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1、江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 論 文 題 目 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械制造中的運(yùn)用 學(xué)生姓名 xxx 指導(dǎo)教師 劉文倩 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級(jí) 機(jī)電09x 學(xué) 號(hào) 20009xxxx 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械制造中的運(yùn)用摘 要液壓傳動(dòng)控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式,它采用液壓完成傳遞能量的過(guò)程。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)控制方式的靈活性和便捷性,液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動(dòng)是研究以有壓流體為能源介質(zhì),來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動(dòng)控制的學(xué)科。液壓傳動(dòng)利用這種元件來(lái)組成所需要的各種控制回路,再由若干回路有機(jī)組合成為完成一定控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。 從原理上來(lái)說(shuō)

2、,液壓傳動(dòng)所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理,就是說(shuō),液體各處的壓強(qiáng)是一致的,這樣,在平衡的系統(tǒng)中,比較小的活塞上面施加的壓力比較小,而大的活塞上施加的壓力也比較大,這樣能夠保持液體的靜止。所以通過(guò)液體的傳遞,可以得到不同端上的不同的壓力,這樣就可以達(dá)到一個(gè)變換的目的。我們所常見(jiàn)到的液壓千斤頂就是利用了這個(gè)原理來(lái)達(dá)到力的傳遞。 關(guān)鍵字:液壓,傳動(dòng)系統(tǒng),萬(wàn)能外園磨床目 錄第1章 前言11.1液壓傳動(dòng)的基本原理21.2基于單一技術(shù)的傳動(dòng)方式31.2.1機(jī)械傳動(dòng)31.2.2液力傳動(dòng)31.2.3液壓傳動(dòng)41.2.4電力傳動(dòng)51.3發(fā)展中的復(fù)合傳動(dòng)技術(shù)51.3.1液壓與機(jī)械和液力的傳動(dòng)的復(fù)合51.3.2

3、液壓與電力的傳動(dòng)復(fù)合61.3.4二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)7第二章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在萬(wàn)能外圓磨床中的運(yùn)用72.2 萬(wàn)能外圓磨床的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求82.3 外能外圓磨床的設(shè)計(jì)92.31 磨料102.3. 2 粒度102.3. 3結(jié)合劑112.3. 4硬度122.3. 5 組織132.3. 6 砂輪狀態(tài)13第3章 液壓系統(tǒng)的工作原理13參考文獻(xiàn)22致謝23第一章 前言1.1液壓傳動(dòng)基本原理液壓傳動(dòng)中所需要的元件主要有動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。其中液壓動(dòng)力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)力的部件,主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來(lái)工作,所以一般也稱(chēng)為容積液壓泵。齒輪泵是最常見(jiàn)的一種液壓泵,它通過(guò)

4、兩個(gè)嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得液體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵,在選擇液壓泵的時(shí)候主要需要注意的問(wèn)題包括消耗的能量、效率、降低噪音。 液壓執(zhí)行元件是用來(lái)執(zhí)行將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置,主要包括液壓缸和液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)是與液壓泵做相反的工作的裝置,也就是把液壓的能量轉(zhuǎn)換稱(chēng)為機(jī)械能,從而對(duì)外做功。 液壓控制元件用來(lái)控制液體流動(dòng)的方向、壓力的高低以及對(duì)流量的大小進(jìn)行預(yù)期的控制,以滿(mǎn)足特定的工作要求。正是因?yàn)橐簤嚎刂圃骷撵`活性,使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活動(dòng)。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按照操作方式可以分成人力操縱閥、機(jī)械操縱法、電動(dòng)操縱

5、閥等。 除了上述的元件以外,液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過(guò)濾器、蓄能器和密封裝置。通過(guò)以上的各個(gè)器件,我們就能夠建設(shè)出一個(gè)液壓回路。所謂液壓回路就是通過(guò)各種液壓器件構(gòu)成的相應(yīng)的控制回路。根據(jù)不同的控制目標(biāo),我們能夠設(shè)計(jì)不同的回路,比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 根據(jù)液壓傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn),在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,首先要進(jìn)行系統(tǒng)分析,然后擬定系統(tǒng)的原理圖,其中這個(gè)原理圖是用液壓機(jī)械符號(hào)來(lái)表示的。之后通過(guò)計(jì)算選擇液壓器件,進(jìn)而再完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。這個(gè)過(guò)程中,原理圖的繪制是最關(guān)鍵的。它決定了一個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)劣。 液壓傳動(dòng)的應(yīng)用性是很強(qiáng)的,比如

6、裝卸堆碼機(jī)液壓系統(tǒng),它作為一種倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械,在現(xiàn)代化的倉(cāng)庫(kù)里利用它實(shí)現(xiàn)紡織品包、油桶、木桶等貨物的裝卸機(jī)械化工作。也可以應(yīng)用在萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)等生產(chǎn)實(shí)踐中。這些系統(tǒng)的特點(diǎn)是功率比較大,生產(chǎn)的效率比較高,平穩(wěn)性比較好。 液壓作為一個(gè)廣泛應(yīng)用的技術(shù),在未來(lái)更是有廣闊的前景。隨著計(jì)算機(jī)的深入發(fā)展,液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來(lái),這樣就能夠在更多的場(chǎng)合中發(fā)揮作用,也可以更加精巧的、更加靈活地完成預(yù)期的控制任務(wù)。 行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是工程機(jī)械的重要組成部分。與工作系統(tǒng)相比,行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅需要傳輸更大的功率,要求器件具有更高的效率和更長(zhǎng)的壽命,還希望在變速調(diào)速、差速、改變輸出

7、軸旋轉(zhuǎn)方向及反向傳輸動(dòng)力等方面具有良好的能力。于是,采用何種傳動(dòng)方式,如何更好地滿(mǎn)足各種工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)的需要,一直是工程機(jī)械行業(yè)所要面對(duì)的課題。尤其是近年來(lái),隨著我國(guó)交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程的快速發(fā)展,建筑施工和資源開(kāi)發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大,工程機(jī)械在市場(chǎng)需求大大增強(qiáng)的同時(shí),更面臨著作業(yè)環(huán)境更為苛刻、工況條件更為復(fù)雜等所帶來(lái)的挑戰(zhàn),也進(jìn)一步推動(dòng)著對(duì)其行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的深入研究。這里試圖從技術(shù)構(gòu)成及性能特征等角度對(duì)液壓傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展及其規(guī)律進(jìn)行探討。1.2 基于單一技術(shù)的傳動(dòng)方式 工程機(jī)械行走系統(tǒng)最初主要采用機(jī)械傳動(dòng)和液力機(jī)械傳動(dòng)(全液壓挖掘機(jī)除外)方式。現(xiàn)在,液壓和電力傳動(dòng)的傳

8、動(dòng)方式也出現(xiàn)在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)裝置中,充分表明了科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)這一領(lǐng)域的巨大推動(dòng)作用。1.2.1機(jī)械傳動(dòng) 純機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)平均負(fù)荷系數(shù)低,因此一般只能進(jìn)行有級(jí)變速,并且布局方式受到限制。但由于其具有在穩(wěn)態(tài)傳動(dòng)效率高和制造成本低方面的優(yōu)勢(shì),在調(diào)速范圍比較小的通用客貨汽車(chē)和對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求苛刻、作業(yè)速度恒定的農(nóng)用拖拉機(jī)領(lǐng)域迄今仍然占據(jù)著霸主地位。1.2.2 液力傳動(dòng) 液力傳動(dòng)用變矩器取代了機(jī)械傳動(dòng)中的離合器,具有分段無(wú)級(jí)調(diào)速能力。它的突出優(yōu)點(diǎn)是具有接近于雙曲線(xiàn)的輸出扭矩-轉(zhuǎn)速特性,配合后置的動(dòng)力換擋式機(jī)械變速器能夠自動(dòng)匹配負(fù)荷并防止動(dòng)力傳動(dòng)裝置過(guò)載。變矩器的功率密度很大而負(fù)荷應(yīng)力卻較低,大批生產(chǎn)成本

9、也不高等特點(diǎn)使它得以廣泛應(yīng)用于大中型鏟土運(yùn)土機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械領(lǐng)域和汽車(chē)、坦克等高速車(chē)輛中。但其特性匹配及布局方式受限制,變矩范圍較小,動(dòng)力制動(dòng)能力差,不適合用于要求速度穩(wěn)定的場(chǎng)合。1.2.3 液壓傳動(dòng) 與機(jī)械傳動(dòng)相比。液壓傳動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)參數(shù)(流量)和動(dòng)力參數(shù)(壓力)的控制,而液壓傳動(dòng)較之液力傳動(dòng)具有良好的低速負(fù)荷特性。由于具有傳遞效率高,可進(jìn)行恒功率輸出控制,功率利用充分,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,輸出轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)調(diào)速,可正、反向運(yùn)轉(zhuǎn),速度剛性大,動(dòng)作實(shí)現(xiàn)容易等突出優(yōu)點(diǎn),液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。幾乎所有工程機(jī)械裝備都能見(jiàn)到液壓技術(shù)的蹤跡,其中不少已成為主要的傳動(dòng)和控制方式。極限負(fù)荷調(diào)節(jié)閉

10、式回路,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制的恒壓,恒功率組合調(diào)節(jié)的變量系統(tǒng)開(kāi)發(fā),給液壓傳動(dòng)應(yīng)用于工程機(jī)械行走系提供了廣闊的發(fā)展前景。 與純機(jī)械和液力傳動(dòng)相比,液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是其調(diào)節(jié)的便捷性和布局的靈活性,可根據(jù)工程機(jī)械的形態(tài)和工況的需要,把發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪、工作機(jī)構(gòu)等各部件分別布置在合理的部位,發(fā)動(dòng)機(jī)在任一調(diào)度轉(zhuǎn)速下工作,傳動(dòng)系統(tǒng)都能發(fā)揮出較大的牽引力,而且傳動(dòng)系統(tǒng)在很寬的輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)仍能保持較高的效率,并能方便地獲得各種優(yōu)化的動(dòng)力傳動(dòng)特性,以適應(yīng)各種作業(yè)的負(fù)荷狀態(tài)。在車(chē)速較高的行走機(jī)械中所采用的帶閉式油路的行走液壓驅(qū)動(dòng)裝置能無(wú)級(jí)調(diào)速,使車(chē)輛柔和起步、迅速變速和無(wú)沖擊地變換行駛方向。對(duì)在作業(yè)中需要頻繁起動(dòng)和變

11、速、經(jīng)常穿梭行駛的車(chē)輛來(lái)說(shuō)這一性能十分寶貴。但與開(kāi)式回路相比,閉式回路的設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試以及維護(hù)都有較高的難度和技術(shù)要求。 借助電子技術(shù)與液壓技術(shù)的結(jié)合,可以很方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的各種調(diào)節(jié)和控制。而計(jì)算機(jī)控制的引入和各類(lèi)傳感元件的應(yīng)用,更極大地?cái)U(kuò)展了液壓元件的工作范圍。通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)工程車(chē)輛各種狀態(tài)參數(shù),經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算輸出控制目標(biāo)指令,使車(chē)輛在整個(gè)工作范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,機(jī)器的燃料經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、作業(yè)生產(chǎn)率均達(dá)到最佳值。因此,采用液壓傳動(dòng)可使工程機(jī)械易于實(shí)現(xiàn)智能化、節(jié)能化和環(huán)?;?,而這已成為當(dāng)前和未來(lái)工程機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)。1.2.4 電力傳動(dòng) 電力傳動(dòng)是由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),產(chǎn)生電能使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

12、車(chē)輛行走部分運(yùn)動(dòng),通過(guò)電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,具有凋速范圍廣,輸人元件(發(fā)電機(jī))、輸出元件(電動(dòng)機(jī))、及控制裝置可分置安裝等優(yōu)點(diǎn)。電力傳動(dòng)最早用于柴油機(jī)電動(dòng)船舶和內(nèi)燃機(jī)車(chē)領(lǐng)域,后又推廣到大噸位礦用載重汽車(chē)和某些大型工程機(jī)械上,近年來(lái)又出現(xiàn)了柴油機(jī)電力傳動(dòng)的叉車(chē)和牽引車(chē)等中小型起重運(yùn)輸車(chē)輛。但基于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性等方面的一些原因,適用于行走機(jī)械的功率電元件還遠(yuǎn)沒(méi)有像固定設(shè)備用的那樣普及,電力傳動(dòng)對(duì)于大多數(shù)行走機(jī)械還僅是“未來(lái)的技術(shù)”。1.3發(fā)展中的復(fù)合傳動(dòng)技術(shù)從前面的分析可以看出,應(yīng)用于工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的基于單一技術(shù)的傳動(dòng)方式構(gòu)成簡(jiǎn)單、傳動(dòng)可靠,適用于某些特定的場(chǎng)合和領(lǐng)域。而在大

13、多數(shù)的實(shí)際應(yīng)用中,這些傳動(dòng)技術(shù)往往不是孤立存在的,彼此之間都存在著相互的滲透和結(jié)合,如液力、液壓和電力的傳動(dòng)裝置中都或多或少的包含有機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié),而新型的機(jī)械和液力傳動(dòng)裝置中也設(shè)置了電氣和液壓控制系統(tǒng)。換句話(huà)說(shuō),采用有針對(duì)性的復(fù)合集成的方式,可以充分發(fā)揮各種傳動(dòng)方式各自的優(yōu)勢(shì),揚(yáng)長(zhǎng)避短,從而獲得最佳的綜合效益。值得注意的是,兼有調(diào)節(jié)與布局靈活性及高功率密度的液壓傳動(dòng)裝置在其中充當(dāng)著重要角色。1.3.1 液壓與機(jī)械和液力傳動(dòng)的復(fù)合(1) 串聯(lián)方式 串聯(lián)方式是最為簡(jiǎn)單和常見(jiàn)的復(fù)合方式,是在液壓馬達(dá)或液壓變速器的輸出端和驅(qū)動(dòng)橋之間設(shè)置機(jī)械式變速器以擴(kuò)大調(diào)速的高效區(qū),實(shí)現(xiàn)分段的無(wú)級(jí)變速。目前已廣泛用于

14、裝載機(jī)、聯(lián)合收獲機(jī)和某些特種車(chē)輛上。對(duì)其的發(fā)展是將可在行進(jìn)間變換傳動(dòng)比的動(dòng)力換擋行星變速器直接安裝在驅(qū)動(dòng)輪內(nèi),實(shí)現(xiàn)了大變速比的輪邊液壓驅(qū)動(dòng),因而取消了驅(qū)動(dòng)橋,更便于布局。 (2) 并聯(lián)方式 即為通常所稱(chēng)的“液壓機(jī)械功率分流傳動(dòng)”,可理解為一種將液壓與機(jī)械裝置“并聯(lián)”分別傳輸功率流的傳動(dòng)系統(tǒng),也就是是利用多自由度的行星差速器把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率分成液壓的和機(jī)械的兩股“功率流”,借助液壓功率流的可控性,使這兩股功率流在重新匯合時(shí)可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)總的輸出轉(zhuǎn)速。這種方式將液壓傳動(dòng)的無(wú)級(jí)調(diào)速性能好和機(jī)械傳動(dòng)的穩(wěn)態(tài)效率高這兩方面的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),得到一個(gè)既有無(wú)級(jí)變速性能,又有較高效率和較寬高效區(qū)的變速裝置。 按其結(jié)

15、構(gòu),這種復(fù)合式傳動(dòng)裝置可分為兩類(lèi):第一類(lèi)為利用行星齒輪差速器分流的外分流式,其中常見(jiàn)的分流傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又可分為輸入分流式和輸出分流式兩種基本形式;第二類(lèi)為利用液壓泵或馬達(dá)轉(zhuǎn)子與外殼間的差速運(yùn)動(dòng)分流的內(nèi)分流式。 日本小松公司開(kāi)發(fā)的這種復(fù)合方式的液壓傳動(dòng)變速器,已經(jīng)應(yīng)用在裝載機(jī)、推土機(jī)等工程機(jī)械上。德國(guó)fendt拖拉機(jī)生產(chǎn)的采用vario型無(wú)級(jí)變速器裝備的農(nóng)用拖拉機(jī),到2003年總銷(xiāo)量超過(guò)了30000臺(tái)。由此可以看出,這種新型的傳動(dòng)裝置已日益成為大中功率液力傳動(dòng)和動(dòng)力換檔變速器的有力競(jìng)爭(zhēng)者。(3) 分時(shí)方式對(duì)于作業(yè)速度和非作業(yè)狀態(tài)下轉(zhuǎn)移空駛速度相差懸殊的專(zhuān)用車(chē)輛,采用傳統(tǒng)機(jī)械變速器用于高速行駛、附加液

16、壓傳動(dòng)裝置用于低速作業(yè)的方式能很好地滿(mǎn)足這兩種工況的矛盾要求。機(jī)械液壓分時(shí)驅(qū)動(dòng)的方式在此類(lèi)車(chē)輛上的應(yīng)用已很普遍,這一技術(shù)也已被應(yīng)用于飛機(jī)除冰車(chē)和田間移栽機(jī)等需要“爬行速度”的車(chē)輛和機(jī)具上。(4) 分位方式 把液壓馬達(dá)直接安裝在車(chē)輪內(nèi)的“輪邊液壓驅(qū)動(dòng)裝置”是一種輔助液壓驅(qū)動(dòng)裝置,可以解決工程機(jī)械需要提高牽引性能,但又無(wú)法采用全輪驅(qū)動(dòng)方式,難以布置傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置的問(wèn)題。液壓傳動(dòng)的無(wú)級(jí)調(diào)速性能使以不同方式傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪之間能協(xié)調(diào)同步,這在某種意義上也可視為一種功率分流傳動(dòng):動(dòng)力機(jī)的功率被分配到幾組驅(qū)動(dòng)輪上,經(jīng)地面耦合后產(chǎn)生推動(dòng)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的牽引力。目前,許多工程機(jī)械制造廠(chǎng)商將這一技術(shù)用于具有部分自走驅(qū)

17、動(dòng)能力的,諸如自走式平地機(jī)和鏟運(yùn)機(jī)這樣的工程機(jī)械上。1.3.2 液壓與電力傳動(dòng)的復(fù)合 由于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,電子技術(shù)在信號(hào)處理的能力和速度方面占有很大的優(yōu)勢(shì),而液壓與電力傳動(dòng)在各自功率元件的特性方面各有所長(zhǎng)。因此,除了現(xiàn)在已普遍存在的“電子神經(jīng)+液壓肌肉”這種模式外,兩者在功率流的復(fù)合傳輸方面也有許多成功的實(shí)例,如:由變頻或直流調(diào)速電機(jī)和高效、低脈動(dòng)的定量液壓泵構(gòu)成的可變流量液壓油源,用集成安裝的電動(dòng)泵液壓缸或低速大扭矩液壓馬達(dá)構(gòu)成的電動(dòng)液壓執(zhí)行單元,以及混合動(dòng)力工業(yè)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。1.3.3 二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng) 二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)技術(shù)是通過(guò)對(duì)液壓元件所進(jìn)行的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓能與機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換。

18、一般來(lái)說(shuō),它的實(shí)現(xiàn)是以壓力耦聯(lián)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的,在一次元件(泵)及二次元件(馬達(dá))間采用定壓力偶合方式,依靠實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)馬達(dá)排量來(lái)平衡負(fù)荷扭矩。目前,對(duì)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行研究的出發(fā)點(diǎn)是對(duì)傳動(dòng)過(guò)程進(jìn)行能量的回收和能量的重新利用,從宏觀(guān)的角度對(duì)靜液傳動(dòng)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的配置以及改善其靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的控制特性。 為了使不具備雙向無(wú)級(jí)變量能力的液壓馬達(dá)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓缸也能在二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)的恒壓網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行,出現(xiàn)了利用二次調(diào)節(jié)技術(shù)的“液壓變壓器”,它類(lèi)似于電力變壓器用來(lái)匹配用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)壓力和流量的不同需求,從而實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的功率匹配。 二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)相比,其優(yōu)點(diǎn)是更便于控制,能在四個(gè)象限

19、中工作,可在不轉(zhuǎn)變能量形式情況下回收能量,進(jìn)行能量的存儲(chǔ),利用液壓蓄能器加速可大大提高加速功率,且系統(tǒng)中無(wú)壓力峰值,由于一次元件和二次元件分開(kāi)安裝,可通過(guò)一個(gè)泵站給多個(gè)液壓動(dòng)力元件提供油源,減少了冷卻費(fèi)用,設(shè)備的制造成本降低,系統(tǒng)效率高。二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)與電力傳動(dòng)相比,具有閉環(huán)控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、功率密度高、重量輕、安裝空間小等優(yōu)點(diǎn)。 由于二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn),使它在很多領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。國(guó)外已將其成功應(yīng)用于造船工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、大型試驗(yàn)臺(tái)、車(chē)輛傳動(dòng)等領(lǐng)域。奔馳汽車(chē)公司已將二次調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)用于無(wú)人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)中的行駛驅(qū)動(dòng)。第二章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在萬(wàn)能外圓磨床中的運(yùn)用2.2萬(wàn)能外圓磨床的設(shè)計(jì)

20、滿(mǎn)足要求萬(wàn)能外圓磨床是一種可以磨削外圓,加上附件又可以磨削內(nèi)圓的機(jī)床。這種磨床具有砂輪旋轉(zhuǎn),工件旋轉(zhuǎn),工作臺(tái)帶動(dòng)工件的往返遠(yuǎn)動(dòng)和砂輪架的周期切入遠(yuǎn)動(dòng),此外砂輪架還可以快速進(jìn)退,尾架頂尖可以伸縮。在這些運(yùn)動(dòng)中,除了砂輪與工件的旋轉(zhuǎn)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)外,其余的運(yùn)動(dòng)均由液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在所有的運(yùn)動(dòng)中,以工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)要求最高,它不僅要保證機(jī)床有盡可能高的生產(chǎn)效率還應(yīng)保證換向過(guò)程平穩(wěn),換向精度高。一般工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:(1) 較寬的調(diào)速范圍 能在0.054m/min范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速高精度的外圓磨床在修整砂輪時(shí)要達(dá)到1030mm/min的最低穩(wěn)定速度;(2) 自動(dòng)換向 在以上速度范圍內(nèi)應(yīng)能進(jìn)行頻繁換

21、向,并且過(guò)程平穩(wěn);(3) 換向精度高 同一速度下,換向點(diǎn)變動(dòng)量應(yīng)小于0.02mm;不同速度下,換向點(diǎn)的變動(dòng)量應(yīng)小于0.2mm;(4) 端點(diǎn)停留 外圓磨削時(shí)砂輪一般不超越工件,為避免工件兩端由于磨削時(shí)間短而出現(xiàn)尺寸偏大的情況,要求工作臺(tái)在換向點(diǎn)能作短暫停留,停留時(shí)間應(yīng)在05s范圍內(nèi)可調(diào);隨著科技步伐的加快,液壓技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,液壓系統(tǒng)已成為主機(jī)設(shè)備中最關(guān)鍵的部分之一。本文主要研究的是液壓傳動(dòng)系統(tǒng),液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要與主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。設(shè)計(jì)時(shí),必須從實(shí)際情況出發(fā),有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式,合理選擇換向回路的形式,充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率

22、高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。m1432b型系綜合m131w和m1432a的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)的,是一種手動(dòng)操縱、電氣、液壓控制的萬(wàn)能外圓磨床。 該機(jī)床床身剛性及熱變形都優(yōu)于m1432a,工作臺(tái)的潤(rùn)滑為小孔節(jié)流卸荷形式。砂輪架主軸加粗,電機(jī)功率加大。砂輪架油池溫升小,磨削率高。 機(jī)床工作臺(tái)的縱向移動(dòng)、砂輪架的快速進(jìn)退、砂輪自動(dòng)周期進(jìn)給等均由操作按鈕、電氣、液壓控制。機(jī)床具有工作臺(tái)手動(dòng)機(jī)構(gòu),砂輪架手動(dòng)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和液壓腳踏尾架頂尖后退裝置。 頭架在逆時(shí)針?lè)较?0度范圍內(nèi)可作任意角度調(diào)整。擺動(dòng)頭架或工作臺(tái)或砂輪架的角度即可磨削不同錐度的內(nèi)外圓錐形工件。將砂輪架體殼上的內(nèi)圓磨具支架翻下即可磨削內(nèi)圓

23、零件。具有6套內(nèi)圓磨桿供選擇使用。 p* p: c c& w* l, o, o- k 工件、外圓砂輪、內(nèi)圓砂輪、油泵和冷卻泵分別由獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 機(jī)床采用具有各運(yùn)動(dòng)部件的電氣、液壓連鎖機(jī)構(gòu),操作安全可靠。外圓砂輪、內(nèi)圓砂輪裝有可靠的安全保護(hù)罩。0 ?5 n x5 l6 h 可磨直徑(外圓/內(nèi)圓): 8320/30100 mm 可磨長(zhǎng)度(外圓/內(nèi)圓): 750, 1000, 1500, 2000, 3000/125 mm 中心高: 180 mm ?/ 8 z( t& e* k& h; q 最大工件重量: 150kg 工作臺(tái)速度: 14 m/min- p8 j5 r- p5 s8 t& h+ f

24、砂輪架快速進(jìn)退量: l50 mm 砂輪線(xiàn)速度: 35 m/s 進(jìn)給手輪每格刻度值 精/粗:0.0025/0.01mm! e# |# t. q0 w3 內(nèi)圓砂輪轉(zhuǎn)速: 10000, 15000r/min 電機(jī)總功率: 8.975kwm1432b型機(jī)床是普通精度級(jí)萬(wàn)能外圓磨床。它主要用于磨削內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、階梯軸及端面等。這種機(jī)床通用性好,自動(dòng)化程度較低,磨削效率不好,適用于單件小批量生產(chǎn)。磨削加工是一種多刀多刃刀的高速切削方法,主要用于零件精加工,尤其是淬硬鋼和高硬度特殊材料零件刀精加工。目前,也用于粗加工的高效磨床?,F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品對(duì)機(jī)械零件的精度和表面質(zhì)量刀要求越來(lái)越高,各種高硬度材料刀

25、應(yīng)用日益增多以及精度毛坯制造工藝的發(fā)展,使得很多零件有可能由毛坯直接磨成成品。因此,磨床刀應(yīng)用日益擴(kuò)大,在金屬切削機(jī)床總量中所占刀比例也不斷上升。 磨床的種類(lèi)很多,主要類(lèi)型有內(nèi)、外圓磨床,平面磨床,工具磨床,刀具刃具磨床以及各種專(zhuān)門(mén)化磨床。 m1432b型萬(wàn)能外圓磨床主要由床身、頭架、工作臺(tái)、內(nèi)磨裝置、砂輪架及尾座六部分組成。床身:是磨床的基礎(chǔ)支承件,用于支承機(jī)床的各個(gè)部件。頭架:用于安裝及夾持工件,并帶動(dòng)工件旋會(huì)轉(zhuǎn)。在水平面內(nèi)它可以繞垂直軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,以便磨削錐度較大刀圓錐面。工作臺(tái):由上下兩層組成。上工作臺(tái)可相對(duì)于下工作臺(tái)在水平面內(nèi)偏轉(zhuǎn)一定角度,以便磨削錐度不大的外圓錐面。上工作臺(tái)面上

26、裝有頭架和尾架,它們隨工作臺(tái)一起沿床身導(dǎo)軌作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。內(nèi)磨裝置:用于支承磨削內(nèi)孔用的砂輪主軸,該主軸由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。砂輪架:用于支承并傳動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)的砂輪主軸。砂輪架裝在滑鞍上,利用橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)磨削短圓錐面時(shí),砂輪架可在水平面內(nèi)繞垂直軸軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。尾座:和頭架的前頂尖一起支承工件。 砂輪的種類(lèi)及選擇: 砂輪是由磨料加結(jié)合劑用制造陶瓷的工藝方法制成的。制造砂輪時(shí),用不同的配方和不同的投料密度來(lái)控制砂輪的硬度和組織。 砂輪的特性由下列五個(gè)因素來(lái)決定:磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度和組織。2.3萬(wàn)能外圓磨床的設(shè)計(jì)2.31磨料 常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨科系三類(lèi)

27、。 氧化物系磨料的主要成分是a1203,由于它的純度不同和加入金屬元素不同,而分為不同的品種。碳化物系磨料主要以碳化硅、碳化硼等為基體,也是因材料的純度不同而分為不同品種。高硬磨料系中主要有人造金剛石和立方氮化硼。 各種磨料的特性及適用范圍見(jiàn)附錄表141。其中立方氮化硼是我國(guó)近年發(fā)展起來(lái)的新型磨科,雖然它的硬度比金剛石略低,但其耐熱性(1400)比金剛石(800)高出許多,而且對(duì)鐵元素的化學(xué)惰性高,所以特別適合于磨削既硬又韌的鋼材。在加工高速鋼、模具鋼、耐熱鋼時(shí),立方氮化硼的工作能力超過(guò)金剛石510倍。同時(shí),立方氮化硼的磨粒切削刃鋒利,在磨削時(shí)可減小加工表面材料的塑性變形,因此,磨出的表面粗糙

28、度比用一般砂輪小。 在相同切削條件下,立方氮化硼砂輪加工所得的表面層為殘余壓應(yīng)力,而氧化鋁砂輪加工的表面層為殘余張應(yīng)力(參看圖141)。所以用立方氮化硼砂輪所加工出的零件,其使用壽命要高些。由此可見(jiàn),立方氮化硼是一種很有前途的磨料。2.3.2 粒度粒度表示磨粒的大小程度。以磨粒剛能通過(guò)的一號(hào)篩網(wǎng)的網(wǎng)號(hào)來(lái)表示磨粒的粒度。例如60粒度是指磨粒剛可通過(guò)每英寸長(zhǎng)度上有60個(gè)孔眼的篩網(wǎng)。 當(dāng)磨粒的直徑小于40m時(shí),這些磨粒稱(chēng)為微粉。它的粒度以微粉的尺寸大小來(lái)表示。如尺寸為28m的微粉,其粒度號(hào)標(biāo)為w28。 磨粒粒度及其尺寸范圍見(jiàn)表142。 磨粒粒度對(duì)磨削生產(chǎn)率和加工表面粗糙度有很大的影響。一般來(lái)說(shuō),粗磨

29、用顆粒較粗的磨粒,精磨用顆粒較細(xì)的磨粒。當(dāng)工件材料軟、塑性大和磨削面積大時(shí),為避免堵塞砂輪,也可采用較粗的磨粒。常用的砂輪粒度及其應(yīng)用范圍見(jiàn)表143。2.3.3 結(jié)合劑 結(jié)合劑的作用是將磨粒粘合在一起,使砂輪具有必要的形狀和強(qiáng)度。常用的砂輪結(jié)合劑1.陶瓷結(jié)合劑(vitrified,代號(hào)v) 它是由粘土、長(zhǎng)石、滑石、硼玻璃和硅石等陶瓷材料配制而成。特點(diǎn)是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐水、耐酸、耐熱和成本低,但較脆。所以除切斷砂輪外,大多數(shù)砂輪都是采用陶瓷結(jié)合劑。它所制成的砂輪線(xiàn)速度一般為35ms。 2.樹(shù)脂結(jié)合劑(bakelite,代號(hào)b) 其成分主要為酚醛樹(shù)脂,但也有采用環(huán)氧樹(shù)脂的。 樹(shù)脂結(jié)合劑的強(qiáng)度高,彈

30、性好,故多用于高速磨削、切斷和開(kāi)槽等工序,也用于制作荒磨砂輪、砂瓦等。但是,樹(shù)脂結(jié)合劑的耐熱性差,當(dāng)磨削溫度達(dá)200300時(shí),它的結(jié)合能力便大大降低。利用它強(qiáng)度降低時(shí)磨粒易于脫落而露出鋒利的新磨粒(自礪)的特點(diǎn),在一些對(duì)磨削燒傷和磨削裂紋特別敏感的工序(如磨薄壁件、超精磨或刃磨硬質(zhì)合金等)都可采用 樹(shù)脂結(jié)合劑。 人造樹(shù)脂與堿性物質(zhì)會(huì)起化學(xué)作用。在采用樹(shù)脂砂輪時(shí),切削液的含堿量不宜超過(guò)1.5。另外,樹(shù)脂結(jié)合制砂輪也不宜長(zhǎng)期存放,存放太久可能會(huì)變質(zhì)而使結(jié)合強(qiáng)度降低。 3.橡膠結(jié)合劑(rubber,代號(hào)r) 多數(shù)采用人造橡膠。橡膠結(jié)合劑比樹(shù)脂結(jié)合劑更富有彈性,可使砂輪具有良好的拋光作用。多用于制作無(wú)

31、心磨床的導(dǎo)輪和切斷、開(kāi)槽及拋光砂輪。但不宜于用作粗加工砂輪。 4.金屬結(jié)合劑(metal,代號(hào)m) 常見(jiàn)的是青銅結(jié)合劑,主要用于制作金剛石砂輪。青銅結(jié)合劑金剛石砂輪的特點(diǎn)是型 面的成型性好,強(qiáng)度高,有定韌性,但自礪性較差。主要用于粗磨、半精磨硬質(zhì)合金以及切斷光學(xué)玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體等。2.3.4 硬度 砂輪的硬度是反映磨粒在磨削力作用下,從砂輪表面上脫落的難易程度。砂輪硬,即表示磨粒難以脫落;砂輪軟,表示磨粒容易脫落。 砂輪的軟硬和磨粒的軟硬是兩個(gè)不同的概念,必須區(qū)分清楚。砂輪硬度等級(jí)見(jiàn)表144。 選用砂輪時(shí),應(yīng)注意硬度選得適當(dāng)。若砂輪選得太硬,會(huì)使磨鈍了的磨粒不能及時(shí)脫落,因而產(chǎn)生大量磨削熱,

32、造成工件燒傷;若選得太軟,會(huì)使磨粒脫落得太快而不能充分發(fā)揮其切削作用。 選擇砂輪硬度時(shí),可參照以下幾條原則: 1.工件硬度 工件材料越硬,砂輪硬度應(yīng)選得軟些,使磨鈍了的磨??禳c(diǎn)脫落,以便砂輪經(jīng)常保持有銳利的磨粒在工作,避免工件因磨削溫度過(guò)高而燒傷。工件材料越軟,砂輪的硬度應(yīng)選得硬些,使磨粒脫落得慢些,以便充分發(fā)揮磨粒的切削作用。 2.加工接觸面 砂輪與工件的接觸面大時(shí),應(yīng)選用軟砂輪,使磨粒脫落快些,以免工件因磨屑堵塞砂輪表面而引起表面燒傷。內(nèi)圓磨削和端面平磨時(shí),砂輪硬度應(yīng)比外圓磨削的砂輪硬度低。磨削薄壁零件及導(dǎo)熱性差的工件時(shí),砂輪硬度也應(yīng)選得低些。 3.精磨和成形磨削 精磨和成形磨削時(shí),應(yīng)選用

33、硬一些的砂輪,以保持砂輪必要的形狀精度。 4.砂輪粒度大小 砂輪的粒度號(hào)越大,其硬度應(yīng)選低一些的,以免砂輪表面組織被磨屑堵塞。 5.工件材科 磨削有色金屬、橡膠、樹(shù)脂等軟材料,應(yīng)選用較軟的砂輪,以免砂輪表面被磨屑堵塞。 在機(jī)械加工中,常用的砂輪硬度是軟2(h)至中2(n)?;哪ヤ撳V及鑄件時(shí)可用中硬2(q)的砂輪。 2.3.5 組織 砂輪的組織反映了磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者之間的比例關(guān)系。磨粒在砂輪總體積中所占的比例越大,則砂輪的組織越緊密,氣孔越小;反之,磨粒的比例越小,則組織越疏松,氣孔越大。 砂輪組織的級(jí)別可分為緊密、中等、疏松三大類(lèi)別(圖142),細(xì)分可分為13級(jí),見(jiàn)表145。 緊密組織的

34、砂輪適用于重壓力下的磨削。在成形磨削和精密磨削時(shí),緊密組織的砂輪能保持砂輪的成形性,并可獲得較小的粗糙度。 中等組織的砂輪適用于一般的磨削工作,如淬火鋼的磨削及刀具刃磨等。 疏松組織的砂輪不易堵塞,適用于平面磨、內(nèi)圓磨等磨削接觸面積較大的工序,以及磨 削熱敏性強(qiáng)的材料或薄工件。磨削軟質(zhì)材料最好采用組織號(hào)為10號(hào)以上的疏松組織,以免磨屑堵塞砂輪。大氣孔砂輪的組織大約相當(dāng)于1014號(hào)的組織。這種砂輪的氣孔尺寸可能要比磨粒尺寸大好幾倍。適用于磨削熱敏性材料(如磁鋼、鎢銀合金等)、薄壁零件、軟金屬(如鋁)等。也可用于磨削非金屬軟質(zhì)材料。一般砂輪未標(biāo)明組織號(hào),即為中等組織。 2.3.6砂輪狀態(tài)在砂輪的端

35、面上一般都印有標(biāo)志,例如a60sv6p3003075,即代表該砂輪的磨料是棕剛玉,60號(hào)粒度,硬度為硬1,陶瓷結(jié)合劑,6號(hào)組織,平型砂輪,外徑為300mm,厚度為30mm,內(nèi)徑為75mm。三.液壓系統(tǒng)的工作原理圖11示m1432b型萬(wàn)能外圓磨床的液壓系統(tǒng)原理圖,其作用情況如下:1.工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 在圖示位置上,開(kāi)停閥e打開(kāi),節(jié)流閥f處在開(kāi)口最大的位置(見(jiàn)a2a2截面上節(jié)流口的開(kāi)口),先導(dǎo)閥c和換向閥d都處于右端位置,這時(shí)工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng),因?yàn)橹饔吐分械挠土鳛椋哼M(jìn)油路:泵b油路1換向閥d油路2工作臺(tái)液壓缸z1右腔?;赜吐罚汗ぷ髋_(tái)液壓缸z1左腔油路3換向閥d油路5先導(dǎo)閥c油路6開(kāi)停閥e的a1-a1

36、截面開(kāi)停閥e的軸向槽(圖中虛線(xiàn))開(kāi)停閥e的b1-b1截面油路14節(jié)流閥f的b2-b2截面及其軸向槽節(jié)流閥f的a2-a2截面上的節(jié)流口油箱當(dāng)工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)到預(yù)先調(diào)整好的位置時(shí),。固定在工作臺(tái)上的左擋塊通過(guò)撥桿,推動(dòng)先導(dǎo)閥c向左移動(dòng),先導(dǎo)閥中段的右制動(dòng)錐逐漸將油路5和6之間的通道關(guān)小,時(shí)工作臺(tái)逐漸減速,實(shí)現(xiàn)預(yù)制動(dòng)。當(dāng)工作臺(tái)繼續(xù)推先導(dǎo)閥向左移動(dòng)到先導(dǎo)閥閥芯上右面的環(huán)槽使油路7和9接通,左面的環(huán)槽使油路8和油箱接通時(shí),控制油路被切換。從泵b經(jīng)精濾油器a2來(lái)的油一支進(jìn)入抖動(dòng)缸h1,推動(dòng)先導(dǎo)閥快速移向左位;另一支經(jīng)單向閥i2進(jìn)入換向閥右端,推換向閥閥芯向左移動(dòng)。這時(shí) 控制油路中的油流為:進(jìn)油路:泵ba2油

37、路7先導(dǎo)閥c油路9h1i2油路13換向閥d右端回油路:抖動(dòng)缸h2油路8先導(dǎo)閥c油箱另一方面,換向閥左端的油經(jīng)過(guò)三種不同的通道返回油箱,使換向閥d的閥芯產(chǎn)生第一次快跳、慢移和第二次快跳,其過(guò)程如下:開(kāi)始時(shí),由于換向閥左端油路8先導(dǎo)閥c油箱回油暢通無(wú)阻,閥芯移動(dòng)速度很大,出現(xiàn)第一次快跳。閥芯快速移動(dòng)一小段距離后,當(dāng)它中間一階臺(tái)肩移到閥體的中間沉割槽處時(shí),液壓缸兩腔油路連通,工作臺(tái)迅速停止運(yùn)動(dòng),完成終制動(dòng)。此后換向閥在壓力油作用下繼續(xù)移動(dòng),當(dāng)閥芯蓋住左端油路8時(shí),回流只能通過(guò)節(jié)流閥(也叫停留閥)j1返回油箱,即換向閥左端油路12節(jié)流閥j1油路8先導(dǎo)閥c油箱這時(shí)閥芯以節(jié)流閥j1調(diào)定的速度慢速移動(dòng)。在慢

38、移階段中,由于閥體上那個(gè)中間沉割槽比閥芯上的中間臺(tái)肩寬,液壓缸兩腔油路繼續(xù)連通,工作臺(tái)在換向點(diǎn)繼續(xù)停留,這就是反向前的端點(diǎn)停留(停留時(shí)間由節(jié)流閥j1控制,可在05s內(nèi)調(diào)整)。最后,當(dāng)閥芯慢移到其左端環(huán)槽使油路10和8接通時(shí),換向閥左端油路12油路10換向閥d左端環(huán)槽先導(dǎo)閥c油箱。回油又暢通無(wú)阻閥芯實(shí)現(xiàn)第二次快跳;而主油路被迅速切換,工作臺(tái)反向起動(dòng)。這是主油路中的 油流情況為:進(jìn)油路:泵b油路1換向閥d油路3液壓缸左腔;回油路:液壓缸右腔油路2換向閥d油路4先導(dǎo)閥c油路6開(kāi)停閥e的a1-a1截面開(kāi)停閥e的b1-b1截面油路14節(jié)流閥f的b2-b2截面節(jié)流閥f的a2-a2截面上的節(jié)流口油箱于是工作

39、臺(tái)向左運(yùn)動(dòng),并在其右擋塊碰上撥桿后,控制油路按上述相同的過(guò)程進(jìn)行反方向的切換,主油路也隨之作反方向的切換,工作臺(tái)又向右運(yùn)動(dòng)。如此不斷反復(fù),使工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)節(jié)流閥f開(kāi)口的大小,可使工作臺(tái)在0.054m/min之間無(wú)級(jí)變速。當(dāng)開(kāi)停閥e處在“開(kāi)”位時(shí), 從油路1來(lái)的壓力油經(jīng)開(kāi)停閥的d1-d1截面和油路15,進(jìn)入手搖機(jī)構(gòu)液壓缸k,推動(dòng)活塞,使一對(duì)嚙合齒輪脫開(kāi),因此,工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),手輪不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)把開(kāi)停閥轉(zhuǎn)到“開(kāi)”位時(shí),開(kāi)停閥的b1-b1截面關(guān)閉了通往節(jié)流閥f的回油路,而其c1-c1截面使液流回油箱,活塞在彈簧作用下使齒輪嚙合,工作臺(tái)就可以通過(guò)搖動(dòng)手輪來(lái)操作了。2上的阻尼孔j7、j8或j9

40、分別通至手搖機(jī)構(gòu)、絲杠螺母副、平導(dǎo)軌及v形軌等處供潤(rùn)滑之用。潤(rùn)滑油在通過(guò)阻尼孔是減輕了壓力,其值由溢流閥g2進(jìn)行調(diào)節(jié);各潤(rùn)滑點(diǎn)上所需的流量分別由各節(jié)流閥調(diào)節(jié)。除此之外,液壓系統(tǒng)已開(kāi)始工作,柱塞缸n內(nèi)就通入壓力油,柱塞就頂住在砂輪架上,將進(jìn)給絲杠螺母副的間隙消除掉,保證橫向進(jìn)給的準(zhǔn)確。三、液壓系統(tǒng)中的換向機(jī)構(gòu)及其性能萬(wàn)能外圓磨床為了適應(yīng)加工階梯軸或階梯孔的需要,對(duì)工作臺(tái)換向性能有很高的要求。良好的換向性能包括換向沖擊小,換向精度高,沖出量小,換向停留時(shí)間可調(diào)以及換向時(shí)間短等五項(xiàng)。這幾個(gè)指標(biāo)實(shí)際上是相互矛盾的,很難全部達(dá)到要求。一般來(lái)說(shuō),換.砂輪架的快速進(jìn)退砂輪架的快速進(jìn)退回路比較簡(jiǎn)單,是通過(guò)一個(gè)

41、手動(dòng)二位四通閥m來(lái)操縱的。為了保證快進(jìn)的重復(fù)位置精度,防止進(jìn)退到終點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)沖擊起見(jiàn),在快速進(jìn)退液壓缸z2中設(shè)有緩沖裝置,快進(jìn)終點(diǎn)位置是靠活塞與缸蓋的接觸來(lái)保證的,其重復(fù)位置誤差不大于0.005mm。在手動(dòng)換向閥m的下面,有一個(gè)行程開(kāi)關(guān)和一個(gè)內(nèi)外圓磨削連鎖電磁鐵。當(dāng)扳動(dòng)閥m的手柄使砂輪架快進(jìn)時(shí),手柄同時(shí)壓下該行程開(kāi)關(guān),使頭架和冷卻泵啟動(dòng)。當(dāng)翻下內(nèi)圓磨具進(jìn)行內(nèi)圓磨削時(shí),磨具壓下另一個(gè)行程開(kāi)關(guān),使內(nèi)外圓磨削連鎖電磁鐵吸合,將閥m鎖住在快進(jìn)位置上,將閥m鎖住在快進(jìn)位置上,這樣手柄就不可能被扳動(dòng),保證了安全操作。3.尾架頂尖的液動(dòng)夾緊液壓尾架的頂尖只有在砂輪快退時(shí)才能松開(kāi),因?yàn)槲布芤簤焊譴的壓力油來(lái)自z

42、2的前腔,并有一個(gè)腳踏式的二位三通閥p來(lái)操縱。向時(shí)間短、換向精度高、沖出量小時(shí),換向沖擊就大;換向時(shí)間長(zhǎng)、換向沖擊小時(shí),換向精度就會(huì)低,換向沖出量就會(huì)大。為了獲得較好的換向性能,除了合理的選擇換向閥,在外圓磨床上常采用下列幾種措施: 1.采用先導(dǎo)閥 工作臺(tái)自動(dòng)換向最簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)是采用機(jī)動(dòng)的二位四動(dòng)換向閥,如第一章圖13所示。這種機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)在于工作臺(tái)低速運(yùn)動(dòng)下?lián)Q向時(shí),擋塊推動(dòng)撥桿帶著換向閥閥芯移至中間位置時(shí)會(huì)出現(xiàn)“換向死點(diǎn)”(工作臺(tái)因失去動(dòng)力而停止),實(shí)現(xiàn)不了自動(dòng)換向;而工作臺(tái)高速運(yùn)動(dòng)下?lián)Q向時(shí)又會(huì)因擋塊推動(dòng)撥桿使換向閥快速移動(dòng),換向時(shí)間過(guò)短,液壓缸一腔壓力突然降低,一腔壓力突然升高而引起換向沖擊。

43、所以,這種機(jī)構(gòu)現(xiàn)在磨床上很少采用。當(dāng)采用電磁閥換向時(shí),上述機(jī)動(dòng)操作的第一個(gè)缺陷(出現(xiàn)換向“死點(diǎn)”)可以避免,但第二個(gè)缺陷(出現(xiàn)換向沖擊)依然存在,同時(shí),電磁閥還存在著換向頻率不夠高,壽命低,易產(chǎn)生故障等缺點(diǎn)。但采用一個(gè)二位四通的機(jī)動(dòng)滑閥作為先導(dǎo)閥,有它來(lái)控制一個(gè)可調(diào)的液動(dòng)換向閥以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的換向時(shí),(圖98)上述缺點(diǎn)就可以全部刻服掉。在這里,先導(dǎo)閥c只用來(lái)控制液動(dòng)換向閥d的換向。當(dāng)工作臺(tái)上的擋塊碰動(dòng)撥桿并使先導(dǎo)閥移至中位時(shí),壓力油仍然可以通過(guò)換向閥d進(jìn)入液壓缸,不會(huì)出現(xiàn)換向“死點(diǎn)”;另一方面液動(dòng)換向閥的移動(dòng)速度可以通過(guò)其兩端的單向節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)整,與工作臺(tái)速度無(wú)關(guān),只要調(diào)得合適就可以基本上消除換

44、向沖擊。 2.選用行程控制式制動(dòng) 磨床工作臺(tái)換向過(guò)程中的制動(dòng)方式由時(shí)間控制式和行程控制式兩種。圖98示時(shí)間控制式換向回路,其工作情況如下:當(dāng)換向閥d在壓力油作用下向左移動(dòng)時(shí),液壓缸右腔的回油通道逐漸關(guān)小,工作臺(tái)移動(dòng)速度逐漸減慢,并在閥芯移過(guò)一段距離l后回油通道全部封閉,工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。在這里,當(dāng)調(diào)節(jié)好節(jié)流閥j1的開(kāi)口量、規(guī)定下?lián)Q向閥d的移動(dòng)速度之後換向閥移過(guò)l這段距離所需的時(shí)間(即使工作臺(tái)制動(dòng)的時(shí)間)就被確定了。在油液粘度基本上無(wú)變化的情況下,無(wú)論工作臺(tái)移動(dòng)速度快慢如何這個(gè)時(shí)間基本上是不變的,所以這種方式叫做時(shí)間控制式制動(dòng).時(shí)間控制式制動(dòng)的異速換向精度較差(因?yàn)楣ぷ髋_(tái)速度愈大,沖出量也就愈大)

45、,同速換向精度亦不高(因?yàn)橹苿?dòng)時(shí)間實(shí)際上還受其他一些因素的影響,并不是一成不變的);但這種方式允許按具體情況去調(diào)整制動(dòng)時(shí)間:當(dāng)工作臺(tái)速度高、重量大,也就是慣性大時(shí),可以把制動(dòng)時(shí)間調(diào)得長(zhǎng)一些以利于消除換向沖擊;在相反的情況下則可以把它調(diào)得短一些以利于提高效率。由此可見(jiàn),時(shí)間控式制動(dòng)最宜用在換向頻率高,要求換向平穩(wěn)、無(wú)沖擊,但不要求換向精度很高的場(chǎng)合(例如,平面磨床上),把它用在外圓磨床上顯然是不合適的。圖99示形成制動(dòng)式換向回路,在這里,液壓缸的回路不但要通過(guò)換向閥d而且還要通過(guò)先導(dǎo)閥c才能排回油箱。那圖示工作臺(tái)向右移動(dòng)的情形來(lái)說(shuō),當(dāng)擋塊碰動(dòng)撥桿、先導(dǎo)閥c向左移動(dòng)時(shí),先導(dǎo)閥c右邊的制動(dòng)錐逐漸將液

46、壓缸右腔回油路關(guān)小,對(duì)工作臺(tái)起制動(dòng)作用,使其速度逐漸減小。在此回油通口接近于封閉(還留下很小一點(diǎn)開(kāi)口量x)、工作臺(tái)速度已變得很小時(shí)控制油路才開(kāi)始切換,使換向閥移動(dòng)并實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)開(kāi)始切換。在這種情況下,無(wú)論工作臺(tái)原來(lái)速度快慢如何,先導(dǎo)閥總是先移過(guò)一定的行程(l-x)使工作臺(tái)預(yù)先制動(dòng)到差不多相同的很小速度后才開(kāi)始使換向閥切換所以這種方式叫做行程控制式制動(dòng)。形成制動(dòng)式制動(dòng)可以大大提高換向精度,減小沖出量,但是它使工作臺(tái)的制動(dòng)行程基本上保持恒定,因此工作臺(tái)速度愈高,制動(dòng)時(shí)間就愈短,換向沖擊就愈大。對(duì)于萬(wàn)能外圓磨床來(lái)說(shuō),由于工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度不高,換向沖擊不是主要矛盾,而換向精度卻十分重要,所以采用行程

47、控制式制動(dòng)是完全合適的。 3.使換向閥分段變速移動(dòng) 為了提高換向精度、減小沖出量,萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)中換向閥閥芯的移動(dòng)最好還要象圖97那樣分第一次快跳,慢速移動(dòng)和第二次快跳三個(gè)階段進(jìn)行。這是因?yàn)橄葘?dǎo)閥對(duì)工作臺(tái)的制動(dòng)只能將其速度減得很慢,不能使其運(yùn)動(dòng)停止,工作臺(tái)的終制動(dòng)還是要還是要靠換向閥到達(dá)中間位置使液壓缸兩腔都接通壓力油時(shí)才能完成的。圖99那樣的回路中換向閥閥芯只有一種移動(dòng)速度,當(dāng)根據(jù)停留要求將節(jié)流閥開(kāi)口調(diào)得很小時(shí),閥芯就會(huì)移動(dòng)得很慢、工作臺(tái)制動(dòng)時(shí)間就會(huì)很長(zhǎng),不利于減少?zèng)_出量和提高換向精度。如果換向閥有一個(gè)第一次快跳的階段,其閥心就能很快到達(dá)中間位置,制動(dòng)精度就可以大大提高。實(shí)踐證明,采取

48、這一措施后磨床工作臺(tái)的異速換向精度可以從原來(lái)的0.7mm提高到0.2mm,同速換向精度提高到0.03mm。第一次快跳結(jié)束后工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng),換向閥閥芯則在慢速移動(dòng)中,它所經(jīng)歷的時(shí)間就是工作臺(tái)換向過(guò)程中的停留時(shí)間,其長(zhǎng)短可按實(shí)際需要由停留閥j1或j2調(diào)節(jié)。停留階段結(jié)束后換向閥閥芯第二次進(jìn)行快跳,使工作臺(tái)迅速反向啟動(dòng),這樣做有利于提高生產(chǎn)率和保證磨削質(zhì)量。4.使先導(dǎo)閥快跳 為了進(jìn)一步提高換向精度,磨床工作臺(tái)液壓換向回路中的先導(dǎo)閥亦應(yīng)實(shí)現(xiàn)快跳,這樣做就不會(huì)在工作臺(tái)移動(dòng)速度極慢時(shí)出現(xiàn)先導(dǎo)閥閥芯還沒(méi)有達(dá)到換向點(diǎn)位置而換向閥閥芯已走完其第一次快跳途程使工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng),也不會(huì)使工作臺(tái)在低速度下?lián)Q向時(shí)出現(xiàn)停留時(shí)

49、間過(guò)長(zhǎng)、換向遲緩等現(xiàn)象,反而可以借助先導(dǎo)閥開(kāi)始快跳時(shí)的位置來(lái)精確的調(diào)整工作臺(tái)的換向點(diǎn)、滿(mǎn)足磨削階梯軸或階梯孔時(shí)的對(duì)刀需要。先導(dǎo)閥快跳還可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的短距離換向(工作臺(tái)抖動(dòng)):在有快跳動(dòng)作的先導(dǎo)閥上,先導(dǎo)閥一快跳就會(huì)使閥上的主回油口完全打開(kāi),因此先導(dǎo)閥閥芯只要稍微偏離其中位置、發(fā)出換向信號(hào)就可以使通向換向閥兩端的控制油路和主油路切換,在工作臺(tái)兩個(gè)擋塊幾乎夾住撥桿的情況下實(shí)現(xiàn)短距離(12mm)的換向。這對(duì)切入式磨削的提高磨削質(zhì)量和工作效率并使砂輪磨損均勻來(lái)說(shuō),都是很有必要的。1. 砂輪架的快進(jìn)快退運(yùn)動(dòng)砂輪架的快進(jìn)快退運(yùn)動(dòng)由快動(dòng)閥操縱,由快動(dòng)缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)圖的狀態(tài)下,快動(dòng)閥右位接入系統(tǒng),砂輪

50、架快速前進(jìn)到其最前端位置,快進(jìn)的終點(diǎn)位置是靠活塞與缸蓋的接觸來(lái)保證的,為了防止砂輪架在快速運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)處引起沖擊和提高快進(jìn)運(yùn)動(dòng)的重復(fù)位置精度,快動(dòng)缸的兩端設(shè)有緩沖裝置,并設(shè)有抵住砂輪架的閘缸,用以消除絲杠和螺母間的間隙??靹?dòng)閥左位接入系統(tǒng)時(shí),砂輪架快速后退帶其最后端位置。2. 砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)動(dòng)砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給閥操縱,由砂輪架進(jìn)給缸通過(guò)其活塞上的撥爪棘輪、齒輪、絲杠螺母等傳動(dòng)副來(lái)實(shí)現(xiàn)。砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以在工件左端停留時(shí)進(jìn)行,可以在工件右端停留時(shí)進(jìn)行,也可以在工件兩端停留時(shí)進(jìn)行,也可以不進(jìn)行進(jìn)給。這些均由選擇閥的位置決定。在圖示狀態(tài)下,選擇閥選定的是“雙向進(jìn)給”,進(jìn)給閥在操縱油路的

51、a1和a2點(diǎn)每次相互變換壓力時(shí),向左或向右移動(dòng)一次,于是砂輪架便做一次間歇進(jìn)給。進(jìn)給量的大小由撥爪棘輪機(jī)構(gòu)調(diào)整,進(jìn)給快慢及平穩(wěn)性則通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥j3、j4來(lái)保證。3. 工作臺(tái)液動(dòng)手動(dòng)的互鎖工作臺(tái)液動(dòng)和手動(dòng)的互鎖由互鎖缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)開(kāi)停閥處于圖示位置時(shí),互鎖缸內(nèi)通入壓力油,推動(dòng)活塞使齒輪z1、z2脫開(kāi),工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)就不會(huì)帶動(dòng)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)開(kāi)停閥左位接入系統(tǒng)時(shí),互鎖缸接通油箱,活塞在彈簧作用下移動(dòng),使z1、z2嚙合,工作臺(tái)就可以通過(guò)搖動(dòng)手輪來(lái)移動(dòng),以調(diào)整工件。4. 尾架頂尖的退出尾架頂尖的退出是由一個(gè)腳踏式的尾架閥操縱,由尾架缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。尾架頂尖只在砂輪架快速退出時(shí)才能后退以確保安全,因?yàn)檫@時(shí)系統(tǒng)中的壓

52、力油必須在快動(dòng)閥左位接入時(shí)才能通入尾架閥處。5. 機(jī)床的潤(rùn)滑液壓泵輸出的油液有一部分經(jīng)精濾油器到達(dá)潤(rùn)滑穩(wěn)定器,經(jīng)穩(wěn)定器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)及分流后,送至導(dǎo)軌、絲杠螺母、軸承等處進(jìn)行潤(rùn)滑。6. 壓力的測(cè)量系統(tǒng)中的壓力可通過(guò)壓力表開(kāi)關(guān)由壓力表測(cè)定,如:在壓力表開(kāi)關(guān)處與左位時(shí)測(cè)出的是系統(tǒng)的工作壓力,而在右位時(shí)則可測(cè)出潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力。7外圓磨床的故障分析1磨削時(shí),工件表面產(chǎn)生螺旋線(xiàn) 砂輪主軸中心線(xiàn)對(duì)工作臺(tái)移動(dòng)的平行度超差。 工作臺(tái)導(dǎo)軌潤(rùn)滑油浮力過(guò)大,使工作臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中擺動(dòng)。 修整砂輪時(shí)冷卻不夠,金剛鉆發(fā)熱膨脹,使砂輪工作面修不平。 工作臺(tái)低速時(shí)有爬行現(xiàn)定要保證,特別是上母線(xiàn)精度。 當(dāng)磨削時(shí)出現(xiàn)單邊火花,要進(jìn)行排

53、隊(duì)也可將砂輪工作面修理工正成微量鼓形,修去砂輪的兩角。 將百分表測(cè)量架吸在機(jī)床上,表頭觸及工作臺(tái)面,啟動(dòng)液壓系統(tǒng)。 要保持砂輪工作面的平整。修整砂輪時(shí)要有充分的冷卻液。 檢查砂輪法蘭內(nèi)錐面是否有毛刺,半用涂色法檢查錐孔與錐面的接觸是否良好。2磨削時(shí),工件表面產(chǎn)生多角形波 砂輪主軸與軸瓦間隙過(guò)大。 尾架套筒與尾架孔的間隙過(guò)大,底面接觸不良。 頭架主軸裝配不良,軸承間隙不合理。 工作中心孔與頭、尾架二項(xiàng)尖接觸不良。 砂輪靜平衡不好,或砂輪切削刃變鈍。 檢查主軸與軸瓦的接觸面積,并重新高速主軸與軸瓦的間隙。 修復(fù)尾架套筒與尾架休的間隙,底面接觸不好應(yīng)修。 檢查頭架主軸精度,若超差應(yīng)重新裝配,并檢查其

54、他部件是否擦邊。 檢查工件的中心孔與頂尖接觸面。 新裝的砂輪必須進(jìn)行二次靜平衡以消除由于砂輪不平衡廁引起的振動(dòng)。 3 磨削時(shí),工件內(nèi)錐孔的母線(xiàn)不直 內(nèi)圓磨具與頭架中心線(xiàn)的等高超差。 磨削內(nèi)錐孔的外錐面時(shí),裝上卡盤(pán)和工件后,由于卡盤(pán)和工件的重量,導(dǎo)致頭架部工件的中心線(xiàn)與內(nèi)圓磨具主軸中磨桿360度,并高速主軸軸承的間隙,使之達(dá)到要求。 4磨削時(shí),工件精度達(dá)不到精度 頭架主軸錐孔中心線(xiàn)對(duì)工作臺(tái)移動(dòng)方向的平行度,對(duì)工件精度有一定的影響此誤差大,使工件在水平面內(nèi)彎曲,經(jīng)磨削受力后,對(duì)工件精度影響大。 砂輪主軸中心線(xiàn)對(duì)工作臺(tái)移動(dòng)方向的平行度誤差大,上母線(xiàn)超差。 頭架和尾架的中心連線(xiàn)對(duì)工作臺(tái)移動(dòng)方向的平行度

55、超差。 工作的中心孔與頭尾架二頂尖的接觸不良,影響工件圓度。 按要求保證頭架主軸中心線(xiàn)對(duì)工作臺(tái)移動(dòng)方向的平行度。 按要求保證吵輪主軸中心線(xiàn)對(duì)工作臺(tái)移動(dòng)方向的平行度。 做這項(xiàng)精度時(shí),頭尾架靠得越近越好。 任何磨加工工件都應(yīng)研磨中心孔,使工件與頭尾架中心保持同一直線(xiàn)。 5工件表面粗糙度大,有拉毛,劃傷痕跡 砂輪主軸與軸瓦因磨損間隙增大,使砂輪主軸剛性減弱。 砂輪因磨削時(shí)間較長(zhǎng)而變鈍及砂孔被堵塞。 振源的影響 修正砂輪時(shí)工作臺(tái)爬行,使砂輪工作面不平整。 砂輪材質(zhì)的選擇不當(dāng)。 按機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量并調(diào)查砂輪主軸與軸瓦間的間隙。 經(jīng)常修整砂輪表面,對(duì)冷卻液定期更換,并清除冷卻管雜物。 對(duì)新裝的砂輪及電動(dòng)機(jī)

56、必須進(jìn)行靜平衡和動(dòng)平衡。 要削除工作臺(tái)在行程中的不穩(wěn)定現(xiàn)象。 根據(jù)工件的材料性質(zhì)來(lái)選擇砂輪。 6砂輪架主軸“抱軸” 主軸與軸瓦的間隙太小。 主軸的前、后軸承不同心。 主軸潤(rùn)滑油中的雜物嵌入主軸與軸瓦之間。 軸瓦的方向裝反。 主軸與軸承的間隙一定要好。 在檢查和裝配砂輪時(shí),應(yīng)用定心工藝套來(lái)保證主軸中心與體殼二孔中心的同心度。 潤(rùn)滑油必須保持清潔。 軸瓦上的箭頭方向必須與主軸的旋轉(zhuǎn)方向一致。 7砂輪架快速行程重復(fù)定位有誤差 橫進(jìn)給機(jī)構(gòu)絲杠前端的機(jī)械定位螺釘未調(diào)整好。 橫進(jìn)給絲杠前端與定位螺釘接觸處有毛刺或臟物。 將砂輪架底座前端的定位螺伢旋出,以最大的行程快速行進(jìn)砂輪架,午分表座固定在工作臺(tái)上,表觸及砂輪架,得出某一讀數(shù)。 旋出定位螺釘,對(duì)之進(jìn)行調(diào)整。旋入時(shí)一定要做好清潔工作。 8進(jìn)刀刻度不準(zhǔn) 輔助壓力油油壓低,使閘缸作用降低。 前罩上定位爪孔與銷(xiāo)軸間隙大,造成定位時(shí)位置變化。 前罩殼與床身無(wú)定位銷(xiāo)釘。 底座上齒輪套與絲杠接觸之導(dǎo)向孔的間隙大,轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí),絲杠有擺動(dòng)。 適當(dāng)提高輔助壓力油的油壓。

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