Введение
Основные принципы действия гидроприводов

Под гидроприводом понимают совокупность устройств (в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей), предназначенную для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением. В качестве рабочей жидкости в станочных гидроприводах используется минеральное масло.
Гидроприводы широко применяются в современном станкостроении. Они позволяют существенно упростить кинематику станков, снизить их металлоемкость, повысить точность, надежность работы, а также уровень автоматизации. Производство гидроприводов в промышленно развитых странах расширяется. С 1961 по 1978 г. мировое производство гидрооборудования увеличилось на 770%, а станков—лишь на 170%
Основные направления развития отечественного станочного гидропривода заключаются в улучшении энергетических и эксплуатационных характеристик гидрооборудования, повышении его быстродействия, расширяющемся применении следящего и пропорционального дистанционного управления, обеспечивающих связь современных электронных систем с узлами гидропривода.
Широкое использование гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах силовых исполнительных двигателей. Уже сейчас удельные параметры объемных гидромашин достигают значений 0,5 — 1,8 хг/кВт, а в будущем планируется их дальнейшее уменьшение. Это облегчает компоновку гидроприводов в механизмах. Благодаря малой инерционности подвижных частей гидроприводы имеют высокое быстродействие. Практика показывает, что на гидромотор приходится обычно не более 5 % момента инерции приводимого им механизма, а для гидроцилиндра этот показатель может быть еще лучше, поэтому время их разгона и торможения не превышает обычно нескольких сотых долей секунды.
Гидравлические приводы обеспечивают при условии хорошей плавности движения широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости исполнительных двигателей.
Важное достоинство гидроприводов — возможность работы в динамических режимах при частых включениях, остановках, реверсах движения или изменениях скорости, причем качество переходных процессов может контролироваться и изменяться в нужном направлении. Этим объясняется широкое использование гидравлики в станках с возвратно-поступательным движением рабочего органа (шлифовальные, протяжные, строгальные, долбежные, хонинговальные и др.).
Гидропривод позволяет надежно защитить систему от перегрузки, что дает возможность механизмам работать по жестким упорам, при этом обеспечивается точный контроль действующих усилий путем регулирования давления прижима. Это свойство используется в зажимных и фиксирующих механизмах станков, в гидроприводах устранения зазоров, системах уравновешивания и т. п. Гидроцилиндр в гидроприводе позволяет получить прямолинейное движение без каких-либо кинематических преобразований.
К достоинствам гидроцилиндра следует отнести также предельную простоту конструкции, высокий КПД(0,95 — 0,98), малую собственную инерционность, возможность выбора определенногосоотношения скоростей прямого и обратного хода и надежность. В современных станках с высокой степенью автоматизации цикла в ряде случаев требуется обеспечить до нескольких десятков различных движений. Использование гидропривода позволяет удобно вписать в механизмы компактные гидродвигатели (гидроцилиндры или гидромоторы) и соединить их трубопроводами или шлангами с насосной установкой, имеющей, как правило, один или два насоса. Такая система открывает широкие возможности для автоматизации цикла, контроля и оптимизации рабочих процессов, применения копировальных, адаптивных или программных систем управления, легко поддается модернизации, состоит, главным образом, из унифицированных изделий, серийно выпускаемых специализированными заводами.
К основным преимуществам гидроприводов следует отнести также достаточно высокое значение КПД, повышенную жесткость благодаря большому модулю упругости масла, незначительным сжимаемым объемам и герметичности рабочих камер гидродвигателей, самосмазываемость и долговечность.
Наряду с указанными выше преимуществами, гидроприводы имеют и недостатки, которые ограничивают их использование в станкостроении.При течении минерального масла по "трубопроводам и каналам гидросистемы возникают потери на трение и утечки, снижающие КПД гидропривода и вызывающие разогрев рабочей жидкости, насосной установки и гидроагрегатов. Внутренние утечки в узлах гидропривода из линий высокого давления в линии низкого давления неизбежны, так как подвижные элементы (золотники, плунжеры, клапаны, поршни и т. п.) насосов, гидродвигателей и .аппаратов чаще всего уплотняются за счет малых зазоров между трущимися поверхностями. В опре деленных допустимых пределах эти утечки незначительно снижают КПД и суще ственно улучшают условия смазывания. Наибольшую опасность представляют на ружные утечки, приводящие к повышенному расходу масла и загрязнению рабочего места. Современная техника позволяет создать гидроприводы без малейших наруж ных утечек, однако, по имеющимся сведениям, в промышленных гидроприводах вследствие утечек ежегодно теряется до 500 тыс. т масла (в мировом объеме), что требует существенного улучшения качества уплотнительных устройств и повыше ния культуры обслуживания гидроприводов. Надежная работа станочных гидроприводов может быть гарантирована только при надлежащей фильтрации рабочей жидкости. Необходимость применения фильтров тонкой очистки повышает стоимость гидроприводов и усложняет их техническое обслуживание, однако эти недостатки компенсируются значительным ростом долговечности оборудования. Технические параметры гидросистем резко ухудшаются при попадании воздуха и воды в минеральное масло. Изменение вязкости минерального масла при его разогреве приводит к изменению пропускной способности дросселирующих устройств и, как следствие, — к изменению скорости движения рабочих органов. Это явление особенно опасно в гидроприводах агрегатных станков и автоматических линий с жестким циклом работы оборудования. Узлы гидропривода, как правило, весьма трудоемки в изготовлении, что требует применения специального оборудования и освоения их централизованного производства на специализированных заводах. В связи с наличием внутренних утечек, средствами гидравлики трудно реализовать точную координацию нескольких движений рабочих органов. Эта задача может решаться лишь с применением достаточно сложных гидравлических устройств (например, электрогидравлических шаговых приводов). В некоторых отраслях промышленности возможность использования минераль ного масла в гидроприводах исключается по соображениям пожарной безопасности. Применение негорючих рабочих жидкостей удорожает гидроприводы.
Для отладки, технического обслуживания и ремонта гидрофицированных стан ков наряду со специалистами по механике и электротехнике (электронике) нужен еще специалист-гидравлик.
Критический, анализ преимуществ и недостатков приводов различного типа применительно к конкретным условиям того или иного станка позволяет обо снованно выбрать оптимальное техническое решение. При этом следует иметь в виду, что применение в станке промежуточного энергоносителя (минерального масла) целесообразно лишь в тех случаях, когда преимущества гидропривода имеют решающее значение; если привод станка одинаково успешно может быть реализован средствами; гидравлики или электрики, предпочтение должно быть отдано последней. Опыт показывает, что наиболее эффективно применение гидро привода в металлорежущих станках с возвратно-поступательным движением рабочего органа, копировальными и следящими системами; в высокоавтоматизированных многоцелевых станках типа «обрабатывающий центр», агрегатных станках и автоматических линиях. Гидроприводы целесообразно использовать в механизмах подач, автоматической смены инструмента, гидрокопировальных суппортах, транспортных устройствах, устройствах уравновешивания, гидроразгруз ки, фиксации, устранения зазоров, механизмах зажима, а также в приводах вспо могательных станочных механизмов, служащих для переключения блоков шестерен, привода смазочных насосов, блокировок, уборки стружки и т. п. Гидроприво дами оснащаются в настоящее время более половины выпускаемых в мире промышленных роботов.При правильных конструировании и эксплуатации гидроприводов их недо статки могут быть сведены к минимуму, однако для этого нужно хорошо знать унифицированные узлы станочного гидропривода, централизованно изготовля емые отечественными специализированными заводами.
Следует иметь в виду, что заводы постоянно работают над повышением, технического уровня выпускаемой ими продукции, поэтому в зависимости от времени выпуска в конструкцию и габаритные размеры узлов гидропривода могут вноситься некоторые изменения. Ежегодно подлежит изменению и номенклатура централизованно изготовляемых узлов, в связи с чем ее необходимо уточнять по действующим номенклатурным справочникам.
В книге описаны предназначенные для эксплуатации в закрытых помещениях на стационарных машинах узлы станочного гидропривода, которые созданы в основном сотрудниками ЭНИМСа (Г. И, Каменецким, И. 3. Зайченко, Б. Л. Ко робочкиным, Л. С. Столбовым, К. В. Зайцевой, В. А. Меркуловым, А. Д. Бол тянским, В. Н. Сегалом, Г. М. Ивановым, Г. П. Зубовым и авторами), а также ряда других организаций, указанных в приложении 3.

Гл. 1, 2, 10 и раздел «Устройства для очистки масла» гл. 7 написаны А. А. Усовым, остальной материал — В. К. Свешниковым.

Ссылка1|Ссылка2|Ссылка3|Ссылка4|Ссылка5|Ссылка6|Ссылка7|Ссылка8|Ссылка9|Ссылка10