YT4543型动力滑台液压系统优化方案

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：概述由液压缸驱动的动力滑台称为液压动力滑台。YT4543 型动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的通用部件。图7.1 是YT4543 型动力滑台液压系统原理图。YT4543 型动力滑台液压系统工作原理下面以二次工进带死挡铁停留的自动工作循环为例,说明系统的工作原理。

(1)概述

由液压缸驱动的动力滑台称为液压动力滑台。YT4543 型动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的通用部件。图7.1 是YT4543 型动力滑台液压系统原理图。该液压系统中的油箱、液压泵以及其他液压元件可以独立放置,也可利用床身作油箱,将液压元件安装在床身上,但液压缸安装在行走部件拖板上。根据加工要求,滑台上装有各种用途的主轴头,以完成钻、扩、铰、镗、铣、刮端面、倒角和攻丝等多种工序。该液压系统用限压式变量叶片泵供油,用电液阀换向,用行程阀实现快进速度和工进速度的切换,用电磁阀实现两种工进速度的切换,用调速阀使进给速度稳定。动力滑台液压系统,在电气和机械装置的配合下,可以根据不同的加工要求,实现多种自动工作循环,如图7.2 所示。

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图7.1　YT4543 型动力滑台液压系统原理图

1—限压式变量泵;2—背压阀;3—顺序阀;4—液动换向阀;5—电磁换向阀(先导阀);6、7—调速阀;8—二位二通电磁阀;9—二位二通行程阀;10、11、12、13、14—单向阀;15、16—节流阀;17—压力表开关;p1、p2、p3—压力表接点

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图7.2　动力滑台的工作循环图

YT4543 型动力滑台的工作台面尺寸为450 mm×800 mm,进给速度范围为6. 6 ~660 mm/min,最大快进速度为7.3 m/min,最大进给力为45 kN。

(2)YT4543 型动力滑台液压系统工作原理

下面以二次工进带死挡铁停留的自动工作循环为例,说明系统的工作原理。自动工作循环简图如图7.1 左上方所示。

1)快进

按下启动按钮,电磁阀1DT 通电吸合,控制油路进油路线为:泵1→电磁先导阀5 左位→单向阀13→液动阀4 的左端油腔,液动阀芯向右移动;控制油路回油路线为:液动阀4 的右端油腔→节流阀16→阀5 左位→回油箱。主油路进油路线为:泵1→单向阀11 →液动阀4左位→行程阀9(常态位)→液压缸左腔(无杆腔);回油路线为:液压缸右腔→阀4 左位→单向阀12→阀9→液压缸左腔。由于动力滑台空载,系统压力低,顺序阀3 关闭,液压缸成差动连接,且变量泵1 有最大的输出流量,滑台向左快进(活塞杆固定,滑台随缸体向左运动)。

2)第一工进

快进到一定位置,滑台上的行程挡块压下行程阀9,使原来通过行程阀9 进入液压缸无杆腔的油路切断。此时阀8 电磁铁仍处于断电状态,调速阀6 接入系统进油路,系统压力升高。压力的升高一方面使顺序阀3 打开,另一方面使限压式变量泵的流量减小,直到与经过调速阀6 后的流量相同为止。这时进入液压缸无杆腔的流量由调速阀6 的开口大小决定。液压缸有杆腔的油液则通过液动阀4 后经顺序阀3 和背压阀2 回油箱(两侧的压力差使单向阀12关阀)。液压缸以第一种工进速度向左运动。

3)第二工进

当滑台以第一工进速度行进到一定位置时,挡块压下行程开关,使电磁铁3DT 通电,经阀8的通路被切断。此时油液需经调速阀6 与7 才能进入液压缸无杆腔。由于阀7 的开口比阀6小,滑台的速度减小,速度大小由调速阀7 的开口决定。液压缸以第二种工进速度向左运动。

4)死挡铁停留

当滑台以第二工进速度行进到碰上死挡铁后,滑台停止运动。液压缸无杆腔压力升高,压力继电器PD 发出信号给时间继电器,使滑台在死挡铁上停留一定时间后再开始下一动作。滑台在死挡铁上停留,主要是为了满足加工端面或台肩孔的需要,使其轴向尺寸精度和表面粗糙度达到一定要求。当滑台在死挡铁上停留时,泵的供油压力升高,流量减小,直到限压式变量泵的流量减小到仅能满足补偿泵和系统的泄漏量为止。这时系统处于需要保压的流量卸荷状态。

5)快退

当滑台在死挡铁上停留一定时间(由时间继电器调整)后,时间继电器发出滑台快退信号。此时电磁铁1DT 断电,2DT 通电,阀5 和阀4 处于右位。主油路进油路线为:泵1 →阀11→液动阀4 右位→液压缸右腔;回油路线为:液压缸左腔→单向阀10→阀4 右位→油箱。由于此时为空载,系统压力很低,泵1 输出流量最大,滑台向右快退。

6)原位停止

当滑台快退到原位时,挡块压下原位行程开关,使电磁铁1DT、2DT 和3DT 都断电,阀5和阀4 处于中位,滑台停止运动,泵1 通过阀4 中位卸荷(注意,这时系统处于压力卸荷状态)。

表7.1 是该系统电磁铁、行程阀和压力继电器PD 的动作顺序表。

表7.1　滑台液压系统动作顺序表

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(3)YT4543 型动力滑台液压系统性能特点

YT4543 型动力滑台液压系统包括以下一些基本回路:由限压式变量泵和进油路调速阀组成的容积节流调速回路;差动连接快速运动回路;电液阀换向回路;由行程阀、电磁阀和顺序阀等联合控制的速度切换回路;中位为M 型机能的三位五通电液换向阀式卸荷回路。

该液压系统的性能就由这些基本回路所决定,具有以下几个特点:

①采用了由限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路,它既满足系统要求调速范围大,低速稳定性好的要求,又提高了系统的效率。进给时,在回油路上增加一个背压阀,这样做,一方面是为了改善速度稳定性(避免空气渗入系统,提高传动刚度),另一方面是为了使滑台能承受一定数量和运动方向一致的切削力。

②采用限压式变量泵和差动连接两个措施实现快进,这样既能得到较高的快进速度,又不至于使系统效率过低。动力滑台快进和快退速度均为最大进给速度的10 倍,如果采用定量泵的差动连接快速运动回路,泵流量虽可减小一半,但快进和工进所需的流量仍然相差甚大,工进时流量损失大,能耗高。而采用限压式变量泵供油时,泵的流量自动变化,即在快速行程时输出最大流量,工进时只输出与液压缸需要相适应的流量,死挡铁停留时只输出补偿系统泄漏所需要的流量。系统无溢流损失,效率高。

③采用行程阀和顺序阀使快进转换为工进,动作平稳可靠,转换的位置精度比较高。至于两种工进速度间的切换,由于工进速度低,转换过程中调速阀7 的动作滞后和滑台惯性等对切换位置的影响均很小,为此,采用安装方便、灵活的电磁阀。

④采用中位为M 型机能的三位五通电液换向阀换向回路可提高滑台的换向平稳性。可在滑台原位停止时使泵的供油压力为零,这种卸荷状态功率消耗最小。五通阀使前进和后退分别由两条油路回油,这样进给时有一定背压,而后退时就没有背压。

⑤在组合机床液压系统(尤其进给系统)中,不宜采用软管,因为软管在压力油的作用下膨胀,使动力滑台在速度切换时易产生“前冲”及“后坐”现象。为避免使用软管连接,进出液压缸的油液都从固定不动的活塞杆内通过。

上述液压系统,随着液压技术的进步可作改进,如电液换向阀也可用大流量电磁换向阀或比例方向阀替代等。

YT4543型动力滑台液压系统优化方案

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