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1、南昌航空工业学院学报1998年第1期JournalofNanchangInstituteofAeronauticalTechnology№11998B690型牛头刨床液压系统分析陈为国(南昌航空工业学院机械工程系)摘要:在B690型牛头刨床液压系统图形符号工作原理图的基础上,详尽分析了该系统的调速回路、换向回路、释压回路、进给回路和开停回路的工作原理,并指出了该系统的不足之处。关键词:刨床;液压系统;原理;分析中图分类号:TG552.1前言牛头刨床是一种常见的直线往复运动机床,在单件、小批量生产中广泛用于加工各种平面、沟槽,甚至直纹曲面。牛头刨床的传动系统有机械式与液压
2、式两种。较大功率的牛头刨床(如B690型牛头刨床)一般采用液压传动系统。牛头刨床的切削运动包括滑枕带动刀具的主运动和工作台带动工件的横或纵向的间歇进给运动。两运动均为直线往复运动。但主运动要提供较大的切削力和较宽的变速范围,其消耗的功率随切削条件的不同而有较大的变化范围。进给运动虽说消耗的功率不大,但其动作与主运动协调整,即在滑枕退至最后时带动工作台完成进给动作。1切削运动的实现B690型牛头刨床是由液压传动系统完成运动和动力传递的。主运动是由一缸体固动的单出杆活塞缸带动滑枕运动完成的,其传动结构较简单。进给运动是由一单出杆活塞缸通过一系列的机械传动机构完成的,其传动链
3、为液压缸—齿轮、齿条机构—超越离合器—齿轮传动—丝杆、螺母传动工作台。按说明书中的参数,其主运动的切削速度是在3～37m/min范围内无级可调,最大工作推力为28000N;进给运动速度的调节是由机械传动机构完成的,这里不予讨论但进给缸的动作需保证与主运动的协调。收稿日期:1998-01-15作者:陈为国,男,1962年出生,副教授472液压系统原理分析图1所示是根据该机床使用说明书中提供的半结构式工作原理图绘制出的用液压图形符号表示的工作原理图。现以该图为例进行分析。图1B690型牛头刨床液压系统原理图1.双联叶片泵(1.1小流量液压泵;1.2大流量液压泵)2.变级阀3
4、.换向阀4.节流阀5.操纵阀6.制动阀7.调速阀8.背压阀9.小操纵阀10.小换向阀11.开停阀12、13.溢流阀14.进给阀15.进给液压缸16.滑枕液压缸17.滤油器18.分油器19.压力表开关20.压力表2.1主运动回路的工作原理对于执行装置为液压缸的主运动,其要考虑的问题主要是调速方式和换向方式的选择。该机床由于切削力大,调速范围宽,如何以较低廉的成本,较小的功率损耗完成较大的调速范围是一个主要问题,该机床的调速回路可简化为图2所示的液压回路。由图可见,它是由双联定量泵配合单出杆活塞缸的有关特性组成的变级回路,再配以旁路节流调速回路完成无级调速功能的。即由一个四
5、位的变级阀2将机床较大的变速范围(3～37m/min)分解为4个级别的速度进行调整的。其4个级别的速度为:Ⅰ级,变级阀左位工作,由小流量泵1.1(50L/min)供油,大流量泵1.2(100L/min)低压卸荷,工作速度为3～8m/min。回程速度为21.5m/min。48Ⅱ级,变级阀左二位工作,由大流量泵1.2供油,小流量泵1.1低压卸荷,工作速度为8～16m/min,回流速度为43m/min。Ⅲ级:变级阀左三位工作,由液压泵1.1和1.2联合供油,工作速度为16～24m/min,回程速度为65m/min。Ⅳ级,变级阀右位工作,由液压泵1.1和1.2联合供油,并采用单
6、出杆活塞缸的差动回路工作,工作速度为24～37m/min,回程速度为65m/min。图2主运动调速回路原理图在每一级速度中,由调速阀7构成的旁路节流调速回路完成了无级变速,联合变级调速回路后即完成了机床3～37m/min的大范围无级调速。此调速回路结构简单,成本低,输出功率负载变化,功率损耗小。图2中阀12是一先导式溢流阀,主要在旁路节流调速回路中起安全阀的作用,防止系统过载,其调定工作压力为5MPa。同时,其远程控制口还用于换向释压时压力控制和停机时系统卸荷。换向回路也是该机床主运动回路中的一个关键回路。对换向回路的要求是迅速、平稳、准确和可靠。图3是换向回路的原理图
7、。由于该机床滑枕重量较大,运动速度较高,因此该换向回路设计为由滑枕上的档铁(图中未示出)操纵的机运式换向阀5(说明书中称操纵阀,故以下也称操纵阀)为先导阀控制液控换向阀4完成换向的,这种换向回路有以下特点。第一,操纵阀5的动作是由档铁操纵的,位置准49确,可靠性好;第二,换向阀的动作略滞后于操纵阀,且换向阀的动作时间可由节流阀4调节,换向平稳性好;第三,操纵阀换向动作时,对液压缸的回油路有节流预制动功能,换向精度高;第四,操纵阀换向动作完成后,而换向阀动作完成前的瞬间由与阀5和阀3联动的小操纵阀10和小换向阀11配合,由远程调压阀13控制
