 |
|
Механизм переключения частот вращения шпинделя
Проектируемый привод главного движения имеет четырехступенчатую коробку скоростей, поэтому для переключения диапазонов регулирования частот вращения шпинделя применяется 2 дифференциальных плунжерных гидроцилиндра.
Так как принцип работы данных двух дифференциальных цилиндров одинаковый, то рассмотрим один из них.
Для переключения зубчатой муфты 8 в крайнее правое положение через штуцер 4 подается рабочая жидкость в левую полость 3. Жидкость из правой полости 2 сливается через штуцер 1. Шток 5 перемещается с вилкой 6 до упора в цилиндр 10, после чего срабатывает конечный выключатель 12 и рабочая жидкость перестает поступать. Положение фиксируется фиксатором 9.
Для обеспечения крайнего левого положения зубчатой муфты 8 рабочая жидкость подается через штуцер 1 в полость 2 и отводится из полости 3 через штуцер 4. Шток 5 вместе с втулкой 7 перемещается до упора в крышку 11. После чего конечный выключатель 14 отключает подачу рабочей жидкости и положение фиксируется фиксатором 9.
Для обеспечения нейтрального положения применяется дифференциальный гидроцилиндр. Подается одинаковое давление через штуцеры 1 и 3 в полости 2 и 4 из общей магистрали. Нейтральное положение обеспечивается действием различных сил давления, обеспечиваемых геометрией гидроцилиндра
Чтобы шток не смещался вправо, действует сила давления на торец штока в правой полости. Эта сила должна быть больше силы давления на торец штока в левой полости цилиндра.
Сила давления в правой полости на торец штока определяется по формуле
где 
– давление в системе, Мпа;
- диаметр соответствующей ступени штока, мм.
Сила давления в левой полости на торец штока определяется по формуле
где – давление в системе, Мпа;
- диаметр соответствующей ступени штока, мм.
Чтобы шток не смещался влево, действует сила давления на торец втулки и торец штока в левой полости. Эта сила должна быть больше силы давления на торец штока в правой полости.
где – давление в системе, Мпа;
- диаметр соответствующей ступени штока, мм.
- диаметр втулки, мм
Нейтральное положение гидроцилиндра обеспечивается следующим неравенством:
Можно выразить через диаметры:
При переходе цилиндра из крайнего левого положения в нейтральное на шток в левой полости действует сила давления 
, состоящая из силы давления на торец втулки и силы давления на торец штока. В правой полости действует сила давления на торец штока 
. Так как сила меньше силы , шток сдвигается влево. Шток двигается того момента, пока втулка не упирается в стенку цилиндра. В тот момент когда втулка уперлась в стенку цилиндра, перестает действовать сила давления на шток, и начинает действовать сила 
. Шток перестает сдвигаться влево, так как сила меньше силы . Далее нейтральное положение обеспечивает за счет неравенства сил давления, описанного выше.
При переходе цилиндра из крайнего правого положения в нейтральное на шток действует сила давления в правой полости. В левой полости на торец штока действует сила давления . Так как сила давления 
больше силы давления , шток перемещается влево. Как только ступень штока упирается в буртик втулки, в левой полости вместо силы давления начинает действовать сила . Так как сила больше силы , шток останавливается в нейтральном положении. Поддержание нейтрального положения обеспечивается неравенством сил, приведенным выше