Глава I . Принцип действия гидравлического следящего привода . . 7

1. Принцип действия простейшего гидравлического следя­щего привода с копировальным управлением... 7

2. Погрешность воспроизведения, нечувствительность и устойчивость привода. Основные понятия.... 9

3. Принцип действия электрогидравлического следящего привода с копировальным управлением..... И

4. Принцип действия гидравлического следящего привода с ЧПУ.............. 17

5. Классификация гидравлических следящих приводов. 24

Глава II. Построение схем гидравлических следящих приводов дрос­сельного регулирования с копировальным управлением.. 27

6. Однокоординатные однокаскадные приводы.... 27

7. Однокоординатные многокаскадные приводы... 42

8. Многокоординатные приводы. Масштабное копирование 44

Глава III. Построение схем гидравлических следящих-приводов с ЧПУ 51

9. Приводы дроссельного регулирования с аналоговыми системами ЧПУ........... 51

10. Приводы объемного регулирования с фазовой системой ЧПУ.............. 59

11. Приводы дроссельного регулирования с импульсной сис­темой ЧПУ............ 67

12. Приводы дроссельного регулирования релейного управ­ления с кодовой системой ЧПУ....... 73

13. Копировальные приводы дроссельного регулирования с системами ЧПУ........... 76

Глава IV. Золотниковые элементы управления в гидравлических сле­дящих приводах............ 82

14. Основные виды статических и динамических характерис­тик гидропривода и его элементов...... 82

15. Однокаскадные золотниковые гидравлические усилите­ли. Конструкция и основные характеристики... 87

16. Конструкции электрогидравлических преобразовате­лей — усилителей, построенных на основе однокаскад-ных золотниковых гидроусилителей. Электрогидравличе­ские усилители момента.........122

17. Двухкаскадные золотниковые гидроусилители...130

Глава V. Элементы управления с сопло-заслонкой в первом каскаде

усиления.............. 133

18. Гидроусилитель сопло-заслонка....... 133

19. Конструкция двухкаскадных гндроусилителей сопло-за­слонка—золотник с электроуправлением... • 141

20. Уравнения движения типового электрогидравлического преобразователя........... 151

21. Основные характеристики электрогидразлическнх пре­образователей........... 156

Глава VI. Силовые элементы гидравлических следящих приводов. 163

22. Гидроцилнндры. Модуль объемной упругости реальной жидкости............ 163

23. Гидромоторы. Особенности характеристик гидромоторов ролико-лопастного типа......... 172

24. Насосные установки для приводов дроссельного регули­рования. Автоматическое регулирование подачн насоса при постоянном давлении......... 186

25. Насосные установки для приводов объемного регули­рования........... '. 194

Глава VII. Точность воспроизведения и устойчивость одноконтурных гидравлических следящих приводов дроссельного регулнро-⁴ вання............... 199

26. Погрешность воспроизведения и нечувствительность в установившемся режиме движения. Коэффициент по­лезного действия........... 199

27. Определение устойчивости гидравлических копироваль­ных следящих приводов с четырехщелевым управляю- > _;-~ щнм золотником на основе метода гармонической ли­неаризации. Области возможного динамического состоя­ния  .............. 207

28. Влияние основных параметров на устойчивость гидрав­лических следящих приводов........ 223

29. Сравнение качества приводов, построенных по различ­ным схемам. Особенности применения паромоторов. 232

30. Методика расчета основных параметров одноконтурных гидравлических следящих приводов...... 235

Глава VIII. Пути улучшения статических и динамических свойств гид-равлнческих следящих приводов. Безредукторные приводы станков с ЧПУ............. 243

31. Методы повышения точности и устойчивости однокон­турных гидравлических следящих приводов. Введение нелиненностей............ 243

32. Повышение точности и жесткости гидраалических еле-. • дящих приводов введением обратной связи по скорости 249

33. Некоторые вопросы динамики гидравлических следящих приводов с обратной связью по скорости....

34- Особенности безредукторных гидравлических следящих 261 приводов с гидромоторами и конструирование электро­гидравлических приводов для станков с ЧПУ... 270

35. Выбор основных параметров электрогидравлических следящих приводов с обратной связью по скорости. - 280

Список литературы................ 286

ВВЕДЕНИЕ

Начало промышленного применения следящего привода в станках относится к 1940—1950 гг. В этот период на основе сле­дящего привода были разработаны автоматизированные копиро­вальные станки, которые по сравнению с обычным универсаль­ным оборудованием позволили значительно снизить трудоемкость изготовления деталей. К этому времени относится также разра­ботка основ теории гидравлических следящих приводов в соче­тании с копировальными системами управления.

Применение следящих приводов значительно расширилось в 1950—1960 гг. в связи с появлением станков с числовым про­граммным управлением (ЧПУ). При переходе от копировального к числовому программному управлению в системе управления изменился программоноситель (шаблон заменила магнитная лен­та пли перфолента) и вид устройств, преобразующих заданную программу во входные сигналы управления следящим приводом.

Количество внедренных в промышленность СССР и США-станков с ЧПУ начало быстро возрастать начиная с 1958— 1960 гг., причем они получили широкое распространение практи­чески во всех отраслях машиностроения. Применение станков с ЧПУ дало значительный экономический эффект и позволило высвободить большое количество универсального оборудования. Эффективность станков с ЧПУ по отечественным и зарубежным данным характеризуется следующим: рост производительно­сти— на 200—600%; количество заменяемых универсальных станков 3—8; повышение времени резания в общем времени обработки до 50—80% (универсальные 15—35%); сокращение сроков подготовки производства и технологической оснастки; уменьшение брака; обеспечение взаимозаменяемости.

Опыт использования станков с ЧПУ в промышленности пока­зал, что рациональная область их применения расширяется при усложнении характера обработки: повышении точности, ухуд­шении условий обрабатываемости и т. п. Важным аспектом эф­фективности использования станков с ЧПУ является сокраще­ние потребности в высококвалифицированных станочниках — универсалах.

Применение оборудования с ЧПУ позволяет по-новому орга­низовать производство. Можно выделить три основных направ­ления научной организации труда при внедрении станков и оборудования с ЧПУ—привлечение инженерного состава к непо­средственному процессу изготовления деталей на станке, коренное изменение характера многостаночного обслуживания, осуществление управления цехом станков с ЧПУ от одного пуль­та и обеспечение круглосуточного использования оборудования при работе обслуживающего персонала главным образом в одну, наиболее продуктивную смену на основе создания автоматиче­ских линий из станков с ЧПУ и т. п. Числовое программное управление, элементом которого является следящий привод, ста­ло универсальным средством автоматизации станков и оборудо­вания широкого применения. В результате этого следящий привод из специального устройства относительно немногочисленных [копировальных станков превратился в настоящее время в универсальное, средство приведения в движение рабочих органов станков и оборудования. Можно ожидать, что следящий привод, станет доминирующим приводом станков и оборудования.

Из известных следящих приводов (электрического, гидравли­ческого, пневматического) в отечественных копировальных станках с числовым программным управлением наиболее широкое применение нашел гидравлический привод (термин «гидравли­ческий привод» включает понятие привода с исполнительным гидродвигателем, который может иметь различные средства уп­равления: механические, электрические, пневматические и др.).

Гидропривод обладает малой инерционностью подвижных частей, что обеспечивает его высокое быстродействие и дает возможность быстро реверсировать и тормозить станок. Кроме того, привод имеет небольшие массу и габаритные размеры (в 3—10 раз меньше электропривода); обеспечивает плавный ход рабочих органов машин, особенно при использовании сило­вых гидроцилиндров; отличается долговечностью механизмов вследствие самосмазываемости; имеет простую и надежную конструкцию гидромеханических устройств, позволяющую про­извести его отладку или устранить неисправности, возникающие в процессе эксплуатации. Подобно тому, как переход от шабло­на к числовой программе кардинально изменил структуру систе­мы управления, переход от следящего копировального к следя­щему приводу с числовым программным управлением повлек из­менение структуры привода, связанной с введением преобразо­вателей видов энергий, новых внутренних связей, новых конст­руктивных решений и т. п. При общем принципиальном подобии работы следящего привода в условиях копировального и число­вого программного управления изменились методы выбора ос­новных параметров, расчета оптимальных условий работы и т. п.

В связи с новыми требованиями к следящим гидроприводам металлообрабатывающих станков в данной работе особое вни­мание уделяется средствам повышения точности, быстродействия, экономичности приводов и надежности их работы, а также созданию прямых безредукторных приводов подач.

ГЛАВА I.