组合机床动力滑台液压传动系统的理实教学

王素秋

摘要：文章分析了组合机床动力滑台的工作要求，使机床液压传动系统满足工件加工时的快进、工进1、工进2、快退、停的工作任务。通过对比分析及借助拆装式液压系统教学实验平台的模拟工况分析并确定了最佳改造方案，改造后的液压系统提高了动力滑台的运动平稳性，减少了油路的元件数量，简化了系统结构，极大地提高了生产效率。分析液压油的过滤方案延长了液压油的更换周期，可以节约成本。

关键词：液压系统教学实验台；速度控制回路；动力滑台；液压系统

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）29-0219-02

一、引言

组合机床是一种高效率的专用机床，动力滑台是组合机床上用来实现进给运动的一种通用部件，液压动力滑台的运动是靠液压缸驱动的，滑台上面可裝上动力箱和多轴主轴箱，用以完成钻、扩、铰、铣、镗、刮端面、倒角、攻丝等加工工序。常用动力滑台有两种：液压动力滑台和机械动力滑台。（1）液压动力滑台的优点：速度换接平稳、进给速度稳定、功率利用合理、精度高、效率高、噪声低、发热少。液压动力滑台在机床上的应用提高了零件加工的精度，赋予了机床良好的加工性能，与电气控制配合易于实现自动化。（2）机械动力滑台的缺点：速度换接不平稳，微量进给时易出现爬行现象；加工中发热量大，加工精度不稳定；效率低、噪声大，批量生产中不易实现自动化。

二、YT4543型动力滑台液压系统的组成及工作原理

（一）组成部分

本系统由液压系统动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件四个模块组成，工作液选用液压油。各个模块之间相互独立，修改其中一个模块时，不会对其余模块产生影响。液压系统总体框架如图1所示。

1.动力元件。将机械能转换为液压能，为液压系统提供一定流量和压力的液体。本系统选用单作用叶片泵，如图2限压式变量叶片泵的工作原理及特性曲线。F负载很小时，p很小，e很大，泵输出大流量；F负载增大时，p增大，e减小，泵输出小流量；F负载很大时，e=0，q=0，泵流量卸荷。

2.控制元件。控制流体的压力、流量和方向。

3.执行元件。将液体的压力能转换为机械能，选用单杆液压缸。

4.辅助元件。用于连接、储油、过滤、测量。选用油管油箱滤油器和压力表等。

动作要求如图3所示：快进→第一次工作进给→第二次工作进给→止挡块停留→快退→原位停止。

（二）工作原理

1.快进。1YA（+）→4（左）→3（左）；低压→6关闭；进油路：1→2→3（左）→11（下）→缸（左）；回油路：缸（右）→3（左）→7→11（下）→缸（左）；差动连接+泵1供大流量（低压）。

2.第一次工进。行程挡块→11（上）；高压→6打开；进油路：1→2→3（左）→8→10（左）→缸（左）；回油路：缸（右）→3（左）→6→5→油箱；泵1供小流量，阀8调速，回油路上有阀5做背压阀。

3.第二次工进。行程开关→3YA（+）→10（右）；进油路：1→2→3（左）→8→9→缸（左）；回油路：缸（右）→3（左）→6→5→油箱；泵1供小流量，阀9调速，回油路上有阀5做背压阀。

4.止挡铁停留。压力增大→压力继电器发出信号→时间继电器延时；液压缸停止，泵流量卸荷（供极小流量补充泄漏）。

5.快退。压力继电器（延时后）→2YA（+）、1YA（-）、3YA（-）→4（右）→3（右）；进油路：1→2→3（右）→缸（右）；回油路：缸（左）→13→3（右）→油箱；低压→泵1供大流量。

6.原位停止。行程开关→1YA（-）、2YA（-）、3YA（-）；泵1流量卸荷，液压缸浮动。

三、机床动力滑台液压系统调节与控制及仿真训练

1.工作任务。（1）合理选择液压元件，正确连接液压控制回路，满足机床动力滑台“快进—Ⅰ工进—Ⅱ工进—快退”的工作循环要求。（2）设定液压执行元件、动力元件、流量阀、压力阀的压力、流量以及几何尺寸等主要参数，并且改变电磁阀、机动阀等元件的控制方式，观察液压执行元件的运行情况，包括其负载和速度的大小变化情况。（3）选用不同流量阀，并调节其节流开口，分析执行元件速度的稳定性。

2.回路连接见图4。

3.学生分组设定参数。液压缸：活塞面积20cm2，活塞杆面积10cm2，最大行程500mm，行程挡块位置200mm；执行元件输出力：快速进退，F=0；工作进给，F=5000N；液压源：工进阶段：压力50bar，流量6L/min，快速阶段：压力20bar，流量16L/min；流量阀：调速阀1，3L/min；调速阀2，2L/min；顺序阀：压力25bar；溢流阀：压力20bar；单向节流阀：开度10%。

4.调试运行。

四、结语

拆装式液压系统实验台作为学生巩固理论知识的实践载体，通过软件建立了动力滑台模拟实验环境，实现了机床动力滑台进给工作过程的仿真。通过本系统的实践实例说明试验台的实用性和方便之处，另外通过模拟仿真环境解决了因缺乏实体无法开展项目的教学问题。

参考文献：

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[2]金英姬.液压与气动系统设计安装与调试[M].北京：高等教育出版社，2010.

[3]吴海荣.基于QCS014A实验台的液压马达选型设计[J].机床与液压，2012，（14）.