機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設計

1、液壓與氣壓傳動 B三級項目題目：機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設計班 級：機電一班小組成員：周洲周健岳占勝扌旨導教師：袁曉明提交時間：2017年6月20日第一部分 摘要和關鍵詞摘要動力滑臺是組合機床上用以實現(xiàn)進給運動的一種通用部件， 根據加工需要滑臺上裝有各 種用途的動力頭和主軸箱，以完成鉆、擴、鉸、鏜、刮端面、倒角、銑削及攻絲等工序。動 力滑臺有機械動力滑臺和液壓動力滑臺之分， 液壓動力滑臺上一般只裝上液壓缸， 有時也可 能再裝個行程閥，至于液壓泵和閥類元件則通常都安裝在專門的液壓泵站上。二、關鍵詞組合機床 通用部件 進給運動液壓系統(tǒng)是組合機床及其自動線的重要組成部分。 液壓系統(tǒng)與機械、 電氣相配合，

2、 實現(xiàn) 機床或自動線的自動工作循環(huán)。液壓系統(tǒng)設計得是否合理，直接影響和自動線的工作性能。 因此，對組合機床及其自動線的液壓系統(tǒng)的設計方法和原則加以探討是很必要的。當然， 液壓系統(tǒng)的性能的優(yōu)劣，不僅與液壓系統(tǒng)有關，而且與所采用的液壓元件有密切的關系。一、 YT4543 型動力滑臺液壓系統(tǒng)1. 功能（1）能在變負載或斷續(xù)負載的條件下工作，能保證動力滑臺的進給速度，特別是最小進給 速度穩(wěn)定。進給范圍要求為0.006 0.66m/min 。（2）能承受規(guī)定的最大負載，并具有較大的“工進”調速范圍，以適應不同工序的工藝需 要。例如，鉆孔時軸向進給力和進給量都較大，而精鏜時進給力和進給量都很小。為此，像Y

3、T4543型那樣的液壓滑臺的最大進給力規(guī)定為45 000 N，而調速范圍 Re100b（3） 能實現(xiàn)快速前進和快速退回，（YT4543型液壓動力滑臺的快速運動速度為7.3m/min）。（4）合理利用能量，提高系統(tǒng)效率，減少發(fā)熱，合理解決工進速度和快動速度差值間的矛 盾。動力滑臺的液壓系統(tǒng)，在電氣和機械裝置的配合下，可以根據不同的加工要求，實現(xiàn)圖1所示的各種工作循環(huán)?？爝M1工進n快進H ia總ftia圖1 液壓動力滑臺的工作循環(huán)圖2. 工作原理由圖可見，這個系統(tǒng)采用限壓式變量泵供油，用電液換向閥換向，用行程閥實現(xiàn)快進和 工進的變換，用電磁閥實現(xiàn)兩個工作進給間的變換。圖2 YT4543型組合機床動

4、力滑臺液壓系統(tǒng)原理圖1-濾油器；2-變量泵;3、9、16-單向閥，4、8、10、11、18、20-管路;15-電液動換向閥；6-背壓閥；7-遠控順序閥;12、13-節(jié)流閥;14-電磁閥;15-壓力繼電器；17-行程閥;19-液壓缸快進(差動連接)按下啟動按鈕，三位五通電液動換向閥5的先導電磁換向閥 1YA得電，使之閥芯右 移，左位進入工作狀態(tài)，這時的主油路是：進油路：濾油器1 t變量泵2 t單向閥 3 t管路4 t電液換向閥5的P 口到A 口t 管路10、11 t行程閥17 t管路18 t液壓 缸19左腔?；赜吐罚焊?9右腔t管路20 t電液動 換向閥5的B 口到T 口t油路8 t單向閥9 t

5、油路11 t行程閥17 t管路18 t缸19 左腔。這時形成差動連接回路。因為快進時， 滑臺的載荷較小，同時進油可以經閥17直通 油缸左腔，系統(tǒng)中壓力較低，所以變量泵2輸出流量大，動力滑臺快速前進，實現(xiàn)快進。(2)第一次工進在快進行程結束時，滑臺上的擋鐵壓下行程閥17,行程閥上位工作，使油路 11和 18斷開。電磁鐵1YA繼續(xù)通電，電液動換向 閥5左位仍在工作，電磁換向閥 14的電磁鐵 處于斷電狀態(tài)。進油路必須經調速閥12進入液壓缸左腔，與此同時，系統(tǒng)壓力升高，將 液控順序閥7打開，并關閉單向閥9,使液壓 缸實現(xiàn)差動連接的油路切斷?；赜徒涰樞蜷y7 和背壓閥6回到油箱。這時的主油路是：進油路：濾

6、油器1 t變量泵2 t單向閥3 t電液動換向閥 5的P 口到A 口t油路10 t調速閥12 t二位二通電磁換向閥 14 t油 路18 t液壓缸19左腔。回油路：缸19右腔t油路20 t電液動 換向閥5的B 口到T 口t管路8 t順序閥7 T背壓閥6 T油箱。因工作進給時油壓升高，則變量泵2的3VA流量自動減小，動力滑臺向前做第一次工作 進給，進給量的大小可以用調速閥12調節(jié)。(3)第二次工進快進在第一次工作進給結束時，滑臺上的擋鐵 壓下行程開關，使電磁閥14的電磁鐵3YA得電，閥14右位接入工作，切斷了該閥所在的 油路，經調速閥12的油液必須經過調速閥 13 進入液壓缸的右腔，其它油路不變。由

7、于調速閥13的開口量小于閥12,進給 速度降低，進給量的大小可由調速閥 13來調 節(jié)。當動力滑臺第二次工作進給終了碰上 死擋鐵后，液壓缸停止不動，系統(tǒng)的壓力進 一步升高，達到壓力繼電器15的調定值時,經過時間繼電器的延時，再發(fā)出電信號，使 動力滑臺退回。在時間繼電器延時動作前，滑臺停留在 死擋鐵限定的位置上。safes快退時間繼電器發(fā)出電信號后，2YA得電， 1YA失電，3YA斷電，電液動換向閥 5右 位工作，這時的主油路是：進油路：濾油器 1變量泵單向 閥3t油路4 t換向閥5的P 口到B 口t 油路20 t缸19的右腔?；赜吐罚焊?9的左腔t油路 18 t 單向閥16 t油路11 t電液動

8、換向閥 5 的A 口到T 口t油箱。這時系統(tǒng)的壓力較低，變量泵2輸出 流量大，動力滑臺快速退回。 由于活塞桿 的面積大約為活塞的一半， 所以動力滑 臺快進、快退的速度大致相等。1工進1誡9Him力櫓3Ar 注_iy一4 i胡川并I駕1 iVAnSZVA :l-LJ Ir !(6)原位停止當動力滑臺退回到原始位置時，擋塊壓下行程開關，這時電磁鐵 1YA、2YA 3YA都失 電，電液動換向閥 5處于中位，動力滑臺停 止運動，變量泵 2輸出油液的壓力升高，使 泵的流量自動減至最小。表1是這個液壓系統(tǒng)的電磁鐵和行程閥的 動作表。1YA2YA3YA17快進+-一工進+-+二工進+-+死擋鐵停留+-+快退

9、-+-原位停止-表1 YT4543型組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動作表3性能分析YT4543型液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)主要由下列一些回路組成：“限壓式變量葉片泵一調速 閥一背壓閥”式調速回路，差動連接式快速運動回路，電液換向閥式換向回路，行程閥和電 磁閥式速度換接回路，三位換向閥式換向回路。系統(tǒng)的性能主要是由這些基本回路決定的， 具體特點如下：(1) “限壓式變量泵一調速閥一背壓閥”式調速回路能保證穩(wěn)定的低速運動，較好的速度 剛性和較大的調速范圍。YT4543型液壓動力滑臺的最小進給速度較低(6.6 mm/min),進給調速范圍較大 (約100),單純容積調速回路由于存在泄漏，低速運動

10、時穩(wěn)定性較差，而且普通變量泵調速范圍也不夠寬；調速閥式節(jié)流調速回路雖然速度剛性較好，調速范圍也能滿足要求，但由于有溢流損失，功率損耗很大(低速進給和死擋塊停留時尤其嚴重)，發(fā)熱也大。由此可見，這里采用“限壓式變量泵-調速閥” 式容積節(jié)流調速回路是比較合理的。進給時，在回油路上增加了一個背壓閥，這樣做一方面是為了改善速度穩(wěn)定性(避免空氣滲入系統(tǒng)， 提高傳動剛度)，另一方面是為了使滑臺能承受一定的與運動方向一致的切削力。因而這個調速回路中增加一個背壓閥亦是十分必要的。此外，滑臺液壓系統(tǒng)采用進口節(jié)流式的調速還有以下一些優(yōu)點：(a) 起動時、快進轉工進時前沖量都較小；(b) 死擋塊停留時便于利用壓力繼

11、電器發(fā)出信號；(c) 在液壓缸中不致出現(xiàn)過大的壓力(在出口節(jié)流系統(tǒng)中，當油腔面積比A1 / A2 = 2 , 且負載和速度同向時，液壓缸回油腔中壓力會比泵的供油壓力大一二倍)。(2) 限壓式變量泵加上差動連接式快動回路使能量利用經濟合理。YT4543型液壓動力滑臺快速運動速度約為最大工進速度的10倍，這里如只采用差動連接式快動回路，或流量能自動匹配的變量泵式供油回路， 問題不能得到解決。 限壓式變量泵供油 回路在快動時能輸出最大流量， 工進時只輸出與液壓缸需要相適應的流量， 在死擋塊停留時 只輸出補償系統(tǒng)泄漏所需的流量，沒有溢流損失，故能量損耗小。這個系統(tǒng)在滑臺停止時由于變量泵要輸出一些流量來

12、補償泄漏，仍須損耗一部分功率， 因此采用了換向閥式低壓卸荷回路來減少這種損耗。(3) 采用行程閥與遠控順序閥實現(xiàn)快進轉工進的換接，不僅能簡化機床電路，而且動作可靠，轉換精度也比電氣控制式的高。至于一次工作進給與二次工作進給之間的轉換，則由于工進速度都較低，通過調速閥6的流量很小，轉換過程中調速閥7動作滯后和滑臺慣性等的 影響都很小，采用電磁閥式換接完全能保證所需的轉換精度。采用了由限壓式變量泵和調速閥組成的容積節(jié)流調速回路。它既滿足系統(tǒng)調速范圍大，低速穩(wěn)定性好的要求，又提高了系統(tǒng)的效率。用旁路調速機床動力滑臺液壓系統(tǒng)1.工作原理由圖可見，這個系統(tǒng)采用限壓式變量泵供油，用電磁換向閥換向，用調速閥

13、實現(xiàn)快進和工進的變換，用電磁閥實現(xiàn)兩個工作進給間的變換。圖2用旁路調速機床動力滑臺液壓系統(tǒng)原理圖1-變量泵；2, 4-電磁換向閥;3-液壓缸；5，6-調速閥（1）快進泵1-三位四通換向閥2左腔-液壓缸3左腔 液壓缸3右腔-三位四通換向閥2左腔-油箱（2 ）一次工進泵1-三位四通換向閥泵1-三位四通換向閥（3 ）二次工進泵1-三位四通換向閥泵1-三位四通換向閥（4）快退泵1-三位四通換向閥2左腔-液壓缸3左腔3左腔-閥5-油箱2左腔-液壓缸3左腔3右腔-閥6-油箱2右腔-液壓缸3右腔液壓缸3左腔-三位四通換向閥2右腔-油箱1YA2YA3YA4YA快進+-一次工進+-+-二次工進+-+快退-+-表

14、2用旁路調速機床動力滑臺液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動作表三、二次進給進油路上并聯(lián)倆個調速閥的組合機床液壓系統(tǒng)當被加工工件在需要加工孔的同時，又要刮端面或倒角時， 組合機床的進給液壓系統(tǒng)需要二次工作進給（一般第一次進給量比第二次進給量大 ）。圖3是在進油路上并聯(lián)兩個調速閥實現(xiàn)速度換接的回路，這種速度換接回路一般用在需要二次工作進給的組合機床液壓系統(tǒng)中。例如淬火機械手的調速回路中。圖3二次進給進口調速換接回路1-濾油器；2-單向變量油泵；3-溢流閥；4-三位五通電磁換向閥；5-二位二通電磁換向閥;6-定桿式液壓缸；7、9-調速閥；8-二位五通電磁換向閥1.工作原理（1）快進液壓泵2-換向閥4右位-換向

15、閥5左位-液壓缸6左腔液壓缸6右腔-換向閥4-油箱（2 ）一次工進液壓泵2-換向閥4-調速閥7-換向閥8-液壓缸6左腔液壓缸6右腔-換向閥4-油箱調速閥9-油箱(3 )二次工進液壓泵2-換向閥4-調速閥9-換向閥8-液壓缸6左腔液壓缸6右腔-換向閥4-油箱調速閥7-油箱(4)快退液壓泵2-換向閥4左位-液壓缸6右腔液壓缸6左腔-換向閥5左位-換向閥4左位-油箱1YA2YA3YA4YA快進+-+-一次工進+-二次工進+-+快退-+-表3二次進給進油路上并聯(lián)倆個調速閥機床動力滑臺液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動作表四、二次進給回油路上串聯(lián)調速閥的組合機床液壓系統(tǒng)圖4所示為回油路上串聯(lián)調速閥的速度換接回路。

16、一般用于自動淬火機床的液壓系統(tǒng)及雙軸液壓自動成型車床的滑臺液壓回路中。需要注意的是：調速閥5的節(jié)流口要小于調速閥 4的節(jié)流口才能實現(xiàn)第二次進給的運動速度小于第一次進給的運動速度。圖4二次進給調速閥串聯(lián)換接回路6、7、9-二位二通電磁換向1-定量油泵；2-電磁換向閥；3-定桿式液壓缸；4、5-調速閥; 閥；8-溢流閥1.工作原理(1)快進液壓泵1-換向閥2左位-液壓缸3左腔 液壓缸3右腔-換向閥6右位-換向閥7右位-換向閥2-油箱（2 ）一次工進 液壓泵1-換向閥2左位-液壓缸3左腔液壓缸3右腔-調速閥4-換向閥7-換向閥2-油箱（3 ）二次工進液壓泵1-換向閥2左位-液壓缸3左腔液壓缸3右腔-調速閥4-調速閥5-換向閥2-油箱（4）快退液壓泵1-換向閥6右位-換向閥7右位-液壓缸3右腔液壓缸3左腔-換向閥2右位-油箱1YA2YA3YA4YA5YA快進+-+-一次工進+-+-二次工進+-快退-+-卸荷-+表4二次進給回油路上串聯(lián)調速閥機床動力滑臺液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動作表第四部分成員貢獻及心得感受成員