电液控制系统中复合液压缸机构的改进

　　液压传动易获得很大的力矩,运动平稳,均匀,准确可靠,与电气控制系统相结合易于实现自动化,所以在组合机床、自动化机床、生产自动线、数控机床中得到了广泛的应用。

　　1.应用实例

　　我厂生产的某卧式加工中心主传动部分变速采用主轴伺服电动机经齿轮三挡变速实现主轴在每分钟十几转至四千多转范围内的有级、无级混合调速。机床 主轴的转速划分为三个区域:低挡区、中挡区、高挡区。加上一个特殊用途的空挡位,换挡变速机构需实现高、中、低、空四个位置的控制。换挡时滑移齿轮的动作 是由四腔三活塞杆的复合液压缸机构通过两套电磁阀组联合控制活塞杆的动作来实现的。

　　原变速液压缸结构及液压原理如图1所示。变速液压缸机构动作与电磁阀的关系如表1所示。换挡时系统将程序中所需的主轴转速与系统内部设定的挡位 分区转速相比较,判别出所需转速处在哪一挡位,而后发出相应的动作指令使电磁阀动作,从而使活塞杆通过推动拨叉使滑移齿轮到指定的位置完成换挡动作,同时 通过伺服电动机调速得到所需的主轴转速。各检测开关在该机构中起到确认机构是否已到某位或某动作是否已完成的作用。

　　液压传动易获得很大的力矩,运动平稳,均匀,准确可靠,与电气控制系统相结合易于实现自动化,所以在组合机床、自动化机床、生产自线、数控机床中得到了广泛的应用。

　　2.机构的改进

　　原有的机构尽管能够满足使用要求,但随着制造业的飞速发展,也表现出了许多不足之处:主要表现在所需零部件数量多、结构复杂、加工困难、液控油 路需要有两套阀组联合控制,使得这种电液控制的机构中间环节多,成本高,动作不太灵活,故障率较高。而且为了能够保证换挡到位后使其保持住轴向位置,相应 的电磁阀线圈需处于常通电状态,这样会影响电磁阀的使用寿命。为改善机床的可靠性能,降低制造成本,真正做到物美价廉,满足市场经济的需求等,我们对此电 液控制系统作了如下的技术改进,通过现场实践检验,可行性已得到充分验证,效果令人满意。

　　改进后的变速液压缸机构的结构及液压原理如图2所示。可以看出简化后控制油路为只采用一套电磁阀组控制的单个油路,且机构中只有一个液压缸。改 进后的电磁阀动作控制指令梯形图如图3所示。这种电液控制系统中,各检测开关对活塞运动的位置起着检测和控制的双重作用,换挡时根据PLC中的编程指令及 检测开关检测到的信号共同使电磁阀动作来完成换挡指令。各信号指令的含义:

　　I001--低挡指令;