(1)主機功能結構
BF1010單臂仿形刨床用于汽輪機的曲面葉片或其他曲面的切削加工。該機床的主機由工作臺、觸頭、刨刀、立柱、刀架臂和仿形刀架等組成（見圖2-7）。工作時，要加工的工件由相應的夾具夾緊在工作臺1上，刀架臂5帶動仿形刀架6下降至l件待加工部位，觸頭2與樣件（靠模）緊密接觸，通過工作臺的往復直線主運動（切削）和仿形刀架的仿形運動加工出與樣件曲面形狀相同的工件。工作臺和仿形刀架均由液壓驅動。 

圖2-7液壓仿形刨床的主機結構示意圖
1-工作臺；2一觸頭；3-刨刀；4-立柱；5-架臂；6-仿形刀架
(2)液壓系統(tǒng)及其工作原理
圖2-8所示為該刨床的液壓系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)為雙凹路油路結構，左側為工作臺往復運動同路，右側為仿形刀架回路。前者由定量泵（葉片泵）1與2組合供油，后者由變量泵（葉片泵）31供油并兼作液動換向閥的控制油源。
         1)工作臺往復運動回路該回路的執(zhí)行器為驅動工作臺29的雙柱塞液壓缸27、28.缸28驅動工作臺29進給切削，缸27驅動工作臺快退；三位五通液動換向閥11為控制柱塞缸27和28運動方向的主換向閥，該閥兩端設有快跳孔，閥心快跳和慢速移動的速度通過可調節(jié)流器12、14及15. 17調節(jié)，從而調節(jié)換向時間并提高換向平穩(wěn)性；換向閥11的導閥為三位四通電磁換向閥36;單向節(jié)流閥18及溢流閥20和單向節(jié)流閥19及溢流閥21構成兩個溢流節(jié)流閥，分別用于缸27和28的進油節(jié)流調速；單向閥22～25與溢流閥26組成交叉緩沖補油回路，用于工作臺的換向緩沖并防止吸空；單向閥9和10用作兩缸的背壓閥。該回路采用兩臺定量液壓泵（葉片泵）l和2組合供油（兩泵同時供油時，切削缸28快速運動；單獨供油時，切削缸28低速或中速運動），最高工作力由先導式溢流閥6設定；遠程調壓閥8由主換向閥11的外露操縱桿操縱，實現(xiàn)換向時自動減壓；與閥6遠程控制口相接的二位二通電磁換向閥7用于液壓泵的卸荷與升壓控制；單向閥3、4用于防止系統(tǒng)油液倒灌。 工作原理如下。
       ①切削運動時，控制油路首先工作。電磁鐵1YA通電使換向閥36切換至左位，變量泵31的壓力油經閥32、過濾器34、閥36和單向閥16進入液動換向閥11的左控制腔，右控制腔先后經節(jié)流器12、14和閥36回油，使換向閥11經快跳、慢移切換至左位。此時主油路可以工作（設單泵l開機供油），泵1的壓力油經換向閥11的左位、閥19的節(jié)流閥進入切削缸28的油腔，其柱塞驅動工作臺29開始進行切削，切削速度由閥19的節(jié)流閥開度決定，返回缸27隨工作臺右移，缸27的油腔經閥18的單向閥和換向閥11左位、背壓單向閥10向油箱排油。 

圖2-8仿形刨床液班系統(tǒng)原理圖
1、2一定量液壓泵（葉片泵）；3、4.9、10. 13，1 6、22. 23. 24、25. 32. 40單向閥； 5一壓力表及其開關；6-先導式溢流閥；7-二位二通電磁換向閥；8-遠程自動調壓閥； 11-三位五通液動換向閥；12. 14. 15、17-節(jié)流器；18. 19-單向節(jié)流閥；20、21-溢流閥；26緩沖溢流閥；27. Z8柱塞液壓缸；29-1作臺；30-冷卻器；31-變量葉片泵； 3-安全溢流閥；34-精過濾器；35-蓄能器．36-三位四通電磁換向閥；37-坻力繼電器； 38-樣件（靠模）；39-觸頭；41-伺服閥；42-彈簧; 43-仿形刀架；14-仿形液壓缸； 45-夾緊液壓缸； 46二位三通電磁換向閥, 47-工件；48-刨刀

                       ②切削完成后發(fā)出返回信號，電磁鐵2YA通電使換向閥36切換至右位，變量泵31的壓力油經閥32.過濾器34.閥36和單向閥13進入液動換向閥11的右控制腔，而左控制腔先后經節(jié)流器15. 17和閥36心油，使換向閥11經快跳、慢移切換至右位，完成主油路的換向。換向過程中，換向閥11的閥心連帶的操縱桿使溢流閥8的調壓彈簧放松，泵1的壓力降低，使高速換向平穩(wěn)完成。換向完成后，泵1的壓力油經換向閥11的右位、閥18進入返回缸27的油腔，其柱塞驅動工作臺開始快速返回，返回速度由閥18的開度決定，返回缸28隨工作臺左移，缸28的油腔經閥19和換向閥11右位、背壓單向閥9向油箱排油。 2)仿形刀架回路
         潑回路的執(zhí)行器為驅動仿形刀架43的閥控缸。仿形刀架43和仿形液壓缸44的活塞桿、伺服閥41的閥套以及刨刀 48連成整體，伺服閥41的閥心和觸頭39連為一體，彈簧42使觸頭和樣件（俗稱靠模）38緊密接觸。二位三通電磁換向閥46用于控制夾緊液壓缸45的動作方向，夾緊缸與仿形刀架油路成互鎖關系，即只有在缸45松開時，仿形油路才能工作。仿形刀架回路由變量泵31供油，其最高壓力由溢流閥33設定，單向閩32用于防止油液倒灌；精過濾器用于提高油液的清潔度；蓄能器35用于吸收壓力沖擊和補油。
         回路的工作原理如下：工作時，仿形指令由觸頭給出；液壓泵31的壓力油經單向閥32、過濾器34后分為三路，第一路到換向閥46，第二路到伺服閥41的油口a，第三路進入仿形缸44的有桿腔；進入a口的壓力油經閥心和閥套的開口x1之后又分為兩路，一路經油口b減壓后進入缸44的無桿腔（壓力為戶．），一路經開口zz壓力降為P2之后，經油口c和單向閥40排回油箱。缸44有桿腔中的壓力與泵31的出口壓力ps相同，且為定值。當開口x1與x2相等時，缸44兩腔壓力產生的力相等，活塞及活塞桿停止不動。
由于樣件38對觸頭39的作用，伺服閥41的閻心上移時，開口z，減小，打破缸44的平衡狀態(tài)，活塞帶動整個刀架上移，使開口zt又逐漸增大，直到z，重新等于x2，缸4的活塞受力重新平衡為止。這樣，仿形刀架隨伺服的閥心移動了一個位移，刨刀48相對于工件47也移動同一位移。從而加工出與樣件曲面形狀一致的工件。觸頭下移接觸工件和刀架下移時的壓力沖擊由蓄能器35吸收，而刀架快速上移可由蓄能器向有桿腔補油。
綜上可知，該回路實際上為一個液壓伺服位置反饋控制系統(tǒng)。其原理框圖如圖2—9所示。
(3)技術特點
       1)與機械仿形裝置相比，液壓仿形的觸頭和樣件（靠模）間的接觸壓力小得多，所以樣件的磨損小、壽命長；此外，液壓仿形還允許使用尺寸較小的仿形觸頭和較陡的靠模曲線，從而擴大了仿形加工的范圍。2)該仿形刨床的液壓系統(tǒng)采用雙回路油路結構，工作臺往復運動回路與仿形刀架回路相互獨立，互不干擾。 3)工作臺往復運動回路采用雙泵組合供油，并利用遠程控制原理實現(xiàn)液壓泵的工作壓力變化與卸荷。采用一對大小不同的柱塞缸分別實現(xiàn)切削和返回運動；采用電磁換向閥做導閥的液壓動換向主閥換向，導閥控制壓力油取自仿形刀架回路的變量泵，主換向閥帶有快跳孔及單向節(jié)流器（類似于萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)的液壓操縱箱），可以節(jié)省、調整換向時間，減小換向沖擊，通過柱換向閥的操縱桿驅動遠程調壓閥降低系統(tǒng)在換向過程中的壓力；兩缸均采用單向節(jié)流閥的進油節(jié)流調速方式，但不利于散熱。 4)仿形刀架回路采用閥控缸實現(xiàn)刀架的仿形運動，用夾緊缸實現(xiàn)仿形回路的互鎖，安全可靠。 5)為了提高伺服閥乃至系統(tǒng)的工作可靠性和控制品質，變量平面磨床的微機電液比例調速系統(tǒng)
(1)主機功能結構
緩進給成型磨削（銑磨），是一種生產效率高、砂輪磨損小、加工費用低，特別適合于加工復雜型面及溝槽的先進加工工藝。工件成型加工時，通常要求磨床工作臺的工作速度較低(10～300mm/min)而切削深度較大（幾毫米至幾十毫米），因此要求工作臺的驅動裝置平穩(wěn)地進行無級調速，且在極低的工作速度下無爬行；驅動系統(tǒng)有更大的剛度以適應較大切削阻力。本電液比例容積調速系統(tǒng)用于緩進給平面磨床工作臺的驅動，并由微型計算機實現(xiàn)對磨床驅動機構的自動控制。
(2)電液比例調速系統(tǒng)及其工作原理
平面磨床電液比例調速系統(tǒng)的液壓驅動回路原理圖如圖2-10所示。系統(tǒng)的油源為限壓式變量泵1；其最高工作壓力由溢流閥2設定，以防系統(tǒng)過載；單向閥3用于防止油液倒灌；系統(tǒng)的執(zhí)行器為驅動磨床工作臺8左右往復運動的雙桿液壓缸7，缸的運動方向由三位四通電液換向閥6控制（可調節(jié)換向時間）；溢流閥5作背壓閥使用，以使工作臺運動平穩(wěn)無前沖；電液比例調速閥4用于液壓缸亦即磨床工作臺的速度控制。工作臺8上設有感應同步器9，用以檢測工作臺的位移和速度。
液壓驅動回路的工作原理如下：當電磁鐵1YA通電使換向閥6切換至左位時，此時若比例調速閥4輸入電流有一定的流量輸出，則泵1的壓力油經單向閥3、比例調速閥4、換向閥6進入液壓缸7的右腔．活塞桿驅動工作臺左進，工作臺的運行速度由比例調速閥4的流量決定。同理當電磁鐵2YA通電使換向閥6切換至右位時，工作臺向右運動。當工作臺碰到左換向開關時，系統(tǒng)進入換向狀態(tài)，在一定控制方式下，使調速閥4輸出的流量減小至關閉，工作臺減速至停止，電磁鐵1YA斷電，電磁鐵2YA通電，比例調速閥4逐漸增大輸出流量，使工作臺平穩(wěn)啟動向右運動。當電磁鐵1YA和2YA均不通電時，換向閥6處于中位切斷缸的進回油路，電液比例調速閥無輸入電流，工作臺停止運動。 

圖2-10平面磨床液壓驅動回路原理圖
1-限壓式變量液壓泵．2、5一溢流閥；3-單向閥4-電液比例調速閥； 6一三位四通電液換向閥7-液壓缸；8一磨床工作臺；9-感應閘步器

圖2-11所示為微機控制磨床調速系統(tǒng)的原理方框圖。其工作原理為：單片微機的速度設定信號與感應同步器、檢測儀表的反饋信號相比較得出的誤差信號經控制算法將控制信號由D/A轉換器輸出，功率放大器進行V/l轉換后，通過控制比例調速閥開度大小，使液壓泵的壓力油進入液壓缸推動磨床工作臺運動，感應同步器再將工作臺速度（或位移）信號反饋給微機系統(tǒng)，從而成一個閉環(huán)控制周期。而工作臺的換向由微機I/0控制電液換向閥實現(xiàn)，與速度閉環(huán)控制回路相配合，通過感應同步器對工作臺行程的同步檢測，設定適當?shù)膿Q向提前量，可很好地實現(xiàn)換向效果。兩者相配合，也可很好地實現(xiàn)工作臺的柔性停機。 

【圖2-11微機控制磨床調速系統(tǒng)原理方框圖】

(3)計算機測控操縱系統(tǒng)
計算機測控操縱系統(tǒng)以8098單片機為核心，圍繞系統(tǒng)測控與操作者使用兩方面展開。主要由8098主板，位移檢測電路，速度檢測電路，鍵盤顯示器電路，功率放大電路及相應的軟件等組成。圖2-12所示為系統(tǒng)的硬件框圖，軟件采用8098匯編語言編寫，采用模塊化結構（主要包括初始化、位移采樣、行程控制、換向程序、數(shù)據顯示、速度采樣及PID算法等模塊）。

【圖2-12計算機測控操縱系統(tǒng)方框圖】
(4)技術特點
1)通過電液換向閥和電液比例調速閥組合，控制磨床工作臺的換向和運動速度，簡化了磨床的液壓系統(tǒng)，其加速和減速、制動過程、運動速度都由微機精確控制。
2)該電液比例調速系統(tǒng)利用了液壓系統(tǒng)剛度大、功率重量比高、響應快的特點，又將電液比例微機控制技術應用到系統(tǒng)上，自動化程度及控制精度高；能量利用合理，減少了系統(tǒng)發(fā)熱對機床熱變形和加工精度的影響。
(5)技術參數(shù)（見表2-5）
表2—5磨床工作臺及其電液比例調速驅動回路部分技術參數(shù)
項 目 參數(shù) 單位
液壓缸 缸筒內徑 60 mm
活塞桿直徑 25
最高速度 1280 mm/min
最低穩(wěn)定速度 8.6

電液比例調速閥 額定流量 3 L/min
最小穩(wěn)定流量 20 mL/min
磨床工作臺 行程沖擊量 <5 mm
重復性誤差 <1.2%

2.2.5軸承鋼球磨床液壓站系統(tǒng)
(1)功能結構
本液壓站是軸承鋼球磨床的專用液壓站，其主要功能是完成3MSA4630磨床的磨削保壓和修整磨削砂輪兩種工作。
(2)液壓系統(tǒng)及其工作原理
磨床液壓站系統(tǒng)（見圖2-13）采用電動機驅動的雙聯(lián)齒輪泵2供油，其中左泵的工壓力通過先導式溢流閥（安全閥）的遙控日由電液比例溢流閥6進行遠程控制，右泵的壓力由溢流閥10設定，壓力表13和11分別用于顯示左泵回路的壓力和右泵回路的壓力。
系統(tǒng)的執(zhí)行器為驅動磨削砂輪運動的主液壓缸15和砂輪修整液壓缸16，兩缸的運動方向由三位四通電磁換向閥8和9控制；缸16的運動速度由節(jié)流閥12調節(jié)；左泵的出口設有精過濾器4，以保證電液比例壓力控制閥的可靠性；系統(tǒng)總的回油路上設有冷卻器5和過濾器3，用于系統(tǒng)散熱和回油過濾。 

圖2一I3磨床液壓站系統(tǒng)原理圖

1,3，4-過濾器；2一雙聯(lián)齒輪泵；5一冷卻器; 6一電液比例壓力閥；7一先導式溢流閥 8、9-三位四通電磁換向閥； 10-溢流閥；11、13，14-壓力表；12-節(jié)流閥； 15-主液壓缸；16-修整液壓缸
主缸15為桿固定活塞缸，具有前進、后退和浮動三種工作狀態(tài)。電磁鐵2YA通電時，換向閥8切換至右位，雙聯(lián)泵2的左泵的壓力油經過濾器4、換向閥8進入主缸15的左腔，主缸前進（左行）；當砂輪接觸被磨削鋼球時，壓力自動逐步上升到電液比例壓力閥1設定的壓力。當需要更換砂輪或工作狀況改變時，電磁鐵1YA通電，換向閥8切換至左位，左泵的壓力油經過濾器4、換向閥8進入主缸的右腔，主缸自動后退。當后退到主機制動擋塊時，電磁鐵1YA斷電，主缸停止后退。也可由操作人員視具體情況使1YA隨時斷電，使主缸停在任何位置。當換向閥8的兩塊電磁鐵均不通電時，換向閥處在中位（圖示狀態(tài)），主缸浮動，雙聯(lián)泵的左泵排出的油液全部通過溢流閥7溢流。此時，比例閥6的壓力調至最小值，以便減小溢流功率損失。
修整缸16的主要功能是保證砂輪的幾何精度。在主缸保壓磨削鋼球時修整缸往復運動修磨砂輪。電磁鐵4YA通電時，換向閥9切換至左位，雙聯(lián)齒輪泵2的右泵的壓力油經閥9進入修整缸16的無桿腔，修整缸前進，修磨速度取決于節(jié)流閥12的開度；當電磁鐵3YA通電使閥9切換至右位時，右泵的壓力油進入修整缸的有桿腔使其后退。
圖2 14所示為圖2 -13電液比例壓力閥6所使用的比例放大器的電氣原理圖，該放大器由顫振信號發(fā)生器和功率放大器組成。顫振信號發(fā)生器可以產生頻率為數(shù)百赫茲、振幅在15V以內、頻率和振幅均可連續(xù)調整的方波，用以克服電磁鐵的靜摩擦力。功率放大器可輸出1A、10V以內的信號，用以將輸入的控制信號放大，去驅動比例電磁鐵工作。 

圖2-14電液比例壓力閥的比例放大器電氣原理圖

(3)技術特點
1)該液壓站系統(tǒng)采用雙聯(lián)泵雙回路系統(tǒng)。兩個回路各用一只泵供油，相互獨立，互不干擾。 2)修整回路采用節(jié)流閥無級調速。缸前進時，為進油節(jié)流調速，缸后退時為回油節(jié)流調速。 3)磨削保壓進給回路采用電液比例壓力控制技術，保壓性能穩(wěn)定、工作可靠、調節(jié)靈活方便、結構緊湊。

本文標題：液壓系統(tǒng)在單臂液壓刨床系統(tǒng)中的液壓馬達

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分類：液壓行業(yè)知識
標簽： 液壓馬達