Принцип дії гідропідсилювача крокового двигуна

«Принцип дії гідропідсилювача крокового двигуна»

Гідропідсилювач (ГУ), ‑ це аксіально-поршневий гідромотор з слідкуючим управлінням.

Рис.1 Гідропідсилювач крокового двигуна.

Гідропідсилювач забезпечує збільшення крутного моменту, що розвивається кроковим двигуном (рис. 1). В роторі 3 двигуна розташовані поршні 2, які можуть переміщуватися в осьовому напрямку. Під тиском масла, що поступає в двигун через півкільцевий паз розподільника 4, поршні 2 впираються в кільце 1 упорної вальниці. Кільце розташоване похило, і поршні, ковзаючи по похилій поверхні, що утворені вальницею, змушують ротор обертатися в напрямку, показаному на рисунку стрілкою. Коли поршень попадає в положення А, приток масла до нього зупиняється, оскільки отвір ротора попадає на перемичку розподільника.

При подальшому повороті масло з-під поршня через півкільцевий паз Р₂ розподільника поступає на злив. Таким чином, кожен поршень за половину оберту ротора здійснює робочих хід, а за наступні півоберту - зворотній (холостий) хід. Для зміни напрямку обертання ротора масло під тиском подають в паз Р₂, а з пазу направляють на злив. Управління потоком масла забезпечує слідкуючий пристрій (СУ), керований кроковим двигуном (ШД). Вал крокового двигуна з'єднаний з плунжером 6 слідкуючого пристрою. На плунжері є кільцеві канавки К₁ і К₂ і поздовжні пази П₁ і П₂. Плунжер вставлений у втулку 5, з'єднану з валом гідропідсилювача. Втулка 5 знаходиться в корпусі 7, що має кільцеві канавки В₁ - В₄. До кільцевої канавки В₂ підводиться масло під тиском (канал Д); канавка В₃ призначена для відводу масла на злив (канал С); канавки В₁ і В₄ з'єднані каналами з порожнинами розподільника 4. У положенні, а, плунжер 6 перекриває доступ масла до гідропідсилювача, і він не працює. Але досить повернути плунжер на дуже невеликий кут, щоб масло від гідронасосу по каналу Д, кільцевої канавці корпусу слідкуючого пристрою і отвору втулки 5 потрапило в паз П₁, плунжера і далі через канавки К₁ і розподільник 4 в ротор гідропідсилювача, повертаючи його в тому ж напрямку, що і плунжер. Масло на злив видаляється з гідропідсилювача через кільцеву канавку В₄ і паз П₂ плунжера і отвір О₂ втулки 5, канавку В₃ і канал С. Якщо обертати плунжер за допомогою крокового двигуна безперервно, то одночасно, "наздоганяючи" його, буде обертатися і ротор гідропідсилювача, а разом з ним ходовий гвинт; виконавчий орган верстата отримає рух подачі. При зупинці плунжера він перекриє отвори втулки, рух потоків масла припиниться, і ротор гідропідсилювача негайно зупиниться.

Для реверсування гідропідсилювача досить перемкнути напрямок обертання вала крокового двигуна. Напрямок потоків масла в слідкуючому пристрої зміниться на протилежний.

Кроковий двигун

Кроковий двигун - це імпульсна синхронна машина, що перетворює електричні сигнали в дискретні переміщення виконавчого органу верстата. Статор 1 двигуна має полюсні наконечники з обмотками, що утворюють три секції I - III. Обмотки виконані таким чином, що кожна суміжна пара полюсів секції має різну полярність. Ротор 2 також розділений на три секції, але кожна з них зміщена по окружності щодо суміжної секції на 1/3 міжполюсової відстані. Припустимо, що в положенні, показаному на рисунку, в електричний ланцюг включені обмотки II секції статора.

Утворені магнітні поля, взаємодіючи з полюсними наконечниками ротора, повертають його в положення, відповідне найменшому магнітному опору, коли зубці ротора виявляться проти полюсних наконечників II секції статора. Так як у вихідному положенні зубці ротора зрушені на 1/3 кроки, то ротор повернеться теж на 1/3 кроки. Якщо тепер включити в ланцюг обмотки III секції статора, ротор повернеться ще на 1/3 кроки. А після включення секції I ротор закінчить поворот на крок.

Для зміни напрямку обертання ротора порядок включення обмоток статора міняють на зворотний.

Для отримання малих елементарних переміщень ротора, а отже, і пов'язаного з ним виконавчого органу прагнуть зменшувати крок між зубами статора. Для цього зуби роблять дрібними. Кроковий двигун безпосередньо для переміщення виконавчого органу можна використовувати лише в приводах малої потужності. Тому крокові двигуни зазвичай з'єднують з ходовим гвинтом подачі не безпосередньо, а через підсилювач крутних моментів - гідропідсилювач, використовуючи паспорт верстата, або конструкції.