Деревообрабатывающие станки — делаем сами — ПРИВОД

Гидравлический привод деревообрабатывающих станков

В деревообрабатывающих станках гидроприводы в основном служат для привода механизмов подачи и прижимов, однако имеются станки, где от них осуществляется также главное движение (например, в фанерострогальных). Они сообщают поступательное и вращательное движение органам станка.

Гидропривод дает возможность бесступенчато в больших диапазонах изменять скорость движения органов станка, отличается быстротой действия, обеспечивает плавность движения. Сравнительно небольшой по размерам, он создает значительные усилия, а также допускает частое реверсирование движении органов станка и обеспечивает возможность дистанционного и автоматического управления.

Простейший гидропривод состоит из двух основных элементов—гидродвигателя игидронасоса. Системы гидроприводов в зависимости от назначения снабжаются еще следующей аппаратурой:масляными насосами, предохранительнымии обратными, клапанами, золотникамии дросселями.

B деревообрабатывающих станках в основном применяют гидродвигатели с возвратно-поступательным движением. Как исключение используют и гидродвигатели, осуществляющие вращательное движение. Устройство их аналогично устройству лопастных насосов. Они могут работать и как двигатели, и как насосы.

Гидродвигатель возвратно-поступательного движения (рис. 4) состоит из цилиндра 2, закрытого с торцов крышками 1 и 5, в одной из них (или в обеих) имеются отверстия для штока 3, на котором крепится поршень 4.

Рисунок 4 — Схема гидродвигателя: 1 и 5 крышки, 2 — корпус цилиндра, 3 — шток, 4 — поршень, 6 — уплотнение

В месте прохождения штока сквозь крышку предусмотрено сальниковое уплотнение 5, препятствующее вытеканию масла из полости цилиндра.

Для перемещения поршня со штоком полости цилиндра через каналы в крышках соединены маслопроводами с золотниковыми или крановыми распределителями. При соединении правой полости цилиндра с напорной магистралью, а левой со сливной поршень и вместе с ним шток движутся влево. Если с напорной магистралью будет соединена левая полость, то поршень будет перемещаться вправо.

Описанный гидродвигатель называетсядифференциальным, так как у него при одном и том же давлении масла будут развиваться разные усилия в зависимости от направления движения поршня — влево больше, чем вправо.

Масляные насосы предназначены для заполнения гидросистемы маслом и создания в ней давления. Чаще других применяют шестеренчатые и лопастные насосы (рис. 5). Шестеренчатый насос (рис. 5, а) состоит из корпуса1 и двух шестерен2.

Рисунок 5 — Масляные насосы: а — шестеренчатый: 1 — корпус, 2 — шестерни; б — лопастный: 1 — корпус, 2 — ротор, 3 — лопасти.

При их вращении полости между зубьями заполняются маслом, которое из полости I непрерывно поступает в полостьII. В полостиII создается давление, под которым масло поступает в напорную магистраль. Шестеренчатые насосы создают давление 30—40кГ/см2 и более.

Лопастный насос (рис. 5, б) состоит из цилиндрического корпуса эксцентрично расположенного к нему ротора2 и скользящих в радиальном направлении, установленных в пазах ротора лопастей 3. При вращении ротора под влиянием центробежной силы (а иногда и дополнительно установленных пружин) лопасти выдвигаются из пазов (или вдвигаются в них), стремясь занять положение, при котором они касаются внутренней образующей корпуса.

При перемещении ротора из положения I в положениеII пространство между двумя соседними лопастями постепенно увеличивается, что вызывает появление между ними зоны разрежения, вследствие чего масло, находящееся в баке под атмосферным давлением, по маслопроводу всасывается в левую полость насоса, заполняя пространство между лопастями.

При дальнейшем повороте ротора пространство между лопастями уменьшается и избыток масла по маслопроводу подается в напорную магистраль. Лопастные насосы создают давление до 100кГ/см. Их иногда используют как гидродвигатели. Масляные насосы поршневого типа позволяют создавать давлeние, измеряемое сотнями килограммов на квадратный сантиметр, и применяются в основном в гидроприводах прессов.

При помощи автоматических предохранительных клапанов избегают перегрузки насоса и напорной магистрали и поддерживают в ней давление в установленных пределах. Предохранительный клапан (рис. 6, а) состоит из корпуса1, пробки2 ,и поршня3.

ПолостьI клапана соединена с напорной магистралью, полость II —со сливной. Если давление в магистрали находится в установленных пределах, масло, поступая из полости I в полость III и из нее через центральное отверстие в поршне в полость IV, удерживает поршень в нижнем положении, при котором полости I иII разъединены.

При давлении выше установленного масло поднимает над гнездом пружинящий шарик 5. В результате полостьIV соединяется со сливной магистралью, давление в ней падает и поршень 3 под давлением масла, поступающего в полость III, поднимается вверх. Количество .масла в полостиIV несколько пополняется через отверстие в поршне, в которое вставлена пробка2 с калиброванным отверстием. Это препятствует резкому перемещению поршня из нижнего положения в верхнее.

Рисунок 6 — Клапаны

а — предохранительный: 1 — корпус, 2 — пробка с калиброванным отверстием, 3 — поршень, 4 — пружина, 5 — регулировочный шариковый клапан, 6 — пружина, 7 — контргайка, 8 — винт, 9 — колпачок, 10 — крышка; б — обратный: 1 — корпус, 2 — шарик, 3 — пружина

При частичном или полном подъеме поршня полость I соединяется с полостьюII через специальную выточку в поршне, избыток масла сливается и давление в системе падает. По мере снижения давления в напорной магистрали шарик спускается, уменьшая сечение щели, сообщающей полостьIVсо сливной магистралью.

При этом давление в полости IV возрастает за счет притока масла через центральное отверстие в поршне и он опускается вниз, уменьшая сечение канала, связывающего полостьI с полостьюII. По достижении в магистрали установленного давления поршень под действием пружины опускается и сообщение между полостями / иII прекращается.

Устанавливают клапан на определенное давление винтом 8, при повороте которого сжатие или ослабление пружины6 изменяет усилие, препятствующее открытию шарикового клапана, а следовательно, и величину максимального давления в напорной магистрали.

Некоторые системы гидравлического привода снабжены другими предохранительными устройствами, например контактными манометрами, отключающими гидропривод насоса.

Обратные клапаны (рис. 6, б) предназначены для пропуска жидкости только в одном направлении. Клапан состоит из корпуса 1, шарикового2 или другого запорного устройства и пружины 3.

В направлении, указанном на рисунке стрелкой, масло проходит, преодолевая слабое давление пружины, действующей на шарик. В обратном направлении масло пройти не может, так как чем больше давление жидкости, действующее на шарик сверху, тем плотнее он прижимается к своему гнезду.

Золотники и краны служат для включения гидродвигателей и изменения направления движения их силовых элементов.

Золотники бывают с ручным, гидравлическим, электрическим и электрогидравлическим управлением. Применяют также и малогабаритные четырехходовые золотники-пилоты и краны.

Золотник с ручным управлением (рис. 7, а) состоит из корпуса 1, внутри цилиндрической полости которого находится поршень 3 с кольцевыми выточками. Поршень одним концом шарнир но кренится к рукоятке управления2, на втором конце имеются канавки для фиксации поршня шариком4.

К золотнику подходят пять трубопроводов: один соединяет внутреннюю полость золотника с напорной магистралью, два — со сливной и два с полостями гидродвигателя (иногда сливные каналы соединяются внутри золотника и сообщаются со сливной магистралью одной трубой).

В положении, показанном на рис. 7, а, и, масло из магистрали через кольцевую выточку поршня зoлотника подается в гидродвигатель по левой верхней трубе, соединяя одну из полостей гидроцилиндра с напорной магистралью. Под давлением масла поршень гидропривода движется, вызывая перемещение соответствующих органов станка.

Одновременно из другой полости масло поступает по правой трубе через золотник в сливную магистраль. Если рукояткой 2 переместить поршень золотника влево, то левая верхняя труба, соединяющая золотник гидродвигателя с цилиндром, сообщается со сливной магистралью, а правая — с напорной, и гидродвигатель будет перемещать элементы станка в обратном направлении.

Рисунок 7 — Схемы золотников а — с ручным управлением, б — с гидравлическим, в — с электромагнитным; 1 — корпус, 2 — рукоятка, 3 — поршень, 4 — фиксатор, 5 — электромагнит.

В золотниках с гидравлическим управлением (рис. 7, б) поршень перемещается маслом. Если одну из торцовых полостей золотника соединить с напорной магистралью, а другую — со сливной, то поршень будет двигаться в противоположную сторону, переключив направление движения в гидродвигателе.

В золотниках с электрическим управлением (рис. 7, в) поршни перемещаются электромагнитами. При электрогидравлическом управлении (рис. 8, а) электромагниты перемещают не основной золотник, а малогабаритные золотники управления 1, которые присоединяют соответствующие полости основного золотника то к напорной, то к сливной магистрали, чем достигается движение его поршня в одном или другом направлении.

Малогабаритные золотники-пилоты (рис. 8, б) служат для управления золотниками с гидравлическим перемещением поршня и небольшими гидродвигателями. Принцип работы их такой же, как и у описанных выше золотников управления.

Краны (рис. 8, в) применяют для ручного управления гидродвигателями или золотниками. Поворотом пробки крана можно соединять соответствующие полости цилиндров или торцовые полости золотников то с напорной, то со сливной магистралью, вызывая перемещение подвижной части гидродвигателя в соответствующем направлении.

Рисунок 8 — Схемы золотника с электрогидравлическим управлением, пилота и крана, а — золотник, б — пилот, в — пробковый кран; 1 — поршень золотника управления, 2 — корпус золотника, 3 — поршень, 4 — электромагнит, 5 — корпус крана, 6 — пробка

Дроссель (рис. 9) обычно устанавливают на сливной магистрали гидродвигателя.

Рисунок 9 — Щелевой дроссель, 1 — подводящая полость, 2 — рукоятка, 3 — контргайка, 4 — корпус, 5 — щелевое отверстие, 6 — отводной канал, 7 пробка

Он предназначен для изменения скорости перемещения подвижных элементов гидродвигателей, что достигается изменением площади живого сечения канала, по которому проходит масло. Масло через торцовое отделение дросселя поступает в полость пробки 7 и через щелевое отверстие5 в сквозное отверстие6, соединенное трубой с маслопроводом.

Необходимое оборудование и этапы сборки

Основные комплектующие, которые используются для домашнего станка, предназначенного для распила и нарезки деревянного материала:

• стол;
• пила;
• рабочий вал;
• мотор;
• шкив.

Самодельный станок по дереву — схема конструкции

Для рабочей поверхности стола можно использовать уголок, предварительно оббив его жестяной или стальной пластиной. В некоторых случаях используют сбитые доски.

Рабочая поверхность устанавливается на станину, оптимальный вариант, когда это тяжелая чугунная конструкция, расположенная на прочном бетонном фундаменте.

На рабочую поверхность устанавливаются элементы пилы, с учетом корректирования длины и ширины распила материала. Данные чертежи станков наиболее просты для чтения и установки агрегата. Для шлифовки деревянных поверхностей предусмотрена возможность замены пил на шлифовальный инструмент.

Установка резцовых поверхностей предусматривает их быструю замену, это важно, если станок будет использоваться для разных типов работ. В качестве дополнительного элемента станка используют направляющие подачи материала.

Монтаж режущих поверхностей на станок предусматривает установку рабочего вала, который, в зависимости от параметров режущей кромки, может быть:

• шпиндельный;
• ножевой;
• распилочный.

Двигатель для деревообрабатывающего станка

Установка электродвигателя происходит с учетом параметров безопасности. Принципиального места для установки мотора станок не требует.

Многие чертежи предусматривают установку масляного насоса или накопителя, для параллельной смазки частей двигателя во время работы.

Если устройство используется в короткие промежутки времени и нечасто, то установкой смазывающего элемента станка можно пренебречь, это сэкономит рабочее пространство. Будет достаточно смазывать детали мотора вручную перед началом и в конце работ.

Привод

Приводной механизм в любом станке служит для сообщения
движения от электродвигателя рабочим органам. В станке «У1» с этой целью
используется клиноременная передача. Она удобна, проста, надежна, обладает достаточной
тяговой способностью и имеет от

носительно небольшие габариты. Благодаря эластичности ремня
такая передача работает плавно и бесшумно. Во избежание возможного
проскальзывания ремня, трение между шкивами и ремнем создается путем упругого
деформирования последнего, а также его натяжения при перемещении двигателя с
ведущим шкивом. Практика свидетельствует, что в любительских станках мало
подходят либо совсем не подходят передачи с использованием шестерен, муфт,
цепей, плоских ремней и др.

В станке «У1» применяются клиновые ремни шириной 10 и 13 мм,
а длиной — в зависимости от расстояния между ведущим и ведомым шкивами. Оба
шкива двухручейковые (рис. 23). Канавки в них сделаны такой глубины и ширины,
чтобы возможно было применить любые из указанных ремней. При большинстве
операций, оптимальных по силе резания, ограничиваются одним ремнем и только при
тяжелой работе, чтобы создать на шпинделе повышенный крутящий момент, ставят
второй ремень.

Шкивы изготовлены из стали. Их можно также выточить из других
металлов и сплавов, а также текстолита. Не рекомендуется применять для этих
целей гетинакс и тем более древесину. В результате нагрева и расклинивающих
сил, создаваемых ремнем, эти материалы быстро выходят из строя, нередко
расслаиваются по центру канавок. В крайнем случае шкив из гетинакса можно
укрепить сквозными заклепками (3–4 шт.) вокруг посадочного отверстия.

Шкив большого диаметра и тем более сборный обязательно
уравновешивают таким образом, чтобы центр его тяжести находился на оси. Иначе
во время вращения по, являются центробежные силы, вызывающие повышенную
вибрацию станка, износ подшипников. Наиболее простой способ балансировки шкива
состоит в том, что его вместе с технологической осью устанавливают на верхние
кромки двух горизонтально укрепленных линеек или уголков. Если он не
уравновешен, то, совершив несколько колебательных движений, остановится в
положении с центром тяжести внизу. Отметив это место, высверливают или
сошлифовывают с боковых поверхностей шкива, ближе к его ободу, часть материала,
из которого он изготовлен. Балансировку проводят до тех пор, пока шкив не
начнет останавливаться в различных положениях.

Шкивы небольшого диаметра, какие, например, применены в
станке «У1», и выточенные с одного установа, в балансировке, как правило, не
нуждаются.

В станке основные шкивы имеют диаметр 60 мм. Кроме того
предусмотрена возможность замены ведущего шкива на двигателе шкивом 0100–120
мм. Такая необходимость иногда возникает при фрезерных операциях, когда
требуется увеличить обороты рабочего вала.

При выборе диаметров шкива на ножевом барабане требуется
исходить из диаметра оси этого барабана (ведь на толстую ось малый шкив не
поставить), удаления оси от строгального стола, возможности смены ремня без
демонтажа этого стола. Диаметр шкива на валу двигателя в основном зависит от
частоты вращения его ротора и рабочего вала.

Таким образом, при расчете привода очень важно определить
диаметры шкивов, поскольку от этого зависит частота вращения ножевого барабана
при известных параметрах двигателя. Как это делается, покажем на при