Типы шаговых электрогидроприводов

В приводах станков с ЧПУ широкое применение в качестве исполнительных и управляющих элементов получили шаговые электродвигатели ШД-4, ШД-5. Конструктивная схема электрогидропривода, состоящего из шагового электродвигателя и гидравлического усилителя моментов (ГУМ), показана на рис. 102, а. Шаговый электродвигатель ШД отрабатывает импульсы, поступающие из системы ЧПУ. При обработке импульса вал 1, поворачиваясь, через редуктор 2, заставляет вращаться винт 3, ввернутый в гайку 4, жестко соединенную с ротором гидромотора 5. При неподвижном гидромоторе поворот винта заставит соединенный с ним золотник 8 переместиться, например, вправо от среднего положения, в результате чего в трубопроводе 6, идущем от золотника к гидромотору, повысится давление, а в трубопроводе 7 — понизится и образовавшийся перепад давления создаст крутящий момент на гидромоторе. Поворачиваясь, ротор гидромотора повернет гайку 4, которая через винт 3 возвратит золотник в среднее положение. При непрерывной подаче импульсов на шаговый электродвигатель вал гидромотора будет вращаться со скоростью, пропорциональной частоте импульсов, и золотник будет смещен от среднего положения на величину, обеспечивающую пропуск масла, необходимого для вращения гидромогора.

В приводе с золотником осевого перемещения исключен ряд недостатков конструкции гидроусилителя момента с поворотным золотником. Так, вследствие изменения передаточного отношения редуктора и шага винтовой пары представляется возможным в широких пределах изменять коэффициент усиления в прямой цепи воздействия и в обратной связи привода. В результате длину рабочего окна и его проходное сечение выполняют достаточным для пропуска больших потоков масла к гидродвигателю, и, таким образом, гидравлическая часть привода не лимитирует скорость привода.

Структурная схема привода с гидроусилителем момента и импульсной системой ЧГ1У для одной координаты приведена на рис. 102, б. Устройство ЧПУ (УЧПУ) выдает импульсы, которые в электронном кодовом преобразователе ЖП усиливаются и преобразуются в форму, необходимую для управления ШД. Управление посредством преобразователя ВП и гидрораспределителя ГР приводит к повороту вал гидромотора ГМ. Через редуктор Р и шариковую пару сообщается движение рабочему органу станка Р₀. Штрихпунктирной линией обозначен следящий привод, имеющий внутреннюю обратную связь по положению. Цена импульса в приводе определяется по уравнению:

где ϕ_И — размер угла поворота ШД, соответствующего одному импульсу, град; і_ШД — передаточное отношение редуктора Р_ШД между ШД и винтовой парой; і_Р — передаточное Отношение редуктора; р_{Х. В} — шаг ходового винта.

Наибольшая скорость движения привода определяется по уравнению:

υ_MAX = t_Иf_MAX

где f_MAX — наибольшая частота подачи импульсов. При цене импульса t_И — 0,01 мм составляет при набросе скорости скачком υ_{Р MAX} = 1200 мм/мин, При ПЛЭВНОМ разгоне Пуск шах = 4800 мм/мин, что близко к требованиям, предъявляемым к приводам современных станков.

Привод с поворотным золотником осевого перемещения и импульсной системой ЧПУ так же, как и привод с поворотным золотником, имеет ограниченную точность в связи с тем, что привод разомкнут (нет обратной связи по перемещению от рабочего органа) и возможна потеря импульсов.

Промышленность выпускает электрогидравлическне шаговые приводы подач (гидроусилители) для металлорежущих станков типа Э32Г18-3 и электрогидравлическне поворотные следящие приводы типа СП. Приводы предназначены для перемещения рабочих органов станков и других машин с ЧПУ в соответствии с электроимпульсами, подаваемыми на вход. Величина перемещения определяется числом поданных импульсов, а скорость — частотой их следования. Приводы работают на чистых минеральных маслах с кинематической вязкостью от 20 до 2000 Ст при температуре от 3 до 50 °С. Температура окружающей среды от 5 до 40 °С. Тонкость фильтрации 10 мкм. Приводы состоят из аксиально поршневого гидромотора, следящего устройства Г соединенного с валом гидромотора и шагового электродвигателя. По виду конца выходного вала гидроусилители выпускаются с цилиндрическим концом (ЭГ32Г18-32; Э32Г18-33; Э32Г18-34; Э32Г18-35); с коническим концом (32Г18-32К; Э32Г18-ЗЗК; Э32Г18-34К; Э32Г18-35К).

Электрогидравлический поворотный следящий привод тина СИ предназначен для осуществления поворотных движений механизмов промышленных роботов, станков, прессов и других машин различного технологического назначения по программе, поступающей на привод в виде электрических сигналов от задающего устройства.

В состав привода входят:

• поворотный гидродвигатель типа ДПГ;
• дросселирующий распределитель типа УГЭ8;
• регулируемый дроссель;
• предохранительные клапаны;
• переходные плиты и редуктор с датчиками обратной связи.

Величина скорости вращения выходного вала и его направление определяются величиной и полярностью электрического сигнала, поступающего на обмотку управления дросселирующего распределителя.