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數（shù）控車輪（lún）車床液壓係統設計

2017-1-9 來源：青海鹽湖工業股份有限公司作者：馬世雲

摘要（yào）：介紹某數控車輪（lún）車床液壓係統設（shè）計，包括關鍵技術的應用，以及試（shì）製（zhì）中遇到的問題的處理，分析其結構原理、特點及元件選擇的原則。

關（guān）鍵詞：數控車輪車床液壓係統；比例減壓閥；油缸同步

機床工業是整個（gè）製造業的基礎，而高速、高效環保、智能化、機床功能的複合（hé）化是（shì）數（shù）控機床發展的方向。某數控車輪車床液壓係統主要以節能、高（gāo）效、環保（bǎo）為根本出發點（diǎn），完成對工件的加工（gōng），機床的主要傳動（dòng）是摩擦傳動，工件裝卡容易，盡可能減少切削廢（fèi）料，維修車輪時減少切削（xuē）量，保證材料的利用率。

該機床的電（diàn）氣控製係（xì）統是（shì）西門子８４０Ｄ，工件的旋轉和刀具的進給由機械控製，液壓部分主（zhǔ）要控製工件的抬起、工件在切削過程中的浮動（dòng），也就是摩擦傳動。液壓主要完成工件的裝（zhuāng）卡（kǎ），工件因毛（máo）胚（pēi）不規則問（wèn）題易導致傳動（dòng）上（shàng）的失衡。主要用（yòng）氣動完成工件的測量。

該（gāi）液壓係統主要的難點：因工件的重力（lì）導致液壓係統壓力的改變，主要應用（yòng）比例減壓閥控製；工件托起油缸的同步問題由可（kě）調式調（diào）速閥實（shí）現；工件（jiàn）加工（gōng）完成後，為了解決下降時突（tū）然竄動，下降（jiàng）由可調式節流閥控製。

１.車輪車床的工作原理車輪（lún）車床的工作原理見圖（tú）１。

圖１　車輪車床的工作原理

２.車輪車床的機床結構

車輪車床的（de）機床結構見圖２、３。

圖２　車輪車（chē）床的機床結構（gòu）圖（一（yī））

圖３　車輪車床的機床結構圖（二）

３.車輪（lún）車床液壓（yā）元件的選用

考慮空載時（shí）機（jī）床液壓係統支撐油缸（gāng）速度和摩擦輪持續加載時高壓，選用雙聯泵，有低壓大流量和高壓小流量；考慮到工件重力的變化，選用比例減壓閥隨時調（diào）整持續加（jiā）載（zǎi）時的（de）壓力；考慮到切削中間可能出現係統停止工（gōng）作，或（huò）沒有壓力造（zào）成工件掉下（xià）的情況，選用液控單（dān）向閥。

４.車輪車（chē）床液壓工作原理

雙（shuāng）連泵（bèng）由低壓變量葉（yè）片泵和高壓柱塞泵（bèng）組（zǔ）成，在係統中的作用（yòng）是工作的時候用高壓，快速上升時低（dī）壓變量泵補充流量，即快速時（shí）能快速，有負（fù）載時就轉為高壓。單向閥的主（zhǔ）要作用是實現雙泵供油的快速運動回路。比例減（jiǎn）壓閥的作用是實現負載變化時壓力的隨動。換向閥的主要作用是控（kòng）製油缸的升起、下降，工件的持續加（jiā）載。調速（sù）閥的作用是調整油缸的同（tóng）步性，保證油缸空載時的同步（bù）。液控（kòng）單向閥的作用（yòng）是保證係統停止運轉（zhuǎn）時的安全。

圖４　車輪車床液壓係統原理圖

液壓動作順序：換向閥８通電，４個抬（tái）升油缸上升，上升到位，把車輪從導軌推到４個（gè）抬升油缸上方。壓下裝置和外軸箱支撐固（gù）定車輪。閥４、５、８通電，持續加載（zǎi）。機械（xiè）摩擦輪帶動車輪轉動，刀架開始切削。完成切削，撤掉持續加載，閥８通（tōng）電，抬升油缸下降，完成一個循環。

５.比例閥在車輪車床中的作用（yòng）和（hé）試製時（shí）遇（yù）到的問題

比例閥（fá）在該液壓係統中的作用是根據車輛輪對的重力調整壓力，使持續加載始終在一個合理的範圍，不（bú）能（néng）太大導致壓下裝置被頂壞；在車輪加工（gōng）時（shí）不能太小，摩擦力小不能克服切削力（lì）時，切削時會造成打（dǎ）滑。該液壓係統中設置了壓力傳（chuán）感器，能（néng）直接把係統（tǒng）壓力反映到電氣係統，在操作（zuò）按鈕站上安裝了比例減（jiǎn）壓閥的輸入電壓控製按鈕，能隨時調整係統（tǒng）的持續加載壓力。

在（zài）機床調（diào）試初遇到的比例閥導致的抬升油缸的問題解析：油缸（gāng）抬升到位，工（gōng）件裝卡完（wán）成，持續加載時，抬升油缸不能保持，壓力傳感器上的壓力（lì）為（wéi）０.. ３ＭＰａ，此壓（yā）力不足以抬（tái）起４個抬升油缸。檢查（chá）發現不是泄漏問題造成的壓力流失，然後檢測比（bǐ）例減壓閥輸入電（diàn）壓，發現輸入電壓太小，使比例減壓閥處在大概（gài）關閉的位置，導致係統沒（méi）有壓力。

６.４個抬升油缸的同步（bù）

剛開始設計此液壓係統的時候沒有考慮到４個抬升油缸（gāng）的同步（bù）問題。因為油缸抬升時（shí）沒有（yǒu）負載，是空載上升，試製後發現抬升時４個油（yóu）缸逐個抬起，雖然對機床（chuáng）大的功能方麵沒有影響，但是感覺不舒服，現場（chǎng）安裝（zhuāng）人員也針對這（zhè）個情況（kuàng）給作者提出了意見。對此問題做出了兩個方案：一個是用分流集流閥控製４個油缸（gāng），另一（yī）個是每個油缸都加一個調（diào）速閥（fá）。比（bǐ）較兩（liǎng）個方案發現：用分流集（jí）流閥需要改動的地方太多，集成塊需要重新設計；而調速（sù）閥則沒那麽（me）麻煩（fán），疊加上就可以。對原理圖進行修改，安裝上實物，對４個油缸上的調速閥微調，感覺（jiào）效果還可以，基本上能實現同步上升。

７.油缸（gāng）在下降時（shí）的突然（rán）竄動問題

在試製時發現，在持續加載切削（xuē）完成後，撤掉持續加載下降的過程中，負載造成抬升油缸突然竄動。針對此問題，特在油缸下（xià）降回油上增加一個節流閥，增加回油背壓，使油缸在下降（jiàng）時有個緩（huǎn）衝，解決（jué）了（le）突然竄動。

８.結束語

設計的車輪車（chē）床液壓係統在試製過程中發現的問題已經進（jìn）行解決了，已成功應用於產品，用戶（hù）反映良好。

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