機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、液壓與氣壓傳動(dòng) B三級(jí)項(xiàng)目題目：機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)班 級(jí)：機(jī)電一班小組成員：周洲周健岳占勝扌旨導(dǎo)教師：袁曉明提交時(shí)間：2017年6月20日第一部分 摘要和關(guān)鍵詞摘要?jiǎng)恿_(tái)是組合機(jī)床上用以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的一種通用部件， 根據(jù)加工需要滑臺(tái)上裝有各 種用途的動(dòng)力頭和主軸箱，以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、刮端面、倒角、銑削及攻絲等工序。動(dòng) 力滑臺(tái)有機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)和液壓動(dòng)力滑臺(tái)之分， 液壓動(dòng)力滑臺(tái)上一般只裝上液壓缸， 有時(shí)也可 能再裝個(gè)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(guān)鍵詞組合機(jī)床 通用部件 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)液壓系統(tǒng)是組合機(jī)床及其自動(dòng)線的重要組成部分。 液壓系統(tǒng)與機(jī)械、 電氣相配合，

2、 實(shí)現(xiàn) 機(jī)床或自動(dòng)線的自動(dòng)工作循環(huán)。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)得是否合理，直接影響和自動(dòng)線的工作性能。 因此，對(duì)組合機(jī)床及其自動(dòng)線的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和原則加以探討是很必要的。當(dāng)然， 液壓系統(tǒng)的性能的優(yōu)劣，不僅與液壓系統(tǒng)有關(guān)，而且與所采用的液壓元件有密切的關(guān)系。一、 YT4543 型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)1. 功能（1）能在變負(fù)載或斷續(xù)負(fù)載的條件下工作，能保證動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給速度，特別是最小進(jìn)給 速度穩(wěn)定。進(jìn)給范圍要求為0.006 0.66m/min 。（2）能承受規(guī)定的最大負(fù)載，并具有較大的“工進(jìn)”調(diào)速范圍，以適應(yīng)不同工序的工藝需 要。例如，鉆孔時(shí)軸向進(jìn)給力和進(jìn)給量都較大，而精鏜時(shí)進(jìn)給力和進(jìn)給量都很小。為此，像Y

3、T4543型那樣的液壓滑臺(tái)的最大進(jìn)給力規(guī)定為45 000 N，而調(diào)速范圍 Re100b（3） 能實(shí)現(xiàn)快速前進(jìn)和快速退回，（YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)的快速運(yùn)動(dòng)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(jìn)速度和快動(dòng)速度差值間的矛 盾。動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)，在電氣和機(jī)械裝置的配合下，可以根據(jù)不同的加工要求，實(shí)現(xiàn)圖1所示的各種工作循環(huán)?？爝M(jìn)1工進(jìn)n快進(jìn)H ia總ftia圖1 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖2. 工作原理由圖可見(jiàn)，這個(gè)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(shí)現(xiàn)快進(jìn)和 工進(jìn)的變換，用電磁閥實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工作進(jìn)給間的變換。圖2 YT4543型組合機(jī)床動(dòng)

4、力滑臺(tái)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(dòng)換向閥；6-背壓閥；7-遠(yuǎn)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(jìn)(差動(dòng)連接)按下啟動(dòng)按鈕，三位五通電液動(dòng)換向閥5的先導(dǎo)電磁換向閥 1YA得電，使之閥芯右 移，左位進(jìn)入工作狀態(tài)，這時(shí)的主油路是：進(jìn)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。回油路：缸19右腔t管路20 t電液動(dòng) 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(shí)形成差動(dòng)連接回路。因?yàn)榭爝M(jìn)時(shí)， 滑臺(tái)的載荷較小，同時(shí)進(jìn)油可以經(jīng)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(dòng)力滑臺(tái)快速前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。(2)第一次工進(jìn)在快進(jìn)行程結(jié)束時(shí)，滑臺(tái)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(kāi)。電磁鐵1YA繼續(xù)通電，電液動(dòng)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(jìn)油路必須經(jīng)調(diào)速閥12進(jìn)入液壓缸左腔，與此同時(shí)，系統(tǒng)壓力升高，將 液控順序閥7打開(kāi)，并關(guān)閉單向閥9,使液壓 缸實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接的油路切斷。回油經(jīng)順序閥7 和背壓閥6回到油箱。這時(shí)的主油路是：進(jìn)油路：濾

6、油器1 t變量泵2 t單向閥3 t電液動(dòng)換向閥 5的P 口到A 口t油路10 t調(diào)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?；赜吐罚焊?9右腔t油路20 t電液動(dòng) 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(jìn)給時(shí)油壓升高，則變量泵2的3VA流量自動(dòng)減小，動(dòng)力滑臺(tái)向前做第一次工作 進(jìn)給，進(jìn)給量的大小可以用調(diào)速閥12調(diào)節(jié)。(3)第二次工進(jìn)快進(jìn)在第一次工作進(jìn)給結(jié)束時(shí)，滑臺(tái)上的擋鐵 壓下行程開(kāi)關(guān)，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(jīng)調(diào)速閥12的油液必須經(jīng)過(guò)調(diào)速閥 13 進(jìn)入液壓缸的右腔，其它油路不變。由

7、于調(diào)速閥13的開(kāi)口量小于閥12,進(jìn)給 速度降低，進(jìn)給量的大小可由調(diào)速閥 13來(lái)調(diào) 節(jié)。當(dāng)動(dòng)力滑臺(tái)第二次工作進(jìn)給終了碰上 死擋鐵后，液壓缸停止不動(dòng)，系統(tǒng)的壓力進(jìn) 一步升高，達(dá)到壓力繼電器15的調(diào)定值時(shí),經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器的延時(shí)，再發(fā)出電信號(hào)，使 動(dòng)力滑臺(tái)退回。在時(shí)間繼電器延時(shí)動(dòng)作前，滑臺(tái)停留在 死擋鐵限定的位置上。safes快退時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)后，2YA得電， 1YA失電，3YA斷電，電液動(dòng)換向閥 5右 位工作，這時(shí)的主油路是：進(jìn)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(dòng)

8、換向閥 5 的A 口到T 口t油箱。這時(shí)系統(tǒng)的壓力較低，變量泵2輸出 流量大，動(dòng)力滑臺(tái)快速退回。 由于活塞桿 的面積大約為活塞的一半， 所以動(dòng)力滑 臺(tái)快進(jìn)、快退的速度大致相等。1工進(jìn)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(dāng)動(dòng)力滑臺(tái)退回到原始位置時(shí)，擋塊壓下行程開(kāi)關(guān)，這時(shí)電磁鐵 1YA、2YA 3YA都失 電，電液動(dòng)換向閥 5處于中位，動(dòng)力滑臺(tái)停 止運(yùn)動(dòng)，變量泵 2輸出油液的壓力升高，使 泵的流量自動(dòng)減至最小。表1是這個(gè)液壓系統(tǒng)的電磁鐵和行程閥的 動(dòng)作表。1YA2YA3YA17快進(jìn)+-一工進(jìn)+-+二工進(jìn)+-+死擋鐵停留+-+快退

9、-+-原位停止-表1 YT4543型組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動(dòng)作表3性能分析YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)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(diào)速 閥一背壓閥”式調(diào)速回路，差動(dòng)連接式快速運(yùn)動(dòng)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(diǎn)如下：(1) “限壓式變量泵一調(diào)速閥一背壓閥”式調(diào)速回路能保證穩(wěn)定的低速運(yùn)動(dòng)，較好的速度 剛性和較大的調(diào)速范圍。YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)的最小進(jìn)給速度較低(6.6 mm/min),進(jìn)給調(diào)速范圍較大 (約100),單純?nèi)莘e調(diào)速回路由于存在泄漏，低速運(yùn)動(dòng)

10、時(shí)穩(wěn)定性較差，而且普通變量泵調(diào)速范圍也不夠?qū)?；調(diào)速閥式節(jié)流調(diào)速回路雖然速度剛性較好，調(diào)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(jìn)給和死擋塊停留時(shí)尤其嚴(yán)重)，發(fā)熱也大。由此可見(jiàn)，這里采用“限壓式變量泵-調(diào)速閥” 式容積節(jié)流調(diào)速回路是比較合理的。進(jìn)給時(shí)，在回油路上增加了一個(gè)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(dòng)剛度)，另一方面是為了使滑臺(tái)能承受一定的與運(yùn)動(dòng)方向一致的切削力。因而這個(gè)調(diào)速回路中增加一個(gè)背壓閥亦是十分必要的。此外，滑臺(tái)液壓系統(tǒng)采用進(jìn)口節(jié)流式的調(diào)速還有以下一些優(yōu)點(diǎn)：(a) 起動(dòng)時(shí)、快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)前沖量都較??；(b) 死擋塊停留時(shí)便于利用壓力繼

11、電器發(fā)出信號(hào)；(c) 在液壓缸中不致出現(xiàn)過(guò)大的壓力(在出口節(jié)流系統(tǒng)中，當(dāng)油腔面積比A1 / A2 = 2 , 且負(fù)載和速度同向時(shí)，液壓缸回油腔中壓力會(huì)比泵的供油壓力大一二倍)。(2) 限壓式變量泵加上差動(dòng)連接式快動(dòng)回路使能量利用經(jīng)濟(jì)合理。YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)快速運(yùn)動(dòng)速度約為最大工進(jìn)速度的10倍，這里如只采用差動(dòng)連接式快動(dòng)回路，或流量能自動(dòng)匹配的變量泵式供油回路， 問(wèn)題不能得到解決。 限壓式變量泵供油 回路在快動(dòng)時(shí)能輸出最大流量， 工進(jìn)時(shí)只輸出與液壓缸需要相適應(yīng)的流量， 在死擋塊停留時(shí) 只輸出補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏所需的流量，沒(méi)有溢流損失，故能量損耗小。這個(gè)系統(tǒng)在滑臺(tái)停止時(shí)由于變量泵要輸出一些流量來(lái)

12、補(bǔ)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(lái)減少這種損耗。(3) 采用行程閥與遠(yuǎn)控順序閥實(shí)現(xiàn)快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的換接，不僅能簡(jiǎn)化機(jī)床電路，而且動(dòng)作可靠，轉(zhuǎn)換精度也比電氣控制式的高。至于一次工作進(jìn)給與二次工作進(jìn)給之間的轉(zhuǎn)換，則由于工進(jìn)速度都較低，通過(guò)調(diào)速閥6的流量很小，轉(zhuǎn)換過(guò)程中調(diào)速閥7動(dòng)作滯后和滑臺(tái)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(zhuǎn)換精度。采用了由限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路。它既滿足系統(tǒng)調(diào)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(diào)速機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)1.工作原理由圖可見(jiàn)，這個(gè)系統(tǒng)采用限壓式變量泵供油，用電磁換向閥換向，用調(diào)速閥

13、實(shí)現(xiàn)快進(jìn)和工進(jìn)的變換，用電磁閥實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工作進(jìn)給間的變換。圖2用旁路調(diào)速機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)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(diào)速閥（1）快進(jìn)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(jìn)泵1-三位四通換向閥泵1-三位四通換向閥（3 ）二次工進(jìn)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(jìn)+-一次工進(jìn)+-+-二次工進(jìn)+-+快退-+-表

14、2用旁路調(diào)速機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動(dòng)作表三、二次進(jìn)給進(jìn)油路上并聯(lián)倆個(gè)調(diào)速閥的組合機(jī)床液壓系統(tǒng)當(dāng)被加工工件在需要加工孔的同時(shí)，又要刮端面或倒角時(shí)， 組合機(jī)床的進(jìn)給液壓系統(tǒng)需要二次工作進(jìn)給（一般第一次進(jìn)給量比第二次進(jìn)給量大 ）。圖3是在進(jìn)油路上并聯(lián)兩個(gè)調(diào)速閥實(shí)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(jìn)給的組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中。例如淬火機(jī)械手的調(diào)速回路中。圖3二次進(jìn)給進(jìn)口調(diào)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(diào)速閥；8-二位五通電磁換向閥1.工作原理（1）快進(jìn)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(jìn)液壓泵2-換向閥4-調(diào)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(diào)速閥9-油箱(3 )二次工進(jìn)液壓泵2-換向閥4-調(diào)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(diào)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(jìn)+-+-一次工進(jìn)+-二次工進(jìn)+-+快退-+-表3二次進(jìn)給進(jìn)油路上并聯(lián)倆個(gè)調(diào)速閥機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動(dòng)作表四、二次進(jìn)給回油路上串聯(lián)調(diào)速閥的組合機(jī)床液壓系統(tǒng)圖4所示為回油路上串聯(lián)調(diào)速閥的速度換接回路。

16、一般用于自動(dòng)淬火機(jī)床的液壓系統(tǒng)及雙軸液壓自動(dòng)成型車床的滑臺(tái)液壓回路中。需要注意的是：調(diào)速閥5的節(jié)流口要小于調(diào)速閥 4的節(jié)流口才能實(shí)現(xiàn)第二次進(jìn)給的運(yùn)動(dòng)速度小于第一次進(jìn)給的運(yùn)動(dòng)速度。圖4二次進(jìn)給調(diào)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(diào)速閥; 閥；8-溢流閥1.工作原理(1)快進(jìn)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(jìn) 液壓泵1-換向閥2左位-液壓缸3左腔液壓缸3右腔-調(diào)速閥4-換向閥7-換向閥2-油箱（3 ）二次工進(jìn)液壓泵1-換向閥2左位-液壓缸3左腔液壓缸3右腔-調(diào)速閥4-調(diào)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(jìn)+-+-一次工進(jìn)+-+-二次工進(jìn)+-快退-+-卸荷-+表4二次進(jìn)給回油路上串聯(lián)調(diào)速閥機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動(dòng)作表第四部分成員貢獻(xiàn)及心得感受成員