RU1832163C

RU1832163C - Pneumohydraulic three-stage pressure amplifier for hydraulic clamps of machine fixtures

Info

Publication number: RU1832163C
Application number: SU894719031A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Скуратов
Original assignee: Новосибирское авиационное производственное объединение
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1993-08-07

Abstract

Использование: в гидрозажимах станоч- ных приспособление, расположенных на различных рассто ни х от усилител давлени . Сущность изобретени : усилитель давлени состоит из двух гидромультипликаторов , параллельно соединенных между собой двум парами тарированных управл емых клапанов, настроенных на разные давлени срабатывани . Тарированные обратные клапаны последовательно, по мере нарастани гидросопротивлени и давлени автоматически, переключают вначале один, а затем другой мультипликатор на третью ступень высокого давлени окончательного зажима деталей. 1 ил.Usage: in hydraulic clamps of machine tools, located at various distances from the pressure amplifier. SUMMARY OF THE INVENTION: A pressure amplifier consists of two hydraulic multipliers, connected in parallel by two pairs of calibrated controlled valves that are configured for different operating pressures. The calibrated check valves sequentially, as the hydraulic resistance and pressure increase automatically, first switch one and then the other multiplier to the third high pressure stage of the final clamping of the parts. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к общему машиностроению , в частности к гидравлическим зажимным приспособлени м, и может использоватьс дл зажима деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках.The invention relates to general mechanical engineering, in particular to hydraulic clamping devices, and can be used to clamp parts machined on metal cutting machines.

Целью изобретени вл етс увеличение производительности усилител при зажиме деталей, расположенных как в самой непосредственной близости к нему, а также и на значительном удалении. Достигаетс это тем, что внешние штоки двух их гидропоршней первой ступени давлени имеют одинаковые диаметры, а их гидрополости соединены двум парами управл емых обратных клапанов, оттарированных на разные давлени их открыти .The aim of the invention is to increase the performance of the amplifier when clamping parts located both in the immediate vicinity and also at a considerable distance. This is achieved by the fact that the external rods of their two hydro-piston first pressure stages have the same diameters, and their hydro-cavities are connected by two pairs of controlled check valves calibrated to different pressures of their opening.

В момент, когда одна пара этих клапанов открываетс , вс мощность пневмопривода переключаетс на тот двухступенчатый мультипликатор давлени , в котором обратные клапаны еще не открылись и его перва ступень давлени начинает подавать в гидролинию гидрозажимов большое (обычно в 2 раза) гидродавление второй ступени этого трехступенчатого усилител . После подвода гидрозажимов к детал м происходит следующее повышение гидродавлени , открываетс втора пара этих обратных клапанов и включаетс треть ступень давлени усилител за счет одновременной работы высокой ступени давлени обоих мультипликаторов гидродавлени , один при этом создает третью ступень давлени усилител при перемещении их пневмопривода вверх, а другой при движении вниз. Таким образом, перва ступень давлени трехступенчатого усилител создаетс , когда работают первые ступени давлени в обоих мультипликаторах давлени .At the moment when one pair of these valves opens, the entire pneumatic actuator power switches to that two-stage pressure multiplier in which the check valves have not yet opened and its first pressure stage starts to supply a large (usually 2 times) hydraulic pressure to the second stage of this three-stage amplifier . After the hydraulic clamps are connected to the parts, the next increase in hydraulic pressure occurs, the second pair of these check valves opens and the third stage of pressure of the amplifier is turned on due to the simultaneous operation of the high pressure stage of both hydraulic pressure multipliers, one creates a third stage of pressure of the amplifier when moving their pneumatic actuator up, and the other when moving down. Thus, the first pressure stage of a three-stage amplifier is created when the first pressure stages in both pressure multipliers are operated.

Втора ступень усилител давлени соответствует режиму работы, когда один из мультипликаторов давлени переключател на работу второй высокой ступени давлени (но оно - это давление не создаетс , т. к.The second stage of the pressure booster corresponds to the mode of operation when one of the pressure multipliers of the switch for the operation of the second high pressure stage (but it is this pressure is not created, because

(Л(L

СWITH

0000

соwith

N3N3

СО With

гидрозажимы продолжают перемещатьс к зажимаемым детал м). Или другими словами , втора ступень давлени усилител работает , когда один мультипликатор работает в режиме его первой ступени дав- лени , а второй в режиме второй ступени, котора равна третьей ступени усилител , возникает только после того, как гидрозажимы подойдут в контакт с зажимаемыми детал ми .the hydraulic clamps continue to move toward the clamped parts m). Or in other words, the second stage of pressure of the amplifier works when one multiplier operates in the mode of its first stage of pressure, and the second in the mode of the second stage, which is equal to the third stage of the amplifier, occurs only after the hydraulic clamps come in contact with the clamped parts .

Треть ступень давлени в трехступенчатом усилителе давлени возникает, когда в двух его двухступенчатых мультипликаторах давлени возникает втора ступень давлени , что может быть только после остановки гидрозажимов.A third pressure stage in a three-stage pressure booster occurs when a second pressure stage occurs in two of its two-stage pressure multipliers, which can only happen after the hydraulic clamps are stopped.

На чертеже представлена принципиальна гидрокинематическа схема усилител давлени .The drawing shows a schematic hydrokinematic diagram of a pressure amplifier.

Пневмогидравлический трехступенча- тый усилитель давлени гидрозажимов станочных приспособлений дл групп станков состоит из пневматического привода непрерывного действи и двух ступенчатых мультипликаторов давлени .A three-stage pneumatic-hydraulic pneumatic clamp intensifier for machine tool fixtures for groups of machine tools consists of a continuous pneumatic actuator and two step pressure multipliers.

Пневматический привод включает пнев- мопоршень 1, установленный в пневмоци- линдре 2. механизм 3 реверса и пневмораспределитель 4. Пневмопоршень установлен с образованием двух пневмопо- лостей 5 и б, сообщенных через пневмораспределитель А с источником сжатого воздуха. Каждый из двух мультипликаторов давлени имеет пневмопоршни, внешние штоки которых равны между собой и жестко между собой соединены внутренним общим штоком 7. Первый мультипликатор имеет поршень 8 с жиклером 9 и штоком 10, расположенных в гидроцилиндре 11 с образованием двух гидрополостей 18 и 19. Св зь гидрополостей 12 и 13 выполн етс через жиклер 9 в поршне 8, а также два тарированных управл емых обратных клапана, которые включают в себ корпус 20, два поршн со штоками 21. два тарированные на одно и то же усилие пружин 22 и два обратных клапана 23. Св зь гидрополостей 18 и 19 выполн етс через жиклер 15 в поршне 14, а также через два тарированных управл емых обратных клапана, включающих корпус 24, два поршн со штоками 25, две тарированные на одно и то же усилие пружины 26 и два обратных клапана 27. Кроме того, гидрополости 12 и 13, а также гидрополости 18 и 19 соедин ютс через, р д обратных кла- панов с емкостью рабочей жидкости и через гидрораспределитель 28 с гидрозажимами 29 устанавливаемых в станочных приспособлени х деталей. Штоки 10 и 16 поршней 8 и 14 имеют равные диаметры и служат дл The pneumatic actuator includes a pneumatic piston 1 installed in a pneumatic cylinder 2. a reverse mechanism 3 and a pneumatic distributor 4. The pneumatic piston is installed with the formation of two pneumatic cavities 5 and b communicated through a pneumatic distributor A with a source of compressed air. Each of the two pressure multipliers has pneumatic pistons, the external rods of which are equal to each other and are rigidly connected to each other by an internal common rod 7. The first multiplier has a piston 8 with a nozzle 9 and a rod 10 located in the hydraulic cylinder 11 with the formation of two hydraulic cavities 18 and 19. Communication of the hydraulic cavities 12 and 13 is carried out through the nozzle 9 in the piston 8, as well as two calibrated controlled check valves, which include a housing 20, two pistons with rods 21. two calibrated for the same spring force 22 and two check valves 23 . the hydraulic cavities 18 and 19 are carried out through the nozzle 15 in the piston 14, as well as through two calibrated controlled non-return valves, including a housing 24, two pistons with rods 25, two calibrated for the same spring force 26 and two non-return valves 27 In addition, the hydrocavities 12 and 13, as well as the hydrocavities 18 and 19, are connected through a series of check valves with the capacity of the working fluid and through the control valve 28 with the hydraulic clamps 29 of the components installed in the machine tools. The rods 10 and 16 of the pistons 8 and 14 have equal diameters and serve to

создани в мультипликаторах второй высокой ступени давлени , которое равно по величине третьей ступени давлени в трехступенчатом усилителе.creating in the multipliers a second high pressure stage, which is equal to the size of the third pressure stage in a three-stage amplifier.

Пневматический трехступенчатый усилитель давлени работает следующим образом .A pneumatic three-stage pressure amplifier operates as follows.

Сжатый воздух через пневмораспределитель 4 поступает в полость 6 пневмоци- линдра 2. Пневмопоршень 1 совместно с гидропоршн ми 8 и .14 перемещаетс вверх, при этом в гидрополость 13 и 19 поступает рабоча жидкость, а из гидрополостей 12 и 18 она вытесн етс через гидрораспределитель 28 в гидрозажимы 29, которые перемещаютс в сторону зажимаемых деталей. При подходе пневмопоршн к своему верхнему крайнему положению механизм реверса 3 переключает пневмораспределитель 4, полость б соедин етс с атмосферой, а сжатый воздух направл етс в полость 5 и пневмо- поршень совместно с двум гидропоршн ми перемещаетс вниз. Рабоча жидкость поступает в полости 12 и 18, а из гидрополостей 13 и 19 она вытесн етс через гидрораспределитель 28 в гидрозажимы 29, которые при этом продолжают перемещатьс в том же направлении. Пневмопоршень подходит к своему нижнему крайнему положению , механизм реверса снова переключает пневмораспределитель 4, воздух поступает в полость 6 и цикл повтор етс . Гидрозажимы перемещаютс гидродавлением первой ступени давлени , величина которого определ етс соотношением площадей пневмопоршн и суммы гидрополостей 12 и 19 (или 13 и 18), а также давлением пневмосети. После того, как гидрозажимы вошли в контакт с детал ми и их перемещение остановилось, происходит повышение первой ступени давлени , а пневмопор- шень 4 вместе с гидропоршн ми 8 и 14 буде продолжать перемещение за счет перетечек рабочей жидкости через жиклеры 9 и 15 в гидрополост х 12 и 13, а также 18 и 19. При этом один из штоков 7 или 16 будет входить в гидроцилиндры 11 или 17 и создавать давление выше, чем давление первой ступени, которое воздейству на поршни со штоками 21 преодолевает усилие тарированных пружин 22 и открывает1 .два обратных клапана 23 и гидрополости 12 и 13 соедин ютс . Гидропоршень 8 при этом отключаетс и сразу в гидроусилителе возникает втора ступень давлени , величина которой определ етс соотношением площадей пневмо- поршн 1 и гидропоршн 14. Таким образом, давление подвода гидроззжимов увеличиваетс примерно вдвое. Но при этом один из штоков 10 или 16 будет еще большеCompressed air through the pneumatic distributor 4 enters the cavity 6 of the pneumatic cylinder 2. The pneumatic piston 1 together with the hydraulic pistons 8 and .14 moves upward, while the working fluid enters the hydraulic cavity 13 and 19, and it is forced out of the hydraulic cavities 12 and 18 through the hydraulic distributor 28 to hydraulic clamps 29, which move towards the clamped parts. When the pneumatic piston approaches its upper extreme position, the reverse mechanism 3 switches the pneumatic distributor 4, the cavity b is connected to the atmosphere, and the compressed air is directed to the cavity 5 and the pneumatic piston together with the two hydraulic pistons moves down. The working fluid enters the cavities 12 and 18, and from the hydraulic cavities 13 and 19 it is displaced through the hydraulic distributor 28 into the hydraulic clamps 29, which while continuing to move in the same direction. The pneumatic piston approaches its lower extreme position, the reverse mechanism switches the pneumatic distributor 4 again, the air enters the cavity 6 and the cycle repeats. The hydraulic clamps are moved by the hydraulic pressure of the first pressure stage, the value of which is determined by the ratio of the areas of pneumatic piston and the sum of the hydraulic cavities 12 and 19 (or 13 and 18), as well as the pressure of the pneumatic network. After the hydraulic clamps have come into contact with the parts and their movement has stopped, the first stage of pressure increases, and the pneumatic piston 4, together with the hydraulic pistons 8 and 14, will continue to move due to the flow of working fluid through the nozzles 9 and 15 in the hydraulic cavities 12 and 13, as well as 18 and 19. In this case, one of the rods 7 or 16 will enter the hydraulic cylinders 11 or 17 and create a pressure higher than the pressure of the first stage, which, acting on the pistons with rods 21, overcomes the force of the calibrated springs 22 and opens1. two check valves 23 and hydrocavities 12 and 13 are connected. The hydraulic piston 8 is turned off and immediately a second pressure stage arises in the hydraulic booster, the value of which is determined by the ratio of the areas of the pneumatic piston 1 and the hydraulic piston 14. Thus, the pressure supply for the hydraulic clamp increases approximately twice. But at the same time one of the rods 10 or 16 will be even larger

увеличивать гидродавление и когда оно превысит давление второй ступени, которое, воздействует на поршни со штоками 29 преодолевают усилие тарированных пружин 26 и открывают два обратных клапана 27 и гидрополости 18 и 19 соедин ютс . Этим соединением полостей 12 и 13, а затем 18 и 19 автоматически включаетс треть ступень усилител давлени . Давление этой ступени определ етс в этом случае соотношением площадей пневмопоршн и штока 10 или 16. При перемещении пневмопоршн 1 вверх это давление будет создаватьс за счет введени штока 16 в соединенные между собой гидрополости 18 и 19. а при движении вниз за счет введени штока 10 в гидрополости 12 и 13.increase the hydraulic pressure and when it exceeds the pressure of the second stage, which acts on the pistons with rods 29 overcome the force of the calibrated springs 26 and open two check valves 27 and the hydraulic cavities 18 and 19 are connected. By this connection of the cavities 12 and 13, and then 18 and 19, the third stage of the pressure amplifier is automatically switched on. The pressure of this stage is determined in this case by the ratio of the areas of the pneumatic piston and the rod 10 or 16. When the pneumatic piston 1 moves upward, this pressure will be created by introducing the rod 16 into the interconnected hydraulic cavities 18 and 19. and when moving downward by introducing the rod 10 into hydrocavities 12 and 13.

Така последовательность работы первой , второй, и третьей ступени гидродавлени происходит, когда зажим деталей происходит в одном станочном приспособлении , имеющем гидрозажимы или, когда гидросопротивление гидролиний от усилител до станочных приспособлений одинаково . В этом случае втора ступень давлени включаетс во всех гидрозажимах всех станочных приспособлений, но очень незначительное врем . 8 реальных же услови х , когда один усилитель давлени предназначен дл зажима деталей на станочных приспособлени х группы станков, расположенных от этого усилител на значительно отличающихс по величине рассто ни х гидросопротивлени их гидрополостей будут самые различные. Те приспособлени , которые расположены сравнительно близко , требуют дл быстрого перемещени гидрозажимов небольшого гидродавлени , а дл тех гидрозажимов, которые расположены на значительном рассто нии, скорость перемещени можно увеличить только увеличива давление рабочей жидкости. В этом случае вместе с увеличением гидросопротивлени гидролиний гидрозажимов необходимо автоматически увеличивать гидродавление подвода гидрозажимов, что и происходит в предлагаемом усилителе при автоматическом переключении первой ступени на вторую ступень давлени . Это позвол ет быстро подводить гидрозажимы станочных приспособлений, как наход щихс в непосредственной близости от усилител давлени , а также и на значительных рассто ни х.Such a sequence of operation of the first, second, and third stages of hydraulic pressure occurs when the clamping of parts takes place in one machine tool having hydraulic clamps or when the hydraulic resistance of the hydraulic lines from the amplifier to the machine tools is the same. In this case, the second pressure stage is included in all hydraulic clamps of all machine tools, but very little time. 8 real conditions, when one pressure amplifier is designed to clamp parts on machine tools of a group of machines located from this amplifier at significantly different distances of hydroresistance of their hydrocavities will be very different. Those devices which are located relatively close require a small hydraulic pressure to quickly move the hydraulic clamps, and for hydraulic clamps that are located at a considerable distance, the movement speed can be increased only by increasing the pressure of the working fluid. In this case, together with an increase in the hydraulic resistance of the hydraulic clamping lines, it is necessary to automatically increase the hydraulic pressure of the hydraulic clamps supply, which happens in the proposed amplifier when the first stage is automatically switched to the second pressure stage. This allows the hydraulic clamping of machine tools to be quickly brought in, both in the immediate vicinity of the pressure amplifier and also at considerable distances.

Поэтому предлагаемый трехступенчатый усилитель позвол ет его использовать дл группы станков, расположенных на значительных рассто ни х. Эффекту использовани этого усилител способствуют услови , когда врем обработки деталей на каждом из этой группы станков значительно, и поэтому веро тность одновременного за- жима и отжима деталей на разных станках очень небольша .Therefore, the proposed three-stage amplifier allows it to be used for a group of machines located at considerable distances. The effect of using this amplifier is facilitated by the conditions when the processing time of parts on each of this group of machines is significant, and therefore the likelihood of simultaneously clamping and pressing parts on different machines is very small.

Увеличение же скорости зажима и отжима деталей с автоматическим увеличением давлени во врем перемещени гидрозажимов , а соответственно и скорости работы гидрозажимов станочных приспособлений, расположенных на самых удаленных местах этой группы станков позвол ет не только значительно сократить количество усилителей давлени , но и увеличить скорость зажима и отжима, а соответственно и производительность.An increase in the speed of clamping and spinning parts with an automatic increase in pressure during the movement of the hydraulic clamps, and, accordingly, the speed of the hydraulic clamps of machine tools located at the most remote places in this group of machines, can not only significantly reduce the number of pressure amplifiers, but also increase the speed of clamping and spinning , and, accordingly, productivity.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A pneumatic-hydraulic three-stage hydraulic clamp pressure intensifier for machine tools, comprising a continuous pneumatic actuator made in the form of a pneumatic cylinder, a multiplier made in the form of

two hydraulic cylinders, the pistons of which are connected by a common rod and installed in the hydraulic cylinders with the formation of two cavities, while the piston of one of the hydraulic cylinders is connected by an external rod with

the piston of the pneumatic cylinder and is made with a nozzle through which the cavities of this hydraulic cylinder are connected to each other, and the cavities of the first hydraulic cylinder and the nadporshne cavity of the second hydraulic cylinder through the check valves communicate with the actuating engines and the tank, characterized in that, in order to increase productivity, it is equipped with two pairs controlled inverse

valves, each of which is made with a common control cavity, and an additional non-return valve, through which the piston cavity of the second hydraulic cylinder is in communication with the tank, the piston

the second hydraulic cylinder is made with an additional external rod, and with an additional nozzle through which the cavities of the second hydraulic cylinder are interconnected, and the hydraulic cylinders are made

identical, the outer rods of the pistons of the hydraulic cylinders are made of the same diameter, and the cavities of each of the hydraulic cylinders are additionally communicated with each other through the corresponding pair

controlled check valves and with their common control cavity, while pairs of controlled check valves are configured for different opening pressures.

xt

Yu 29

29th