专用机床液压系统误动作研究及改进设计

　　1 引言

　　一机械加工厂自制的专用机床液压系统工作原理如图1所示，可以同时进行速度和顺序控制，以满足不同加工需要。当阀4通电时，压力油液进入夹紧缸8，活塞右移推动夹具夹紧工件。工件夹紧后，油路压力升高，达到顺序阀9的设定压力，顺序阀打井，压力油液进入进给缸1l，活塞右移驱动进给机构进给加工。进给加工到终点，阀4断电复位。压力油液进入缸11，活塞左移，刀具返回。缸ll活塞返回后，油路压力升高打开阀5和顺序阀7，压力油液进入缸8，活塞左移返回，松开工件。但陔机床在加工过程中有时会出现工件还没有夹紧，缸11已经开始进给，且进给速度不平稳的现象。为此，我们对液压控制系统进行了深人研究，找出并证实了产生问题的原因，对原液压系统进行了改进设计，取得了良好效果。

　　1．油箱2，液压采3．溢流阀4．电磁换向阀

　　5．液控单向阀6、10．单向节流阀7．9．单向顺序阎

　　8．夹紧液压缸11．进给液压缸

　　图l 改进前液压系统原理图

　　2 问题原因分析

　　要通过阀6对夹紧缸8进行速度控制，阀3必然是溢流阀，则回路是一恒压回路，回路压力由阀3设

　　定。此时，顺序阀9的开启压力低于或等于进油路压力，油液流过阀6进入缸8存在压力损失，出口压力小于进口压力，缸8速度越小，压差越大，导致夹紧缸活塞移动还没有停止，阀9已经开启，压力油液进入了进给缸。这样，就出现了工件还没有夹紧，进给缸已经开始进给的现象。

　　进给加工中出现速度不平稳，是由于系统中阀3应作安全阀，而不该作溢流阀使用而造成的。阀3和阀9之间相互关系，可以用图2所示的系统卢一口特性

　　图2 系统p-q特性曲线

　　曲线加以说明。设曲线ab、cd与c’b’、 de分别为液压泵流量特性(未考虑泵泄漏)、溢流阀3启闭特性和顺序阀9开启特性。特性曲线上c、d点对应的压力Pk和Ps 分别为阀3和阀9的开启压力，交点e为阀9的工作点，也是液压泵的工作点(qp ，Pe )。即泵出口压力值大于Pe小于Pk时，输出的流量q。全部通过阀9进入进给缸，推动活塞快速移动。当阀3设定压力所对应的开启压力值P k高于阀9设定压力所对应的开启压力值P ，但低于阀9通过全流量时设定压力值P时，阀3的特性由开启变为闭合，阀9的工作点就变成曲线出与C b 的交点e 。这时，阀3已经开始溢流，通过的溢流量为q2，通过阀9的流量变为ql=qp-一q2，则进给速度降低。当阀3设定压力所对应的开启压力值Pk与阀9通过全流量qp时的设定压力值P 相等或略高时，一旦负载增加，泵出口压力增大，超过阀3开启压力时，阀3便开始溢流，通过阀9的流量随阀3溢流量的增大而减小。也造成进给缸运动速度降低。负载减小后，又回到初始状态。显然，这种情况下顺序阀9的工作点是不稳定的，系统会因压力波动的影响，导致进给缸的运动速度时大时小不稳定。