組合機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)解析

王東旭

(保定標(biāo)正經(jīng)常有限責(zé)任公司技術(shù)中心,河北保定 071000)

組合機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)解析

王東旭

(保定標(biāo)正經(jīng)常有限責(zé)任公司技術(shù)中心,河北保定 071000)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,機(jī)械制造工業(yè)也得到了健康發(fā)展。機(jī)械制造裝備的改進(jìn)在一定程度上加速了各類機(jī)加工藝裝備的改進(jìn),其中組合機(jī)床液壓系統(tǒng)便是其中最為突出的一類。筆者就結(jié)合液壓系統(tǒng)的工作原理及特點(diǎn),對(duì)組合機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

組合機(jī)床 液壓系統(tǒng) 滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)

通過在機(jī)床中應(yīng)用液壓系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)進(jìn)給，也可以實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)轉(zhuǎn)換等。同時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)也相對(duì)更加的平穩(wěn)，這對(duì)于加工效率的提高有明顯的促進(jìn)作用，因此組合機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)便應(yīng)用的更加廣泛，是解決機(jī)床自動(dòng)化的有效途徑。

1 液壓傳動(dòng)的工作原理及特點(diǎn)

1.1 液壓傳動(dòng)的工作原理

液壓傳動(dòng)主要以液體作為工作介質(zhì)，通過液體進(jìn)行能力的傳遞與控制。在組合機(jī)床中加入液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的目的就在于利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能有效轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，而后再通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過管路的傳遞后，液壓的執(zhí)行元件會(huì)將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，這樣就可以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)[1]。

液壓傳動(dòng)時(shí)，機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)首先驅(qū)動(dòng)液壓泵在濾油器過濾后從油箱中吸油出來，油液在加壓后再從泵的輸出口輸出到管路中。油液在經(jīng)過開停閥、節(jié)流閥、換向閥后就可以順利進(jìn)入液壓缸中，而后油液便可以推動(dòng)活塞促使工作臺(tái)移動(dòng)。這里說的工作臺(tái)的移動(dòng)速度主要是依靠于節(jié)流閥控制，如果節(jié)流閥開的比較大，那么進(jìn)入液壓缸的油液就會(huì)相對(duì)較多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度也會(huì)增大[2]。如果節(jié)流閥開的相對(duì)較小，那么進(jìn)入液壓缸的油液就會(huì)比較少，工作臺(tái)的移動(dòng)速度也就比較小。

1.2 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)

液壓傳動(dòng)可以在相同體積下產(chǎn)生較電氣裝置更大的動(dòng)力，在相同的功率下，機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的體積更小，結(jié)構(gòu)也更加的緊湊，這對(duì)于液壓傳動(dòng)是極具意義的。將液壓傳動(dòng)裝置安裝在組合機(jī)床中可以促使其更為穩(wěn)定的工作。由于機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的重量較小，因此機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的慣性也比較小，在運(yùn)行時(shí)的反應(yīng)也更快，這樣液壓傳動(dòng)也能夠快速啟動(dòng)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向。就我國(guó)當(dāng)前的液壓傳動(dòng)發(fā)展情況來看，機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，這對(duì)于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行都非常有利[1]。液壓傳動(dòng)可以很輕易地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這樣對(duì)液體的壓力和流量等方面都可以很好地控制，特別是液壓傳動(dòng)如果與電氣控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來使用的話，就可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。除了上述優(yōu)點(diǎn)外，液壓裝置的液壓件可以自動(dòng)潤(rùn)滑，這樣的使用壽命更長(zhǎng)。

事物都有兩面性，液壓傳動(dòng)除了具備優(yōu)點(diǎn)外還會(huì)有缺點(diǎn)存在。由于機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)是以液體作為主要的工作介質(zhì)，因此在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面間就會(huì)存在泄露的問題，同時(shí)液體又不能壓縮，這樣在傳動(dòng)要求比較嚴(yán)格的場(chǎng)合就不適合使用機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)。在液壓傳動(dòng)的過程中還存在許多的能量損失，這樣機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)就不適用于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)[3]。除此之外，液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化也比較敏感，一旦油溫出現(xiàn)變化就很有可能影響運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，因此在低溫或高溫的情況下應(yīng)格外注意機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的使用。

2 組合機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算的必要性分析

液壓缸作為機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的重要組成部分，其滑臺(tái)的快進(jìn)和快退的速度應(yīng)保持相等，在快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)邊接，并且要保證無桿腔有效面積是有桿腔有效面積的兩倍，這樣便可以防止在鉆孔時(shí)滑臺(tái)突然向前的問題出現(xiàn)。

在工進(jìn)階段液壓缸受到的工作壓力是最大的，這時(shí)對(duì)液壓泵的要求比較高，如果取進(jìn)油力損失較大，那么液壓泵就需要較大的壓力驅(qū)動(dòng)，因此在正式運(yùn)行前機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)就需要進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)計(jì)算分析[2]。

3 組合機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的原件選擇

3.1 過濾器的選擇

機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行需要建立在對(duì)液壓油液污染進(jìn)行有效控制的前提下，因此需要對(duì)油液進(jìn)行過濾。過濾器的主要作用就是將油液中的雜質(zhì)過濾掉，從而防止油液污染，保證油液系統(tǒng)可以正常工作[1]。過濾器的選擇主要取決于過濾器的精度是否滿足系統(tǒng)要求，同時(shí)在選擇時(shí)還要結(jié)合過濾器安裝的位置進(jìn)行合理選擇。

3.2 壓力表輔件

壓力表輔件是機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的主要組成部分，其中包括壓力表及壓力表開關(guān)。液壓系統(tǒng)的壓力主要是通過壓力表來觀測(cè)，從而根據(jù)壓力表的示數(shù)來調(diào)整工作壓力使其滿足工作要求。通常情況下，壓力表都是采用的彈簧管式壓力表[2]。壓力表在選擇時(shí)要保證其量程比液壓系統(tǒng)壓力要高。精度等級(jí)也是衡量壓力表的選擇標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)會(huì)選用精度等級(jí)2.5的壓力表。壓力表開關(guān)也是壓力表的附屬品，其主要目的就在于切斷忽然接通壓力表與油的通道，因此在選擇時(shí)除了壓力表還需要選擇合適的壓力表開關(guān)，這樣才可以確保壓力表正常發(fā)揮作用。

3.3 熱交換器的選用

熱交換器既包括泠卻器也包括加熱器，機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中最為重要的便是油液溫度，通常情況下需要控制在正常工作溫度范圍內(nèi)，因此在過熱或過冷的環(huán)境中就需要對(duì)油液進(jìn)行加熱或冷卻處理，確保油溫適中保持在合理范圍內(nèi)。

冷卻器在選擇時(shí)首先要考慮的便是散熱面積，散熱面積要盡可能大，這樣便可以在散熱功率和壓力損失較小的前提下，使機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)更為堅(jiān)固、體積更小，這樣在實(shí)際的應(yīng)用過程中就可以更加的便捷，自動(dòng)控溫系統(tǒng)可以有效控制油溫的準(zhǔn)確性[2]。

加熱器的選擇要以使用的便捷性作為首要考慮的因素，加熱器需要更為有效地自動(dòng)控制溫度。如果發(fā)熱部分能夠最大限度地浸沒在油液流動(dòng)處，那么熱量就可以更為快速地交換，但這里需要強(qiáng)調(diào)的是加熱器的表面溫度功率密度需要控制在一定范圍內(nèi)，且不能出現(xiàn)因油液局部溫度過高而導(dǎo)致的變質(zhì)現(xiàn)象[1]。

4 使用液壓系統(tǒng)要注意的問題

機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要建立在明白液壓系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，在正式投入使用后，工作人員還需要定期檢查更換液壓油，對(duì)于新投入使用的液壓設(shè)備需要在使用一段時(shí)間后要立即對(duì)機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的油箱進(jìn)行清洗，咋每隔半年至1年進(jìn)行清洗和換油一次[3]。油液的溫度也是機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，油箱中的油液溫度應(yīng)保持在60℃以內(nèi)，如果油液的溫度過高的話就需要想辦法將溫度冷卻下來，并且采用粘度較高的液壓油。如果油液的溫度較低，那么在運(yùn)行時(shí)就需要對(duì)油液進(jìn)行預(yù)熱，或者間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣油溫在升高后便可以正式進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。工作人員還需要檢查油面，確保機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)有足夠的油量[3]。在機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的排氣裝置上應(yīng)該進(jìn)行排氣，如果沒有排氣裝置，那么機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)就需要運(yùn)行多次，這樣才可以確保氣體可以從系統(tǒng)中排出，確保液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)語

液壓傳動(dòng)是相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)在近幾年新興的一門技術(shù)，主要由液壓泵、熱交換器以及輔助件等液壓元件組成，將液壓裝置安裝在組合機(jī)床中可以有效提高加工的效率。機(jī)床液壓滑臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，促使其在傳動(dòng)、控制、檢測(cè)等方面進(jìn)一步得到應(yīng)用。

[1]張文玉,劉先蘭.提高機(jī)床液壓系統(tǒng)的節(jié)能與工效的措施[J].機(jī)械工人.冷加工,2002(12)：22-23.

[2]王芙蓉.機(jī)床液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J]. 山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005(06)：13-16.

[3]鄧加尊,何國(guó)金.組合機(jī)床液壓與電氣系統(tǒng)的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 裝備制造技術(shù),2005(04)：17-19.