Реферат - Гидропривод
Подождите немного. Документ загружается.
Министерствообразования учреждениеобразования
Гомельскийгосударственный политехническийколледж
:На тему
« - / »Гидро пневмо привод в д о станках
Выполнил учащийся группы МП – 21
Печкуров В.С.
Проверил преподаватель
Лазук И.Л.
2009
. Алгоритмуправления Программаработыстанка
Алгоритм управления — предписание о
последовательности выполнения команд (операций)
управления. Оперативный ввод информации
управления в простейших случаях осуществляется с
помощью упоров, конечных выключателей или
переключателей. На рис. 56, а приведена схема
системы управления на основе барабана
переналаживаемых упоров, которые служат для
ограничения крайнего положения рабочего органа.
Рабочий-оператор программирует работу станка
заранее, регулируя выступ винтов-ограничителей 4
(механических программоносителей) на заданные
размеры обработки.
В процессе работы имеется возможность быстрой переналадки суппорта 1 путем ручного или
механизированного поворота барабана 2.
Ввод в работу требуемого инструмента для выполнения определенной операции осуществляется автоматически
системой путевого управления (рис. 56, б). В качестве носителей путевых команд используют конечные
выключатели ВК1, ВК2 или специальные упоры-датчики.
Расставляя их определенным образом, вводят цикловую программу работы станка. Которая последовательно
выдает сигнал управляющей аппаратуре и далее двигателям Ml и М2 привода настройки (позиционирования)
продольного или поперечного суппорта.
В станках-автоматах используют управляющую программу на перфоленте в виде числовых кодов,
соответствующих технологическому процессу конкрепций детали. Управляющую программу готовят заранее по
чертежу детали с помощью электронной вычислительной машины Или специального вычислительного
устройства.
Текст готовой программы либо записывают на программоноситель, либо вводят в систему числового
программного управления с помощью клавиатуры и переключателей на пульте управления.
Программное микропроцессорное управление выполняется с помощью автономного специализированного
вычислительного устройства на базе микропроцессорного набора и интегральных схем общего назначения.
Вычислительное устройство имеет связи (интерфейс) с объектами управления и вырабатывает автоматические
команды-указания исполнительным органам станка.
Органы управления
К органам управления относятся выключатели, кнопки
электрические, переключатели, панели индикации и сигнальные
лампочки, рукоятки и маховички механических, систем настройки
станка и т. п.
В простейших станках органы управления обычно размещают на
станине станка в удобном для рабочего месте. На пульте всегда
имеются кнопка «Пуск» черного цвета и большего размера
красная кнопка «Стоп». Часто кнопочные станции
многошпиндельных станков и автоматических линий делают на
кронштейне или размещают в отдельно стоящем шкафу с
панелью управления.
Для облегчения распознавания органов управления применяют
пнемонические схемы и условные обозначения выполняемых
технологических операций. На рис. 55 показан пульт управления
двустороннего шипорезного станка. На панели пульта
размещены: сигнальная лампа1, две кнопки «Пуск» 2 режущих
инструментов и подачи 9, кнопка 7 общая «Стоп» станка и шесть
переключателей для включения в работу соответствующих
режущих инструментов. Рядом с переключателями показаны
мнемонические схемы выполняемых технологических операций.
В сложных станках-автоматах управление осуществляется
электрическими, пневматическими или гидравлическими
системами, которые включают в себя командоаппараты, реле времени, реле давления для воздуха или масла,
различные датчики контроля состояния станка и размеров обрабатываемых деталей. Их размещают в
определенных точках станка и специальных шкафах управления.
В автоматических станках устройство управления дает команды на закрепление и открепление, детали,
изменение скорости подачи или резания, поднастройки рабочего органа.
Последовательность отдельных действий и движений в автоматическом станке должна быть строго упорядочена
и выполняться по алгоритму управления.
Особенности применяемыхограждений
Ограждения фрезерных инструментов (см. ранее рис. 52,6)
изготовляют в виде прочных чугунных колпаков 5 с выходным
патрубком для присоединения к трубопроводу эксгаустерной
системы. Для обеспечения легкого доступа к инструментам
колпаки делают быстросъемными или откидывающимися и
поворотными, как показано на рисунке. Колпаки должны быть
прочными, чтобы предотвратить аварийный вылет из станка
элементов, имеющих высокую начальную скорость.
Нередко ограждения дереворежущих инструментов служат
приемниками системы удаления отходов. Удаление от станков
стружки, опилок и пыли — важная и сложная задача. Стружка,
например, влияет на правильность базирования и закрепления
обрабатываемых деталей, а древесная пыль от шлифовальных
станков взрывоопасна и может явиться причиной взрыва или
пожара. Кроме того, плохой отсос пыли резко снижает стойкость
шлифовальной шкурки на шлифовальных станках, чистота
шлифуемой поверхности ухудшается.
Стружку от станков удаляют с помощью эксгаустерной системы по
трубам, в которых создается разрежение воздуха. С целью
экономии теплоты в цехе и электроэнергии на поддержание
заданного разрежения в системе на концах трубопроводов делают
задвижки и отсекающие клапаны. Ими перекрывают
трубопроводы удаления отходов при окончании работы станка.
Пылеприемник шлифовального станка с задвижкой показан на
рис. 53.
Его присоединяют к воздухосистеме двумя хомутами 2,
скрепленными между собой скобами 3. Предварительно на
концы труб надевают резиновые диски 5 с отверстиями, диаметр
которых меньше диаметра воздуховодов 7. Вставляя в стык
между резиновыми дисками задвижку 6, надежно закрывают
доступ воздуха в систему пневмотранспорта по окончании работы
станка.
К ограждениям относят также устройства, предназначенные для снижения уровня шума работающих станков. В
современных станках противошумные ограждения делают в виде специальных кожухов или шкафов с
звукоизолирующими стенками. В шкафах дверцы или откидные стенки для свободного доступа к органам
Огражденияи стружкоприемники
Ограждением называют устройство для снижения вредного
воздействия на человека, исключения попадания или доступа
частей тела человека в опасную зону станка. Наиболее опасным
является режущий инструмент, а также вращающиеся детали и
подвижные механизмы станка.
В большинстве деревообрабатывающих станков ограждения
сблокированы с системой управления так, что работа станка при
снятом или отведенном ограждении невозможна. Пускать станок
следует только после надежного крепления всех ограждений.
Для предотвращения выброса заготовок из станков применяют
когтевое устройство (рис. 52, а), представляющее собой пакет
свободно насаженных на ось зубчатых секторов или когтей 1. При
обратном движении заготовки когти внедряются в древесину и
обеспечивают надежное торможение материала. При
необходимости когтевую завесу можно отвести в нерабочее
положение рукояткой 2. Воспрещается работать на станке с
неисправной когтевой защитой.
На круглопильных станках опасным является выброс узкого
срезка. Выбрасывающая импульсная сила создается при
защемлении в пропиле зубьев нерабочей части пилы. Для
предотвращения защемления позади диска пилы в плоскости
пропила устанавливают направляющий расклинивающий нож
толщиной, соответствующей ширине пропила.
Расстояние от зубьев до лезвия ножа должно быть 10...15
Ограждения круглых пил делают в виде сварных кожухов,
укрепленных на кронштейнах. Для полного укрытия выступающей
части пилы используют кожухи, смонтированные так, что
возможны автоматический подъем и опускание в зависимости от
толщины распиливаемого материала.
Пневмораспределители
Для управления работой пневмоцилиндров применяют
пневмораспределители, обратные клапаны, дроссели,
пневмоклапаны последовательности и выдержки времени.
Пневмораспределители предназначены для изменения
направления, пуска и останова потока сжатого воздуха.
На рис. 50 показана схема действия распределителей
золотникового и кранового типа. При перемещении
влево (рис. 50, а) золотника 1 в корпусе 2 напорная линия
соединяется со штоковой полостью цилиндра Ц, а из бесштоковой
полости воздух удаляется через внутренние ходы
распределителя в выхлопную линию.
Пневмораспределители на принципиальных схемах изображают
стандартными условными обозначениями (рис. 50,в).
Пневмоклапаны обратные предназначены для пропускания сжатого воздуха только в одном направлении. Обыч
но обратный клапан используют совместно с пневмодросселем, которым регулируют расход воздуха.
Принципиальная пневматическая схема управления пневмоцилиндром показана на рис. 51. Регулирование
скорости в прямом направлении РХ осуществляется дросселем ДР. При обратном ходе XX скорость движения не
регулируется и сжатый воздух поступает в цилиндр Ц через распределитель Р и обратный клапан КО, а из
поршневой полости вытесняется через, глушитель ГЛ в атмосферу.
. Реледавления Видыпневмоцилиндров
Реле давления служит для
выдачи командного
электрического сигнала при
достижении в пневмосистеме
заданного давления. На заданное
давление реле настраивают
изменением натяга пружины,
необходимого для замыкания
или размыкания электрического
контактного устройства.
Насыщение воздуха
индустриальным маслом в
маслораспылителе обеспечивает
смазывание подвижных частей и
предотвращает коррозию
деталей привода.
Пневмодвигатели бывают поступательного, вращательного и поворотного движения. Наибольшее
распространение в деревообрабатывающих станках находят пневмодвигатели поступательного движения
(пневмоцилиндры) одно- и двустороннего действия.
В пневмоцилиндрах одностороннего действия (рис. 49, а) давление сжатого воздуха из пневмолинии по стрелке А
действует на поршень 6 только в одном направлении. Когда пневмолиния соединяется с атмосферой, поршень со
штоком 3 и колодкой (прижимом) 1 перемещается в другую сторону под действием пружины 4. Рабочий ход
поршня ограничивается втулкой 2.
В пневмоцилиндрах двустороннего действия перемещение поршня со штоком происходит в двух
противоположных направлениях под действием сжатого воздуха.
Мембранные пневмодвигатели применяют в зажимных Ч, 9 и других устройствах станков, где требуется малая
величина хода. Основной элемент двигателя — мембрана, которую изготовляют из резины, синтетических
материалов или металла. Схема мембранного пневмодвигателя показана на рис. 49, б. Между герметично
соединенными корпусом 11 и крышкой 9 установлена мембрана 10, соединенная со штоком 13. Если бесштоковую
полость соединить с напорной линией А, а штоковую — с выхлопной линией Б, то сжатый воздух через мембрану
будет давить на шток и перемещать его в рабочем направлении. При изменении направления потока воздуха шток
возвращается в исходное положение.
Пневмопривод
Пневмопривод используют для механизации и автоматизации зажима, фиксации, загрузки, выгрузки и других
массовых операций обработки деталей. Простота конструкции, низкая стоимость, надежность работы,
возможность достижения высокой скорости перемещения рабочих органов —основные достоинства
пневматических систем. Рабочей средой пневмопривода служит сжатый под давлением 0,4...0,8 МПа воздух,
который вырабатывается обычно централизованно компрессором.
Простейший пневмопривод состоит из блока подготовки воздуха,
пневмодвигателя и направляющей аппаратуры.
Блок подготовки воздуха предназначен для выполнения
следующих функций: включение или отключение подачи воздуха
из цеховой магистрали; очистка сжатого воздуха; настройка
давления на заданный уровень; введение распыленного масла в
поток сжатого воздуха; автоматическое отключение станка при
аварийном снижении давления в цеховой магистрали.
Монтажная схема унифицированного блока для подготовки
сжатого воздуха приведена на рис. 48, а, а на рис. 48, б дана
принципиальная пневматическая схема этого устройства в
стандартных условных графических обозначениях.
Блок включает в, себя входной вентиль ВН, фильтр-
влагоотделитель ФВД, редукционный клапан КР, реле давления РД,
маслораспылитель MP и манометр МН.
Фильтр-влагоотделитель очищает воздух от капельной влаги и
твердых частиц, так как нагнетаемый компрессором атмосферный
воздух содержит водяной пар, промышленную пыль, дымовые
газы, а также продукты износа деталей. Загрязнение сжатого
воздуха приводит к коррозии и механическому износу подвижных
деталей пневмопривода. Качество очистки воздуха зависит от
состояния фильтра. В процессе эксплуатации периодически
удаляют конденсат из отстойника, очищают или заменяют
фильтрующий элемент.
Редукционный клапан предназначен для понижения давления
сжатого воздуха и автоматического поддержания его на заданном
уровне. Требуемое
давление для
пневмопривода устанавливают вручную рукояткой и
контролируют по манометру.
. Видыраспределителей Схемы простого
дросселирования
По способу переключения в нужную позицию бывают
распределители с ручным, гидравлическим, электрическим и
пневматическим управлением (см. ранее рис. 45, б, в, г, д).
Регулируют скорость рабочей подачи
гидрофицированных элементов станка дросселем, т. е.
регулируемым гидравлическим сопротивлением.
По мере перекрытия щели дросселя увеличивается
сопротивление проходу жидкости, вследствие чего уменьшается
ее расход.
Схемы простого дросселирования при использовании
насоса постоянной производительности показаны на рис.
46. На схеме рис. 46, а масло от нерегулируемого насоса 11 через дроссель ДР и распределитель Р поступает в
рабочую камеру гидроцилиндра Ц, а из противоположной камеры сливается в бак Б. Скорость движения штока
цилиндра регулируется дросселем ДР, который ограничивает расход масла, поступающего от насоса в цилиндр,
причем оставшееся масло сливается в бак через предохранительный клапан КП. Этот клапан настроен на
давление, достаточное для преодоления максимально возможной нагрузки F на штоке гидроцилиндра. Так как
через предохранительный клапан постоянно проходит часть потока масла, насос постоянно работает под
максимальным давлением независимо от нагрузки. Схема, показанная на рис. 46, б, отличается тем, что дроссель
установлен на выходе. Это обеспечивает более плавное движение рабочего органа. Схему используют в
гидроприводах с изменяющимся в процессе работы направлением
действия нагрузки.
Однако при дроссельном регулировании на малой скорости
возникает неустойчивый режим работы гидропривода. При
повышенном требовании к стабильности движения применяют
регулятор расхода (рис. 47).
Регулятор расхода включает в себя редукционный клапан КР,
дроссель ДР и. обратный клапан КО, смонтированные в единый
блок. Регулятор расхода автоматически поддерживает постоянный
перепад давления на дросселе, благодаря чему расход масла не
зависит от нагрузки F на штоке, а скорость рабочего органа
сохраняется стабильной.
При реверсировании движения штока с помощью распределителя
Р обратный клапан КО с минимальной потерей давления
пропускает поток масла из распределителя в цилиндр.
. Гидравлическиецилиндры
Гидрораспределитель
Гидравлические
цилиндры с
прямолинейным
возвратно-
поступательным
движением поршня
применяют для
привода рабочих
органов станка. Гидроцилиндр двустороннего действия (рис. 44, а)
состоит из гильзы 6, поршня 4, штока 1, крышек 3 и,
уплотнительных элементов. Гильзу 6 и крышки 3 плотно стягивают
болтами, а соединение уплотняют резиновыми кольцами 7 круглого сечения. На поршень надевают поршневые
кольца 5, а между штоком и крышкой устанавливают
манжеты 2. Важнейшая задача наладки и эксплуатации
гидроцилиндров — не допускать утечки масла по штоку и снизить
перетекание его из поршневой полости в штоковую и
обратно. На конце штока имеется резьба для крепления его
непосредственно к рабочему органу станка или с помощью
проушин с цилиндрическим или сферическим шарниром.
Иногда на удлиненном конце штока нарезают зубья, которые входят в зацепление с ведомой шестерней
механизма подачи.
Если нагрузка на шток при обратном ходе невелика, то используют гидроцилиндры одностороннего действия с
пружинным возвратом (рис. 44, б). Пружина сжатия 8 обеспечивает возврат штока и рабочего органа в исходное
положение после снижения давления в поршневой полости.
Плунжерный цилиндр без поршня с увеличенным диаметром штока (плунжером) прост в изготовлении, так как
снижается количество деталей и трудоемкость обработки внутренней поверхности (зеркала) цилиндра (рис. 44, в).
Плунжерный цилиндр способен перемещать вертикально расположенный рабочий орган только вверх, а
движение вниз происходит под действием силы тяжести.
Для перемещения на небольшую величину рабочих органов (например, зажимов) используют диафрагменные
двигатели, у которых вместо поршня установлена гибкая диафрагма (мембрана).
Гидрораспределитель служит для изменения направления потока масла в гидролиниях при пуске,
реверсировании или останове рабочих органов. Распределители различают по количеству присоединительных
линий (ходов), числу позиций и типу управления.
Присоединение к распределителю трубопроводов и каналов по ГОСТ 26890—86 обозначают (рис. 45, а): Р —
входное отверстие основного потока, напорная линия (подвод); А, В — отверстия присоединения к рабочему
органу; Т — выходное отверстие сливной линии (слив); a, b—позиции трехпозиционного распределителя (пилота).
В крайних позициях а и б золотника распределителя движение рабочего органа реверсируется, а в средней
позиции трехпозиционный распределитель может обеспечивать его остановку. Выпускают распределители 2, 3, 4
и, 5-позиционные, которыми можно обеспечить различные варианты соединений линий и режимы работы
рабочих органов.
Гидронасос
—Гидронасос источник гидравлической энергии любого
гидропривода. Он приводится во вращение электродвигателем. В
деревообрабатывающих станках используют в основном
нерегулируемые, т. е. постоянной производительности
шестеренные и пластинчатые, насосы.
Схема действия шестеренного насоса показана на рис. 43, а.
Основными деталями являются зубчатые колеса 1 и 4,
расположенные в расточках корпуса 3. При вращении колес в
направлении, указанном стрелкой, масло из бака засасывается через отверстие 5 в пространство, где зубья,
выходя из зацепления, создают вакуум. Далее во впадинах между зубьями оно переносится к выходному
отверстию 2, откуда под давлением вытесняется в напорную линию зубьями, входящими в зацепление.
Шестеренные насосы отличаются простотой конструкции, компактностью и малым количеством подвижных
деталей. Однако они не обеспечивают равномерной подачи масла.
Пластинчатые насосы (рис. 43, б) изготовляют в одинарном и сдвоенном исполнении производительностью от 5 до
110 л/мин при номинальном давлении 6,3 МПа и номинальной частоте вращения 960 и 1500 об/мин. В чугунном
корпусе 6 с литыми каналами смонтирован статор 7, имеющий внутри криволинейную профилированную
поверхность в форме овала. По этой поверхности скользят закаленные пластины 8, вставленные с малыми
зазорами в радиальные пазы ротора 9, Ротор вращается от шлицевого приводного вала 10, и масло под
давлением вытесняется пластинами в напорную линию гидросистемы.
Шестеренные реверсивные гидронасосы-моторы типа МНШ обратимые и могут работать в режиме
гидродвигателя.
Гидропривод
Приведение в действие многих механизмов деревообрабатывающих станков и управление, их работой
осуществляются объемным гидравлическим приводом. Гидравлический привод называется объемным потому,
что энергия от гидравлического насоса передается гидравлическому двигателю под давлением объемов рабочей
жидкости. Наибольшее распространение объемный гидропривод получил для привода механизмов подачи и
зажима деталей.
Рабочей средой объемных гидропередач является минеральное масло с различными присадками. Масло в
гидроприводе выполняет три функции: перенос энергии от гидронасоса к гидродвигателю, смазывание трущихся
деталей всех гидромеханизмов и отвод теплоты. Основной функцией масла является передача мощности (Вт),
которая определяется рабочим давлением и расходом масла:
Р = pQ/60,
где р — давление, МПа; Q — расход, дм3/мин или л/мин.
Необходимость отвода теплоты вызывается тем, что при работе гидропередачи возникает механическое и
гидравлическое трение, энергия которых преобразуется в теплоту. Недостаточный отвод теплоты может привести
к нарушению работы гидропривода.
На тепловой режим гидропривода оказывает значительное влияние объем масляного бака, так как его стенки
постоянно омываются маслом и рассеивают выделяемую в гидроприводе теплоту.
Для улучшения теплопередачи наружные стенки бака делают ребристыми, а вблизи их создают свободную
циркуляцию воздуха. Уменьшить объем бака можно также за счет применения специальных воздушных и водяных
теплообменников.
Гидропривод включает в себя насос, гидромотор, передаточный механизм, контрольно-регулирующую и
распределительную аппаратуру. Для монтажа гидросистем применяют стальные бесшовные трубы, а для подвода
масла к подвижным элементам — гибкие армированные резиновые шланги.
. Вариаторы Принципиальнаясхема привода
Вариаторы предназначены для бесступенчатого изменения
скорости рабочего органа и бывают клиноременные, цепные и
фрикционные. Вариаторы позволяют плавно изменять частоту
вращения выходного вала без выключения электродвигателя.
Иногда передаточное число вариатора недостаточно для
достижения требуемой, обычно небольшой скорости рабочего
органа механизма подачи. В таких случаях устанавливают
дополнительные понижающие зубчатые и цепные передачи или
ставят редуктор.
Обычно привод компонуют в единый унифицированный блок, в
который входят электродвигатель, вариатор и редуктор. Такое
исполнение упрощает сборку и ремонт станков.
Принципиальная схема привода с использованием
клиноременного вариатора и редуктора показана на рис. 41. На
валу электродвигателя 1 жестко закреплен конический диск 2, а
другой диск 3 установлен с возможностью осевого перемещения
под действием пружины 4. Между дисками расположен клиновой
ремень 5. Он передает крутящий момент от электродвигателя двум
аналогичным по конструкции дискам 6 и 7, установленным на
входном валу червячного редуктора 9. Диск 7 можно перемещать в
осевом направлении от индивидуального электродвигателя через
промежуточные передачи или вручную рукояткой 8. Так как длина
ремня постоянная, при сближении верхних дисков нижние будут
раздвигаться, причем диаметр охвата ремнем верхних дисков
будет увеличиваться, а нижних уменьшаться.
Настройку заданной скорости вращения выходного вала
производят на ходу при включенном электродвигателе. Клиновой
ремень вариатора работает в тяжелых условиях и быстро
изнашивается. Для повышения надежности и .стабильности
скорости вращения применяют цепной вариатор, у которого вместо ремня имеется специальная многорядная
цепь из стальных звеньев. Цепь с дисками помещают в герметичный корпус, в который заливают масло.
Фрикционный вариатор (рис. 42) состоит из корпуса 1 и суппорта 2. перемещаемого маховичком 10. На суппорте
смонтирован приводной электродвигатель, вал которого соединен втулкой 4 с коническим диском 7. Втулка-
установлена на подшипниках в стакане 6 с возможностью осевого перемещения. Выходной вал 9 оснащен диском
с фрикционным кольцом 8. Конический диск к кольцу прижимается пружиной 5. При вращении крутящий момент
передается от электродвигателя через втулку диску и далее фрикционному кольцу 8 за счет сил трения,
возникающих при их сцеплении.
Поворотом маховичка 10 изменяют расстояние R\ и достигают требуемой частоты вращения выходного вала,
которая равна
Птах = (R1/R2)na,
где na — частота вращения вала электродвигателя, об/мин.
Суппорты