Полные принципиальные гидравлические схемы, и их разработка являются основой проектирования гидропривода металлорежущих станков, которым при сложной станочной гидросистеме автоматического действия рекомендуется предпослать попереходные схемы, как более удобные для рассмотрения возможных вариантов компоновки гидропривода.
Проектирование гидропривода станка обычно начинается с разработка технического задания, в котором указываются:
- элементы цикла работы станка или отдельных его рабочих органов;
- характеристика движений, выполняемых гидроприводом, и их связь с движениями, которые будут осуществляться другими видами приводов;
- расчетные нагрузки на рабочие органы станка;
- предлагаемые условия работы станка;
- возможность сочетания гидропривода с другими приводами, например с шаговым электродвигателем и др.;
- степень участия в управлении станком электрических и других систем;
- прочие специальные требования и условия.
В современных металлорежущих станках устанавливают в основном гидравлический привод движения подач и различных вспомогательных движений, осуществляющих переключение блочных колес коробок скоростей, перемещения пинолей задних бабок, встроенных и поставляемых со станком зажимных механизмов, и др. В проектах гидроприводов необходимо широко применять нормализованные механизмы, аппараты и отдельные узлы, а также рекомендуемые сортаменты труб, арматуры и крепежных изделий.
Следует считать прогрессивным при проектировании гидроприводов станков использование нормализованных панелей, а также компоновку в которую входит контрольно регулирующая и управляющая аппаратура в одном, доступном для осмотра и осуществления различных регулировок, месте, на откидном или снимаемом щите. Удобно размещать насосную станцию с маслосборником и панелью управления в отдельном шкафу, рядом со станком, как это принято в электрических станочных системах.
Рассмотрим в качестве примера разработку схемы гидропривода для осуществления движения подачи с регулируемой скоростью на станке полуавтоматического действия со следующим циклом работы: быстрый продольный подвод, быстрый поперечный подвод, рабочий ход в продольном направлении, быстрый отвод одновременно в двух направлениях, остановка движения подачи.
Гидропривод станка для осуществления указанного цикла работы должен иметь гидродвигатели (гидромоторы) в количестве 2-х штук: один для выполнения поперечного нерегулируемого движения и другой для продольного регулируемого по скорости рабочего хода движения. Согласование во времени этих движений производится путем составления циклограммы работы гидродвигателей привода на основе общей циклограммы работы станка.
На основе принятой циклограммы работы привода составляем отдельные схемы на каждый переход. На первом переходе (рис. 1, а) масло поступает в цилиндр 1 продольного движения со стороны внештоковой полости, а из другой полости сливается. В это время поршень цилиндра 2 поперечного движения стоит на упоре и прижимается к нему давлением масла. Каждый силовой цилиндр имеет свой золотник (3 и 4) для реверсирования движения. Связываем действие цилиндра 2 с цилиндром 1 путем подключения их к золотнику 5. Для синхронизации их движений предусматривается дроссель 6. Примем, что все золотники гидропривода имеют путевое электромагнитное управление при продольном движении стола и что при положении «Стоп» все катушки электромагнитов будут обесточены.
Рис. 1. Попереходные схемы гидропривода
Второй переход (рис. 1, б) начинается переключением двух золотников 4 и 5 воздействием на путевой электрический переключатель 10 (рис. 2) переставным упором 11, перемещающимся на продольной каретке. Золотник 5 должен перекрыть сливную магистраль от цилиндра 1, чтобы положить его поршень на гидравлическую подушку и поджать с другой стороны давлением масла. Поскольку цилиндр 2 связан с цилиндром 1, то, перекрывая последнему слив, перекрывают и слив цилиндру 2. Поэтому на рассматриваемом переходе цилиндр 2 подключается по дифференциальной схеме. Кроме того, при таком подключении будет устранено влияние дросселя 6 на ускоренный подвод поршня.
Рис. 2. Принципиальная схема гидропривода станка
Поскольку для управляющего воздействия нельзя воспользоваться ходом поперечной каретки, для осуществления третьего перехода предусматриваем реле давления 7, которое сработает по достижении поперечной кареткой переставного упора 12. При срабатывании реле 7 переключится золотник 3 и включится золотник 8. Последний введет действие дроссель 9, который для создания большей равномерности движения подачи установим на выходе.
Четвертый переход (см. рис. 1, г) начинается выключением электромагнитов всех золотников (переключателем 13 на рис. 2) соответственно принятому условию, при котором будет происходить одновременный ускоренный отвод поршней обоих цилиндров в исходное положение.
На основе попереходных схем составим принципиальную схему гидропривода (рис. 2). Прежде всего расставим силовые цилиндры в их намечаемое положение на проектируемом станке:
- цилиндр 1 - на суппорте с правой стороны каретки;
- цилиндр 2 над суппортом.
Эти гидроцилиндры непосредственно связаны тросами с золотниками 3 и 4. Золотник 3, как следует из рис. 1, должен иметь два положения для реверсирования прямого и обратного потоков жидкости к цилиндру 1, а золотник 4 также два положения: при одном он должен подводить жидкость к цилиндру 2, как золотник 3 (см. рис. 1, а, г), при другом соединять обе полости цилиндра 2 с напорной магистралью (см. рис. 1, б).
Эти золотники соединяются с напорной магистралью и баком через золотник 5. Последний, как следует из рис. 1, должен иметь два положения: при одном соединять золотники 3 и 4 непосредственно с баком (см. рис. 1, а, г), при другом отключать эту трассу (см. рис. 1, б, в). В последнем случае соединение с баком осуществляется через золотник 8, который в одном своем положении закрывает слив и в другом открывает его через дроссель 9 (см. рис. 1, в). Все золотники переключаются толкающими электромагнитами.
