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數控車輪車（chē）床液壓係統（tǒng）設計

2017-1-9 來源：青海鹽湖工業股份有限公司作者：馬世（shì）雲

摘要：介紹某數控車輪車床液壓係統設計，包括關鍵技術的應用，以及試製中遇到的問題（tí）的處理，分析其結（jié）構（gòu）原（yuán）理、特點及元件選擇的原則。

關鍵（jiàn）詞：數控車輪（lún）車床液壓係統；比例減壓閥；油缸同步（bù）

機床工業是（shì）整個製造業的基礎，而高速、高效環保、智能化、機床功能（néng）的複（fù）合化是數控機床發展（zhǎn）的方向。某數控車（chē）輪車床液壓係統主要以節能、高效、環保為根本出發點，完成對工件的加工，機床的（de）主要傳動是摩擦傳動，工件裝卡容易，盡可能減（jiǎn）少切削廢料（liào），維修（xiū）車輪時減少切削（xuē）量（liàng），保證材料的利用（yòng）率。

該機床的（de）電氣控製係統是西門子８４０Ｄ，工件的旋轉和刀具的進給由機（jī）械控製，液壓部分主要控製工件的抬起、工件在切削過程中的浮動，也就是摩擦傳動。液壓主要完成工件的裝卡，工件因毛胚不規則問題易導致傳動上的失（shī）衡。主要用（yòng）氣動完成（chéng）工件的測量。

該液壓係統主（zhǔ）要（yào）的難點：因工件的重力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調式調速閥實現；工件加工完成後，為（wéi）了（le）解決下降時突然（rán）竄動，下降（jiàng）由可調式節流（liú）閥控製。

１.車輪車床的工作原理車輪車床的工作原理見圖１。

圖１　車輪車（chē）床的工作原理

２.車輪車床的機床結（jié）構

車輪車床的機床結構見圖２、３。

圖２　車（chē）輪車床的機床結構圖（一）

圖３　車輪（lún）車床的機床（chuáng）結構（gòu）圖（二）

３.車輪車床液壓元件的選用

考慮空載時機床液壓係統支（zhī）撐油缸速（sù）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（liú）量；考（kǎo）慮到工件重力的變化，選用比例（lì）減壓閥隨時（shí）調整持續加載（zǎi）時的壓力；考慮到切削中間可（kě）能出現係統（tǒng）停止工作，或沒有壓力（lì）造成工件掉下的情況，選用液（yè）控單向閥（fá）。

４.車輪車（chē）床液壓工（gōng）作原理

雙連泵由（yóu）低壓變量葉片泵（bèng）和高壓柱塞泵組成，在係統中的作用是工（gōng）作的時候用高壓，快速上升時低壓變量泵補充流量，即快速時能快速，有負載時就轉為高壓。單（dān）向閥（fá）的主要作用是實現雙泵供油的快速運動回路。比例減壓（yā）閥的（de）作用是實（shí）現負載變化時壓力的隨動（dòng）。換向（xiàng）閥的主要作用是控製油缸的升起（qǐ）、下降，工件的持續加載。調速閥的作用是調整油缸的同步性，保證油缸空載時的同步。液控單向閥的作用（yòng）是保證係統停止運轉時的安全。

圖４　車輪車床液（yè）壓係統原理（lǐ）圖

液（yè）壓動作順序：換向（xiàng）閥８通電，４個抬升油（yóu）缸（gāng）上升，上升到位，把車輪（lún）從導軌推到４個抬升（shēng）油缸上方。壓下裝置和外軸箱支撐固定（dìng）車輪。閥４、５、８通電，持續加載。機械摩擦輪帶動車輪（lún）轉動，刀架開始切削。完（wán）成切削，撤掉持續加載，閥８通電，抬升油缸（gāng）下降（jiàng），完成一個循環。

５.比例閥在車輪車床中的作用和試（shì）製時遇到的問題

比例閥在該（gāi）液壓係統中的作用是根據車輛（liàng）輪對的重力調整壓力，使持續（xù）加載始終在一（yī）個合理的（de）範圍，不能太大導致壓下裝置被頂壞；在車輪（lún）加工時不能太小，摩擦力小不能克服切（qiē）削力時（shí），切削時會造成打滑。該液壓係統中設置了壓力傳感（gǎn）器，能直接（jiē）把係統壓力反映到電氣係統，在操作按鈕站上安裝了比例減壓閥的輸入電壓控製按鈕，能隨（suí）時調整係統的持續加載壓力。

在機床（chuáng）調試初遇到的比例閥導致的（de）抬升油（yóu）缸的問題解析：油缸抬（tái）升到位，工件裝卡完成，持（chí）續加載時，抬升（shēng）油缸不能保持，壓力傳感器上的壓力為（wéi）０.. ３ＭＰａ，此壓力不足以抬起４個（gè）抬升油缸。檢查發現不是泄（xiè）漏（lòu）問題造成的（de）壓力流失，然後檢（jiǎn）測比例減壓閥輸入電壓，發現輸入電壓太小，使比例減壓閥處（chù）在（zài）大概關閉的位置（zhì），導致係統沒有壓力（lì）。

６.４個抬升（shēng）油缸的同步

剛開始設計此液壓係統的時候（hòu）沒有考（kǎo）慮到４個抬升油缸的同步（bù）問題。因為油缸抬升時沒有負載，是空載上升，試製後發現抬升時４個油缸逐個抬起，雖然對機床大的功能方麵沒有影響，但是感覺不舒（shū）服，現場安裝人員（yuán）也針對這個情況給作者提出了意見。對此問題做出（chū）了兩個方案：一個是用分流集流閥控（kòng）製４個油缸，另（lìng）一個是每個油缸都（dōu）加一個調速閥。比較兩個方案發現：用分（fèn）流（liú）集流閥（fá）需要改動的（de）地方太多，集（jí）成塊需要（yào）重新設計；而調速閥則沒那麽麻煩（fán），疊加上就可以。對原（yuán）理圖進（jìn）行（háng）修（xiū）改，安裝上實物，對４個油缸上的調速閥微調，感覺效果還可以，基本上能實現（xiàn）同步上升。

７.油缸在下降時的突然竄動問題

在試製時發現，在持續加載切削完成後，撤掉持續加載下降的過程中，負載造（zào）成抬升油缸突然竄動（dòng）。針對此問題，特在油缸（gāng）下降（jiàng）回油上增加一個節流閥（fá），增加回油背壓，使油缸在下降時有個（gè）緩衝，解決了（le）突然竄動。

８.結束語

設計的車輪車床（chuáng）液壓係統在試製過程中發現的（de）問題已經進行解決（jué）了，已成功應用於產品，用戶（hù）反映良好。

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