第十三章 气压传动系统设计实例分析

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1、第十三章气压传动系统设计实例分析气动技术是实现工业生产机械化、自动化的方式之一，由于气压传动本身所具有的独特优点，所以应用日益广泛。以土木机械为例，随着人们生活水平的不断提高，土木机械的结构越来越复杂，自动化程度不断提高。由于土木机械在加工时转速高、噪声大，木屑飞溅十分严重。在这样的条件下采用气动技术非常合适，因此在近期开发或引进的土木机械上，普遍采用气动技术。下面以八轴仿形铣加工机床为例加以分析。(1)八轴仿形铣加工机床简介八轴仿形铣加工机床是一种高效专用半自动加工木质工件的机床。其主要功能是仿形加工，如梭柄

2、、虎形腿等异型空间曲面。工件表面经粗、精铣，砂光和仿形加工后，可得到尺寸精度较高的木质构件。八轴仿形铣加工机床一次可加工8个工件。在加工时，把样品放在居中位置，铣刀主轴转速一般为8000r／min左右。由变频调速器控制的三相异步电动机，经蜗杆＼蜗轮传动副控制降速后，可得工件的转速范围为15～735r／mino纵向进给由电动机带动滚珠丝杠实现，其转速根据挂轮变化为20～1190r／min或40～2380r／mino工件转速、纵向进给运动速度的改变，都是根据仿形轮的几何轨迹变化，反馈给变频调速器后，再控制电动机来实

3、现的。该机床的接料盘升降，工件的夹紧松开，粗、精铣，砂光和仿形加工等工序都是由气动控制与电气控制配合来实现的。(2)气动控制回路的工作原理八轴仿形铣加工机床使用加紧缸B(共8只)，接料盘升降缸A(共2只)，盖板升降缸C，铣刀上、下缸D，粗、精铣缸E，砂光缸F，平衡缸G共计15只气缸。其动作程序为：该机床的气控回路如图11．39所示。先把动作过程分四方面说明如下：3①接料托盘升降及工件加紧。按下接料托盘升按钮开关(电开关)后，电磁1DT通电，使阀4处于右位，A缸无杆腔进气，活塞杆伸出，有杆腔余气经阀4排气口排空，

4、此时接料托盘升起。托盘升至预定位置时，由人工把工件毛坯放在托盘上，接着按工件夹紧按钮使电磁铁3DT通电，阀2换向处于下位。此时，阀3的气控信号经阀2的排气口排空，使阀3复位处于右位，压缩空气分别进入8只夹紧气缸的无杆腔，有杆腔余气经阀3的排气口排空，实现工件夹紧。工件夹紧后，按下接料托盘下降按钮，使电磁铁2DT通电，1DT断电，阀4换向处于左位，A腔有杆腔进气，无杆腔排气，活塞杆退回，使托盘返至原位。②盖板缸、铣刀缸和平衡缸的动作。由于铣刀主轴转速很高，加工木质工件时，木屑会飞溅。为了便于观察加工情况和防止木屑

5、向外飞溅，该机床有一透明盖板并由气缸C控制，实现盖板的上、下运动。在盖板中的木屑由引风机产生负压，从管道中抽吸到指定地点。为了确保安全生产，盖板缸与缸力器同时动作。按下铣刀缸向下按钮时，电磁铁7DT通电，阀11处于右位，压缩空气进入D缸的有杆腔和C缸的无杆腔，D无杆腔和C缸有杆腔的空气经单向节流阀17、阀12的排气口排空，实现铣刀下降和盖板下降的同时动作。由安装示意图1．1．40可见，在铣刀下降的同时悬臂绕固定轴O逆时针转动。而C缸无杆腔有压缩空气作用且对悬臂产生绕O轴的J顷时针转动力矩，因此G缸起平衡作用。由

6、此可知，在铣刀缸动作的同时盖板缸及平衡缸的动作也是同时的，平衡缸C无杆腔的压力由减压阀5调定。③粗、精铣及砂光的进退。铣刀下降动作结束时，铣刀已接近工件，按下粗仿形铣按钮后，使电磁铁6DT通电，阀9换向处于右位，压缩空气进入正缸的有杆腔，无杆腔的余气经阀9排气口排空，完成粗铣加工。由图11.40可知，E缸的有杆腔加压时，由于对下端盖有一个向下的作用力，因此，对整个悬臂等于又增加了一个逆时针转动力矩，使铣刀进一步增加对工件的吃刀量，从而完成粗仿形铣加工工序。3同理，正缸无杆腔进气，有杆腔排气时，对悬臂等于施加一个

7、／顷时针转动力矩，使铣刀离开工件，切削量减少，完成精加工仿形工序。在进行粗仿形铣加工时，E缸活塞杆缩回，粗仿形铣加工结束时，压下行程开关XKl，6DT通电，阀9换向处于左位，正缸活塞杆又伸出，进行粗铣加工。加工完了时，压下行程开关XK2，使电磁铁5DT通电，阀8处于右位，压缩空气经减压阀6、气容14进入F缸的无杆腔，有杆腔余气经单向节流阀15、阀8排气口排气，完成砂光进给动作。砂光进给速度由单向节流阀15调节，砂光结束时，压下行程开关XK3，使电磁铁5DT通电，F缸退回。F缸返回至原位时，压下行程开关XK4，使

8、电磁铁8DT通电，7DT断电，0缸、C缸同时动作，完成铣刀上升，盖板打开，此时平衡缸仍起着平衡重物的作用。④托盘升、工件松开。加工完毕时，按下启动按钮，托盘升至接料位置。再按下另一按钮，工件松开并自动落到接料盘上，人工取出加工完毕的工件。接着再放上被加工工件至接料盘上，为下一个工作循环做准备。(3)气控回路的主要特点①该机床气动控制与电气控制相结合，各自发挥自己的优点，互为补充，具有操