組合機床動力滑臺液壓傳動系統(tǒng)的理實教學(xué)

王素秋

摘要：文章分析了組合機床動力滑臺的工作要求，使機床液壓傳動系統(tǒng)滿足工件加工時的快進、工進1、工進2、快退、停的工作任務(wù)。通過對比分析及借助拆裝式液壓系統(tǒng)教學(xué)實驗平臺的模擬工況分析并確定了最佳改造方案，改造后的液壓系統(tǒng)提高了動力滑臺的運動平穩(wěn)性，減少了油路的元件數(shù)量，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，極大地提高了生產(chǎn)效率。分析液壓油的過濾方案延長了液壓油的更換周期，可以節(jié)約成本。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)教學(xué)實驗臺；速度控制回路；動力滑臺；液壓系統(tǒng)

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）29-0219-02

一、引言

組合機床是一種高效率的專用機床，動力滑臺是組合機床上用來實現(xiàn)進給運動的一種通用部件，液壓動力滑臺的運動是靠液壓缸驅(qū)動的，滑臺上面可裝上動力箱和多軸主軸箱，用以完成鉆、擴、鉸、銑、鏜、刮端面、倒角、攻絲等加工工序。常用動力滑臺有兩種：液壓動力滑臺和機械動力滑臺。（1）液壓動力滑臺的優(yōu)點：速度換接平穩(wěn)、進給速度穩(wěn)定、功率利用合理、精度高、效率高、噪聲低、發(fā)熱少。液壓動力滑臺在機床上的應(yīng)用提高了零件加工的精度，賦予了機床良好的加工性能，與電氣控制配合易于實現(xiàn)自動化。（2）機械動力滑臺的缺點：速度換接不平穩(wěn)，微量進給時易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；加工中發(fā)熱量大，加工精度不穩(wěn)定；效率低、噪聲大，批量生產(chǎn)中不易實現(xiàn)自動化。

二、YT4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)的組成及工作原理

（一）組成部分

本系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)動力元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件四個模塊組成，工作液選用液壓油。各個模塊之間相互獨立，修改其中一個模塊時，不會對其余模塊產(chǎn)生影響。液壓系統(tǒng)總體框架如圖1所示。

1.動力元件。將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，為液壓系統(tǒng)提供一定流量和壓力的液體。本系統(tǒng)選用單作用葉片泵，如圖2限壓式變量葉片泵的工作原理及特性曲線。F負載很小時，p很小，e很大，泵輸出大流量；F負載增大時，p增大，e減小，泵輸出小流量；F負載很大時，e=0，q=0，泵流量卸荷。

2.控制元件?？刂屏黧w的壓力、流量和方向。

3.執(zhí)行元件。將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，選用單桿液壓缸。

4.輔助元件。用于連接、儲油、過濾、測量。選用油管油箱濾油器和壓力表等。

動作要求如圖3所示：快進→第一次工作進給→第二次工作進給→止擋塊停留→快退→原位停止。

（二）工作原理

1.快進。1YA（+）→4（左）→3（左）；低壓→6關(guān)閉；進油路：1→2→3（左）→11（下）→缸（左）；回油路：缸（右）→3（左）→7→11（下）→缸（左）；差動連接+泵1供大流量（低壓）。

2.第一次工進。行程擋塊→11（上）；高壓→6打開；進油路：1→2→3（左）→8→10（左）→缸（左）；回油路：缸（右）→3（左）→6→5→油箱；泵1供小流量，閥8調(diào)速，回油路上有閥5做背壓閥。

3.第二次工進。行程開關(guān)→3YA（+）→10（右）；進油路：1→2→3（左）→8→9→缸（左）；回油路：缸（右）→3（左）→6→5→油箱；泵1供小流量，閥9調(diào)速，回油路上有閥5做背壓閥。

4.止擋鐵停留。壓力增大→壓力繼電器發(fā)出信號→時間繼電器延時；液壓缸停止，泵流量卸荷（供極小流量補充泄漏）。

5.快退。壓力繼電器（延時后）→2YA（+）、1YA（-）、3YA（-）→4（右）→3（右）；進油路：1→2→3（右）→缸（右）；回油路：缸（左）→13→3（右）→油箱；低壓→泵1供大流量。

6.原位停止。行程開關(guān)→1YA（-）、2YA（-）、3YA（-）；泵1流量卸荷，液壓缸浮動。

三、機床動力滑臺液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)與控制及仿真訓(xùn)練

1.工作任務(wù)。（1）合理選擇液壓元件，正確連接液壓控制回路，滿足機床動力滑臺“快進—Ⅰ工進—Ⅱ工進—快退”的工作循環(huán)要求。（2）設(shè)定液壓執(zhí)行元件、動力元件、流量閥、壓力閥的壓力、流量以及幾何尺寸等主要參數(shù)，并且改變電磁閥、機動閥等元件的控制方式，觀察液壓執(zhí)行元件的運行情況，包括其負載和速度的大小變化情況。（3）選用不同流量閥，并調(diào)節(jié)其節(jié)流開口，分析執(zhí)行元件速度的穩(wěn)定性。

2.回路連接見圖4。

3.學(xué)生分組設(shè)定參數(shù)。液壓缸：活塞面積20cm2，活塞桿面積10cm2，最大行程500mm，行程擋塊位置200mm；執(zhí)行元件輸出力：快速進退，F(xiàn)=0；工作進給，F(xiàn)=5000N；液壓源：工進階段：壓力50bar，流量6L/min，快速階段：壓力20bar，流量16L/min；流量閥：調(diào)速閥1，3L/min；調(diào)速閥2，2L/min；順序閥：壓力25bar；溢流閥：壓力20bar；單向節(jié)流閥：開度10%。

4.調(diào)試運行。

四、結(jié)語

拆裝式液壓系統(tǒng)實驗臺作為學(xué)生鞏固理論知識的實踐載體，通過軟件建立了動力滑臺模擬實驗環(huán)境，實現(xiàn)了機床動力滑臺進給工作過程的仿真。通過本系統(tǒng)的實踐實例說明試驗臺的實用性和方便之處，另外通過模擬仿真環(huán)境解決了因缺乏實體無法開展項目的教學(xué)問題。

參考文獻：

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