第八章典型液壓系統(tǒng)

1、第8章典型液壓系統(tǒng)第一節(jié) 組合機床液壓系統(tǒng)一、組合機床液壓系統(tǒng)組合機床液壓系統(tǒng)主要由通用滑臺和輔助部分（如定位、夾緊）組成。動力滑臺本身不帶傳動裝置，可根據(jù)加工需要安裝不同用途的主軸箱，以完成鉆、擴、鉸、鏜、刮端面、銑削及攻絲等工序。圖81液壓系統(tǒng)工作原理 所示為帶有液壓夾緊的他驅(qū)式動力滑臺的液壓系統(tǒng)原理圖，這個系統(tǒng)采用限壓式變量泵供油，并配有二位二通電磁閥卸荷，變量泵與進油路的調(diào)速閥組成容積節(jié)流調(diào)速回路，用電液換向閥控制液壓系統(tǒng)的主油路換向，用行程閥實現(xiàn)快進和工進的速度換接。它可實現(xiàn)多種工作循環(huán)，下面以定位夾緊快進工進二工進死擋鐵停留快退原位停止松開工件的自動工作循環(huán)為例，說明液壓系統(tǒng)的工作

2、原理。1. 夾緊工件 夾緊油路一般所需壓力要求小于主油路，故在夾緊油路上裝有減壓閥6，以減低夾緊缸的壓力。 按下啟動按鈕，泵啟動并使電磁鐵4DT通電，夾緊缸24松開以便安裝并定位工件。當工件定好位以后，發(fā)出訊號使電磁鐵4DT斷電，夾緊缸活塞夾緊工作。其油路：泵1單向閥5減壓閥6單向閥7換向閥11左位夾緊缸上腔，夾緊缸下腔的回油換向閥11左位回油箱。于是夾緊缸活塞下移夾緊工件。單向閥7用以保壓。2.進給缸快進前進 當工件夾緊后，油壓升高壓力繼電器14發(fā)出訊號使1DT通電，電磁換向閥13和液動換向閥9均處于左位。其油路為：進油路：泵1單向閥5液動閥9左位行程閥23右位進給缸25左腔 回油路：進給缸

3、25右腔液動閥9左位單向閥10行程閥23右位進給缸25左腔。于是形成差動連接，液壓缸25快速前進。因快速前進時負載小，壓力低，故順序閥4打不開（其調(diào)節(jié)壓力應(yīng)大于快進壓力），變量泵以調(diào)節(jié)好的最大流量向系統(tǒng)供油。3.一工進 當滑臺快進到達預(yù)定位置（即刀具趨近工件位置），擋鐵壓下行程閥23，于是調(diào)速閥12接入油路，壓力油必須經(jīng)調(diào)速閥12才能進入進給缸左腔，負載增大，泵的壓力升高，打開液控順序閥4，單向閥10被高壓油封死，此時油路為：進油路：泵1單向閥5換向閥9左位調(diào)速閥12換向閥20右位進給缸25左腔回油路：進給缸25右腔換向閥9左位順序閥4背壓閥3油箱。 一工進的速度由調(diào)速閥12調(diào)節(jié)。由于此壓力升

4、高到大于限壓式變量泵的限定壓力pB，泵的流量便自動減小到與調(diào)速閥的節(jié)流量相適應(yīng)。4.二工進 當?shù)谝还みM到位時，滑臺上的另一擋鐵壓下行程開關(guān)，使電磁鐵3DT通電，于是閥20左位接入油路，由泵來的壓力油須經(jīng)調(diào)速閥12和19才能進入25的左腔。其他各閥的狀態(tài)和油路與一工進相同。二工進速度由調(diào)速閥19來調(diào)節(jié)，但閥19的調(diào)節(jié)流量必須小于閥12的調(diào)節(jié)流量，否則調(diào)速閥19將不起作用。5.死擋鐵停留 當被加工工件為不通孔且軸向尺寸要求嚴格，或需刮端面等情況時，則要求實現(xiàn)死擋鐵停留。當滑臺二工進到位碰上預(yù)先調(diào)好的死擋鐵，活塞不能再前進，停留在死擋鐵處，停留時間用壓力繼電器21和時間繼電器（裝在電路上）來調(diào)節(jié)和控

5、制。6.快速退回 滑臺在死擋鐵上停留后，泵的供油壓力進一步升高，當壓力升高到壓力繼電器21的預(yù)調(diào)動作壓力時（這時壓力繼電器入口壓力等于泵的出口壓力，其壓力增值主要決定于調(diào)速閥19的壓差），壓力繼電器21發(fā)出信號，使1DT斷電，2DT通電，換向閥13和9均處于右位。這時油路為：進油路：泵1單向閥5換向閥9右位進給缸25右腔?；赜吐罚哼M給缸25左腔單向閥22換向閥9右位單向閥8油箱。 于是液壓缸25便快速左退。由于快速時負載壓力小（小于泵的限定壓力pB）,限壓式變量泵便自動以最大調(diào)節(jié)流量向系統(tǒng)供油。又由于進給缸為差動缸，所以快退速度基本等于快進速度。7.進給缸原位停止，夾緊缸松開 當進給缸左退到原

6、位，擋鐵碰行程開關(guān)發(fā)出信號，使2DT、3DT斷電，同時使4DT通電，于是進給缸停止，夾緊缸松開工件。當工件松開后，夾緊缸活塞上擋鐵碰行程開關(guān)，使5DT通電，液壓泵卸荷，一個工作循環(huán)結(jié)束。當下一個工件安裝定位好后，則又使4DT、5DT均斷電，重復(fù)上述步驟。二、液壓系統(tǒng)的特點本系統(tǒng)采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成容積節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，把調(diào)速閥裝在進油路上，而在回油路上加背壓閥。這樣就獲得了較好的低速穩(wěn)定性、較大的調(diào)速范圍和較高的效率。而且當滑臺需死擋鐵停留時，用壓力繼電器發(fā)出信號實現(xiàn)快退比較方便。采用限壓式變量泵并在快進時采用差動連接，不僅使快進速度和快退速度相同(差動缸)，而且比不采用差動連接的流量可減

7、小一倍，其能量得到合理利用，系統(tǒng)效率進一步得到提高。采用電液換向閥使換向時間可調(diào)，改善和提高了換向性能。采用行程閥和液控順序閥來實現(xiàn)快進與工進的轉(zhuǎn)換，比采用電磁閥的電路簡化，而且使速度轉(zhuǎn)換動作可靠，轉(zhuǎn)換精度也較高。此外，用兩個調(diào)速閥串聯(lián)來實現(xiàn)兩次工進，使轉(zhuǎn)換速度平穩(wěn)而無沖擊。夾緊油路中串接減壓閥，不僅可使其壓力低于主油路壓力，而且可根據(jù)工件夾緊力的需要來調(diào)節(jié)并穩(wěn)定其壓力；當主系統(tǒng)快速運動時，即使主油路壓力低于減壓閥所調(diào)壓力，因為有單向閥7的存在，夾緊系統(tǒng)也能維持其壓力(保壓)。夾緊油路中采用二位四通閥11，它的常態(tài)位置是夾緊工件，這樣即使在加工過程中臨時停電，也不至于使工件松開，保證了操作安全

8、可靠。本系統(tǒng)可較方便地實現(xiàn)多種動作循環(huán)。例如可實現(xiàn)多次工進和多級工進。工作進給速度的調(diào)速范圍可達6.6660mm/min，而快進速度可達7m/min。所以它具有較大的通用性。此外，本系統(tǒng)采用兩位兩通閥卸荷，比用限壓式變量泵在高壓小流量下卸荷方式的功率消耗要小。第二節(jié) M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)一、機床液壓系統(tǒng)的功能M1432A型萬能外圓磨床主要用于磨削IT5IT7精度的圓柱形或圓錐形外圓和內(nèi)孔，表面粗糙度在Ra1.250.08之間。該機床的液壓系統(tǒng)具有以下功能：1.能實現(xiàn)工作臺的自動往復(fù)運動，并能在0.054m/min之間無級調(diào)速，工作臺換向平穩(wěn)，起動制動迅速，換向精度高。2.在裝卸工

9、件和測量工件時，為縮短輔助時間，砂輪架具有快速進退動作，為避免慣性沖擊，控制砂輪架快速進退的液壓缸設(shè)置有緩沖裝置。3.為方便裝卸工件，尾架頂尖的伸縮采用液壓傳動。4.工作臺可作微量抖動：切入磨削或加工工件略大于砂輪寬度時，為了提高生產(chǎn)率和改善表面粗糙度，工作臺可作短距離(13mm)、頻繁往復(fù)運動(100150次/min)。5.傳動系統(tǒng)具有必要的聯(lián)鎖動作：(1)工作臺的液動與手動聯(lián)鎖，以免液動時帶動手輪旋轉(zhuǎn)引起工傷事故。(2)砂輪架快速前進時，可保證尾架頂尖不后退，以免加工時工件脫落。(3)磨內(nèi)孔時，為使砂輪不后退，傳動系統(tǒng)中設(shè)置有與砂輪架快速后退聯(lián)鎖的機構(gòu)，以免撞壞工件或砂輪。(4)砂輪架快進

10、時，頭架帶動工件轉(zhuǎn)動，冷卻泵啟動；砂輪架快速后退時，頭架與冷卻泵電機停轉(zhuǎn)。二、液壓系統(tǒng)的工作原理圖8-2為M1432型外圓磨床液壓系統(tǒng)原理圖。其工作原理如下：圖8-2M1432A型萬能外圓磨床1 1 先導(dǎo)閥2換向閥3開停閥4互鎖缸5節(jié)流閥6抖動缸7擋塊8選擇閥9進給閥10進給缸11尾架換向閥12快動換向閥13閘缸14快動缸15尾架缸16潤滑穩(wěn)定器17油箱18粗過濾器19油泵20溢流閥21精過濾器22工作臺進給缸1.工作臺的往復(fù)運動(1)工作臺右行：如圖所示狀態(tài)，先導(dǎo)閥、換向閥閥芯均處于右端，開停閥處于右位。其主油路為：進油路：液壓泵19換向閥2右位(PA)液壓缸2右腔；回油路：液壓缸9左腔換向

11、閥2右位(BT2)先導(dǎo)閥1右位開停閥3右位節(jié)流閥5油箱。液壓油推液壓缸帶動工作臺向右運動，其運動速度由節(jié)流閥來調(diào)節(jié)。(2)工作臺左行：當工作臺右行到預(yù)定位置，工作臺上左邊的擋塊撥與先導(dǎo)閥1的閥芯相連接的杠桿，使先導(dǎo)閥芯左移，開始工作臺的換向過程。先導(dǎo)閥閥芯左移過程中，其閥芯中段制動錐A的右邊逐漸將回油路上通向節(jié)流閥5的通道(D2T)關(guān)小，使工作臺逐漸減速制動，實現(xiàn)預(yù)制動；當先導(dǎo)閥閥芯繼續(xù)向左移動到先導(dǎo)閥芯右部環(huán)形槽，使a2點與高壓油路a2相通，先導(dǎo)閥芯左部環(huán)槽使a1a1接通油箱時，控制油路被切換。這時借助于抖動缸推動先導(dǎo)閥向左快速移動(快跳)。其油路是： 進油路：泵19精濾油器21先導(dǎo)閥1左位

12、(a2a2)抖動缸6左端?；赜吐罚憾秳痈?右端先導(dǎo)閥1左位(a1a1)油箱。因為抖動缸的直徑很小，上述流量很小的壓力油足以使之快速右移，并通過杠桿使先導(dǎo)閥芯快跳到左端，從而使通過先導(dǎo)閥到達換向閥右端的控制壓力油路迅速打通，同時又使換向閥左端的回油路也迅速打通(暢通)。這時的控制油路是：進油路：泵19精濾油器21先導(dǎo)閥1左位(a2a2)單向閥I2換向閥2右端?；赜吐罚簱Q向閥2左端回油路在換向閥芯左移過程中有三種變換。首先：換向閥2左端b1先導(dǎo)閥1左位(a1a1)油箱。換向閥芯因回油暢通而迅速左移，實現(xiàn)第一次快跳。當換向閥芯1快跳到制動錐C的右側(cè)關(guān)小主回油路 (BT2)通道，工作臺便迅速制動(終制

13、動)。換向閥芯繼續(xù)迅速左移到中部臺階處于閥體中間沉割槽的中心處時，液壓缸兩腔都通壓力油，工作臺便停止運動。換向閥芯在控制壓力油作用下繼續(xù)左移，換向閥芯左端回油路改為：換向閥2左端節(jié)流閥J1先導(dǎo)閥1左位油箱。這時換向閥芯按節(jié)流閥(停留閥)J1調(diào)節(jié)的速度左移由于換向閥體中心沉割槽的寬度大于中部臺階的寬度，所以閥芯慢速左移的一定時間內(nèi)，液壓缸兩腔繼續(xù)保持互通，使工作臺在端點保持短暫的停留。其停留時間在05s內(nèi)由節(jié)流閥J1、J2調(diào)節(jié)。最后當換向閥芯慢速左移到左部環(huán)形槽與油路(b1b1)相通時，換向閥左端控制油的回油路又變?yōu)閾Q向閥2左端油路b1換向閥2左部環(huán)形槽油路b1先導(dǎo)閥1左位油箱。這時由于換向閥左

14、端回油路暢通，換向閥芯實現(xiàn)第二次快跳，使主油路迅速切換，工作臺則迅速反向啟動(左行)。這時的主油路是：進油路：泵19換向閥2左位(PB)液壓缸22左腔。回油路：液壓缸22右腔換向閥2左位 (AT1)先導(dǎo)閥1左位(D1T)開停閥3右位節(jié)流閥5油箱。當工作臺左行到位時，工作臺上的擋鐵又碰杠桿推動先導(dǎo)閥右移，重復(fù)上述換向過程。實現(xiàn)工作臺的自動換向。2.工作臺液動與手動的互鎖工作臺液動與手動的互鎖是由互鎖缸4來完成的。當開停閥3處于圖8-2所示位置時，互鎖缸4的活塞在壓力油的作用下壓縮彈簧并推動齒輪Z1和Z2脫開，這樣，當工作臺液動(往復(fù)運動)時，手輪不會轉(zhuǎn)動。當開停閥3處于左位時，互鎖缸4通油箱，活

15、塞在彈簧力的作用下帶著齒輪Z2移動，Z2與Z1嚙合，工作臺就可用手搖機構(gòu)搖動。3.砂輪架的快速進、退運動砂輪架的快速進退運動是由手動二位四通換向閥12(快動閥)來操縱，由快動缸來實現(xiàn)的。在圖8-2所示位置時，快動閥右位接入系統(tǒng)，壓力油經(jīng)快動閥12右位進入快動缸14右腔，砂輪架快進到前端位置，快進終點是靠活塞與缸體端蓋相接觸來保證其重復(fù)定位精度；當快動缸左位接入系統(tǒng)時，砂輪架快速后退到最后端位置。為防止砂輪架在快速運動到達前后終點處產(chǎn)生沖擊，在快動缸兩端設(shè)緩沖裝置，并設(shè)有抵住砂輪架的閘缸13，用以消除絲杠和螺母間的間隙。手動換向閥12(快動閥)的下面裝有一個自動啟、閉頭架電動機和冷卻電動機的行程

16、開關(guān)和一個與內(nèi)圓磨具聯(lián)鎖的電磁鐵(圖上均未畫出)。當手動換向閥12(快動閥)處于右位使砂輪架處于快進時，手動閥的手柄壓下行程開關(guān)，使頭架電動機和冷卻電動機啟動。當翻下內(nèi)圓磨具進行內(nèi)孔磨削時，內(nèi)圓磨具壓另一行程開關(guān)，使聯(lián)鎖電磁鐵通電吸合，將快動閥鎖住在左位(砂輪架在退的位置)，以防止誤動作，保證安全。4.砂輪架的周期進給運砂輪架的周期進給運動是由選擇閥8、進給閥9、進給缸10通過棘爪、棘輪、齒輪、絲杠來完成的。選擇閥8根據(jù)加工需要可以使砂輪架在工件左端或右端時進給，也可在工件兩端都進給(雙向進給)，也可以不進給，共四個位置可供選擇。圖8-2所示為雙向進給，周期進給油路：壓力油從a1點J4進給閥9

17、右端；進給閥9左端I3a2先導(dǎo)閥1油箱。進給缸10d進給閥9c1選擇閥8a2先導(dǎo)閥1油箱，進給缸柱塞在彈簧力的作用下復(fù)位。當工作臺開始換向時，先導(dǎo)閥換位(左移)使a2點變高壓、a1點變?yōu)榈蛪?回油箱)；此時周期進給油路為：壓力油從a2點J3進給閥9左端；進給閥9右端I4a1點先導(dǎo)閥1油箱，使進給閥右移；與此同時，壓力油經(jīng)a2點選擇閥8c1進給閥9d進給缸10，推進給缸柱塞左移，柱塞上的棘爪撥棘輪轉(zhuǎn)動一個角度，通過齒輪等推砂輪架進給一次。在進給閥活塞繼續(xù)右移時堵住c1而打通c2，這時進給缸右端d進給閥c2選擇閥a1先導(dǎo)閥a1油箱，進給缸在彈簧力的作用下再次復(fù)位。當工作臺再次換向，再周期進給一次。

18、若將選擇閥轉(zhuǎn)到其他位置，如右端進給，則工作臺只有在換向到右端才進給一次，其進給過程不再贅述。從上述周期進給過程可知，每進給一次是由一股壓力油(壓力脈沖)推進給缸柱塞上的棘爪撥棘輪轉(zhuǎn)一角度。調(diào)節(jié)進給閥兩端的節(jié)流閥J3、J4就可調(diào)節(jié)壓力脈沖的時期長短，從而調(diào)節(jié)進給量的大小。5.尾架頂尖的松開與夾緊尾架頂尖只有在砂輪架處于后退位置時才允許松開。為操作方便，采用腳踏式二位三通閥11(尾架閥)來操縱，由尾架缸15來實現(xiàn)。由圖可知，只有當快動閥12處于左位、砂輪架處于后退位置，腳踏尾架閥處于右位時，才能有壓力油通過尾架閥進入尾架缸推杠桿撥尾頂尖松開工件。當快動閥12處于右位(砂輪架處于前端位置)時，油路L為低壓(回油箱)，這時誤