组合机床液压传动系统分析

组合机床液压传动系统分析

摘要：液压动力滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能。它对液压系统性能的主要要求是速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少。采用滑台液压传动系统的组合机床在运行中经常有故障发生，如噪声、爬行、泄漏、油温过高、换向时冲击大、压力提不高、运动速度低于规定值等现象。本文主要针对滑台液压系统的工作原理以及常见故障进行分析。

关键词：组合机床液压传动故障

一、前言

1、液压传动的概念

液压传动是用液体作为工作介质来进行控制和传递能量的传动方式。液压系统是利用液压泵将机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。驱动组合机床滑台的液压系统是由油箱、液压泵、过滤器、开停阀、溢流阀、换向阀、节流阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。

2、滑台液压传动的优、缺点

优点：在相同的体积下，液压执行装置能比电气装置产生出更大的动力。液压执行装置的工作比较平稳。由于液压执行装置重量轻、惯性小、反应快，所以易于实现快速起动、制动和频繁地换向。液压传动可在大范围内实现无级调速，并可在液压装置运行的过程中进行调速。液压传动容易实现自动化，因为它是对液体的压力、流量和流动方向进行控制或调节，操纵很方便。当液压控制和电气控制或气动控制结合使用时，能实现较复杂的顺序动作和远程控制。液压装置易于实现过载保护且液压件能自行润滑，因此使用寿命长。由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。

缺点：液压传动是以液体为工作介质，在相对运动表面间不可避免地要有泄漏，同时，液体又不是绝对不可压缩的，因此不宜在传动比要求严格的场合采用。液压传动在工作过程中有较多的能量损失，不宜于远距离传动。液压传动对油温的变化比较敏感，油温变化会影响运动的稳定性。因此，在低温和高温条件下，采用液压传动有一定的困难。为了减少泄露，液压元件的制造精度要求高，因此，液压元件的制造成本高，而且对油液的污染比较敏感。液压系统故障的诊断比较困难，因此对维修人员提出了更高的要求，既要系统地掌握液压传动的理论知识，又要有一定的实践经验。随着高压、高速、高效率和大流量化，液压元件和系统的噪声日益增大，这也是要解决的问题。

组合机床

1--床身 2--动力滑台 3--动力头 4--主轴箱 5--刀具 6--工件 7--夹具 8--工作台 9--底座

二、液压滑台传动系统的特点

首先，大多数传动系统采用了限压式变量叶片泵一调速阀一背压阀式的调速回路，这样就能能保证稳定的低速运动、较好的速度刚性和较大的调速范围。其次，用限压式变量泵和差动连接式液压缸来实现快进，能源利用比较合理。滑台停止运动时，换向阀使液压泵在低压下卸荷，减少能量损耗。再次，系统采用了行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接，不仅简化了电气回路，而且使动作可靠，换接精度亦比电气控制高，至于两个工进之间的换接则由于两者速度都较低，采用电磁阀完全能保证换接精度。夹紧缸与滑台的动力都是由一个泵来提供，减压阀使夹紧缸与滑台压力不同。经济实用。夹紧缸回油路上的节流阀不仅可以调速还起到平稳夹紧缸的作用。动力滑台的行程范围及有关加工行程，主要靠装置在滑台上的行程挡块来保证和调速。加速过程中，滑台在死挡块处得停留时间可用延时继电器来调节。

滑台液压系统原理图

三、常见故障现象

1、夹紧缸速度调节失灵

出现这种故障的原因有很多，例如节流阀与减压阀顺序不合理。当节流阀调节夹紧缸速度时，通过节流阀的油液流量改变，油压也会有适当的变化，之后油液又经过了减压阀，由于压力的变化导致减压阀的变化。最后使调节后的流量又发生了改变。所以会造成夹紧缸速度调节失灵。还有一种情况是节流阀出现故障。节流阀是一种最简单又是最基本的流量控制阀。它是借助于控制机构使阀芯相对于阀体孔运动，以改变阀口的通流面积从而调节输出流量的阀类。通过节流阀芯上下移动改变节流口的开口量，从而实现对流量的调节。当阀芯卡死或进出油口被堵住时，节流阀失效。

2、进给缸二工进速度调节失灵

工作进给缸二工进是由于油液经过调速阀、调速阀。速度调节失灵是因为进入液压缸的流量相对于一工进没有改变。问题可能有两个方面，一方面是电磁换向阀工作失效，无法置于左位。另一方面是调速阀的开口比调速阀的。改进方法：换一个新的电磁换向阀。置换调速阀，使调速阀的开口大于调速阀的开口。

3、泵在卸荷时发热振动严重

泵卸荷时发热可能是由于泵的动力传递损耗太高了，叶片泵的叶片磨损严重；也

可能是油液冷却的不够充分，卸荷时进入油箱的油又被油泵泵上来了；在泵卸荷时，

有困油现象，油液始终在泵中，无法进入油箱冷却。改进方法：检查泵芯原件，若磨损或损坏则更换；通过油箱板分开漏油管、回油管和吸油管，将回油管安装在使其回油在吸入泵前需要经过最远流动距离之处；设置油路的卸荷回路，当需要卸荷时，使油回到油箱冷却。

四、结束语

近年来随着微电子、计算机技术相结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段。目前，已广泛应用在工业各领域。目前液压元器件制造技术的进一步提高，使液压技术不仅在作为一种基本的传统形式上占有重要地位而且以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段。本文是我通过多年工作经验，对组合机床上的滑台液压传动系统进行了简单的分析，其目的是总结和积累一些实际工作经验，以便更好的服务于生产实践活动，但是由于本人能力有限，在文中有很多不当之处，请大家多提宝贵意见。参考文献

[1] ：《液压与气动技术》李新德中国商业出版社.2006

[3] ：《液压与气压传动》张福臣机械工业出版社.2006

[4] ：《液压与气动技术》陈桂芳北京理工大学出版社.2007