插装阀在机床液压系统中的应用研究

  参考文献： ［F］ O 液压气动技术手册 ［ ;］ 机械工业出版 O 北京： 社， CEECOFO ［C］ 杜国森， 等 O 液压元件产品样本 ［ ;］ 机械工业出 O 北京： 版社， CEEEOHO

  等） 中， 得到了较多应用， 并取得了良好的使用效果。 随着时下人们对插装阀结构和性能优点认识的深化， 它必 将受到日益重视， 得到愈来愈普遍的应用， 也应引起机 床设计人员的高度关注， 易为机床液压系统的设计打 开一条新的设计道路。 应用依据 大型机床是重工业必不可少的加工设施， 其工作台 的移动、 工件的定位、 夹紧等动作， 往往由液压系统实 现。随着加工工件尺寸的加大， 工作台的行程、 进给速 度和阻力均加大， 使液压系统的通过流量和压力也越来 越大， 且要求液压系统能实现多种控制功能。例如， 机 床进给液压缸要能实现快进、 工进和快退等速度转换， 快进速度要大、 工进速度可调， 泵经减压后向定位和夹 紧缸供油； 定位和夹紧缸要能实现顺序动作等。为获得 较大快进速度， 多采取了液压缸的差动控制回路来提高传

  ################################################# 考虑到其实际工况和操作简单便捷， 选择泵的变量方 人员的工作环境， 得到工程技术人员和操作者的好评。 式为手动， 故最终确定泵的型号为 IE.MNFH4F 型。 # 结束语 该多功能全液压钻机于 CEED 年下半年制成并投 入工程使用， 经过 F 年多的实践， 该机液压系统工作良 万方数据 好， 稳定性很高。尤其是控制台的灵活布置， 改善了操作

  要： 分析了插装阀在机床液压系统中的应用依据， 用其设计了卧式单面多轴钻孔机床的液压系统，

  分析了工作原理。在机床液压系统中， 采用插装阀具有许多优点， 在技术和经济上可行， 符合技术发展的新趋势。 关键词： 插装阀； 机床； 液压系统 中图分类号： !7FDG ! 概述 用插装阀设计的液压系统， 不仅解决了大流量系 统不易 实 现 集 成、 安 装 的 难 题， 而且还具有很多优 点

  ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 杆腔， 其有杆腔经二通阀 ! 的阀口通油箱， 活塞杆伸 出， 将工件夹 紧 （为 断 电 夹 紧， 夹紧时间由节流阀调 整） ， 达到预 定 夹 紧 力 后， 压力继电器发出信号使进 给缸开始动作。 #$ 进给 其功能由进给缸实现， 该缸可实现快进、 工进和 快退的动作循环， 速度的转换由单向行程调速阀 （该 阀为专用阀， 为 使 速 度 切 换 平 稳、 准 确 和 可 靠， 仍采 用原来的形式） % 和方向阀 &’ 共同完成。工作过程 如下： （&）快进 工件定位、 夹紧后， 压力继电器 & 发 出信号， 使方向阀 &’ 中的先导阀电磁铁 &() 和 $() 通电 （*() 断电） ， 两先导阀均切换到右位， 方向控制阀 处于关 &’ 中 个 $ 通阀中的 和 , 的上腔通压力油， 闭状态， 处于开启状态， 泵提供 - 和 . 的上腔通油箱， 的压力油经二通阀 - 的阀口和单向行程调速阀中二位 二通阀的右位进入液压缸的无杆腔， 液压缸有杆腔的 油液经二通阀 . 的阀口， 同泵提供的压力油合流后， 也 经此油路进入无杆腔。液压缸差动连接， 活塞杆快速 伸出， 实现快进 （此时压力低， 泵输出流量大） 。 （$）工进 当液压缸快进到位后， 压下单向行程 调速阀和行程开关 /& ， 使单向行程调速阀中的二位二 通阀切换到左位， 使油流经调速阀进入缸的无杆腔， 同 时 /& 所发出的信号使电磁铁 $() 断电， 所控制的二 位四通先导阀切换至左位， 二通阀 - 和 , 的上腔通油 箱， 阀口开启， 阀口关闭， 液压 和 . 的上腔通压力油， 缸有杆腔所排出的油液经二通阀 , 的阀口通油箱。液 压缸实现工进， 速度大小由单向行程调速阀中的节流 阀调整。 #* 快退 液压缸工进到位后， 压下行程开关 /$ ， 发出信号， 使方向阀 &’ 中的电磁铁 &() 断电， 所控制 $() 通电， 的二位四通先导阀分别切换至左位和右位； 二通阀 和 . 的上腔通油箱， 阀口开启， 二通阀 - 和 , 的上腔通 压力油， 阀口关闭， 泵供应的压力油经二通阀 . 的阀口 进入液压缸的有杆腔， 液压缸无杆腔中的油液经单向 行程调速阀中的单向阀和二通阀 的阀口流回油箱。 由于在油路上液阻很小， 工作所承受的压力低， 泵输出流量大， 液压缸实现快速退回。 # 原位停止 液压缸快退倒位后， 压下行程开关 /’ ， 发出信号， 万方数据

  使方向阀中的先导阀 &’ 电磁铁 &() 和 $() 断电， 所 控制的二位四通先导阀均切换到左位， 使二通阀 -、 . 的上腔均通控制压力油， 阀口均被关闭， 和 , 的上腔 通油箱， 进给缸的两腔均和油箱相通， 处于浮动状态， 等待新的命令， 准备开始新的动作。此时， 变量式叶片 泵的出油口被封闭， 虽有输出压力， 但输出流量很小 （由其工作特性所决定） ， 实现流量卸载。 #% 工件拆卸 加工完毕后， 按下电钮使方向阀 &0 中的先导阀电 磁铁 *() 通电所控制的 $ 位 通先导阀切换至左位， 二通阀 !、 阀口关闭， 二通阀 2、 1 的上腔通控制压力油， 阀口开启， 压力油经二通阀 2 的阀口 3 的上腔通油箱， 进入定位和夹紧缸的上腔， 定位缸的下腔经二通阀 3 的阀口回油箱， 夹紧缸的下腔经单向节流阀 &%、 单向 顺序阀 &4 和二通阀 3 的阀口回油箱， 定位和夹紧缸均 松开， 可进行工件拆卸。 以上动作， 各电磁铁的通、 断电情况如表 & 所示。

  收稿日期： CEEJ4EJ4CK 作者简介： 侯波 （ FLJI—） ， 男， 山 东 烟 台 人， 副 教 授， 工学学 士， 主要是做液压技术的教学和科研工作。

  ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 床的液压系统， 如图 ! 所示。该系统主要由动力滑台 进给缸、 定位和夹紧缸回路组成， 采用差动控制回路， 实现进给缸的快进； 采用限压式变量叶片泵和调速阀 组成的容积,节流调速回路， 调节进给速度 （二位二通 行程阀在快进时直通， 调速阀用于调节工进速度， 单向 阀在快退时起旁通作用） ， 泵输出的油液经减压阀 !* 减压后提供给定位和夹紧缸； 单向阀 !) 用于保证在进 给缸快进时， 定位和夹紧缸的压力不受影响； 进给缸的 运动方向由插装式方向阀 ! 控制； 定位和夹紧缸的运 动方向由插装式方向阀 !( 控制； 系统的最高工作所承受的压力 由安全阀 % 限定； 快进和工进的转换由方向阀 ! 和单 向行程调速阀 & 控制； 单向节流阀 !& 用于调节夹紧缸 的运动速度 （夹紧时间） ； 单向顺序阀 !’ 用于控制夹紧 缸和定位缸的动作顺序； 压力继电器 !% 用于夹紧力达 到预定值时， 发出信号使进给缸动作。现对该系统的 工作原理分析如下。 %! 定位和夹紧 其功能分别由定位和夹紧缸实现， 两缸并联， 在 顺序阀 !’ 的控制下实现先后动作。泵起动后其输出 的压力油经减压阀 !* 减压后， 经单向阀 !) 到达方向 阀 !( 的进油口 （ - 口） ， 此时方向阀 !( 中的二位四通 先导阀电磁铁 $./ 断电， 处于图示右位， 二通阀 0、 1 的上腔通控制压力油， 阀口关闭， 二通阀 2、 3 的上腔 通油箱， 阀口开启， 泵提供的压力油经二通阀 3 的阀 口进入定位缸的无杆腔， 该缸的上腔经二通阀 2 的阀 口通油箱， 定位缸伸出， 推动工件， 待工件到位后， 压 力上升到顺序阀 !’ 的设定压力时， 顺序阀 !’ 开启， 压力油经单向节流阀 !& 中的节流阀进入夹紧缸的无 用插装阀设计机床液压系统是否可行， 现从设计、 制造、 安装和使用维修几个方面做分析。 （!）现代机床液压系统中所使用的各种阀件的功 能均可用相应的插装阀实现， 所以， 可用插装阀设计出 所有类型和型号的机床液压系统， 用其组成的机床液 压系统完全能满足使用上的要求， 并可改善液压系统的性 能， 且有典型集成块 （也可方便的得到各种变型） 可供 选用， 给设计工作带来了极大的方便。 制作容易、 集成块体的制 （#）插装阀的结构相对比较简单、 造精度要求低， “ 三化” 程度很高， 利于组织大批量生 产， 降造和生产所带来的成本。 （$）插装阀的突出优点是易于实现集成化配置 （不受流量的限制， 解决了大流量系统难以集成的难 题） ， 管路布置灵活， 并可减少配管， 使液压泵和油箱 的布置也具有更大的灵活性， 使液压系统结构紧密相连， 便于安装， 整 台 机 床 的 占 地 面 积 减 小， 布 置 更 合 理、 更美观。 可延长介质的使用 （%）插装阀的抗污染能力强， 时间， 耐磨性 好， 工 作 寿 命 长， 二次维修之间的间隔 长， 出现故障 后 易 判 断， 维 修 时 间 短， 便于使用和维 护。 所以， 用插装阀设计和装配机床液压系统， 在技术 上无障碍， 经济上可行， 一定会受到设计、 制造和使用 单位的欢迎。 # 应用设计 基于上述分析， 提出了用插装阀设计机床液压系 统的设计思想， 用插装阀设计了卧式单面多轴钻孔机

  文献标识码： （CEEJ） 文章编号： FEEE4HIJI EI4EEHE4ED 动效率， 这都使得液压元件的数量增加， 系统变得复杂。 由于设计和使用习惯的影响， 目前在中小型机床液压系 统中采用的多是传统液压阀， 该种阀存在通流能力小、 密封性不好、 工作可靠性差等缺陷， 是液压系统诸多故 障的源泉。在大流量系统中使用， 会明显地增加液阻和压 力损失， 降低效率， 且难以实现集成化配置。 因插装阀具有通流能力大、 响应快、 结构相对比较简单、 密 封性要好、 动作准确可靠、 易于集成等突出优点， 用其 取代传统液压阀， 组成机床液压系统， 必将对液压系统 性能的改善和机床加工精度的提高起到及其重要的作用。 此外， 采用插装阀设计机床液压系统， 也符合流体 传动技术的发展的新趋势。为降低使用成本， 消除环境污 染， 流体传动技术正向着使用纯水介质方向发展。由 于水的黏度低， 要求阀的密封性要好， 以提高系统的效 率。插装阀采用锥面密封， 具有优良的密封性能， 更适 于在纯水介质中工作。