型动力滑台液压系统的装调与检测

3.1　系统简介

组合机床液压动力滑台是组合机床实现进给运动的一种通用部件，根据加工工艺需要可在滑台台面上装动力箱、多轴箱或各种专用的切削头等工作部件，以完成钻、扩、铰、铣、镗、刮端面、倒角、攻螺纹等加工工序，并可实现多种工作循环。对液压动力滑台液压系统性能要求主要是工作可靠，换速平稳，进给速度稳定，功率利用合理和系统效率高。现以1HY40型动力滑台为例介绍其液压系统的工作原理和装调方法。

图8-3-1所示是1HY40型液压动力滑台的液压系统图。该滑台的进给速度范围为0.0125～0.50m/min，最大运动速度为8.0m/min，最大进给力为20000N。该液压系统可实现多种工作循环(见图8-3-2)。

图8-3-1　1HY40型动力滑台液压系统

图8-3-2　动力滑台工作循图

3.2　1HY40型动力滑台液压系统工作原理

在阅读和分析液压系统图时，可参考电磁铁和行程阀的动作顺序表8-3-1。

表8-3-1　电磁铁和行程阀动作顺序表

注:“＋”表示电磁铁通电、压下行程阀或压力继电器动作；“-”表示电磁铁断电、松开行程阀或压力继电器复位。

1.快速前进

按下启动按钮，电磁铁1YA通电，电液换向阀4的先导阀左位接入系统，这时控制油路为:

进油路:过滤器1→变量泵2→阀4的先导阀→阀4的左单向阀→阀4的液动阀左端；

回油路:阀4的液动阀右端→阀4的右节流阀→阀4的先导阀→油箱。

在控制油液压力作用下阀4的液动阀左位接入系统，这时因负载较小，系统压力较低，液控顺序阀11处于关闭状态，主油路为:

进油路:过滤器1→变量泵2→单向阀3→阀4的液动阀→行程阀6→液压缸左腔；

回油路:液压缸右腔→阀4的液动阀→单向阀5→行程阀6→液压缸左腔。

液压缸左右两腔都通压力油而形成差动快进，此时系统压力较低，限压式变量泵2输出流量为最大，滑台快速前进。

2.第一次工作进给

当滑台快速前进到预定位置时，其挡块压下行程阀6而切断快进油路，此时泵2输出的油液只能经调速阀8和二位二通电磁换向阀10而进入液压缸左腔，相应系统压力升高，液控顺序阀11打开，滑台切换为第一次工作进给运动，主油路为:

进油路:过滤器1→变量泵2→单向阀3→阀4的液动阀→调速阀8→换向阀10→液压缸左腔；

回油路:液压缸右腔→阀4的液动阀→液控顺序阀11→背压阀12→油箱。

限压式变量泵2的输出流量随系统压力升高而自动减小，与调速阀8调节的流量相适应，第一次工作进给速度由调速阀8调节控制。

3.第二次工作进给

当滑台第一次工作进给到预定位置时，其挡块压下相应的电气行程开关(图中末画出)而发出电信号，使电磁铁3YA通电，换向阀10右位接入系统，这时压力油须经调速阀8和9而进入液压缸左腔，液压缸右腔的回油路线与第一次工作进给时相同。因调速阀9调节的通流面积比调速阀8小，故滑台工作进给运动速度降低为第二次工作进给，其速度由调速阀9调节确定。

4.死挡铁停留

当滑台第二次工作进给终于碰到死挡铁后，滑台即停止前进，这时液压缸左腔压力升高，使压力继电器KP动作而发出电信号给时间继电器，其停留时间由时间继电器控制。设置死挡铁可提高滑台停止的位置精度。

5.快速退回

滑台停留结束，时间继电器发出电信号，使电磁铁1YA、3YA断电而2YA通电，阀4的先导阀右位接入系统，这时控制油路为:

进油路:过滤器1→变量泵2→阀4的先导阀→阀4的右单向阀→阀4的液动阀右端；

回油路:阀4的液动阀左端→阀4的左节流阀→阀4的先导阀→油箱。

在控制油液压力作用下阀4的液动阀右位接入系统，主油路为:

进油路:过滤器1→变量泵2→单向阀3→阀4的液动阀→液压缸右腔；

回油路:液压缸左腔斗单向阀7→阀4的液动阀→油箱。

由于滑台退回时负载小，系统压力较低，泵2的流量自动增至最大，则滑台快速退回。

6.原位停止

当滑台快逼到原位时，其挡块压下原位电气行程开关(图中未示出)而发出电信号，使电磁铁2YA断电，阀4的先导阀和液动阀都回到中位，液压缸进回油口被封闭，滑台原位停止。这时泵2输出的油液经单向阀3和阀4的液动阀中位流回油箱，泵实现低压卸荷。

单向阀3的作用是在泵卸荷时，使控制油液仍保持一定压力，以保证阀4的先导阀电磁铁通电时液动阀能启动换向。

3.3　系统的特点

从以上分析可知，该系统主要采用了限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路，单活塞杆液压缸差动连接增速回路，电液换向阀换向回路(三位换向阀卸荷回路、门行程阀和电磁换向阀换速回路)，串联调速阀二次进给回路等。这些基本回路决定了系统的主要性能，其特点如下:

1.采用调速阀进油节流调速回路，保证了稳定的低速进给运动、较好的速度刚性和较大的调速范围。在回油路上设置背压阀改善了运动平稳性。

2.限压式变量泵在快速时能输出最大的流量，在工作进给时所输出流量与调速阀控制的流量相适应，在死挡铁停留时仅输出补偿系统泄漏所需流量，在滑台原位停止时泵低压卸荷，快进时液压缸差动连接，可见在泵的选择和功率利用方面都需经济合理，系统效率高，发热小。

3.采用行程阀和液控顺序阀实现快进、一工进切换，换速平稳，动作可靠，切换位置精度高。至于第一、二次工作进给运动的切换，因工作进给速度较低，采用电磁换向阀换速完全能保证换速平稳和切换位置精度。

4.电液换向阀的换向时间可调，滑台换向平稳性好。

5.采用调速阀进油节流调速，快进、一工进切换由行程阀和液控顺序阀实现，电气控制电路简单可靠。

3.4　系统的安装

液压系统由各液压元件经管通、管接头和油路板(或集成块)等有机地连接而成。因此，液压系统安装是否正确合理，对其工作性能有着重要影响。

1.安装前的准备工作

液压系统在安装前应按有关技术资料作好准备工作。

(1)技术资料的准备与熟悉

设备的液压系统图、电气原理图、管道布置图、液压元件及辅助元件清单和有关元件样本等技术资料，在安装前应备齐，并熟悉其内容与要求。

(2)物质准备与质量检查

按液压系统图、液压元件和辅助元件清单进行物质准备，同时认真检查元件质量，对于仪表，必要时应重新进行校验，以保证其工作灵敏、准确和可靠。

2.液压元件安装

液压元件安装时应注意以下几方面:

(1)注意各油口的位置不能接错，不用的油口应堵上。

(2)液压泵输入轴与原动机驱动轴的同轴度应控制在φ0.1mm以内，安装好后，用手转动联轴器时，应轻松无卡滞现象。

(3)液压缸轴线与移动机构导轨面的平行度一般应控制在0.1mm以内，安装好后，用手推拉工作台时，应灵活轻便无局部卡滞现象。

(4)方向控制阀一般应保持轴线水平安装，蓄能器一般应保持轴线竖直安装。

(5)各种仪表的安装位置应考虑便于观察和维修。

(6)安装时应强调清洁，不准戴手套进行安装，不准用纤维织品擦拭结合面，以防纤维类脏物侵入阀内。

(7)同一组紧固螺钉受力应均匀，各连接件要牢固可靠。

(8)阀类元件安装完毕后，应使调压阀的调节手柄(螺钉)处于放松状态；而流量阀的调节手柄(螺钉)应处于使阀关闭的状态；换向阀的阀芯位置应尽量处于原理图所示位置。

3.液压管道安装

液压管道安装一般在所连接设备及液压元件安装完毕后进行，在管道正式安装前要进行配管试装。管道试装合适后，先编管号再将其拆下，以管道最高工作压力的1.5～2倍的试验压力进行耐压试验。试压合格后，可按“脱脂液脱脂→水冲洗→酸洗液酸洗→水冲洗→中和液中和→钝化液钝化→水冲洗→干燥＋喷涂防锈油(剂)”的工序进行酸洗。酸洗后，即可转入正式安装。管道安装应注意以下几方面:

(1)管道的布置要整齐，长度应尽量短，直角转弯应尽量少，同时应便于装拆、检修，不妨碍生产人员行走和设备运转。

(2)管道外壁与相邻管件轮廓边缘的距离应大于10mm，长管道应用支架固定。

(3)管道与设备、液压元件连接，不应使设备和液压元件承受附加外力。

(4)管道连接时，不得用加热管道、加偏心垫或多层垫等强力对正方法来消除接口端面的空隙、偏差、错口或不同心等缺陷。

(5)软管连接时，应避免急弯(最小弯曲半径应在10倍管径以上)，不应处于受拉状态，一般应有4%左右的长度余量；与管接头的连接处应有一段直线过渡部分，其长度不应小于管通外径的两倍；在静止或随机移动时，管道本身不得扭曲变形。

(6)吸油管与液压泵吸油口处应密封良好；液压泵的吸油高度一般不应大于500mm；在吸油管口上应设置过滤器。

(7)回油管口应尽量远离吸油管口而伸至距油箱底面两倍管径处；回油管口应斜切成45°，且斜口向箱壁一侧；溢流阀的回油管不得和液压泵的吸油口连通，要单独接回油箱；凡外部有泄油口的阀(如减压阀、顺序阀、液控单向阀等)，其泄油口与回油管相通时，不允许在总回油管上有背压，否则应单独设置泄油管通油箱。

(8)管道安装间歇期间，各管口应严密封闭。

3.5　系统的调整

图8-3-3　限压式变量泵的流量压力特性曲线

1.滑台运动速度的调整

(1)准备工作

①根据限压式变量泵2的说明书或有关资料，在坐标纸上绘出图8-3-3所示泵2的流量压力特性曲线ABC；

②根据机床工艺要求，初步确定快进和工进(第一、二次工作进给都可以)时泵2的压力(p快、p工)及流量的(qv快、qv工)；

③根据已确定的p快、qv快和P工、qv工，在图8-3-3上作出k点和g点，再通过k点作AB的平行线A′B′，通过g点作BC的平行线B′C′，A′B′和B′C′相交于B′点，曲线A′B′C′即可供调整泵2时参考；

④准备秒表、百分表和钢直尺。

(2)调整

①首先使压力计开关接通p1测压点，让滑台处于死挡铁停留状态(为了便于调整，可将时间继电器的延时暂时调至最长)，调节泵2的压力调节螺钉4(见图8-3-1)直到压力计读数为图8-3-3所示极限压力p′c。再锁紧；

②适当拧紧液控顺序阀11的调节手柄(保证液压缸能形成差动连接)，再按下启动按钮使滑台快速前进，同时用钢直尺和秒表测快进速度，并调节泵2的流量调节螺钉1直至测得快进速度符合要求再锁紧；

③将调速阀8全开，背压阀12的调节手柄拧至最松，使滑台从原位开始运动，先观察快进时测压点的最大压力，并判断是否低于泵2的调定压力P′s，(若高于，应重新调高P′c)，当其挡块压下行程阀6后，逐渐关小调速阀8，同时观察液控顺序阀11打开(可从回油情况或滑台速度突变判断)时P1测压点的压力，液控顺序阀11打开时的压力比快进时最大压力高0.5～0.8MPa即可；若差值不符合要求，则应根据差值微调液控顺序阀11直至符合要求，再锁紧液控顺序阀11的调节手柄；

④先将调速阀8关闭，使滑台处于第一次工作进给状态(无切削工进)，再慢慢开大调速阀8，同时用秒表和钢直尺(工作速度很低时用百分表)测速度，当速度符合第一次工作进给速度要求后，锁紧调速阀8的调节手柄，然后使滑台处于第二次工作进给状态(无切削工进)，用同样方法调整第二次工作进给速度；

⑤使压力计开关接通P2测压点，使滑台处于工作进给状态，调节背压阀12的调节手柄，使压力计读数为0.3～0.5MPa，再锁紧阀12的调节手柄；

⑥测几次有工件试切的实际工作循环各阶段的速度，若发现快进和快退速度高了，可微调泵2的流量调节螺钉1直至符合要求再锁紧；若发现快进和快退速度不稳定，微量拧进泵2的压力调节螺钉4，并重新调节泵2的流量调节螺钉1直至符合要求再锁紧；若发现工进速度低了且不稳定，应微量拧进泵2的压力调节螺钉4直至符合要求后再锁紧。

2.滑台工作循环的调整

①根据工艺要求调整死挡铁位置；

②使压力计开关接通p3测压点，将压力继电器KP的调节螺钉11拧进1～2转，经压力计观察有工件切削工进时的最大压力和碰到死挡铁后压力继电器KP的动作压力，若动作压力比工进时的最大压力高0.3～0.5MPa，同时比泵2的极限压力低0.3～0.5MPa即调整完毕；若差值不符合要求，应再微调压力继电器KP的调节螺钉11和(或)泵2的压力调节螺钉4直至符合要求为止；

③对于图8-3-2(a)和8-3-2(c)所示工作循环还应根据镗阶梯、锪端面等工艺要求调节时间继电器的延时时间；

④根据运动行程要求调整挡块位置，根据工作循环调整控制方案。如图8-3-2(a)所示工作循环，取掉控制第一、二次工作进给切换的挡块(调速阀9始终被短接)，调整控制原位停止和快进转工进的挡块位置即可实现；图8-3-2(b)所示工作循环，将时间继电器的延时时间调整为零，调整各挡块的位置即能实现；图8-3-2(d)所示工作循环，在8-3-2(a)所示工作循环调整方案基础之上，改变控制快进转工进挡块工作表面的形状并将时间继电器延时时间调为零，再调整控制原位停止挡块的位置即能实现。