Рис 7.19. Гидросхемы уравновешивающих устройств:

/ - насоц 2 - цилиндр; 3 - уравновешиваемый узел; 4 - привод подачи

рабочих органов при выключенном гидроприводе.

Простейшим уравновешивающим устройством (рис. 7.19, а) является гидроцилиндр, подключенный к пиев.могидравличе-скому аккумулятору достаточной вместимости (или с дополнительным газовым баллоном), однако это решение весьма громоздко и усложняет техобслуживание станка. При постоянных уравновешивающих усилиях и давлении в гидросистеме уравновешивающий цилиндр с соответствующей площадью поршня может напрямую соединяться с напорной линией (рис. 7.19, б). Вместе с тем, разработчики станков обычно предпочитают иметь возможность регулирования давлений с целью подбора их оптимальных значений, поэтому в устройствах уравновешивания ограниченной мощности (рис. 7.19, в) применяют регуляторы давления (см. с. 123), которые при движении рабочего органа вверх работают в режиме редукционного, а вниз - предохранительного клапанов непрямого действия. В высокодинамичных приводах предпочтительно применение аналогичных клапанов прямого действия, обладающих повышенными надежностью и быстродействием.

В системах большой мощности использование дроссельных регуляторов приводит к повышенному разогреву рабочей жидкости, поэтому в таких случаях рекомендуется применять обратимые регулируемые гидро-машииы. В гидросистеме тяжелого расточного станка ЛСПО и.м. Свердлова (см.рис. 2.5, б) насос / подает масло в цилиндр 2 под постоянным давлением, определяемым настройкой его регулятора. Когда рабочий орган 3 приводом 4 перемещается вниз, насос

работает в моторном режиме, обеспечивая рекуперацию энергии. В гидросистеме (см. рис. 2.5, в) возможно дистанционное (ручное или пропорциоиальиое электрическое) изменение давления уравновешивания.

В ряде случаев по уравновешиваемому рабочему органу в горизонтальном направлении может перемещаться револьверная головка (или другой узел), что вызывает изменение положения центра масс, появление изгибающего момента на вертикальных направляющих и резкое увеличение трения. Исключение этого дефекта достигается путем установки двух уравновешивающих цилиндров (см. рис. 7.19, г) с раздельной регулировкой давлений с помощью регуляторов с пропорциональным электроупраз-лением. Использование аналогичных аппаратов (в том числе и для горизонтального движения) в адаптивных системах минимизации мощности позволяет практически полностью разгрузить электроприводы подач, превратив их, по существу, из силовых в измерительные.

7.7. ГИДРОПРИВОДЫ ЗАЖИМНЫХ МЕХАНИЗМОВ

В станкостроении широко используются гидравлические зажимные механизмы, в которых чаще всего в целях безопасности зажим обеспечивается механическими средствами (цилиндрические, тарельчатые и др. пружины), а режим - гидравлическими. В ряде случаев, например, при закреплении деталей, расположенных на палетах, спутниках и поддонах, не удается постоун-

Рис. 7.20. Гидросхемы зажи.чных устройств

но подключить зажимные устройства к гидросистеме, поэтому зажим реализуется пружинными или самотормозящими клиновыми (цанговыми) механизмами, а разжим - цилиндрами, подключаемыми к гидросистеме через быстроразъемные соединения только в позициях загрузки - выгрузки деталей. Зажимное устройство с Г-образ-ным прихватом и цанговым самотормозящим механизмом (рис. 7.20, а) подключается к гидросистеме через разъем с гидрозамками 2 и 5. Клапанный блок / обеспечивает определенную последовательность в срабатывании поршней: при зажиме сначала перемещается поршень 4 с прихватом б, а затем после возрастания давления - поршень 5 цангового зажима; при разжиме механизмы работают в обратной последовательности.

В гидроприводе фирмы Hydraulik - Ring (Германия) на поворотном столе б (рис. 7.20, 6) установлена налета 5 с зажимными цилиндрами 3, мультипликатором давления /, аккумулятором 2 и быстроразъемным соединением 4. При подключении гидросистемы поршень мультипликатора начинает совершать возвратно-поступательное движение с частотой до 5 Гц, вытесняя в гидросистему налеты 3 см масла на каждый двойной ход под давлением, которое в 4 раза превышает давление в гидросистеме станка (рост давления от 10 до 40 МПа). Наличие высокого давления позволяет создавать

компактные зажимные .механизмы. Фактическая величина давления контролируется датчиком 7, взаимодействующим с микровыключателем 8.

В ЭНИМСе разработана оригинальная конструкция мультипликатора с коэффициентом мультипликации 8 (р = 40 МПа; Л = 6 мм; размеры 85X108X137 мм; масса 8 кг).

7.8. ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ ОПОРЫ

Гидростатические опоры чаще всего применяются в качестве радиальных и упорных подшипников шпинделей, а также в направляющих поступательно перемещающихся узлов тяжелых и прецизионных станков [2, 5]. Наряду с высокими жесткостью и несущей способностью, опоры обеспечивают хорошее смазывание и эффективный отвод тепла от трущихся поверхностей. За счет исключения механического контакта между подвижными деталями удается обеспечить идеальные условия трения (трение покоя отсутствует, а при увеличении скорости пропорционально увеличивается, оставаясь существенно меньшим, чем у подшипников качения), нивелирование погрешностей изготовления направляющих, длительное сохранение точности. Гидростатические подшипники позволяют одновременно реа-ли.озать зрашательное н поступательное

Гидростатические опоры

Рн 6}

Рис. 7.21. Схемы гидростатических опор

4** t

перемещение шпинделя, микроперемещение (в пределах рабочих зазоров между трущимися поверхностями), осцилляцию. Немаловажным преимуществом является высокое внутреннее демпфирование, обеспечивающее работоспособность при больших ударных нагрузках или колебаниях усилия резания. В ряде случаев путем отключения отдельных карманов реализуется функция зажима.

Радиальный гидростатический подшипник жидкостного трения (рис. 7.21, а) состоит из втулки / с карманами (расточки радиуса R) и расположенными между ними дренажными канавками шириной Ь, цилиндрической скалки 2 диаметром D и дросселей 3, через которые масло из напорной линии (давление р ) поступает в каждый из карманов. При концентричном положении скалки давления в карманах одинаковы; при смещении скалки в радиальном направлении за счет перераспределения давлений в карманах возникает радиальное усилие, компенсирующее внешнюю нагрузку. Возможно питание карманов от многопоточного насоса по схеме насос - карман , при которой дроссели 3 не требуются. Утечка масла

по диаметральному зазору б через уплотняющие пояски длиной /, отводится в дренажную линию.

При проектировании гидростатических подшипников рекомендуется [5] принимать: число карманов 4; L = (!-=-!,2)Д l = 0,1Д б = (0,0006-0,00065)0 при скоростях скольжения трущихся деталей до 15 м/с;р = = 2 МПа; р = 1 МПа; вязкость масла при 50°С v = (44-7) mmVc (сСт), тонкость фильтрации 5 мкм; материал втулки - БрОЦС-6-6-3.

Расход масла (л/мин) через подшипник

6=0,324-10

<7,2D-9,176-8,17/i + I),

где р - в МПа; б - в мкм; v - в мм/с (сСт); А Ъ, /, I, - в мм.

Жесткость (Н/мкм) подшипника вблизи концентричного положения

С=3/ + /Osiiif,

где ф=

iO,785D-b-lj) - в градусах.