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液压系统在机床上的应用（一）
>> 液压系统在机床上的应用（一）
&&& 组合机床
&&&&组合机床是由具有一定功能的通用部件（动力箱、滑台、支承件、运输部件等）和专用部件（夹具、主轴箱）组成的高效率专用机床。加工范围广，自动化程度高，在机械制造业的成批和大量生产中得到了广泛的应用。
&&&&动力箱安装在滑台上，动力箱上的电动机带动刀具实现刀具的主运动，滑台用来完成刀具的走刀运动。多数滑台采用液压驱动，以便实现多种进给（快进、一次工进、二次工进和快退等）。多种进给可根据工艺要求安排在一个工序中，也可以用多个滑台同时进行加工。
&&&&(1)液压系统的工作原理
&&&&图1是一个组合机床液压系统。在本系统中由一台液压泵向多个液压缸供油，因此液压系统必须满足工位之间不干涉的要求，并力求功率损失最小。
&&&&在图1中，液压缸7，液压缸13和液压缸17分别控制三个滑台。液压缸14为夹紧缸，液压缸15为输送工件液压缸，液压缸l6为定位缸。由三位四通或二位四通换向阀分别控制各液压缸的往复运动。在油路中可以不接人调速阀，可以接入一个调速阀（如液压缸13，液压缸17的油路），也可接人两个串联的调速阀（如液压缸7、液压缸15的油路），用这种方法使液压缸7、液压缸13、液压缸17进行速度换接完成快进、工进I和工进Ⅱ等动作，同时还可使液压缸15在每个方向上完成常速和缓冲的速度换接。
&&&&若三个滑台同时快进，则需要较大流骨，此时液压泵18和蓄能器19联合向三个滑台供油。来自液压泵的油经调速阀3，来自蓄能器的油经阀1和阀2，二者汇合后经阀4进入液压缸7。
&&&&在同一时刻有的滑台快进，有的滑台工进时，系统应保证二者不发生干扰。例如，液压缸13、液压缸17的滑台处于快进而液压缸7的滑台处于工进时，行程阀5、6右位，此时阀8、阀9接人系统，调速阀3到阀4这段管路压力升高，单向阀2关闭，蓄能器不再继续向液压缸7供油，进入液压缸7的只有来自液压泵的高压油，液压缸7工进。同时，因液压缸7进油路的压力增高使顺序背压阀10动作，液压缸7回油路中产生背压。此时，液压缸7进行慢速工进，而其他两个滑台仍由液压泵和蓄能器联合供油进行快进，二者互不影响。
&&&&若三个滑台液压缸均处于工进状态，来自液压泵的油经顺序阀11向蓄能器充液。当充油压力达到一定值时，溢流阀12开启溢流。
&&&&(2)组合机床液压系统的特点
&&&&1)本系统采用单泵集中控制，系统对流量的需求量变化较大，采用蓄能器增速回路，可减少系统的功率损失和发热。
&&&&2)本系统采用进口节流加背压的调速方法。顺序背压阀在快进时只形成很小的背压，功率损失小；工进时该阀能自动使背压加大，进给速度平稳。
本组合机床的液搓系统和电气系统配合，可自动完成除装卸工件外的全部动作，系统的功率消耗可减少40%。
&&& 拉床液压系统
&&&&拉削的主运动是由传动系统带动拉刀对工件进行直线切削的运动。它要求输出力大(25～100OkN)，调速范围宽(0.02～0.6m/s)，并要求无级调速。凼此拉床100%的采用液压传动。图4.18-2是高速立式外拉床液压系统。本系统的最大流量Q=&1000&L/min，最大功率P=11OkW。因此，减少功率损失和系统发热极为重要。本机床除工件装卸需要人工外，其余动作可以自动进行。液压系统丁作原理如下：
&&&&(1)送进和锁紧回路
&&&&被拉削的工件装在工作台上后，由进给液压缸20将工作台送进到一定位置，然后由液压缸21将工作台锁紧。主液压缸16带动拉刀进行切削。拉削完毕后工作台被液压缸21松开，再由液压缸20将工作台退回原位，然后拉刀靠主液压缸16完成返回行程。各动作的顺序靠各行程开关或压力继电器发出的电信号控制各电磁阀完成。进给液压缸20的进退由定位式二位四通电磁换向阀28控制。锁紧液压缸21由定位式二位四通电磁换向阀29控制。进给系统和夹紧系统共刚一个液压泵27。
&&&&（2)液压泵1的变量回路
&&&&变量机构由电液比例换向阀8、控制液压缸7、双向作用弹簧阻尼器19、伺服阀9和液压缸10、11组成。电液比例换向阀8由电液比例双向减压阀和电液比例双向节流阀组成。液体经过电液比例减压阀后被减压。减压后的压力值与输入电流大小成正比，不随进口的压力变化。输入的电流可以通过电位器调节。当比例电磁铁30通电后，电液比例换向阀8减压后的压力值决定于电位器电阻的调定值，减压后的压力油流人控制液压缸7上腔。液压缸7的活塞杆一端与伺服阀阀芯相连。另一端与双作用弹簧阻尼器的心轴相连。当液压缸7上腔活塞面积上受到的液压力大于预压紧力时，活塞杆带动伺服阀9的阀芯向下移动，其位移和活塞上的作用力成正比。当作用力与弹簧力平衡时，活塞杆与阀芯均停止运动。伺服阀的阀芯向下移动时与阀体形成开口，压力油经过开口流人液压缸10上腔，推动液压缸10活塞连同阀体一起向下移动。阀体是反馈件，它可将输出量反馈回输入端与输出量比较，从而构成闭环系统。阀体向下移动的结果使伺服阀的开口量逐渐减小乃至为零。这样，液压缸10的活塞即跟随伺服阀的阀芯移动。同时液压缸10的活塞带动液压泵l的定子，活塞的位移使液压泵l的定子和转子形成一定偏心量。偏心量的大小取决于电位器电阻的调定值。因此，调节电位器电阻值的大小，即可改变偏心量的大小，从而改变液压泵1排量。变量机构反向运动时，原理和上述相同，液压泵l的排量得到反向调节。
图1组合机床液压系统原理图
图2拉床液压系统原理图
（3）低速拉削
液压泵23处于零位卸荷，插装阀2、3处于关闭状态，液压泵23不向系统供油，液压泵1的A口为排油口，插装阀4关闭，压力油经插装阀6进入主液压缸16有杆腔，推动活塞，进行低速拉削。无杆腔回袖经插装阀15流人液压泵1的吸油口B。多余的油经梭阀12、背压阀13回油箱。
(4)高速拉削
高速拉削需要大流量，此时液压泵23和液压泵1同时向系统供油。阀18上位工作，液压缸24上腔通压力油。因液压缸24比液压缸25有效面积大，两液压缸中压力相等，故液压缸24活塞上的作用力大于液压缸25括塞上的作用力而推动液压泵23的定子，使之与转子产生偏心。液压泵23排出的油经插装阀2和液压泵1A口汇合后进人液压缸16的有杆腔。此时，液压缸5在压力油作用下顶开单向阀33，使阀3的弹簧腔与油箱相连处于低压状态，阀3开启。液压缸16的活塞下行进行快速拉削。无杆腔的油因阀17通电，左位工作而流过阀14，然后一路经阀3到液压泵23的吸油口或经阀26回油箱；另一路到液压泵1的吸袖口B或经阀12、阀13回油箱。
&&&&(5)拉刀快速返回
&&&&此时液压泵l的油口B为排油口。比例电磁铁31通电，阀4开启，来自液压泵1的油经阀14进入液压缸16的无杆腔。有杆腔的油经阀4、阀15又回到液压缸16无杆腔形成差动联接。液压缸16活塞快速返回。
液压系统的特点：
l）系统采用插装阀、双向变量泵的闭式油路。具有结构紧凑，换向冲击小、功率损失小等优点，同时也提高了系统的动态性能和通用化程度。
&&&&2）高速拉削时经阀14卸荷可减少发热，减少功率损失。
3）泵变量机构用电液比例阀控制可以方便地获得无级调速和远距离控制。
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液压、气动系统在数控机床中的应用毕业论文
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摘要目前，数控机床大都应用到了液压、气动系统。而液压、气动系统又是由元件组成，只有在对液压、气动系统元件的应用、结构、失效机理深入认识才能顺利分析和排除故障。本文针对数控机床中液压、气动系统常见的故障进行分析，列出了这些故障的原因分析表并提出了解决措施。同时，也提出对其两个系统的维护要点，这样既能减少液压、气动系统故障产生的次数，又能快速排除液压、气动系统故障，从而提高工作效率。关键词：数控机床液压系统气动系统故障排除目录摘要 1目录 2引言 31数控机床液压与气动系统常见故障表征 41.1液压和气压传动系统的构成 41.2液压系统在数控机床中常见故障的表征 41.3气动系统在数控机床中常见故障的表征 42液压系统常见故障分析 62.1液压系统外漏 62.2液压系统压力提不高或没有压力 62.3噪声和振动 72.4油温过高 83气动系统常见故障分析 93.1执行元件故障 93.2控制元件故障 93.3安全阀常见故障 93.4方向控制阀常见故障 104液压、气动系统故障案例分析 114.1液压卡盘失效 114.2导轨润滑不足 114.3刀柄和主轴的故障维修 114.4松刀动作缓慢的故障维修 124.5突然无报警停机的故障维修 135数控机床液压与气动系统的维护 14结束语 16致谢 17参考文献 18引言随着电子技术的不断发展，数控机床在我国的应用越来越广泛，但由于数控机床系统及其复杂，又因为大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以让数控机床的系统维修成为了一个难题。液压、气动系统在数控机床中的应用比较广泛。其中，数控机床中常用液压系统的于：⑴液压卡盘⑵液压静压导轨⑶液压拨叉变速液压缸⑷主轴箱的液压平衡⑸液压驱动机械手⑹回转工作台的夹紧与松开液压缸⑺主轴上夹刀与松刀液压缸⑻机床的润滑冷却。气动系统主要在这几个方面应用于数控机床。⑴气动机械手⑵主轴的松刀⑶主轴锥孔的吹气⑷工件、工具定位面和交换工作台的自动吹屑、清理定位基准面⑸机床防护罩、安全防护门的开关⑹工作台的松开夹紧，交换工作台的自动交换动作。而液压、气动系统会经常会出一些故障，这些故障在数控机床中出现比率比较大，故本文针对这些故障进行分析，从而为以后解决这些故障提供参考。1数控机床液压与气动系统常见故障表征1.1液压和气压传动系统的构成液压和气压传动系统一般由以下5个部分组成：?1.动力装置。动力装置是将原动机的机械能转换成传动介质的压力能的装置。常见的动力装置有液压泵和空气压缩机等。?2.执行装置。执行装置用于连接工作部件，将工作介质的压力能转换为工作部件的机械能，常见的执行装置有液压缸和汽缸及进行回转运动的液压电机、气电机等。3.控制与调节装置。控制与调节装置是用于控制和调节系统中工作介质的压力、流量和流动方向，从而控制执行元件的作用力、运动速度和运动方向的装置，同时也可以用来卸载或实现过载保护等。?4.辅助装置。辅助装置是对过载介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件之间连接等作用的装置。?5.传动介质。传动介质是用来传递动力和运动的过载介质，即液压油或压缩空气。1.2液压系统在数控机床中常见故障的表征1.接口连接处泄漏2.运动速度不稳定3.阀芯卡死或运动不灵活，造成执行机构动作失灵4.阻尼小孔被堵，造成系统压力不稳定或压力调不上去5.阀类元件漏装弹簧或密封件，或管道接错而使动作混乱6.设计、选择不当，使系统发热，或动作不协调，位置精度达不到要求7.液压件加工质量差，或安装质量差，造成阀类动作不灵活8.长期工作，密封件老化，以及易损元件磨损等，造成系统中内外泄漏量增加，系统效率明显下降1.3气动系统在数控机床中常见故障的表征1.气源故障，包括空压机故障、减压阀故障、管路故障、气源处理元件故障等2.气缸故障，由于气缸装配不当和长期使用，气缸易发生内、外泄漏，输出力不足和动作不平稳，缓冲效果不良，活塞杆和缸盖损坏等故障3.换向阀故障，包括换向阀不能换向或换向动作缓慢，气体泄漏，电磁先导阀有故障等4.气动辅助元件故障，里面包括油雾器故障、自动排污器故障、消声器故障等2液压系统常见故障分析2.1液压系统外漏液压系统产生外漏的原因错综复杂，主要是由于振动、腐蚀、压差、温度、装配不良等原因造成。另外，液压元件的质量、管路连接、系统设计、使用维护不当也会引起外漏。产生外漏的部位也有很多，例如：接头、接合面、密封面及壳体等。外漏是液压系统最为常见，且需要认真对待的故障。解决方法：提高几何精度，降低表面粗糙度，加强密封。2.2液压系统压力提不高或没有压力产生这类故障的主要原因是系统压力油路和回油路短接，或者有较严重的泄漏，也可能是液压泵本身根本无压力油输入液压系统或压力不足，或者是电动机方向反转或功率不足以及溢流阀失灵等因素，故障分析及排除方法如表2.1所示。表2.1液
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1. 液压挖掘机液压系统概述 被引次数:7次
黄宗益 叶伟 李兴华 文献来自:建筑机械化 2003年 第09期
液压传动技术得到了很快发展,逐渐成为成熟的传动技术;挖掘机找到了适合它的传动方式,为其发展建立了强有力的技术支撑。同时工程建设和施工形式也发生了变化。在大21　设计研究规模国土开发的同时,向城市型土木施工发展, ...
2. 日本液压技术动向 被引次数:9次
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3. 纯水液压传动及其展望 被引次数:12次
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O引言 现代液压技术在工业生产和其它领域有着十分广泛的应用,而纯水液压传动技术是现代液压研究领域的前沿方向之一。由于纯水来源广泛,无污染,阻燃性好等优点,在我国积极开展纯水液压传动的研究与开发,对节约能源、?...
4. 由液压总线和开关液压源构成的新原理液压系统 被引次数:10次
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O前言 液压系统最大的优势之一在于其多执行器特性,即可以由单个液压泵供油,同时驱动多路执行器动作。目前常用的多执行器液压系统有三类:节流调速系统、负载敏感系统和二次调节系统。 节流调速系统采用了集中供油的方式,由泵站输 ...
5. 液阻与液压系统 被引次数:5次
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前言由液压流体力学可知 ,凡是有液体流动的部位 ,都会产生压力损失 ,流经小孔有节流损失 ... 在液压系统中 ,液阻的作用不可忽视。液阻是一种隐性负载 ,它不会对外做功 ,只会增加能量损失 ,从而导致液压系统发热。然而 ,没有液阻 ,有的液压元件就无法工作 ,有时液阻还能改善元件的受力状况。例如 ,带卸荷阀 ...
6. 纯水液压技术在液压缸系统中的应用展望 被引次数:6次
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前言纯水液压传动技术是液压领域的前沿发展方向之一 ,它起源于发现帕斯卡定律的 16 0 5年。自那时起 ,液压传动装置一直以水作为工作介质 ,称为水液压传动时代。由于种种原因 ,水液压传动一直没有得到充分的发展 ,直到 ...
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10. 液压挖掘机液压系统故障诊断与排除 被引次数:2次
彭树梁 文献来自:露天采矿技术 2003年 第02期
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摘要现代机械一般多是机械、电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。本文主要对负载与运动分析，确定液压系统主要参数，拟定液压系统原理图，计算确定液压元件，验算了液压系统性能。通过设计掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高了综合能力，为今后的设计工作打下良好的基础。关键词现代机械，液压传动系统，液压传动，机床AbstractModernMachineryingeneralaremostlymechanical,electrical,hydraulicthreeinclosecontactwithanintegratedbody.Hydraulictransmissionandmechanicaltransmission,electricsidebysideforthethreetraditionalformsoftransmission,hydraulictransmissionsystemdesigninthemodernmechanicaldesignworkoccupiesanimportantposition.Inthispaper,theloadandmotionanalysistodeterminethemainparametersofthehydraulicsystemtodevelophydraulicsystemschematicdiagrams,calculationstodeterminehydrauliccomponents,checkingthehydraulicsystemperformance.Grasptheuniversalthroughthedesignofhydrauliccomponents,especiallytheselectionofvarioustypesofstandardcomponents,principlesandloopcombinationmethodtodevelopdesignskills,improvethecomprehensivecapacityofthedesignworkforthefutureandlayagoodfoundation.Keywords：modernmachinery,hydraulictransmission,hydraulictransmission,machinetools目录摘要1设计内容及要求…………………………………………………………………22负载与运动分析…………………………………………………………………33确定液压系统主要参数…………………………………………………………63.1初选液压缸工作压力……………………………………………………………………63.2计算液压缸主要尺寸……………………………………………………………………64拟定液压系统原理图……………………………………………………………104.1选择基本回路…………………………………………………………………………104.2组成液压系统…………………………………………………………………………125计算和选择液压件………………………………………………………………145.1确定液压泵的规格……………………………………………………………………145.2确定电动机功率………………………………………………………………………155.3确定其它元件及辅件…………………………………………………………………156验算液压系统性能………………………………………………………………196.1验算系统压力损失……………………………………………………………………196.2验算系统发热与温升…………………………………………………………………247结束语……………………………………………………………………………268参考献……………………………………………………………………………27设计内容及要求题目：在某专用机床上有一夹紧进给液压系统，完成工件的先夹紧后、后进给任务工作原理如下：夹紧油缸：快进→慢进→达到夹紧力后启动进给油缸工作进给油缸：快进→慢进→达到进给终点→夹紧油缸快速退回夹紧缸快进速度：0.05m/s夹紧缸慢进速度：8mm/s最大夹紧力：40KN进给油缸快进速度：0.18m/s进给油缸慢进速度：0.018m/s最大切削力：120KN进给工作部件总质量：m=250Kg夹紧缸行程：用行程开关调节（最大250mm）进给缸行程：用行程开关调节（最大1000mm）2、负载与运动分析已知最大夹紧力为40KN，则夹紧油缸工作负载，液压缸的机械效率取则推力，由
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