SU895615A1

SU895615A1 - Hydraulic drive of grinding machine

Info

Publication number: SU895615A1
Application number: SU802910111A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Меркулов; Борис Наумович Зехцер; Александр Ефимович Емельянов; Генрих Викторович Яковлев; Владимир Николаевич Корнеев; Владимир Иванович Дорощенко; Игорь Моисеевич Гуревич
Original assignee: Одесское специальное конструкторское бюро специальных станков
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1982-01-07

Description

ТИзобретение относитс к области гид-v роавтоматики, в частности, к гицроприводам возвратно-поступательного движени и может быть использовано дл привода стола издели шлифовального или заточного станка. Известен гидравлический привод шлифовального станка, содержащий насос с пружинным и гидравлическим регул торами производительности, исполнительный гидроцилиндр с двухсторонним штоком, демпфирующее устройство и четырехлиней ный распределитель, две гидролинии которого подключены к полост м исполнительного гидроцилиндра, треть - к насосу , а четверта через регулируемый дрос сель - к сливу l. Недостатками известного привода вл ютс низкие КПД и надежность. Целью изобретени вл етс повышение КПД и надежности. Указанна цель достигаетс тем, что гидравлический регул тор производительности выполнен в виде гидроцилиндра с двум плунжерами и с трем полост ми управлени , одна из которых подключена к насосу, друга к сливу, а треть - ко входу регулируемого дроссел через демпфирующее устройство, при этом последнее выполнено в виде клапана пр мого действи с двум встречно расположенными регулируемыми BHHTOBbnvra упорами и с подпружиненным золотником, на цилиндрической поверхности которого в осевом направлении выполнены пазы, а его пружинна полость подключена ко входу регулируемого дроссел . На чертеже изображен гидравлический привод шлифовального станка. Привод содержит насос 1 с пружинным регул тором производительности 2, механизмом регулировани по давлению 3 и гидравлическим регул тором производительности , выполненным в виде гидрода линдра 4 с двум плунжерами разного диаметра 5 и 6 и с трем полост ми управлени 7-9, исполнительный гидроципиндр 10 с двухсторонним штоком 11, св занным со столом станка 12, четы- рехлинейный гидрораспредепитель 13, две гидрогшнии 14 и 15 которого подклю чены к полост м 16 и 17 ,исполнитепьного гидроципиндра 10, треть 18 - к насосу 1, а четверта 19 через регулируемый дроссель 20 - к сливу. Полость управлени 7 подключена к насосу 1, полость управлени 8 - к спиву , а полость управлени 9 к входу дроссел 20 через демпфирующее устройство , выполненное в виде клапана пр мого действи 21 с встречно расположенными регулируемыми винтовыми упорами 22 и 23 и с подпружиненным пружиной 24 золотником 25, на цилиндрической по верхности которого 26 в осевом направлении выполнены наклонные пазы 27 и 28, а его пружинна полость 29 подключена ко входу дроссел 20. Гидроцилиндр 4 снабжен регулировочным винтом 30. Дл управлени полох ;ением гидрораспределител 13 служат конечные переключатели 31 и 32. Насос 1 имеет регулирующий орган, например, статорное коШзЦо (на чертеже не показано). Плунжер 6 со стороны полости 7 выполнен ступенчатым и взаимодействует с регулирующим органом насоса 1. К насосу 1 через гидрораспределитепи 33 и 34 подключены гидродвигате ь 35 пойеречной подачи и гидродвигатель 36 вертикальной подачи шлифовальной бабки {на чертеже не изображена). В гидролини х слива распределителей 33 и 34 установлены регулируемые дроссели 37 и 38. Кроме того , к насосу 1 через гидрораспределитепи и регулируемые дроссели .может быть под ключено любое число исполнительных гидродвигателей механизмов подачи, делени и вспомогательных устройств, необходимых дл работы шлифовальных станков (на чертеже не изображены). Гидропривод шлифовального станка работает следующим образом. В исходном положении гидрораспределители 13, 33 и 34 наход тс в средней позиции, гидроцилиндр 10 стола 12 и гидродвигатели 35 и 36 остановлены. По скольку при этой позиции гидрораспределителей гидролини 18 заперта, насос 1 под действием механизма регулировани по давлению 3 работает в режиме, близком к нулевой подаче, компенсиру лишь утечки в гидросистеме, при этом давлеiffle в гидросистеме максимально и соответствует настройке пружинного регул тора 2, Так как при остановленном гидроцилиндре 10 давление на входе дроссел 20 и после него равно 1гулю, то давление в полост х 8 и 9 гидроцилиндра 4 также равно нулю. Поэтому под действием давлени нагнетани насоса 1, поступающего в полость 7, плунжеры 5 и 6 занимают крайнее правое (по чертежу) положение до упора в регулировочный винт 30, не оказыва воздействи на регулирую1Щий орган насоса 1. При остановленном гидроцилиндре 10, когда гидрораспределитель 13 находитс в среднем положении, любой из исполнительных гидродвигателей 35 ига 36 или оба одновременно могут быть пущены в ход соответствующим переключением их распределителей 33 и 34. При этом насос 1 работает в режиме управлени по давлению нагнетани , осуществл емом механизмом 3, поддержива посто нное давление в гидросистеме, определ емое на- стройкой пружинного регул тора 2, а его подача устанавливаетс в соответствии с расходами, потребл емыми гидродвигател ми 35 и 36, которые могут регулироватьс соответственна дроссел ми 37 и 38. Таким образом, при неподвижном гидроцилиндре 10 MOHteT осуществл тьс независима и параллельна работа любого числа исполнительных гидродвигателей при их питании от насоса 1 с управлением по давлению нагнетани . Пуск стола 12 осуществл етс переключением гидрораспределител 13. Пусть гидрораспределитель 13 переключен в левое положение, соедин полость 16 гидроцилиндра 10 с гидролинией 18, а полость 17 через дроссепь 20 со сливом. Гидрошток 11 гидроцилиндра 10.и стол 12 перемещаютс . В начальный момент разгона стопа 12, когда гидроцилиндр 10 преодолевает нерцию приводимой массы стола 12 с еталью и силы трени в направл ющих станка давление насоса Г максимально и определ етс настройкой пружинного регул тора 2. По мере разгона стола 12 возрастает поток через дроссель 20 и соответственно перепад давлений на нем. Давление на входе в дроссепь 0 через демпфирующее устройство 21 оступает в полость 9 гидроцилиндра 4, аставл плунжеры 5 и 6 перемешать егулирующий орган насоса в сторону меньшени его подачи до установленноо значени .The invention relates to the field of hydraulic-va-automatics, in particular, to reciprocating reciprocating movement and can be used to drive the table of the product of the grinding or grinding machine. The hydraulic drive of the grinding machine is known, which contains a pump with spring and hydraulic capacity regulators, an executive hydraulic cylinder with a double-sided rod, a damping device and a four-line distributor, two hydraulic lines of which are connected to the cavity of the executive hydraulic cylinder, a third to the pump, and a fourth through an adjustable flow rod - to plum l. The disadvantages of the known drive are low efficiency and reliability. The aim of the invention is to increase efficiency and reliability. This goal is achieved by the fact that the hydraulic capacity regulator is designed as a hydraulic cylinder with two plungers and three control cavities, one of which is connected to the pump, the other to the drain, and a third to the input of the adjustable throttle through the damping device, the latter being fulfilled in the form of a valve with direct action with two opposing adjustable BHHTOBbnvra stops and with a spring-loaded valve, on the cylindrical surface of which axially grooves are made and its spring strips It is connected to the input of an adjustable throttle. The drawing shows the hydraulic drive of the grinding machine. The drive contains a pump 1 with a spring-loaded capacity regulator 2, a pressure control mechanism 3 and a hydraulic capacity regulator, made in the form of a hydrodynamin 4 with two plungers of different diameters 5 and 6 and with three control cavities 7-9, an executive hydraulic cylinder 10 s. a two-sided rod 11 connected to the machine table 12, a four-way hydraulic valve 13, two hydraulic heads 14 and 15 of which are connected to cavities 16 and 17, a hydraulic hydraulic head 10, a third 18 to a pump 1, and a quarter 19 through an adjustable choke 20 - to plum. The control cavity 7 is connected to the pump 1, the control cavity 8 - to the drain, and the control cavity 9 to the entrance of the throttles 20 through a damping device, made in the form of a direct action valve 21 with counter-mounted adjustable screw stops 22 and 23 and with a spring-loaded spring 24 spool 25, on the cylindrical surface of which 26 axially in the axial direction there are inclined grooves 27 and 28, and its spring cavity 29 is connected to the entrance of the throttles 20. The hydraulic cylinder 4 is equipped with an adjusting screw 30. To control the hydraulic distribution divisor 13 are limit switches 31 and 32. The pump 1 has a regulator, such as koShzTso stator (not shown). The plunger 6 from the side of the cavity 7 is made stepwise and interacts with the regulating body of the pump 1. The hydraulic pump 35 of the cross feed and the hydraulic motor 36 of the vertical feed of the grinding headstock {not shown) are connected to the pump 1 through the hydraulic distributor 33 and 34. Adjustable throttles 37 and 38 are installed in the drain hydrolines of the distributors 33 and 34. In addition, any number of actuating hydraulic motors of the feed, dividing and auxiliary devices required for the operation of grinding machines can be connected to the pump 1 via hydraulic distributors and adjustable throttles. the drawing is not shown). The hydraulic grinding machine works as follows. In the initial position, the control valves 13, 33 and 34 are in the middle position, the hydraulic cylinder 10 of the table 12 and the hydraulic motors 35 and 36 are stopped. Since at this position of the hydraulic distributors of the hydroline 18 is locked, the pump 1, under the action of the pressure control mechanism 3, operates in a mode close to zero flow, compensating for only leaks in the hydraulic system, while the pressure in the hydraulic system is maximum and corresponds to the setting of the spring regulator 2, Since when the hydraulic cylinder 10 is stopped, the pressure at the inlet of the throttles 20 and after it is 1 gula, then the pressure in cavity 8 and 9 of the hydraulic cylinder 4 is also zero. Therefore, under the effect of the pressure of the pump 1 pumping into the cavity 7, the plungers 5 and 6 occupy the extreme right (according to the drawing) position against the stop in the adjusting screw 30 without affecting the regulator of the pump 1. When the hydraulic cylinder 10 is stopped, when the hydraulic distributor 13 is in the middle position, either of the executive hydraulic motors 35 or 36, or both, can be simultaneously floated by the corresponding switching of their distributors 33 and 34. At the same time, the pump 1 operates in the control mode for injection pressure, o implemented by the mechanism 3, maintaining a constant pressure in the hydraulic system, determined by the setting of the spring regulator 2, and its supply is set in accordance with the costs consumed by the hydraulic motors 35 and 36, which can be regulated by the corresponding throttles 37 and 38. Thus, with a stationary 10 MOHteT hydraulic cylinder, independent and parallel operation of any number of executive hydraulic motors is carried out when powered by a pump 1 with pressure control controlled. The start of the table 12 is carried out by switching the hydraulic distributor 13. Let the hydraulic distributor 13 be switched to the left position, connect the cavity 16 of the hydraulic cylinder 10 with the hydraulic line 18, and the cavity 17 through throttle 20 with a drain. The hydraulic heads 11 of the hydraulic cylinders 10. and the table 12 are moved. At the initial moment of acceleration of the foot 12, when the hydraulic cylinder 10 overcomes the tension of the driven mass of the table 12 with etal and the friction force in the machine guides, the pressure of the pump G is maximum and is determined by the setting of the spring regulator 2. As the table 12 accelerates, the flow through the throttle 20 increases differential pressure on it. The pressure at the inlet to throttle valve 0 through the damping device 21 flows into the cavity 9 of the hydraulic cylinder 4, and the plungers 5 and 6 mix the regulator of the pump in the direction of its lower flow to the set value.

Движение стола 12 с установившейс скоростью наступает при равновесии сип, действующих на регулирующий орган насоса , когда сумма сип гидроцилиндра 4 и механизма регулировани по давлению 13 стрем щихс переместить регулирующий орган насоса 1 в сторону умеш щени подачи , уравновещиваетсд усилием пружинного регул тора 2 и силами давлени , действукацими в полости 7 на плунжер 6. The movement of the table 12 at a steady rate occurs at equilibrium of the vortex acting on the pump regulating body when the sum of the hydraulic cylinder 4 and the pressure regulating mechanism 13 tends to move the regulator of pump 1 towards the supply mixer to be balanced by the force of the spring regulator 2 and pressure acting in the cavity 7 on the plunger 6.

При отсутствии потока через дроссель 20, что имеет место при остановке иш реверсе стола 12, насос 1 работает в режиме управлени по давлению, причем максимальное давление насоса определ ет с пружинным регул тором 2. При выборе рабочей площади пз нжера 6 со стороны полости 7, равной площади механизма 3. гидроцилиндром 4 осуществл етс полна компенсаци усили механизма 3, и гидро- цилиндр 4 подде1мшвает посто нный перепад давлени на дросселе 20 независимо от рабочего давлени насоса 1. Последнее определ етс разностью давлений в полост х 16 и 17 гидроцилиндра 10, пе репадом давлений на дросселе 2О и потер ми давлени на гидрошсни х 14, 15, 18 и 19 и гидрораспределителе 13. Таким образом, поток рабочей жидкости, поступающий в гидродилиндр 10 и скорость стола 12 не завис т от нагрузки и определ ютс только проходным сечением дроссел 20, т.е. осуществл етс полна стабилизаци скорости стола.In the absence of flow through the throttle 20, which occurs when the ish is reversed on the table 12, the pump 1 operates in a pressure control mode, the maximum pressure of the pump being determined with the spring regulator 2. When selecting the working area of the pump head 6 from the side of the cavity 7, equal to the area of the mechanism 3. The hydraulic cylinder 4 is fully compensated for the force of the mechanism 3, and the hydraulic cylinder 4 maintains a constant pressure drop across the throttle 20 regardless of the operating pressure of the pump 1. The latter is determined by the pressure difference in cavities 16 and 17 the hydraulic cylinders 10, the pressure differential across the throttle valve 2, and the pressure losses at the hydraulic heads 14, 15, 18, and 19 and the hydraulic distributor 13. Thus, the flow of the working fluid entering the hydraulic cylinder 10 and the speed of the table 12 are not dependent on the load and are determined only with a throttle cross section of 20, i.e. the table is fully stabilized.

Диаметры плунжеров 5 и 6 выбираютс таким образом, чтобы перепад давлений на дросселе 20 не превыщал2-3 кг/см, и рабочее давление насоса 1 практически определ етс нагрузкой на щтоке 11 гидроцилиндра 1О.The diameters of the plungers 5 and 6 are chosen so that the pressure drop across the throttle 20 does not exceed 2-3 kg / cm, and the operating pressure of the pump 1 is practically determined by the load on the rod 11 of the hydraulic cylinder 1O.

Таким образом, в гидравли;ческом приводе при установившемс движении стопа 12 обеспечиваетс согласование подачи насоса 1 и его рабочего давлени с потребл емым расходом и давлением гидроцилиндра 10, т.е. согласование потребл - емой насосом 1 мощности с мощностью, потребл емой наиболее энергоемким гидродвигателем системы. Тем самым обеспечиваетс высокий КПД и значительное снижение нагрева масла в гидросистеме.Thus, in a hydraulic drive with steady motion of the foot 12, the flow of the pump 1 and its working pressure is matched with the consumption and pressure of the hydraulic cylinder 10, i.e. coordination of the power consumed by the pump 1 with the power consumed by the most energy - intensive hydraulic motor of the system. This ensures high efficiency and a significant reduction in oil heating in the hydraulic system.

Регулирование скорости стола осущест вл етс дроселем 20, при изменении проходного сечени которого измен етс соответствующим образом подача насоса 1. При изменении открыти дроссел 20 в первый момент на нем измен етс перепад давлени , что приводит к изменениюThe speed of the table is controlled by drosel 20, when the flow cross section of which changes, the pump 1 flow changes accordingly. When the opening of the throttle 20 changes at the first moment, the pressure drop changes, which leads to a change

усили , создаваемого гидроцилиндром 4 н смещению регулирующего органа насоса 1 в новое положение равновеси , при котором подача насоса 1 и соответственно расход через дроссель 2О измен ютс таким образом, что достигаетс уровень перепада давлени на дросселе 20. Огрс иченность длины пружины регул тора 2 при ее сжатии вызывает некоторое увеличение перепада давлений на дроссепе 2О, а следовательно и увеличение прогговодавлени в полости 17 гидропилиндра 1О при снижении скорости стола 12, спЬсоб ствует повышению плавности д пкени стопа 12.the force created by the hydraulic cylinder 4 on the displacement of the regulator of the pump 1 to a new equilibrium position at which the flow of the pump 1 and, accordingly, the flow through the choke 2O change in such a way that the pressure drop across the throttle 20 is reached. The length of the spring of the regulator 2 when it is compression causes a slight increase in pressure drop across the 2O throttle, and consequently, an increase in the progressed pressure in the cavity 17 of the hydro-cylinder 1O with a decrease in the speed of the table 12, increases the smoothness of the foot d-foot 12.

Демпфирование полости 9 гидроцилиндра 4 осуществл етс демфирующим клапаном 21, который при движении потока в полость 9 работает как целевой , а при движении потока из полости 9 работает при малых перепадах давлени как дроссель, а при перепадах давлени , превышанлцих усилие настрсЛвл пружины 24 - как клапан разности давлений . При установивщемс дш1жеш1И стола 12 клапан 21 работает как дроссель, демпфиру возмоашые колебани давлени управлени в полости 9, которые могут возникать вспедствие изменений давленн перед дросселем 2О при изменени х нагрузки на движущемс столе 12.The damping of the cavity 9 of the hydraulic cylinder 4 is carried out by a damping valve 21, which, when the flow moves into the cavity 9, works as a target, and when the flow moves from the cavity 9, it works with small pressure drops as a throttle, and with pressure drops, the force of the spring 24 exceeds the pressure pressure difference. When installed on the table 12, the valve 21 acts as a choke, damping possible pressure fluctuations of control in the cavity 9, which may occur due to changes in pressure before the choke 2O when the load on the moving table 12 changes.

Реверс стола 12 при его ходе впраы происходит по команде от конечного переключател 31 на переключение гидрораспределитеп 13 из левой в правую позицию .The reverse of the table 12, during its course, occurs at the command of the final switch 31 to switch the hydraulic control valve 13 from the left to the right position.

При переходе через среднее положение гидрораспределитель 13 отсекает гидролинию 18 от попост 16 гидроцилиндра 10, одновременно значительно уменьша слив из противоположной полости 17. Это соответствует то$ ложению гидроцилиндра 10 и приводимого им стопа 12, В этот момент резко уменьшаетс поток через дроссель 20, а перепад давлений на нем и давление в полости 9 стрем тс к нулю . Таким образом, в момент реверса стола 12 со стороны гидроципиндра 4 отсутствует воздействие на регулирующий орган насоса 1, и последний переходит в режим работы с управлением по давлению в гидролинии 18.When passing through the middle position, the hydraulic distributor 13 cuts off the hydroline 18 from the postpost 16 of the hydraulic cylinder 10, at the same time significantly reducing the discharge from the opposite cavity 17. This corresponds to the position of the hydraulic cylinder 10 and the foot 12 brought by it. At this moment the flow through the throttle 20 sharply decreases The pressures on it and the pressure in cavity 9 tend to zero. Thus, at the time of the reverse of the table 12 from the side of the hydraulic cylinder 4, there is no effect on the regulating body of the pump 1, and the latter goes into operation mode controlled by pressure in the hydroline 18.

Claims

At the same time, the pressure in the hydropower 18 rises, which, acting through the pressure adjustment mechanism 3, shifts the control pump 1 in the direction of reducing its supply, overcoming the resistance of the spring regulator

2. As a result, in the course of idle mode, there is a sharp decrease in the performance of pump 1 in accordance with a decrease in consumption, which leads to a decrease in power loss at the moment of reversal, increases the efficiency of the drive and reduces the heat output in the hydro system. After the transition, the hydrodischarge 13 from the middle position to the right position of the hydroline 18 is connected to the cavity 17 of the hydrodillation 10, and the cavity 16 bypass through the throttle 20 to the drain. In this case, the foot accelerates to the left, and the acceleration process and steady motion is similar to that described above. The application of the invention will improve the efficiency and reliability of the hydraulic drives of grinding machines and grinding machines and, thereby, increase the economic efficiency of their use. The invention of the hydraulic drive of the grinding machine, containing a pump with spring and hydraulic performance regulators, an executive hydraulic cylinder With a double-sided stem, a damping device and a four-way hydraulic distributor, two hydraulic lines of which are connected to the cavity of the executive hydraulic cylinder, a third to the pump, and a quarter to adjustable throttle to the drain, characterized in that, in order to increase efficiency and reliability, the hydraulic performance controller is designed as a hydraulic Indra with two plungers of different diameters and three control cavities, one of which is connected to the pump, the other to the drain, and a third to the input of the adjustable throttle through the Damping device, the latter performed in the form of a direct action valve with two counter-adjustable screw stops and with a spring-loaded spool, on the cylindrical surface of which axially grooves are made, and its spring cavity is connected to the input of an adjustable throttle. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 526724, cl. F 15 B 7/04, 1975. PL / / ff n fj T-r // /