液压马达系统在机床领域的应用案例
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一、双面组合铣床液压系统
    (1)主机功能结构
    本双面组合铣床是从德国引进的抬起运输通过式汽缸体铣钻自动生产线中的一台专用加工设备,用于某轿车汽油发动机汽缸体L发动机安装结合面、汽油泵及机油过滤器结合面、发电机安装结合面等部位的铣削加工。该铣床的主机结构如图2- 4所示,它采用了立、卧复合式双面双主轴铣削头跨两个工位的大主轴箱配置方案。穿越本机床及自动生产线中其他各机床中间底座的运输带完成工件的自动拔销、向前和定位;门式夹紧机构安装在中间底座2上方,由两个同规格液压缸10分别驱动两个压板12完成工件1和工件2的夹紧、松开。铣床左面的双轴铣削头9由立置动力滑台8驱动,完成铣削加工时的垂直进给和复位动作,立柱6安装在卧式纵向动力滑台5上,故滑台5用以驱动立柱与滑台8完成铣削前后的空程快速进退动作?;灿颐娴牧礁龌ň允脚渲?,横向动力滑台14驱动双轴铣削头13完成铣削加工时的横向进给和复位动作,纵向动力滑台15兼作滑台14的滑座,用来驱动滑台14完成铣削前后的空程快速进退动作??涨涣⒅?装有铸铁块平衡锤,用以平衡立置滑台8及铣削头9的自重?;?及滑台15快速前进采用可调限位挡块限位,以防止冲程。除铣削头的旋转切削动力是由电动机提供外,夹具及各动力滑台的动力均由液压系统提供。铣床的工作循环图如图2-5所示;机床的工作节拍为28s。 
       (2)技术特点
    1)采用高低压双泵供油,实现了液压源与负载要求的流量匹配,在传递动力的同时,提高了系统的传动性能和效率,因而是一个节能液压系统。
    2)相互并联的各个回路中的电液换向阀的进油口与总的压力油路相连,各回油口与总的回油路相连,各泄油口与总的泄油路相连,故各回路中进油、回油及泄油互不干扰;通过在各路上设置单向阀,以分隔回路,达到防止回路间相互干扰的目的。
    3)采用带阻尼器的Y型中位机能电液换向阀,减小了换向冲击,提高了换向平稳性。
    4)由电气行程开关作为系统中各换向阀的信号源,故本系统基本上是一个行程控制多缸顺序动作系统,位置和行程调整方便,电气互锁动作可靠。
    5)系统中的液压元件均为著名的Viekers公司产品,性能优越;在机构上,液压系统的动力源、控制调节装置采用了上置式液压站结构配置方案;5个回路的液压阀分别固定在5个专用箱形通油体上,各箱体与总的压油路和回油路通过金属管道连接。液压站独立于机床,另行放置,故便于使用维护且有利于消除动力源的振动与油温对机床精度的影响。但占地面积较大。
    6)该组合机床及其液压系统运行平稳,振动、噪声及温升都较小,工作可靠。
二、单臂液压仿形刨床系统
 (1)主机功能结构
BF1010单臂仿形刨床用于汽轮机的曲面叶片或其他曲面的切削加工。该机床的主机由工作台、触头、刨刀、立柱、刀架臂和仿形刀架等组成(见图2-7)。工作时,要加工的工件由相应的夹具夹紧在工作台1上,刀架臂5带动仿形刀架6下降至l件待加工部位,触头2与样件(靠模)紧密接触,通过工作台的往复直线主运动(切削)和仿形刀架的仿形运动加工出与样件曲面形状相同的工件。工作台和仿形刀架均由液压驱动。
    (2)液压系统及其工作原理
    图2-8所示为该刨床的液压系统原理图。系统为双凹路油路结构,左侧为工作台往复运动同路,右侧为仿形刀架回路。前者由定量泵(叶片泵)1与2组合供油,后者由变量泵(叶片泵)31供油并兼作液动换向阀的控制油源。
    1)工作台往复运动回路该回路的执行器为驱动工作台29的双柱塞液压缸27、28.缸28驱动工作台29进给切削,缸27驱动工作台快退;三位五通液动换向阀11为控制柱塞缸27和28运动方向的主换向阀,该阀两端设有快跳孔,阀心快跳和慢速移动的速度通过可调节流器12、14及15. 17调节,从而调节换向时间并提高换向平稳性;换向阀11的导阀为三位四通电磁换向阀36;单向节流阀18及溢流阀20和单向节流阀19及溢流阀21构成两个溢流节流阀,分别用于缸27和28的进油节流调速;单向阀22~25与溢流阀26组成交叉缓冲补油回路,用于工作台的换向缓冲并防止吸空;单向阀9和10用作两缸的背压阀。该回路采用两台定量液压泵(叶片泵)l和2组合供油(两泵同时供油时,切削缸28快速运动;单独供油时,切削缸28低速或中速运动),最高工作压力由先导式溢流阀6设定;远程调压阀8由主换向阀11的外露操纵杆操纵,实现换向时自动减压;与阀6远程控制口相接的二位二通电磁换向阀7用于液压泵的卸荷与升压控制;单向阀3、4用于防止系统油液倒灌。
    工作原理如下。
    ①切削运动时,控制油路首先工作。电磁铁1YA通电使换向阀36切换至左位,变量泵31的压力油经阀32、过滤器34、阀36和单向阀16进入液动换向阀11的左控制腔,右控制腔先后经节流器12、14和阀36回油,使换向阀11经快跳、慢移切换至左位。此时主油路可以工作(设单泵l开机供油),泵1的压力油经换向阀11的左位、阀19的节流阀进入切削缸28的油腔,其柱塞驱动工作台29开始进行切削,切削速度由阀19的节流阀开度决定,返回缸27随工作台右移,缸27的油腔经阀18的单向阀和换向阀11左位、背压单向阀10向油箱排油。
    ②切削完成后发出返回信号,电磁铁2YA通电使换向阀36切换至右位,变量泵31的压力油经阀32.过滤器34.阀36和单向阀13进入液动换向阀11的右控制腔,而左控制腔先后经节流器15. 17和阀36心油,使换向阀11经快跳、慢移切换至右位,完成主油路的换向?;幌蚬讨?,换向阀11的阀心连带的操纵杆使溢流阀8的调压弹簧放松,泵1的压力降低,使高速换向平稳完成?;幌蛲瓿珊?,泵1的压力油经换向阀11的右位、阀18进入返回缸27的油腔,其柱塞驱动工作台开始快速返回,返回速度由阀18的开度决定,返回缸28随工作台左移,缸28的油腔经阀19和换向阀11右位、背压单向阀9向油箱排油。
    2)仿形刀架回路
    泼回路的执行器为驱动仿形刀架43的阀控缸。仿形刀架43和仿形液压缸44的活塞杆、伺服阀41的阀套以及刨刀 48连成整体,伺服阀41的阀心和触头39连为一体,弹簧42使触头和样件(俗称靠模)38紧密接触。二位三通电磁换向阀46用于控制夹紧液压缸45的动作方向,夹紧缸与仿形刀架油路成互锁关系,即只有在缸45松开时,仿形油路才能工作。仿形刀架回路由变量泵31供油,其最高压力由溢流阀33设定,单向闽32用于防止油液倒灌;精过滤器用于提高油液的清洁度;蓄能器35用于吸收压力冲击和补油。
    回路的工作原理如下:工作时,仿形指令由触头给出;液压泵31的压力油经单向阀32、过滤器34后分为三路,第一路到换向阀46,第二路到伺服阀41的油口a,第三路进入仿形缸44的有杆腔;进入a口的压力油经阀心和阀套的开口x1之后又分为两路,一路经油口b减压后进入缸44的无杆腔(压力为户.),一路经开口zz压力降为P2之后,经油口c和单向阀40排回油箱。缸44有杆腔中的压力与泵31的出口压力ps相同,且为定值。当开口x1与x2相等时,缸44两腔压力产生的力相等,活塞及活塞杆停止不动。
    由于样件38对触头39的作用,伺服阀41的阎心上移时,开口z,减小,打破缸44的平衡状态,活塞带动整个刀架上移,使开口zt又逐渐增大,直到z,重新等于x2,缸4的活塞受力重新平衡为止。这样,仿形刀架随伺服的阀心移动了一个位移,刨刀48相对于工件47也移动同一位移。从而加工出与样件曲面形状一致的工件。触头下移接触工件和刀架下移时的压力冲击由蓄能器35吸收,而刀架快速上移可由蓄能器向有杆腔补油。
    (3)技术特点
    1)与机械仿形装置相比,液压仿形的触头和样件(靠模)间的接触压力小得多,所以样件的磨损小、寿命长;此外,液压仿形还允许使用尺寸较小的仿形触头和较陡的靠模曲线,从而扩大了仿形加工的范围。    
    2)该仿形刨床的液压系统采用双回路油路结构,工作台往复运动回路与仿形刀架回路相互独立,互不干扰。
    3)工作台往复运动回路采用双泵组合供油,并利用远程控制原理实现液压泵的工作压力变化与卸荷。采用一对大小不同的柱塞缸分别实现切削和返回运动;采用电磁换向阀做导阀的液压动换向主阀换向,导阀控制压力油取自仿形刀架回路的变量泵,主换向阀带有快跳孔及单向节流器(类似于万能外圆磨床液压系统的液压操纵箱),可以节省、调整换向时间,减小换向冲击,通过柱换向阀的操纵杆驱动远程调压阀降低系统在换向过程中的压力;两缸均采用单向节流阀的进油节流调速方式,但不利于散热。
    4)仿形刀架回路采用阀控缸实现刀架的仿形运动,用夹紧缸实现仿形回路的互锁,安全可靠。
    5)为了提高伺服阀乃至系统的工作可靠性和控制品质,变量泵近旁设有精过滤器、蓄能器;油箱设有冷却器。
 
 
 
 
 
 
 
 

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