四川成都水電工程學校畢 業(yè) 論 文 題目：液壓傳動與機械電氣的聯(lián)合應用 學生姓名 楊選福 專 業(yè) 機電一體化 班 級 機電2010 指導教師 摘 要液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實現(xiàn)各種機械和自動控制的學科。液壓傳動利用這種元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機組合成為完成一定控制功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達到一個變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個原理來達到力的傳遞。 關(guān)鍵詞：液壓傳動， 電磁換向閥，組合機床，搖臂鉆床，搖臂，主軸箱。 目 錄第一章 概 述1 1.1 液壓傳動控制原理2 1.2 液壓傳動系統(tǒng)的組成及應用 2 1.3 液壓傳動的特點5 1.4 液壓傳動技術(shù)在自動化生產(chǎn)中的應用概況6第二章 液壓傳動系統(tǒng)在組合機床中的應用9 2.1 組合機床電氣控制9 2.2 組合機床的主要結(jié)構(gòu)與運動形式 9 2.3 液壓系統(tǒng)工作過程及特點10 2.4 組合機床電氣控制電路10第三章 液壓傳動系統(tǒng)在搖臂鉆床中的應用14 3.1 搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式14 3.2 Z3040搖臂鉆床的電氣控制電路15 3.3 Z3040搖臂鉆床機、電、液聯(lián)合控制過程16總 結(jié)19參考文獻20 第一章 概 述1.1液壓傳動控制原理液壓傳動技術(shù)主要是指利用液壓泵將原動機產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能，然后通過液體壓力能的變化來傳遞能量，最后通過各種類型的控制閥以及管路的傳遞，結(jié)合相關(guān)的液壓執(zhí)行元件（例如液壓缸和馬達），將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，進而驅(qū)動工作機構(gòu)，實現(xiàn)工作機構(gòu)的回轉(zhuǎn)或者直線往復運動。 圖1-1液壓系統(tǒng)圖如圖1-1所示。當液壓系統(tǒng)工作時，調(diào)節(jié)壓力的溢流閥和進行流量控制的速度調(diào)節(jié)閥，其工作狀態(tài)在設(shè)備工作前預先設(shè)定，當設(shè)備進入自動工作時，只有換向閥能夠根據(jù)設(shè)備工作循環(huán)的要求對進入油缸的壓力油回路進行切換，以改變活塞運動輸出方向，從而控制運動件的運動方向。實現(xiàn)對液壓驅(qū)動系統(tǒng)的自動循環(huán)工作控制實際是采用電氣系統(tǒng)對電磁換向閥進行控制。液壓系統(tǒng)工作流程如下：換向閥電磁鐵YV1通電油泵打出壓力油進入油缸左腔壓力油推動活塞右移活塞推動設(shè)備運到件右移油缸右腔油經(jīng)換向閥、速度調(diào)節(jié)閥回油箱。當電磁鐵YV2通電時，換向閥位于右位，壓力油將進入油缸右腔，設(shè)備運動件在活塞帶動下改為向左移動，在電氣系統(tǒng)的控制下，實現(xiàn)設(shè)備運動件自動往返循環(huán)運動。液壓控制和液壓傳動一樣，系統(tǒng)中也包括動力元件、控制元件和執(zhí)行元件，也是通過油液傳遞功率。二者不同之點是液壓控制具有反饋裝置，反饋裝置的作用是執(zhí)行元件的輸出量(位移、速度、力等機械量)反饋回去與輸入量(可以是變化的，也可以是恒定的)進行比較，用比較后的偏差來控制系統(tǒng)，使執(zhí)行元件的輸出隨輸入量的變化而變化或保持恒定。它是一種構(gòu)成閉環(huán)回路的液壓傳動系統(tǒng)，也叫液壓隨動系統(tǒng)或液壓伺服系統(tǒng)。液壓傳動系統(tǒng)中用的是通斷式或邏輯式控制元件，就其控制目的，是保持被調(diào)定值的穩(wěn)定或單純變換方向，也叫定值和順序控制元件。液壓控制系統(tǒng)中用的是伺服控制元件，具有反饋結(jié)構(gòu)，并用電氣裝置進行控制，有較高的控制精度和響應速度，所控制的壓力和流量常連續(xù)變化。輸出功率可放大。1.2.液壓傳動系統(tǒng)的組成及應用1.液壓傳動系統(tǒng)，一般由以下五個主要部分組成：1.動力機構(gòu)油泵(包括其它屬于能源的附件)，它供給液壓系統(tǒng)壓力油，是液壓傳動的心 臟。將原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能，用這個壓力油推動整個液壓傳動系統(tǒng)工作。 采用的油泵有柱塞泵、葉片泵、齒輪油泵等。由于油泵的結(jié)構(gòu)和種類很多，所以在性能上差 別很大。從使用的觀點看來，油泵型號是否能滿足液壓傳動系統(tǒng)的要求，須根據(jù)油泵的最大 工作壓力、流量的大小以及使用、維修等幾方面來考慮。經(jīng)過幾年米的實踐證明，采用中高壓齒輪油泵較適合。 2操縱機構(gòu)又稱控制調(diào)節(jié)裝置，其中包括壓力閥，流量閥、方向閥等各種不同性能的 閥類，通過它們來控制和調(diào)節(jié)油液的壓力、流量、(或速度)和方向，以滿足液壓傳動系統(tǒng)的 工作性能的要求，并實現(xiàn)各種不同的運動工況。 3.執(zhí)行機構(gòu)(又稱為液動機)包括旋轉(zhuǎn)式油馬達及；往復式汕缸等，它們的作用是把油 液的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，對外傳遞動力。 4輔助裝置包括油箱、油管、管接頭、冷卻器、加熱器、濾汕器及儀表等。 5工作介質(zhì)液壓用油液。2.電磁換向閥組成結(jié)構(gòu) 電磁換向閥的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-2所示，由下列幾部分組成： 閥電磁鐵YV：使閥芯移動的驅(qū)動源。 頂桿：傳遞動力的元件。 閥芯：變換油路的移動件。 閥體：帶有油路殼體。 圖1-2電磁換向閥結(jié)果示意圖3.電磁換向閥工作原理 電磁換向閥左位工作狀態(tài)。 當電磁換向閥處于左位工作狀態(tài)時，閥電磁鐵YV通電，通過驅(qū)動機構(gòu)推動閥內(nèi)頂桿，頂桿使閥芯移動，移動的閥芯改變換向閥體內(nèi)油路。使P口壓力油經(jīng)A口向外供油，B口油經(jīng)O口返回。當換向閥接油缸時，壓力油進入指定的油缸油腔，活塞推桿即能夠按要求的方向移動。 電磁換向閥右位工作狀態(tài)。 當電磁換向閥需要處于右位工作狀態(tài)時，閥電磁鐵YV斷電，通過復位彈簧作用使閥芯移動回原位，移動復位后的閥芯改變換向閥體內(nèi)油路，此時P口壓力油經(jīng)B口向外供油看，A口油經(jīng)O口返回。這樣換向閥切換壓力油進入的油缸油腔，從而使活塞推桿改變移動方向。綜上所述，控制換向閥電磁鐵YV，即可控制液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，因此電氣系統(tǒng)對液壓系統(tǒng)驅(qū)動的設(shè)備進行自動循環(huán)工作控制時，是通過控制電磁換向閥的電磁鐵按工作要求通電和斷電來實現(xiàn)的輸出信號控制電磁鐵換向閥的電磁鐵通電和斷電。如圖圖1-3所示，它由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管、接頭組成。其工作原理如下：液壓泵由電動機驅(qū)動后，從油箱中吸油，油液經(jīng)濾油器進入液壓泵，油液在泵腔中從入口低壓到泵出口高壓。在圖1-3（a）所示狀態(tài)下，通過開停閥、節(jié)流閥、換向閥進入液壓缸左腔，推動活塞使工作臺向右移動。這時液壓缸右腔的油經(jīng)換向閥和油管6排回油箱。如果將換向閥手柄轉(zhuǎn)換成1-3（b）所示狀態(tài)，則壓力管中的油將經(jīng)過開停閥、節(jié)流閥和換向閥進入液壓缸右腔，推動活塞使工作臺向左移，并使液壓缸左腔的油經(jīng)換向閥和回油管6排回油箱。工作臺的移動速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的，當節(jié)流閥開大時，進入液壓缸的油量增多，工作臺的移動速度增大；當節(jié)流閥關(guān)小時，進入液壓缸的油量減少，工作臺的移動速度減小。為了克服移動工作臺所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個足夠大的推力，這個推力是由液壓缸中的油液壓力所產(chǎn)生的。要克服的阻力越大，缸中的油液壓力越高；反之壓力就越低。這種現(xiàn)象正說明了液壓傳動的一個基本原理-壓力取決于負載。 圖1-3機床工作臺液壓系統(tǒng)工作原理圖1-工作臺 2-液壓缸 3-活塞4-換向手柄 5-換向閥 6，8，16-回油管 7-節(jié)流閥 9-開停手柄 10-開停閥11-壓力管 12-壓力支管13-溢流閥14-鋼球15-彈簧 17-液壓泵18-濾油器19-油箱 圖1-4機床工作臺液壓系統(tǒng)圖形符號圖 1-工作臺 2-液壓缸 3-油塞 4-換向閥 5-節(jié)流閥 6-開停閥 7-溢流閥 8-液壓泵 9-濾油器 10-油箱1.3液壓傳動的特點 1、液壓傳動的優(yōu)點 （1）體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達的重量只有電動機的1020%。因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速，且調(diào)速范圍最大可達1：2000(一般為1：100）。 （3）換向容易，在不改變電機旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復運動的轉(zhuǎn)換； （4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制； （5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； （6）操縱控制簡便，自動化程度高； （7）容易實現(xiàn)過載保護。 （8)液壓元件實現(xiàn)了標準化、系列化、通用化、便于設(shè)計、制造和使用。 2.液壓傳動的缺點 （1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔； （2）對液壓元件制造精度要求高，工藝復雜，成本較高； （3）液壓元件維修較復雜，且需有較高的技術(shù)水平； （4）液壓傳動對油溫變化較敏感，這會影響它的工作穩(wěn)定性。因此液壓傳動不宜在很高或很低的溫度下工作， 一般工作溫度在-1560范圍內(nèi)較合適。 （5）液壓傳動在能量轉(zhuǎn)化的過程中，特別是在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，其壓力大，流量損失大，故系統(tǒng)效率較低。 根據(jù)液壓傳動的結(jié)構(gòu)及其特點，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計中，首先要進行系統(tǒng)分析，然后擬定系統(tǒng)的原理圖，其中這個原理圖是用液壓機械符號來表示的。之后通過計算選擇液壓器件，進而再完成系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試。這個過程中，原理圖的繪制是最關(guān)鍵的，它決定了一個設(shè)計系統(tǒng)的優(yōu)劣。液壓傳動的應用是很強的，比如裝卸堆碼機液壓系統(tǒng)，它作為一種倉儲機械，在現(xiàn)代化的倉庫里利用它實現(xiàn)紡織品包、油桶、木桶等貨物的裝卸機械化工作。也可以應用在萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)等生產(chǎn)實踐中。這些系統(tǒng)的特點是功率比較大，生產(chǎn)的效率比較高，平穩(wěn)性比較好。 1.3液壓傳動技術(shù)在自動化生產(chǎn)中的應用概況正因為液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工 機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工 業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；礦山機械中的液壓鉆機、采煤機、提升機、 液壓支架等7；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)、大 洋采礦等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車） 、船頭 門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等； 軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵 控制裝置等8。 液壓傳動與控制是現(xiàn)代機械工程的基礎(chǔ)技術(shù)，由于其在功率重量比、無級調(diào)速、自動 控制、過載保護等方面的獨特技術(shù)。我國的液壓工業(yè)開始于20世紀50年代，目前正處于迅速發(fā)展，提高的階段。其產(chǎn)品最初只用于機床和鍛壓設(shè)備，后來才用到拖拉機和工程機械上。自從1964年從國外引進一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時進行自行設(shè)計液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機械設(shè)備上得到了廣泛的使用。80年代起更加速了對國外先進液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計劃引進，消化，吸收和國產(chǎn)化工作，以確保我國的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟效益，研究開發(fā)等各個方面全方位地趕上世界水平。 隨著工業(yè)迅猛發(fā)展逐日發(fā)展壯大，相繼建立了科研機構(gòu)和專業(yè)生產(chǎn)廠家，從事液壓技術(shù)研究和液壓產(chǎn)品生產(chǎn)。他們不但能生產(chǎn)液壓泵，液壓閥等液壓元件，還設(shè)計制造了許多新型液壓的元件，如電液比例閥，電液伺服閥等。到目前為止，液壓元件的生產(chǎn)，已成為了我國液壓元件產(chǎn)品的生產(chǎn)系列。液壓技術(shù)的發(fā)展正向著高效率，高精度，高性能方向邁進。液壓元件向著體積小，重量輕，微型化和集成化方向發(fā)展，液壓技術(shù)，交流液壓等新興的液壓技術(shù)正在開拓。又由于計算機的應用，更大大地推進了液壓技術(shù)的發(fā)展，像液壓系統(tǒng)的輔助設(shè)計，計算機仿真和優(yōu)化，微機控制等工作，也都取得了顯著成果。 當前，液壓技術(shù)在實現(xiàn)高壓，高速，大功率，高效率，低噪音，經(jīng)久耐用，高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展，在完善比例控制，司服控制，數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計，計算機仿真和優(yōu)化以及微機控制等開發(fā)性工作方面，日益顯示出顯著的成績。微電子技術(shù)的進展，滲透到液壓與氣動技術(shù)中并與之結(jié)合，創(chuàng)造出了很多高可靠性，低成本的微型節(jié)能元件，為液壓氣動技術(shù)在工業(yè)各部門中的應用開辟了更為廣泛的前景。今天，為了和最新技術(shù)的發(fā)展保持同步，液壓技術(shù)必須不斷發(fā)展，不斷提高和改進元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場需求。這是液壓技術(shù)的創(chuàng)新特征，液壓技術(shù)的不斷發(fā)展體現(xiàn)在如下一些比較重要的特征上：一 、提高元件性能，創(chuàng)制新元件，體積不斷縮小為了能在盡可能小的空間里傳遞盡可能大功率，液壓元件的結(jié)構(gòu)不斷地在向小型化發(fā)展。市場上出現(xiàn)了一種新型的被稱為“肌腱”的執(zhí)行元件。它的形狀像一根兩端有接頭的軟管，把它接入系統(tǒng)使用時，它的徑向和軸向都會發(fā)生伸縮，軸向的伸縮量可達其總長的15%-30%。在相同條件下，它的作用力是普通汽缸的10倍。這種元件抗污染，運動時不會生抖動，在有些場合還可用它的徑向膨脹去夾持工件等，是一種極有應用前景的元件，而微型元件也得到發(fā)展，如活塞直徑小到2.5mm的汽缸，10mm寬的氣閥以及相關(guān)的輔助元件已成為系列化產(chǎn)品。由于這些元件能在0.2-0.7Mpa壓力下工作，所以可被方便地集成到標準的系統(tǒng)中。新小型閥，在流量相同時，它的體積僅是過去的7%。這些小，微型的元件已被應用于精密機械加工，電子工業(yè)，制藥工業(yè)，食品加工和包裝技術(shù)等場合。二、 高度的組合化，集成化和模塊化液壓系統(tǒng)由管式培配置經(jīng)板式配置，箱式配置，集成塊式配置發(fā)展到疊加式配置，插裝式配置，使連接的通道越來越短。也出現(xiàn)了一些組合集成件，如把液壓泵和壓力閥作成一體，把壓力閥插裝在液壓泵的殼體內(nèi)，把液壓缸和換向閥作成一體，只需接一條高壓管與液壓泵相連，一條回油管與油箱相連，就可以構(gòu)成一個液壓系統(tǒng)。這種組合件不但結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，而且簡便，也容易維護保養(yǎng)。三、 與微電子結(jié)合，走向智能化 液壓技術(shù)從本世紀70年代中期起就開始和微電子工業(yè)接觸，并相互結(jié)合。在迄今30多年時間內(nèi)，結(jié)合層次不斷提高，由簡單拼裝，分散混合到總體組合，出現(xiàn)了多種形式的獨立產(chǎn)品如數(shù)字液壓泵，數(shù)字閥，數(shù)字液壓缸等，其中的高級形式已發(fā)展到把編了程的芯片和液壓控制元件，液壓執(zhí)行元件或能源裝置，檢測反饋裝置，數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，集成電路等匯成一體，這種匯在一起的聯(lián)結(jié)體只要一收到微處理機或微型計算機處送來的信息，就能實現(xiàn)預先規(guī)定的任務。液壓技術(shù)的智能化階段雖然開始不久，但是從它的星星點點實踐成功的事例來看，成果已非常誘人。例如，折臂式小汽車裝卸器能把小汽車吊起來，拖入集裝箱內(nèi)，按最緊湊的排列位置堆放好，最多時能裝入8輛。裝卸器內(nèi)裝有微型計算機，它能按預定程序操縱8個液壓缸，在傳感器的配合下協(xié)調(diào)連桿機構(gòu)的動作，完成堆裝任務。卸車時的操作按相反的順序協(xié)調(diào)動作，以使受訓練的波音民航噴氣客機駕駛員不用上天就可以經(jīng)歷6個自由度的顛簸搖擺，座椅振動，著陸彈跳等項的運動感覺，并能對駕駛員的操作作出擬真的響應?？傊?，液壓技術(shù)在與微電子技術(shù)緊密結(jié)合后，在微型計算機或微處理機的控制下，可以進一步拓寬它的應用領(lǐng)域，形形式式機器人和智能元件的使用不過是它最常見的例子而已?，F(xiàn)在國外已在著手開發(fā)多種行業(yè)能通用的智能組合硬件，它們只需配上適當?shù)能浖涂梢栽诓煌男袠I(yè)中完成不同任務。這樣一來，用戶的主要技術(shù)工作將只是挑選，改編或自編計算程序了。 綜上所述可以看到，液壓元件將向高性能、高質(zhì)量、高可靠性、系統(tǒng)成套方向發(fā)展；向低能耗、低噪聲、低振動、無泄漏以及污染控制、應用水基介質(zhì)等適應環(huán)保要求方向發(fā)展；開發(fā)高集成化高功率密度、智能化、機電一體化以及輕小型微型液壓元件；積極采用新工藝、新材料和電子、傳感等高新技術(shù)。液壓工業(yè)在國民經(jīng)濟中的作用實在是很大的，它常?？梢杂脕碜鳛楹饬恳粋€國家工業(yè)水平的重要標志之一。與世界上主要的工業(yè)國家相比，我國的液壓工業(yè)還是相當落后的，標準化的工作有待于繼續(xù)做好，優(yōu)質(zhì)化的工作須形成聲勢，智能化的工作則剛剛在準備起步，為此必須急起直追，才能迎頭趕上?？梢灶A見，為滿足國民經(jīng)濟發(fā)展需要，液壓技術(shù)也將繼續(xù)獲得飛速的發(fā)展，它在各個工也部門中的應用越來越廣泛。第二章 液壓傳動系統(tǒng)在組合機床中的運用2.1 組合機床電氣控制 組合機床通常用多刀、多面、多工序、多工位同時加工，是由通用部件和專用部件組成的工序集中的高效專用機床。它的電氣控制電路是將各個部件的工作組合成一個統(tǒng)一的循環(huán)系統(tǒng)。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、絞孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削等工序。組合機床主要用于大批量生產(chǎn)。組合機床的通用部件有:動力部件，如動力頭和動力滑臺；支撐部件，如滑座、床身、立柱和中間底座；輸送部件，如回轉(zhuǎn)分度工作臺、回轉(zhuǎn)鼓輪、自動線工作回轉(zhuǎn)臺及零件輸送裝置；控制部件，如液壓元件、控制板、按鈕臺及電氣擋鐵；其它部件，如機械扳手；排屑裝置和潤滑裝置等。通用部件已標準化、系列化和通用化。組合機床的控制系統(tǒng)大多采用機械、液壓或氣壓、電氣相結(jié)合的控制方式。其中電氣控制又起著中樞的連接作用。因此，應注意分析組合機床電氣控制系統(tǒng)與機械、液壓或氣動部分的相互關(guān)系。組合機床電氣控制系統(tǒng)的特點是它的基本電路可根據(jù)通用部件的典型控制電路和一些基本控制環(huán)節(jié)組成，再按加工、操作要求以及自動循環(huán)過程，無須或只須作少量修改綜合而成。以下以采用一個液壓動力滑臺和兩個銑削動力頭以實現(xiàn)兩面加工的組合機床電氣控制電路為例進行說明。2.2 組合機床的主要結(jié)構(gòu)與運動形式如圖圖1-3所示，該組合機床由底座、床身、液壓動力滑臺等通用部件以及有關(guān)專用部件組成。組合機床的工作循環(huán)見圖1-4.加工時，工件隨夾具安裝在液壓動力滑臺上，當發(fā)出加工指令后，工作臺作快速前進，工件接近動力頭時看，工作臺改為工作進給速度進給，同時，左銑削動力頭起動加工，當進給到一定位置時，右動力頭也起動兩面同時加工，直至終點時工作進給停止，兩動力頭停轉(zhuǎn)，經(jīng)死擋鐵停留后，液壓動力滑臺快速退回至原位停止，工作循環(huán)結(jié)束。 圖2-1組合機床結(jié)構(gòu)圖 圖2-2組合機床的工作循環(huán)2.3液壓系統(tǒng)工作過程圖1-5(圖中111為油路)為液壓動力滑臺具有一次進給的液壓系統(tǒng)圖，表1-6為元件動作表。圖1-7為組合機床電氣控制電路。 （1）快速接近。液壓泵電動機起動后，按SB3鈕發(fā)出滑臺快速移動信號，電磁鐵YV1得電，三位五通電磁閥向右移，控制油路開通，三位五通液控換向閥向右移，接通工作油路，壓力油經(jīng)過行程閥進入油缸大腔，而小腔內(nèi)回油經(jīng)過閥、閥、閥再進入油缸大腔，油缸體、滑臺、工件獲得向前快速移動。 （2）工作進給。液壓動力滑臺快速移動到工件接近銑削動力頭時，滑臺上的擋鐵壓下行程閥，切斷壓力油通路，此時壓力油只能通過調(diào)速閥進入油缸大腔，減少進油量，降低滑臺移動速度，經(jīng)單向閥流入油缸大腔，而是經(jīng)順序閥流回油箱。 （3） 死擋鐵停留。液壓動力滑臺工作進給終了時（銑削加工結(jié)束），滑臺撞上死擋鐵停止前進，但油路仍處于工作進給狀態(tài)，油缸大腔內(nèi)繼續(xù)進油，致使油壓升高，壓力繼電器KP動作。（4） 快速退回原位。死擋鐵停留，壓力繼電器KP動作，其動斷觸點打開，使電磁鐵YV1失電，KP動合觸點閉合，電磁鐵YV2得電，閥左移，控制油控制閥左移，工作壓力油直接打入油缸小腔，使缸體、滑臺、工件迅速退回。同時大腔內(nèi)的回油經(jīng)單向閥、閥無阻擋地流回油箱。工作臺快速退回至原位時，壓下原位行程開關(guān)，電磁鐵YV2失電，在彈簧作用下，液控換向閥處于中間狀態(tài)，切斷工作油路，系統(tǒng)中各元件均恢復原位狀態(tài)看，滑臺停于原位看，一個工作循環(huán)結(jié)束。 表2-1 元件動作表工步Y(jié)V1YV2KP原位-快進+-工進+-死擋鐵停留+-/+快退-+- 圖2-3 液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)特點： 1.采用了限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路，保證了穩(wěn)定的低速運動，有較好的速度剛性和較大的調(diào)速范圍?；赜吐飞系谋硥洪y使滑臺能承受負值負載。2.采用了限壓式變量泵和液壓缸的差動連接實現(xiàn)快進，能量利用合理。3.采用了行程閥和順序閥實現(xiàn)快進和工進的換接，動作可靠，轉(zhuǎn)換位置精度高。4.采用了三位五通M型中位機能的電液換向閥換向，提高了換向平穩(wěn)性，減少了能量損失。2.4組合機床電氣控制電路 圖2-4 組合機床電氣控制電路（1） 電動機控制電路。M1為液壓泵電動機，操作按鈕SB2或SB1，使KM1得電或失電，控制電動機起動或停止。 SA1為機床半自動工作與調(diào)整工作的選擇開關(guān)。 SA1開關(guān)置于A位置時機床實現(xiàn)半自動工作，左、右銑削動力頭的電動機M2與M3分別由滑臺移動到位，壓下行程開關(guān)SQ2和SQ3，使KM2與KM3得電并自鎖，M2與M3分別起動工作。加工到終點時，滑臺壓下終點行程開關(guān)SQ4，使KM2與KM3斷電，兩動力頭停轉(zhuǎn)。 （2）液壓動力滑臺控制。液壓泵電動機M1起動工作后，按下按鈕SB3，繼電器KA1得電并自鎖，電磁鐵YV1得電，控制液壓滑臺快速趨近，至滑臺壓下行程閥看，滑臺轉(zhuǎn)為工作進給速度進給。工作進給至終點，死擋鐵停留，進油路油壓升高，到壓力繼電器KP動作，KA1失電，電磁鐵YV1失電，同時KA2得電，電磁鐵YV2得電，滑臺快速退回原位，壓下原位行程開關(guān)SQ1，KA2失電，YV2失電，滑臺停在原位，一個工作循環(huán)結(jié)束。 （3）照明電路。機床照明燈EL通過控制變壓器T1降壓為24V，由開關(guān)SA2控制。（4）保護與調(diào)整環(huán)節(jié)。熔斷器FU1實現(xiàn)對電動機M1、變壓器T1與T2一次側(cè)短路保護。FU2實現(xiàn)對電動機M2與M3短路保護。FU3實現(xiàn)對控制電路短路保護。FU4實現(xiàn)對照明電路短路保護。FU5實現(xiàn)對電磁鐵線圈電路短路保護。三臺電動機的過載保護分別由FR1、FR2、FR3熱繼電器實現(xiàn)。為了保護刀具與工件安全，當其中一臺電動機過載時，要求其余兩臺電動機均停止工作。因此，熱繼電器的動斷觸點均應接在控制電路的總電路中。組合機床是由通用部件和 專用部件組成的。組合機床在整機安裝、調(diào)試過程中，希望各部件能靈活方便地進行單獨調(diào)試，而不影響其他部件。因此，控制電路應具有對自動加工與調(diào)整工作狀態(tài)的控制作用。左、右動力頭調(diào)整點動對刀時，通過操作轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1于調(diào)整位置M，分別按下按鈕SB7和SB8實現(xiàn)左、右動力頭點動對刀的調(diào)整。液壓動力滑臺前進、后退的調(diào)整是將SA1開關(guān)置于M位置，切斷KM2與KM3線圈電路，使滑臺移動到SQ2與SQ3位置時，左、右銑削動力頭不應起動工作。按下點動按鈕SB5和SB6，分別使KA1與KA2得電，獲得滑臺前進與后退的點動調(diào)整工作。 第三章 搖臂鉆床電氣控制3.1搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式 Z3040型搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱和工作臺等部分組成，如圖3-1所示內(nèi)立柱固定在底座的一端，在它外面套有外立柱，外立柱可繞內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn)360.搖臂的一端為套筒，它套裝在外立柱上，并借助絲桿的正反轉(zhuǎn)可繞外立柱上下移動，但由于絲桿與外立柱連成一體，同時升降螺母固定在搖臂上，所以搖臂不能繞外立柱轉(zhuǎn)動。但是搖臂與外立柱一起可繞內(nèi)立柱轉(zhuǎn)動。主軸箱是一個復合部件，它由主傳動電動機、主軸和主軸傳動機構(gòu)、進給進給變速機構(gòu)以及機床的操作機構(gòu)等組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導軌上，可通過手輪操作使其在水平導軌上沿搖臂移動。當加工時，由特殊的夾緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導軌上，外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進行鉆削加工。鉆削加工時，鉆頭一面進行旋轉(zhuǎn)切削，一面進行縱向進給。 圖3-1 Z3040搖臂鉆床結(jié)構(gòu)由此可知，搖臂鉆床的主運動為主軸的旋轉(zhuǎn)運動；進給運動為主軸的縱向進給;輔助運動有：搖臂沿外立柱的垂直移動，主軸箱沿搖臂長度方向的水平移動，搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動。3.2 Z3040搖臂鉆床的電氣控制電路Z3040搖臂鉆床的動作是通過機、電、液來實現(xiàn)的，其正反轉(zhuǎn)運動是利用機械的方法來實現(xiàn)的，主軸電動機只需單方向旋轉(zhuǎn)。搖臂的升降由一臺交流異步電動機來拖動的。內(nèi)外立柱、主軸箱與搖臂的夾緊與放松是通過電動機帶動液壓泵，通過夾緊機構(gòu)來實現(xiàn)的。圖3-2為 Z3040搖臂鉆床電氣控制電路圖，圖3-3為夾緊機構(gòu)液壓系統(tǒng)原理圖。圖3-2中，M1為主軸電動機，主軸的正反轉(zhuǎn)由機床液壓系統(tǒng)操作機構(gòu)配合正反轉(zhuǎn)摩擦離合器實現(xiàn)。M2為搖臂升降電動機，M3為液壓泵電動機，M4為冷卻泵電動機。SQ1為搖臂升降極限保護開關(guān)，SQ2和SQ3是分別反映搖臂是否完全松開和夾緊并發(fā)出相應信號的位置開關(guān)，SQ4是用來反映主軸箱與立柱的夾緊與放松狀態(tài)的信號控制開關(guān)。YV為二位六通電磁閥。 主軸電動機M1的控制： 合上電源開關(guān)，按下按鈕, ,主軸電動機起動。此時指示燈亮，表示主軸電動機正在旋轉(zhuǎn)。需停車時按下SB1， ，停止。 圖3-2 Z3040型搖臂鉆床電氣控制線路圖3.3 Z3040搖臂鉆床機、電、液聯(lián)合控制過程1.搖臂升降控制 搖臂的升降控制必須與夾緊機構(gòu)液壓系統(tǒng)緊密配合，其動作過程為：搖臂放松 上升或下降 夾緊。所以它與液壓泵電動機的控制有著密切的關(guān)系。下面以搖臂上升為例加以說明。 按下: 正轉(zhuǎn)，拖動液壓泵送出液壓油。接通搖臂放松油路 液壓油將搖臂放松，當搖臂完全松開后，壓下位置開關(guān)，發(fā)出搖臂放松信號，壓下: (6-13)- 停止提供液壓油，搖臂維持放松狀態(tài)。 (6-7)+ 起動，搖臂上升。 當搖臂上升到位時，松開按鈕: 搖臂停止上升。 t , 反轉(zhuǎn)，拖動液壓泵供出油，進入夾緊液壓腔看，將搖臂夾緊。當搖臂完全夾緊后，壓下位置開關(guān)， (1-17)- 停止運轉(zhuǎn)，搖臂夾緊完成。 時間繼電器KT是為保證夾緊動作在搖臂升降電動機停止運轉(zhuǎn)之后而設(shè)置的，KT延時的長短應依照搖臂升降電動機切斷電源到停止時慣性的大小來調(diào)整。SQ1是為限制搖臂升降的極限而設(shè)置的位置開關(guān)。當搖臂升降到極限位置時，SQ1相應的觸點動作，切斷對應的上升或下降接觸器KM2和KM3，使M2停止運轉(zhuǎn)，搖臂停止移動，從而達到限位保護的目的。SQ1的觸點平時應調(diào)整在同時接通的位置，一旦撞擊使其動作時看，也應只斷開一對觸頭，而另一對仍保持閉合。2.主軸箱與立柱的夾緊和放松控制 圖3-3夾緊機構(gòu)液壓系統(tǒng)原理圖住主軸箱與立柱的夾緊和放松是同時進行的，這可從圖3-3上看出。 夾緊時： () 反轉(zhuǎn)，液壓油進入夾緊油腔，使主軸箱和立柱夾緊停止。 放松時： () 正轉(zhuǎn)，液壓油進入松開油腔，使主軸箱和立柱放松停止。 在夾緊時受壓，指示燈亮，表示可以進行鉆削加工；在主軸箱和立柱放松時,不受壓，指示燈亮，表示可以進行移動調(diào)整。3.保護環(huán)節(jié)、照明及冷卻泵電動機的控制保護環(huán)節(jié)。Z3040型搖臂鉆床主要包括短路保護、主軸電動機和液壓泵電動機的過載保護、搖臂的升降限位保護等。照明電路。機床的局部照明由變壓器T供給36V的安全電壓，由開關(guān)SQ控制照明燈EL.冷卻泵電動機控制。冷卻泵電動機容量很小，僅0.125KW，由開關(guān)SA控制。4.常見故障及處理搖臂不能上升。常見故障為安裝位置不當或發(fā)生移動。搖臂移動后不能夾緊。常見故障為安裝位置不當或松動移位。液壓系統(tǒng)故障。Z3040型搖臂鉆床采用的是機、電、液聯(lián)合控制，有的故障只憑故障現(xiàn)象是不能判斷故障部位的，甚至機、電、液部分都有可能。比如立柱與主軸箱不能夾緊和放松，或者夾緊后不能自鎖等故障除了從電氣控制角度分析外，也完全有可能是液壓系統(tǒng)的故障?？?結(jié)液壓傳動技術(shù)是機械科學技術(shù)的一個分支，它的發(fā)展需要機械及其他門類學科的發(fā)展來推動，它的發(fā)展也能推動工業(yè)系統(tǒng)的整體發(fā)展。它有其獨特的優(yōu)勢與劣勢，和其他技術(shù)一樣，需要不斷地設(shè)計應用修改和完善。液壓技術(shù)滲透到很多領(lǐng)域，不斷在民用工業(yè)、在機床、工程機械、冶金機械、塑料機械、農(nóng)林機械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應用和發(fā)展，而且發(fā)展成為包括傳動、控制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)。現(xiàn)今，采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。如發(fā)達國家生產(chǎn)的95%的工程機械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動線都采用了液壓傳動技術(shù)?？傊?，液壓技術(shù)作為便捷和廉價的自動化技術(shù)，有著良好的發(fā)展前景。液壓產(chǎn)品不僅在機電、輕紡、家電等傳統(tǒng)領(lǐng)域有著很大的市場，而且在新興的產(chǎn)業(yè)如信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、生物制品業(yè)、微納精細加工等領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展空間。腳踏實地，放眼未來，經(jīng)過行業(yè)的共同努力，我國的液壓工業(yè)一定能走進一個新天地.參考文獻 1.液壓傳動與控制 李陣軍 2.液壓技術(shù)與應用。 邱國慶 北京：人民郵電出版社 3.液壓控制系統(tǒng)M 王春行 北京：機械工業(yè)出版社，1999 4.液壓技術(shù)與應用 陳榕林，張磊主編 北京：電子工業(yè)出版社，2002。3 5.電氣控制與PLC原理及應用 程周主編 電子工業(yè)出版社，2003.7 評 語 指導老師（簽字）： 答辯小組意見 答辯委員會 負責人（簽字）： 成績： 院系（蓋章） 年 月 日