液壓與氣動(dòng)技術(shù) 第2版 課件 9.2液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試

液壓與氣壓系統(tǒng)控制

Hydraulicandpneumaticcontrolsystem泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院項(xiàng)目9液壓系統(tǒng)速度控制

任務(wù)9.2液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)能理解調(diào)速閥的工作原理，結(jié)構(gòu)和用途能識(shí)記和辨別調(diào)速閥圖形符號(hào)與實(shí)物能理解調(diào)速閥節(jié)流回路、速度換接回路的工作原理與應(yīng)用能進(jìn)行調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路、速度換接回路的搭建和調(diào)試能進(jìn)行相應(yīng)控制回路常見(jiàn)簡(jiǎn)單故障分析與排除液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試任務(wù)布置鉆床工作時(shí)，鉆頭的升降由一個(gè)雙作用液壓缸控制，按下啟動(dòng)按鈕S1后液壓缸活塞桿伸出，鉆頭快速下降，到達(dá)加工位置后(由行程開(kāi)關(guān)1S2控制)，減速緩慢下降，對(duì)工件進(jìn)行鉆孔加工。加工完畢后，通過(guò)按下另一個(gè)按鈕S2控制液壓缸活塞回縮。如要鉆大直徑孔則需要相當(dāng)平穩(wěn)進(jìn)給速度，且根據(jù)不同的鉆孔要求無(wú)級(jí)調(diào)整進(jìn)給速度。進(jìn)給油缸液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試任務(wù)分析典型的機(jī)械加工中常用的快進(jìn)一工進(jìn)一快退回路，回路在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意速度換接的平穩(wěn)性，一般采用液壓進(jìn)給。鉆頭的進(jìn)給速度穩(wěn)定性要求較高，采用節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速，無(wú)法保證執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的良好速度穩(wěn)定性，應(yīng)采用調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速。

進(jìn)給油缸液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試相關(guān)知識(shí)調(diào)速閥由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成的，由減壓閥來(lái)進(jìn)行壓力補(bǔ)償，使節(jié)流口前后壓差基本保持恒定，從而穩(wěn)定流量。

液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試相關(guān)知識(shí)調(diào)速閥若負(fù)載增加，調(diào)速閥出口壓力p3也增加，作用在減壓閥芯上端的液壓力增大，閥芯失去平衡向下移動(dòng)，于是減壓口x增大，通過(guò)減壓口的壓力損失減小，p2也增大，其差值

p2-p3

基本保持不變；反之亦然。即定差減壓閥能自動(dòng)調(diào)節(jié)減壓口液阻，使節(jié)流閥前、后壓力差保持不變，從而保證流量穩(wěn)定。

液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試相關(guān)知識(shí)調(diào)速閥調(diào)速閥正常工作時(shí)，至少要求有0.4~0.5MPa以上的工作壓差。當(dāng)壓差小時(shí)，減壓閥閥芯在彈簧力作用下處于最下端位置，閥口全開(kāi)，不能起到穩(wěn)定節(jié)流閥前、后壓差的作用。由于調(diào)速閥能使流量不受負(fù)載變化的影響，所以適用于負(fù)載變化較大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求較高的場(chǎng)合。

液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路對(duì)于一些負(fù)載變化較大，對(duì)速度穩(wěn)定性要求較高的液壓系統(tǒng)，可采用調(diào)速閥來(lái)改善回路的速度-負(fù)載特性。在采用調(diào)速閥的調(diào)速回路中為了保證調(diào)速閥中定差減壓閥起到壓力補(bǔ)償作用，調(diào)速閥兩端的壓差必須大于一定的數(shù)值，中低壓調(diào)速閥為0.5MPa，高壓調(diào)速閥為1MPa。

a）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速b）回油節(jié)流調(diào)速c）旁路節(jié)流調(diào)速液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試進(jìn)、出口調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線，當(dāng)負(fù)載在0~FA之間變化時(shí)，其速度不會(huì)隨之變化；當(dāng)負(fù)載大于FA時(shí)，由于調(diào)速閥的工作壓差小于調(diào)速閥的正常工作的最小壓差，輸出特性與節(jié)流閥相同。旁路調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線，當(dāng)負(fù)載在FA~FB之間變化時(shí)，其速度不會(huì)隨之變化；當(dāng)負(fù)載小于FA時(shí)，由于調(diào)速閥的工作壓差小于調(diào)速閥的正常工作的最小壓差，輸出特性與節(jié)流閥相同。

液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試同時(shí)由于調(diào)速閥的最小壓差比節(jié)流閥的壓差大，因此其調(diào)速回路的功率損失比節(jié)流調(diào)速回路要大一些。綜上所述，采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路的低速穩(wěn)定性、回路剛度、調(diào)速范圍等，要比采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路都好，所以它在機(jī)床液壓系統(tǒng)中獲得廣泛的應(yīng)用。

液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試速度換接回路速度換接回路用來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的變換，即在原來(lái)設(shè)計(jì)或調(diào)節(jié)好的幾種運(yùn)動(dòng)速度中，從一種速度換成另一種速度。對(duì)這種回路的要求是速度換接要平穩(wěn)，即不允許在速度變換的過(guò)程中有前沖(速度突然增加)現(xiàn)象。

液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試速度換接回路兩通換向閥速度換接回路（a）因?yàn)樾谐涕y的通油路是由液壓缸活塞的行程控制閥芯移動(dòng)而逐漸關(guān)閉的，所以換接時(shí)的位置精度高，沖擊小，運(yùn)動(dòng)速度的變換也比較平穩(wěn)。這種回路在機(jī)床液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多，它的缺點(diǎn)是行程閥的安裝位置受一定限制，所以有時(shí)管路連接稍復(fù)雜。（b）行程閥用電磁換向閥來(lái)代替，這時(shí)電磁閥的安裝位置不受限制，但其換接精度及速度變換的平穩(wěn)性較差。

液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試速度換接回路調(diào)速閥（節(jié)流閥）串并聯(lián)的速度換接回路這種回路中兩個(gè)調(diào)速閥的節(jié)流口可以獨(dú)調(diào)節(jié)，互不影響，圖（a）一個(gè)調(diào)速閥工作時(shí)，另一個(gè)調(diào)速閥中沒(méi)有油液通過(guò)，它的減壓閥則處于完全打開(kāi)的位置，在速度換接開(kāi)始的瞬間不能起減壓作用，容易出現(xiàn)部件突然前沖的現(xiàn)象。圖（b）兩個(gè)調(diào)速閥始終處于工作狀態(tài)，在工作進(jìn)給速度轉(zhuǎn)換時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)部件突然前沖現(xiàn)象，因而工作可靠，但能量損失大。

液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試速度換接回路兩個(gè)調(diào)速閥串聯(lián)的速度換接回路工作時(shí)調(diào)速閥3一直工作，它限制著進(jìn)入液壓缸或調(diào)速閥4的流量，因此在速度換接時(shí)不會(huì)使液壓缸產(chǎn)生前沖現(xiàn)象，換接平穩(wěn)性較好。在調(diào)速閥4工作時(shí)，油液需經(jīng)兩個(gè)調(diào)速閥，故能量損失較大。回路中調(diào)速閥4的節(jié)流口應(yīng)調(diào)得比調(diào)速閥3小，否則調(diào)速閥4速度換接將不起作用。

液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試任務(wù)實(shí)施方案確定與液壓控制回路設(shè)計(jì)采用電磁換向閥速度換接回路切換鉆床快進(jìn)與工進(jìn)，為獲得平穩(wěn)的加工速度采用調(diào)速閥控制工進(jìn)速度。鉆頭快進(jìn)到達(dá)加工位置(1S2)，切換工進(jìn)，調(diào)速閥控制鉆孔加工的慢速穩(wěn)定進(jìn)給；退回時(shí)，油液通過(guò)并聯(lián)的單向閥流動(dòng)，液壓缸快速退回?；芈吩O(shè)計(jì)背壓閥1V4，通過(guò)背壓閥壓力的調(diào)整獲得不同的無(wú)桿腔壓力。模擬給液壓缸加載，目的是為觀察回路的速度負(fù)載特性。液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試任務(wù)實(shí)施方案確定與液壓控制回路設(shè)計(jì)電氣控制回路如圖液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試任務(wù)實(shí)施回路組裝與調(diào)試根據(jù)項(xiàng)目要求，設(shè)計(jì)回路，在仿真軟件上進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。根據(jù)圖9-22進(jìn)行液壓回路和電氣控制回路連接并檢查。注意點(diǎn)：請(qǐng)務(wù)必注意行程開(kāi)關(guān)1S1布置在液壓缸起點(diǎn)處，1S2布置在行程中間適當(dāng)位置。連接無(wú)誤后，打開(kāi)液壓泵及電源，觀察液壓缸運(yùn)行情況。注意點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)回路前請(qǐng)將溢流閥的開(kāi)啟壓力設(shè)置到最低，然后觀察壓力表P1，調(diào)節(jié)溢流閥，將泵口壓力調(diào)節(jié)到適合值，同時(shí)觀察P2、P3表的讀數(shù)。液壓缸空載往復(fù)運(yùn)動(dòng)，排除系統(tǒng)空氣，調(diào)節(jié)調(diào)速閥適當(dāng)開(kāi)度，使液壓缸活塞桿工進(jìn)時(shí)間在7~8s左右。液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試回路組裝與調(diào)試觀察測(cè)量液壓缸快進(jìn)速度、工進(jìn)速度和快退速度。調(diào)節(jié)調(diào)速閥閥口開(kāi)度，觀察速度變化情況、調(diào)速閥兩端壓差有無(wú)變化。注意點(diǎn)：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)速閥調(diào)節(jié)手柄，液壓缸的速度應(yīng)當(dāng)增大，且負(fù)載不變故調(diào)速閥兩端的壓差應(yīng)當(dāng)不變。液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試回路組裝與調(diào)試根據(jù)表9-3要求進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)試并做好記錄。調(diào)節(jié)溢流閥1V5，改變回油路背壓（即相當(dāng)于給液壓缸加載），觀察負(fù)載變化對(duì)工進(jìn)速度的影響，并記錄液壓缸工進(jìn)過(guò)程中壓力表P1、P2、P3的讀數(shù)，測(cè)試液壓缸工進(jìn)所用的時(shí)間t。注意點(diǎn)：測(cè)試應(yīng)在活塞桿碰到行程開(kāi)關(guān)1S2后至伸出停止范圍內(nèi)進(jìn)行。因?yàn)檎{(diào)速閥的前后壓差要求，壓差大與0.5~1Mpa時(shí)才能使液壓缸速度穩(wěn)定，故當(dāng)背壓加大到一定值后，液壓缸的速度將不再穩(wěn)定，逐漸下降。對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和解決。液壓鉆床自動(dòng)進(jìn)給回路組裝與調(diào)試任務(wù)實(shí)施數(shù)據(jù)記錄測(cè)定條件油溫：

oC液壓缸行程L=200mm，有桿腔有效面積A2=

序號(hào)測(cè)算內(nèi)容MPaMPaMPaΔpMPaFKNtsvmm/s123456表9-4小型液壓鉆孔設(shè)備液壓控制回路