RU1837124C

RU1837124C - Pneumohydraulic two-stage pressure booster for hydraulic clamps of machine fixtures

Info

Publication number: RU1837124C
Application number: SU894720786A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Скуратов
Original assignee: Новосибирское авиационное производственное объединение
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1993-08-30

Abstract

Использовани : в двухступенчатых усилител х давлени непрерывного действи . Сущность изобретени : усилитель давлени снабжен двум тарированными, управл емыми от первой ступени давлени обратными клапанами, автоматически включающими после подвода гидрозажимов к детал м ускоренный холостой ход гидропоршн первой ступени и последующее нарастание второй высокой ступени давлени зажима обрабатываемых деталей. 1 ил.Uses: in two-stage continuous pressure amplifiers. SUMMARY OF THE INVENTION: The pressure amplifier is equipped with two calibrated check valves, controlled from the first pressure stage, automatically activating, after applying the hydraulic clamps to the parts, an accelerated idling of the hydraulic piston of the first stage and the subsequent increase in the second high pressure stage of the workpiece clamp. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к зажимным гидравлическим приспособлени м дл ме- санической обработки деталей и может использоватьс в машиностроении дл зажима деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках.The invention relates to hydraulic clamping devices for machining parts and can be used in mechanical engineering to clamp parts machined on metal cutting machines.

Цель изобретени - снижение энергопотреблени и повышение производительности усилител давлени .The purpose of the invention is to reduce power consumption and increase the performance of a pressure amplifier.

Цель эта достигаетс тем, что в пневмо- гидравлический двухступенчатый усилитель введена дополнительна св зь его гидрополостей с двум открывающимис от первой ступени гидродавлени управл емыми обратными клапанами.This goal is achieved by the fact that an additional connection of its hydraulic cavities with two controlled non-return valves opening from the first hydraulic pressure stage is introduced into the pneumatic-hydraulic two-stage amplifier.

Во врем работы первой ступени давлени через обратные клапаны переключающихс гидроклапанов происходит подача рабочей жидкости к гидрозажимам станочных приспособлений при движении гидро- гюршн мультипликатора и вниз, и вверх. 1:сли же после включени второй высокой ступени давлени оно не достигает своего наибольшего значени при движении гидропоршн вниз, то переключаетс воздушный распределитель, происходит реверс гидропоршн вверх, снова переключаетс воздушный распределитель, движение гидропоршн вниз повтор етс вновь, и давление второй высокой ступени достигает своего наибольшего значени . При этом скорость реверса вверх будет наибольшей, т.к. вытеснение рабочей жидкости из верхней в нижнюю полость в этом случае происходит через открытые гидроклапаны и поэтому перемещение это будет прбисхо- дит ь почти мгновенно, включа и врем перекрыти воздушного распределител . Врем этого реверса вверх сокращаетс до минимума , и поэтому движение гидропоршн вниз при работе второй ступени давлени , практически прекращаетс лишь на доли секунды .During the operation of the first stage of pressure, through the check valves of the switching hydraulic valves, the working fluid is supplied to the hydraulic clamps of the machine tools when the hydro-animator multiplier moves up and down. 1: if, after turning on the second high pressure stage, it does not reach its maximum value when moving hydro-piston down, the air distributor switches, the hydro-piston is reversed up, the air distributor switches again, the hydro-piston movement is repeated again, and the pressure of the second high stage reaches its highest value. In this case, the speed of reverse up will be the highest, because In this case, the displacement of the working fluid from the upper to the lower cavity occurs through open hydraulic valves, and therefore this movement will occur almost instantly, including the time of shutting off the air distributor. The time of this upward reversal is reduced to a minimum, and therefore, the downward movement of the hydro-piston during operation of the second pressure stage practically stops for only a fraction of a second.

В предлагаемой конструкции сохран ютс все такие преимущества ее аналога- усилител , как минимальное количество в нем подвижных деталей, значительно меньше размеры, а соотсетственно и простота, надежность, удобство эксплуатации, неThe proposed design retains all such advantages of its analogue amplifier as the minimum number of moving parts in it, significantly smaller sizes, and accordingly, simplicity, reliability, ease of use, not

fefe

СWITH

оэ чoh h

юYu

больша трудоемкость и стоимость изготов- гидроприводах гидрозажимов, т.к. гидро- лени .сопротивление перемещени самих зажиВместе с тем, при проектировании уси- мов незначительно. Поэтому при лителей давлени всегда учитываетс одно определенном давлении первой ступени и важное обсто тельство: основное врем , 5 длине трубопроводов, потребное врем за- потребное дл зажима деталей идет на под- жима и отжима определ етс только их провод и отвод к ним гидрозажимов во врем ходным сечением. Чем меньше это работы первой ступени гидродавлени уси- потребное врем , тем больше должно быть лител . Значительное уменьшение этого ... сечение этих трубопроводов. Скорость же времени всегда требует дополнительных за- нарастани давлени второй ступени через трат. Поэтому при создании зажимных при- эти проходные сечени всегда достаточна, способлений и их усилителей давлени т.к. дл ее создани требуетс перемещать основным к ним требованием вл етс пол- в дес тки раз меньшее количество рабочей учение того наибольшего допустимого вре- , жидкости.the great complexity and cost of fabricated hydraulic clamps, because hydro-laziness. Resistance to movement of the flanges themselves, however, is insignificant during designing. Therefore, with pressure gauges, one particular pressure of the first stage is always taken into account and an important circumstance: the main time, 5 the length of the pipelines, the required time required for clamping the parts goes to the clamp and the spin is determined only by their wire and the discharge of hydraulic clamps to them during running section. The less this work of the first hydraulic pressure stage takes the required time, the more there should be a liter. A significant reduction in this ... section of these pipelines. The speed of time always requires additional build-up of pressure of the second stage through waste. Therefore, when creating clamping sections, these flow sections are always sufficient, of the abilities and their pressure amplifiers, as in order to create it, it is necessary to move the main requirement for them is half a dozen times less amount of working teaching of that greatest allowable time of liquid.

мени зажима с их помощью деталей,Втора высока ступень давлени вклюкоторое допустимо в каждом конкретном чаетс в усилителе после того, как гидроза- случае. Обычно, чем меньше врем обработ- жимы, перемеща сь от первой ступени ки деталей, тем меньше должно быть врем давлени вошли в контакт с зажимаемыми их зажима и разжима, т.е. больша скорость „ детал ми и остановились. После этого вто- гидрозажимов, котора определ етс мощ- ра более высока часть первой ступени ностью пневмопривода усилител , В свою давлени автоматически включает в предла- очередь эта мощность определ етс величи- гаемом усилителе в работу вторую высокую ной давлени источника сжатого воздуха и ступень давлени окончательного зажима проходным сечением его присоедините ль- деталей.Instead of clamping parts with their help, a second high level of pressure, which is permissible in each particular case, is available in the amplifier after the hydro-case. Usually, the shorter the machinable time, moving from the first step of the parts, the shorter the pressure time should come into contact with the clamped clamps and expansions, i.e. high speed „details mi and stopped. After this, the second hydraulic clamps, which determines the power of the higher part of the first stage of the pneumatic drive of the amplifier, automatically turn on the pressure in the pressure, primarily the second high pressure of the compressed air source and the pressure stage of the final clamp with its bore, connect parts.

ного штуцера к усилителю давлени . Наи- На чертеже представлена принципиаль- больша мощность, потребл ема из этого на гидрокинематическа схема усилител проходного сечени может быть, когда оно давлени .nipple to the pressure booster. The figure shows in principle the high power consumed from this on the hydrokinematic circuit of the flow-through amplifier can be when it is pressure.

соедин етс с атмосферой, т.е. когда мощ- Пневмогидравлический двухступёнча- ность эта не используетс . А наименьша , п тый усилитель давлени дл гидрозажимов когда давление, поступающее в пнемопри- станочных приспособлений состоит из вод усилител уравновешиваетс с давлени- пневматического привода непрерывного ем источника сжатого воздуха, т.е. когда в действи и гидромультипликатора, пневмопривод поступает минимальное ко-Пневматический привод включает в селичество сжатого воздуха.. б лневмопоршень 1, установленный вconnects to the atmosphere, i.e. when the power is Pneumohydraulic two-stage this is not used. And the smallest, fifth pressure booster for hydraulic clamps, when the pressure supplied to the pneumatic equipment consists of water, the booster is balanced with the pressure of a pneumatic drive of a continuous source of compressed air, i.e. when in operation and the hydraulic booster, the pneumatic actuator receives a minimum co-pneumatic actuator includes compressed air in the air .. b left piston 1, installed in

Наиболее же рациональное давление, 35 пневмоцилиндре 2, механизм реверса 3 и используемое в пневмоприводе из пневмо- пневмораспределитель 4. Пневмопоршень сети, находитс где-то между этими крайни- установлен с образованием двух пневмопо- ми пределами. Расчет его в каждом лостей 5 и 6. сообщенных через пневморас- конкретном случае весьма сложный, но вме- . пределитель 4 и регул тор давлени 7 с сте с тем и теори и практика принимает 40 источником сжатого воздуха. Гидромуль- наиболее рациональным режимом работы типликатор состоит из гидропоршн 8 со любого пневмопривода, (пневмодрелей, штоком9,установленных в гидроцилиндре пневмомолотов и т.п.), когда на его вход 10 с образованием гидрополостей 11 и 12, поступает давление, которое не должно зна- . сообщенных через обратные клапаны 13,14 чительно превышать половину величины 5 и 15 и гидрораспределитель 16 с гидропри- воздушного источника. В соответствии с жимами 17 станочных приспособлений, этим давлением воздушной сети, поступаю- Св зь гидрополостей 11 и 12 выполн етс щей в усилитель, создает в нем гидродавле- через два открывающихс от первой ступе- ние первой ступени давлени , которое п ни гидродавлени тарированных управл ете «же составл ет лишь примерно половину 50 мых обратных клапана, каждый из которых своего наибольшего значени .имеет корпус 18, поршень со штоком 19,The most rational pressure, 35 pneumatic cylinder 2, reverse mechanism 3 and used in the pneumatic actuator from the pneumatic-pneumatic distributor 4. The pneumatic piston of the network, is located somewhere between these extremes with the formation of two pneumatic limits. Calculation of it in each of the bones 5 and 6. communicated through the pneumatic case-specific case is very complicated, but besides. the pressure regulator 4 and the pressure regulator 7, however, both theory and practice accept 40 as a source of compressed air. Gidromul - the most rational mode of operation of the applicator consists of hydraulic piston 8 from any pneumatic actuator, (pneumatic drills, rod 9 installed in the hydraulic hammers of pneumatic hammers, etc.), when pressure 10 does not enter its input with the formation of hydraulic cavities 11 and 12 -. reported through check valves 13,14 significantly exceed half the value 5 and 15 and the control valve 16 from the hydraulic source. In accordance with the presses 17 of the machine tools, this pressure of the air network, the connection of the hydraulic cavities 11 and 12, which is carried out to the amplifier, creates a hydraulic pressure in it through two pressures that open from the first stage and which are controlled by the hydraulic pressure However, it is only about half of the 50th non-return valves, each of which has its highest value. It has a body 18, a piston with a rod 19,

Поскольку усилители давлени пред- тарированную пружину 20 и обратный кла- наэначаютс дл работы с самыми различ- пан 21. Шток 9 поршн 8 служит дл соэда- ными, станочными приспособлени ми, то ни второй ступени высокого давлени , последние создаютс с учетом величины 55 Пневмогидравлический усилитель дав- первой ступени усилител давлени , таким лени работает следующим образом, образом, чтобы в них врем зажима деталейСжатый воздух через регул тор давлене превышало потребного. В этом случав ни 7 и пневмораспределитель А поступает скорость перемещени гидрозажимов в ос- в полость 6 пневмоцилиндра 2. Пневмопор- новном определ етс потер ми мощности в шень 1 совместно с гидропоршнем 8 перемещаютс вверх, при этом в полость 12 поступает рабоча жидкость через обратный клапан 14, а из полости 11 она вытесн етс через обратные клапаны 15 и 21 в гидрозажимы 17, которые перемещаютс к зажимаемым в станочном приспособлении детал м. При подходе пневмопоршн к своему верхнему крайнему положению механизм реверса 3 переключает пневмораспределитель 4, полость 6 соедин етс с атмосферой, а сжатый воздух направл етс в полость 5 и пневмопоршень совместно с гидропоршнем перемещаетс вниз. Рабоча жидкость из полости 12 поступает в гидроприжимы, пневмопоршень подходит к своему крайнему положению, механизм реверса переключает снова пневмораспределитель 4, воздух поступает в полость б и цикл повтор етс . (Гидроприжимы перемещаютс к детал м гидродавлением первой ступени, величина которого определ етс соотношением площадей пневмопоршн и гидропоршн , а также давлением пневмосети. Величина первой ступени гидродавлени подбираетс таким образом, что при подводетидроэажимов к обрабатываемым детал м, она не превышает половины своего наибольшего значени ). После того, как гидрозажимы вошли в контакт с детал ми и их перемещение остановилось, происходит повышение первой ступени давлени , которое воздейству на поршни со штоками 19 и преодолева усилие тарированных пружин 20 перемещают их и открывают два обратных клапана 21, и соедин эти гидрополости 11 и 12 включают в работу вторую ступень высокого гидродавлени окончательного зажима деталей, величина которого определ етс соотношением площадей пневмопоршн и штока 9 гидропоршн . При этом во врем перемещени пневмопоршн вверх в гидрополости. 11 и 12 засасываетс рабоча жидкость, объем которой определ етс площадью и ходом штока 9, а во врем перемещени вниз этот объем рабочей жидкости вытесн етс в гидроэажимы. И когда давление второй ступени гидродавлени достигает своего наибольшего значени , пневматический привод непрерывного действи останавливаетс . Отвод гидрозажимов от закрепл емых деталей производитс переключением гидрораспределител 16.Since the pressure amplifiers, the pre-spring 20 and the return valve are designed to operate with a wide variety of 21. The piston rod 9 is used for connecting, machine tools, neither the second high-pressure stage, the latter are created taking into account the value 55 Pneumohydraulic first-stage pressure booster pressure booster, so laziness works as follows, so that the clamping time of the parts in them is Compressed air through the pressure regulator exceeds the required. In this case, neither 7 and the pneumatic distributor A receives the movement speed of the hydraulic clamps in the cavity 6 of the pneumatic cylinder 2. The pneumatic piston is determined by the power losses in the shaft 1 together with the hydraulic piston 8 moves upward, while the working fluid enters the cavity 12 through the check valve 14, and from the cavity 11 it is forced out through the check valves 15 and 21 into the hydraulic clamps 17, which move to the parts clamped in the machine tool fixture. When the pneumatic piston approaches its upper extreme position, the reverse mechanism 3 switches non-distributor 4, cavity 6 is connected to the atmosphere, and compressed air is directed to cavity 5 and the pneumatic piston together with the hydraulic piston moves down. The working fluid from the cavity 12 enters the hydraulic clamps, the pneumatic piston approaches its extreme position, the reverse mechanism switches the pneumatic distributor 4 again, the air enters the cavity b and the cycle repeats. (The hydraulic clamps are moved to the parts by the hydraulic pressure of the first stage, the value of which is determined by the ratio of the areas of pneumatic and hydraulic pistons, as well as the pressure of the pneumatic network. The value of the first hydraulic pressure stage is selected so that when connecting the hydraulic components to the workpieces, it does not exceed half of its largest value). After the hydraulic clamps have come into contact with the parts and their movement has stopped, an increase in the first pressure stage occurs, which, acting on the pistons with the rods 19 and overcoming the force of the calibrated springs 20, opens them and opens two check valves 21 and connect these hydraulic cavities 11 and 12, the second high-pressure stage of the final clamping of parts is activated, the value of which is determined by the ratio of the areas of pneumatic piston and rod 9 of hydraulic piston. In this case, while moving the pneumatic piston up in the hydrocavity. 11 and 12, the working fluid is sucked in, the volume of which is determined by the area and stroke of the rod 9, and when moving downward, this volume of the working fluid is displaced into the hydraulic ejection. And when the pressure of the second stage of hydraulic pressure reaches its maximum value, the pneumatic continuous drive stops. The hydraulic clamps are removed from the fastened parts by switching the control valve 16.

Предлагаема конструкци усилител за счет разделени двух его гидрополостейThe proposed design of the amplifier due to the separation of its two hydrocavities

тарированными управл емыми обратными клаланами, открывающихс и соедин ющих эти полости от гидродавлени первой ступени несколько превышающего по величине половину его наибольшего значени , позвол ет производить быстрый подвод гидроприжимов к детал м при движении пневмопоошн и ввеох. и вниз, а также быстрый реверс пневмопорш вверх, если высока ступень гидродавлени не достиглаcalibrated controlled reverse clans that open and connect these cavities from the hydraulic pressure of the first stage slightly exceeding half its largest value in magnitude, allows for quick supply of hydraulic clamps to the parts during the movement of pneumatic openings and inlets. and down, as well as a quick reversal of pneumatic porsh up, if the high stage of hydraulic pressure has not reached

при его движении вниз своего наибольшего значени .as it moves down its highest value.

Предлагаемый усилитель позвол ет более рационально использовать энергию сжатого воздуха и только за счет этого почтиThe proposed amplifier allows a more rational use of the energy of compressed air and only due to this almost

в два раза увеличить скорость зажима и разжима деталей. Особенно эффективно применение таких усилителей давлени , когда врем обработки деталей небольшое и в св зи с этим остро ставитс вопрос обdouble the speed of clamping and expanding parts. The use of such pressure amplifiers is especially effective when the processing time of parts is short and in this connection the question of

уменьшении времени зажима деталей. Требовани эти посто нно растут вместе с уве- личением объема использовани гидрозажимов в станочных приспособлени х .reducing the clamping time of parts. These requirements are constantly growing along with the increase in the use of hydraulic clamps in machine tools.

Claims

The claims

A pneumatic-hydraulic two-stage pressure amplifier for hydraulic clamps of machine tools, containing a continuous pneumatic actuator made in the form of a pneumatic cylinder, a multiplier made in the form of a hydraulic cylinder, the piston of which is installed with the formation of two cavities communicated through check valves with

actuating hydraulic motors and sideways, and connected to the piston of the pneumatic cylinder by a common rod, and a valve device through which the cavity of the hydraulic cylinder are interconnected, different

in order to increase reliability, the valve device is made in the form of two calibrated controlled non-return valves with a common control cavity through which the hydraulic cylinder cavities are communicated

between each other and with the control cavity of calibrated controlled check valves.

i