Шпаргалки к экзаменам и зачётам

 

Применение гидропривода в станкостроении

Под гидроприводом понимают совокупность устройств, предназначенную для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением. В каче­стве рабочей жидкости в станочных гидроприводах используется минеральное масло.

Применение гидроприводов в станкостроении позволяет уп­ростить кинематику станков, снизить металлоемкость, повысить точность,  надежность и  уровень  автоматизации.

Широкое использование гидроприводов в станкостроении оп­ределяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов:

- возможностью получения боль­ших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродви­гателей;

- гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бес­ступенчатого регулирования скорости;

-  с помощью гидроцилиндров удается получить прямолинейное движение без кинематических преобразований, а также обеспечить определенное соотношение скоростей прямого и обратного ходов;

- достаточно высокое значение КПД, по­вышенная жесткость и долговечность.

Гидроприводы имеют и недостатки, которые ограничивают их использование в станкостроении:

 - потери на трение и утечки, снижающие КПД гидропривода и вызывающие разогрев рабочей жидкости;

- внутренние утечки через зазоры подвижных элементов в допустимых пределах полезны, поскольку улучшают условия смазывания и теплоотвода, в то время как наружные утечки при­водят к повышенному расходу масла, загрязнению гидросистемы и рабочего места;

- необходимость применения фильтров тонкой очистки для обеспечения надежности гидроприводов повышает стоимость последних и усложняет техническое обслуживание;

- работоспособность гидросистем резко снижается при попадании воздуха и воды в минеральное масло;

- изменение вязкости масла при его разогреве приводит к изменению скорости движения ра­бочих органов;

- узлы гидропривода весьма трудоемки в изго­товлении. В связи с наличием внутренних утечек затруднена точ­ная координация движений гидродвигателей.

Гидроприводы используются в механизмах подач, смены инструмента, зажима, копировальных суппортах, устройствах для транспортирования, уравновешивания, разгрузки, фиксации, устранения зазоров, переключения зубчатых колес, привода сма­зочных насосов, блокировок, уборки стружки, перемещения ог­раждений, поворота столов и револьверных головок, перемещения пинолей и т.д.

 

Шестеренные насосы

Широко используются в металлорежущих станках с эвольвентными прямыми зубьями. Их применяют: на номинальные давления до 15 МПа и подачи до 200л/мин. Имеют объемный КПД выше 0,9. Насосы просты по конструкции и надежны в работе. Однако пульсация подачи и шум при работе выше, чем в пластинчатых и в поршневых насосах.

Электродвигатель приводит в обращение входной вал 3, соединенный с ним шестерню 2, а через нее шестерню 5. Если шестерня 2 вращается в направлении показанной стрелкой, то в зоне, прилегающей к входному каналу 4, зубья шестерни выходят из зацепления и в освободившиеся объемы впадин шестерен. Благодаря создавшемуся в них разряжению (давление ниже атмосферного), рабочая жидкость поступает по каналу 4 из бака под действием атмосферного давления. Происходит первая часть рабочего цикла насоса всасывания жидкости.

 

Жидкость, заполнившая впадины шестерни, переносится в зону выходного канала 6 и, где зубья входят в зацепление, происходит вторая часть цикла нагнетания рабочей жидкости.

Рабочими камерами являются впадины шестерен. При непрерывном вращении шестерен вытесняемая жидкость не может вернуться обратно в канал. Если перекрыть канал 6, то давление будет повышаться неограниченно вплоть до разрушения насоса.Поэтому к этому каналу должен быть предохранительный клапан, который ограничит рост давления.

Объем рабочей жидкости, который вытесняется насосом за один оборот входного вала, называется рабочим объемом насоса.

Объем рабочей жидкости подаваемый насосом в единицу времени называется объемной подачей (л/мин).

 

 

 

 

 

Пластинчатый насос двухкратного действия

В корпусе 1 установлено неподвижное статорное кольцо 3 с внутренней поверхностью эллиптической формы. Внутри статора на входном валу размещен цилиндрический ротор 7, в пазах которого свободно перемещаются пластины 8. При вращении входного вала пластины постоянно поджимаются к внутренней поверхности статора.

Рабочими камерами насоса является пространство между пластинами статора и ротора и боковыми крышками.

Если вал вращается по часовой стрелке, то в первой четверти оборота объем камеры 2 плавно увеличивается и камера заполняется рабочей жидкостью, которая всасывается из входного канала 5 через полость 4. Во второй четверти объем камеры уменьшается, и рабочая жидкость из нее вытесняется через полость 9 и канал 10, выходной канал 13. В третьей четверти объем камеры 2 увеличивается и она заполняется жидкостью из канала 5 через канал 6 и полость 11. В четвертой четверти объем камеры уменьшается, рабочая жидкость вытесняется через полость 12 в выходной канал 13.

Таким образом в каждой рабочей камере насоса за один оборот его вала совершается два цикла всасывания и нагнетания, поэтому насос такого типа называется насосом двухкратного действия.

Пластинчатые насосы имеют ряд преимуществ по сравнению с шестеренными насосами:

1. подача рабочей жидкости происходит более плавно, так как ее вытеснение происходит сразу из нескольких камер;

2. создаются хорошие условия для работы подшипников, так как в зоне повышенного давления располагается диаметрально-противоположные и радиальные нагрузки уравновешены.

К недостаткам относится: изготовление пластинчатых насосов технологически более сложно.

 

Регулируемые насосы под давлением

 

Статорное кольцо 2 может перемещаться внутри корпуса 1 в поперечном направлении. Положение оси входного вала и установленного на нем ротора 3 пространство не меняется, а при смещении статора 2 между его осью и осью вала образуется эксцентриситет е. Механизм управления выполнен виде толкателя 5, пружины 7, винта 8. Под действием усилия пружины, толкатель стремится переместить статорное кольцо 2 влево до упора в винт 13, т.е. увеличиться эксцентриситет е. При вращении вала, а вместе с ним ротора 3 по часовой стрелке, объем рабочей камеры 9 в нижней половине внутренней полости насоса плавно увеличивается и рабочая жидкость поступает в насос из входного канала 11 через распределительное окно 12. При переходе в верхнюю часть полости, рабочая камера отсоединяется от окна 12 и соединяется с окном 14. Объем рабочей камеры плавно уменьшается, и рабочая жидкость вытесняется через окно 14 в выходной канал 15.

Рабочие окна ориентированы так, что равнодействующая сил давления рабочей жидкости на внутреннюю поверхность статорного кольца стремится переместить его в положение нулевого эксцентриситета, т.е. уменьшить рабочую подачу насоса.  При этом силы давления увеличиваются пропорционально рабочему давлению на выходе из насоса. Уменьшение рабочей подачи насоса начинается с такого давления, при котором равнодействующая сил давления становится больше силы натяжения пружины

Регулируя натяжение пружины винтом 8 можно настраивать на давление при достижении, которого насос автоматически начинает уменьшать подачу жидкости до такой величины, чтобы поддерживать в системе настроенное давление.

Радиально-поршневые насосы

Ротор 6 представляет собой блок цилиндров высверленных радиально. Число цилиндров в одном ряду нечетное 5, 7, 9. Рядов может быть несколько до 3-х. Ротор расположен в подвижном статоре 2 с эксцентриситетом е. При вращении ротора поршни 4 под действием центробежных сил или специальных пружин прижимаются к статору 2.  За один оборот ротора каждый поршень совершает одно возвратно-поступательное движение. Когда поршни выдвигаются, полости их цилиндров сообщаются с полостью всасывания 3. Когда поршни вдвигаются, полости их цилиндров сообщаются с полостью нагнетания 7. Полости всасывания и нагнетания разделены уплотнительной перегородкой 5.

 

Подача насоса рассчитывается по формуле:

где  - объемный КПД;       D – диаметр поршня;       z – число поршней.         

Из формулы видно, что подача насоса может быть изменена при постоянной частоте вращения ротора, если изменить эксцентриситетом е. Уменьшение эксцентриситета е приведет к сокращениюхода поршня и к снижению подачи. Если статор и ротор расположить соосно что поршни не будут совершать возвратно-поступательного движения, а подача будет равна нулю. Если статор сместить дальше, так что эксцентриситет е будет противоположным первоначальному направлению, то произойдет изменение направления подачи, т.е. полость нагнетания превратится в полость всасывания и наоборот насос станет перекачивать жидкость в обратном направлении. Таким образом, насосы являются регулируемыми и реверсивными. Эти насосы способны создавать давление до 25-30 МПа.

 

Аксиально-поршневые насосы

В этих насосах оси поршней параллельны оси ротора. Эти насосы бывают двух разновидностей:

1)      с наклонным диском;

2)      с наклонным блоком.      

 

С наклонным блоком:

Блок 2 вращается вокруг своей оси в результате передачи вращательного момента от двигателя через наклонный блок 5 с помощью кардана 6, шатуны 4 шарнирно связаны с одной стороны с наклонным блоком 5, а с другой стороны с поршнем 3. При вращении блоков поршни совершают возвратно-поступательные движения. При этом полости цилиндров соединяются периодически, то со всасывающей, то с нагнетательной серповидной в неподвижном распределительном диске 1. Когда поршень выдвигается – операция всасывания, вдвигается – нагнетание.

При небольших мощностях используются аксиально-поршневые насосы с наклонным диском.

 

С наклонным диском:

Блок цилиндров 1 вращается с ведущим валом, при этом плунжеры 2 с помощью пружины прижимаются к наклонному диску 3.

 

Гидролинии

Гидролинии предназначены для перемещения рабочей жидкости и передачи давления от источника давления к управляющим устройствам и исполнительным органам. Конструктивно все гидролинии делятся на:

- жесткие; - гибкие; - монтажные плиты с каналами в них; - трубопроводные соединения.

Жесткие гидролинии конструктивно состоят из металлических труб. Эти трубопроводы изготавливают из бесшовных холоднодеформированных труб из черных и цветных металлов. Из цветных применяют для линий управления. Медные трубки легко монтируются на станке, однако с течением времени они теряют эластичность и могут лопаться в результате усталости при вибрационных нагрузках. Медные трубки ускоряют окислительные процессы в масле, сокращая срок его службы. Трубки не более 8 мм.

Для соединения концов труб с другими элементами используют стандартные соединения:

 

- с развальцовкой;  - с шаровым ниппелем;  - с врезающим кольцом.

Соединение с развольцом:

На трубку 4 одевают ниппель 3 и гайку 2, после чего трубу развальцовывают при наворачивании гайки на штуцер развальцованный конец трубы плотно зажимается. Применяют для поддающихся пластической деформации труб (цветных металлов).

Для трубопроводов из черных металлов применяют соединения с шаровым ниппелем:

 

1 – штуцер;  2 – гайка;   3 – ниппель;  4 – труба

Улучшить герметичность можно за счет контакта прямого конуса со сферической поверхностью.

Положительные стороны: простота, надежность.

Недостатки:

- возможность попадания окалины от сварки в гидросистему;

- толщина стенки должна быть в 3-4 раза больше чем требуется давлению.

Соединение с врезающим кольцом:

 

 

Применяют при давлении больше 20 МПа. Особенность в том, что между корпусами штуцера и ниппеля происходит герметичное соединение засчет того, что острое закаленное кольцо ниппеля врезается(деформирует) штуцер.

Недостатки: возможность потери герметичности при повторной разборке и сборке.

Гибкие рукава высокого давления имеют один или несколько слоев металлической оплетки 2 из проволоки:

 

 

 

 

 

 

 

1 – внутренний герметизирующий слой;   2 – наружный защитный слой из резины

Монтажные плиты служат для монтажа стыковой и модульной аппаратуры, а гидролинии это каналы в этих плитах.

Резьбовые соединения различают по способу герметизации мест соединения. Герметизация может производится как по резьбе, в качестве которой применяют коническую дюймовую резьбу самоуплотняющуюся. Герметизация происходит за счет пластической деформации витков резьбы при свинчивании. Применяются метрические резьбы. Для герметизации требуется дополнительный уплотнитель – шайба из цветных металлов.

 

Гидродвигатели

Под гидродвигателем понимают предназначенную для преобразования энергии потока масла в энергию движения выходного звена гидромашину.

По виду движения выходного звена различают гидродвигатели:

 - для прямолинейного движения - гидро­цилиндры,

 - для поворотного движения - по­воротные гидродвигатели,

 - для вращательного движения – гидромоторы.

Гидроцилиндры

Применяемые в станкостроении гидроцилиндры подразделя­ются:

а)  по направлению действия рабочей жидкости на цилиндры од­ностороннего действия, у которых движение выходного звена под воздействием рабочей среды возможно только в одном направ­лении, и двустороннего действия, у которых движение возможно в двух  взаимно  противоположных  направлениях;

б)  по конструкции рабочей камеры на поршневые цилиндры, у которых рабочие камеры образованы рабочими поверхностями корпуса и поршня со штоком (односторонним или двусторонним), и плунжерные, у которых рабочая камера образована рабочими поверхностями   корпуса   и   плунжера.

Цилиндры одностороннего действия применяются для длительного зажима. Зажим осуществляется с помощью пружин, а разжим – гидроприводом.

Цилиндры двухстороннего действия:

1-      поршневая камера; 2 – штоковая камера.

 

Если требуется обеспечить υ₁=υ₂  может применяться дифференциальное включение цилиндра, когда F₁=2 F₂.  В этом случае при движении вправо обе полости цилиндра соединяются с линией давления, а при движении влево — штоковая  полость  продолжает соединяться  с линией давления, а поршневая соединяется со сливной линией.

При двухстороннем штоке υ₁=υ₂ :

 

Гидроцилиндры могут иметь встроенные устройства для торможения поршня и штока в конце хода.

При перемещении поршня влево жидкость из поршневой камеры вытекает в канал 2 в основном через расточку 5 и частично через канал 6 и щель между иглой дросселя 3 и кромкой прилегающего к ней отверстия. В конце хода хвостовик 1 входит в расточку 5, плавно перекрывая проход жидкости из полости 7, и жидкость вытесняется через канал 6, движение замедляется. При перемещении влево жидкость поступает через канал 2 и обратный клапан 4. Скорость зависит от дросселя.

Поворотные гидродвигатели

Поворотные гидродвигатели служат для поворота входного звена на угол меньше 360˚. Бывают поворотные гидродвигатели запасные и плунжерные.

 

1 – корпус, 2 – подвижная лопасть, 3 – неподвижная лопасть.

 

 

При изготовлении таких гидродвигателей возникают технологические сложности связанные с тем, что уплотнительные устройства по периферии сложно выполнить. В связи с этим применяют плунжерные гидродвигатели.

 

Жидкость подводится под давлением в каналы 5 или 7, действует на торцы плунжера 6 и перемещает его внутри корпуса 1 на величину хода S. В средней части плунжера на его наружной части поверхности выполнены зубья, которыми плунжер-рейка зацепляется с валом-шестерней 3. Т.о. поступательное движение плунжер-рейки преобразуется в выходное движение выходного вала 3.

 

 

Гидромоторы

Служат для получения непрерывного вращательного движения. Применяются для различных поворотных установочных движений делительного стола, блока шпинделя, инструментального магазина и т.д.

По условию обратимости гидромашин насосы могут работать в режиме гидромотора, поэтому их классификация такая же как и насосов: шестеренные, пластинчатые и поршневые.

С учетом более высокого к.п.д. удельной массой получили распространение аксиально-поршневые гидромоторы.

Гидромоторы имеют существенные преимущества перед электромото­рами:

1.     гидромоторы в среднем в 6 раз  меньше по занимаемому объему и в 4—5 раз по массе;

2.    имеет большой диапазон частот вращения (1 – 3000 об/мин);

3.     плавное бесступенчатое регу­лирование во всем диапазоне;

4.    легче работает в динамических режимах;

5.     легко перестраивается на разные режимы работы.

По величине развиваемого момента гидромоторы бывают обычные  (10² - 10³Н·м) и высокомоментные (10⁴ – 10⁶Н·м).

Высокомоментные гидромоторы применяются для транспортных устройств, автоматических линий, для перемещения массивных узлов. применение высокомоментных гидромоторов сокращает кинематику привода и удешевляет его.

 

Направляющая гидроаппаратура

Направляющие гидроаппараты изменяют направление потока масла путем полного открытия или полного закрытия проходного сечения. К этой группе аппаратов относятся гидрораспределители, обратные клапаны, а также некоторые гидроклапаны давления и другие клапаны, работающие в режиме распределения.

Предъявляются следующие требования: должны иметь малые утечки, малые потери давления, должны затрачиваться минимальные усилия на перемещение рабочего элемента, должны обеспечивать безударный реверс гидродвигателя и ограниченное время переключения.

По конструкции распределители бывают золотникового, кранового и клапанового типа. Наибольшее распространение получили золотниковые распределители, рабочим элементом является перемещающийся в осевом направлении плунжер-золотник во втулке или корпусе:

Распределители золотникового типа бывают:

1.                      По числу рабочих позиций, т. е. фиксированных положений золотника относительно корпуса, различают двух-, трехпозиционные и реже многопозиционные ап­параты.

2.                      По числу основных гидролиний (т.е. отверстий для подвода и отвода) различают двух-, трех-, четы­рех- и пятилинейное исполнения распределителей.

3.                      По схемам исполнения

В крайних положениях золотника происходит реверсирование(движение меняется на противоположное), а в среднем положении обеспечивается остановка и отвод.

4.                      По способу установки золотника в позицию различают распределители с фиксацией золотника во всех положениях и распределители с пружинным возвратом.

 

5.                      По типу управления различают распределители с управлением: ручным от рукоятки или поворотной кнопки, гидравлическим от вспомогательного распре­делителя, электрическим от толкающего электромагнита постоянного или переменного тока, электрогидравлическим.

 

 

Крановые распределители

Содержат рабочий элемент: пробку цилиндрическую или коническую, поворачивающуюся в корпусе. Пробки притираются  к корпусу, а коническая прижимается пружиной в осевом направлении. Коническая пробка обеспечивает повышенную герметичность, повышаются усилия для управления. Это ограничивает применяемость для управления гидроприводом с большим расходом. Чтобы переключить необходимо повернуть рукоятку на 45 градусов.

Клапанные распределители

Обеспечивают полную герметичность и надежность длительной эксплуатации. Рабочий элемент в виде клапана перемещается а осевом направлении.

 

 

 

 

 

Обратные клапаны

Служат для пропускания жидкости в одном направлении.

Запирающий элемент в виде шарика прост и дешев, но не обеспечивает достаточной герметичности. Наиболее герметичный элемент в виде конуса, но требуется притирка и он дороже в изготовлении. Плунжерный элемент прост и дешев и обеспечивает достаточную герметичность.

Обозначение обратных клапанов:

Типовые схемы применения обратных клапанов

 

 

 

 

 

 

Клапан 1 дает возможность с помощью дросселя регулировать частоту вращения гидромотора  2 в одну сторону. Обратный клапан 4 создает определенное давление на входе в маслоохладитель 3, защищая последний от перегрузки.

 

Односторонние гидрозамки (управляемые обратные клапаны)

Эти гидрозамкис минимальным сопротивлением пропускают прямой поток масла, а обратный поток возможен только после принуди­тельного открытия запорного элемента с помощью гидравлически управляемого плунжера.

 

 

Гидрозамок состоит из корпуса 1, плунжера 2, запорного элемента 3, крышек 4, пру­жины 6, винтов 5 и уплотнений.

Прямой поток проходит из ли­нии А в линию В; поток из В в А возможен только при наличии давления управления в полости 8, сдвигающего вправо плунжер 2 и принудительно открывающего запорный элемент 3; полость 7 постоянно соединена с дренажной линией.

 

Типовая схема применения гидрозамка

 

 

 

 

При случайном падении давле­ния в гидросистеме рабочая полость цилиндра 1 герметично запирается гидрозамком 2, исключающим случайный разжим детали в процессе обработки. При переключении распределителя 3 гидрозамок открывается давлением масла в линии Р_х, и поток рабочей жидкости из цилиндра сливается в бак через линии В и А гидрозамка и распределитель 3.

 

Клапаны давления

Предохранительные клапаны предохраняют гидропривод от давле­ния, превышающего установленное значение. Они действуют лишь в аварийных ситуациях.

При небольших расходах масла и рабочих давлениях при­меняют предохранительные клапаны прямого действия. При увеличении расхода масла и рабочего давления резко увеличиваются размеры пружины, поэтому в гидросистемах чаще используют аппараты непрямого действия, в которых небольшой вспомогательный клапан управляет перемещением пере­ливного золотника.

Редукционные клапаны служат для создания установленного постоянного давления в отдельных участках гидросистемы, сни­женного по сравнению с давлением в напорной линии.

 

При рабочих давлениях до 10 МПа (иногда до 20 МПа) для предохранения гидросистем от перегрузки применяют гидроклапаны давления.

Состоит из следующих основных деталей: корпуса 3, колпачка 5, золотника 2, пружины 6, регулировочного винта 8 и втулки 7. Масло подводится к аппарату через отверстие Р и отводится через отверстие А. масло под давлением через канал 10 и малое отверстие 11 поступает в полость 1, а полость 9 через канал 4 – с отверстием А. Когда усилие от давления масла на торец золотника в полости 1 преодолевает усилие пружины 6 и усилие от давления масла на противоположный торец золотника в полости 9, золотник перемещается вверх, соединяя линию давления P со сливной линией A. Если линия А соединена с баком, аппарат работает в режиме предохранительного клапана.

Предохранительные клапаны непрямого действия

                                   

Конструкция (а) и статическая характеристика (б) предохранительного клапана непрямого действия.

Состоит из следующих основных деталей и узлов: корпуса 4 (рис. 1, а), переливного золотника 5, пру­жины 9, вспомогательного клапана 13, а в исполнении с электри­ческим управлением разгрузкой — пилота 16.

Масло из напорной линии подводится в полость 6 клапана и отводится из него в слив­ную линию через отверстие 3. Полость 6 каналом 2 соединена с полостью 1 и через малое отверстие 7 — с полостью 10, откуда масло через клапан 13 может поступать в сливную линию по каналу 11. Если давление в гидросистеме не превышает давления настройки клапана 13 (регулируется винтом 15, сжимающим пружину 14), последний закрыт, давления в торцовых полостях золотника 5 одинаковы, и золотник прижат пружиной 9 к своему конусному седлу, разъединяя напорную и сливную линии. Когда усилие от давления масла на конус 12 вспомогательного клапана превышает усилие его пружины, конус отходит от седла, и масло в небольшом количестве из полости 6 по каналам 7 и 11 проходит в сливную линию. Из-за потери давления в отверстии 7 давление в полости 10 уменьшается, и золотник усилием от давления в по­лостях 6 и 1 перемещается вниз, сжимая пружину 9 и соединяя напорную линию со сливной. Перемещение золотника вниз проис­ходит до тех пор, пока усилия от давления в полостях 1 и 6 не уравновесят усилие от давления в полости 10 и усилие пружины 9. После чего давление в полости 6 автоматически поддерживается постоянно.

Типовые схемы применения предохранительных клапанов непрямого действия:

 

 

 Масло от регулируемого насоса 1 через распределитель 4 поступает в поршневую полость цилиндра, а из штоковой вытесняется в бак, давление масла определяется нагрузкой на цилиндре и контролируется монометром. Предохранительный клапан непрямого действия 3 срабатывает лишь в случае перегрузки.

Предохранительный клапан 3 работает в режиме приливном (лишнее масло переливается), т. к. дроссель 6 ограничивает поток масла поступающего от нерегулируемого насоса 1 в цилиндр 5, а оставшаяся часть масла через клапан 3 возврвщается в бак. Давление в гидросистеме определяется настройкой  клапана и практически не зависит от нагрузки на цилиндре.

 

                  Редукционные клапаны непрямого действия

Подобны описанным выше предохранительным клапанам, они состоят из тех же деталей (за исключением золотника и корпуса), однако масло из напорной линии Р подводится в этом случае в отверстие 3 и далее через дросселирующую щель между гильзой корпуса и рабочей кромкой золотника поступает в полость 6, связанную с отводной линией А, в которой поддер­живается пониженное (редуцированное) давление ррся. Слив масла из вспомогательного клапана выведен отдельной линией  Тх .8При работе аппарата масло в небольшом количестве (1—2 л/мин) постоянно течет из полости 6 через малое отверстие 7, вспомога­тельный клапан 13 и  отверстие 11 в линию слива (поток управле­ния), при этом давление в полости 10, поддерживаемое клапа­ном 13, будет ниже давлений в полостях 1 и 6 на величину потерь давления в отверстии 7. Наличие разности  давлений на торцовых поверхностях золотника 5 создает осевое усилие, смещающее золотник влево и сжимающее пружину 9. Золотник рабочей кромкой дросселирует поток жидкости, поступающей из напор­ной линии в полость 6, вследствие чего давление в отводной линии понижается по сравнению с давлением в напорной линии. Требу­емая величина рред настраивается клапаном 13. При росте давления увели­чивается расход масла через отверстие 7 и потери давления в нем, в результате чего золотник дополнительно смещается влево, прикрывая дросселирующую щель; при уменьшении давления пружина 9 смещает золотник вправо, уменьшая дросселирование основного потока.

Типовая схема применения редукционного клапана непрямого действия:

Масло от насоса 1 под давлением настройки клапана 10 через распределитель 3 поступает в цилиндр 4, скорость которого регулируется дросселем 2. Через распределитель 6  цилиндр 7 масло поступает под давлением определяемого настройкой редукционного клапана 8.

         Регуляторы давления типа ПГ57-6 для уравновешивания цилиндров

Имеют две дросселирующие кромки на золотнике, поэтому в зависимости от направления потока масла в отводном отверстии они могут работать как в предохранительном так и в редукционном режимах. Аппараты содержат корпус 1, двухкромочный переливной золотник 4,вспомогательный клапан 7, крышку 9, пружины 6 и 8,и регулировочный винт 10. масло из напорной линии Р подводится в полость 16 и далее через щель между корпусом и кромкой и поступает в полость15 соедененную с уравновешивающим цилиндром линией А. полость 15 каналами в корпусе соединена с нижними торцовыми полостями 2 и 12 золотника 4 и через малое отверстие 3 в золотнике с верхней торцовой полостью 11,откуда масло через клапан 7 может поступить в полость 13,соедененную со сливной линией Т. Таким образом, когда поток масла входит в уравновешивающий цилиндр(движение вверх),регулятор работает аналагично редукционному клапану непрямого действия, а при движении вниз - подобно предохранительному клапану непрямого действия, пропускающему масло в бак из линии А через щель между корпусом и кромкой 14 золотника. Поскольку при работе в обеих режимах давление определяется настройкой одного и того же клапана 7 ,усилие уравновешивания остается практически постоянным(в том числе и при остановке рабочего органа),а наличие положительного перекрытия по дросселирующим кромкам 5 и 14 исключает возможность потока Р-Т.

 

Схемы установки дросселей

Дроссели позволяют изменить расход масла проходящего через гидролинию.

Масло от нерегулируемого насоса 1 через дроссель 2, распределитель 4 поступает в рабочую полость цилиндра, а из противоположной полости сливается в бак и движение штока цилиндра регулируется с помощью дросселя, который ограничивает расход масла, поступающего в цилиндр. Оставшееся масло сливается в масло через предохранительный клапан 5. Последний настроен на давление  достаточное для преодоления максимально возможной нагрузки Р на штоке цилиндра.

Типовая схема установки дросселя на входе:

 

Так как через клапан 5 постоянно проходит часть потока масла, насос постоянно работает под максимальным давлением независимо от нагрузки. Расход масла через дроссель: .                                         

- площадь проходного сечения дросселирующей щели в ;

 - перепад давлений в МПА;

при  - расход зависит от  ;

В рассматриваемом гидропроводе 

Расход масла через дроссель и скорость движения штока будут изменяться в зависимости от нагрузки Р на штоке:

Расход Q зависит от нагрузки на штоке Р.

 

Схема установки дросселя на выходе:

 

 

Р – давление в штоковой полости.

 

Установка дросселя в ответвлении:

 

 в этом случае расход и скорость зависят от нагрузки Р, причем в большей степени.

Схема с дросселем на выходе обеспечивает более плавное движение рабочего цилиндра и может использоваться в гидроприводах с изменяющимся направлением действия нагрузки. Однако при применении этой схемы возрастает опасность рывков штока цилиндра в направлении подачи в момент запуска гидропровода в работу. При всех схемах установки расход и скорость зависят от нагрузки, что затрудняет получение малых расходов и скоростей, так как для этого приходится уменьшать площадь проходного сечения  , что приводит к ее быстрому засорению.

 

Дроссель

 

Дроссели состоят из следую­щих основных деталей: корпуса 1, втулки 2, втулки-дросселя 3, винта 4, валика 6, лимба 8, контргайки 7, пробки 11 , пружины 10, указателя оборотов 5 и штифта 9. Масло из гидро­системы подводится к отверстию «Подвод» аппарата, проходит через дросселирующую щель, образованную фасонным отвер­стием во втулке 2 и торцом втулки-дросселя 3 (вид Б), и отводится через отверстие «Отвод». Расход регулируется путем осевого перемещения втулки-дросселя 3 с помощью винта 4 в одну сторону и пружины 10 — в противоположную. Винт поворачивается от лимба 8 через валик 6. Между винтом и валиком установлена втулка с зубчатым зацеплением. Полному осевому перемещению втулки-дросселя соответствуют четыре оборота лимба, что позволяет плавно регулировать расход масла. После каждого полного оборота лимб с помощью штифта 9 поворачивает на 1/4 оборота указатель 5, на торце которого имеются цифры 1—4 . Самопроизвольный поворот указателя предотвращает шариковый пружинный фиксатор. Треугольная форма проходного сечения при малых открытиях уменьшает опасность засорения.

 

Регуляторы расхода

 

Регуляторы расхода  представляют собой комбинацию дросселя с регулятором  поддерживающий постоянный перепад давления на дросселирующие щели, благодаря чему фактически исключена зависимость расхода от нагрузки.

 

Состоит из деталей 2-11, которые аналогичны деталям дросселя, втулка 18, золотник 20, пружина 13. Масло проводится в  подвод, через отверстие 19 во втулке 18 частично перекрывая рабочей кромкой золотника 20 и отверстие 16 в этой же втулке к дросселирующей щели втулки 2, а затем к отверстию отвод. Золотник 20 находится в равновесии под действием усилия пружины 13 и усилий от давления масла  в его торцовых полостях 15 и 21 соединенных с полостью 17 входа в дросселирующую щель, от давления в полости 14 соединен с выходом из дросселирующей щели с помощью канала в корпусе показанного пунктирной линией. При осевых перемещениях золотника изменяется гидравлическое сопротивление отверстия 19 благодаря чему давление Р на входе в дросселирующую щель понижается по сравнению с давлением подводимой линией. Уравнение равновесия сил действующих на золотник в статике имеет вид:  .

        - давление на выходе из дросселирующей щели;

        - площадь поверхности золотника в полостях 14,15,21 соответственно;

           - усилие пружины 13.

       Учитывая, что , - перепад давлений на дросселирующей щели 

       Так как вход золотника 20 мал и изменение Р пружины незначительны, при увеличении  золотник смещается вправо, при уменьшении – влево. Автоматы стабилизирующие  и поддерживают постоянство установленного расхода в широком диапазоне изменения давлений в подводимом и отводимом отверстиях.

 

Схема применения регулятора расхода:

 

Регулятор расхода 5 подключен на выходе из цилиндра, масло подаваемое насосом 1 под давлением определяется настройкой предохранительного клапана 2 поступает через распределитель 3 в поршневую полость цилиндра 4, а из штоковой полости через распределитель и регулятор расхода сливается в бак. Регулятор обеспечивает постоянство скорости движения цилиндра независимо от напора Р.

 

Делители потока

 

Применяются для разделения потока масла на две равные (неравные) части с целью синхронизации движения гидродвигателей независимо от действия на них нагрузки.

  

Состоит из корпуса 4, делительного золотника 2 со сменными диафрагмами 1, уравнительного золотника 3 .При равном давлении в отводах золотники 2 и 3 находятся в средних положениях, перепады давления на диафрагмах одинаковы и поток масла из подводного отверстия делясь на две равные части поступает в отводные линии. Если давление в первой из отводимых линий(например в правой) увеличивается, возрастает давление в правой торцовой полости золотника 3 ,последний смещается влево увеличивая сопротивление в дросселирующей щели 5 и уменьшается сопротивление щели 6 до тех пор пока давление на выходе из диафрагмы 1 не станет равным, причем возможные ошибки компенсируются за счет дополнительного осевого смещения золотника 2 изменяющего дросселирование потока в щелях 7 и 8 так как делительная ступень работает при незначительной разности давлений в отводах и трение исключают путем вращения золотника 2 под действием потока масла проходящего через тангенциальное отверстие 9 т.е. обеспечивает высокую точность деления. При установке диафрагм с различными проходными сечениями достигается деление потока на неравные части.

 

Типовая схема применения делителя потока

Делители потока 2 обеспечивают синхронное движение цилиндров 5 и 6 в обе стороны. При выключенных магнитах распределителей 4 и 7 насос частично разгружается. При переключении распределителей вправо цилиндры синхронно подымаются. Однако из-за ошибки деления один из цилиндров например 6, первый подает к упору, при этом делитель перекроет поток масла в поступающий цилиндр 5 и цилиндр также остановится. Давление в системе возрастает. Откроется клапан 8 и перепустит часть масла в бак давая возможность цилиндру 5 дойти до упора.

 

 

Конечные выключатели 9 дают сигнал на реверсирования движения. Клапаны 3 и 8 настраиваются на давление превышающее рабочее. Однако ниже давления предохранительного клапана 1. Клапан 9 исключает возможность опускания цилиндра под действием силы тяжести.

Дросселирующие гидрораспределители

 

Дросселирующие гидрораспределители – это регулирующие гидравлические аппараты, меняющие расход и направление потока масла в нескольких линиях одновременно.

В гидрокопировальной системе фрезерного станка стол 1 с обрабатываемой деталью 2 и  корпусом 9 перемещается со скоростью задающей подачи S. Золотник 7 дросселирующего распределителя пружиной 6 прижат через ролик 8 к корпусу 9, а корпус дросселирующего распределителя жестко связан с кареткой 4 несущей инструмент 3. Каретка перемещается цилиндром 5, шток которого закреплен на станине. При смещении золотника 7, например вверх, масло из напорной линии поступает в штоковую полость цилиндра, а поршневая соединяется со сливной линией, в результате чего цилиндр вместе с кареткой 4 и корпусом распределителя перемещается вверх (следует подача S).

 

В зависимости от соотношения осевых размеров поясков золотника и кольцевых канавок корпуса различают распределители с положительным перекрытием, отрицательным перекрытием и нулевым перекрытием.

 

Распределители с положительным перекрытием имеют повышенную зону нечувствительности, так как для открывания дросселирующих щелей необходимо предварительно сместить золотник на величину Х. Это значит что в гидрокопировальной системе станка ухудшится точность обработки. В распределителях с отрицательным перекрытием имеет место значительные перетечки масла из напорной линии в сливную, что приводит к потере мощности, а в ряде случаях – к падению давления в гидросистеме при среднем положении золотника. Отрицательными характеристиками обладают дросселирующие распределители с нулевым перекрытием, однако  нулевое перекрытие возможно лишь теоретически. Если рассмотреть геометрию рабочих кромок (А), можно видеть, что при отсутствии осевого зазора между торцами поверхностей, проходное сечение не равно нулю из-за радиального зазора S(несколько мкм).

 

Электрогидравлические приводы

Широкое распространение в станках и промышленных работах с ЧПУ получили электрогидравлические приводы с управлением от задающих электрических (шаговых) двигателей. Такие двигатели позволяют преобразовывать дискретные электрические сигналы управления, поступающие от электронной системы с ЧПУ, в дискретный поворот выходного вала с определенным углом поворота на каждый импульс, который называется угловым шагом.

Шаговый двигатель обладает высоким быстродействием и развивает на выходном валу крутящий момент, достаточный для перемещения золотника дросселируещего распределителя. Угловой шаг шагового двигателя (типа ШД5-Д1М) составляет 1,5; крутящий момент 40 Н*см; накопленная частота подачи импульсов 8000 имп/с.

Схема электрогидравлического шагового привода вращательного движения (типа Э32Г18-2): 

Электрические управляющие импульсы поступают на шаговый двигатель.

Вращение его выходного вала передается на гайку 1, запрессованную от осевого смещения. В зависимости от направления вращения гайки винт 2, связанный с золотником дросселирующего распределителя РДР, перемещается влево или вправо и сдвигает золотник относительно среднего положения. Масло под давлением направляется в рабочие полости гидромотора (М) так, что направление вращения выходного вала гидромотора совпадает с направлением вращения вала ШД.

Винт 2 своим вторым концом связан с валом гидромотора  (М) через шлицевую муфту 3. Поэтому при вращении этого вала  винт вворачивается в гайку или выворачивается из нее, перемещаясь вдоль оси по направлению к нейтральному положению РДР.

Если вал ШД повернется на какой-либо угол и остановится, то вал гидромотора повернется на такой же угол. Если же вал ШД будет вращаться с постоянной угловой скоростью, то вал гидромотора будет вращаться с такой же частотой,  но с некоторым отставанием по углу (рассогласование по положению). После остановки вала ШД, вал гидромотора (М) «догонит» его и остановится в том же угловом положении с точностью менее одного импульса.

Крутящий момент на выходном валу гидромотора в 100 и более раз превышает момент на валу ШД, поэтому элементы привода, представляют собой гидравлический усилитель крутящих моментов.

 

Линейный электрогидравлический (шаговый) привод

В линейном электрогидравлическом шаговом приводе узел управления полностью унифицирован с приводом вращательного движения.

Схема линейного электрогидравлического шагового привода:

 

Электрические управляющие импульсы подаются на ШД. Поворот вала ШД через гайку 1 и винт 2 вызывает смещение золотника дросселирующего распределителя РДР. Масло под давлением направляется в рабочие полости гидроцилиндра (Ц), поршень и шток гидроцилиндра перемещаются. Гайка 8 с трехзаходной несамотормозящей трапецеидальной резьбой закреплена на поршне.

При работе привода шток соединен с приводным узлом и удерживается от поворота, поэтому при движении поршня гайка 8 перемещается только вдоль оси и вызывает вращение винта 7, который установлен на подшипниках в крышке (Ц) цилиндра. От винта 7 вращение передается через шестерни 6,5,4 и шлицевую муфту 3 винту 2. Винт вворачивается в гайку 1 или выворачивается из нее, смещает золотник РДР в сторону среднего положения.

Если под действием внешней нагрузки шток будет стремиться сместиться из этого положения, то через обратную связь это вызовет смещение золотника.

Это приведет к появлению на поршне дополнительного гидравлического усилия, направленного в сторону, противоположную смещению штока, т.е. на удержание штока в заданном положении.

            В серийных приводах при угловом шаге ШД в 1,5 дискретность перемещения штока в зависимости от комбинации шестерен 4...6 составляет 0,05 или 0,1 мм.

                                                        Гидроприводы протяжных станков

В протяжных станках общего назначения гидравлический привод является основным типом привода (скорость рабочего хода – 11 м/мм, обр. – 20м/м, высокий КПД).

Рабочий цилиндр ЦР, распределители Р1 и Р2 с электрогидравлическим управлением, предохранительные клапана КПР и КПО, регулируемый аксиально поршневой насос НА, двухпоточный пластинчатый насос с секциями

НП1 и НП2, гидроцилиндр вспомогательной каретки ЦВ.

В исходном положении протяжка 15 закреплена в патроне 14 вспомогательной каретки. Заготовка 16 – на столе 17, а шток рабочего цилиндра ЦР с патроном 18, для захвата протяжки находится в переднем положении.

Насос НА установлен в положении нулевой подачи и его выходной и входной каналы соединены между собой через гидролинию 5, распределителя Р1(находится в средней позиции), линию 3 (насос работает на холостом ходу).

Секция НП2 поддерживает давление 1...1,5 МПА в линиях 8 и 9 для питания схем управления Р1 и НА. Это давление ограничивается настройкой клапана КПУ.

Секция НП1 подает масло по линии 10 через фильтры грубой Ф1 и тонкой Ф2 очистки, линию 11 и распределитель Р2 (в среднем положении) на слив.

В исходном положении насос НА  и секция НП1 разгружены, а секция НП2 поддерживает требуемое давление управления. Рабочий цикл начинается с включения Y5. РаспределительР2 переключается влево, масло подводится под давлением в поршневую полость ЦВ через линию 11, 13 через линию 12 в

 

штоковую полость этого цилиндра.

Гидроцилиндр ЦВ оказывается включенным по дифференциальной схеме, поэтому его шток двигается вправо. Протяжка входит в предварительно обработанное отверстие заготовки 16 и передний хвостовик  протяжки закрывается патроном 18. Включаются электромагниты Y7 распределителя Р1 и Y1 механизма управления насоса НА. Распределитель Р1 переключается в левое положение (правый квадрат на условном обозначении), линия 3 соединяется с линией 6, а линия 7 – с линией 5.

Насос устанавливается в положение, при котором под давлением масло нагнетается в линию 2 и далее через Р1 и линию 6 – в переднюю штоковую полость цилиндра ЦР. Поршень цилиндра перемещается вправо. Перед входом калибрующих зубьев протяжки  отключается Y1 и включается Y2.

Направление подачи насоса НА не меняется, а величина подачи уменьшается. Во время рабочего хода масло из поршневой полости ЦР через линию 7, распределитель Р1 и линию 5 частично поступает в насос НА, а остальной расход через линию 4, распределитель всасывания РВ (в правом положении), линию 1 и клапан КПД сливается в бак.

Регулировкой клапана КПД создается противодавление в поршневой полости цилиндра ЦР для демпфирования колебаний. В конце рабочего хода электромашины Y2 и Y7 выключаются, распределитель Р1 переключается в среднее положение (насос НА работает в положении нулевой подачи).

Когда обработанную деталь снимают со станка, дается команда на включение электромагнитаY4 и Y8. Цилиндр ЦР включен по дифференциальной схеме и шток с патроном и протяжкой перемещается влево (до 20м/мм). При этом насос частично всасывает масло из бака через клапан ВК.

Перед входом хвостовика протяжки в патрон 14 отключается электромагнит Y4 и включается Y3, насос НА переключается на меньшую подачу. Распределитель РВ имеет гидравлическое управление и переключается автоматически давлением в линиях 4 и 3. В конце обратного хода отключаются электромагниты Y8 и Y3.

Гидравлические приводы подач при переменных нагрузках

 

Широкое распространение в агрегатных станках и в автоматических линиях получили гидроприводы подач с дроссельным регулированием скорости. Цикл работ работы агрегатной силовой головки включает ускоренный ее подвод к заготовке рабочую подачу, выстой  на упоре и ускоренный отвод в исходное положение.

При включении электромагнита Y2 масло под давление из напорной линии 1 подводится через распределитель З и линию 4 штоковую полость цилиндра из привода головки. Головка ускоренно перемещается в лево, при этом масло их поршневой полости цилиндра через линию 3, открытый золотник ускоренных ходов ЗУ, дроссель скорости ускоренных перемещений ДР, линию 2 и распределитель Р втесняется в сливную линию 5.

В конце ускоренного подвода кулачек, установленный на головке, нажимает на ролик золотника ЗУ и плавно перекрывает переход масла через проточки золотника ЗУ. Поэтому масло из линии 3 может втесняться только через регулятор расхода РР, который отрегулирован на расход соответствующий рабочей подаче головки. В конце рабочего хода головка доходит дол упора. При этом дается время на выстой на упоре для зачистки обработанных торцовых поверхностей.

Потом включается электромагнит Y1 масло под давлением и линии 1 через линию 2, дроссель ДР, обратный клапан КО и линию 3 подводится в поршневую цилиндра Ц, а штоковая  полость через линию 4 и распределитель Р соединяется со сливной линией 5. Пружины устанавливают золотник в среднее положение.

 

Объемное и объемно-дроссельное регулирование скорости

При объемном регулировании жидкость от насоса подводится в гидродвигатель и регулированием рабочей подачи насоса меняется расход и соответственно скорость движения выходного звена гидродвигателя.

 

Если используется нереверсивный регулируемый насос, то для остановки и изменения направления движения требуется распределитель 3.

Предохранительный клапан 5 служит для ограничения давления в тех случаях, когда поршень цилиндра доходит до упора.

При применении реверсивного регулируемого насоса отпадает необходимость в распределителе. Изменение скорости направления движения узла, его остановку выполняет насос.

Объемное регулирование скорости можно выполнить несколькими нерегулируемыми насосами. Подключая эти насосы к напорной линии гпдросистемы поочередно или в различных комбинациях, можно получить требуемый диапазон изменения скорости движения узла в виде ряда ступеней.

Через обратные клапана можно обеспечить в напорной линии семь ступеней расхода. Такой способ регулирования скорости называется также объемно-ступенчатым регулированием.

 

 

Объемное регулирование скорости применяется в гидроприводах станков при мощностях более 10кВт. Промежуточное положение между дроссельным и объемным регулированием занимает объемно-дроссельное регулирование скорости, которое заключается в сочетании ступенчатого изменения расхода за счет переключения насосов с постоянной рабочей подачей и плавного изменения расхода дросселированием в промежутке между ступенями.

  

Схема объемно-дроссельного регулирования, в которой используется двухсекционный насос и регулятор расхода в ответвлении:

Секция 5а насоса с меньшей рабочей подачей подключена к напорной линии 8(1), а вторая секция 5б этого насоса, в зависимости от положения распределителя с ручным управлением, соединяется с линией слива 4(2) или подключается к линии 8(1).

Когда в напорную линию 8 подается масло только от одной секции насоса, то плавное регулирование скорости движения узла в нижней части диапазона скоростей производится регулятором расхода.

Для дальнейшего повышения скорости распределитель переключается в положение, когда секция 5б насоса отключается от линии 6 и подключается к линии 8. Изменением настройки регулятора расхода обеспечивается плавное регулирование скорости.

 

Клапаны усиления зажима

Клапаны усиленного зажима предназначены для поддержания в зажимных устройствах станков постоянного давления, сниженного по сравнению с давлением в гидросистеме, а клапаны с электроконтролем дополнительно выдают электрический сигнал при достижении давления настройки или падения давления ниже настроенного.

 

 

 

Клапан состоит из корпуса 1, золотника 2, крышки 4, пружины 10, втулки 11, винта 7, втулки – седла 12, шарика 3, маховика 8, контргайки 9, пробки 18, указателя 6, шкалы 5, уплотнений или крепежных деталей. Масло подводится к отверстию 16 (линия Р), отверстие 13 соединяется со сливной линией Т, а отверстие 15 (линия А) – с рабочей полостью цилиндра зажима. Поскольку отверстие 15 клапаном 19 связанно с торцовыми полостями 14 и 17, давление в линии А стремится сдвинуть золотник в право, а пружина 10 – влево. При смещении золотника в право его рабочая кромка дросселирует поток жидкости РА, благодаря чему давление в зажимном цилиндре снижается по сравнению с давлением в напорной линии. В процессе работы золотник автоматически устанавливается в положение, при котором, усилие создаваемое давлением в линии А, уравновешивается пружиной.

После зажима детали поток масла в цилиндр прекращается, однако аппарат продолжает поддерживать заданное давление за счет дросселирования потока масла (), поступающего из линии Р в линию Т через дросселирующие кромки золотника.

В клапанах с электроконтролем, при падении давления в цилиндре зажима происходит обратное срабатывание, и в систему управления подается аварийный сигнал. Применения мощной пружины 10 в аппарате прямого действия обеспечивает высокую надежность его работы.

 

Типовые схемы применения клапана зажима:

Из линии Р масло подводится к клапану 1 и далее под давлением, определяемым его головкой (контролируется манометром 4), из линии А через обратный клапан 2 и распределитель 3 поступает в штоковую полость цилиндра 5 зажима, а из его поршневой полости вытесняется в линию Т. Клапан 2 запирает цилиндр при случайном падении давления в гидросистеме. При включении электромагнита распределителя 3 происходит разжим детали, причем рабочих площадей цилиндра усилие разжима превышает усилие зажима, что  обеспечивает надежную работу механизма.

 

Применение самотормозящих передач в механизме зажима обеспечивает надежное крепление заготовки.

 

При зажиме давление подводится из напорной линии через распределитель (Р). Клапан усилия зажима в линию 1 и верхнюю полость цилиндра (Ц)  с меньшей площадью плунжера, а линия 2 соединяется со сливом. Плунжер-рейка цилиндра перемещается вниз, вращает реечное колесо и винт.

Для разжима детали (Р)  распределитель переключается, масло под давлением подводится в линию 2 одновременно в нижнюю полость цилиндра (Ц) (полость разжима) и пружинную торцовую камеру клапана усилия зажима. Клапан полностью открывается и из верхней полости цилиндра масло вытеснется через линию 1, клапан и распределитель не слив.

 

Инструментальные магазины

Для поиска нужного инструмента включается магнит распределителя, масло под давлением по линии 2 и 7 подводится в штоковую полость цилиндра фиксатора. Фиксатор перемещается вправо сжимая пружину 3. Обходит из делительного паза и одновременно перемещает золотник.

По мере движения золотника плавно открываются проходные сечения. Гидромотор начинает вращаться, в соответствующий момент подается команда на выключение электромагнита.

Линия 7 соединена со сливом, фиксатор под действием пружины перемещается влево и упирается в наружную поверхность делительного диска 9. По мере движения влево золотник 10 своими тормозными колесами плавно перекрывает проход масла.

 

Конструкция и эксплуатация компрессоров

Конструкции компрессоров разнообразны и их можно разделить:

1.      Наиболее распространена в МС производствах. Это стационарные одноступенчатые поршневые компрессоры. Могут быть горизонтального и вертикального типа. Рассчитаны на движение 0,6-0,7 МПа.

2.      Передвижные компрессоры, как правило изготавливают одноступенчатые.

3.      Многоступенчатые компрессоры. В этой группе компрессоров воздух до конечного давления сжимается, проходя ряд промежуточных ступеней сжатия. Можно получать давление 1-10 МПа. Находит применение компрессоры пластинчатые:

Сжатый воздух после компрессора может достигать температуры 100  и более. При такой температуре он не должен подаваться в магистральный воздухопровод. Для снижения его температуры устанавливают холодильники. Охлаждение осуществляется водой.

 

Воздухосборники и воздуховоды.

Воздухосборники устанавливают между холодильниками и воздухопроводной сети. Они служат для сглаживания пульсации потока воздуха поступающего из компрессора и отделения воды и масла содержащихся в сжатом воздухе. Наибольшее распространение получили вертикальные воздухосборники, для лучшей сепарации(разделение ) масла и влаги. Вход воздуха делают средней части воздухосборника, а выход в верхней части. Внутри воздухосборника устанавливают воздухосборник заставляющий изменять направление движение воздуха. Определяют в зависимости от производительности компрессора. Обычно Объем в 25-40 раз больше Объема цилиндра компрессора.

Воздуховоды предназначены для передачи сжатого воздуха к месту употребления. Важной характеристикой является потери давления  которые не должны превышать 5-10% рабочего давления. В воздуховодах рекомендуется скорость воздуха от 6-12 м/с.

Воздуховод изготавливается из стали, меди, алюминия и эстетических материалов.

Прокладка должна идти с уклоном 1к 200 по направлению воздуха, чтобы обеспечить сток воды, образующийся от конденсации воздушных паров. При монтаже следует учитывать, чтобы не образовывалось мест в которых скапливается вода или масло.

 

Очистка сжатого воздуха

В сжатом воздухе поступающем от компрессора всегда содержится вода, минеральное масло, различные кислоты и мех частицы.

Источником  загрязнения сжатого воздуха маслом может быть смазочный материал компрессора. Высокая температура в поршневом пространстве компрессора приводит к наростообразованию и термическому разложению масла. В результате масло частично окисляется. Степень очистки воздуха классифицируется и установлено 15 классов чистоты. С целью снижения вредного влияния загрязнений применяют теплообменные и конденсатоотводящие устройства и различные очистные устройства (поглотители, фильтры, масло и влагоотводители).

Охлаждение воздуха осуществляет чистку сжатого воздуха от механических включений. Проводит при помощи различных пористых перегородок наз фильтрацией. Наибольшее применение получили металлокерамические и тонковолокнистые фильтрующие материалы.

Металокерамические материалы могут обеспечивать фильтрацию частиц от 1 до 80 микронов.

Фильтры из тонковолокнистых материалов способны очищать от частиц 0,1 – 0,5 мкм. Очистку сжатого воздуха с использованием инерционных сил проводит центробежные аэродинамические устройства:

 

 

Регулирование давления

Для снижения и регулирования давления применяют редукционный пневмоклапаны.

В исходном состоянии клапан 6 прижат пружиной 5 к 4. Сжатый воздух под давлением Р1 подается на вход. Пружина 2 через толкатель 7 отжимает клапан 6 образуя с седлом клапана 4 кольцевую щель для прохода сжатого воздуха под давлением Р2 к выходу. Сила пружины 2 уравновешивается силой давления сжатого воздуха действующего на мембрану 7. Если давление на выходу упадет ниже заданной величины, то указанное равновесие нарушится, мембрана 1 прогнется и через толкатель 7 отогнет клапан 6. Увеличивая проход дял воздуха компенсируя давление на выходе.

Равновесие вновь остановится. Давление на выходе  редукционного пневмоклапана поддерживается постоянно и определяется натяжением пружины 2.