Воскресенье, 30 Апрель 2017 16:25

Применение гидроприводов и средства гидроавтоматизации в станках с ЧПУ

Автор 
Оцените материал
(4 голосов)

Гидроприводы имеют очень большую популярность в станках ЧПУ. Такое широкое применение они приобрели в устройствах управления станков ЧПУ, по причине их неприхотливости, скоростности, более высокого КПД и плавности регулирования.

 

Так гидроприводы почти полностью вытеснили из управления рабочими механизмами станков ЧПУ сложные изготовлении и дорогие в обслуживании шарико-винтовые передачи (ШВП).Также гидродвигатели заменили серво-электродвигатели в дискретных приводах, т.к. позволяют сохранить большой крутящий момент при малой угловой скорости. Самые распространенные типы гидроприводов в станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах, а также средства гидроавтоматизации представлены ниже.

 

Самая распространенная схема гидропривода станков с ЧПУ следующая

электродвигатель приводит в действие насос, который создает давление масла, которое приводит в действие гидродвигатель, осуществляющий (через приводные механизмы) движение рабочего органа. В гидроприводах станков наибольшее распространение получили поршневые прямодействующие гидродвигатели(гидроцилиндры), шестеренные насосы, пластинчатые насосы, роторные гидродвигатели, кулачковые поршневые насосы, радиально- поршневые насосы и гидродвигатели, а также аксиально-поршневые насосы и гидродвигатели.

 

 

Рассмотрим подробно данные элементы подробней

 

Гидроцилиндры

Гидроцилиндры(силовые цилиндры) являются самыми простыми элементами гидроприводов для преобразования энергии и используются, чаще всего, для возвратно-поступательных движений механизмов. Они представляют собой корпус, имеющий внутри полый цилиндр(трубу, резервуар) с гладкой поверхностью, в котором, под действием давления масла движется поршень, соединенный со штоком или плунжер.

Самыми распространенными являются гидроцилиндры с односторонним штоком. В таких гидроцилиндрах нагрузка на шток при давлении со стороны его закрепления с поршнем не должна превышать допустимых для продольного изгиба. Когда это условие не выполняется используют гидроцилиндры с двухсторонним штоком, в которых поршень находится посередине штока.

Также используют гидроцилиндры телескопического типа(при больших перемещениях) и гидроцилиндры со сдвоенными и строенными штоками(для больших усилий), для этих же целей используют плунжера вместо штока или даже поршня (еще для увеличения площади касания со стенкой цилиндра и избегания утечек).

 

 

Шестеренные насосы

Шестеренные насосы являются очень надежными, простыми, компактными и имеют достаточно высокий КПД. Являются обратимыми, т.е. могут использоваться в качестве гидромоторов. Они представляют собой корпус с размещенными внутри шестернями, при контакте зубьев которых образуется избыточное давление масла, находящегося в полости зацепления. Чаще всего используются с наружным зацеплением, т.к. они проще в изготовлении, но перспективным является и внутреннее зацепление, как является более компактным.

 

 

Пластинчатые(лопастные) насосы

Бывают однократного действия и двухкратного. В однократном происходит один процесс всасывания и нагнетания за оборот вала, в двукратном 2 процесса всасывания и 2 нагнетания. К ним(по принципу действия) относятся насосы с роликами и бочкообразными лопатками, а также ролико- лопастные гидромоторы. Представляют собой корпус с эксцентрично расположенным на оси внутри корпуса ротора с пазами(или с симметричным ротором и эллипсоидным корпусом),в которых расположены подвижные пластины(лопасти),которые под действием центробежной силы, силы тяжести и эксцентричности ротора(или эллипсоидности корпуса) выходят из пазов и устраняют зазоры между ротором и стенкой корпуса, вследствие чего создается давление масла и нагнетание его в выходное отверстие.

 

 

Роторные гидродвигатели

Роторные гидродвигатели часто используются вследствие своей высокоточности и уравновешенности. Представляют собой ротор, с лопатками и статор с замыкающими роликами.

При движении масла происходит вращение ротора, который вершинами лопастей проворачивает замыкающие ролики и перекрывает поток жидкости в определенном направлении, вследствие чего вращение получается плавным и с очень малыми допустимыми угловыми скоростями. Они дороги в изготовлении, но очень перспективны.

Кулачково-поршневые насосы и гидродвигатели нашли очень большое применение вследствие своей надежности, высокой эффективности, а также возможности обеспечения высокого рабочего давления и высокого вращающего момента. Принцип работы заключается во вращении кулачка, который находится на валу и толкает поршень(или двигается поршнем),распределение масла осуществляется с помощью клапанов, расположенных цилиндрах или с помощью осевого распрелилителя (в случае вращающегося блока цилиндров и неподвижного вала).

 

 

Радиально-поршеные моторы

Радиально-поршеные моторы являются высомоментными, т.к. позволяют обеспечить многократность действия за счет большого количества радиально расположенных поршней, каждый из которых производит рабочий ход в своем положении эксцентрического вала.

Принцип работы

Кривошип, находящийся на валу, через шатун двигает поршень(или двигается поршнем-в случае гидромотора), распределение масла происходит благодаря системе клапанов, расположенных в цилиндрах или с помощью осевого распределителя(в случае вращающегося блока цилиндров и неподвижного вала).

Плунжерные насосы также относятся к радиально-поршневым насосам, но вместо поршней давление на эксцентрический вал там осуществляют цилиндрические цилиндрические детали свыточками- плунжера, при помощи которых осуществляется и регулирование подачи жидкости (в отличии от золотников в поршневых насосах).

 

 

Аксиально-поршневые гидродвигатели-ревирсивные машины

При максимальной частоте вращения 2500 об/мин, минимальное значение частоты вращения может составлять 20...30 об/мин. Время ускорения и замедления вала до заданной частоты-несколько сотых долей секунды определяется разновидностью с наклонной шайбой и наклонным блоком. Принцип работы заключается в следующем: в неподвижно закрепленном корпусе имеются кольцевые канавки, через которые масло подает в цилиндры и двигает поршни, которые давят на шайбу(корпус) и заставляют вращаться соединенный с ней (ним) вал, который в свою очередь соединен с механизмом.

  

Средства гидроавтоматизации станков ЧПУ

В данную группу входят: золотники, предохранительные клапаны, клапаны редуционные, напорные клапаны, реле давления, дросселя различных типов, распределители различных комплектаций и способов управления, регуляторы потока, панели управления, усилители.

Опишем коротко каждое устройство.

Золотники необходимы, чтобы предохранить гидросистемы от перегрузок и для осуществления регулирования напора в системе.

Аналогичной функцией обладают и предохранительные клапаны.

Редуционные клапаны предназначены для регулирования напора(давления) в гидросистеме.

Напорный клапан необходим для осуществления сброса избыточного давления в системе под действием этого же давления.

Реле давления- автоматическое устройство регулирования напора в гидросистеме.

Дроссель-это заслонка, с помощью которой регулируется напор жидкости в гидролинии.

Распределитель служит для управления потоками жидкости в заданном направлении.

Регуляторы потока нужны для обеспечения постоянного напора жидкости.

 

Панели управления разработаны для упрощения управлением сходных движений различных типов станков и компоновки управления по типовой взаимозаменяющейся схеме со схожими рабочими движениями.

Усилители существуют для усиление слабого входящего сигнала в более мощный выходящий, достаточный для управления рабочим элементом. Бывают нескольких видов: с дросселирующим распределителем, типа "сопло-заслонка"с шаговым серво- электродвигателем, с осевым перемещением запорного элемента. Первый тип применяется в механизмах копировальных станков(фрезерных, шлифовальных). Второй тип применяется в станках ЧПУ, где носителем программы является перфокарта(отверстия соответствует «соплу»,а плоскость карты-"заслонке").

 

 

Возможные неполадки средства гидроавтоматизации и их устранение

Для долговечной и эффективной работы гидроприводов обязательным условием является обеспечение следующих условий рабочей жидкости: очистка от загрязнений, охлаждение, поддержания необходимой вязкости, устранение утечек в соединениях. Также важным условием долговечности работы гидроприводов является обеспечение минимальных зазоров в трущихся частях, что обеспечивается технологией изготовления, сборки и эксплуатации.

 

На их работу очень сильно влияет вязкость минеральных масел, так с повышением температуры она уменьшается, но с добавлением специальных присадок удается сделать это снижение менее критичным и более плавным.

Перспективным направлением использования гидроприводов в станках ЧПУ является применение бесконтактных гидроподшипников(высокого давления), обеспечивающих наименьший контакт трущихся металлических частей между собой и повышении вследствие этого ресурса и долговечности сопрягающихся элементов станков.

 

Важным условием соблюдения таких режимов работы является надежность, быстродействие, безотказность всех систем обеспечивающих подачу давления в такие узлы станка. Особенно это актуально в высокоточных прецизионных и сверхпрецизионных станках. Это и является основной задачей инженеров- гидравликов, конструкторов гидравлического оборудования, а также промышленности.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Выполнено
  • Цена: 100 руб.
  • Предпочитаемый способ оплаты: На сотовую связь
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2017
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Для чего нужна гидроавтоматизация, нужно для курсового проекта
Прочитано 151 раз Последнее изменение Воскресенье, 30 Апрель 2017 16:36

1 Комментарий

  • Комментировать Вова Понедельник, 17 Июль 2017 06:07 написал Вова

    Важное преимущество гидроприводов, это возможность работать с большими усилиями и частыми включениями-выключениями

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Поделиться в соц. сетях: