Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов (862475), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Промышленный робот выполняеттранспортные функции при загрузке заготовок и выгрузке обработанных деталей в станках с ЧПУ, образуя в паре со станком роботизированный технологический комплекс. Учитывая вспомогательный характер этих функций,гидропривод должен обеспечивать высокие скорости перемещения захвата сзаготовкой при высоких ускорениях в процессе разгона и торможения, а также высокую точность позиционирования для надежного срабатывания механизма зажима станка. Гидропривод, обладая высокой энергоемкостью, соответствует этим требованиям.
Поэтому в роботах при загрузке-выгрузке изделий массой более15 кг применяют преимущественноследящий гидропривод.Наконец, можно вьщелить область специального применения гидропривода в станках с ЧПУ. Это гидростатические направляющие в тяжелонагруженных станках, гидростатические и гидродинамические опоры высокооборотных шпинделей, гидравлические зажимные устройства. Кроме того, гидроприводобеспечиваеттемпературнуюстабилизациюузловстанка дляуменьшения влияния температурных деформаций на точность обработки(особенно это важно в многоцелевых станках повышенной точности).Учитывая вышесказанное, можно констатировать, что гидропривод благодаря наличию определенных специфических свойств имеет определеннуюсферу применения и является перспективным средством автоматизации станков с ЧПУ.3.4.2. Рабочие жидкости,применяемые в гидросистемах станков,и системы смазкиДля нормальной работы гидропривода рабочая жидкость, передающаяэнергию к исполнительным органам, должна удовлетворять ряду требований:иметь большой модуль упругости, поскольку жидкость должна воспринимать рабочую суммарную нагрузку со стороны рабочего органа с мини-1323.Приводы станковмальной степенью сжимаемости, что во многом определяет точность обработки;минимально зависеть от температуры, которая в процессе обработки неостается постоянной(суменьшением вязкости рабочей жидкости ухудшаются ее смазывающие свойства, увеличиваются утечки и изменяются выходныехарактеристики гидропривода);иметь хорошие смазывающие и антикоррозионные свойства, а также бытьхимически нейтральной по отношению к материалам, из которых изготовлены элементы гидросистемы;обладать сопротивляемостью к вспениванию (выделению растворенноговоздуха и, как следствие, падению модуля упругости и просадке рабочегооргана);обладать высокой теплопроводностью для удаления теплоты, выделяющейся в процессе струж:кообразования, и при этом иметь высокую температуру кипения;быть огнестойкой и нетоксичной для обеспечения безопасной работы;иметь низкую стоимость.Для определения свойств рабочих жидкостей используют несколько основных показателей: плотность р (кг/м3), динамическую вязкость 11 (Па·с) и2кинематическую вязкость v (м /с), причем vстомдавленияипонижаетсяпри= 11/р.
Вязкость повышается с роувеличениитемпературы,чтоухудшаетсмазывающие свойства, увеличивает утечки и оказьmает влияние на выходные характеристики привода.Для использования в гидросистемах отечественных станков могут быть рекомендованы следующие марки масел: ИГП-18, ИГП-20А, ИГП-30, ИГП-49,ИГП-50А. Эти масла имеют кинематическую вязкость v = (16,5 ... 55)· 10-{i м2/спри 50 °С, температуру вспышки tвсп = 170 ... 215 °С и плотность р = 880 ...91 О кг/'lУf'. При грамотной эксплуатации их можно использовать 6 ... 8 тыс.
ч,после чего они подлежат замене или регенерации.Системы смазывания служат для увеличения ресурса рабочих узлов металлорежущих станков. Основные функции системы смазывания: снижениекоэффициента трения в трущихся парах, охлаждение трущихся поверхностейза счет отвода теплоты, удаление продуктов износа, защита от коррозии. Приправильном подборе смазочного материала и системы смазки можно снизитьизнос трущихся поверхностей в1 ОООраз, а значит, существенно повыситьресурс работы станочного оборудования.В зависимости от физического состояния смазочные материалы подразделяют на жидкие, пластичные и твердые. К жидким относятся различные типымасел.
Чаще всего в качестве основного смазочного материала используютминеральные масла,качество которых оценивают следующими показателями: скорость изнашивания трущихся поверхностей, нагрузка, заедание, коэффициент трения, возможность приработки.
Минеральные масла использу-3.4. Гидроприводы и средства гидроавтоматики станков133ют для смазки, охлаждения и отвода теплоты, а также в качестве рабочейжидкости в гидросистемах.Пластичные смазывающие материалы представляют собой твердые илиполутвердые продукты. Они могут иметь в своем составе доных масел, до20 %загустителя и до5%95 %минеральприсадок. Пластичные материалыобеспечивают снижение коэффициента трения в подшипниках, сохраняютмеханическую стабильность, предотвращают попадание в механизмы воды иабразивов, защищают от коррозии и работают в большом дИапазоне температур(- 70 ... 350°С).
В станках пластичные смазочные материаль1 используютдля смазки подшипников, тихоходных зубчатых колес и т. п.К твердым смазочным материалам относятся графит, дисульфит молибдена и др. Они имеют широкий диапазон рабочих температур, высокуюнагрузочную способность, большую долговечность; применяются в виде порошков и паст.В станках существуют различные режимы смазывания-гидростатические, гидродинамические, контактно-гидродинамические и граничные.Гидростатический режим характеризуется разделением трущихся поверхностей масляным слоем толщиной20 ... 100(вплоть до нулевой), высоким давлением (домасла (до6мкм при различных скоростях20МПа) и большим расходомООО л/мин).Гидродинамический режим возникает при достижении заданной скоростиотносительного скольжения (до1,5м/с) и образования при этом масляногоклина, который создает подъемную силу.
Режим используется в подшипниках скольжения, зубчатых и червячных передачах в диапазоне скоростей1,5 ... 60 м/с;высоких давлений не требует(0,1 ... 0,3МПа).При контактно-гидродинамическом режиме на поверхностях скольжениядействуют большие нагрузки, происходит их упругое деформирование и увеличение поверхности контакта. При этом в зазоре возрастает вязкость сжимаемого масла и появляются свойства твердого тела.В условиях режима граничного смазывания отсутствуют динамическиесоставляющие подъемной силы.
Толщина смазывающего слоя составляетоколо1, 1 мкм,и при этом между процессами образования и разрушения поверхностных пленок устанавливается устойчивое равновесие. Режим используется при смазке направляющих, зубчатых передач, подшипников.Указанные режимы реализуются в различных системах и устройствах длясмазывания. При этом для подачи смазывающего материала к трущимся поверхностям используют силу тяжести (самотеком); капиллярные силы (с помощью пористых материалов); силу трения (за счет погружения в смазочныематериаль1); давление на свободную поверхность смазочного материала, заключенного в емкость (с помощью масленок); центробежные силы и скоростной напор жидкости (конические насадки); перепад давления, создаваемый смазываемым механизмом ( самозасасывание); перепад давления, создаваемый насосом.1343.Приводы станковВсе системы смазывания подразделяют на системы с насосным распределением, дроссельным дозированием, двухмагистральные, последовательные,импульсные, аэрозольные и комбинированные.
Системы с насосным распределением применяют при непрерывной подаче, а системы с дроссельным дозированием и двухмагистральные-при циклической подаче смазывающегоматериала. Последние имеют более высокую, чем системы с непрерывнойподачей, надежность и более экономичный расход смазочного материала.Последовательные системы представляют собой одномагистральные системы, подающие масло через последовательно работающие питатели. В импульсных системах масло подается ко всем элементам одновременно при попеременной (импульсной) связи подающей магистрали с нагнетанием и сливом;онихарактеризуютсяпростотойконструкцииимонтажа,малымрасходом смазочного материала. Недостатком является отсутствие надежногоконтроля за поступлением масла ко всем элементам. Комбинированные системы являются более совершенными, так как в них используются различныепринципы распределения смазочного материала.3.4.3. Контрольно-распределительнаяи регулирующая аппаратураК аппаратуре данного класса относятся предохранительные и переливныеклапаны, распределители, дроссели и регуляторы скорости.В зависимости от способа регулирования подачи рабочих органов(объемного или дроссельного) для предохранения гидросистемы от перегрузкиприменяют предохранительные и переливные клапаны.
При объемном способе регулирования подачи, который обеспечивается с помощью регулируемыхнасосов,применяют предохранительные клапаны. Нормальное состояниеэтих клапанов закрытое. Срабатьmает клапан в экстремальных ситуациях(при поломке инструмента, заклинивании рабочих органов и т. п.), когданагрузка резко возрастает, что приводит к пикообразному росту давления.Такие клапаны должны обладать быстродействием, чувствительностью, отсутствием режима автоколебаний в связи с наличием демпфирования; приэтом пик давления не должен превышать20 %от Ртах• При дроссельном регулировании используют дроссельные устройства с нерегулируемым насосом. В этом случае применяют переливные клапаны, которые должны в зависимости от настройки дросселя обеспечить слив в бак излишка жидкости,поддерживая при этом требуемый уровень давления в системе.
В аварийныхситуациях клапан работает как предохранительный, обеспечивая полную разгрузку насоса.Принцип работы переливного клапана дифференциального типа показанна рис.3.19.В расточках корпуса1размещены два клапана: основной ивспомогательный. Основной клапан состоит из плунжераотверстием5и нерегулируемой пружиныклапан через отверстиеЧерез отверстие312 и далее через6.2с демпфернымМасло от насоса поступает вотверстие4подается в гидросистему.осушествляется его слив.
Вспомогательный клапан состоит3.4. Гидроприводы и средства гидроавтоматики станков135РнасРис.из шарика8,3.19. Переливной клапан дифференциального типарегулируемой пружины9 и регулировочного винта 1 О. Масло к5 плунжера 2, правую по7 в корпусе. Слив осуществляется черезклапану поступает через демпферное отверстиелость основного клапана и отверстиеотверстие11.Для настройки предельного давления используют пружину вспомогательного клапана 9, сила сжатия которойРпжвсп = (пd,5/4)рпред,гдеdo -диаметр отверстия вспомогательного клапана; Рпред-предельноедавление.Уравнение сил, действующих на плунжер2основного клапана, имеетследующий вид (без учета сил сухого и вязкого трения, силы инерции):2Рпжосн = (ттd /4)(рнас-Ркл),где Рпж оснса; Ркл-плунжерасила сжатия пружины основного клапана; Рнас --давление насодавление в камере перед вспомогательным клапаном;2d-диаметросновного клапана.Если давление в системе не превышает давления настройки, то вспомогательный клапан находится в закрытом состоянии, при этом Рнас= Ркл·При отсутствии перепада давления на демпферном отверстии плунжер основногоклапана занимает крайнее левое положение, при этом сm1в через отверстие3ПОЛНОСТЬЮ перекрыт.При дроссельном регулировании потребление масла в системе меньше,чем производительность насоса Qнас, при этом давление в напорной линиипревышает давлениенастройки.обеспечивая слив через отверстиеВспомогательный11.клапаноткрывается,Давление Ркл падает, плунжергается вправо, открывая слив масла через отверстие3.2сдвиПричем степень открытия основного клапана зависит от настройки дросселя в системе: чемменьшую подачу обеспечивает дроссель, тем больше открывается клапан инаоборот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
