Если в станках не применяется адаптивное управление, в частности, величиной подачи, то от привода подачи требуется, как правило, обеспечение заданной стабилизированной скорости (подачи), иногда двух стабилизированных скоростей, быстрого перемещения рабочего органа в обоих направлениях и, для массивных рабочих органов, движущихся с большими скоростями, замедления в конце хода. Для этого чаще всего применяются схемы дроссельного регулирования, обеспечивающие по одной или две стабилизированные скорости рабочего органа за счет установки регуляторов расхода

Рис. 12.20

На рис. 12.20 представлена часто применяемая в гидроприводах станков схема дроссельного регулирования скорости стола станка. Гидросистема, реализованная по этой схеме, приводит в движение стол со скоростями быстро вперед (БВ), рабочая подача (РП), быстро назад (БН). Для получения ускоренных движений включается один из электромагнитов YA 1 или YA 2 распределителя Р1 и электромагнит YA 3. При этом рабочая среда без сопротивления вытесняется поршнем цилиндра через распределители Р1 иР2 в бак. После выключения электромагнита YA 3 скорость стола изменяется с ускоренной на рабочую, стабилизированную подачу, за счет вытеснения рабочей среды через регулятор расхода РР. В схеме использованы распределители Р1 и Р2 с электрогидравлическим управлением (диаметр условного прохода dу = 16 мм). Распределители с dу < 16 мм тоже могут применяться в схеме рис. 12.20. Для выбора типа и размера dу распределителя необходимо рассчитать расход масла в цилиндр, обеспечивающий рабочему органу требуемую скорость холостого хода.

Для исключения гидравлического удара массивные рабочие органы, движущиеся с большими скоростями, должны плавно переключаться на рабочую подачу или остановку. Один из вариантов гидросистем с плавным снижением скорости холостого хода показан на рис. 12.21. Движение РО со скоростью u₁ холостого хода БВ начинается после включения электромагнитов YA 2 и YA 4. На этой скорости стол должен пройти путь L1, затем на скорости u₂ стабилизированной подачи пройти путь L2. На небольшом расстоянии до точки переключения скорости отключается электромагнит YA 4 и включается YA 3. Рабочая среда вытесняется через дроссель ДР, настроенный на получение замедленной скорости РО. Величина этой замедленной скорости рассчитывается, либо определяется экспериментально, исходя из условия допустимого заброса давления в сливной линии цилиндра при торможении.

Рис. 12.21

Последовательное соединение двух гидрораспределителей, рис.12.20, рис. 12.21, позволяет получить стабилизированную подачу и ускоренное движение. Схемы просты, а реализованные по ним приводы работают надежно. Однако у них есть и недостатки. Отметим два основных: повышенные потери мощности из-за последовательного соединения распределителей и сложность обеспечения заданных подач при реверсировании рабочего органа. Параллельное соединение распределителей позволяет: уменьшить гидравлическое сопротивление потоку масла при ускоренном движении; применить один из распределителей с уменьшенным условным проходом; реализовать приводы с двумя и тремя регулируемыми или стабилизированными скоростями движения в обоих направлениях

Применение гидроцилиндров с односторонним штоком позволяет получать сравнительно большие скорости u₃ при обратном ходе стола. Для цилиндров с диаметром поршня в два раза больше диаметра штока, при постоянной производительности насоса, u₃>u₁ в 1,33 раза. Увеличение скорости u₁ сокращает время обработки изделия. Достичь этого можно разными способами. Например, применением дифференциального способа, когда ускоренное движение вперед достигается одновременной подачей рабочей среды в обе камеры гидроцилиндра. За счет вытеснения поршнем рабочей среды из штоковой камеры в поршневую скорость РО возрастает, при постоянной производительности насоса.

Рис. 12.22

На рис. 12.22 показан фрагмент принципиальной схемы привода стола фрезерного станка. Здесь функции распределителей разделены: с помощью Р1 можно сообщить столу стабилизированные подачи в обоих направлениях, а с помощью Р2 – ускоренные движения, при этом движение БВ (включение YA 4) реализуется по дифференциальной схеме. В представленной схеме оба распределителя выбраны с электромагнитным управлением. Вид управления распределителем Р2 определяется после расчета суммарного расхода рабочей среды через него от насоса и штоковой камеры.

Второй вариант увеличения скорости u₁ , рис. 12.23, также без увеличения производительности насоса, предусматривает получение высоких скоростей  u₁ и u₃ с помощью дифференциальной схемы управления (распределитель Р2) и аккумулятора А.При движении стола станка со скоростью u₁ включаются электромагниты YA 4 иYA 5. Суммарный расход рабочей среды в поршневую камеру, из штоковой камеры цилиндра и аккумулятора, сообщают столу станка большую скорость холостого хода вперед. Для увеличения скорости u₃к штоковой камере подключают через распределитель Р2 аккумулятор А. Назначение остальной аппаратуры: обратный клапан КО1 защищает насос от обратного потока рабочей среды; КО2 на дает разряжаться аккумулятору в процессе обработки изделия; с помощью крана К можно разряжать аккумулятор вручную; распределитель Р4 предназначен для гидравлической разгрузки насоса при кратковременной остановке станка.

Рис. 12.23

     Реализация больших скоростей быстро вперед (u₁) и быстро назад (u₃) по схеме рис.12.24 достигается с помощью дифференциальной схемы управления, аккумулятора и двух насосов. Каждый из способов – дифференциальный, использование накопленной гидравлической энергии аккумулятора или производительности дополнительного насоса, могут применяться раздельно, либо вместе. Схема дает возможность подключать один из насосов, либо оба, либо отключать от цилиндра оба насоса. При этом работа каждого насоса, а также их совместная, на различных этапах цикла обработки изделия, может происходить с разными расчетными давлениями. Для этого в схему введен клапан КДП с пропорциональным управлением.  Раздельная или общая гидравлическая разгрузка насосов позволяет гидросистеме, реализованной по схеме рис. 12.24, экономить энергию не только в различные периоды цикла обработки, но и при кратковременной остановке станка. Поэтому затраты на клапан давления КДП и аккумулятор А быстро окупаются.    

Рис. 12.24

  С помощью последовательно-параллельного соединения распределителей можно проектировать гидросистемы с общим числом скоростей более трех. Схема на рис. 12.25 предусматривает возможность получения трех стабилизированных скоростей рабочего органа, одной замедленной и одной скорости холостого хода. Еще две замедленные скорости получаются при одновременной работе распределителей Р2 и Р3. Вряд ли все скорости будут реализованы только при движении рабочего органа вправо. Часть их может быть затребована при его реверсе.

Вместо одного регулятора расхода и двух дросселей можно применить три регулятора расхода, подключив Р3 к линии 4. Распределитель Р3 можно выбрать с меньшим условным проходом, чем Р1 и Р2. При расчете замедленной скорости, получаемой с помощью дросселя Др3, следует помнить, что параллельно с ним работает регулятор расхода РР. Поэтому целесообразно выбрать для РР наименьшую из стабилизированных подач.

Рис. 12.25

Рассмотренная схема, хотя и дает возможность автоматически включать одну из нескольких установленных скоростей, все же не обеспечивает полной гибкости при встройке в РТК или АЛ. Кроме того компоновка привода с четырьмя дросселями значительно увеличивает размеры гидропанели и удорожает привод.

Все перечисленные недостатки устраняются при использовании гидроаппаратуры с пропорциональным управлением. Например, регулятор расхода РРП, рис. 12.26, а, с пропорциональным управлением типов ДД6 и ДД10, установленный на выходе, обеспечивает любую стабилизированную скорость рабочего органа в пределах расхода через дроссель с условным проходом 6 и 10 мм. Требуемое дискретное значение подачи достигается управлением РРП от контроллера, УЧПУ или другого устройства автоматического управления. Ускоренное перемещение рабочего органа определяется максимально возможным расходом масла через РРП. Для достижения больших скоростей нецелесообразно выбирать РРП с увеличенным условным проходом, так как при этом ухудшается регулирование на малых подачах, увеличиваются непроизводительные затраты мощности при протекании масла через Р1 и РРП. Экономичнее применять уже известную схему с параллельно установленными распределителями, рис. 12.26, б, один из которых Р2 предназначен только для реализации ускоренных перемещений.

Рис. 12.26

Приводы подач рабочих органов, перемещаемых в вертикальной плоскости, могут быть выполнены по рассмотренным схемам и возможным их комбинациям. Отличительной особенностью таких приводов является обязательное применение элементов автоматической блокировки, удерживающих рабочий орган в неподвижном состоянии после отключения энергопитания станка. В принципиальной гидросхеме, изображенной на рис.12.27, таким элементом автоматической блокировки является клапан давления КД. Он настраивается на статическое давление в поршневой камере ГЦ при отключенных электромагнитах распределителя Р1. Чтобы шпиндельная бабка не опускалась под действием собственного веса это статическое давление увеличивают на 0,5…1,0 МПа. Если станок находится в отключенном состоянии долгое время, то шпиндельная бабка будет опускаться из-за утечек рабочей среды через КД, КО и перетечек ее через уплотнение поршня. Для предотвращения этого в гидросистему введены распределитель Р1 с закрытыми линиями в средней позиции, а также зажимные гидроцилиндры ЦЗ (4 щт.), которые включаются в работу во время остановки шпиндельной бабки. Вместо клапанов КД и КО можно ввести в схему дроссель с обратным клапаном и гидрозамок одностороннего действия, соединенные последовательно. Распределитель Р1 в этом случае должен быть выполнен по 34-й схеме, у которого выходные линии в среднем положении соединяются со сливной, что обеспечит надежное срабатывание гидрозамка.

Рис. 12.27

Гидросистемы с клапанами давления в функции элемента автоблокировки от самопроизвольного опускания применяются для небольших по массе рабочих органов. Тяжелые шпиндельные бабки, салазки, порталы, как правило, уравновешивают.

Шпиндельная бабка вертикально-фрезерного станка, рис. 12.28, имеет раздельную компоновку. Ползун перемещается по направляющим салазки гидроцилиндром, гильза которого закреплена на салазке, а шток – на ползуне. Оба устройства уравновешены грузом, вставленным в стойку станка. Груз с салазкой соединен тросом, накинутым на ролики, установленные на стойке. Для перемещения такой уравновешенной массы не требуется больших усилий. Так,  при холостых движениях салазки вверх и вниз ее привод преодолевает только силу трения в направляющих. Поэтому для установочных перемещений салазки в схеме применен гидромотор ГМ. Ускоренные движения салазки происходят при включении одного из электромагнитов распределителя Р3 и электромагнита YA 6, а замедление в конце быстрого хода - при отключении YA 6. Скорость медленного движения настраивается с помощью дросселя ДР, установленного на входе, что позволяет сохранить высоким крутящий момент на валу гидромотора. Клапан давления КД2 создает подпор в сливной линии гидромотора, что, в конечном счете, увеличивает плавность замедленного хода салазки и точность ее позиционирования. Зажимные цилиндры ЦЗ (4 шт.) подключаются к гидросистеме в моменты покоя салазки, увеличивая жесткость системы станина-салазка, а, следовательно, и точность обработки. Для управления ползуном применена схема с двумя распределителями Р1, Р2 и регулятором расхода РР. Так как ползун не уравновешен относительно салазки, то от самопроизвольного опускания под действием собственного веса его удерживает клапан КД1. Для более надежного удержания ползуна, при длительной остановке станка, можно ввести в схему зажимные цилиндры одностороннего действия, с пружиной в одной из камер.

Рис. 12.28

 Приводы подач с шиберными поворотными гидродвигателями, поршневыми поворотными гидроцилиндрами и приводы с гидромоторами отличаются равенством площадей поршня или суммарных площадей поршней, что упрощает достижение равенства скоростей движения рабочего органа при реверсировании. Схемы регулирования скорости с такими гидродвигателями отличаются от рассмотренных только составом элементов автоблокировки. На рис. 12.29 представлена принципиальная гидросхема привода подачи стола легкого станка. Гидромотор ГМ через редуктор Р и передачу винт-гайка приводит в движение стол РО станка. Передаточное число редуктора рассчитывается из условия реализации минимальной и максимальной подач при обработке заданного изделия. Для управления гидромотором применена уже описанная выше схема с регулятором расхода на входе.

Рис. 12.29