Гидростатические направляющие металлорежущего станка - SU982867A1

Изобретение относится к станкостроенин ) и предназначено для использования в металлорежущих станках, имеющих гидростатические направляющие. Известна гидростатическая опора металлорежущего станка, содержащая включенные последовательно между смазочной канавкой гидростатической опоры и источником питания дроссель настройки и управляемый ступенчатый дроссель. К источнику питания подключено реле- давления . Гидростатическая опора ос.нащена управляющим устройством, содержащим дополнительное реле давления и ступенчатый золотник, имеющий одинаковое с управляемым дросселем число ступеней. Торцовые камеры ступеней золотника расположены в той же последовательности, что и торцовые камеры управляемого сту-. пенчатого дросселя. Диаметры ступеней золотника, примыкающие к торцовым камерам , соответственно пропорциональны диаметрам ступеней управляемого дросселя , примыкающих К его торцовым камерам. Все торцовые камеры золотника соединены с торцовьши камерами управляемого дросселя, расположенными в той же последовательности . При этом с источником питания связана торцовая камера, примыкающая к концевой распределительной ступени золотника. В противоположных торцовых камерах золотника установлены пружины, упирающиеся в корпус, а золотник гидролинией связан с реле давления. В такой конструкции при нарущении стабильности смазочного слоя в опоре, вызванного, например, засорением или заеданием управляемого дросселя, повреждением в гидролиниях и т. д., обеспечивается аварийный останов привода станка 1. Однако такое техническое решение пригодно для односторонних гидростатических опор направляющих и не может быть использовано для двусторонних гидростатических направляющих, так как управление последними осуществляется регуляторами, связанными между собою попарно гидравлическими связями. Известны двусторонние гидростатические направляющие металлорежущего станка, содержащие базовые и противоположно им расположенные замыкающие гидростатические опоры, состоящие из плунжеров, взаимодействующих торцовыми

поверхностями с плавающей планкой, и камеры, примыкающей к противоположным торцам плунжеров, а также дроссели настройки , соединенные с источником питания и замыкающей опорой, реле давления и двухступенчатым золотником. Золотник установлен в автономном корпусе с зазором между двумя подпружиненными щайбами , упирающимися в корпус. При этом больщая торцовая, средняя и меньшая торцовая камеры соединены гидролиниями соответственно с выходом первого дросселя настройки, выходом второго управляемого дросселя и источником питания. Отношение поперечных сечений плунжеров замыкаюшей опоры к эффективной площади этой опоры равно отношению площади поперечного сечения концевой дросселирующей ступени первого управляемого дросселя к площади поперечного сечения средней ступени первого управляемого дросселя, а также отнощениям площадей поперечных сечений концевой наддросселирующей ступени и средней ступени первого управляемого дросселя, концевой дросселирующей ступени и концевой недросселирующей ступеней второго управляемого дросселя, меньшей и большей ступеней золотника и на единицу меньше отношения площадей поперечных сечений средней и концевой недросселирующей «ступеней второго управляемого дросселя.

Опоры гидростатических направляющих оснащены регуляторами, каждый из которых имеет соединенные между собой дроссель настройки и управляемый трехступенчатый дроссель с контролирующим устройством , имеющим реле давления, и подключенные к нему ступенчатые золотники 2.

Недостатком данного устройства является то, что в случае его использования (без регулятора замыкающей опоры) в односторонней гидростатической опоре необходимо заменить имеющееся контролирующее устройство на контролирующее устройство , выполненное по другой гидравлической схеме.

Целью изобретения является упрощение конструкции и унификация за счет сокращения номенклатуры аппаратов управления .

Указанная цель достигается тем, что один из золотников контролирующего устройства выполнен трехступенчатым, при этом площадь поперечного сечения средней ступени больше площадей поперечного сечения крайних - гладкой и распределительной ступеней. Контролирующее устройство и регуляторы выполнены в отдельных корпусах и размещены на коммутирующей гидропанели, соединенной гидролиниями с гидростатическими опорами и источНИКОМ питания.

Посредством коммутирующей гидропанели все камеры управляемого трехступенчатого дросселя каждого регулятора односторонних гидростатических опор, образующих гидростатические направляющие, соединены соответственно со всеми камерами золотника контролирующего устройства , расположенными в той же последовательности , а концевая камера, примыкающая к распределительной ступени золотника , соединена с источником питания.

Посредством коммутирующей гидропанели концевая камера контролирующего устройства, примыкающая к торцу распределительной ступени золотника, соединена с источником питания, а соседная с ней промежуточная камера - с входом в дроссель настройки регулятора замыкающей опоры двусторонних опор, образующих гидростатические направляющие металлорежущего станка, а противоположная концевая камера, примыкающая к торцу ступени трехступенчатого золотника, и прилегающая к ней промежуточная камера - с входом дросселя настройки регулятора базовой опоры.

На фиг. 1 приведены гидростатические направляющие металлорежущего станка, образованные двусторонними опорами; на фиг. 2 - контролирующее устройство; на фиг. 3 - гидростатические направляющие металлорежущего станка, образованные односторонними опорами; на фиг. 4 - блок управляющих устройств, общий вид;

Гидростатические направляющие металлорежущего станка, образованные двусторонними , базовой и замыкающей, гидростатическими опорами содержат параллельные направляющие поверхности 1 и 2 на неподвижном узле 3, например станине. Перемещаемый узел 4, например суппорт металлорежущего станка, расположен на неподвижном узле 3. На перемещаемом узле 4 имеются поверхности 5 и б, контактирующие через смазочные слои толщиной HI и hj с Направляющими поверхностями 1 и 2 неподвижного узла. На поверхности 5 имеется смазочная канавка 7, соединенная гидролинией 8 с управляющим устройством. Совокупность поверхности со смазочной канавкой 7 является базовой опорой.

На поверхности 6 выполнена смазочная канавка 9, соединенная гидролинией 10 с управляющим устройством. Совокупность поверхности 6 со смазочной канавкой 9 является замыкающей опорой.

Поверхность 6 выполнена на компенсационной планке 11. Кроме компенсационной планки конструкция содержит также замыкающую планку 12.

В расточках на торцах плунжеров 13 образуется камера 14, связанная с управляющим устройством гидролинией 15.

Управляющее устройство состоит из двух регуляторов-регулятора базовой опоры и регулятора замыкающей опоры.

Регулятор базовой опоры состоит из дросселя настройки 16 и управляемого дросселя, содержащего три ступени 17-19. На концевой ступени 17 выполнена винтовая канавка 20. Регулятор замыкающей опоры состоит из дросселя настройки 21 и управляемого дросселя, содержащего три ступени 22-24. На концевой ступени 24 выполнена винтовая канавка 25.

Смазочная канавка 7 базовой гидростатической опоры связана с камерами 26 ir27 и источником питания через винтовую канавку 20 управляемого дросселя регулятора базовой опоры, концевую камеру 28 и дроссель настройки 16. Смазочная канавка 9 замыкающей гидростатической опоры через дроссель настройки 21, винтовую канавку 25 управляемого дросселя регулятора замыкающей опоры и концевую камеру 29 связана с источником питания.

Концевая камера 30 также связана с источником питания, камеры 31 и 32 - со сливом.

Камера 14 связана с гидролинией, соединяющей управляемый дроссель регулятора замыкающей опоры с дросселем настройки 21. Камера 33 обратной связи управляемого дросселя регулятора замыкающей опоры также связана с гидролинией, соединяющей управляемый дроссель регулятора базовой опоры с дросселем- настройки 21.

Ступенчатый золотник контролирующего устройства расположен в отдельном корпусе 34 и содержит три ступени - 35-37, расположенные с некоторым зазором в осевом направлении между двумя щайбами 38 и 39, прижатыми к корпусу 34 пружинами 40 и 41. В ступени 37 выполнены осевое 42 и радиальное 43 сверления, а в корпусе 34 - круговая канавка 44.

Двухпозиционный золотник 45 прижат пружиной 46 в крайнее правое положение.

Указатель 47, расположенный на конце двухпозиционного золотника 45, в этом положении утоплен в корпусе 34.

Камера 48 связана отверстием с круговой канавкой 44.

Дроссель 49 соединяет камеру 48 со сливом. Через этот дроссель осуществляется слив утечек. В корпусе 34 выполнена также круговая канавка 50, соединенная с реле давления (не показано).

Описанное .управляющее устройство сочетается с контролирующим устройством с помощью гидролиний. Гидролиниями связаны следующие камеры: 28 с 51 и 52, 14 с 53. Камеры 29, 30 и 54 соединены с источником питания.

Устройство работает следующим образом .

При изменении нагрузки происходит изменение зазора h,, что, в свою очередь, приводит к изменению давлений в камерах

26 и 28, а также в камере 27. Оба управляемых дросселя перемещаются, длины их винтовых канавок, дросселирующих масло, изменяются, следовательно, изменяется и расход масла, поступающего в смазочные

канавки 7 и 9. Причем это изменение расхода осуществляется по дифференциальной зависимости, т. е. при увеличении расхода масла, поступающего в смазочную канавку 9, уменьщается длина винтовой канавки и д наоборот. Следовательно, давления в смазочных канавках 7 и 9 изменяются таким образом, чтобы уравновесить изменившуюся нагрузку. Так как смазочные канавки 7 и 9 связаны соответственно с камерами 28 и 33 обратной связи управляемых дросселей,

5 то перемещение этих дросселей прекращается , как только все их элементы окажутся в равновесном состоянии.

При правильном функционировании всех элементов устройства управляемые дроссели всегда находятся в равновесном состоя НИИ. Данное состояние обеспечивается исключительно воздействием масла на торцовые поверхности их ступеней. Если же эти ступени хотя бы одного из управляемых дросселей окажутся под воздействием каких-либо дополнительных сил, например сил повышенного трения, реакции одного из жестких упоров (управляемый дроссель находится в крайнем положении) и т. п., то алгебраическая сумма сил, возникающая вследствие воздействия масла на торцовые

0 поверхности ступеней данного управляемого дросселя, не будет равна нулю, следовательно в этом случае устройство функционирует ненормально. Не будет равна нулю и алгебраическая сумма сил, возникающая от воздействия масла на торцовые поверхности ступеней 35-37 трехступенчатого золотника. Он отклонится от нейтрального положения в ту или другую сторону, сжимая пружину 40 или 41. Масло поступит в круговую канавку 44 и из нее в камеру 48. Двухпозиционный золотник 45, сжимая пружину 46, переместится, указатель 47 выйдет наружу, указывая тем самым, что в данной гидростатической опоре или в ее управляющем устройстве возникла неисправность; камера 48 соединится с укруговой канавкой 50, которая связана гидролинией с реле давления. Реле давления сработает, сигнализируя тем самым о возникновении неисправности.

На фиг. 2 обозначены давления, подводимые от управляющего к контролирующему устройству. Если управляющее устройство состоит из регулятора базовой опоры и регулятора замыкающей опоры, то подводятся давления Р, Р.| и P (на фиг. 2 эти обозначения заключены в скобки). Описанное управляющее устройство без регулятора замыкающей опоры может быть использовано для работы с односторонней гидростатической опорой. Работа регулятоpa базовой опоры с односторонней гидростатической опорой не отличается от его работы с базовой опорой двусторонней гидростатической опоры. Для контроля функционирования может быть использовано описанное контролирующее устройство, которое связано гидролиниями с регулятором базовой опоры. Рассматриваемое управляющее устройстворегулятор базовой опоры сочетается с контролирующим устройством с помощью гидролиний . Гидролиниями связаны следующие камеры: 55 с 51, 56 с 52, 57 с 54. Камеры 54 и 57 связаны также с источником питания . На фиг. 2 обозначены давления, подводимые от управляющего устройства - регулятора базовой опоры к контролирующему устройству. В этом случае подводятся давления Р, Р( и Р . Рассмотренное техническое решение позволило выполнить управляющее устройство в виде пакетов (фиг. 4), содержащие; с.чедующие модули: регулятор базовой опоры 1, контролирующее устройс1во 2 и регулятор замыкаюп1ей опоры 3, которые устанавливаются на гидропанели 4. f-Ia фиг. 4 приведен общий вид конструкции блока управляющих устройств, состояп;его из трех полных пакетов модулей и предназначенного для стабилизации смазочных слоев в трех двусторонних гидростатических опорах направляющих, 5 и 6 - винты дросселей настройки. В случае использования блока для стабилизации смазочных слоев в односторонних гидростатических онорах напрдвляющих на гидропанели 4 должны быть установлены только регуляторы базовой оноры 1 и контролирующие устройства 2. Рассмотренная конструкция является универсальной. Она может быть использована для стабилизации толщины смазочного слоя в гидростатических опорах направляющих , размеры которых охватывают практически весь необходимый для гидростатических направляющих диапазон. Данная конструкция позволяет значительно упростить технологию изготовления гидростатических направляющих: направляющие могут быть выполнены из, чугуна, при этом опасность их задиров в случае отказа гидростатики .сводится к минимуму. Возможно, что появление этих устройств даст толчок к значительно большему распространению гидростатических направляющих Замена направляющих качения, имеющих стальные каленые направляющие и танкетки, на гидростатические, выполненные из чугуна и оснащенные предлагаемыми устройствами, наряду с повышением жесткости и , виброустойчивости станков ПОВЫСИТ их технологичность и снизит себестоимость . Формула изобретения . Гидростатические направляюп ие металлорежущего станка, образованные гидростатическими опорами, содержащими подвижную и неподвижную части, и оснащенные регуляторами, каждый из которых имеет соединенные между собой дроссель настройки и управляемый трехступенчатый дроссель с контролирующим устройством, имеющим реле давления и подключенные к нему ступенчатые золотники, торцовые камеры которых связаны гидролиниями с торцовыми камерами ступеней управляемых ступенчатых дросселей ре1уляторов, отличающиеся тем, что, с целью упрощения и унификации направляющих за счет сокрапления номенклатуры аппаратов управления, контролирующее устройство и регу.шторы выполнены в отдельных корпусах и размещены на коммутирующей гидропанели, соединенной гидролиния.мн с гидростатическими опорами и источником пита1п-1Я. причем один из ЗОЛОТ1П1КОВ контролирующего устройства выполнен трехступенчатым с площадью поперечного сечемия средней ступени больше площадей поперечного сечепия крайних-гладкой и расиределительной. 2.Направляющие по п. 1, отличающиеся тем, что посредством коммутирующей гидропанели все камеры управляе: 1ого трехступенчатого дросселя каждо1Ч) регу .лятора соединен) соответствепно со ;се.и камерами золот1 ика контролирующего стройства , расположенными Б той же последовате; ьности , а концевая камера, римь кающая к рас 1ределитель 1ой ступени золотника , соединена с источником г итания. 3.Направляюплие но п. 1 с гидростатическими опорами, отличающиеся тем, что посредством коммутирук)дей гидропапели концевая камера коптролиру О дего устройства , примыкающая к рас 1ределительпой ступени золотника, соединена с источником питания, соседняя с ней промежуточная камера - с входом в дроссель настройки регулятора замыкающей опоры, а противоположная концевая камера, примыкающая к торцу гладкой ступени трехступенчатого золотника, и 1)илегаю дая к ней про .межуточная камера - с входом дросселя настройки регулятора базовой опоры. Источники инфор.мации, принятые во вни.мание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Я 749621, кл. В 23 Q 1/02, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 3007682/25-08, кл. В 23 Q 1/02, 1980 (прототип). 1/6

3S J5 /ЛУ Д cL J /

fo

J/ 19 гэ

фиг.) Н Щ 53 5 L / /

Фиг 2 aSjreffuff 8 43 /.д / / //

////// /r ;: ;

т //// /АГ//////.

57

I

PH I

фиг. д