大型數(shù)控車床尾座的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

潘鐘鍵 肖 罡 九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江西九江 332007

大型數(shù)控車床尾座的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

潘鐘鍵 肖 罡 九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江西九江 332007

液壓技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，大型數(shù)控車床是現(xiàn)代制造業(yè)中的一個(gè)重要工具，其中液壓尾座是數(shù)控車床的一個(gè)主要組成部分。本文對(duì)大型數(shù)控車床的尾座液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)其液壓工作原理進(jìn)行了分析，最后對(duì)液壓元器件做出了選擇，液壓系統(tǒng)運(yùn)行可靠。

液壓技術(shù)；液壓原理；設(shè)計(jì)；液壓元器件

液壓傳動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要技術(shù)手段，在現(xiàn)代化生活中大量應(yīng)用，特別是在重型機(jī)械上。大型數(shù)控車床在機(jī)械制造業(yè)中占有一定的地位，液壓系統(tǒng)在數(shù)控車床上也被廣泛使用。其中卡盤、尾座均采用液壓系統(tǒng)。由于重型數(shù)控車床加工的對(duì)象大于普通數(shù)控車床加工的對(duì)象，特別是加工細(xì)長桿零件時(shí)，液壓尾座的作用顯得尤為重要。因此，大型數(shù)控車床尾座的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)而言，具有一定的重要地位。

1.液壓回路的設(shè)計(jì)

大型型數(shù)控車床的尾座液壓缸采用恒流供油方式，通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查詢，設(shè)定伸出時(shí)速度10mm/s，縮回速度為15.8mm/s。其主要參數(shù)如表1。

表1 尾座液壓缸的主要參數(shù)

整個(gè)尾座液壓系統(tǒng)原理如圖1所示，該液壓系統(tǒng)在工作過程時(shí)需保證尾座液壓缸按預(yù)先設(shè)計(jì)的速度動(dòng)作，系統(tǒng)采用節(jié)流調(diào)速的方案。液壓系統(tǒng)在工作過程中共需設(shè)置1個(gè)執(zhí)行元件（液壓缸）。液壓系統(tǒng)工作過程如下所示：

液壓油經(jīng)單項(xiàng)閥4，通過減壓閥9，流經(jīng)調(diào)速閥10，經(jīng)過三位四通電磁換向閥11和液控單向閥12，進(jìn)入液壓缸，最后液壓油通過液控單向閥之后回到油箱。

本重型液壓缸的尾座液壓系統(tǒng)主要由以下基本回路組成：調(diào)壓回路；卸荷回路；節(jié)流調(diào)速回路；減壓回路和保壓回路。多個(gè)回路共同組成液壓系統(tǒng)，對(duì)液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件進(jìn)行控制，達(dá)到設(shè)計(jì)的需求。

調(diào)壓回路：用溢流閥來限制變量泵的最高壓力，以此起到安全保護(hù)作用和防止系統(tǒng)的過載。當(dāng)系統(tǒng)需要不同的壓力時(shí)，可采用多級(jí)調(diào)壓回路。如圖1所示，在液壓泵3的出口處并聯(lián)溢流閥5，調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧，通過觀察壓力表7，就可以調(diào)節(jié)液壓泵的出口壓力。

卸荷回路：液壓設(shè)備在短時(shí)間停止工作時(shí)，一般不停液壓泵。所謂卸荷，是指液壓泵仍在旋轉(zhuǎn)，而其消耗的功率極小，即讓液壓泵輸出的油液以很低的壓力又流回油箱，這種卸荷方式稱為壓力卸荷。如圖1所示，三位四通電磁換向閥9處于中位時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)液壓泵的卸荷。

節(jié)流調(diào)速回路：節(jié)流調(diào)速回路是液壓中常用的一個(gè)回路，由定量泵、節(jié)流閥、溢流閥和執(zhí)行元件組成。根據(jù)節(jié)流閥在油路中的位置不同，可分為：進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路，旁油路節(jié)流調(diào)速回路，回油路節(jié)流調(diào)速回路，本次液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路調(diào)速。

如圖1所示，將調(diào)速閥10放在泵與液壓缸14之間，調(diào)節(jié)調(diào)速閥的通流面積，就可達(dá)到調(diào)速的目的。定量液壓泵1的多余油液由溢流閥5流回油箱。

減壓回路：通常為保證液壓回路工作可靠，減壓閥的最小調(diào)定壓力應(yīng)該不小于0.5M Pa，其最高調(diào)定壓力應(yīng)比主回路低0.5M Pa。如圖1所示，在液壓缸的回路上分別串聯(lián)一個(gè)減壓閥9，再調(diào)節(jié)減壓閥9，觀察壓力表，可以調(diào)節(jié)液壓缸所需壓力。

保壓回路：定量泵1輸出的油液經(jīng)單向閥4流經(jīng)系統(tǒng)。當(dāng)執(zhí)行元件液壓缸停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)系統(tǒng)壓力升高，壓力繼電器1 3發(fā)出信號(hào)，使得二位二通電磁閥5通電，于是定量泵1輸出的油液流回油箱，使系統(tǒng)卸荷，同時(shí)單向閥4關(guān)閉。當(dāng)液壓缸內(nèi)壓力過低時(shí)，壓力繼電器便發(fā)出電信號(hào)使得二位二通電磁閥5斷電，定量泵1繼續(xù)向系統(tǒng)供油。

2 液壓元件的選擇

依據(jù)所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)原理圖，查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選出液壓系統(tǒng)所需要的元件。具體參數(shù)如下表所示：

3.結(jié)論

通過對(duì)尾座液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，闡述了液壓系統(tǒng)的工作原理，對(duì)相關(guān)元件做出了選擇。設(shè)計(jì)之后的尾座液壓系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的加工，液壓設(shè)計(jì)夾緊可靠，大大提高了加工效率，提高了機(jī)床的性能。

[1]路甬祥．液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2 00 3

[2]楊爾莊．二十一世紀(jì)液壓技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]．液壓與氣動(dòng)．2 0 0 1

[3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004

[4]劉寶珠.數(shù)控車床液壓卡盤的改造[J].液壓氣動(dòng)與密封.2004

[5]張志英. 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械制造與技術(shù).2010

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.103

潘鐘鍵 九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師 助教。