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      摘要： 介紹某數(shù)控車輪車床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 包括關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用， 以及試制中遇到的問題的處理， 分析其結(jié)構(gòu)原理、特點(diǎn)及元件選擇的原則。
 
     關(guān)鍵詞： 數(shù)控車輪車床液壓系統(tǒng)； 比例減壓閥； 油缸同步

     機(jī)床工業(yè)是整個(gè)制造業(yè)的基礎(chǔ)， 而高速、高效環(huán)保、智能化、機(jī)床功能的復(fù)合化是數(shù)控機(jī)床發(fā)展的方向。某數(shù)控車輪車床液壓系統(tǒng)主要以節(jié)能、高效、環(huán)保為根本出發(fā)點(diǎn)， 完成對工件的加工， 機(jī)床的主要傳動(dòng)是摩擦傳動(dòng)， 工件裝卡容易， 盡可能減少切削廢料， 維修車輪時(shí)減少切削量， 保證材料的利用率。
 
    該機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)是西門子８４０Ｄ， 工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的進(jìn)給由機(jī)械控制， 液壓部分主要控制工件的抬起、工件在切削過程中的浮動(dòng)， 也就是摩擦傳動(dòng)。液壓主要完成工件的裝卡， 工件因毛胚不規(guī)則問題易導(dǎo)致傳動(dòng)上的失衡。主要用氣動(dòng)完成工件的測量。
 
    該液壓系統(tǒng)主要的難點(diǎn)： 因工件的重力導(dǎo)致液壓系統(tǒng)壓力的改變， 主要應(yīng)用比例減壓閥控制； 工件托起油缸的同步問題由可調(diào)式調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)； 工件加工完成后， 為了解決下降時(shí)突然竄動(dòng)， 下降由可調(diào)式節(jié)流閥控制。
 
    １　、車輪車床的工作原理
 
    車輪車床的工作原理見圖１。
  

    
   
                         圖１　車輪車床的工作原理
 
    ２　、車輪車床的機(jī)床結(jié)構(gòu)
 
    車輪車床的機(jī)床結(jié)構(gòu)見圖２、３。
  

   
 
    圖２　車輪車床的機(jī)床結(jié)構(gòu)圖（一）
  
   

   
    圖３　車輪車床的機(jī)床結(jié)構(gòu)圖（二）
 
 
 
    ３　、車輪車床液壓元件的選用
 
    考慮空載時(shí)機(jī)床液壓系統(tǒng)支撐油缸速度和摩擦輪持續(xù)加載時(shí)高壓， 選用雙聯(lián)泵， 有低壓大流量和高壓小流量； 考慮到工件重力的變化， 選用比例減壓閥隨時(shí)調(diào)整持續(xù)加載時(shí)的壓力； 考慮到切削中間可能出現(xiàn)系統(tǒng)停止工作， 或沒有壓力造成工件掉下的情況， 選用液控單向閥。
 
    ４、　車輪車床液壓工作原理
 
    雙連泵由低壓變量葉片泵和高壓柱塞泵組成， 在系統(tǒng)中的作用是工作的時(shí)候用高壓， 快速上升時(shí)低壓變量泵補(bǔ)充流量， 即快速時(shí)能快速， 有負(fù)載時(shí)就轉(zhuǎn)為高壓。單向閥的主要作用是實(shí)現(xiàn)雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路。比例減壓閥的作用是實(shí)現(xiàn)負(fù)載變化時(shí)壓力的隨動(dòng)。換向閥的主要作用是控制油缸的升起、下降， 工件的持續(xù)加載。調(diào)速閥的作用是調(diào)整油缸的同步性，保證油缸空載時(shí)的同步。液控單向閥的作用是保證系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的安全。 
 

                圖４　車輪車床液壓系統(tǒng)原理圖
 
 
   液壓動(dòng)作順序： 換向閥８ 通電， ４ 個(gè)抬升油缸上升， 上升到位， 把車輪從導(dǎo)軌推到４ 個(gè)抬升油缸上方。壓下裝置和外軸箱支撐固定車輪。閥４、５、８ 通電， 持續(xù)加載。機(jī)械摩擦輪帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)， 刀架開始切削。完成切削， 撤掉持續(xù)加載， 閥８ 通電， 抬升油缸下降， 完成一個(gè)循環(huán)。
 
    ５　、比例閥在車輪車床中的作用和試制時(shí)遇到的問題
 
    比例閥在該液壓系統(tǒng)中的作用是根據(jù)車輛輪對的重力調(diào)整壓力， 使持續(xù)加載始終在一個(gè)合理的范圍，不能太大導(dǎo)致壓下裝置被頂壞； 在車輪加工時(shí)不能太小， 摩擦力小不能克服切削力時(shí)， 切削時(shí)會造成打滑。該液壓系統(tǒng)中設(shè)置了壓力傳感器， 能直接把系統(tǒng)壓力反映到電氣系統(tǒng)， 在操作按鈕站上安裝了比例減壓閥的輸入電壓控制按鈕， 能隨時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的持續(xù)加載壓力。
 
    在機(jī)床調(diào)試初遇到的比例閥導(dǎo)致的抬升油缸的問題解析： 油缸抬升到位， 工件裝卡完成， 持續(xù)加載時(shí)， 抬升油缸不能保持， 壓力傳感器上的壓力為０.３ＭＰａ， 此壓力不足以抬起４ 個(gè)抬升油缸。檢查發(fā)現(xiàn)不是泄漏問題造成的壓力流失， 然后檢測比例減壓閥輸入電壓， 發(fā)現(xiàn)輸入電壓太小， 使比例減壓閥處在大概關(guān)閉的位置， 導(dǎo)致系統(tǒng)沒有壓力。
 
   ６　、４ 個(gè)抬升油缸的同步
 
   剛開始設(shè)計(jì)此液壓系統(tǒng)的時(shí)候沒有考慮到４ 個(gè)抬升油缸的同步問題。因?yàn)橛透滋龝r(shí)沒有負(fù)載， 是空載上升， 試制后發(fā)現(xiàn)抬升時(shí)４ 個(gè)油缸逐個(gè)抬起， 雖然對機(jī)床大的功能方面沒有影響， 但是感覺不舒服， 現(xiàn)場安裝人員也針對這個(gè)情況給作者提出了意見。對此問題做出了兩個(gè)方案： 一個(gè)是用分流集流閥控制４ 個(gè)油缸， 另一個(gè)是每個(gè)油缸都加一個(gè)調(diào)速閥。比較兩個(gè)方案發(fā)現(xiàn)： 用分流集流閥需要改動(dòng)的地方太多， 集成塊需要重新設(shè)計(jì)； 而調(diào)速閥則沒那么麻煩， 疊加上就可以。對原理圖進(jìn)行修改， 安裝上實(shí)物， 對４ 個(gè)油缸上的調(diào)速閥微調(diào)， 感覺效果還可以， 基本上能實(shí)現(xiàn)同上升。
 
   ７　、油缸在下降時(shí)的突然竄動(dòng)問題

   在試制時(shí)發(fā)現(xiàn)， 在持續(xù)加載切削完成后， 撤掉持續(xù)加載下降的過程中， 負(fù)載造成抬升油缸突然竄動(dòng)。針對此問題， 特在油缸下降回油上增加一個(gè)節(jié)流閥，增加回油背壓， 使油缸在下降時(shí)有個(gè)緩沖， 解決了突然竄動(dòng)。
 
    ８　、結(jié)束語
 

     設(shè)計(jì)的車輪車床液壓系統(tǒng)在試制過程中發(fā)現(xiàn)的問題經(jīng)進(jìn)行解決了， 已成功應(yīng)用于產(chǎn)品， 用戶反映良好。