Работа схемы гидропривода

Перед включением пресса студенты по описанию и действующему гидроприводу должны изучить расположение и назначение основных узлов, последовательность включения распределителей схемы гидравлического привода пресса, указанной на рис. 1.

Гидравлической жидкостью для пресса является турбинное масло марки Л; в летнее время для увеличения вязкости в него добавляется до 25% авиационного масла. Масло заливается в маслобак 20, в который опущены всасывающие трубы от двух насосов и сливные трубы для слива масла из коммуникаций.

Пресс имеет два маслонасоса – шестерёнчатый насос 19 низкого давления (4,5 МПа) и большой производительности (50 л/мин) и эксцентриковый трёхпоршневой насос 21 высокого давления (20 МПа) и небольшой производительности (5 л/мин). Оба насоса смонтированы на одной оси электродвигателя, который на схеме не показан.

После включения в работу электродвигателя насосы подают масло тремя потоками: а) от шестерёнчатого насоса, б) от двух поршней эксцентрикового насоса, в) от одного (среднего) поршня эксцентрикового насоса.

К рассматриваемому нами агрегату также относятся приборы, регулирующие давление в гидравлических цилиндрах пресса. Этими приборами являются два золотниковых трёхпозиционных распределителя 12 и 23. Первый обслуживает рабочий (главный) цилиндр, а второй – цилиндр выталкивателя.

Управление распределителем сводится к перемещению золотника под давлением масла из нейтрального (среднего или исходного) положения в левое или правое положение. На схеме золотники у обоих распределителей показаны в среднем положении. Передвижение золотников производится при помощи гидравлических переключателей – пилотов (8 и 13 – на 12; 24 и 22 – на 23) и электромагнитов к ним (Э2 и Э1 – на 12; Э4 и Э3 – на 23).

При включении электромагнита золотник пилота опускается и открывает путь маслу в торцевую камеру золотника соответствующего распределителя.

При отключении электромагнита золотник соответствующего пилота под действием пружины поднимается и открывает путь стока масла из торцевой камеры золотника распределителя в маслобак. Когда работает эксцентриковый насос высокого давления, линия питания гидравлических пилотов маслом, показанная на схеме жирной линией, всегда находится под давлением около 1 МПа, так как масло на неё поступает от двух поршней насоса 21.

До начала работы пресса студенты должны рассмотреть положение всех частей гидравлической схемы привода пресса в пяти рабочих положениях: исходное положение, смыкание и разъём пресса, подъём и опускание масла выталкивателя.

Исходное положение. Как уже указывалось, в исходном положении золотники занимают среднее положение. При включении электродвигателя оба насоса начинают подачу масла. Масло, подаваемое шестерёнчатым насосом 19 низкого давления, проходит через золотниковый клапан 18, называемый охолостителем низкого давления, обратный клапан 17 и поступает во внутренние каналы правой части золотника распределителя 12. Отсюда оно свободно направляется через сливную линию в маслобак 20. При этом насос 19 развивает небольшое давление, достаточное лишь для преодоления сопротивления в гидрокоммуникациях и каналах гидроаппаратуры. Поток масла, нагнетаемый двумя поршнями насоса высокого давления 21, поступает в двухклапанный золотниковый распределитель 16, называемый охолостителем промежуточного давления. Здесь поток масла проходит через два подпружиненных обратных клапана 1 и 11 и поступает во внутренние каналы правой части золотника распределителя 23. Пройдя их, он поднимается наверх, где в тройнике смешивается с маслом, нагнетаемым шестерёнчатым насосом. Общий поток масла проходит через внутренние каналы золотника распределителя 12 и сливается в маслобак.

Поток масла, нагнетаемый одним поршнем маслонасоса, смешивается в тройнике с потоком масла высокого давления, прошедшим охолоститель 16, и далее движется вместе с ним по рассмотренным выше коммуникациям на слив в маслобак.

Смыкание пресса. Для смыкания пресса включают электромагнит Э1 главного трёхпозиционного золотникового распределителя 12. При этом поршень пилота открывает путь маслу из линии управления в правую торцовую камеру распределителя 12. Под давлением потока масла золотник распределителя перемещается в крайнее левое положение, где правая боковая шейка золотника располагается у напорного маслопровода и соединяет его с линией подачи масла через управляемый дроссель 5 в верхнюю полость Р главного рабочего цилиндра 6. Под действием масла дифференциальный (рабочий) поршень 7 начнёт опускаться вниз. При этом масло, находящееся в нижней (штоковой) полости цилиндра 6, будет вытесняться через подпорный клапан 9 в золотник распределителя 12. Этот золотник показан отдельно (поз. 14).

В распределителе 12 масло проходит налево вдоль левой боковой шейки золотника, поступает в обратный клапан 10 и далее через тройник в рабочую полость цилиндра 6, смешиваясь с маслом, нагнетаемым насосами 19 и 21; небольшое количество масла через дроссельную шайбу 11 уходит в маслобак.

Подпорный клапан 9 предназначен для предотвращения свободного выхода масла из штоковой полости цилиндра 6 и, следовательно, исключает самопроизвольное опускание подвижной плиты 3 пресса и пуансона пресс-формы, так как пресс не имеет ретурных цилиндров.

Когда до смыкания пресс-формы (на рис. 1 она не показана) остаётся несколько миллиметров, кулачок 4, установленный на плите 3 и опускающийся вместе с ней вниз, входит в соприкосновение со штоком золотника дросселя 5 и передвигает его вдоль оси налево, сжимая при этом его наружу. При передвижении золотник дросселя постепенно перекрывает сечение проходного канала для масла и поэтому давление масла на участке между насосом и дросселем начинает повышаться. При некотором (около 1,5 МПа) давлении масла происходит автоматическое отключение потока масла, подаваемого шестеренчатым насосом, путём направления потока на слив в маслобак. Таким образом, насос 19 теперь будет работать вхолостую. Это переключение потока производит золотниковый клапан 18, который называется охолостителем низкого давления. На левую, торцевую, часть его золотника давит масло, а на правую – пружина. Регулируя величину поджатия пружины, производят переключение потока при нужном давлении.
С этого момента в рабочую полость цилиндра 6 масло нагнетает только малопроизводительный эксцентриковый насос 21. Поэтому скорость смыкания пресса (а следовательно, и пресс-формы) резко уменьшается, что необходимо при прессовании изделий из мелкодисперсных пресс-порошков.

Если прессуется материал, для которого не пользуются замедленным смыканием пресс-формы, то кулачок 4 отводится в нерабочее положение, исключающее его контакт со штоком дросселя 5.

Прессуемый материал оказывает сопротивление опусканию рабочего плунжера 7 пресса. Это приводит к увеличению давления в рабочей полости главного цилиндра. Когда давление доходит до 10 – 15 МПа, т.е. когда практически уже произошло смыкание пресс-формы и насос должен только компенсировать утечки в гидравлической системе пресса, пружина золотника распределителя 16 сжимается и он перемещается налево, открывая путь для слива масла, нагнетаемого двумя поршнями насоса 21, в маслобак. Таким образом, теперь оба поршня насоса 21 работают вхолостую, поэтому распределитель 16 называется охолостителем промежуточного давления. После замыкания пресс-формы необходимое давление в рабочем цилиндре (с учётом компенсации утечек) поддерживается работой одного (среднего) поршня насоса 21. В это время масло из штоковой полости цилиндра 6 может свободно сливаться в маслобак через дроссельную шайбу 11 с отверстием диаметром 2 мм.

Рабочее давление масла в гидросистеме, а, следовательно, и усилие, создаваемое главным плунжером или выталкивателем, регулируется натяжением пружины предохранительного клапана 15.

Разъём пресса. Для разъёма пресса включают электромагнит Э2, и золотник распределителя 12 перемещается в крайнее правое положение. При этом рабочая полость цилиндра 6 через правую шейку золотника соединяется с линией слива масла в маслобак. Штоковая полость цилиндра через левую шейку золотника соединяется с нагнетательной линией насосов. Подвижная плита и рабочий плунжер пресса быстро поднимаются при помощи масла, подаваемого шестерёнчатым насосом 19, так как при этом преодолеваются только их вес и сила трения в уплотнениях. После выключения электромагнита Э2 подъём подвижной плиты прекращается. Её произвольному опусканию под действием силы тяжести препятствует подпорный клапан 9 и золотник распределителя 12.

Подъём выталкивателя. Подъём выталкивателя производится после включения электромагнита Э3 и перемещения налево золотника распределителя 23. При этом поток масла с напорной линии насосов проходит через правую наружную шейку золотника и поступает в нижнюю (рабочую) полость P₁ цилиндра выталкивателя. Под давлением масла плунжер 1 выталкивателя начинает подниматься. Масло, находящееся в штоковой полости Ш цилиндра 2, поступает в H-об-
разный внутренний ход в правой части золотника и, пройдя его, смешивается с маслом, подаваемым эксцентриковым насосом в рабочую полость цилиндра 2. Вследствие этого скорость заполнения полости Р увеличивается и скорость подъёма выталкивателя возрастает.

Опускание выталкивателя. Для опускания выталкивателя включают электромагнит Э4. При этом золотник распределителя 23 устанавливается в крайнем правом положении. Теперь штоковая полость цилиндра 2 соединяется с нагнетательной линией насоса 21 через правую шейку золотника, а рабочая полость цилиндра 2 – со сливной линией в маслобак через левую шейку золотника.

Отчёт по работе

1. Краткие сведения о назначении индивидуальных и групповых гидравлических приводов.

2. Кинематические схемы основных узлов гидроприводов и электроконтактного манометра.

3. Эскизы основных деталей распределителей и насосов.

4. Проект гидропривода по рис. 1, выполненный с учётом ГОСТ 2.781–96.

Контрольные вопросы

1. Назначение гидропривода.

2. Области применения индивидуального безаккумуляторного привода и группового насосно-аккумуляторного привода.

3. Типы аккумуляторов.

4. Принцип действия шестерёнчатого, эксцентрикового, плунжерного и ротационно-плунжерного насосов.

5. Схемы золотниковых, клапанных, крановых и шпиндельных распределителей.

6. Предохранительные и охолостительные распределители.

7. Применяемые давления жидкости в системе управления золотниковых распределителей.

8. Методика расчёта давления жидкости в подпорном клапане, предотвращающем самопроизвольное опускание подвижной плиты.

9. Величина радиального зазора между золотником и корпусом распределителя.

10. Нормальный ряд применяемых давлений рабочей жидкости.