Презентация "Гидрооборудование металлорежущих станков" – проект, доклад

Гидрооборудование металлорежущих станков

Условные обозначения, применяемые в гидравлических схемах станков

Шестеренный насос

Шестеренные насосы, как правило, изготовляют нерегулируемыми и применяют в тех случаях, когда требуется сравнительно низкое давление масла. Насос состоит из ведущего 3 и ведомого 9 зубчатых колес, расположенных в корпусе 2. При вращении зубчатых колес масло в зону 1 засасывается сначала образующимся там вакуумом, а затем впадинами зубьев и переносится в зону нагнетания 10, Дальше масло идет в гидросеть. Входной конец вала 4 уплотнен с помощью втулки 8, торец которой прижат к торцу фланца пружиной 7, упирающейся в кольцо 6, перемещение которого ограничено штифтом 5. Масло, просачивающееся через зазоры в стыках, направляется через соответствующие дренажные каналы в бак.

Пластинчатый насос

Основными деталями пластинчатых насосов являются корпус, приводной вал и рабочий комплект, состоящий из распределительных дисков 1 и 7, статора 3, ротора 4 и пластин 5. Диски и статор зафиксированы в угловом положении относительно корпуса штифтом 9 и плотно прижимаются друг к другу пружинами (на рисунке не показаны), а также давлением масла в напорной линии. При вращении ротора 4, связанного через шлицевые соединения с приводным валом, в направлении, указанном стрелкой, пластины 5 центробежной силой и давлением масла, подведенного в отверстия 11, прижимаются к внутренней поверхности 10 статора 5, имеющей форму овала,

и, следовательно, совершают возвратно-поступательное движение в пазах ротора. Во время движения пластин от точки А до точки В и от точки С до точки D объем камер, образованных двумя соседними пластинами, внутренней поверхностью статора, наружной поверхностью ротора и торцовыми поверхностями дисков 1 и 7, увеличивается, и масло заполняет рабочие камеры через окна 2 и 12 диска 1, связанные, со всасывающей линией. При движении пластин на участках ВС и DA объем камер уменьшается, и масло вытесняется в напорную линию гидросистемы через окна 6 и 8 диска 7.

Ридиально-поршневой и аксиально-поршневой насосы

Радиально-поршневые насосы применяют в приводах главного движения и подачи станков, где требуется регулируемая подача. Ротор вращается вокруг своей оси вместе с поршнями 2. Обойма 3, которой касаются головки поршней, расположена неподвижно и с эксцентриситетом относительно ротора. Вал ротора имеет две внутренние полости, изолированные друг от друга. Одна полость является всасывающей, а другая — нагнетающей. При повороте ротора на 180° каждый поршень, выдвигаясь из своего цилиндрического отверстия в роторе от центра к периферии, засасывает масло из половины центрального канала. При дальнейшем вращении ротора (от 180° до 360°) поршни, перемещаясь к центру, нагнетают масло в полость нагнетания. Таким образом, каждый поршень делает за один оборот ротора один двойной ход. Величина хода поршней и подача насоса зависят от эксцентриситета «е» обоймы относительно ротора.

В корпусе 1 аксиально-поршневого насоса размещен блок цилиндров 2 с поршнями 3, которые посредством шатунов 4 шарнирно связаны с подвижной наклонной шайбой 5, расположенной в неподвижной обойме 6. Шайба 5 шарнирно связана со шлицевым валом 7, на который насажен блок 2. Пружина 8 поджимает блок 2 к торцу корпуса 1. В корпусе имеется два канала (разделенных между собой перемычками): верхний — всасывающий, нижний — нагнетающий. Блок 2 и шайба 5 синхронно вращаются вокруг осей 00 и O1O1, в результате чего поршни получают возвратно-поступательное движение. В верхнем положении они производят всасывание масла, в нижнем нагнетание.

Схемы действия распределителей золотникового (а) и кранового (б) типов

Схема действия распределителей золотникового и кранового типа Распределители имеют запорно-регулирующий элемент, выполненный в виде золотника, который перемещается по оси, или крана, который поворачивается. При положении золотника (крана), показанном на рисунке, основной поток Q масла из напорной линии Р по линии А поступает в одну из камер гидродвигателя ГД, а из противоположной камеры вытесняется через линию В и распределитель в сливную линию Т. При переключении рукоятки управления в другую крайнюю позицию направление потока масла реверсируется, в результате чего изменяется направление движения гидродвигателя, а вместе с ним и рабочего органа станка

Схема управления золотниками

По типу управления различают следующие исполнения гидрораспределителей: с ручным, ножным, механическим, гидравлическим, электрическим, электрогидравлическим, пневматическим, пневмогидравлическим управлением. При ручном управлении крайние положения золотника гидрораспределителя фиксируют рукояткой 2. Возвращение золотника в среднее положение осуществляется пружинами 3. Число позиций золотника изображают соответствующим числом квадратов 1 (в данном случае три, так как золотник трехпозиционный). Направление потоков масла в каждой позиции показано линиями со стрелками. Стрелками на подводящих и отводящих трубопроводах показаны направления, в которых может двигаться масло. На схеме б показан трехпозиционный гидрораспределитель с электрическим управлением. Перемещение золотника осуществляется двумя соленоидами 4.

Предохранительные клапаны прямого действия

а – шариковый; б– с коническим седлом

Предохранительные гидроклапаны прямого действия служат для предотвращения повышения давления масла в гидросистемах сверх установленного, т. е. для предупреждения перегрузки системы; в них величина открытия рабочего проходного сечения изменяется в результате непосредственного воздействия потока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент (на шарик или плунжер). Гидроклапан прямого действия с запорно-регулирующим элементом в виде шарика 1 (схема «а»), включаемый в гидросистему, находится под давлением масла, которое действует на шарик.

Пружиной 2 шарик прижимается к седлу и не пропускает масло. Если давление в системе превышает установленное, шарик отжимается, преодолевая силу пружины, и излишки масла через отверстие клапана сливаются обратно в резервуар, а шарик занимает первоначальное положение. Предельное давление, при котором начинается слив масла, регулируется изменением натяжения пружины верхним колпачком-гайкой. Аналогичным образом работает клапан с коническим запорно- регулирующим элементом 1 (схема «б»).

Напорный гидро-клапан

Напорный гидроклапан предназначен для предохранения гидросистем от перегрузки, для поддержания в них постоянного давления и для пропуска масла при превышении давления, на которое отрегулирован клапан. Масло подводится в камеру а корпуса 1 и отводится через камеру б. Пружина 3 отжимает золотник 6 в нижнее крайнее положение, разъединяя камеру а, находящуюся под давлением, с камерой «б». Одновременно через отверстия «в» и «г», которые соединены с камерой «а», давление подается под нижний торец золотника 6. Когда давление в системе возрастает настолько, что преодолевает усилие пружины 3, золотник 6 перемещается вверх, камеры «а» и «б» соединяются, и масло под давлением проходит через напорный клапан. Регулирование клапана на необходимое давление производится поворотом винта 5, который фиксируется гайкой 4 и крышкой 2.

Редукционный и обратный клапаны

Редукционные гидроклапаны служат для создания установленного постоянного давления в отдельных участках гидросистемы, сниженного по сравнению с давлением в напорной линии. Клапан работает следующим образом. Масло от насоса через полость А поступает в полость В редуцированного давления, откуда через отверстие Г демпфера 4 (демпфер гасит резкие колебания давления) оно поступает в полость Д под запорно-регулирующий элемент 5. Одновременно через демпферное отверстие Б в элементе 5 масло поступает в полость Е и дальше к коническому клапану 1, который отрегулирован на заданное давление. Пока давление в системе не преодолеет силу пружины 2 клапана 1, гидравлически уравновешенный запорно-регулирующий элемент 5 удерживается пружиной 3 в крайнем нижнем положении, в результате чего обеспечивается наибольшее проходное сечение. При повышении давления в гидросистеме клапан 1, преодолевая усилие пружины 2, открывается и пропускает масло на слив. При этом вследствие сопротивления демпферного отверстия Б давление масла в полости Е становится меньшим, чем в полостях В и Д. Равновесие сил, действующих на элемент 5, нарушается, и он поднимается, перекрывая проход из полости А в полость В.

Обратные гидроклапаны служат для таких гидравлических систем, в которых поток рабочей среды пропускается только в одном (прямом) направлении. В обратном клапане под давлением масляного потока, подводимого через отверстие А под запорно-регулирующий элемент 1, последний, преодолевая усилие пружины 2, приподнимается над седлом 3 и открывает проход маслу к отверстию Б. При изменении направления масляного потока элемент прижимается к седлу, закрывая путь маслу в обратном направлении.

Дроссели

Гидродроссели — это регулирующая гидроаппаратура, предназначенная для поддержания заданного расхода в зависимости от перепада давлений в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости. Это достигается изменением сечения проходного отверстия дросселя. Дроссели устанавливают либо на входе, либо на выходе из рабочего органа, либо, наконец, в ответвлении главного потока жидкости.

Гидравлический цилиндр

Гидроцилиндр (рис. 4.14) изготовлен из толстостенной бесшовной стальной трубы на концах которой в наружных проточках вставлены полукольца 6. На эти полукольца опираются лапы 7, к которым болтами крепят головки 5 и 8. Головка 5 имеет отверстие, через которое проходит шток 5, уплотняемый сальником и фланцем 4. С обеих сторон поршня имеются тормозные плунжеры 2 и 11, которые в конце хода поршня входят в выточки а и б в головках 5 и 8, создающие гидравлический буфер. Конические поверхности на концах плунжера служат для гашения гидравлического удара при входе плунжера в выточку. Рабочая жидкость в начальном положении поршня, когда отверстие в головке закрыто плунжером, поступает в полость цилиндра через обратный клапан 10, а в конце хода поршня сливается через дроссель 9.

Аксиально-поршневой гидромотор

Для преобразования энергии жидкости во вращательное движение служат гидромоторы. Конструктивно они подобны насосам. В станочных гидроприводах преимущественно применяют нерегулируемые аксиально-поршневые и пластинчатые гидромоторы. Диапазон регулирования частоты вращения гидромоторов широк: при наибольшей частоте вращения (2500 мин-1) наименьшее ее значение может составлять 20—30 мин-1, а у гидромоторов специального исполнения — до 1—4 мин-1 и меньше, причем плавное регулирование частоты вращения во всем диапазоне легко осуществимо.

Гидромотор конструкции ЭНИМСа В корпусе 10 расположены ротор 1 с поршнями 2, ведущий диск 3 с толкателями 4 и приводной вал 7. Диск 3 на валу 7 закреплен жестко и через поводки 8 приводит во вращение ротор 1, свободно посаженный на том же валу. В распределительном диске 11 имеются каналы для соединения с полостями нагнетания и слива. Масло от насоса под давлением поступает в распределительный диск 11 и далее давит на поршни 2, которые перемещают толкатели 4 и прижимают их к опорному кольцу подшипника 6, смонтированного в крышке 5 под определенным углом к оси приводного вала. Вследствие этого сила воздействия толкателя на шайбу дает осевую и радиальную составляющие в плоскостях, параллельных и перпендикулярных оси вала. Осевые составляющие воспринимаются корпусом, а радиальные через толкатели вращают диск 3, который сообщает вращение валу 7 и ротору 1. Ротор прижимается к распределительному диску пружиной 9.

Однопластинчатый поворотный гидродвигатель

Поворотный гидродвигатель служит для угловых поворотов приводимых в движение частей станка. Это объемные гидродвигатели с возвратно-поворотным относительно корпуса движением силового органа, которым в данном случае является пластина, заделанная в вал двигателя. Поворотные гидродвигатели способны развивать большие крутящие моменты. Угол поворота однопластинчатого гидродвигателя может быть равен 270—280°.

В зависимости от способа регулирования скорости гидродвигателя различают приводы с объемным или дроссельным регулированием. Скорость гидродвигателя (например, скорость перемещения поршня) зависит от объема масла, подаваемого в рабочий цилиндр в единицу времени. Объемное регулирование скорости перемещения производится насосом с регулируемой подачей, а дроссельное — насосом с постоянной подачей.

Гидросхемы привода с объемным регулированием скорости движения

Регулирование частоты вращения осуществляется изменением подачи насоса 2, который нагнетает масло в гидромотор 3. Отработанное масло сливается в бак 1. Привод имеет предохранительный клапан 4.

Схема привода с объемным регулированием для осуществления прямолинейного движения Масло в систему подается насосом 2 с регулируемой подачей. Привод состоит из бака 1, гидрораспределителя 3, гидроцилиндра с поршнем 4, соединенным со штоком стола или с суппортом 5, подпорного клапана 6 (через который масло может проходить лишь при небольшом давлении, что способствует получению более плавного движения) и предохранительного клапана 7, предназначенного для защиты системы от перегрузки. Гидрораспределитель — трехпозиционный

Гидравлические схемы привода с дроссельным регулированием скорости движения

В гидроприводах с дроссельным регулированием давление и подача насоса постоянны, а скорость перемещения поршня изменяется в зависимости от количества масла, пропускаемого дросселем.