3.2. Гидравлические приводы

В станочных приспособлениях с гидроприводом высокое давление масла создается насосом гидравлической установки, работающей от электромо­тора.

По сравнению с пневматическими приводами гидравлические приводы имеют ряд преимуществ: 1) высокое давление рабочей жидкости — мас­ла — на поршень гидроцилиндра создает большую силу зажима детали; 2) благодаря высокому давлению можно уменьшить размеры и массу гидрав­лических приспособлений; 3) рабочей жидкостью в гидравлических приво­дах является масло, которое обеспечивает надежную смазку трущихся по­верхностей деталей гидроцилиндра и уменьшает их износ; 4) передача за­жимных усилий происходит плавно вследствие практической несжимае­мости рабочей жидкости — масла.

К недостаткам гидравлических приводов относятся: 1) сложность гид­роустановки и необходимость в дополнительной площади для ее размещения; 2) большая стоимость гидроприводов по сравнению с пневмоприводами.

Гидравлические приводы применяются в основном на заводах серий­ного и мелкосерийного производства, не имеющих компрессорных установок для получения сжатого воздуха.

Гидравлический привод — это самостоятельная установка (агрегат), состоящая из электродвигателя, рабочего гидроцилиндра, насоса для по­дачи масла в цилиндр, бака для масла, аппаратуры управления и регулиро­вания и трубопроводов. В зависимости от назначения и мощности гидрав­лический привод может обслуживать приспособление, установленное на одном станке, группу из трех-пяти приспособлений, установленных на не­скольких станках, или группу из 30—40 приспособлений, установленных на различных станках. Гидравлические приводы для единичного и группо­вого обслуживания конструктивно устроены одинаково и различаются лишь мощностью.

На рис. 15 дана схема гидропривода, который может обслужить 30— 40 приспособлений (показаны только три приспособления, установленные на различных станках). Объединенный гидропривод — гидроагрегат — со­стоит из двух самостоятельных гидроприводов, каждый из которых имеет самостоятельную ветвь. При работе используется только один гидропривод или одна ветвь (второй является запасным).

На баке 1 установлена вся гидроаппаратура. Каждая рабочая ветвь объединенного гидропривода состоит из электродвигателя 2, гидронасоса 3 производительностью 12 л/мин, обратного клапана 5, гидроаккумулятора 7, предохранительного клапана 4, манометра 6, реле давления 3, магнитных пускателей 9 и трубопроводов. Электродвигатель 2 приводит в действие гидронасос 3, который подает масло через обратный клапан 5 в гидроакку­мулятор и гидросеть под давлением 5 Мн/м² (50 кГ/см²). Реле давления отключает электродвигатель с насосом, если давление масла в гидросети становится выше этой величины, и включает его, когда давление в гидро­сети падает ниже 4,5 Мн/м² (45 кГ/см²).

Предохранительный клапан 4 при увеличении давления масла в гидро­сети спускает его в бак 1. Гидроаккумулятор 7, поддерживающий постоян­ным давление масла в гидросети, состоит из цилиндра, внутри которого находится поршень со штоком. Одна полость цилиндра гидроаккумулятора заряжается из баллона сжатым воздухом под давлением 3—4 Мн/м² (30— 40 кГ/ см²), после чего в другую его полость насосом 3 нагнетается масло под давлением 5 Мн/м² (50 кГ/см²). При этом поршень перемещается и по­вышает давление сжатого воздуха в полости цилиндра гидроаккумулятора с 4 Мн/м² (40 кГ/см²) до 5 Мн/м² (50 кГ/см²). При уменьшении давления масла в гидросети ниже этого воздух, сжатый под давлением 5 Мн/м² (50 кГ/см²) в полости цилиндра гидроаккумулятора, будет перемещать пор­шень и, сжимая масло в другой полости цилиндра гидроаккумулятора под таким же давлением, будет выравнивать давление масла в гидросети до 5 Мн/м² (50 кГ/см²).

Рис. 15. Гидропривод для одновременного обслуживания

30-40 станочных приспособлений

Каждый станок с гидравлическим приспособлением снабжен гидро­панелью 10 и распределительным краном 11, через которые масло проходит к гидроцилиндрам каждого приспособления станка.

На рис. 16 дана схема гидропанели, служащей для поочередной по­дачи масла в правую или левую полости гидроцилиндра. Гидроаккумуля­тор 1 и обратный клапан 4 поддерживают в гидроцилиндре станочного приспособления по­стоянное давление независимо от колебаний давления в гидросети. Схема гидропривода к токарному станку показана на рис. 17. Гидро­привод состоит из агрегата 1 (электродвигатель, насос и бак для масла), трубопроводов 2 и гидроцилиндра 3. Распределительный кран 6 поочеред­но переключает подачу масла в правую или левую полость гидроцилиндра. При этом поршень гидроцилиндра последовательно перемещается вправо или влево и через шток, тягу и промежуточные звенья приводит в действие кулачки 5 патрона 4, которые сжимают или разжимают обрабатываемую деталь.

Гидроцилиндры являются самостоятельными силовыми узлами гидро­приводов. По конструкции гидроцилиндры можно разделить на порш­невые и лопастные. Поршневые гидроцилиндры широко при­меняются в приспособлениях к различным станкам. Лопастные гидроци­линдры используются в некоторых случаях (весьма редко) для зажима де­талей на токарных и револьверных станках и здесь не рассматриваются.

Рис. 16. Схема гидропанели:

1 – гидроаккумулятор; 2 – запорные краны;

3 - воздушный клапан; 4 – мобратный клапан; 5 - манометр

Гидроцилиндры нормализованы и различаются по типоразмерам, ко­торые определяются диаметром цилиндра и длиной хода поршня со штоком. Основные эксплуатационные показатели гидроцилиндров — усилие на штоке и длине его хода.

Рис. 17. Гидропривод к токарному станку

Рис. 18. Гидроцилиндр одностороннего действия:

а – толкающийся; б - тянущий

По принципу действия гидроцилиндры разделяются на односто­ронние и двусторонние. Гидроцилиндры одностороннего дей­ствия по способу подачи масла в их полость и по характеру работы штока изготовляются толкающими и тянущими (рис. 18, а, б). В гидроцилиндрах одностороннего действия масло под давлением поступает через штуцер 1 в полость А цилиндра и перемещает поршень 2 со штоком 4 вправо (при зажиме детали). Движение поршня 2 со штоком 4 влево осуществляется пружиной 3 (при разжиме детали). В двусторонних гидро­цилиндрах масло последовательно поступает в левую или правую полость гидроцилиндра и перемещает поршень в обе стороны при зажиме и раз­жиме обрабатываемой детали в приспособлении.

На рис. 19 показан вращающийся гидроцилиндр двустороннего дей­ствия, установленный на заднем конце шпинделя токарного станка и слу­жащий для перемещения кулачков патрона при зажиме и разжиме обраба­тываемых деталей. Внутри корпуса 7 гидроцилиндра на штоке 9 закреплен поршень 8.

В крышку 6 запрессована ось 5, вращающаяся во втулке 4, уста­новленной в неподвижном маслоприемнике 1. В правый конец штока 9 ввинчена тяга, которая передает движение поршня со штоком промежуточ­ным звеньям, перемещающим кулачки патрона. Герметичность между порш­нем, корпусом и крышкой, а также между штоком и корпусом обеспечи­вается резиновыми кольцами. Масло, подводимое под давлением к штуцеру 2 через каналы в оси 5, крышке 6 и корпусе 7, поступает в штоковую полость гидроцилиндра. Масло, подводимое под давлением к штуцеру 3, по каналу в оси поступает в бесштоковую полость гидроцилиндра. Поочередная по­дача масла в штоковую и бесштоковую полости гидроцилиндра осуществ­ляется гидропанелью. Для гидроцилиндров двустороннего действия (рис. 19) при давлении масла на поршень в бесштоковой полости гидроцилиндра а при давлении масла на поршень в штоковой полости гидроцилиндра

Рис. 19. Вращающийся гидроцилиндр двустороннего действия