Гидравлические приводы станков токарного типа

Гидравлические приводы станков широко применяется в токарных автоматах и полуавтоматах для осуществления рабочих и вспомогательных операций, а также в загрузочно-разгрузочных устройствах. Из рабочих переходов следует выделить осуществление подачи гидрокопировальных и многорезцово-копировальных токарных полуавтоматов, из вспомогательных - зажим, подачу материала, поворотные движения, быстрый подвод и отвод суппортов, кареток и столов. Реже гидравлический привод применяется в приводе главного вращательного движения. Гидропривод станка позволяет бесступенчато регулировать скорость движения исполнительных органов, изменять плавно, без ударов, направление: движения или производить остановку в требуемый момент.

При использовании гидравлического привода конструкция устройств часто проще механических, и устройства имеют меньшие габариты. Гидравлический привод станка обеспечивает его быструю переналадку на обработку разных деталей. В отличие от механических передаточных элементов гидравлические приводы не имеют жесткого передаточного отношения между ведущими и ведомыми элементами. Утечки в большей или меньшей степени влияют на равномерность движения отдельных узлов станка, поэтому необходимы регулирующие устройства, обеспечивающие постоянство гидравлического режима в системе, т. е. постоянство величин давления и количества подаваемого и отводимого масла.

Преимущество применения гидравлических устройств для осуществления привода и управления в токарных автоматах и полуавтоматах заключается также в том, что гидравлические агрегаты и устройства в значительной степени нормализованы, и изготовление их централизованно. Главный недостаток гидравлической аппаратуры - трудность обеспечения постоянства режима при небольших скоростях перемещения исполнительных органов.

В гидроприводах станков, как и токарных автоматов и полуавтоматов, для создания необходимого давления применяют шестеренные, шиберные и поршневые насосы непрерывного действия с постоянной или регулируемой подачей жидкости. Насосы могут быть с регулируемой и нерегулируемой подачей масла. Шестеренные насосы изготавливают нерегулируемыми, их применяют в основном при осуществлении вспомогательных движений.

К гидравлической аппаратуре относятся устройства, обеспечивающие поддержание необходимого давления, расхода рабочей жидкости и изменения направления потока ее. Гидравлическая аппаратура включает в себя:

• гидроклапаны прямого действия;
• напорные, редукционные и обратные клапаны;
• гидродроссели;
• гидрораспределители.

Гидроклапаны прямого действия в гидравлических приводах станков служат для предотвращения повышения давления масла в гидросистемах сверх установленного. Напорные клапаны предназначены также для предохранения системы от перегрузки, а редукционные гидроклапаны - для поддержания давления в отводимом от него потоке рабочей жидкости более низкого, чем давление в подводимом потоке. Обратные клапаны устанавливают в гидравлических системах, где поток рабочей жидкости пропускается только в одном направлении.

Гидродроссели относятся к регулирующей гидроаппаратуре, предназначенной для поддержания заданного размера отверстия для прохода рабочей жидкости в единицу времени. Таким образом, можно регулировать значение скорости перемещения исполнительного органа.

Гидрораспределители предназначены для изменения направления потока жидкости. Гидроцилиндры - это гидродвигатели, служащие для осуществления поступательного движения рабочих органов станка.

Гидромоторы для преобразования энергии жидкости во вращательное движение конструктивно похожи на гидронасосы, только у них рабочая жидкость заставляет вращаться вал, который у гидронасосов приводится во вращение от электродвигателя или другого привода.

В зависимости от способа регулирования скорости гидродвигателя различают гидравлические приводы с объемным и дроссельным регулированием.

Схема гидропривода станка с объемным регулированием для осуществления прямолинейного движения показана на рис. 1, α. Привод состоит из бака 1, регулируемого гидронасоса 2, гидрораспределителя 3, гидроцилиндра 4, подпорного 5 и предохранительного 6 клапанов. Гидрораспределитель 3 трехпозиционный. В средней позиции все поступающее от насоса 2 масло сбрасывается на слив в бак 1. В правом положении гидрораспределителя масло поступает в левую полость цилиндра 4, в левом - в правую. Скорость перемещения поршня достигается за счет регулирования гидронасоса. Объемное регулирование скорости движения применяется при небольших мощностях и небольших диапазонах скоростей движений.

Рис. 1. Схема гидропривода станка с объемным и дроссельным регулированием

Дроссельное регулирование применяют для больших мощностей и диапазонов скоростей движений. В гидравлических приводах станков с дроссельным регулированием давление и подача гидронасоса постоянны, а скорость перемещения поршня изменяют регулировкой дросселя. Схема гидропривода с дросселированием на выходе показана на рис. 1, б. Нерегулируемый шиберный насос 1 подает масло через гидрораспределитель 2 в правую или левую полость клапана, Масло может выйти из гидрораспределителя только через дроссель 4, величина открытия которого определяет скорость перемещения поршня цилиндра. Излишнее масло от гидронасоса 1 сливается через клапан 3 в бак. Скорость перемещения поршня с дросселированием на входе определяется количеством масла, пропускаемого дросселем 1 (рис. 1, в) в соответствующую полость цилиндра. Излишнее масло от насоса также сливается в бак через клапан. На выходе масла от гидрораспределителя установлен клапан 2. В схему привода (рис. 1, г) перед дросселем 1 может быть включен редукционный клапан 2 на выходе масла от цилиндра. Редукционный клапан 2 обеспечивает постоянную величину давления масла перед дросселем, что необходимо для более равномерного перемещения поршня.

Пневмоприводы применяют в токарных автоматах и полуавтоматах главным образом для осуществления вспомогательных движений. Основными преимуществами пневмопривода являются централизованный источник энергии в виде сжатого воздуха, быстродействие и высокая надежность. К недостаткам следует отнести невысокое давление, большие размеры пневмодвигателей и невозможность получения постоянной скорости исполнительных органов. В соответствии с этими особенностями пневмоприводы применяют для автоматизации подающих, зажимных, транспортных, магазинных, контрольных и других устройств.

Пневматические устройства часто применяют в сочетании с гидроприводом станков. К пневматическим устройствам относятся:

• пневмоцилиндры;
• диафрагменные приводы различных конструкций;
• клапаны;
• воздухораспределители;
• дроссели;
• золотники;
• аккумуляторы.

Конструкция некоторых из них аналогична конструкции гидравлических устройств, но уступает по прочности и уплотнению движущихся частей.