基于工作状态的机床液压传动系统的构建

郭文杰

（天水农业学校，甘肃清水741400）

基于工作状态的机床液压传动系统的构建

郭文杰

（天水农业学校，甘肃清水741400）

机床的工作状态有快速定位、工作进给、快速退回、工作等待四个阶段。文章从机床的不同工作状态出发，依据液压元件功能，优化组合选配液压元件，构建适于机床加工生产的液压传动系统。不仅极大地提高了液压系统构建效率，凸显了经济性原则，又适于机床实际加工生产。

工况；液压传动系统；构建

1 液压传动系统概述

液压传动系统是以液压泵为动力，以液压油为工作介质，在压力、流量、方向等控制元件控制下，将液体的压力能转化为执行元件的机械能，完成直线运动或旋转运动。

2 液压传动的工作原理

以电动机为动力源，驱动液压泵工作，液压泵从油箱吸入低压油液，实现电能——机械能——液压能的转化。流出液压泵的压力油，进入控制系统，实现液压油流经方向、压力强弱、流量大小的控制，把适合系统工作的压力油供给执行元件，如液压缸或液压马达等，使压力能又转化为机械能，并由执行元件带动负载运动或做功。控制部分多余的油液通过泄油或回油装置流回油箱。

3 液压系统的组成

液压系统的组成：①动力元件。是液压系统的动力提供装置，常见的液压泵有齿轮式液压泵、单作用式叶片泵、双作用式叶片泵、轴向柱塞泵、径向柱塞泵等。②控制元件。主要有调压阀、顺序阀、安全阀等压力控制阀，单向阀、换向阀等方向控制阀，以及节流阀、调速阀等流量控制阀。③执行元件。有活塞式、柱塞式、摆动式等液压缸，叶片马达、柱塞马达、齿轮马达等液压马达。④辅助元件。主要有油管、油箱、管接头、过滤器、干燥器、油雾器等。⑤工作介质。在液压系统中用于传递压力能的液压油。

4 机床工作状态分析

以液压自动车床进给系统为例说明机床各工作状态下液压系统的构建。液压自动车床的进给系统没有传统的进给箱，溜板箱和交换齿轮架，直接用液压进给控制系统通过滚珠丝杠驱动溜板箱和刀具实现运动。液压自动车床进给系统常见的工作状态有快速定位、工进运动、快速退回、工作等待四个阶段。

（1）回路分析。根据四个工作阶段，可知该液压系统应包含压力控制回路，速度控制回路、方向控制回路、锁紧/卸荷回路。

（2）液压元件分析。系统的基本液压元件有油箱、过滤器、定量液压泵、液压缸、油管、管接头等。系统压力的稳定需要溢流阀调定，直动式溢流阀能直接实现系统压力的调节，如需实现远程控制，可用远程调压阀与先导式溢流阀的远程控制口相连，进行远程控制。换向的实现必须依靠换向阀，如采用自动控制，必选用电磁换向阀；考虑到快速定位、快速退回、工作等待的要求，则选用对液压缸有锁紧功能，对系统有卸荷作用中位机能的三通四位电磁换向阀；工进阶段必须有调速阀的参与，以实现节流调速的目的。节流调速根据流量控制阀在回路中安放位置的不同，可进行进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速，且要与行程控制阀形成联动机制。另外，行程控制阀还可起到避免超程的作用。

（3）电磁阀和行程阀的动作顺序分析。如表1所示。

表1 电磁阀和行程阀的动作顺序分析

5 构建液压自动车床液压进给系统

本系统采用单向定量泵3供油，通过滤油器2从油箱1吸取液压油，系统压力的建立与稳定依靠直动式溢流阀调定，并当三通四位换向阀6的1YA与2YA同时断电，即换向阀位于中位时，液压缸两腔同时被锁紧封闭，活塞停止运动。同时实现卸荷，以使出口压力接近零，减少了功率损耗。当6的1YA断电，2YA通电时，其右位接入系统，压力油通过行程阀9流入液压缸10左腔，实现了快速前进。当快速进给阶段终了，挡铁按下行程阀9，压力油通过调速阀并采用进油节流调速后进入液压缸的左腔，实现工进。工进结束后，让6的1YA通电，2YA断电现，6的左位接入系统，压力油进入右腔，实现快速退回，回油则通过单向阀8流回油箱。具体如图1所示。

图1 液压进给系统

6 结语

液压系统在现代机械制造行业用途广泛，基于PLC、单片机、电脑、微电脑控制的液压系统机床层出不穷，不论控制系统怎样变化，而液压系统的构建离不开液压元件，而液压元件的结构、功能、工作特点各异，可根据系统所要求的不同工作状态，对液压元件进行重组，以期实现预期的目的。

［1］周建清.机床电气控制［M］.北京：机械工业出版社，2008.

郭文杰（1975-），男，大学本科，讲师，主要研究方向：机械设计及制造。