Тема 2.7 Гидроприводы автоматизированного оборудования
Структура, принцип действия следящих приводов дроссельного и объемного регулирования, области их применения. Роторные и линейные шаговые гидроприводы. Ознакомление с типами и конструктивными особенностями гидравлических усилителей. Разбор схемы и принципа действия одного из типовых агрегатов. Назначение, принцип действия и область применения адаптивных систем технологического оборудования. Техническое обслуживание гидросистем. Охрана окружающей среды при эксплуатации гидроприводов.
Самостоятельная работа (под руководством преподавателя)
Изучение устройства гидропривода станка с числовым программным управлением или промышленного робота.
Литература: [1, с. 145-150]; [13, с. 120-129]; [14, с. 80-93]
Методические указания
Это одна из тем, материал по которой недостаточно освещен в технической литературе, поэтому рекомендуется ознакомиться с инструкциями по эксплуатации гидрооборудования станков с ЧПУ.
Наибольший интерес в этой теме представляет устройство и работа гидроприводов станков с программным управлением. Гидропривод этих станков с своем развитии прошел три этапа, называемые поколениями. Станки с ЧПУ первого и второго поколений имели гидропривод практически ничем не отличающихся от обычного.
Гидропривод станков с ЧПУ третьего поколения состоит из трех частей:
1. Насосная станция Г48-44, которая одна и также у всех моделей станков с ЧПУ третьего поколения.
2. Гидропанель, состоящая в основном из распределительной гидроаппаратуры и зависящая от модели станка.
3. Исполнительные органы гидропривода, т.е. гидродвигатели, которые в станках с ЧПУ подразделяются на гидроусилители крутящих моментов, гидроцилиндры и гидромоторы.
В зависимости от типа гидродвигателя гидропривод станков с ЧПУ бывает:
1. Гидропривод с гидроусилителями крутящих моментов. Самый распространенный и применяемый в группе токарных станков.
2. Следящий – в котором перемещение исполнительных органов станка осуществляется гидроцилиндрами. Например, фрезерный станок модели 6520Ф3.
3. Комбинированный, в котором присутствуют все три типа гидродвигателей. Он применяется в станках с ЧПУ типа АТПР и многооперационных (обрабатывающие центры). Таким образом, специфику работы гидропривода станков с ЧПУ составляет работа насосной станции Г48-44 и гидроусилителя крутящих моментов.
На рис. 5 изображена принципиальная гидросхема токарного станка модели 16К20Ф3. работа насосной станции Г48-44 происходит в три этапа.
1. Этап подпитки. При включении станка начинает работать насос подпитки, находящийся внутри бака (насос пластичный двойного действия, позиция 1, рис 6).
Жидкость от насоса подпитки через магнитно-сетчатый фильтр 2 подается в рабочие камеры основного насоса 5. при заполнении рабочих камер повышается давление, и при достижении Р=0,3МПа реле давления РД1 (позиция 3) включает основной двигатель.
2. Этап разогрева рабочей жидкости. Жидкость от основного насоса аксиально-поршневого типа НАД через двухпозиционный золотниковый распределитель 7 и дроссель 6 сливается в бак. С помощью дросселя происходит разогрев жидкости. При разогреве жидкости обычно до +200С термодатчик 4, находящийся в баке, подает сигнал на терморегулятор, находящийся на гидропанели, который обесточивает электромагнит двухпозиционного распределителя 7; золотник распределителя становится под действием пружины в левое положение, перекрывая проход жидкости. Происходит подача жидкости к гидроусилителям крутящих моментов.
3. Этап подготовки к работе. Жидкость заполняет трубопровод и рабочие камеры гидродвигателей. При заполнении рабочих полостей начинает возрастать давление, и когда оно становится равным рабочему, РД2 подается сигнал на гидропанель, загорается зеленая лампочка – "привод готов к работе".
При подаче импульсов на один из шаговых двигателей (ШД) происходит продольное или поперечное перемещение инструмента на заданное расстояние.
Работа гидроусилителя крутящих моментов происходит следующим образом (см.рис.7). вал шагового двигателя жестко соединен с валом 1 специального (плоского) распределителя. При подаче одного импульса вал ШД вместе с валом распределителя 1 поворачивается на 1,50 и своими проточками открывает доступ жидкости через отверстия во втулке 2 в гидромотор. Жидкость давит на половину по количеству плунжеров, которые упираются в наклонную шайбу 4 с усилием R. Усилие R разлагается на две составляющие: нормальную Rs и тангенциальную Rt. Тангенциальная составляющая создает крутящий момент на валу гидромотора. Вал гидромотора поворачивается совместно со втулкой 2 и с большим крутящим моментом.
Рис. 6 Насосная станция Г48-44
Рис. 7 Гидроусилитель крутящих моментов
Как только вал гидромотора со втулкой 2 повернется на 1,50, произойдет перекрытие втулкой прохода жидкости, и вращение вала гидромотора прекращается. Если на шаговый двигатель подается серия импульсов, то вначале произойдет поворот вала 1 распределителя на 1,50, а затем – совместное вращение вала гидромотора прекращается. Если на шаговый двигатель подается серия импульсов, то вначале произойдет пворот вала 1 распределителя на 1,50, а затем – совместное вращение вала распределителя со втулкой и валом гидромотора до тех пор, пока будут подаваться импульса на ШД. При прекращении подачи импульсов вал распределителя останавливается и втулка 2 с валом гидромотора повернутся еще на 1,50, перекроются каналы прохода жидкости и вал гидромотора остановится.
Направление вращения вала гидромотора зависит от направления вала шагового двигателя.
Вопросы для самоконтроля.
- Из каких частей состоит гидропривод станков с ЧПУ?
- Что такое следящий гидропривод?
- Какие типы гидроусилителей Вы знаете?
- Каков принцип действия гидроусилителя крутящих моментов?
- Из каких этапов состоит работа насосной станции Г48-44? Область ее применения.
- Что представляет собой адаптивная система технологического оборудования?
- В чем заключается охрана окружающей вредя при эксплуатации гидромоторов?
- Что понимается под техническим обслуживанием гидросистемы?
- Какие вредные и опасные факторы для обслуживающего персонала могут возникать при работе гидропривода?