柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及左主軸箱設計
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立式回轉工作臺式組合機床液壓系統(tǒng)設計朱育權HydraulicSystemDesignofVerticalRotaryTableModularMachineToolZHUYu2quan(西安工業(yè)學院 機電工程學院,陜西 西安 710032)摘 要:該文以某立式回轉工作臺式組合機床液壓系統(tǒng)設計為實例,通過對液壓系統(tǒng)原理的分析,說明了該類型組合機床液壓系統(tǒng)的特點,指出了其設計過程中需要解決的問題,給出了相應的解決方法,對該類型組合機床液壓系統(tǒng)的設計具有一定的借鑒作用。關鍵詞:組合機床;回轉工作臺;工位錯位;壓力干涉;液壓系統(tǒng)中圖分類號:TH137 文獻標識碼:B 文章編號:100024858(2005)1020051203 組合機床是以大量的通用部件為基礎,配以少量的按被加工零件特殊要求而設計的專用部件,以實現(xiàn)對一種或幾種零件按預先確定的工序進行加工的高效機床。它既具有專用機床的結構簡單、 生產率及自動化程度較高的特點,又具有一定的重新調整能力,以適應工件變化的要求。所以在汽車、 柴油機、 摩托車等大批大量生產的行業(yè)得到了大量的使用。由于液壓傳動自身的優(yōu)點,使得它被廣泛地應用于組合機床及其自動線中,以實現(xiàn)工作臺(液壓滑臺、 回轉工作臺)的進給、 回轉及工件的定位、 夾緊、 運輸(上升、 下降、 翻轉、輸送)等動作。1 立式回轉工作臺式組合機床立式回轉工作臺式組合機床屬于多工位組合機床,通過工作臺的回轉來改變夾具的位置,以便在各個工位上對工件進行不同工序的加工。這種配置形式(圖1a) ,工序的集中程度較高,可以在1臺機床上完成1個工件的全部或大部分的加工工作。所用的回轉工作臺多為多齒盤式回轉工作臺(圖1b)。圖1 立式回轉工作臺細會機床2 立式回轉工作臺式組合機床液壓系統(tǒng)設計以某汽車制動蹄加工四工位立式回轉工作臺式鉆擴鉸組合機床為例。該組合機床的工作循環(huán)如圖2所示。其中液壓滑臺的進給、 回轉工作臺的抬起、 落下(加緊)、 回轉、 返回、 工件的夾緊、 松開等動作均采用液壓傳動。其液壓系統(tǒng)原理如圖3所示。 收稿日期:2005204208 作者簡介:朱育權(1962) ,男,陜西西安人,副教授,長期從事組合機床液壓系統(tǒng)的設計及液壓技術的教學與研究工作。圖2 工作循環(huán)圖3 液壓系統(tǒng)原理及特點分析該系統(tǒng)各工步的動作原理見元件動作狀態(tài)表(表1)。其特點分析如下:(1)系統(tǒng)所用液壓閥均采用疊加式閥,具有占地面積小、 裝配周期短、 重新組裝方便、 元件之間無管連接等優(yōu)點。是中小流量液壓系統(tǒng)中推廣采用的液壓元件。(2)滑臺快進回路采用差動連接,可使其具有相152005年第10期液壓與氣動圖3 液壓系統(tǒng)原理圖同的快進、 快退速度,同時減小泵的流量。(3)系統(tǒng)采用雙泵供油,快速動作時大小泵同時供油,工作進給及保壓時,大泵卸載,由小泵單獨向系統(tǒng)供油,系統(tǒng)效率較高。表1 元件動作狀態(tài)表工步動作元件部分滑臺缸轉臺夾緊缸轉臺旋轉缸 工位夾緊缸卸載YA1YA23SPMYA3YA4ISPYA5YA6YA7YA82SPYA9原位( + )+( + )( + )+I工位夾緊( + )+( + )+I工位松開( + )+( + )+轉臺抬起+( + )( + )+轉臺旋轉( + )( + )+轉臺夾緊+( + )( + )+旋轉缸復位( + )+( + )+滑臺快進+( + )+( + )( + )+滑臺工進+( + )+( + )( + )+滑臺快退+( + )+( + )( + )+(4)系統(tǒng)各支路設置單向節(jié)流閥及節(jié)流閥,以解決壓力干涉問題。該機床各動作之間雖然以串聯(lián)為主,但同時也存在兩個缸同時運動的并聯(lián)動作(如滑臺工進與轉臺回轉缸返回、 滑臺工進與上下料工位( 工位)夾緊缸的松開與加緊等) ,這就要求我們在系統(tǒng)設計中充分考慮各動作之間的壓力干涉問題。圖示系統(tǒng)中只要各支路上單向閥及單向節(jié)流閥的流量調節(jié)合適(同時動作的各支路上,通過單向節(jié)流閥及單向閥的流量之和分別小于大泵及小泵的實際輸出流量) ,就可以保證主油路上的壓力在各個動作過程中保持不變,從而避免產生壓力干涉現(xiàn)象。(5)系統(tǒng)中的蓄能器用于解決轉臺旋轉過程中由于突然停電而導致的轉臺錯位問題?；剞D工作臺在回轉過程中由于突然停電等因素使液壓泵停止工作,轉臺將在慣性旋轉的同時受自重的作用自行下落,導致工作位置錯位。而且其來電后的復位工作往往需要由人工來完成,不但給機床的操作帶來麻煩,同時還可能導致端齒盤上的齒遭到破壞。為此需要在系統(tǒng)的高壓油路上增設蓄能器。蓄能器的總容積可按其作為輔助能源時的計算公式計算。其最低工作壓力應能保證轉臺正常回轉,而最高工作壓力與小泵工作壓力相同。(下轉第55頁)25液壓與氣動2005年第10期路機坡道壓實取3km/h,平道壓實取5km/h;路面用振動壓路機坡道壓實取4km/h,平道壓實取6km/h;對液壓靜壓壓路機取24km/h計算時,應對坡道壓實與平等壓實分別計算其折算功率。此計算之Ned為初壓實值,當與壓路機的振動功率合成檢驗發(fā)動機總功率時,應按振動壓實工況的滾動阻力系數(shù)計算動力。4 關于計算公式適應性的討論上述計算式的推導,是鑒于一種典型的振動壓路機傳動方案。該種機型是全輪驅動單輪振動,后輪傳動帶有三速變速器和驅動橋,采用變量液壓泵和定量液壓馬達的高速傳動方案。對其余情況作如下的分析和討論:(1)對于只作后輪驅動的單輪振動壓路機,則驅動輪數(shù)qk=1,可視為前輪液壓馬達的排量qF=0及QF=0、PF=0;(2)對于串聯(lián)振動壓路機,其全輪和后輪的傳動條件是相同的,并且沒有速度分檔,在計算時應以vmax替代v,v;(3)對于變量泵驅動變量馬達的傳動方案,液壓泵排量達到最大值之后,還可以通過調節(jié)液壓馬達的排量來提高壓路機的速度,于是在計算變量馬達的排量時,應以液壓泵和液壓馬達都處于最大排量時壓路機速度分別代替v,v;(4)當使用低速大轉矩液壓馬達直接驅動壓路機車輪時,應取iF=iR=1和F=R=1;(5)對于無橋驅動的壓路機,則其左右車輪分別用兩個馬達驅動,此時應按前后輪兩組馬達計算,而每一組的兩個液壓馬達排量應相等,在壓路機轉彎時能自動差速;(6)設定最大牽引力時壓實作業(yè)速度vc不會大于I檔滿速,只有在較輕松的壓實時才可能用到 檔速度。通過以上討論,可以在各種不同的液壓傳動方案中使用上述計算程序。參考文獻:1 何挺繼,朱文天,鄧世新.筑路機械手冊M.北京:人民交通出版社.1998.2 徐濠.機械設計手冊第五卷M.北京:機械工業(yè)出版社.1992.3 王戈,張世英.壓實機械M.北京:人民交通出版社,1992.(上接第52頁)起動液壓泵后及工進過程中,小泵輸出的壓力油或多余的壓力油即被儲存在蓄能器中。在機床正常工作過程中,小泵主油路上的壓力及蓄能器中的壓力均維持為溢流閥(14)所設定的值,蓄能器不參與向系統(tǒng)供油。只有在突然停電時,液壓泵失壓,而轉臺又正處于回轉過程中,蓄能器將釋放出壓力油以保證轉臺繼續(xù)回轉至正確的位置。(6)系統(tǒng)中轉臺旋轉缸、 轉臺抬起缸及 工位夾緊缸的換向采用二位四通帶機械定位的電磁換向閥控制。一方面可以節(jié)約電能(電磁鐵只需短時通電使滑閥動作后,即可斷電,由機械定位裝置維持其位置不變,只有當另一個電磁鐵通電后滑閥才能復位) ,同時當電氣線路出現(xiàn)故障或突然斷電時,保證油路的連通狀態(tài)不變,加上蓄能器的保壓作用,可避免損壞刀具或工件等事故的發(fā)生。(7)系統(tǒng)中 、 、 工位(加工工位,工件應始終處于夾緊狀態(tài),由分配器來實現(xiàn))夾緊油路沒有采用直接從 工位夾緊油路換向閥前直接引出的方法,而是設置了單獨的油路。這樣做雖然增加了成本,但避免了由于上下料( 工位夾具缸的夾緊與松開)對加工工位夾緊壓力的影響。4 結束語立式回轉工作臺式組合機床是組合機床的主要配置形式之一,其工位的轉換采用多齒盤式液壓回轉工作臺,液壓系統(tǒng)的設計也有其自身的特點,尤其是在經常停電的地區(qū),工作臺的錯位時有發(fā)生,如果考慮不周必將給機床的使用造成一定的不便。希望本文能對該類型組合機床液壓系統(tǒng)的設計起到一定的借鑒作用。參考文獻:1 徐英南.組合機床及其自動線的使用與調整M.北京:勞動人事出版社出版,1987.2 謝家瀛.組合機床簡明設計手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,1994.552005年第10期液壓與氣動
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