坐标镗床液压系统中的爬行原因及对策

　　坐标镗床是对工作位置要求较高的机床，其工作台要求以极低的速度移动，以获得精确的定位。但当工作台以极低的速度移动时，往往会出现爬行现象。轻微的爬行使工作台产生目光不易觉察的振动，显著的爬行使工作台产生大距离的跳动。这种爬行现象不仅会破坏工件的表面质量(粗糙度)和加工精度，还会降低机床和刀具的使用寿命，甚至会产生废品和事故，必须予以排除。

　　1 产生爬行的机理 

　　图1所示为一双出杆液压缸带动工作台在导轨上以极低的速度移动。

　　

　　图1 液压系统爬行物理模型

　　当液压缸左腔通压力油时，活塞不会立即移动，必须克服各运动副的静摩擦力(不考虑工作负载)后才能带动工作台移动。在此阶段，左腔的工作油液特别是混入其中的空气不断被挤压和压缩，左腔压力逐渐升高并积蓄能量，直至其压力能克服静摩擦阻力，工作台才会移动。一旦有了运动，静摩擦变为动摩擦，活塞突然被加速，工作台快速前冲；与此同时，左腔油压突然降低，于是原来混入左腔油液中并被压缩了的空气，由于油压的降低而膨胀并迅速释放原储存的能量，其结果更加助长工作台快速前冲。由于工作台快速前冲，液压缸的推力减小，无法克服摩擦力，使工作台又停止移动。待液压缸左腔压力再次上升到足以克服静摩擦力时，工作台重新启动。于是，工作台突跳— — 停止不断地循环，产生爬行现象。

　　可见，当工作台以极低的速度移动时，系统刚性、摩擦阻力变化是导致工作台产生爬行的根本原因。

　　2 产生爬行的具体原因与对策

　　2．1 驱动刚性差引起的爬行

　　空气进入油液中后，一部分溶于压力油液中，其余部分就形成气泡浮游在压力油液中。因为空气有压缩性，使油液产生明显的弹性，造成驱动刚性差而引起爬行。

　　2．1．1 原因

　　1)在往复运动的零件之间，需要有一定的配合间隙，空气易从这些间隙混入。

　　2)液压管接头松动或密封不严，空气由此进入液压系统中。

　　3)液压元件的精度差，密封件性能不良而造成各种泄漏。

　　4)吸油管设置不当而吸入空气，或因被污物堵塞而形成局部真空。

　　5)油管中油液不足或吸油管插入深度不够，造成吸油时吸入空气。

　　6)液压系统中局部压力低于空气的分离压力，使溶于油液中的空气分离出来。

　　7)液压系统设计不合理，在机床停止工作时，液压缸左、右腔互通并通回油路，油液在位能作用下流回油箱，在液压系统中形成局部真空，空气从各个渠道进入液压系统。