对于曲轴精密校直液压机的液压系统设计

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1、文章编号：1672—0121(2013)Ol一0052—02一种曲轴精密校直液压机的液压系统设计崖华青(合肥合锻机床股份有限公司，安徽合肥230601)摘要：介绍一种曲轴精密校直液压机的液压系统设计，采用比例伺服系统，满足了精密校直液压机的重复定位精度要求，保证了压机的校直精度。关键词：机械设计；校直液压机；液压系统；曲轴中图分类号：TG315．4+6文献标识码：AO引言曲轴是发动机的核t5,部件，其生产质量直接影lIIg目1llI1响我国汽车、拖拉机、轮船等行业的发展。曲轴的校8lIl直工艺在曲轴经表面硬化处理之后进行，此时曲轴暂停4．．一．．一．．I的制造成本较高，每根高达8万元。为了防止

2、曲轴过压头接触工件位I⋯——一。_——一I四I压和造成表面压应力的过分下降，又要保证曲轴不llIIl1I能出现校直裂纹和轴颈表面压伤而造成报废，曲轴L__一．．一．．__二Ll精密校直机采用了行程控制，与传统压力型校直液下限位压机相比，具有校直精度高、生产效率高、工件无损伤等优点。1曲轴校直"1-艺曲轴校直工艺如下：①上料(手工把工件放上工3液压原理图作台)一②调平(调节曲轴的调平装置)一③检测(自基于行程控制的曲轴精密校直机的关键是压头动检测机构对工件进行变形测量)一④确定支点、压行程可控，而且该机压头要求重复定位精度高、响应点位置及压下量一⑤压头按设定的进给量压制(由速度快、输出的功率大、

3、信号处理灵活、易于各种参位移传感器检测到位)一⑥循环第②～⑤步，直到检量的反馈等，所以系统采用了阀控液压缸式的闭环测曲轴合格。电液位置伺服系统作为控制系统。其液压原理图如其中，第⑤步由比例伺服系统完成。为了准确设图2所示。计精校机比例伺服系统，必须进一步对压头动作进行分析。4液压系统特点(1)本系统采用比例泵和比例伺服阀，系统的压2压头的动作循环力和流量均可根据实际需要调整。通过比例泵初步压头的动作循环分为以下几个步骤(图1)：①调整系统的流量，再通过比例伺服阀来精确调整压头的下压量，防止压头的过冲现象，实现精校机的行程控制。(2)该系统使用了充液阀，可实现压头快速回程，还使用了电磁球阀，该阀

4、用于油缸上腔的卸压，使系统回程时无冲击，同时避免了回程时大流量的油液对比例伺服阀的损害，延长比例伺服阀的使用寿命，提高系统的可靠性。(3)本系统采用了快速缸，使系统在空行程压头5．2电动机的选择设系统满流量时系统压力为p=5MPa，则电动机功率为：p==61923××05．085=8．9kW，选电机型号为Y160—4V1，其转速为1470r／min，功率为1lkW。5．3比例伺服阀的选择根据该系统的流量，可以选德国力士乐的产品，其特点是带电气位置反馈，响应快、精度高、性能稳定，借助系统内的位移传感器，形成系统内闭环控制，能精确控制液压机任意目标位。5．4电磁换向阀选择电磁换向阀通过电气控制换向

5、，从而改变油流方向，以实现运动部件快降、慢降、卸压、回程等功能转换，该系统中3Y2、3Y3、5Y1均为电磁换向阀，选德国力士乐产品，根据流量3Y2、5Y1选6通径，3Y3图2液压原理图选10通径。1．电动机2．电子泵3、l2、18．电磁换向阀4．单向节流阀5．5．5其他液压元件的选择液控单向阀6．耐震电接点压力表7．压力表截门8．顺序阀根据所设计的液压系统图，计算或分析通过各9．左顶针驱动油缸1O．右顶针驱动油缸11．减压阀13．比例伺服阀l4、20．溢流阀15．压力继电器16．单向阀17．支元件的最大流量和最高工作压力，选择液压元件的规格，在此不作详细叙述。撑阀19．锥阀式压力阀21．压力传

6、感器22．电磁球阀23．节流阀24．方向阀25．充液阀26．液压缸27．行程开关28．高压滤油器29．强冷装置3O．磁性过滤器31．油箱6结论可实现快速下行，而回程时大量的油液通过冲液阀本文主要根据曲轴精密校直液压机的设计要求快速流回油箱，使压头快速回程，两者都节约了压头及液压机的工艺动作，设计了液压伺服系统。该液压运动时间，提高了系统的工作效率。伺服系统的重复定位精度达到0．01mm，校直精度达0．11Tim，性能指标为国内领先水平。实践证明该系5主要液压元件的选择统动态性能稳定、快速、精确，实现了压机的精确定5．1油泵的选择位，满足了曲轴校直工艺的要求。已知该机的公称力F=1600kN，液

7、体最大工作压【参考文献】力P=25MPa，由油缸压力公式：[1]崔甫．矫直原理与矫直机械．北京：冶金工业出版社，2002．P=-F／O．785D(1)[2]钦明浩，柯尊忠，等．精密矫直机中轴类零件矫直工艺理论研究．式中：P一液体最大工作压力，Pa；机械工业学报，1997，33(2)．一公称力，N；[3]张向军，桂长林，等．轴类零件校直设计理论和计算修正研究．机械设计，1997，(11)：9-11．