机床动力滑台液压系统设计

1、_ 液压与气压传动 B三级项目 题目：题目：机床动力滑台液压系统设计机床动力滑台液压系统设计 精品资料 _ 班班级：级：机电一班机电一班_ 小组成员：小组成员：周洲周洲 周健周健 岳占胜岳占胜 指导教师：指导教师：袁晓明袁晓明_ 提交时间：提交时间：20172017 年年 6 6 月月 2020 日日_ _ 第一部分第一部分摘要和关键词摘要和关键词 一、一、摘要摘要 动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的一种通用部件， 根据加工需要滑台上装有各 种用途的动力头和主轴箱，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角、铣削及攻丝等工序。动 力滑台有机械动力滑台和液压动力滑台之分， 液压动力滑台上一般只装上液

2、压缸， 有时也可 能再装个行程阀，至于液压泵和阀类元件则通常都安装在专门的液压泵站上。 二、二、关键词关键词 组合机床通用部件进给运动 精品资料 _ 第二部分第二部分前言前言 液压系统是组合机床及其自动线的重要组成部分。 液压系统与机械、电气相配合，实现 机床或自动线的自动工作循环。液压系统设计得是否合理，直接影响和自动线的工作性能。 因此，对组合机床及其自动线的液压系统的设计方法和原则加以探讨是很必要的。 当然，液 压系统的性能的优劣，不仅与液压系统有关，而且与所采用的液压元件有密切的关系。 第三部分第三部分报告正文报告正文 一、一、 YT4543YT4543 型动力滑台液压系统型动力滑台液

3、压系统 1.1.功能功能 （1）能在变负载或断续负载的条件下工作，能保证动力滑台的进给速度，特别是最小进给 速度稳定。进给范围要求为0.006 0.66m/min。 （2）能承受规定的最大负载，并具有较大的“工进”调速范围，以适应不同工序的工艺需要。 例如，钻孔时轴向进给力和进给量都较大，而精镗时进给力和进给量都很小。为此，像 YT4543 型那样的液压滑台的最大进给力规定为45 000 N，而调速范围 Re100。 （3） 能实现快速前进和快速退回，（YT4543 型液压动力滑台的快速运动速度为7.3m/min） 。 （4）合理利用能量，提高系统效率，减少发热，合理解决工进速度和快动速度差值

4、间的矛 盾。 动力滑台的液压系统，在电气和机械装置的配合下，可以根据不同的加工要求，实现图 1 所示的各种工作循环。 精品资料 _ 图 1液压动力滑台的工作循环图 2.2.工作原理工作原理 由图可见，这个系统采用限压式变量泵供油，用电液换向阀换向，用行程阀实现快进和 工进的变换，用电磁阀实现两个工作进给间的变换。 精品资料 _ 图 2YT4543 型组合机床动力滑台 液压系统原理图 1-滤油器;2-变量泵;3、9、16-单向阀，4、8、10、1l、18、20-管路;15-电液动换向阀;6- 背压阀;7-远控顺序阀;12、13-节流阀;14-电磁阀;15-压力继电器;l7-行程阀;19-液压缸

5、(1)(1)快进快进( (差动连接差动连接) ) 精品资料 _ 按下启动按钮，三位五通电液动换向阀 5 的先导电磁换向阀 1YA 得电，使之阀芯右 移，左位进入工作状态，这时的主油路是： 进油路：滤油器 1变量泵 2 单向阀 3 管路 4 电液换向阀5 的 P 口到 A 口 管路 10、 11 行程阀 17 管路 18 液压 缸 19 左腔。 回油路： 缸 19 右腔管路 20 电液动 换向阀 5 的 B 口到 T 口油路 8 单向阀 9 油路 11 行程阀 17 管路 18 缸 19 左腔。 这时形成差动连接回路。因为快进时， 滑台的载荷较小， 同时进油可以经阀 17 直通 油缸左腔，系统中

6、压力较低，所以变量泵 2 输出流量大， 动力滑台快速前进， 实现快进。 (2)(2)第一次工进第一次工进 精品资料 _ 在快进行程结束时，滑台上的挡铁压下 行程阀 17，行程阀上位工作，使油路 11 和 18 断开。电磁铁 1YA 继续通电，电液动换向 阀 5 左位仍在工作，电磁换向阀14 的电磁铁 处于断电状态。进油路必须经调速阀12 进入 液压缸左腔，与此同时，系统压力升高，将 液控顺序阀 7 打开，并关闭单向阀 9，使液压 缸实现差动连接的油路切断。 回油经顺序阀 7 和背压阀 6 回到油箱。这时的主油路是： 进油路：滤油器1 变量泵 2 单向阀 3 电液动换向阀 5 的 P 口到 A

7、口油路 10 调速阀12 二位二通电磁换向阀14 油 路 18 液压缸 19 左腔。 回油路：缸 19 右腔油路 20 电液动 换向阀 5 的 B 口到 T 口管路 8 顺序阀 7 背压阀 6 油箱。 因工作进给时油压升高，则变量泵 2 的 流量自动减小，动力滑台向前做第一次工作 进给，进给量的大小可以用调速阀12 调节。 (3)(3)第二次工进第二次工进 在第一次工作进给结束时， 滑台上的挡铁 压下行程开关，使电磁阀14 的电磁铁 3YA得 电，阀 14 右位接入工作，切断了该阀所在的 油路，经调速阀 12 的油液必须经过调速阀 13 进入液压缸的右腔，其它油路不变。 由于调速阀 13 的开

8、口量小于阀 12，进给 速度降低，进给量的大小可由调速阀 13 来调 节。 精品资料 _ (4)(4)死挡铁停留死挡铁停留 当动力滑台第二次工作进给终了碰上 死挡铁后，液压缸停止不动，系统的压力进 一步升高，达到压力继电器15 的调定值时， 经过时间继电器的延时，再发出电信号，使 动力滑台退回。 在时间继电器延时动作前，滑台停留在 死挡铁限定的位置上。 (5)(5)快退快退 精品资料 _ 时间继电器发出电信号后， 2YA得电， 1YA 失电，3YA 断电，电液动换向阀 5 右 位工作，这时的主油路是： 进油路：滤油器 1变量泵 2单向 阀 3油路 4 换向阀5 的 P 口到B 口 油路 20

9、缸 19 的右腔。 回油路：缸 19 的左腔油路 18 单向阀 16 油路 11 电液动换向阀 5 的 A 口到 T 口油箱。 这时系统的压力较低， 变量泵 2 输出 流量大，动力滑台快速退回。 由于活塞杆 的面积大约为活塞的一半， 所以动力滑 台快进、快退的速度大致相等。 (6) )原位停止原位停止 当动力滑台退回到原始位置时， 挡块压下 行程开关，这时电磁铁 1YA、2YA、3YA 都失 电，电液动换向阀 5 处于中位，动力滑台停 止运动，变量泵 2 输出油液的压力升高，使 泵的流量自动减至最小。 表1是这个液压系统的电磁铁和行程阀的 动作表。 精品资料 _ 1YA2YA 快进 一工进 二

10、工进 死挡铁停留 快退 原位停止 + + + + - - - - - - + - 表 1 YT4543 型组合机床动力滑台液压系统电磁铁和行程阀动作表 3YA - - + + - - - + + + - - 17 3.3.性能分析性能分析 YT4543 型液压动力滑台的液压系统主要由下列一些回路组成：“限压式变量叶片泵调速 阀背压阀”式调速回路，差动连接式快速运动回路，电液换向阀式换向回路，行程阀和电 磁阀式速度换接回路，三位换向阀式换向回路。系统的性能主要是由这些基本回路决定的， 具体特点如下： （1）“限压式变量泵调速阀背压阀”式调速回路能保证稳定的低速运动，较好的速度刚 性和较大的调速范

11、围。 YT4543 型液压动力滑台的最小进给速度较低 （6.6 mm/min） ， 进给调速范围较大 （约 100） ， 单纯容积调速回路由于存在泄漏， 低速运动时稳定性较差， 而且普通变量泵调速范围也不够 宽； 调速阀式节流调速回路虽然速度刚性较好， 调速范围也能满足要求， 但由于有溢流损失， 精品资料 _ 功率损耗很大（低速进给和死挡块停留时尤其严重），发热也大。 由此可见，这里采用“限压式变量泵调速阀”式容积节流调速回路是比较合理的。进给时， 在回油路上增加了一个背压阀，这样做一方面是为了改善速度稳定性（避免空气渗入系统， 提高传动刚度），另一方面是为了使滑台能承受一定的与运动方向一致的

12、切削力。 因而这个 调速回路中增加一个背压阀亦是十分必要的。 此外，滑台液压系统采用进口节流式的调速还有以下一些优点： （a）起动时、快进转工进时前冲量都较小； （b）死挡块停留时便于利用压力继电器发出信号； （c）在液压缸中不致出现过大的压力（在出口节流系统中，当油腔面积比A1 / A2 = 2，且 负载和速度同向时，液压缸回油腔中压力会比泵的供油压力大一二倍）。 （2）限压式变量泵加上差动连接式快动回路使能量利用经济合理。 YT4543 型液压动力滑台快速运动速度约为最大工进速度的10 倍，这里如只采用差动连接 式快动回路，或流量能自动匹配的变量泵式供油回路， 问题不能得到解决。 限压式变

13、量泵供 油回路在快动时能输出最大流量， 工进时只输出与液压缸需要相适应的流量， 在死挡块停留 时只输出补偿系统泄漏所需的流量，没有溢流损失，故能量损耗小。 这个系统在滑台停止时由于变量泵要输出一些流量来补偿泄漏， 仍须损耗一部分功率， 因此 采用了换向阀式低压卸荷回路来减少这种损耗。 （3）采用行程阀与远控顺序阀实现快进转工进的换接，不仅能简化机床电路，而且动作可 靠，转换精度也比电气控制式的高。 至于一次工作进给与二次工作进给之间的转换， 则由于 工进速度都较低，通过调速阀 6 的流量很小，转换过程中调速阀 7 动作滞后和滑台惯性等 的影响都很小，采用电磁阀式换接完全能保证所需的转换精度。

14、采用了由限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。 它既满足系统调速范围大， 低速 精品资料 _ 稳定性好的要求，又提高了系统的效率。 二、二、 用旁路调速机床动力滑台液压系统用旁路调速机床动力滑台液压系统 1.1.工作原理工作原理 由图可见，这个系统采用限压式变量泵供油， 用电磁换向阀换向，用调速阀实现快进和 工进的变换，用电磁阀实现两个工作进给间的变换。 图 2 用旁路调速机床动力滑台液压系统原理图 1-变量泵；2，4-电磁换向阀;3-液压缸；5，6-调速阀 （1 1）快进）快进 泵 1-三位四通换向阀 2 左腔-液压缸 3 左腔 液压缸 3 右腔-三位四通换向阀 2 左腔-油箱 精品资

15、料 _ （2 2）一次工进）一次工进 泵 1-三位四通换向阀 2 左腔-液压缸 3 左腔 泵 1-三位四通换向阀 3 左腔-阀 5-油箱 （3 3）二次工进）二次工进 泵 1-三位四通换向阀 2 左腔-液压缸 3 左腔 泵 1-三位四通换向阀 3 右腔-阀 6-油箱 （4 4）快退）快退 泵 1-三位四通换向阀 2 右腔-液压缸 3 右腔 液压缸 3 左腔-三位四通换向阀 2 右腔-油箱 快进 一次工进 二次工进 快退 1YA + + + - 2YA - - - + 3YA - + - - 4YA - - + - 表 2 用旁路调速机床动力滑台液压系统电磁铁和行程阀动作表 三、三、 二次进给进

16、油路上并联俩个调速阀的组合机床液压系统二次进给进油路上并联俩个调速阀的组合机床液压系统 当被加工工件在需要加工孔的同时， 又要刮端面或倒角时， 组合机床的进给液压系统需 要二次工作进给(一般第一次进给量比第二次进给量大)。 图 3 是在进油路上并联两个调速阀实现速度换接的回路，这种速度换接回路一般用在 精品资料 _ 需要二次工作进给的组合机床液压系统中。例如淬火机械手的调速回路中。 图 3 二次进给进口调速换接回路 1-滤油器；2-单向变量油泵；3-溢流阀；4-三位五通电磁换向阀； 5-二位二通电磁换向阀； 6-定杆式液压缸；7、9-调速阀；8-二位五通电磁换向阀 1.1.工作原理工作原理 （

17、1 1）快进）快进 液压泵 2-换向阀 4 右位-换向阀 5 左位-液压缸 6 左腔 液压缸 6 右腔-换向阀 4-油箱 （2 2）一次工进）一次工进 液压泵 2-换向阀 4-调速阀 7-换向阀 8-液压缸 6 左腔 液压缸 6 右腔-换向阀 4-油箱调速阀 9-油箱 精品资料 _ （3 3）二次工进）二次工进 液压泵 2-换向阀 4-调速阀 9-换向阀 8-液压缸 6 左腔 液压缸 6 右腔-换向阀 4-油箱调速阀 7-油箱 （4 4）快退）快退 液压泵 2-换向阀 4 左位-液压缸 6 右腔 液压缸 6 左腔-换向阀 5 左位-换向阀 4 左位-油箱 快进 一次工进 二次工进 快退 表 3

18、 二次进给进油路上并联俩个调速阀机床动力滑台液压系统电磁铁和行程阀动作表 1YA + + + - 2YA - - - + 3YA + - - + 4YA - - + - 四、四、 二次进给回油路上串联调速阀的组合机床液压系统二次进给回油路上串联调速阀的组合机床液压系统 图 4 所示为回油路上串联调速阀的速度换接回路。 一般用于自动淬火机床的液压系统及双 轴液压自动成型车床的滑台液压回路中。 需要注意的是：调速阀 5 的节流口要小于调速阀 4 的节流口才能实现第二次进给的运动速度小于第一次进给的运动速度。 精品资料 _ 图 4 二次进给调速阀串联换接回路 1-定量油泵；2-电磁换向阀；3-定杆式液压缸；4、5-调速阀；6、7、9-二位二通电磁换向 阀；8-溢流阀 1.1.工作原理工作原理 （1 1）快进）快进 液压泵 1-换向阀 2 左位-液压缸 3 左腔 液压缸 3 右腔-换向阀 6 右位-换向阀 7 右位-换向阀 2-油箱 （2 2）一次工进）一次工进 液压泵 1-换向阀 2 左位-液压缸 3 左腔 液压缸 3 右腔-调速阀 4-换向阀 7-换向阀 2-油箱 （3 3）二次工进）二次工进 液压泵 1-换向阀 2 左位-液压缸 3 左腔 液压缸 3 右腔