调速回路换向后进给速度稳定性的研究

　　液压系统调速回路存在着在油路换向后,进给运动速度不稳定这样一个普遍现象。它会影响加工质量,也会使自动化过程产生错误动作。例如,某工厂设计制造一用于加工汽车零件的生产自动线,要求工作台返程运动过程中完成半精铣加工。工作台运动由液压驱动。在工作台由进给运动转换为返程进给运动瞬时,工作台以快进速度前冲了10~ 20 mm后才以正常工进速度运动。这样,不仅使加工精度和表面质量不能满足设计要求,还会使刀具破损,造成人身事故。这一问题如果得不到解决,整个自动生产线不能交付使用,带来的经济损失是很大的。

　　1 造成调速回路换向后进给速度不稳定的根本原因

　　液压系统调速回路在换向时进给速度不稳定的这一现象反应在图1(a)中:当电气起动信号作用后,工作台并未启动。在滞后一段时间某一时刻突然跃进一段距离vS,然后匀速返程进给。图1(b)从原理上解释了图1(a)所示现象产生的原因。图1(b)是一典型的调速回路,其工进速度的调节为调速阀回油节流。工作台在前进)))返程的过程中,必然存在一停留的过程。从图1(b)可以看出:当工作台停留时,调速阀的减压阀两端压差为零,其阀芯在弹簧作用下将阀口全打开。工作台以工进速度返程时,由于调速阀的减压阀阀芯全开,故减压阀两端压降很小,从而使调速阀的节流阀两端受一很大的瞬时压差,通过了较大的瞬时流量,使工作台返程时前冲一段距离,直至减压阀开口稳定在正常工作位置后,工作台才以正常工进速度返程[1]。

　　影响前冲距离的因素较多,如调速阀参数的差异;工作台停止运动时,回油腔油液流失量的大小等。因此,工作台返程前冲距离不是一固定量。所以,只有消除返程进给前冲现象,保持返程工进速度的稳定性,才能保证零件的加工质量和机械制造自动化过程的正确和稳定性。

　　2 调速回路换向后进给速度稳定性的解决方案

　　通过把调速回路中的普通调速阀更换为外控调速阀,并对其作专门控制,从而解决了调速回路换向后进给速度稳定性的问题。其原理见图2。

　　2. 1 解决方案的原理

　　如图2所示:液压系统从进入换向阀3的压力油引出一油路进入外控式调速阀的外控口。当工作台在工进转为暂停后,换向阀3处于中位,进入外控口的压力油将把调速阀的减压阀关闭.当主油缸换向并返程,以工进速度前进时,换向阀3将处于左或右位。减压阀前后压差逐渐趋于平衡,将慢慢打开减压阀,直至减压阀两端压力处于正常平衡状态。由于主油缸换向并转为返程进给的这一过程中,减压阀处于由关闭到逐渐打开状态,避免了瞬时大流量油液流经调速阀,也就消除了工作台返程工进时的前冲现象。