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組合機床用動力滑臺液壓系統(tǒng)性能分析 摘要 對動力滑臺液壓系統(tǒng)的各工作步驟進行了詳細的分析 指出了構成系 統(tǒng)的各基本回路 重點總結(jié)出動力滑臺液壓系統(tǒng)的性能特點 關鍵詞 動力滑臺 工作原理 性能分析 Abstract Detailed analysis has been made on each work step of the hydraulic system of dynamic slip way basic circuit of the structure system and performance and characteristics of the hydraulic system Key words Dynamic slipway Work principal Performance analysis 1 前言 組合機床是一種工序集中 效率較高的專用機床 因其具有加工能力強 自動化程度高 經(jīng)濟性好等優(yōu)點 被廣泛應用于產(chǎn)品批量較大的流水線生產(chǎn)中 如汽車制造廠的汽缸生產(chǎn)線 機床廠的齒輪箱生產(chǎn)線等 組合機床一般由動力 滑臺 動力頭和部分專用部件 主軸箱 夾具等 組成 動力滑臺是組合機床 上實現(xiàn)進給運動的關鍵部件 由設計完善的液壓系統(tǒng)驅(qū)動 配上動力頭和主軸 箱后可以對工件完成鉆 擴 鉸 鏜 銑 攻絲和端面的加工工序 組合機床采用液壓傳動 是因為液壓傳動有許多的優(yōu)點 1 在同等的體積下 液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生更大的動力 因為液壓 系統(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場中的磁力大出 30 40 倍 在同等功率的情況下 液壓裝置的體積小 重量輕 結(jié)構緊湊 液壓馬達的體積只有同等功率電動機 的 12 左右 2 液壓裝置工作比較平穩(wěn) 由于重量輕 慣性小 反映快 液壓裝置 易于實現(xiàn)快速啟動 制動和頻繁換向 3 液壓裝置能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速 還可以在液壓裝置運行的過程 中進行調(diào)速 4 液壓傳動容易實現(xiàn)自動化 因為它對液體的壓力 流量或流動方向進 行調(diào)節(jié)或控制 操作十分方便 5 液壓裝置容易實現(xiàn)過載保護 液壓缸和液壓馬達都能在失速狀態(tài)下工 作而不會發(fā)熱 這是電氣裝置和機械傳動裝置無法實現(xiàn)的 液壓件能自行潤滑 使用壽命較長 6 由于液壓元件都實現(xiàn)了標準化 系列化和通用化 液壓系統(tǒng)的設計 制造和使用都比較方便 液壓元件的排列布置也具有較大的機動性 7 用液壓傳動來實現(xiàn)直線運動遠比用機械傳動簡單 液壓動力滑臺由液壓缸驅(qū)動 在電氣和機械裝置的配合下可以實現(xiàn)各種自 動工作循環(huán) 以滿足各種加工工序的要求 下面以 YT4543 型動力滑臺為例來 說明其工作原理并分析其性能特點 2 工作原理 表 1 YT4543 型動力滑臺液壓系統(tǒng)的電磁鐵動作順序表 電磁鐵工作狀態(tài) 動作名稱 信號來源 1YA 2YA 3YA 快速 按下啟動 按鈕 一工進 擋塊壓下 行程閥 8 二工進 擋塊壓下 行程開關 停留 滑臺靠壓 在四擋鐵處 快退 時間繼電 器發(fā)出信號 停止 擋塊壓下 終點開關 YT4543 型動力滑臺的液壓系統(tǒng)見圖 1 動作循環(huán)見表 1 此系統(tǒng)可以實現(xiàn) 快進 工進 停留 快退 停止 的半自動工作循環(huán) 其工作情況 如下 1 快進 先按下啟動按鈕 電磁鐵 1YA 得電 先導閥 11 左 位接入系統(tǒng) 油液經(jīng)先導閥進入液動換向閥 12 左液控口 使換向閥 12 左位接入系統(tǒng) 因快進時負載較小 變量泵 14 輸出最大流量 且順序閥 2 因系統(tǒng)壓力較低 處于關閉狀態(tài) 此時 油液經(jīng)換向閥 12 行程閥 8 右位進入液壓缸 7 左腔 此時液壓缸 7 左差動連接 實現(xiàn)液壓缸的快速 進給 2 一工進 當滑臺快進到預定的工作位置時 由滑臺上的擋 塊壓下行程閥 8 此時行程閥 8 左位接入系統(tǒng) 油路截止 油液經(jīng)換向 閥 12 調(diào)速閥 4 電磁閥 9 進入液壓缸 7 左腔 液壓缸 7 右腔油液經(jīng)換 向閥 12 順序閥 2 背壓閥 1 回油箱 液壓缸在調(diào)速閥 4 控制下實現(xiàn)第 一次工作進給 3 二工進 當?shù)谝淮喂ぷ鬟M給結(jié)束時 由滑臺上擋塊壓下行 程開關 使電磁鐵 3YA 得電 電磁閥 9 左位接入系統(tǒng) 油路截止 油液 經(jīng)換向閥 12 調(diào)速閥 4 調(diào)速閥 10 進入液壓缸 7 左腔 液壓缸 7 右腔油 液經(jīng)換向閥 12 順序閥 2 背壓閥 1 回油箱 由于調(diào)速閥 10 的開口比調(diào) 速閥 4 小 系統(tǒng)工作壓力進一步升高 液壓缸在調(diào)速閥 4 和調(diào)速閥 10 的 共同作用下實現(xiàn)第二次工作進給 4 停留 當滑臺以第二次工進速度行進到碰到死擋塊時 不 在前進 開始停留 此時 各油路狀態(tài)不變 變量液壓泵 14 繼續(xù)運轉(zhuǎn) 使系統(tǒng)壓力不斷升高 同時 泵輸出量減小至與系統(tǒng)的泄漏量相適應 當液壓缸左腔的壓力升至壓力繼電器 5 調(diào)定值時 壓力繼電器動作并發(fā) 出信號給時間繼電器 滑臺經(jīng)時間繼電器延時 停留一段時間后再返回 其停留時間由時間繼電器調(diào)節(jié) 5 快退 當滑臺停留到時間繼電器調(diào)定的時間時 時間繼電 器發(fā)出信號 使電磁鐵 1YA 斷電 2YA 通電 先導閥 11 右位接入系統(tǒng) 油液經(jīng)先導閥進入液動換向閥 12 右液控口 使換向閥 12 右位接入系統(tǒng) 從而主油路換向 油液經(jīng)換向閥 12 進入液壓缸 7 右腔 液壓缸 7 左腔油 液經(jīng)單向閥 6 換向閥 12 回油箱 此時滑臺無外負載 系統(tǒng)壓力下降 使限壓式變量液壓泵 14 的流量又自動增至最大 滑臺實現(xiàn)快速退回 6 停止 當動力滑臺快速退回到原位時 擋塊壓下終點開關 電磁鐵 2YA 和 3YA 都斷電 此時先導閥 11 處于中位 換向閥 12 因其 兩控制油口均通油箱 也處于中位 換向閥 12 的中位具有鎖緊功能 所 以液壓缸 7 的兩腔封閉 滑臺停止運動 同時變量泵 14 卸荷 油液經(jīng)單 向閥 13 換向閥 12 回油箱 3 性能分析 由以上工作情況分析可知 此液壓系統(tǒng)按其功能可以分解為 由限 壓式變量液壓泵 調(diào)速閥和背壓閥組成的容積節(jié)流加背壓的調(diào)速回路 液壓缸 差動連接的快速回路 電液換向閥的換向回路 由行程閥 電磁閥和順序閥等 組成的速度換接回路 調(diào)速閥串聯(lián)的兩次工進回路以及用電液換向閥 M 型中位 機能的卸荷回路等 這些基本回路決定了該液壓系統(tǒng)的性能 據(jù)此 可以總結(jié) 出 YT4543 型動力滑臺的液壓系統(tǒng)具有以下一些性能特點 1 系統(tǒng)采用了限壓式變量液壓泵和液壓缸差動連接兩項措施 來實現(xiàn)快進 可獲得較大的快進速度 且能量也比較合理 滑臺停止運 動時 采用單向閥和 M 型中位機能的換向閥串聯(lián)的回路使液壓泵在低壓 下卸荷 既減少了能量損耗 又使控制油路保持一定的壓力 以保證下 一工作循環(huán)的順利起動 2 系統(tǒng)采用了行程閥和順序閥實現(xiàn)快進與工進的換接 不僅 簡化了油路和電路 而且使動作可靠 轉(zhuǎn)換的位置精度也比較高 兩次 共進速度的換接 由于速度比較低 采用了由電磁閥切換的調(diào)速串聯(lián)的 回路 既保證了必要的轉(zhuǎn)換精度 又使油路的布局比較簡單 靈活 采 用死擋塊作限位裝置 定位準確 重復精度高 3 系統(tǒng)采用了 限壓式變量液壓泵 調(diào)速閥 背壓閥 式調(diào)速回路 它能保證液壓缸穩(wěn)定的低速運動 較好的速度剛性和較大 的調(diào)速范圍 回油路上背壓閥可防止空氣進入系統(tǒng) 并能使滑臺承受伏 負向的負載 4 系統(tǒng)采用了換向時間可調(diào)的電液換向閥來切換主油路 使 滑臺的換向更加平穩(wěn) 沖擊和噪聲小 同時 電液換向閥的五通結(jié)構使 滑臺的進和退時分別從兩條油路回油 這時滑臺快退時系統(tǒng)沒有背壓 也可減少了壓力損失 4 結(jié)論 YT4543 型動力滑臺的液壓系統(tǒng)具有運行速度快 換向精度較高 滑臺換向 平穩(wěn) 沖擊小 調(diào)速范圍寬等優(yōu)點 此液壓系統(tǒng)的設計合理 它使用元件不多 卻能完成較為復雜的半自動工作循環(huán) 且性能良好 參考文獻 1 章宏甲 黃誼 王積偉 液壓與氣壓傳動 北京 機械工業(yè)出版社 2000 5 2 方桂花 液壓傳動 北京 地震出版社 2002 5 3 毛信理 液壓傳動和液力傳動 北京 冶金工業(yè)出版社 1993