Гидропривод металлорежущих станков

московский 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ 
УНИВЕРСИТЕТ 

Р Е Д А К Ц И О Н Н Ы Й 

С
О
В
Е
Т 

И З Д А Т Е Л Ь С Т В О 
М О С К О В С К О Г О 
Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н О Г О 
ГОРНОГО 
У Н И В Е Р С И Т Е Т А 

Председатель 

Л. А. 
ПУЧКОВ 
президент 
МГГУ, 
чл.-корр. 
РАН 

Зам. 
председателя 

Л.Х. 
ГИТИС 
директор 
Издательства 
МГГУ

Г 

Члены 
редсовеша 

И В. 
ДЕМЕНТЬЕВ 
академик 
РАЕН 

А.П. 
ДМИТРИЕВ 
академик 
РАЕН 

Б.А. 
КАРТОЗИЯ 
академик 
РАЕН 

А.В. 
КОРЧАК 
академик 
МАН 
ВШ 

М.В. 
КУРЛЕНЯ 
академик 
РАН 

В. И. ОСИПОВ 
академик 
РАН 

В.Л. 
ПЕТРОВ 
академик 
МАН 
ВШ 

Э.М. 
СОКОЛОВ 
академик 
МАН 
ВШ 

КН. 
ТРУБЕЦКОЙ 
академик 
РАН 

ВА. 
ЧАНТУРИЯ 
академик 
РАН 

Е.И. 
ШЕМЯКИН 
академик 
РАН 

И.Л. Пастоев 
В.Ф. Еленкин 
В Ы С Ш Е Е Г О Р Н О Е 
О Б Р А З О В А Н И Е : 
У Ч Е Б Н О М Е Т О Д И Ч Е С К О Е 
И З Д А Н И Е 

ГИДРОПРИВОД 

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ 

ПРАКТИКУМ 

Допущено 
Учебно-методической 
комиссией 
специальностей 
«Горные 
машины 
и оборудование» 
и «Технология 
художественной 
обработки 
материалов» 
в качестве 
методических 
указаний 
для студентов 
вузов, обучающихся 
по специальности 
261001 «Технология 
художественной обработки 
материалов» 

МОСКВА 
ИЗДАТЕЛЬСТВО 
МОСКОВСКОГО 
ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 
2008 

УДК 532:622 
ББК 30.123 
П 19 

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к гаданиям книжным 
для взрослых. СанПиН 1.2.1253—03», утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в 
сфере защиты прав потребителей № 
77.99.60.953.Д.008501.07.07 

Экспертиза 
проведена 
Учебно-методической 
комиссией 
специальностей «Горные машины и оборудование» 
и «Технология 
художественной 
обработки 
материалов» 
(выписка 
из протокола 
№ 1 от 
24.01.2008 г.) 

Резензенты: 
• доц. В.Ф. Сандалов (МТУ) 
• проф. М.С Островский (МГГУ) 

Пастоев ИЛ., Еленкин В.Ф. 

П 19 
Гидропривод металлорежущих станков. Практикум. — 
М.: Издательство Московского государственного горного 
университета, 2008. — 110 с : ил. 

Изложена методика выполнения практических и лабораторных 
работ по дисциплине «Гидропривод металлорежущих станков». 

Рассмотрен принцип действия, конструкция, методика расчета основных параметров насосов, гидродвигателей, устройств 
управления гидроприводами металлорежущих станков. 

Приведена методика экспериментального определения регулировочной и механической характеристик гидропривода с 
объемным регулированием. 

Для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения». 

УДК 532:622 
ББК 30.123 

© И.Л. Пастоев, В.Ф. Еленкин, 
2008 

© Издательство МГГУ, 2008 
© Дизайн книги. Издательство 
МГГУ, 2008 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Настоящее 
учебное 
пособие 
содержит 
методические 
указания по выполнению практических и 
лабораторных 
работ 
по 
дисциплине 
«Гидропривод 
металлорежущих 
станков» для студентов, обучающихся по специальности 
151001 «Технология машиностроения». 

Гидравлический привод в современных 
металлорежущих станках находит широкое применение. Это обусловливается его особенными свойствами, к которым 
можно 
отнести следующие: 

• 
в гидроприводе входной элемент (насос) и выходной (гидродвигатель) кинематически развязаны. Это позволяет создавать компактные конструкции станков; 

• 
гидропривод обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости движения рабочих органов станка; 

• 
надежно защищает механизмы и детали от перегрузок; 

• 
позволяет без специальных преобразователей 
получать поступательное движение исполнительных механизмов; 

• 
гидропривод имеет относительно низкую инерционность, что позволяет легко реверсировать гидродвигатели; 

• 
позволяет просто решать вопрос надежной 
смазки 
всех механизмов и направляющих станка. 

Наиболее 
эффективно 
применение 
гидропривода 
в 
станках с возвратно-поступательным движением рабочего 
органа, в высокопроизводительных многоцелевых станках, 
агрегатных станках и автоматических линиях, гибких производственных 
системах. 
Гидроприводы 
используются 
в 
механизмах подач, смены инструмента, зажима, 
копиро
5 

вальных суппортах и в других механизмах. 
Гидроприводами оснащаются более трети выпускаемых в мире промышленных роботов. 

Применение гидропривода в современных 
металлорежущих станках с повышенными скоростями перемещения 
рабочих органов обеспечивает плавное и активное гашение 
инерционных сил. 

В качестве рабочей жидкости в гидроприводах металлорежущих 
станков 
применяются 
минеральные 
масла 
с 
вязкостью и = (0,1+2) х 1 0

_ 4 м
 
2 / с . 

Настоящее пособие позволяет студент}

1' изучить принцип действия и конструкцию основных элементов гидропривода металлорежущих станков, освоить методы расчета 
их параметров, 
изучить основные типы 
гидроприводов, 
применяемых в станках, освоить расчет их характеристик, 
научиться читать и составлять их принципиальные 
гидравлические схемы. 

В помощь студентам в данное пособие включены таблицы условных 
обозначений элементов 
гидропривода 
и 
размерностей физических величин в системах С И и СГС, 
используемых в гидроприводе. 

РАЗДЕЛ I 

НАСОСЫ 

В станкостроении получили широкое применение нерегулируемые пластинчатые насосы двойного действия типа 
Г12 и БГ12 различной модификации, применяемые в токарных, сверлильных, фрезерных и шлифовальных станках. Насосы типа Г12 работают на номинальном давлении 
6.3 М П а с различной подачей от 6 л / м и н (1*10

- 4 
м

3 / с ) 
до 204 л / м и н (3,4*10~

3 м

3 / с ) . Номинальная частота вращения этих насосов 960 о б / м и н , объемный К П Д находится в диапазоне 0,79 
— 0,95. Насосы типа БГ12 работают 
на номинальном давлении 12,5 МПа, подача их составляет 
5.4 — 100 л / м и н . или (0,09 — 1,6)х10
 
3 м

3 / с , объемный 
К П Д находится в пределе 0,72 — 0,9. Наряду с этими насосами 
применяются 
также регулируемые 
пластинчатые 
типа Г12-5М и Н П л Р . 

Насосы типа Г12-5М работают на давлении 6,3 М П а с 
подачей 25,5 — 108 л / м и н при объемном К П Д в диапазоне 0,85 - 
0,9. 

Шестеренные насосы типа Г11 (без торцевых компенсаторов утечек) применяются для вспомогательных перемещений, централизованной смазки и охлаждения. 
Они 
работают при давлении 1,3 МПа. Насосы типа Н Ш с торцевыми компенсаторами применяются в силовых 
агрегатах. Они работают при давлении 10 МПа. 

В металлорежущих станках находят широкое применение поршневые насосы, например, в строгальных и протяжных станках применяются радиально-поршневые, 
а в 
копировально-следящих системах и в автоматических линиях находят применение аксиально-поршневые насосы. Эти 
насосы имеют высокие гидравлические параметры и могут 
иметь постоянную или переменную подачу жидкости. 

9 

Работа 
№ 1 

И З У Ч Е Н И Е УСТРОЙСТВА 
И П Р И Н Ц И П А ДЕЙСТВИЯ 
ШЕСТЕРЕННОГО НАСОСА. 
РАСЧЕТ О С Н О В Н Ы Х 
Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И Х ПАРАМЕТРОВ 

1. Задание 

1. Изучить конструкцию и принцип действия шестеренного насоса. 

2. Определить зоны всасывания и нагнетания при заданном направлении вращения шестерен. Определить каналы перетоков жидкости внутри насоса. 

3. Рассчитать 
по 
геометрическим 
размерам 
ведущей 
шестерни рабочий объем насоса и теоретическую его подачу при частоте вращения шестерен 1200 о б / м и н . 

2. Принцип действия и устройство насоса 

Шестеренные 
насосы 
постоянной 
подачи 
благодаря 
простоте 
конструкции, 
надежности 
работы, 
небольшим 
размерам находят широкое применение в металлорежущих 
станках. И х конструктивной особенностью является наличие лишь вращательного движения вытеснителей жидкости, в качестве которых применяются прямозубые шестерни. Шестеренные насосы являются обратимыми гидромашинами. Они могут работать и в качестве гидромоторов. 

Шестеренный насос (рис. 1) состоит из пары шестерен 
2 и 3, помещенных в корпус 1. Одна из шестерен 
(со 
шпонкой) является ведущей и связана с приводным двигателем. По параметрам этой шестерни производится расчет 
рабочего объема насоса. При вращении шестерен в указанном направлении в зоне А зубья выходят из зацепления. Вследствие удаления пары зубьев друг от друга в 
ю 

этом месте непрерывно увеличивается объем впадин, вызывая падение давления до вакуума ( Р в а к ) . Под действием 
атмосферного давления ( Р а т м ) жидкость из емкости 4 поднимается в зону А и заполняет впадины между зубьями. 
Шестерни, поворачиваясь, переносят жидкость во впадинах между зубьями из зоны А в зону Б, где зубья входят в 
зацепление и вытесняют жидкость из впадин в патрубок 
магистрали высокого давления. 

Из схемы (рис. 1) видно, что с одной стороны насоса 
давление высокое (зона Б ) , а с другой низкое (зона А). 
Насос оказывается гидравлически 
неуравновешенным, 
и 
жидкость будет стремиться уйти из зоны высокого давления в зону низкого. Часть жидкости из зоны Б будет уходить в зону А через имеющиеся зазоры между расточкой 
корпуса и выступами зубьев (радиальные утечки) и через 
торцевые зазоры между шестернями и крышками 
насоса 
(торцевые утечки). Торцевые утечки составляют 70 — 80% 
суммарных утечек в шестеренном насосе. Д л я уменьшения 
утечек через торцевые зазоры применяют устройства, называемые торцевыми компенсаторами. Они 
представляют 

Рис. 1 

11