熊建華

摘要：本文主要談?wù)撱@孔機(jī)液壓系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)。在液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)液壓系統(tǒng)的原理，設(shè)計(jì)出合理的液壓系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)的主要參數(shù)的計(jì)算確定液壓元件的規(guī)格；，結(jié)合具體的例子和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)， 闡述了通用件（如液壓元件，液壓缸等）的選取

關(guān)鍵詞：鉆孔機(jī) 液壓系統(tǒng) 工作流程

一、概述

目前，隨著非開(kāi)挖施工技術(shù)的日益成熟，作為非開(kāi)挖施工主要設(shè)備的水平定向鉆機(jī)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。液壓系統(tǒng)以它體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)力便于傳遞、力量大等特點(diǎn)，在鉆機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。鉆機(jī)液壓系統(tǒng)的液壓元件以及各回路的性能對(duì)鉆機(jī)的整體性能起著決定性的作用，本文就如何對(duì)鉆孔機(jī)的液壓系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

二、液壓系統(tǒng)的工作原理

液壓傳動(dòng)是利用密閉系統(tǒng)中的受壓液體來(lái)傳遞動(dòng)力的，它又分為液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)兩種形式。液壓傳動(dòng)主要是基于液體壓力傳輸能量、液力傳動(dòng)主要液體動(dòng)能傳輸能量。液壓系統(tǒng)是使用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過(guò)各種控制閥門(mén)、管道和液壓元件的液體壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

三、液壓系統(tǒng)回路的組成

1、夾緊回路：

夾緊回路由變量泵、四個(gè)夾緊油缸、減壓閥、節(jié)流閥、單向閥、換向閥、壓力繼電器、卸荷閥及連結(jié)管路等組成。

2、角向定位回路：

角向定位回路由變量泵、角向定位油缸、減壓閥、節(jié)流閥、單向閥、換向閥、壓力繼電器及連結(jié)管路組成。夾緊回路與角向定位回路上變量泵為共用。

3、移位滑臺(tái)回路：

移位回路由一個(gè)變量泵、移位油缸、兩組調(diào)速閥、兩組壓力繼電器、單向閥、卸荷閥及連結(jié)管路組成。

4、進(jìn)給滑臺(tái)回路：

進(jìn)給滑臺(tái)回路由一個(gè)變量泵，進(jìn)給滑臺(tái)油缸，單向調(diào)速閥、單向閥、換向閥、背壓閥、順序閥及連結(jié)管路組成。

四、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、確定調(diào)速方案

由于轉(zhuǎn)孔機(jī)要求工作時(shí)低速穩(wěn)定性好，油泵輸出流量小，但工作軸向載荷大，在油缸直徑一定情況下，要求液壓系統(tǒng)壓力高，而快進(jìn)快退時(shí)，油泵輸入流量大，但液壓系統(tǒng)只需克服摩擦力及回油阻力，所需系統(tǒng)壓力低，為使系統(tǒng)達(dá)到高效率，低能耗及滿足低速穩(wěn)定等要求，本機(jī)床采用限壓式變量泵與調(diào)速閥相配合的容積節(jié)流調(diào)速且為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速方案。

2、設(shè)定液壓系統(tǒng)工作流程

液壓系統(tǒng)動(dòng)作程序如下：

油泵啟動(dòng)——工件角向定位——夾緊工件——工位滑臺(tái)頂靠第一工位（以上為簡(jiǎn)述）。壓力繼電器得電，發(fā)出信號(hào)，限壓式變量泵輸出的壓力油經(jīng)三位四通換向閥、單向調(diào)速閥和換向閥進(jìn)入進(jìn)給油缸大腔。小腔排出的油液經(jīng)單向閥，三位四通閥換向閥亦進(jìn)入大腔，推動(dòng)活塞帶動(dòng)滑臺(tái)快速向前進(jìn)給、快進(jìn)到位，壓下工進(jìn)行程開(kāi)關(guān)，二位二通電磁換向閥得電。壓力油經(jīng)調(diào)速閥進(jìn)入大腔，進(jìn)給速度由調(diào)速閥調(diào)整開(kāi)口確定，進(jìn)給滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)。由于大腔油液壓力升高，單向閥關(guān)閉，順序閥打開(kāi)，進(jìn)給滑臺(tái)小腔的油液經(jīng)單向順序閥，單向背壓閥，三位四通電磁閥回油箱。工進(jìn)到位后，進(jìn)給滑臺(tái)前端面頂靠滑臺(tái)底座上的死擋鐵，壓力上升，同時(shí)壓下終點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)，并到達(dá)壓力繼電器調(diào)定壓力，油泵壓力油經(jīng)三位四通換向閥、單向背壓閥、單向順序閥進(jìn)入進(jìn)給滑臺(tái)油缸小腔，大腔液壓油經(jīng)單向調(diào)速閥，三位四通電磁換向閥回油箱。滑臺(tái)快速退回，退回到位后，壓下原位行程開(kāi)關(guān)，（以下重復(fù)上述過(guò)程），滑臺(tái)快退回原位后，角向定位塊退回，夾緊松開(kāi)，整個(gè)加工循環(huán)結(jié)束

3、主要液壓元件的選擇

根據(jù)液壓傳動(dòng)基本原理——壓力決定于負(fù)載，速度決定于流量，選擇液壓元件首先根據(jù)機(jī)床的載荷、滑臺(tái)的速度，計(jì)算出系統(tǒng)的工作壓力和流量，然后再根據(jù)壓力和流量來(lái)選擇各液壓元件。

1）、液壓油缸、

液壓滑臺(tái)油缸是和液壓滑臺(tái)配套使用的，液壓油缸缸徑為150mm，活塞桿直徑為105mm，行程H為400mm。

2）、液壓泵

液壓泵采用限壓式變量泵，型號(hào)為YBN-40N-JB，壓力調(diào)整范圍為1.8-7M，流量為40L/min（電機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min時(shí)）。

4、液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式有兩種，分為集中式和分散式.集中式結(jié)構(gòu)是將液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，控制調(diào)節(jié)裝置等與機(jī)床分離開(kāi)來(lái).單獨(dú)設(shè)置一個(gè)液壓泵站，這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，液壓泵的振動(dòng)，發(fā)熱對(duì)機(jī)床本體沒(méi)有影響，缺點(diǎn)是液壓泵站增加了占地面積。

分散式結(jié)構(gòu)是將機(jī)床液壓系統(tǒng)動(dòng)力源，控制調(diào)節(jié)裝置分散在機(jī)床各處，這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，泄漏油容易被回收，缺點(diǎn)是安裝維修過(guò)程復(fù)雜，動(dòng)力源的晃動(dòng)、溫度等對(duì)機(jī)床的工作產(chǎn)生不利影響。

本設(shè)計(jì)采用集中式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整個(gè)液壓系統(tǒng)元件，全部集中安裝在泵站油箱頂蓋上。油泵的油液進(jìn)入疊加閥塊組后，經(jīng)內(nèi)部通道，與各疊加閥連通，再經(jīng)兩個(gè)壓力油出口分別與液壓缸大、小腔連通。液壓系統(tǒng)回油經(jīng)回油口流回油箱。

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