Изучение построения робототехнических комплексов для нанесения лакокрасочных материалов в мебельной промышленности

виброшлифовальном станке Шл2В.

10. Второе лакирование пластин нитролаком НЦ-218 на лакообливной машине.

11. Сушка в конвективной сушильной камере лака НЦ-218 при температуре 45 -

50 °С в течение 30-35 мин.

12. Третье лакирование пластин лаком НЦ-218 на лакообливной машине.

13. Сушка в конвективной сушильной камере лака НЦ-218 при температуре 45 -

50 °С в течение 30 - 35 мин.

14. Выдержка для остывания после искусственной сушки до температуры

помещения.

15. Разравнивание покрытий на плоскостях деталей.

Технологический процесс отделки щитовых деталей лаками НЦ-243, НЦ-349 и НЦ-

218 с применением грунтов НЦ-0192, НЦ 1.9 вальцового метода нанесения

Шероховатость поверхности деталей перед отделкой 16 мкм.

1. Крашение пластин водными растворами красителей или грунтовкой НЦ-0140

на вальцовых станках КЩ-1 и ВЩ-14.

2. Сушка в конвективной сушильной камере при температуре 80 - 90 °С в

течение 2 мин.

3. Выдержка для остывания до температуры цеха на стеллажах или в камере

охлаждения.

4. Грунтование на вальцовом станке МЛН 1.03 или ВЩ-14 грунтами

НЦ-0192 или НЦ 1.9 с расходом 45 -'55 г/м2 при одноразовом нанесении или 20-

30 г/м2 при двухразовом нанесении методом «мокрый по мокрому» (за каждое

нанесение).

5. Сушка в конвективной или терморадиационной сушильной камере при

температуре 50 - 60 °С в течение 60 с.

6. Шлифование шкуркой зернистостью 5 или 4 на станке Шл2В.

7. Удаление пыли на щеточном станке МЩП-3.

8. Лакирование пластин лаком НЦ-243, НЦ-218 на лакообливной

машине с расходом, г/м2:

лаков НЦ-243, НЦ-349:

ясень, синтетический шпон 170-180

красное дерево 160-170

лака НЦ-218:

ясень 180-190

красное дерево 170-180

9. Сушка в конвективной сушильной камере при температуре 18 - 40 °С в

течение 45 -60 мин.

10. Выдержка до сборки изделий 4 — 6 ч.

Технологический процесс отделки деталей изделий мебели

мочевиноформальдегидным лаком МЧ-52 в электрическом поле высокого

напряжения по группе мочевинных покрытий, подгруппы А первой категории

1. Крашение водным раствором красителя методом окунания, распыления или

вручную тампоном (крашение может быть совмещено с грунтованием, если

применяется окрашенный грунт).

2. Сушка в конвективной сушильной камере при температуре 45 - 50 °С не

менее 10 мин, при температуре 80 - 85 °С - не менее 5 мин.

3. Грунтование одним из грунтовочных составов (ПМ-1, ПВА, НК, БНК и др.)

методом пневматического распыления, окунания или вручную тампоном.

4. Сушка в конвективной сушильной камере при температуре 45 - 50 °С

грунтовки НК 40 - 45 мин, грунтовки БНК - 20 - 30 мин.

5. Шлифование шкуркой зернистостью 5 или 4 вручную или на барабанных

станках.

6. Нанесение токопроводящего состава (алкамон, ОС-2) пневматическим или

механическим распылением, вручную тампоном или методом окунания.

7. Выдержка перед лакированием при температуре 18-23 °С не менее 15 мин.

8. Первое лакирование раствором лака МЧ-52 на электрической установке с

чашечными или дисковыми распылителями.

9. Сушка в конвективной сушильной камере при температуре 30 °С в

течение 12 -15 мин, в конвективно-терморадиационной- 10-12 мин.

10. Второе лакирование раствором лака МЧ-52 на электростатической

установке.

10. Сушка в конвективной сушильной камере: первая стадия - при температуре

30 °С 12-15 мин, вторая стадия - при температуре 60 °С 15-20 мин; в

конвективно-терморадиационной сушильной камере: первая стадия -при

температуре 35 °С 12 - 15 мин, вторая стадия - при температуре 80 °С 10 -

15 мин.

12. Выдержка — стабилизация лаковой пленки в условиях цеха при

температуре 18 -23 °С не менее 2 ч.

Технологический процесс отделки облицованных деталей полиэфирным

парафинсодержащим лаком ПЭ-246 по группе полиэфирных покрытий подгруппы Б

первой категории

Шероховатость поверхности деталей перед отделкой 32-16 мкм.

1. Крашение пластин красителем одним из способов: «сухим», «полусухим», с

помощью вальцов, вручную тампоном, на линии крашения.

2. Сушка в конвективной сушильной камере при температуре 65 - 75 °С не

менее 1 мин; на стеллажах - при температуре 18 — 23 °С не менее 3 ч.

3. Выдержка для остывания до температуры цеха на стеллажах или в камере

остывания.

4. Первое лакирование полиэфирным лаком ПЭ-246 на лакообливных машинах

ЛМ140-1, ЛМ-3, МН-Шидр.

5. Выдержка при температуре 18 - 30 °С в течение 15-20 мин на стеллажах.

6. Второе лакирование полиэфирным лаком ПЭ-246 на лакообливной машине,

расход лака за два нанесения без учета потерь 500 г/м2 по ореху и красному

дереву и 560 г/м2 по ясеню, дубу и буку.

7. Отверждение лаковой пленки на пластин при температуре 18 - 25 °С не

менее 24 ч.

8. Шлифование лакового покрытия на пластине шкуркой на бумажной основе

зернистостью 5, 4, 3 на ленточных шлифовальных станках типа ШлПС.

9. Полирование пластин полировочными пастами № 291 или брикетными на

барабанных полировальных станках.

10. Глянцевание (удаление следов пасты и масла) восковым составом № 3 на

станке для глянцевания или шайбами на многобарабанных полировальных

станках.

Для получения матовой поверхности после операции 8 проводится

лакирование матовым лаком НЦ-243 на лакообливной машине и сушка в

конвективной сушильной камере или на стеллажах.

2. Автоматизированные линии отделки. Компоновка РТК для нанесения

лакокрасочных материалов

На мебельных предприятиях для отделочных работ широко применяются

конвейерные, полуавтоматические и автоматические линии. Они включают станки

для нанесения материалов, установки для сушки и стабилизации покрытий,

механизмы загрузки и съема деталей, транспортные средства.

Для лакирования плоских щитовых деталей нитроцеллюлозными лаками

нашла применение линия, схема которой показана на рис. 10. Отделываемые

детали проходят лаконаливную машину, где покрываются лаком, и поступают на

приемочный роликовый конвейер. Отсюда детали забираются вручную и

укладываются на подвесные этажерки и подаются в сушильную камеру. После

выхода из нее они подаются на роликовый конвейер и виброшлифовальный станок

для промежуточного шлифования. Затем детали снова подаются в лаконаливную

машину для повторного лакирования, и процесс повторяется. Линия проста, на

ней могут отделываться также детали эмалями горячей сушки.

На рис. 11 показана схема автоматической линии отделки деталей

различными лаками. Грунтовочные составы наносят с помощью вальцовых

станков, промежуточное шлифование выполняют на широколенточном станке, лак

наносят лаконаливной машиной. Сушку ЛКМ осуществляют конвективным способом.

Отделка деталей меламиноалкидным лаком МЛ-2111 достаточно распространена

благодаря хорошим декоративным и защитным свойствам этого лака и

возможности организовать процесс отделки на автоматических линиях с малым

расходом материалов. Для получения меламиновых покрытий используются

полуавтоматические линии. Одна из них показана на рис. 12. Грунтование и

лакирование производится с помощью вальцовых станков, что дает сокращение

расхода лака в 2,5 - 3,0 раза по сравнению с нанесением его методом налива.

При отделке деталей криволинейной или другой сложной формы,

стульев, некоторых брусковых деталей используют отделочные конвейеры.

Лакокрасочный материал наносится распылением в пульверизационных кабинах

проходного или тупикового типа. В качестве транспортных средств используют

подвесные или напольные цепные, ленточные или другие конвейеры. Отделочные

конвейеры имеют также сушильные камеры и рабочие места для шлифования и

разравнивания покрытий. Однако обеспечить большую производительность

отделочные конвейеры не могут, так как в них механизировано лишь

перемещение отделываемых изделий в сушильных камерах, а непосредственно

отделка выполняется с применением ручного труда.

[pic]

Рис.10.

Схема полуавтоматической линии для лакирования деталей мебели нитролаками и

эмалями:

1 - приемный роликовый конвейер; 2 - лаконаливная машина; 3, 5 -роликовый

конвейер; 4 -виброшлифовальный станок; 6 -туннельная сушильная камера

[pic]

Рис. 11.

Автоматическая линия отделки щитовых деталей нитроцеллю-лозными,

полиуретановыми лаками и лаками кислотного отверждения:

1-разгрузочный манипулятор; 1 - выравнивающий конвейер; 3 - камера

охлаждения; 4 - конвективная камера; 5 - угловая камера; 6 - обеспыливающая

камера; 1 - лаконаливная машина; 8 - вальцовый наносящий станок; 9

-роликовый конвейер; 10- станок для снятия пыли; 11 - шлифовальный станок;

12 - камера нагрева; 13 - загрузочный конвейер; 14 - загрузочный

манипулятор

[pic]

Рис. 12.

Схема линии отделки лаком МЛ-2111:

1 - загрузочный роликовый конвейер; 2-6 - конвективные сушильные камеры;

7, 9, 12 -роликовые конвейеры; 8 - вальцовый станок для лакирования; 10 -

виброшлифовальный станок; 11-двенадцатиламповая камера УФ-облучения; 13 -

вальцовый станок для шпатлевания; 14 - разгрузочный роликовый конвейер

Довольно совершенной является отечественная полуавтоматическая

линия ДВ507. Она скомпонована на базе унифицированного оборудования: камер

предварительного подогрева, лаконаливочных машин и камер нормализации.

Структурно-технологическая схема линии (рис.13.) состоит из трех участков:

грунтования, шпатлевания и окончательной окраски.

Работа на линии протекает следующим образом. Бруски дверных

коробок или других изделий в пакетах поступают по напольному неприводному

роликовому транспортеру 1 к консольному приводному рольгангу 2, на который

рабочий перекладывает их из пакета. Рольганг доставляет их до упора с

флажком бесконтактного концевого выключателя, дающего команду на включение

привода подачи цепного транспортера терморадиационной камеры 3 подогрева

брусков. Транспортер снимает подлежащий окраске брусок с консольного

рольганга и смещает его в поперечном направлении на один шаг в сторону

камеры. При последующих циклах транспортера бруски поочередно проходят всю

длину камеры подогрева в положении, когда две смежные грани расположены под

углом 45° к горизонту.

После нагрева бруски в таком же положении поступают на У-образный

транспортер лаконаливочной машины 4, на которой окрашиваются две верхние

смежные грани. Вышедшие из машины бруски перекладывают в таком же положении

на цепной транспортер камеры

Рис.13 . Схема линии ДВ 507 окраски брусковых деталей:

/ — роликовый транспортер; 2—рольганг; 5, 7, 15, 18, 21 — терморадиационная

камера подогрева брусков; 4, 8, 16, 19—лаконаливная машина; 5, 9, 20, 22 —

камера нормализации; 6 — консольный рольганг; 10, 14—ленточный транспортер;

11—стол; 12—поперечные трехцепные транспортеры (участок шпатлевания); 13 —

участок шлифования; 23 — напольный неприводной рольганг

нормализации 5, где интенсивно отсасываются летучие элементы. Бруски имеют

двоякое перемещение: в камерах подогрева и нормализации поперечное, в

лаконаливочных машинах и транспортных связях продольное.

Вышедшие из камеры нормализации бруски с двумя окрашенными гранями

поступают на консольный рольганг 6 с горизонтально расположенными роликами,

который перемещает их в сторону расположения терморадиационной камеры 7

предварительного нагрева. Цепной транспортер камеры с помощью таких же У-

образных захватов снимает бруски с рольганга и смещает их в сторону камеры.

При этом происходит подача их в положении, когда оказываются сверху одна из

окрашенных граней (в брусках — противоположная примыкающим к стенам

помещения) и смежная с нею, неокрашенная. В таком положении бруски проходят

весь участок подогрева камеры 7, лаконаливочную машину 8 (где окрашиваются

одна из граней впервые, а другая — повторно) и камеру нормализации 9.

После выхода брусков из камеры нормализации оказываются

загрунтованными краской или эмалью три стороны (кроме четвертой,

примыкающей к стене). После этого бруски поступают на ленточный транспортер

10, перемещающий их на участок шпатлевания, который представляет собой пять

поперечных трехцеп-ных транспортеров 12. Расстояние между цепями выбрано

таким образом, чтобы обеспечить транспортировку брусков всех длин в

поперечном направлении, причем длинные лежат на трех, а короткие на двух

цепях.

Поступившие на этот участок бруски вручную снимают с транспортера

10 и укладывают на стол 11, где их выборочно шпатлюют. Зашпатлеванные

бруски укладывают на медленно движущийся трехцепной транспортер, который

доставляет их в виде сплошного ковра на участок шлифования 13. За время

движения деталей от участка шпатлевания до участка шлифования шпатлевка

успевает высохнуть. Здесь вручную с помощью виброшлифовальных машинок

зашпат-леванные места шлифуют.

После этого бруски укладывают пакетами на ленточный транспортер

14, который периодически доставляет их на третий участок для окончательной

окраски. На этом участке грани окрашиваются в той же последовательности и

на том же оборудовании, что и на первом участке (грунтования). Бруски

проходят: при окраске первых двух граней камеру нагрева 15, лаконаливочную

машину 16, две камеры нормализации 17; при окраске третьей и одной

окрашенной грани камеру нагрева 18, лаконаливочную машину 19, камеру

нормализации 20, затем камеры нагрева 21 и нормализации 22. Окончательно

окрашенные бруски укладывают вручную на напольный неприводной рольганг 23,

откуда с помощью внутрицехового транспортера их доставляют на участок

сборки коробок и упаковки погонажных деталей.

Техническая характеристика линии ДВ507

Размеры окрашиваемых деталей, мм: (брусков) :

длина

............................................................................

..................... 670—2100

ширина

............................................................................

..................... 74 и 94

толщина

............................................................................

........................ 47

наличников:

длина

............................................................................

....................... 750—2100

ширина

............................................................................

......................... 54

толщина

............................................................................

........................13

раскладок:

длина

............................................................................

........................700—2200

ширина

............................................................................

......................... 21

толщина

............................................................................

....................... 13

Годовая производительность (при среднем блоке размером

1,67 м2 и двухсменной работе), м2

...................................................... 500000

Ритм работы линии (проектный), с

......................................................... 3,6

Установленная мощность, кВт:

на участке

окраски.....................................................................

............... 35,4

» участке шпатлевания

............................................................................

.. 6,4

ТЭНов.......................................................................

................................... 315

Широкое распространение нашли линии окраски изделий в

электрическом поле . Они по конструкции и принципу работы мало отличаются

друг от друга. Изготавливаются предприятиями применительно к их специфике и

объемам производства и различаются компоновкой, обусловливаемой планировкой

окрасочных цехов, методом нанесения токопроводящих грунтовок, а также

выполнением операции шпатлевания (в линии или вне ее)..

Схема поточно-механизированной линии приведена на рис. 14. Принцип

ее работы заключается в следующем. Предварительно зашпатлеванные оконные

блоки в разобранном виде подвешивают на специальные подвески, закрепленные

в катках монорельса конвейера, связанных бесконечной цепью транспортера 1.

Последний доставляет блоки в камеру 2 грунтования их поверхности токоп-

роводящим составом, представляющим собой раствор алкомона (5 мае. ч.) в

уайт-спирите. Грунтовка наносится путем облива (разбрызгивания) поверхности

блоков из форсунок коллекторов, установленных вдоль продольных стенок

камеры. Избыток грунтовки собирается в отстойниках, откуда вновь насосом

подается в коллекторы камеры грунтования. Сушка блоков после грунтования

токоп-роводящим составом осуществляется в естественных условиях — при

перемещении изделий на позицию 3, где вручную зачищают поверхность (снимают

ворс и т. д.) и дополнительно шпатлюют отдельные участки. После зачистки

блоки транспортером доставляют в камеру 4 электростатической окраски, где с

помощью шести чашечных электромеханических распылителей ЭРД-1М (по три с

каждой стороны) наносят лакокрасочный материал на поверхность оконных

блоков. Каждый из трех распылителей, окрашивающих одну из сторон блока,

установлен да различной высоте от уровня пола, чем достигается равномерная

окраска всей поверхности изделия. Электростатическое поле создается за счет

подвода к распылителям высокого напряжения (до 120000 В) от высоко-

вольтновыпрямительной установки В-140-5-2.

Рис. 14. Схема поточно-механизированной линии окраски оконных блоков в

электростатическом поле высокого напряжения:

/—транспортер; 2 — камера грунтования токопроводящим составом; 3 —

контрольный стол; 4 — камера окраски; 5—сушильная камера; 6 — участок

загрузки-выгрузки

После нанесения первого покрытия (грунтовочного) оконные блоки

поступают в многоканальную конвекционную сушильную камеру 5, обогреваемую

циркулирующим воздухом, имеющим температуру 55—60° С. В камере

происходит сушка окрашенных поверхностей за 30 мин. После сушки первого

слоя покрытия блоки поступают во вторую камеру 4 электростатической

окраски, где аналогичным образом наносится второе покрытие отделочного

материала. Затем окончательно окрашенные изделия перемещаются во вторую

многоканальную конвекционную камеру, где воздух 'нагрет до 60—65° С, и

сушатся 40 мин. После сушки оконные блоки поступают на позицию 6. Их

снимают с конвейера и навешивают новые блоки, подлежащие окраске.

На схеме 1 показана схема линейной компоновки однопоточной

роботизированной технологической линии с непосредственной связью между

составляющими линию ячейками. В этом случае отсутствует межоперационная

транспортная система, а передача предметов производства от одной ячейки к

другой осуществляется непосредственно входящими в них промышленными

роботами. Подобные комплексы могут иметь как централизованное управление,

так и систему децентрализованного управления, состоящую из связанных друг с

другом устройств управления отдельных промышленных роботов. Бее ячейки

комплекса работают синхронно в едином ритме, обеспечивая заданную

программой последовательность рабочих операций и холостых ходов. Такие

линии с прямой жесткой связью между ячейками наиболее просты и имеют

наименьшую стоимость. Однако они требуют строго определенного взаимного

расположения основного технологического оборудования.

[pic]

Схема 1. Компоновка РТК для нанесения лакокрасочных материалов.

3. Исследование строения привода окрасочного робота

В настоящее время гидравлический привод (гидропривод) находит

все более широкое применение в лакопокрасочных комплексах благодаря ряду

преимуществ, к которым относятся: безопасная работа в пожаро- и

взрывоопасных средах; возможность реверсирования и частых переключений

скорости движения; возможность дистанционного управления работой машины,

регулирование и автоматизация рабочего процесса с помощью относительно

простых средств; малый момент инерции элементов механизма, которые

вращаются с большими ускорениями; устойчивая работа при любых скоростных

режимах; высокая износоустойчивость элементов привода.

3.1. Общие сведения

Гидропривод - это совокупность устройств, предназначенных для

передачи движения и энергии от приводного двигателя к выходному звену

исполнительного механизма машины с помощью рабочей жидкости. Часть

гидропривода, заключенную между приводным двигателем и исполнительным

механизмом, называют гидравлической передачей.

Гидропривод включает в себя:

- источник жидкости необходимого давления;

- рабочую жидкость;

- аппаратуру управления потоками жидкости;

- соединительные гидролинии;

- исполнительный механизм.

По характеру движения выходного звена исполнительного

механизма различаются гидроприводы поступательного и вращательного

движения. В первом случае исполнительный механизм - гидродвигатель

поступательного движения (гидроцилиндр), во втором -гидродвигатель

вращательного движения (гидромотор). Иногда в особую группу выделяют

гидроприводы поворотного движения, в которых выходное звено совершает

возвратно-вращательное движение с углом поворота меньше 360°.

Гидропривод широко используется в современных машинах,

благодаря следующим достоинствам:

1) возможность обеспечения весьма больших усилий на выходном звене

исполнительного механизма;

2) компактность и небольшая масса по сравнению с механическими приводами;

3) возможность передачи движения и энергии при значительном расстоянии

между входным (насос) и выходным (исполнительный механизм) элементами

привода с высоким коэффициентом полезного действия

4) возможность бесступенчатого или дискретного регулирования скорости

движения выходного звена в широких пределах;

5) простота контроля нагрузки и надежная защищенность от перегрузок;

6) простота автоматического управления в функции давления жидкости или

пути выходного звена;

7) малая инерционность привода, благодаря чему разгон и торможение

выходного звена происходят за короткое время.

3.2 Требования к рабочей жидкосткости гидроприводов

Рабочая жидкость должна удовлетворять следующим требованиям:

1) безопасность (нетоксичность, пожарная безопасность);

2) совместимость с материалами, из которых изготовлены детали,

контактирующие с жидкостью;

3) смазывающая способность - жидкость должна образовывать устойчивые

пленки на поверхностях пар трения;

4) вязкость жидкости не должна сильно уменьшаться при повышении

температуры;

5) жидкость должна обладать антипенными свойствами, то есть не образовывать

пены при перемешивании, которое всегда происходит во время движения

жидкости в баке при работе насоса;

6) стабильность свойств — способность сохранять свойства на уровне,

близком к исходному, в течение длительного срока эксплуатации;

7) невысокая стоимость.

3.3 Насосы

Гидравлический насос - это устройство для преобразования механической

энергии, поступающей от двигателя в потенциальную и кинетическую энергию

жидкости. Количество жидкости, перекачиваемое в единицу времени, называется

подачей насоса. По принципу действия различают две основные разновидности

насосов: 1) объемные; 2) центробежные и вихревые. Объемные насосы

характеризуются постоянством теоретической подачи QT (м3/с). Объем

жидкости, подаваемый таким насосом за один цикл, определяется (если не

учитывать ее сжимаемость и утечки) только геометрическими параметрами

насоса, например, площадью поршня и его ходом, и не зависит от давления

жидкости в линии нагнетания. Поэтому теоретическую подачу называют также

геометрической. Действительная подача Q объемного насоса несколько ниже

теоретической, однако в большинстве случаев не более чем на 10 ... 15 %,

т.е. объемный насос обладает жесткой характеристикой.

В центробежном насосе жидкость перемещается под действием центробежных сил,

действующих на частицы жидкости при их движении по криволинейной

траектории. Движению жидкости через межлопаточные каналы центробежного

насоса препятствуют силы сопротивления, наибольшая из которых - сила

давления жидкости на выходе насоса. Поэтому скорость течения жидкости, а,

следовательно, и подача центробежного насоса (как теоретическая, так и

действительная) при постоянной скорости вращения рабочего колеса насоса

существенно снижается с ростом давления жидкости вплоть до полного

прекращения подачи. Это относится и к вихревым насосам.

Из-за очень мягкой характеристики центробежные насосы

целесообразно использовать в гидросистемах, где давление жидкости

изменяется в узких пределах, например, в системах перекачки жидкости из

бака, расположенного на уровне пола, в бак, установленный в верхней части

пресса, а также в установках для приготовления во-домасляных эмульсий.

3.3.1 Классификация объемных насосов

ОБЪЕМНЫЕ НАСОСЫ

- ПОРШНЕВЫЕ

-- КРИВОШИПНЫЕ ПЛУНЖЕРНЫЕ

-- ЭКСЦЕНТРИКОВЫЕ

-- АКСИАЛЬНЫЕ

-РОТОРНЫЕ

--РОТОРНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫЕ

---РАДИАЛЬНЫЕ

---АКСИАЛЬНЫЕ

--РОТОРНО-ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ

---ШИБЕРНЫЕ

---ШЕСТЕРЁННЫЕ

---ВИНТОВЫЕ

В поршневых насосах рабочая камера-полость цилиндра

неподвижна, а поршень (плунжер) совершает возвратно-поступательное

движение.

Роторные насосы делятся на роторно-поступательные и ротор-но-

вращательные. В цилиндрической рабочей камере роторно-поступательного

насоса расположен поршень, совершающий при вращении вала насоса два

движения - переносное (вращение вместе с камерой) и относительное

(возвратно-поступательное движение внутри камеры). В роторно-вращательных

насосах рабочая камера ограничена поверхностями статора и ротора.

Периодическое изменение объема камеры при вращении вала насоса обусловлено

геометрией поверхностей статора и ротора.

По способу распределения жидкости, или, что то же, по способу

соединения рабочей камеры с линиями всасывания и нагнетания, различают

клапанные и бесклапанные насосы. В последних распределение жидкости

реализуется благодаря тому, что при вращении ротора рабочая камера

перемещается из зоны всасывания в зону нагнетания.

Роторные насосы обратимы - они могут работать как в режиме

гидронасоса, так и в режиме гидродвигателя вращательного движения

(гидромотора), преобразующего энергию жидкости в механическую работу,

совершаемую вращающимся валом . В мебельном производстве именно роторные

насосы в приводах механизмов применяются в подавляющем большинстве случаев

и поэтому в данной работе рассматриваются именно этот класс агрегатов.

3.3.2 Роторно-поступательные насосы.

3.3.2.1 Аксиально-поршневые насосы

Схема роторно-поступательного аксиально-поршневого

регулируемого бесклапанного насоса приведена на рис. 15. В корпусе насоса 1

установлен наклонный диск 2. Угол наклона диска 2 к валу 3 может изменяться

в определенных пределах, однако при работе насоса диск остается

неподвижным. На валу 3 жестко закреплен ротор 4, в отверстиях которого

расположены поршни 5. Под действием пружины 6 ползушки 7, шарнирно

соединенные с поршнями 5, находятся в постоянном контакте с рабочей

плоскостью диска 2. При вращении ротора 4 поршни 5 совершают переносное

движение, вращаясь вокруг оси вала 3 вместе с ротором, а также движутся

возвратно-поступательно относительно ротора.

В корпусе 1 неподвижно закреплен распределительный диск 8 с

двумя дуговыми пазами (рис. 16), один из которых соединен с линией

всасывания, а другой - с линией нагнетания. При вращении вала 3 по часовой

стрелке (если смотреть со стороны, где вал выступает из корпуса) с линией

всасывания соединен паз А, а с линией нагнетания - паз Б. При движении

поршня по дуге a-в-с поршневой объем увеличивается, происходит всасывание

жидкости. При движении поршня по дуге c-d-a жидкость вытесняется в линию

нагнетания

Рис. 15. Схема аксиально-поршневого регулируемого насоса

.

Рис. 16. Распределительный диск (вид

регулируемого насоса

со стороны ротора)

Подачу можно бесступенчато регулировать путем изменения угла у

вручную или с помощью гидравлического механизма, питаемого жидкостью от

вспомогательного шестеренного насоса (на рис. 10 не показано). Серийные

насосы этого типа рассчитаны на работу при давлении 20 МПа. Их подача

находится в пределах от 4,2-10 до 6,7-10" м/с, объемный КПД г\0 = 0,93 ...

0,95. Частота вращения вала 1500 мин"1.

3.3.2.2 Радиально-поршневые насосы

Схема радиально-поршневого насоса показана на рис. 12. В корпусе насоса 1

неподвижно закреплена ось 2, на которой установлен вращающийся вокруг нее

ротор 3. В радиальных отверстиях, выполненных в роторе, расположены поршни

4. Статор 5 установлен в корпусе 1 таким образом, что центр его внутренней

(рабочей) поверхности не совпадает с центром оси 2. В оси 2 выполнены

четыре осевых отверстия, два из которых соединены с линией всасывания, а

два других - с линией нагнетания. В случае вращения ротора по часовой

стрелке, как показано на рис. 17, с линией всасывания соединены отверстия,

расположенные ниже горизонтального диаметра, а с линией нагнетания -

расположенные выше него.

Эксцентриситет статора е может бесступенчато изменяться от

максимальной величины до нуля с помощью регулировочного устройства. В

реверсивных насосах центр статора может располагаться по разные стороны от

центра вращения ротора, благодаря чему может изменяться направление потока

жидкости (линии всасывания и нагнетания меняются ролями).

На рис. 18 показана конструкция насоса в продольном разрезе.

[pic]

Рис. 17. Схема радиально-поршневого насоса

[pic]

Рис. 18. Продольный разрез радияльно-поршневого насоса

Как видно из рис. 13, статор состоит из двух частей - наружной

5а и внутренней - 56, которые связаны через подшипники качения 7 и 8. Во

внутреннюю часть статора запрессовано кольцо 9, с коническими поверхностями

которого контактируют сферические поверхности поршней. Приводной вал 10

связан с ротором 3 жесткой соединительной муфтой. На валу 10 установлена

ведущая шестерня 11 встроенного шестеренного насоса, который используется в

системе управления радиально-поршневым насосом. Выпускаются ради-ально-

поршневые насосы и без встроенного шестеренного насоса.

При вращении ротора 3 поршни 4 совершают два движения:

переносное - вместе с ротором и относительное - возвратно-поступательное.

Когда подпоршневая полость сообщена с линией всасывания, поршень

перемещается от центра ротора под действием центробежной силы до упора в

кольцо 9 статора. Всасывание происходит пока поршень находится ниже

горизонтального диаметра ( рис. 17). При перемещении поршня в зоне,

расположенной выше горизонтального диаметра, подпоршневой объем

уменьшается, так как в относительном движении поршень приближается к центру

ротора, и жидкость из-под поршня вытесняется в линию нагнетания.

Механизм радиально-поршневого насоса кинематически эквивалентен

кривошипно-ползунному механизму с длиной кривошипа равной е и длиной

шатуна, равной расстоянию от центра ротора до точки контакта поршня со

статором. Ход поршня 4 относительно ротора 3 составляет 2е.

Помимо упомянутых выше переносного и относительного движений,

поршень 4 совершает вращательное движение вокруг своей оси под действием

момента силы трения при контакте сферической головки поршня с конической

поверхностью кольца 9. Вращение поршня способствует более равномерному его

износу. Под действием указанной силы трения внутренняя часть статора 56

(рис. 18) вращается вокруг центра статора, что не влияет на движение

поршня, но существенно снижает износ в контакте поршня со статором.

Регулирование подачи реализуется путем изменения эксцентриситета

е при перемещении статора относительно ротора.

Радиально-поршневые насосы рассчитаны на давление р = 20 МПа, их подача

составляет от 1,67-10"3 до 6,67-10"3 м3/с (100 ... 400 дм3/мин) при частоте

вращения п = 1000 мин"1. Объемный КПД г)0 = 0,85 ... 0,87, полный КПД ti =

0,77 ... 0,82. Высота всасывания Д,с = 0,5 м. Подача встроенного

шестеренного насоса составляет 0,20 ... 0,35 от подачи основного насоса;

давление, развиваемое шестеренным насосом, достигает 1,6 МПа.

По способу регулирования подачи различаются насосы: с ручным

управлением, с электрогидравлическим управлением, со следящей системой

управления и с автоматическим управлением в функции давления.

В насосе с ручным управлением перемещение статора выполняется

при помощи пары винт-гайка (рис. 17).

Схема насоса с электрогидравлическим управлением показана на

рис. 19. Эта система обеспечивает работу насоса в трех режимах: холостой

ход, высокая подача, низкая подача. Применительно к гидроприводу пресса в

первом режиме насос работает в период паузы в работе пресса, когда ползун

пресса неподвижен. В это время удаляется из рабочей зоны пресса

отштампованное изделие и туда помещается очередная заготовка. Второй режим

насоса - используют во время хода приближения ползуна с инструментом к

заготовке, а также при обратном ходе ползуна. Эти движения ползуна должны

происходить с большой скоростью, поэтому требуется высокая подача насоса.

Третий режим используют во время рабочего хода ползуна.

Система содержит встроенный вспомогательный шестеренный насос 1,

напорный клапан 2, трехпозиционный золотник 3 и двухпо-зиционный золотник

4, к которому от основного насоса подведены отвод 5 от линии всасывания и

отвод 6 от линии нагнетания. Полость А постоянно соединена с линией

нагнетания шестеренного насоса. Давление в линии нагнетания ограничивается

напорным клапаном 2. Поступлением жидкости в полости Б и В управляет

золотник 3.

[pic]

Рис. 19. Схема радиально-поршневого насоса с электрогидравлическим

управлением

В режиме холостого хода электромагниты Э1 и Э2 обесточены и

золотник 3 находится в нейтральным положении, полость Б находится под

давлением, а полость В соединена со сливной линией (т.е. с баком). Под

действием давления жидкости в полости Б и усилия пружины поршень 7 занимает

крайнее правое положение. Статор при этом оказывается в нейтральном

положении либо близком к нему (е = 0). Золотник 4 под давлением жидкости в

правой торцевой полости перемещен в крайнее левое положение, благодаря чему

линия нагнетания основного насоса соединена с линией всасывания. Поэтому

подача жидкости в линию нагнетания равна нулю даже в том случае, когда

центры статора и ротора не совпадают.

Для перехода из первого режима во второй включают

электромагнит Э1. Золотник 3 занимает крайнее левое положение и соединяет

полости Б и В, а также обе торцевые полости золотника 4 со сливом. Под

действием пружины золотник 4 занимает крайнее правое положение, и линии 5 и

6 разъединяются. Статор под действием давления жидкости в полости А

перемещается влево на величину /г'. Эксцентриситет е в этом положении будет

наибольшим.

Для перехода из второго режима в третий включается

электромагнит Э2. Команда на включение Э2 подается, например, путевым

электрическим переключателем, установленным на прессе и срабатывающим от

кулачка, закрепленного на ползуне. Золотник 3 устанавливается в крайнее

правое положение, полости Б и В соединяются с нагнетательной линией насоса

1. Статор основного насоса под давлением жидкости в полости В перемещается

на величину h" в крайнее правое положение до упора в регулировочный винт 8,

установленный в крышке полости А*. Величина эксцентриситета во втором

режиме регулируется с помощью гайки 9, а в третьем режиме -винта 8.

На рис. 20 показана схема радиально-поршневого насоса со

следящей системой управления. Система содержит встроенный шестеренный насос

7, предохранительный клапан 2 и золотник управления 4, корпус 3 которого

жестко связан со статором основного насоса. Полость А постоянно соединена с

нагнетательной линией шестеренного насоса.

В положении, показанном на рис. 20, полость Б заперта,

статор зафиксирован в корпусе насоса с определенным эксцентриситетом

[pic]

Рис. 20. Схема радиально-поршневого насоса со следящей системой управления

Так как при переходе из второго режима в третий поток

жидкости реверсируется, в системе управления прессом необходимо

предусмотреть во относительно ротора. Для уменьшения подачи насоса золотник

4 вручную перемещают вправо на расстояние, равное необходимому изменению

эксцентриситета е. Полость Б соединяется с нагнетательной линией

шестеренного насоса 1, и так как площадь сечения полости Б больше, чем

полости А, статор перемещается вправо. Корпус золотника 3 перемещается

вместе со статором, а золотник 4 остается неподвижным, так как положение

рукоятки 5 фиксирует его относительно корпуса насоса.

Перемещение статора будет продолжаться до тех пор, пока не

восстановится первоначальное относительное положение корпуса 3 и золотника

4. Таким образом перемещение статора будет равно перемещению золотника -

статор "следит" за положением золотника относительно корпуса, отсюда

название "следящая система".

Для увеличения подачи золотник перемещают влево, соединяя

полость Б со сливом, после чего статор под действием давления жидкости в

полости А, движется влево до тех пор, пока не будет перекрыт выход жидкости

из полости Б. Перемещение статора и в этом случае равно перемещению

золотника*. Следящая система управления насосом характеризуется высокой

чувствительностью и малым усилием, необходимым для перемещения управляемого

золотника.

Схема радиально-поршневого насоса с автоматическим

управлением в функции давления показана на рис. 21. Полость А постоянно

соединена с линией нагнетания.

По мере роста давления в линии нагнетания увеличивается усилие РА,

действующее на пружину 1. Пока оно меньше усилия затяжки пружины Р0 статор

неподвижен, и подача насоса остается постоянной. При РА > Ро статор по мере

Страницы: 1, 2, 3