4.6.3 Пневмогідравлічні й гідравлічні приводи
При механізації та автоматизації виробничих процесів у ряді випадків треба застосовувати великі затискні зусилля. Цим вимогам найбільше відповідають гідравлічні приводи, тому що вони можуть розвивати тиск до 8МПа; їх робоче середовище (масло) практично нестисливе, тому такі приводи можуть застосовуватися не тільки для керування силовими механізмами, але і для точних переміщень робочих органів верстата і рухомих частин пристрою. Масляне середовище в системі забезпечує належне змащення силових вузлів і апаратури, а також виключає неполадки, що виникають у пневматичних системах у результаті конденсації водяних пар (іржа і забруднення). Крім того, конструктивне виконання гідравлічних приводів при високому тиску в системі дозволяє застосовувати робочі циліндри невеликого діаметра (20...50мм), що забезпечує їх компактність у порівнянні з пневматичними приводами.
Пневмогідравлічні приводи складаються з перетворювача, що підвищує тиск, апаратури і робочих гідроциліндрів, які затискають оброблювану заготовку. Принципова схема такого приводу показана на рис.4.44. Привод являє собою камеру, заповнену маслом. Шток 2 пневматичного циліндра, що є плунжером гідравлічної системи, входить у камеру і витісняє масло, тиск якого передається робочому плунжеру 1 привода, який діє на затискний пристрій.
Рис.4.44 – Принципова схема пневмогідравлічного приводу
Пневмогідравлічні перетворювачі тиску працюють від мережі стиснутого повітря і за принципом роботи підрозділяються на перетворювачі прямої і послідовної дії.
Перетворювач прямої дії складається з блоку з пневматичним і гідравлічним циліндрами, а перетворювач послідовної дії - з двох блоків з пневматичним і гідравлічним циліндрами, причому спочатку спрацьовує перший блок (низького тиску), що забезпечує попереднє закріплення оброблюваної заготовки, а потім другий блок (високого тиску), що здійснює остаточний затиск заготовки. Застосування перетворювачів скорочує споживання стиснутого повітря в порівнянні зі звичайними пневматичними приводами на 90...95.
На рис.4.45, а показаний загальний вигляд пнемогідравлічного привода для лещат з перетворювачем прямої дії. При натисканні на розподільний кран 1 стиснуте повітря надходить у порожнину циліндра 2, що жорстко зв'язаний шпильками 5 з нерухомою губкою 8 лещат. Шток 4 гідроциліндра давить на торець ковзного на шпильках 5 верстата 3 і переміщує його справа наліво. Стакан переміщує гайку 7 з гвинтом 10, а разом з ним і рухому губку 9 лещат. При переключенні розподільного крана повітря іде в атмосферу, а пружина, яка укладена в стакан 6, відводить рухому губку; дві інші пружини повертають у вихідне положення поршні. Тиски встановлюють на розмір оброблюваної деталі обертанням гвинта 10.
Рис.4.45 - Загальний вигляд пневмогідравлічного приводу для лещат з перетворювачем прямої (а) і послідовної (б) дії
На рис. 4.45, б показаний загальний вигляд пневмогідравлічного привода для лещат з перетворювачем послідовної дії. У цій конструкції губка 2 лещат нерухома, а губка 3 переміщується штоком поршня 4 гідроциліндра. З чотириходового розподільного крана 11 стиснуте повітря через штуцер 9 подається в порожнину А циліндра низького тиску і переміщує поршень 5 вправо. Під тиском поршня масло з порожнини В через радіальні отвори Г надходить у порожнину Д і переміщує поршень 4 разом з губкою 3, здійснюючи попередній затиск встановленої в лещатах оброблюваної заготовки. При переключенні крана повітря через штуцер 8 подається в порожнину Б. При переміщенні поршня 6 з плунжером 7 циліндра високого тиску вліво отвори Г перекриваються, тиск у порожнині Д підвищується і відбувається остаточний затиск заготовки із силою 7,5кН.
Щоб зняти оброблену заготовку, спочатку стиснуте повітря переключенням крану подають у порожнину А, тим самим повертаючи поршні 5 і 6, а також поршень 4 гідроциліндра разом з губкою 3 у вихідне положення, а потім у порожнину Е, звідки через штуцер 10 повітря повертають у систему. Пристрої встановлюють на розмір обертанням гвинта 1.
Гідравлічний привод являє собою незалежну гідравлічну установку, що складається з електродвигуна, насоса, резервуара для мастила, а також апаратури керування і регулювання. Ця установка залежно від потужності може обслуговувати один верстат, групу верстатів чи цілу дільницю.
На рис.4.46 показаний розріз гідроциліндра для затиску оброблюваних заготовок на токарних і револьверних верстатах. Гідроциліндр складається зі статора (корпуса) з укріпленими на ньому упором 2, кришками 7 і 10 і однолопатевого ротора 3 з лопаткою 4, встановленого і закріпленого за допомогою двох шпонок на гайці 9. Гайка, змонтована в статорі на двох роликопідшипниках 13, зв'язана з гвинтом 11, в який вгвинчена трубка 12, що з'єднує гідроциліндр з патроном.
При підведенні мастила в ліву чи праву порожнину статора 1 ротор 3 з лопаткою 4 повертається до упора 2 і обертає гайку 9, яка, у свою чергу, переміщає гвинт 11 із трубкою 12; гвинт сковзає в шліцьовому отворі кришки 10 статора. Масло по гумових шлангах підводиться до прийомної муфти 5, установленої на двох шарикопідшипниках, змонтованих на валику 6. Валик запресований у кришку 7 статора і має канали для подачі мастила в ліву чи праву порожнину статора. Оскільки прийомна муфта 5 не обертається, то в її сполученні з валиком 6, який обертається разом з циліндром, передбачена посадка із зазором, розрахованим на деякий мінімальний витік мастила.
Рис.4.46 –Гідроциліндр для затиску оброблюваних заготовок на токарних і револьверних верстатах
Усі підшипники кочення змазуються за рахунок витоку мастила, що накопичується в прикріпленому до муфти 5 кожуху 8 і по мастилопроводу надходить в бак гідроагрегата. Відсутність у мастилорозподілячу тертьових поверхонь ковзання дозволяє вести обробку з великою частотою обертання шпинделя.
Гідроагрегат з електродвигуном і насосом включають тільки при зупиненому верстаті, а створене на кулачках патрона затискне зусилля зберігається у процесі обробки завдяки самогальмуванню гвинтової пари (деталі 9 і 11). Для попередження одночасного включення електродвигунів верстата і насоса передбачена електроблокування.
Гідроциліндри, які застосовують у верстатних пристроях, нормалізовані. Вони підрозділяються на циліндри, що вбудовуються в конструкцію пристроїв, і циліндри агрегатовані. Циліндри першої групи залежно від способу кріплення з корпусом пристрою поділяються на п'ять типів: з різьбовим кріпленням, із кріпленням лапками, із шарнірним кріпленням (хиткі циліндри), із заднім і переднім фланцевими кріпленнями. Кожен тип циліндрів виконується як двобічної, так і однобічної дії з поворотною пружиною.