины в пазах ротора должны перемещаться
без заедания и качки в направлении оси ротора (зазор 0,01—
0,03 мм). Допускается подгонка и притирка пластин пастой на *
плите. Ширина ротора должна быть меньше ширины статора на
0,03 мм. При установке ротора в корпус необходимо, чтобы угловые
канавки на тыльной стороне опорных дисков были расположены
в полости нагнетания (полость нагнетания соединена с меньшим под-
соединительным отверстием корпуса). Затягивая крышку корпуса,
проверяют легкость вращения приводного вала.
Особенности ремонта радиально-поршневых насосов. Ремонт
этих насосов заключается в восстановлении или замене изношенных
ротора, поршней, реактивных колец, оси и распределительной втул-
ки. Изношенные отверстия ротора для поршней исправляют притир-
кой. Овальность и конусность их должны быть не более 0,01 мм.
При поршневых зазорах 0,05 мм и более поршни заменяют, пригоняя
шлифованием к отверстиям ротора с зазором 0,015—0,025 мм.
Овальность и конусность поршней допускается не более 0,005 мм.
Реактивные кольца изготовляют из стали ШХ15 и делают терми-
ческую обработку. По наружной и внутренней поверхностям коль-
ца шлифуют. Наружную поверхность обрабатывают под посадку
(стандарт СЭВ 145—75).
„ Ось изнашивается в месте сопряжения ротора со втулкой и
по шейкам, являющимся беговыми дорожками игольчатых под-
шипников (в старых конструкциях). Ось восстанавливают.шлифова-
нием. Отклонение от соосности поверхностей оси для посадки втулки
и подшипников должно быть не более 0,005 мм. При необходимости
ось изготовляют из стали 20Х с цементацией и термической обработ-
кой до твердости HRC 50—56 в местах сопряжения с распредели-
тельной втулкой ротора и по шейкам под игольчатые подшипники.
Изношенные втулки следует заменить новыми, изготовленными
из бронзы БрОФ 10-1. Сопряжение втулки и ротора по посадке
(стандарт СЭВ 145—75). Отверстие втулки растачивают после
запрессовки в ротор, базируя ротор по отверстиям под подшипники
и обеспечивая зазор между втулкой и осью 0,06—0,08 мм. Откло-
нение от соосности отверстий втулки и ротора под подшипники
не должно превышать 0,01 мм. В роторно-поршневых насосах новой
конструкции втулки изготовляют из чугуна.
Особенности ремонта аксиально-поршневых гидромашин. Детали
аксиально-поршневых гидромашин отличаются сложностью и высо-
102
кой точностью. Изготовление вновь этих деталей представляет зна-
чительную трудность, поэтому может быть рекомендован лишь вос-
становительный ремонт ограниченного числа деталей. Ремонт акси-
ально-поршневых гидромашин заключается в устранении последст-
вий износа поверхностей сопряжения цилиндрового блока и опорного
диска, а у гидромашин с наклонной шайбой, кроме того, — в замене
поршней при поршневых зазорах 0,03 мм и более (поршни акси-
ально-поршневых гидромашин с наклонным диском входят в не-
разъемное соединение с шатуном).
Износ опорных поверхностей блока цилипдров и диска устраняет-
ся шлифованием с последующей притиркой, (для плоских поверхно-
тей) или только притиркой и доводкой (для сферических поверх-
ностей). При обработке плоского рабочего торца блока цилиндров
и опорного диска необходимо соблюдать следующие технические
требования: 1) непараллельность^торцов не более 0,02 мм; 2) выпук-
лость рабочего торца не допускается, вогнутость допускается
до 0,005 мм.
Износ сферических опорных поверхностей аксиально-поршневых
гидромашин устраняют притиркой с пастой и доводкой спаренных
деталей. При обработке опорных поверхностей необходимо обращать
внимание на сохранение «усов» распределительных окон, играющих
важную роль в процессе распределения рабочей жидкости. Перед
сборкой детали тщательно промывают до полного удаления дово-
дочной пасты.
Особенности ремонта поршневых эксцентриковых насосов. Ре-
монт поршневых эксцентриковых насосов заключается в восстанов-
лении отверстий корпуса под поршни, клапанов, эксцентрикового
вала и обойм игольчатых подшипников.
Отверстия в корпусе под поршни восстанавливают притиркой.
Поршни при зазорах свыше 0,05 мм заменяют новыми. После терми-
ческой обработки поршни сначала шлифуют по внутренней поверх-
ности с точностью по Н8 (стандарт СЭВ 145—75) и по конической
поверхности под клапан, а затем по наружной поверхности, обе-
спечивая зазор в поршневой паре 0,015—0,025 мм. Биение кониче-
ской поверхности относительно внутренней поверхности недопус-
кается.
Клапаны изготовляют из цементируемой стали. Цилиндрические
поверхности шлифуют по посадке d9, конические поверхности шли-
фуют и доводят в паре до полного прилегания с поверхностью порш-
ня. Изношенные по беговым дорожкам игольчатых подшипников
шейки эксцентрикового вала, а также обоймы подшипников можно
восстановить шлифованием для большего размера игл. Сильно из-
ношенные детали заменяют новыми.
Особенности ремонта гидроцилиндров. Необходимость ремонта
гидравлических цилиндров и его объем зависит от требований
определяющих допускаемые внутренние и внешние утечки рабочей
жидкости. Значительные утечки рабочей жидкости через уплотнения
поршня вызывают изменение скорости движения рабочих органов
103
станка при изменениях нагрузки, что в большинстве случаев недо-
пустимо. Утечки через уплотнения штока приводят к увеличению
расхода рабочей жидкости, к загрязнению оборудования и рабочего
места. В то же время полностью исключить утечки через-уплотне-
ния невозможно, а иногда и недопустимо, поскольку работа уплот-
нителей без смазки приводит к быстрому их износу.
Величина внутренних утечек при постоянном рабочем давлении
зависит от зазора между поршнем и гильзой, а также от состояния
уплотнителей.'При работе с большими скоростями (например, в гид-
роприводе фрезерных станков) величина внутренних утечек для
цилиндров диаметром до 125 мм при перепаде давлений до 60 кгс/см2
допускается до 40 см3/мин; для цилиндров большего диаметра —
до 80 см3/мин. В станках с малыми подачами (расточные, токарные)
требования к внутренним утечкам более жесткие — утечки не долж-
ны превышать 12—16 см3/мин. В неответственных соединениях
и для больших диаметров цилиндров утечки допускаются
500 см3/мин.
Внешние утечки обусловлены частичным срезанием пленки
масла с поверхности штока при обратном ходе поршня. Уплотнение
считается надежным, если внешние утечки не превышают несколько
капель рабочей жидкости за тысячу ходов штока.
Износ гильз гидроцилиндров проявляется в появлении на рабо-
чих поверхностях рисок и задиров, отверстия принимают овальную
форму. Гильзы растачивают на токарном станке за три перехода:
черновое и чистовое растачивание с последующей раскаткой специ-
альными головками [61. Гильзы изготовляют из бесшовных стальных
труб; короткие гильзы иногда изготовляют из чугуна. При ремонте
и изготовлении новых гильз необходимо выполнять следующие
технические требования: 1) непрямолинейность по оси гильзы долж-
на быть не более 0,03 мм на 500 м длины; 2) конусность, овальность
и бочкообразность внутренней поверхности на всей длине гильзы—.
не более половины допуска на внутренний диаметр; 3) биение оси
диаметра внешней обрабатываемой поверхности относительно внут-
реннего диаметра — не более половины допуска на внешний диа-
метр; 4) биение торца гильзы относительно продольной оси — не
более 0,05 мм.
Штоки при повреждении поверхностей, контактирующих с уп-
лотнителями, следует заменять. Штоки изготовляют из стального
проката при соблюдении следующих технических требований:
1) овальность и конусность рабочих цилиндрических поверхно-
стей, а также их относительное смещение не должно быть более поло-
вины допуска на размер; 2) непрямолинейность — не более 0,01 мм
на длине 500 мм. Рабочие поверхности необходимо полировать.
Поршни восстанавливают протачиванием следов износа в канав-
ках под поршневые кольца (с заменой колец на новые) и по наруж-
ному диаметру (при изготовлении новой гильзы). Новые поршни
следует изготовлять из чугуна. Отклонение от геометрической формы
элементов детали — в пределах половины допуска на размеры.
104
Уплотнения при износе заменяют новыми. Поршневые кольца
имеют износ в виде продольных рисок на рабочих поверхностях;
притираясь по овальной поверхности изношенной’гиль'зы, внешний
периметр их принимает овальную форму.
Кольца вытачивают с припуском на’шлифование по ширине. Пос-
ле токарной операции их термически обрабатывают — нагревают
до температуры 880° С, выдерживают 30 мин и охлаждают в масле.
Отпуск производят при температуре 550—560° С в течение 50 мин
с последующим охлаждением на воздухе. Торцы шлифуют с допус-
ком 0,005—0,015 мм. Зазор в замке в сжатом состоянии кольца
не должен превышать 0,15 мм. Упругость кольца при максимальном
сжатии равна 2—3 кгс. *
Резиновые уплотнители изготовляют из' маслостойкой резино-
смеси формовым способом с последующей вулканизацией под
прессом при температуре 143 ± 2° С и выдержкой в течение
30 мин.
При установке уплотнений их следует предохранять от переко-
сов, механических повреждений и порезов; при монтаже следует
применять оправки и приспособления. На корпусных элементах
для исключения повреждений уплотнений при монтаже необходимо
предусматривать фаску 15—30° на длине, при которой ввод уплотни-
теля происходил бы без его поверхностного обжатия. Перед установ-
кой уплотнений все поверхности трения следует смазывать кон-
систентной смазкой.
4. РЕМОНТ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ
Надежность работы, чувствительность и точность регулирования
гидравлической аппаратуры зависят рт величины зазоров и состоя-
ния поверхностей в подвижных соединениях. В процессе эксплуата-
ции вследствие износа рабочих элементов зазоры в гидравлических
аппаратах увеличиваются, а качество рабочих поверхностей ухуд-
шается. Ухудшается геометрическая точность элементов гидроап-
паратуры. В табл. 4 приведены ориентировочные величины рабо-
чих зазоров между плунжерами и корпусами гидроаппаратов,
а в табл. 5 — средний срок их службы.
Ремонт деталей. Корпусы. Ремонт корпусов гидравлической аппа-
ратуры заключается в восстановлении геометрической точности
отверстий под плунжеры, улучшении качества рабочих поверхностей
(удалении рисок и задиров, уменьшении шероховатости). Отвер-
стия развертывают и доводят притиркой. Допуск на доводку должен
быть 0,05 мм. При износах свыше 0,2—0,3 мм отверстия растачивают
или шлифуют. При обработке отверстий ступенчатой формы для
обеспечения соосности вначале обрабатывают отверстие, имеющее
наибольшую длину, а затем по первому обработанному отверстию
обрабатывают второе. Направление инструмента ’"осуществляют
с помощью стальной втулки, которую устанавливают’на цилиндри-
ческий хвостовик инструмента.Шероховатость рабочих поверхностей
105
Таблица 4
Рабочие зазоры гидроапиаратов
Наименование гидроаппарата Диаметр плун- жера, мм Рабочий зазор, мм
Гидрораспределители управления До 10 0,008—0,01
10—20 0,01—0,02
Св. 20 0,02—0,03
Гидрораспределители: силовых головок агрегатных
станков; пйропанелей шлифовальных, долбежных и строгальных стан- — 0,01—0,015
ков; стандартной распределительной — 0,015—0,025
гидроаппаратуры, выпускаемой
отдельными узлами — 0,02—0,03
Напорные и переливные гидроклапа-
ны До 20 0,015—0,02
Регуляторы потока: 20—30 0,02—0,035
силовых головок агрегатных стан- До 12 0,002—0,005
ков стандартных узлов и стандарт- Св. 12 0,015—0,02
ных редукционных клапанов До 12 0,010—0,015
Св. 12 0,035—0,05
Напорные гидроклапаны сливных гид-
ролиний 0,015—0,02
Гидродроссели До 16 0,015—0,02
Св. 16 0,02—0,025
Крановые гидроаппараты До 20 0,02—0,025
Св. 20 0,02—0,035
после развертывания или шлифования не должна быть более Ra —
= 1,25—0,63 мкм, после доводки — не более 0,63—0,32 мкм.
Новые корпусы изготовляют из чугуна СЧ 21-40. После механи-
ческой обработки на рабочих поверхностях не должно быть рако-
вин, пористости и посторонних включений. На нерабочих поверхно-
стях допускаются отдельные рассредоточенные раковины не более
V4 толщины стенки и диаметром не более 2 мм, но они должны быть
залиты полимерным материалом, например клеем на основе эпок-
сидной смолы ЭД6. Корпус должен быть проверен на герметичность
при давлении, в 1,5 раза превышающем максимальное рабочее дав-
ление, при этом внешние утечки и «отпотевание» поверхности кор-
пуса не допускаются. Корпусы перед сборкой должны быть тща-
тельно промыты.
Плунжеры. При восстановлении отверстий в корпусах плунжеры
заменяют новыми. Наиболее распространенный материал для изго-
товления плунжеров—цементируемые стали 20, 20Х, а также стали
марок 40Х, ХВГ, ШХ15. Сортамент заготовки — прокат, исправ-
ление правкой не допускается.
106
Таблица 5
Средний срок службы гидрооборудования
Наименование гидрооборудования Средний срок службы, ч Наименование гидрооборудования Средний срок службы, ч
Следящие распреде- лительные - устройства токарных копироваль- ных полуавтоматов Резиновые уплотните- ли: поршней копиро- вальных цилинд- ров подвижных соеди- нений Следящие приводы, поршневые и пластин’ чатые гидромоторы пластинчатые и ше- стеренные насосы 1000—1500 2000—2500 4000—4500 5000—6000 Поршневые насосы Аппаратура управле- ния: копировальных систем общего назначе- ния Аппаратура регулиро- вания скорости Силовые гидроци- линдры следящих си- стем Аппаратура контроля давления Силовые гидроци- линдры общего назна- чения 8000—10 000 10 000—12 000 12 0001—15 000 14 000—15 000 15 000—16 000 16 000—17 000 32 000—36 000
После черновой токарной обработки с припуском 0,4—0,6 мм
плунжеры термически обрабатывают до твердости HRC 50—54.
После шлифования торцов и зачистки фасок плунжеры шлифуют
по наружному диаметру на бесцентрово-шлифовальном станке.
После шлифования плунжер должен иметь размер меньше факти-
ческого размера восстановленного отверстия корпуса на половину
величины допускаемого зазора (см. табл. 4). После шлифования
плунжер прирабатывают по месту без смазки, обеспечивая легкость,
хода. При изготовлении плунжеров необходимо соблюдать следую-
щие технические требования: 1) конусность и овальность рабочих
диаметров должна составлять 0,002—0,005 мм, огранка—не более
0,005 мм; 2) несоосность шеек одного диаметра не допускается, несо-
осность шеек различных диаметров не должна превышать величину
наименьшего зазора между отверстиями и шейками; биение рабочих
поверхностей, относительно нерабочих — не более 0,05 мм; 3) ше-
роховатость рабочих поверхностей Ra — 0,32 мкм не более.
Клапаны. Шариковые и конические клапаны в связи с ударным
характером работы значительно подвержены износу. Ремонт этих
клапанов заключается в замене изношенных шариков, конусов и
седел с последующей подгонкой деталей по месту. Седла шариковых
клапанов изготовляют из сталей марок 45,40Х,45Х с термической
обработкой до твердости HRC 35—40. Для обеспечения герметич-
ности конические клапаны и седла изготовляют из материалов раз-
личной твердости: сталь закаленная (HRC 45—48) — сталь незака-
ленная, сталь закаленная —• чугун, сталь закаленная —бронза.
Из менее твердых материалов обычно изготовляют седла. При за-
107
мене седел, изготовленных из мягкого материала, подгонка (притир4
ка) клапана может быть заменена опрессовкой (вдавливанием кла-
пана под прессом).
Детали клапанов золотникового типа восстанавливают теми же
способами, какими восстанавливают корпуса и плунжеры.
Пружины. Пружины в процессе эксплуатации получают уста-
лостную осаДку, что приводит к изменению их характеристик. Пру-
жины, получившие значительную осадку, рекомендуется заменять
новыми. При ремонте гидроаппаратуры пружины изготовляют
из пружинной проволоки I и II класса по ГОСТ 9389—60 холодной
навивкой на токарных станках с помощью оправок. Шаг пружины
устанавливают соответствующей продольной подачей суппорта.
Диаметр оправки
4 = (33)
Л
где dB — внутренний диаметр пружины, который необходимо полу-
чить; К — коэффициент, зависящий от характеристики
материала проволоки (ов):
<Tb-(10“2) кгс/см2 100—150 150—175 175—200 200—225 225—250
К 1,05 1,10 1,12 1,14 1; 16
После навивки пружины подвергают низкому отпуску с темпе-
ратурой нагрева 200—350° С. Пружины из углеродистых и легиро-
ванных сталей закаливают и отпускают. Для обеспечения стабильной
работы пружины сжатия заневоливают — сжимают в оправках
до соприкосновения ' витков и выдерживают в этом положении
24—48 ч; при этом в материале пружин создаются напряжения про-
тивоположного знака по отношению к напряжениям от внешних
нагрузок.
Крайние витки пружин должны быть поджаты. Торцовые поверх-
ности обрабатывают на заточных или плоскошлифовальных стан-
ках. Готовые пружины оксидируют или Цинкуют.
Ремонт гидравлических следящих систем наиболее сложен, что
объясняется необходимостью обеспечения высокой точности сопря-
жений и минимальных рабочих зазоров в гидроаппаратах при мак-
симальной легкости перемещения подвижных органов. В гидравли-
ческих следящих системах наиболее быстро изнашиваются следя-
щие устройства. Рассмотрим, например, конструкцию дросселирую-
щего гидрораспределителя токарно-копировального полуавтомата
мод. 1722 (рис. 59). В корпусе 1 запрессованы стальные закаленные
кольца 2, в отверстиях которых помещен с диаметральным зазором
0,005—0,008 мм плунжер 3 гидрораспределителя. На плунжер
действует пружина 4. С плунжером связан щуп 5, рабочий "Объем
гидрораспределителя со стороны щупа герметизирован диафраг-
мой 6.
При эксплуатации гидрораспределителя изнашиваются коль-
ца и плунжер. Правильная геометрическая форма деталей искажает-
108
Рис. 59. Устройство дросселирую-
щего гидрораспределителя токар-
ного копировального полуавтома-
та мод. 1722
ся (появляется овальность и ко-
нусность), увеличивается шерохо-
ватость рабочих поверхностей, ра-
бочие кромки колец и торцов плун-
жера закругляются. Все это при-
водит к ухудшению чувствитель-
ности следящего устройства.
Для устранения износа колец,
не выпрессовывая из корпуса, их
притирают, устраняя дефекты.
Шероховатость рабочих поверх-
ностей должна быть Ra = 0,16-4-
4- 0,080 мкм, овальность и конус-
ность отверстия под плунжер не
более 0,002 мм, завал краев и ост-
рых кромок не допускается. При
значительном износе кольца его
заменяют.
Кольца изготовляют из стали
ХВГ. После токарной операции и
сверления отверстий кольца его
термически обрабатывают до твер-
дости HRC 62—65 с последующим
искусственным старением. После
старения кольцо сначала шлифуют
по внутренней поверхности, а за-
тем на оправке один из его торцов с последующей доводкой до биения
не более 0,002 мм. На плоскошлифовальном станке шлифуют второй
торец, оставляя припуск на последующую доводку 0,015—0,02 мм.
Биение второго торца также должно быть не более 0,002 мм. Шеро-
ховатость поверхностей Ra = 0,016 4- 0,80 мкм, завал торцов и за-
кругление острых кромок не допускается.
Комплект колец шлифуют на оправке по наружной поверхности,
обеспечивая натяг в сопряжении с притертым отверстием корпуса
0,005—0,01 мм. Затем кольца тщательно промывают, не снимая
с оправки, и запрессовывают в корпус, предварительно нагретый
до температуры 200° С. Для обеспечения равномерного прогрева
корпуса и исключения деформаций нагрев осуществляют в масля-
ной ванне со скоростью около 5° С в минуту. После запрессовки ко-
лец отверстие под плунжер притирают.
При замене колец в корпусе распределителя на новые размер
их отверстия под плунжер может быть несколько занижен с учетом
восстановления изношенного плунжера. В таком случае тонким
шлифованием подгоняют исправленный плунжер по окончательно
притертому отверстию колец, обеспечивая зазор 0,005—0,008 мм.
При восстановлении отверстий колец плунжер необходимо за-
менить новым. Новые плунжеры изготовляют из стали ХВГ. После
черновой обработки плунжер термически обрабатывают до твердости
109
HRC 62—65 с последующим искусственным старением. После шли-
фования пазов окончательно шлифуют наружные поверхности плун-
жера, подгоняя его по восстановленным отверстиям колец и обеспе-
чивая необходимые шероховатость и диаметральный зазор.
5. ИСПЫТАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ
При испытаниях гидравлических агрегатов определяют их рабо-
тоспособность и надежность, снимают характеристики, проводят
испытания в особых режимах работы. На заводах, выпускающих
гидравлическое оборудование, проверяют сложный комплекс пара-
метров и свойств гидроагрегатов. При эксплуатации, как правило,
достаточны проверка работоспособности гидроагрегатов, уточнение
основных характеристик. Иногда испытание можно проводить для
выявления неисправности гидроагрегата.
Испытания насосов. При испытаниях проверяют способность
насосов развивать необходимое рабочее давление, определяют пода-
чу при рабочем давлении и КПД. Испытания проводят на стенде,
изготовление которого для заводов, эксплуатирующих гидрообору-
дование, не представляет какой-либо трудности. Схема простейшего
стенда с дроссельным регулированием для испытания насосов по-
казана на рис. 60. Схема включает испытываемый насос Н, регули-
руемый гидродроссель ДР, гидрораепределитель Р, фильтр Ф и
измерительный бачок. Напорные гидролинии насоса и фильтр за-
щищены напорными гидроклапанами КД и К2. Манометры Ml и М2
служат для измерения перепада давлений в насосе. Манометр Ml
иногда не устанавливают, принимая давление в линии всасывания
равным нулю, или определяют его по высоте всасывания. Регули-
руемый гидродроссель часто заменяют переливным гидроклапаном.
Гидроаппаратуру стенда выбирают по максимальному испытатель-
ному давлению и максимальной возможной подаче испытываемых
насосов с некоторым запасом в соответствии с эксплуатируемым
на заводе гидравлическим оборудованием.
Насос приводится во вращение гидродвигателем переменного
тока с частотой вращения, соответствующей частоте вращения насо-
са. Если завод эксплуатирует насосы с разной частотой вращения,
то между электродвигателем и насосом устанавливают регулируе-
Рис. 60. Гидравлическая схема стенда
для испытания насосов
мый редуктор, например ко-
робку передач. Необходимую
мощность электродвигателя
определяют по формуле (11).
Точное число оборотов вала
насоса измеряется счетчиком.
Все агрегаты стенда и
пульт управления монтиру-
ют обычно на гидробаке, что
позволяет создать компакт-
ную конструкцию.
ПО
Рис. 62. Устройство для нагрузки гид-
родвигателей при испытании
Рис. 61. Гидравлическая схема стенда
для испытания необратимых гидро-
двигателей
При работе насоса на бак дросселем ДР устанавливают необ-
ходимое давление р по манометру Ml и переключают насос на из-
мерительный бачок (рис. 60).
Испытания гидродвигателей. Дри испытаниях гидродвигателей
ротационного типа определяют вращающий момент на валу, часто-
ту вращения при необходимом вращающем моменте и рабочем дав-
лении, а также КПД. Если гидродвигатель обладает полной обра-
тимостью, то необходимые параметры с достаточной для эксплуата-
ционной службы точностью могут быть определены при испытаниях
гидромотора в качестве насоса на стенде.
Схема стенда для испытаний необратимых гидродвигателей по-
казана на рис. 61. Жидкость в гидродвигатель Г Ml поступает
от регулируемого гидронасоса Н (при испытаниях маломощных
гидромоторов может быть применен насос с постоянной подачей
в сочетании с регулируемым дросселем). Количество жидкости, по-
ступающей в гидродвигатель, измеряется счетчиком расхода Г М2.
В качестве расходомера могут быть использованы объемные гидро-
моторы. Манометры Ml и М2 фиксируют перепад давлений рабочей
жидкости на гидродвигателе, напорный гидроклапан К1 защищает
гидронасос от перегрузок, гидроклапан К2 — фильтр Ф. Нагрузка
в простейшей схеме создается ленточным тормозом. Вращающий
момент на валу измеряют динамометром (рис. 62).
Перед испытанием отремонтированная гидравлическая машина
должна быть тщательно промыта и обкатана. Обкатку рекомендует-
ся проводить в течение 1—2 ч с постепенным увеличением давле-
ния от нулевого до номинального. В отдельных случаях работо-
способность гидравлических машин может быть проверена также
при использовании насосных станций станков.
При испытаниях гидроцилиндров проверяют качество уплотне-
ний рабочих зазоров между поршнем и цилиндром. Шток и цилиндр
устанавливают с помощью упоров таким образом, чтобы поршень
оказался в среднем положении на рабочем участке гильзы.
Ш
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Башта Т. М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидравли-
ческих систем. М., Машиностроение, 1974. 608 с.
2. Бирюков Б. Н. Роторно-поршневые гидравлические машины. М., Ма-
шиностроение, 1972. 152 с.
3. Брон Л. С., Тартаковский Ж. Э. Гидравлический привод агрегатных
станков и автоматических линий. М., Машиностроение, 1967. 354 с.
4. Единая система иланово-предупредительного ремонта и рациональной
эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприя-
тий. / Под ред.-М. О. Якобсона. М., Машиностроение, 1967. 591 с.
5. Зайченко И. 3., Мышлевский Л. М. Пластинчатые насосы и гидромо-
торы. М., Машиностроение, 1970. 231 с.
6. Кабаков М. Г., Стесин С. П. Технология производства гидроприводов.
М., Машиностроение, 1974. 192 с.
7. Каталог-справочник. Гидравлическое оборудование. М., НИИмаш. Ч. I,
1967. 400 с. Ч. II, 1967. 350 с.
8. Лещенко В. А. Гидравлические следящие приводы с программным уп-
равлением. М., Машиностроение, 1975. 228 с.
9. Пономаренко Ю. Ф. Испытание гидропередач. М., Машиностроение,
1969. 300 с.
10. Страхов С. Ф., Усов В. А. Эксплуатация и ремонт гидроприводов стан-
ков. М., Машиностроение, 1968. 208 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие......................................................... 3
Глава первая
Агрегаты гидроприводов, гидроаппаратура
и оборудование станков
1, Насосы и гидродвигатели.......................................... 6
2. Распределительная и регулирующая гидроаппаратура .... 19
3. Гидравлические усилители........................................31
4. Вспомогательные устройства и трубопроводы......................33
Глава вторая
Регулирование скорости гидропривода станков
1. Плавное регулирование скорости...................................37
2. Получение рабочих и быстрых ходов...............................42
3. Разгон и торможение..............................................44
4. Последовательная и параллельная работа гидроцилиндров . . 45
Глава третья
Гидравлические схемы металлорежущих станков
1. Гидропривод отрезных станков....................................47
2. Гидропривод токарно-карусельных станков.........................50
3. Гидропривод зуборезных станков..................................52
4. Гидропривод долбежных и строгальных станков.....................55
5. Гидропривод протяжных станков...................................57
6. Гидропривод алмазно-расточных станков...........................63
7. Гидропривод шлифовальных станков................................66
8. Гидропривод копировальных станков ............................. 74
9. Гидропривод станков с числовым программным управлением . . 78
10. Гидропривод агрегатных станков..................................80
Глава четвертая
Неисправности гидроприводов станков
1. Общие причины неисправностей в гидравлических системах . . 82
2. Характерные неисправности гидроприводов.........................82
3. Методика определения неисправностей.............................92
Глава пятая •
Наладка, эксплуатация, ремонт и испытания
гидравлических агрегатов станков
1. Наладка гидравлических систем..................................93
2. Основные правила эксплуатации гидроприводов .................. 95
3. Ремонт насосов и гидравлических двигателей.....................97
4. Ремонт гидравлической аппаратуры..............................105
5. Испытания гидравлических агрегатов . 110
Список литературы....................................................115
25 коп.
* Машиностроение**