Гидравлический привод часто устанавливают в станок автомат и полуавтомат для передачи движения основным и вспомогательным рабочим органам. Широкое применение гидравлического привода для указанной цели обусловлено рядом его преимуществ, к числу которых относятся:
- Возможность передачи больших сил при небольших габаритах гидроцилиндра.
- Возможность бесступенчатого регулирования скорости подачи в широких пределах для получения наивыгоднейших режимов резания и скоростей холостых ходов. Возможность цикловой настройки рабочих подач.
- Плавное реверсирование и торможение. Возможность остановки рабочего органа в заданный момент; удобство работы на мертвый упор.
- Широкие возможности применения гидравлических предохранительных устройств и блокировок движений различных органов.
- Дистанционность гидравлического привода, т. е. простота и легкость реализации пространственной связи между элементами привода различных рабочих органов; простота передачи значительных величин энергии по сложным путям. Это упрощает конструирование исполнительных механизмов вспомогательных рабочих органов.
- Относительно быстрая переналадка гидрофицированного станка на обработку других заготовок, что имеет существенное значение в серийном производстве при обработке заготовок небольшими партиями.
- Возможность применения стандартных конструкций и их элементов, получаемых со стороны от специальных заводов.
- Отсутствие деталей привода, работающих с высокими контактными напряжениями, что устраняет ряд «узких мест» в производстве, обусловленных браком деталей из-за материала, термической обработки и шлифования. Такие «узкие места» характерны для освоения производства кулачковых автоматов и полуавтоматов.
Наряду с указанными достоинствами гидравлический привод имеет следующие существенные недостатки, затрудняющие его применение:
- Нежесткая кинематическая характеристика привода, особенно при малых скоростях перемещения рабочих органов и малых расходах масла В насосах. Этот недостаток уменьшается при применении следящих гидравлических систем, но тем не менее затрудняет получение высокой точности и качества поверхности при чистовой обработке.
- Неплавная работа привода при таких операциях поперечного обтачивания, как прорезка канавок, работа фасонным или широким резцом с прямолинейной режущей кромкой (обтачивание шеек коленчатых валов). Для уменьшения (и даже устранения) влияния обоих этих недостатков применяют гидромеханический привод с передачей движения суппорту через дисковый кулачок, копирную линейку, ходовой винт, приводимые в движение от гидравлического привода.
- Обслуживание (за исключением наладки) гидрофицированных автоматизированных станков сложнее, чем кулачковых автоматов.
- Одним из недостатков гидрофицированных автоматизированных станков является сложность системы управления гидравлическим приводом для получения автоматического цикла.
Система управления автоматическим циклом
Силовой гидроцилиндр - нецикловой исполнительный механизм. В этом отношении он подобен ходовому винту. Поэтому весь частный цикл движений рабочего органа, приводимого гидроцилиндром, осуществляется его индивидуальной системой управления, действующей с контролем по пути данного рабочего органа. Общецикловая связь между частными циклами различных рабочих органов осуществляется так же, как и при ходовом винтe, гидравлической или электрической системой управления. Она включает цикл движений данного рабочего органа на определенном этапе пути того рабочего органа, с которым этот рабочий орган связан последовательностью действия или взаимной блокировкой. Цикл движений данного рабочего органа выключается через его индивидуальную систему управления.
Таким образом, если рабочих органов несколько, применяют систему индивидуальных управлений с контролем по пути и с их взаимной связью и блокировкой.
Так как гидроцилиндр - нецикловой исполнительный механизм, то функции системы управления сильно расширяются по сравнению с кулачковыми автоматами, и система управления усложняется.
Наряду с этим система управления с контролем по пути упрощает переналадку станка при смене подлежащей изготовлению детали и позволяет применять его в серийном производстве.
Гидравлический привод дает возможность подавать командные импульсы и приводить в действие систему управления не только в функции пути, но и давления (работа на мертвый упор, предохранительные устройства, блокировка), и связанной с последним скорости рабочего органа.
Гидравлические следящие системы с обратной связью дают возможность копировать заданный профиль детали и движения, заданные командным механизмом.
При задании движений цикловыми командными механизмами возможна система управления от распределительного вала с контролем по времени.
При воздействии механизмов распределительного вала на управляющие или распределительные золотники (без обратной связи) во избежание разверки цикла в пространстве (вследствие нежесткости кинематической характеристики гидравлического привода) необходимо, чтобы каждый рабочий орган при замкнутых циклах его движений занимал постоянное исходное положение, доходя до упора (т. е. неизбежен хотя бы минимальный контроль по пути рабочего органа).
Командная сеть системы управления может быть либо гидравлической - гидравлическая система управления, либо электрической при гидравлической исполнительной сети управления - электрическая система управления.
При гидравлической системе управления импульсы от командных кулачков-упоров, связанных кинематически с перемещением рабочего органа, подаются на управляющие золотники-пилоты (осевые или поворотные), а от них - распределительным (основным) золотникам, управляющим потоками рабочей жидкости, поступающей в силовые гидроцилиндры. В некоторых случаях кулачки-упоры могут воздействовать непосредственно на распределительные золотники. При электрогидравлической системе управления электрические датчики (конечные и путевые выключатели, реле давления) под воздействием на них командных кулачков-упоров, связанных с перемещением суппорта, или при повышении давления в гидроцилиндре при работе суппорта на мертвый упор посылают через электрическую сеть управления командные сигналы электромагнитам. При малом расходе масла в рабочем гидроцилиндре электромагниты непосредственно перемещают основные распределительные золотники. При больших расходах масла электромагниты воздействуют на управляющие золотники-пилоты, которые направляют потоки масла для перемещения основных распределительных золотников.
Электрическая командная сеть управления облегчает централизацию управления на главном командном пульте при встраивании станка в автоматическую линию. Большое количество электрической контактной аппаратуры делает электрогидравлическую систему менее надежной, чем гидравлическая система управления.
При встраивании в автоматическую линию станок с гидравлической системой управления и его автоматический цикл включаются от электрической командной сети управления.
Гидравлические элементы системы управления автоматическим циклом различных рабочих органов объединяются в отдельные панели управления, что уменьшает габариты, облегчает нормализацию и упрощает монтаж гидрооборудования станка.
