ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ Рабочей средой гидравлических устройств являются жидкости, обычно минеральные смазочные масла. Основные достоинства гидравлических устройств: легкость получения больших сил зажатия при малых размерах и весе механизмов; малые силы (и моменты) инерции гидравлических механизмов по сравнению с другими приводами; возможность получения плавных движений рабочих элементов зажимов; возможность частых и быстрых переключений при возвратно-поступательных и вращательных движениях; отсутствие громоздких механических передач, подверженных значительному износу; самосмазываемость гидравлических механизмов рабочей жидкостью; простота и удобство управления; возможность применения в гидравлических системах стандартных узлов и механизмов. К недостаткам гидроприводов относятся: утечки жидкости, снижающие к. п. д. гидроприводов; потери на трение жидкости в трубопроводах; проникновение воздуха в гидросистему и образование в ней воздушных объемов, что приводит к неравномерному скачкообразному движению рабочих механизмов; высокая точность изготовления деталей гидроустройств (клапанов, золотников и т. п.), что приводит к усложнению и удорожанию их изготовления. Большинство перечисленных недостатков можно уменьшить или полностью устранить путем рационального выбора схем и конструирования. Гидравлические приводы представляют собой независимую гидравлическую установку (агрегат), состоящую из электродвигателя, насоса, резервуара для масла и аппаратуры управления и регулиро-вания. Такой агрегат, в зависимости от его мощности обслуживает один станок, группу из двух-пяти станков или целый участок (30— 40) станков. С помощью тайкой установки в гидросистеме, питающей рабочие гидроцилиндры зажимных приспособлений развивается значительное давление р = 50 - 80 кПсм^, что обеспечивает возможность получения больших сил зажатия при малых габаритах рабочих цилиндров. Аппаратура управления (распределительный кран или золотниковое устройство) устанавливается между силовой установкой и рабочими гидроцилиндрами в удобном для рабочего месте. Вопрос целесообразности применения гидравлической установки того или иного типа определяется характером производства. В массовом производстве в большинстве случаев применяются гидроустановки, рассчитанные на обслуживание одного станка, в серийном — групповые установки. Фиг. 53, Схема гидроаккумуляторной установки с подключенными к ней зажимными устройствами.
Общий вид и схема групповой гидроаккумуляторной установки с подключенными к ней приспособлениями показаны на фиг. 52 ш фиг. 53. Установка собирается из стандартных узлов и представляет собой два объединенных гидропривода, один из которых работает постоянно, второй включается при аварии или при ремонте первого. Одновре-рменно такая установка может подавать масло под высоким давлением 30—40 станочных приспособлений. Вся гидроаппаратура монтируется на баке1, а электроаппаратура на специальном щитке, который устанавливается на передней части бака. В комплект гидроаппаратуры входят: сливной бак 1; электродвигатели 2 типа НТК-12-6 {N = ij кет, п 930 об/мин); гидронасосы 3 типа Г12-12А производительностью 12 л/мин; предохранительные клапаны 4 типа Г52-14, служащие для предохранения системы , при внезапном повышении давления и перепуска лишнего масла в бак; обратные клапаны 5 типа Г51-24; гидроаккумуляторы 6', манометры 7 со шкалой до 100 кГ/см^, реле давления 8\ пускатели 9, Фиг. 54. Конструкция гидроаккумулятора.
Расчетное давление, развиваемое приводом групповой гидроаккумуляторной установки, составляет 50 кГ/см^, Для того чтобы компенсировать внезапные потери давления в сети, вызываемые одновременным включением рабочих цилиндров приспособлений, групповая установка имеет два гидроаккумулятора. В системах с гидроаккумуляторами возможно применение насосов с пониженной производительностью, так как гидроаккумуляторы в моменты типовых нагрузок (кратковременное подключение больщого количества потребителей) служат дополнительным источником питания гидросистем. Указанное обстоятельство позволяет значительно сократить потребление электроэнергии. Конструкция гидроаккумулятора показана на фиг. 54. Основными деталями гидроаккумулятора являются: цилиндр 5 с навинченными крышками 2 и свободно перемещающийся в нем поршень 3, уплотненный двумя кольцами 4 из маслостойкой резины. Зарядка гидроаккумулятора производится следующим образом: снимается гайка 7, затем к штуцеру обратного клапана 6 подключается шланг от баллона со сжатым воздухом (р = 35 - 40 кГ/см^); после окончания зарядки шланг снимается, вновь навинчивается гайка 7 и с помощью штуцера 1 гидроаккумулятор подключается к сети гидравлического насоса, который нагнетает масло под давлением 50кГ/см^ в его левую полость. Под давлением масла плавающий поршень 3 перемещается вправо и доводит давление воздуха в правой полости также до 50 кГ/см^. При падении давления в гидравлической сети, поршень под действием сжатого воздуха перемещается влево, восстанавливая равенство давлений в обеих полостях цилиндра. Подзарядка гидроаккумулятора производится 1 раз в 4—6 месяцев. Реле давления 8 (фиг. 53) настроено таким образом, что электродвигатель 2 включается при падении давления в системе ниже 45 кПсм^ и отключается при возрастании давления свыше 50 кПсм^. Для обслуживания од-ного-трех станков применяются передвижные малогабаритные гидроприводы (фиг. 55), подключаемые к той же линии электропи¬тания, к которой подключены станки, оборудованные зажимными устройствами с гидроцилиндрами. Для расчета гидравлических приводов необходимы следующие основные исходные данные: Рпг — сила на штоке; LcM — ход поршня; teen — время закрепления заготовки. Выбрав определенное значение давления масла р кГ/см^, в зависимости от возможностей гидропривода, можно найти требуемую площадь поршня F см^ и диаметр рабочего цилиндра D мм зажимного устройства. Фиг. 55. Схема малогабаритного передвижного гидропривода для питания одного-трех станков: 1 — магнитный пускатель; 2 — электродвигатель; 5 —лопастной насос; 4 — бак; 5 — предохранительный клапан; б — обратный клапан; 7 — воздушный обратный клапан; 8 — гидроаккумулятор; 9 — манометр; 10 — реле давления; 11 — запорный кран; 12 — панель.
Ниже приводится расчет (по данным ВПТИ), показывающий, что применение универсальной гидравлической оснастки вместе с групповым гидроаккумуляторным приводом даже в малосерийном производстве дает заметный экономический эффект. На токарных и токарно-револьверных станках в основном находят применение два вида гидроприводов: вращающийся гидравлический привод с лопастным цилиндром и невращающийся поршневой гидроцилиндр. На фиг. 56 показана конструкция вращающегося гидроцилиндра Г1ЦЧ-00. Гидроцилиндр устанавливается на заднем конце шпинделя. Фиг. 56, Гидроцилиндр мод. Г1Ц4-00.
Он состоит из корпуса 1, ротора 3 с лопастью 6ж гайкой 2, винта 4, неподвижной стенки 7 и муфты 5 для передачи масла. Масло поступает под давлением в одну из полостей гидроцилиндра и, воздействуя на лопасть б, поворачивает ротор и жестко связанную с ним гайку 2, Винт 4, пропущенный внутри шпинделя токарного станка, не имея возможности поворачиваться, совершает поступательное движение и через патрон обеспечивает закрепление и освобождение обрабатываемой заготовки. Положительными особенностями описанного гидравлического привода является возможность получения значительной тянущей силы при небольших его габаритах и наличия самотормозящей винтовой пары, благодаря которой обеспечивается надежное закрепление заготовки при внезапном падении давления в гидросистеме. Тянущая сила, развиваемая цилиндром при давлении масла 50 кПсм^, составляет 4800 кГ. Ход тяги равен 10 мм. Гидроцилиндр подобной конструкции может быть сделан на большую тянущую силу и больший ход тяги. Угол поворота лопасти обычно принимается не более 280°. Гидропривод лопастного типа может применяться в комплексе с патронами, у которых для радиального перемещения кулачков требуется линейное перемещение тяги (клиновые, рычажные и др.). Необходимо, однако, отметить, что поршневые гидроприводы обеспечивают большой ход тяги и кулачков патрона и значительна проще в изготовлении. Основным фактором, тормозящим широкое внедрение обычных вращающихся гидроцилиндров, является то, что они, исходя иа условий герметичности, не могут быть использованы при скорости вращения шпинделя свыше 1000 об/мин. В связи с изложенным выше для токарных и токарно-револьверных станков были разработаны гидроприводы с невращающимися поршневыми цилиндрами (фиг. 57), которые в настоящее время успешно' внедрены в производство. Для установки гидроцилиндра к заднему торцу передней бабки, с которого предварительно снимается кожух, закрывающий выступающий конец шпинделя, с помощью болтов 9 крепится переходной фланец S, на который монтируется корпус цилиндра 2, Сила от поршня 3 через шток 5, корпус 6 подшипников, упорный шарикоподшипник 7 передается на тягу 10. При обработке детали, зажатой в патроне, вместе со шпинделем вращается только тяга 10, а корпус 6 подшипников, шток 5 с поршнем 3 и цилиндр не вращаются. Фиг. 57. Невращающийся гидравлический поршневой цилиндр. Питание гидропривода производится от гидроаккумуляторной установки через штуцеры 1 и 4, Невращающиеся гидроцилиндры выпускаются в двух модифцкациях. Первый, предназначенный для станков мод. 1Д62, 1А62, 1А36 и 1М36 и имеюш;ий диаметр 85 мм и ход поршня 40 мм, развивает силу зажатия 2800 кГ. Второй гидроцилиндр, устанавливаемый на станках мод. 1Д63, имеет диаметр 108 мм, ход поршня 60 мм ш развивает силу на штоке 4500 кГ.
