SU1530826A1 - Гидросистема - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидросистемам станков и может быть использовано в гидроприводах подачи металлорежущих станков. Цель изобретени  - улучшение динамических свойств системы путем расширени  частотного диапазона работы виброгасител . Гидросистема станка содержит гидродвигатель 1 привода рабочего органа с полост ми 7 и 8 подачи и возврата, реверсивный распределитель 3, источник давлени  4, слив 5, виброгаситель 2, выполненный в виде гидропневмоаккумул тора 6, гидравлическа  полость 11 которого подключена к полости 8 через регулирующее дроссельное устройство 12, выполненное в виде электроуправл емого пропорционального распределител  13, система управлени  которого включает последовательно соединенные датчик 33 колебани  скорости гидродвигател  1, сравнивающее устройство 34 с задатчиком 35 ограничени  уровн  колебаний скорости, блок 36 дискретных уставок напр жени  и суммирующий усилитель 37 с задатчиком 38 посто нного уровн  сигнала, а выход 39 суммирующего усилител  37 подключен к управл ющим элементам распределител  13. Процесс работы сопровождаетс  колебани ми нагрузки и скорости гидродвигател  1, а система управлени  дроссельного устройства 12 обеспечивает такое управление распределителем 13, какое создает необходимое дополнительное сопротивление выходу рабочей жидкости из полости 8 возврата гидродвигател  1, что обеспечивает снижение уровн  колебаний. 1 п.ф-лы, 5 ил.

Description

W imiiLt .

ift

А.Г Л 1-IT

с Ф

(Л

3

щ

/2. „

НХЙ

:I

/УУГ77 ; //

PaSovaa подача

ащ

/2. „

ел

00

О

00 ю

Фие. J

версивный распределитель 3, источник 4, слив 5, виброгаситель 2, выполненный в виде гидропневмоаккуму- л тора 6, гидравлическа  полость 11 которого подключена к полости 8 через регулирующее дроссельное устройство 12, выполненное в виде электро- управл емого пропорционального распределител  13, система управлени  которого включает последовательно со динен ные датчик 33 колебани  скорости гидродвигател  I, сравнивающее

устройство 34 с задатчиком 35 ограничени  уровн  колеба1Л1Й скорости, блок J5 36 дискретных уставок напр жени  и

Изобретение относитс  к гидросистемам станков и может быть использовано в гидроприводах подачи металлорежущих станков.

Цель изобретени  - улучщение динамических свойств системы путем расширени  частотного диапазона работы виброгасител ,

На фиг.1 приведена схема гидросистемы; на фиг.2 - электроуправл - емый пропорциональный распределитель; на фиг.З - диаграмма подачи напр жени  блоком дискретных уставок на вход суммирующего усилител ; на фиг.4 - диаграмма подачи напр жени  суммирующим усилителем на элементы управлени  пропорциональным усилителем; на фиг.5 - диаграмма изменени  проходного сечени  пропорционального распределител 

Гидросистема металлорежущего станка содержит гидродвигатель 1 привода рабочего органа, виброгаситель 2, реверсивный распределитель 3, источник 4 давлени , слив 5, гидропнев- моаккумул тор 6.

Гидродвигатель 1 имеет полости 7 и 8 подачи и возврата, которые св заны гидролини ми 9 и 10 через реверсивный распределитель 3 с источником 4 давлени  и сливом 5.

Виброгаситель 2 выполнен в виде гидропневмоаккумул тора 6, гидравлическа  полость 11 которого подключен через регулируемое дроссельное устройство 12, выполненное в виде элект роуправл емого пропорционального рас ределител  13, к гидролинии 10. Про J5

0826 4

суммирующий усилитель 37 с задатчиком 38 посто нного уровн  сигнала, а выход 39 суммирующего усилител  37 подключен к управл ющим элементами распределител  13. Процесс работы сопровождаетс  колебани ми нагрузки и скорости гидродвигател  1, а система управлени  дроссельного устройства 12 обеспечивает такое управление распределителем 13, какое создает необходимое дополнительное сопротивление выходу рабочей жидкости из полости 8 возврата гидродвигател  1, что обеспечивает снижение уровн  колебаний 1 Поф-лы, 5-ил.

10

0

5

порциональный распределитель 13 снабжен электромеханическим преобразователем 14 (фиг,2), который управл ет по- 5 ложением заслонки 15, размещенной между соплами 16 и 17, которые обеспечивают изменение давлени  в лини х управлени  18 и 19 золотника 20,

Электромеханический преобразователь 14 содержит посто нные магниты 21 и 22, две катушки 23 и 24 и  корь 25, установленный внутри магнитопро- водов 26 и 27, причем  корь 25 св зан с заслонкой 15, гидропневмоак- кумул тор 6 - с гииролинией 10 гидролинией 28,

Линии 18 и 19 управлени  золотника 20 соединены с источнике давлени  4 гидролинией 29 через дроссели 30 и 31, а со сливом 5 - через сопла 16 и 17.,

Пропорциональный распределитель 13 снабжен системой 32 регулировани  частотного диапазона работы виброгасител  2, содержащей последовательно соединенные датчик 33 колебани  скорости гидродвигател  1, сравнивающее устройство 34, снабженное задатчиком 35 ограничени  уровн  колебани  скорости гидродвигател  1, блок 36 дискретных уставок напр жени  и суммирующий усилитель 37, содержащий задат- чик 38 посто нного уровн . Выход 39 суммирующего усилител  37 подключен к катущкам 30 и 31 электромеханичес- 5 кого преобразовател  14,

I

Гидродвигатель 1 обеспечивает подачу рабочего инструмента 40 дл  об0

5

0

работки детали 41, а сливна  лини  5 снабжена напорным клапаном 42„

Гидравлическа  система работает следугопщм образом.

При подаче рабочей жидкости от источника давлени  4 в полость 7 подачи гидродвигател  1 обеспечиваетс  подача инструмента 40 дп  обработки детали 41, причем из полости возврата гидродвигател  1 рабоча  жидкость поступает в слив 5 через напорный клапан 42 и в гидравлическую полость 11 гидропневмоаккумул - тора 6 через пропорциональный распределитель 13. Величина проходного сечени  пропорционального распределител  13 настраиваетс  задатчиком 38, подающим сигнал определенного уровн  () через суммирующий усилитель 37 на катушки 23 и 24 электромеханического преобразовател  14 пропорционального распределител  13 Катушки 23 и 24 создают управл ющий

магнитный поток, который взаимодейст- 25 лебани  скорости гидродвигател  1 и

вует с магнитным потоком, создаваемым посто нными магнитами 21 и 22, В результате такого взаимодействи  указанных магнитных потоков на  коре 35 возникает момент, величина которого пропорциональна входному электрическому сигналу ., поступающему на катушки 23 и 24 электромеханического преобразовател  14. Данный момент поворачивает  корь 25, а вместе с ним смещает и заслонку 15 (смещение зас-i лонки 15 от нейтрального положени  также пропорционально величине входного электрического сигнала U.., причем направление смещени  заслонки 15 определ етс  пол рностью указанного электрического котора  приближаетс  к удал етс  от сопла 16о

30

35

40

U.Jсигнала соплу 17 и Сопротивление

проход щему через сопло 17 потоку ра- дит гащение колебаний скорости гид- бочей жидкости, поступающей от источ- родвигател  1. Данный процесс осу29

соответственно колебани  расхода жи кости в гидролини х 9 и 10 гидросис темы Переменна  часть расхода жидкости в гидролинии 10 поступает в этом случае .через гидролинию 28 и установленный в ней пропорциональны распределитель 13 (дросселирующа  щель величиной Пд-, образованна  золотником 20 пропорционального рас ределител  13 при подаче на электро механический преобразователь 14 пос леднего сигнала посто нного уровн  Uj, с задатчика 38) в полость 11 аккумул тора 6. При оптимальной нас ройке параметров виброгаситеп  2, о редел емых величиной проходного сеч ни  дроссельной щели пропорциональн го распределител  13 и объемом газо вой полости аккумул тора 6, происхоника 4 давлени  по гидролинии 2У увеличиваетс , а через сопло 16 уменьшаетс . Такое  вление приводит к разбалансу гидравлического моста, т.е росту давлени  в линии 19 управлени  и уменьшению давлени  в линии 18 управлени . Возникающий указанным образом перепад давлени , воздейству  на торцы золотника 20, смещает его влево (по чертежу) от нейтрального положени  , тем самым увеличива  проходное сечение золотника 20 дл  прохода жидкости в полости 11 гидропневмоаккуму50

55

ществл етс , во-первых, за счет рассеивани  колебательной энергии в дро сельном устройстве, во-вторых, за счет периодических перемещений раздел ющей диафрагмы гидропневмоакку- мул тора 6 и соответственно колебани объема масла в жидкостной полости 1 и гидролинии 28 в противофазе с коле бани ми расхода рабочей жидкости в гидролинии IО.

В случае отклонени  параметров виброгасител  2 от оптимальных (данное  вление имеет место при измене1530826

л тора 6. Перемещение золотника 20 под действием электрического сигнала задатчика 38 (U) прекращаетс  тогда , когда силы давлени  в лини х 18 и 19 управлени  золотника 20 уравновес тс  усилием центрирующих пружин . Величина смещени  золотника 20 от нейтрального положени  (соответственно и величина проходного сечени  дросселирующей щели Нд) находитс  в пропорциональной зависимости от величины электрического сигнала Uj поступающего с задатчика 38 через

суммирующий усилитель 37 на катушки 23 и 24 электромеханического преобразовател  14о

При достижении инструментом 40 детали 41 начинаетс  процесс резани , который, сопровожда сь резкими колебани ми нагрузки на гидродвигателе 1 (вход-выход зубьев инструмента 40, переменность припуска, твердости детали 41 и т.п.), вызывает ком н i 30

35

40

соответственно колебани  расхода жидкости в гидролини х 9 и 10 гидросистемы Переменна  часть расхода жидкости в гидролинии 10 поступает в этом случае .через гидролинию 28 и установленный в ней пропорциональный распределитель 13 (дросселирующа  щель величиной Пд-, образованна  золотником 20 пропорционального распределител  13 при подаче на электромеханический преобразователь 14 последнего сигнала посто нного уровн  Uj, с задатчика 38) в полость 11 аккумул тора 6. При оптимальной настройке параметров виброгаситеп  2, определ емых величиной проходного сечени  дроссельной щели пропорционального распределител  13 и объемом газовой полости аккумул тора 6, происхо0

5

ществл етс , во-первых, за счет рассеивани  колебательной энергии в дроссельном устройстве, во-вторых, за счет периодических перемещений раздел ющей диафрагмы гидропневмоакку- мул тора 6 и соответственно колебаний объема масла в жидкостной полости 11 и гидролинии 28 в противофазе с колебани ми расхода рабочей жидкости в гидролинии IО.

В случае отклонени  параметров виброгасител  2 от оптимальных (данное  вление имеет место при измене

НИИ режимов и условий резани , типа обрабатываемой детали , нагреве масла в гидросистеме, утечках газа из газовой полости аккумул тора 6, изменении объемов жидкости в гидролини х 9 и 10 при перемещении поршн  гидродвигател  1 и т.п.) эффективность работы последнего снижаетс , а колебани  скорости гидродвигател  1 в свою очередь увеличиваютс . Датчик 33 колебаний скорости гидродвигател  1, регистриру  данное увеличение, вьщает соответствуюпшй сигнаа на вход сравнивающего устройства 34, где указанный сигнал датчика 33 преобразовываетс  и сравниваетс  с сигналом задатчика 35 ограничени  уровн  колебаний скорости (задатчик 35 предварительно настроен на сигнач, определ ющий максимально допустимый уровень колебаний скорости гидродвигател  I дл  конкретного случа  обработки на конкретном станке. При превышении величины сигнала датчика 33 сигнала задатчика 35 на выходе сравнивающего устройства 34 по вл етс  электрический сигнал, ввод щий в работу блок 36 дискретных установок напр жени . Последний выдает На вход суммирующего усилител  37 в момент времени t, сигнал величиной + . Ц (фиг.З). Данный сигнал, алгебраически суммиру сь в усилителе 37 с сиг- напом задатчика 38 (2U, U + 4U, фиг.4), поступает на катушки 23 и 24 электромеханического преобразовател  14. Под действием суммарного сигнала S и, золотник 20 пропорционального распределител  13 сместитс  (не- ханизм перемещени  золотника 20 под действием входного электрического сигнала U,, а также под действием входного электрического сигнала ДРУ того значени  аналогичен описанному выше). Величина с- ещени  золотника 20 от нейтрального положени  всегда пропорциональна величине входного электрического сигнала, поступающего на катушки 23,24 электромеханического преобразовател  14 от предварительно настроенного задатчиком 38 положени  в сторону увеличени  проходного сечени  дроссельной щели ( Z Н др + ДН.,фиг.5). Если снижени  колебаний скорости гидродвигател  1 при новой настройке виброгасител  2 не наступает, Тое. сигнал датчика 33 все еще превышает сигнал задатчика 35,

0

0 5 О .Q

блок 36 дискретных уставок напр жени  выдает в момент времени t (промежуток времени dt t, - t, где n 1,2,,., предварительно настраиваетс  с учетом динамических свойств конкретного станка, а также реального быстродействи  системы регулировани  32) сигнал величиной - /jU, (фиг, З), который алгебраически суммиру сь в усилителе 37 с сигналом задатчика

. 38 ( SUj Uj - ли, фиг,4), вызывает смещение золотника 20 пропорционального распределител  13 в СТОРОНУ уменьшени  проходного сечени  дрос- сельной щели ( dHj фиг.5)в Если и при данной настройке

:виброгасител  2 снижени  колебаний скорости гидродвигател  1 не происходит в достаточной мере, с выхода блока 36 дискретных уставок напр жени  в момент времени t поступает сигнал + ul (фиг,3). На выходе суммирующего усилител  37 по вл етс  сигнал 1и, ли-2 (фиг.4), проходное сечение дроссельной щели увеличиваетс  до величины 51П Н др + /IHj (фиг,5), и виброгаситель 2 работает уже при данной настройке . Указанный процесс настройки продо.ггжаетс  до тех пор, пока не будет найдена та оптимальна  величина проходного сечени  дроссельной щели пропорционального распределител  13, при которой виброгаситель 2 обеспечит достаточно эффективное гашение колебаний скорости гидродвигател  1 и сигнал датчика 33 станет меньше сигнала задатчика 35„ В этом случае последующа  подача дискретных уставок напр жени  на суммирующий усилитель 37 с блока 36 прекращаетс , а виброгаситель 2 работает при настроенных указанным образом параметрах.

Если оптимальное соотношение параметров гидросистемы и виброгасиуел  2 оп ть исчезнет, процесс настройки проходного сечени  дроссельной щели пропорционального распределител  13 начнетс  с последнего настроенного положени  и будет продолжатьс  до тех пор, пока необходимые параметры виброгасител  2 не будут найдены и настроены,

Таким образом, гидросистема с автоматическим поиском и настройкой оптимальных параметров виброгасител , обеспечива  безвибрационную работу

гидрофицированного металлорежущего станка во всем рабочем диапазоне изменени  условий эксплуатации последнего , позвол ет значительно повысить качество обработки, производитель- .ность и надежность оборудовани  с,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Гидросистема металлорежущего станка с внброгасителем, содержаща  гидродвигатель привода рабочего органа с полост ми подачи и возврата, св занными гидролини ми через реверсивный распределитель с источником давлени  и сливом, регулируемое дросселирующее устройство, гидропневмоаккумул тор и электроуправл емый распределитель , причем виброгаситель выполнен в виде упом нутого гидропневмоаккумул тора , гидравлическа  полость которого подключена к полости

   0

   5

   0

   возврата гидродвигател  через упом нутое дросселирующее устройство, отличающа  с  тем, что, с целью улучщени  динамических свойств системы путем расширени  частотного диапазона работы виброгасител , электроуправл емый распределитель выполнен пропорциональным и установлен в качестве дросселирующего устройства и снабжен системой регулировани  частотного диапазона, включающей последовательно соединенные датчик колебани  скорости гидро- двирател , сравнивающее устройство с задатчиком ограничени  уровн  колебани  скорости гидродвигател , блок дискретных уставок напр жени  и суммирующий усилитель с задатчиком посто нного уровн  сигнала, причем выход суммирующего усилител  подключен к элементам управлени  пропорционального распределител .

   SNA