郭文杰

（天水農(nóng)業(yè)學(xué)校，甘肅清水741400）

基于工作狀態(tài)的機(jī)床液壓傳動系統(tǒng)的構(gòu)建

郭文杰

（天水農(nóng)業(yè)學(xué)校，甘肅清水741400）

機(jī)床的工作狀態(tài)有快速定位、工作進(jìn)給、快速退回、工作等待四個階段。文章從機(jī)床的不同工作狀態(tài)出發(fā)，依據(jù)液壓元件功能，優(yōu)化組合選配液壓元件，構(gòu)建適于機(jī)床加工生產(chǎn)的液壓傳動系統(tǒng)。不僅極大地提高了液壓系統(tǒng)構(gòu)建效率，凸顯了經(jīng)濟(jì)性原則，又適于機(jī)床實(shí)際加工生產(chǎn)。

工況；液壓傳動系統(tǒng)；構(gòu)建

1 液壓傳動系統(tǒng)概述

液壓傳動系統(tǒng)是以液壓泵為動力，以液壓油為工作介質(zhì)，在壓力、流量、方向等控制元件控制下，將液體的壓力能轉(zhuǎn)化為執(zhí)行元件的機(jī)械能，完成直線運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

2 液壓傳動的工作原理

以電動機(jī)為動力源，驅(qū)動液壓泵工作，液壓泵從油箱吸入低壓油液，實(shí)現(xiàn)電能——機(jī)械能——液壓能的轉(zhuǎn)化。流出液壓泵的壓力油，進(jìn)入控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)液壓油流經(jīng)方向、壓力強(qiáng)弱、流量大小的控制，把適合系統(tǒng)工作的壓力油供給執(zhí)行元件，如液壓缸或液壓馬達(dá)等，使壓力能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并由執(zhí)行元件帶動負(fù)載運(yùn)動或做功。控制部分多余的油液通過泄油或回油裝置流回油箱。

3 液壓系統(tǒng)的組成

液壓系統(tǒng)的組成：①動力元件。是液壓系統(tǒng)的動力提供裝置，常見的液壓泵有齒輪式液壓泵、單作用式葉片泵、雙作用式葉片泵、軸向柱塞泵、徑向柱塞泵等。②控制元件。主要有調(diào)壓閥、順序閥、安全閥等壓力控制閥，單向閥、換向閥等方向控制閥，以及節(jié)流閥、調(diào)速閥等流量控制閥。③執(zhí)行元件。有活塞式、柱塞式、擺動式等液壓缸，葉片馬達(dá)、柱塞馬達(dá)、齒輪馬達(dá)等液壓馬達(dá)。④輔助元件。主要有油管、油箱、管接頭、過濾器、干燥器、油霧器等。⑤工作介質(zhì)。在液壓系統(tǒng)中用于傳遞壓力能的液壓油。

4 機(jī)床工作狀態(tài)分析

以液壓自動車床進(jìn)給系統(tǒng)為例說明機(jī)床各工作狀態(tài)下液壓系統(tǒng)的構(gòu)建。液壓自動車床的進(jìn)給系統(tǒng)沒有傳統(tǒng)的進(jìn)給箱，溜板箱和交換齒輪架，直接用液壓進(jìn)給控制系統(tǒng)通過滾珠絲杠驅(qū)動溜板箱和刀具實(shí)現(xiàn)運(yùn)動。液壓自動車床進(jìn)給系統(tǒng)常見的工作狀態(tài)有快速定位、工進(jìn)運(yùn)動、快速退回、工作等待四個階段。

（1）回路分析。根據(jù)四個工作階段，可知該液壓系統(tǒng)應(yīng)包含壓力控制回路，速度控制回路、方向控制回路、鎖緊/卸荷回路。

（2）液壓元件分析。系統(tǒng)的基本液壓元件有油箱、過濾器、定量液壓泵、液壓缸、油管、管接頭等。系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定需要溢流閥調(diào)定，直動式溢流閥能直接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)，如需實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可用遠(yuǎn)程調(diào)壓閥與先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口相連，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。換向的實(shí)現(xiàn)必須依靠換向閥，如采用自動控制，必選用電磁換向閥；考慮到快速定位、快速退回、工作等待的要求，則選用對液壓缸有鎖緊功能，對系統(tǒng)有卸荷作用中位機(jī)能的三通四位電磁換向閥；工進(jìn)階段必須有調(diào)速閥的參與，以實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)速的目的。節(jié)流調(diào)速根據(jù)流量控制閥在回路中安放位置的不同，可進(jìn)行進(jìn)油節(jié)流調(diào)速、回油節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速，且要與行程控制閥形成聯(lián)動機(jī)制。另外，行程控制閥還可起到避免超程的作用。

（3）電磁閥和行程閥的動作順序分析。如表1所示。

表1 電磁閥和行程閥的動作順序分析

5 構(gòu)建液壓自動車床液壓進(jìn)給系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用單向定量泵3供油，通過濾油器2從油箱1吸取液壓油，系統(tǒng)壓力的建立與穩(wěn)定依靠直動式溢流閥調(diào)定，并當(dāng)三通四位換向閥6的1YA與2YA同時斷電，即換向閥位于中位時，液壓缸兩腔同時被鎖緊封閉，活塞停止運(yùn)動。同時實(shí)現(xiàn)卸荷，以使出口壓力接近零，減少了功率損耗。當(dāng)6的1YA斷電，2YA通電時，其右位接入系統(tǒng)，壓力油通過行程閥9流入液壓缸10左腔，實(shí)現(xiàn)了快速前進(jìn)。當(dāng)快速進(jìn)給階段終了，擋鐵按下行程閥9，壓力油通過調(diào)速閥并采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速后進(jìn)入液壓缸的左腔，實(shí)現(xiàn)工進(jìn)。工進(jìn)結(jié)束后，讓6的1YA通電，2YA斷電現(xiàn)，6的左位接入系統(tǒng)，壓力油進(jìn)入右腔，實(shí)現(xiàn)快速退回，回油則通過單向閥8流回油箱。具體如圖1所示。

圖1 液壓進(jìn)給系統(tǒng)

6 結(jié)語

液壓系統(tǒng)在現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)用途廣泛，基于PLC、單片機(jī)、電腦、微電腦控制的液壓系統(tǒng)機(jī)床層出不窮，不論控制系統(tǒng)怎樣變化，而液壓系統(tǒng)的構(gòu)建離不開液壓元件，而液壓元件的結(jié)構(gòu)、功能、工作特點(diǎn)各異，可根據(jù)系統(tǒng)所要求的不同工作狀態(tài)，對液壓元件進(jìn)行重組，以期實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目的。

［1］周建清.機(jī)床電氣控制［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

郭文杰（1975-），男，大學(xué)本科，講師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計及制造。