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　　１．平面磨床首要改造簡(jiǎn)介
　　機(jī)床原有垂直進(jìn)給、前后進(jìn)給是由手搖進(jìn)給和快速電動(dòng)進(jìn)給兩部分組成，經(jīng)過(guò)T牙絲桿副、滾珠框?qū)к?、蝸輪蝸桿副、交流齒輪、交流電動(dòng)機(jī)和手輪完結(jié)的。其結(jié)構(gòu)非常繁瑣，數(shù)控化改造后，手搖安排去除，將T牙絲桿副改換成我公司出產(chǎn)的滾珠絲桿副，將原有的快速進(jìn)給交流電動(dòng)機(jī)替換成交流伺服電動(dòng)機(jī)， 側(cè)重新制作了與電動(dòng)機(jī)匹配的蝸輪蝸桿箱，完結(jié)垂直進(jìn)給、定位和自鎖，手動(dòng)進(jìn)給可以經(jīng)過(guò)數(shù)控系統(tǒng)手脈進(jìn)行，經(jīng)過(guò)打表測(cè)量， 現(xiàn)在兩軸的定位精度和重復(fù)定位精度都分別不大于0.006mm和0.005mm。

　　2. 原有液壓系統(tǒng)作業(yè)臺(tái)運(yùn)動(dòng)描繪及參數(shù)
　　原有液壓系統(tǒng)是老式平面磨床標(biāo)配的液壓系統(tǒng)， 多年前PLC技術(shù)或者是數(shù)控技術(shù)展開(kāi)的不是很老到，這樣的系統(tǒng)選用的是液動(dòng)方法，特別是作業(yè)臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，換向很不安穩(wěn)，沖擊力大。配備了一臺(tái)功率為4kW、轉(zhuǎn)速為2 900r/min、流量為90L/min 的螺桿泵， 螺桿泵將油從油箱里抽出，經(jīng)過(guò)網(wǎng)式濾油器2，經(jīng)過(guò)溢流閥18調(diào)整其壓力（1.2～ 1.5MPa）后進(jìn)入開(kāi)停調(diào)速閥17、換向閥7再進(jìn)入到液壓缸的左右腔， 帶著作業(yè)臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)， 如圖1所示。油管內(nèi)徑為42mm， 液壓缸直徑為63mm，活塞桿直徑為35mm，液壓缸的有用面積為：（31.5×31.5－17.5×17.5） ×3.14=2 154mm2，整個(gè)液壓缸長(zhǎng)度為2 200mm， 理論最大速度V=Q/S=90 000/（31.5×31.5－ 17.5×17.5）×3.14=4 180cm/min ＝41.8ｍ/min。設(shè)備的正常作業(yè)速度在20ｍ/min，應(yīng)該說(shuō)原有配備是比較殷實(shí)的。

　　3. 改造后的液壓系統(tǒng)功用及參數(shù)
　　電液技術(shù)的加快融合。微電子技術(shù)的飛速展開(kāi)，為液壓技術(shù)的行進(jìn)注入了新活力，液壓器件是機(jī)電一體化的重要接口器件， 我們將其液壓系統(tǒng)改為現(xiàn)在廣泛運(yùn)用的外置電液換向結(jié)構(gòu)及電液比例調(diào)速方法。液壓系統(tǒng)除液壓缸與活塞桿之外， 其他全部替換，滿足了平面磨床精磨時(shí)作業(yè)臺(tái)運(yùn)動(dòng)換向輕松、平穩(wěn)性好、精度高和可靠性好的要求。
　　電液換向電液閥（見(jiàn)圖2） 由一只二一般開(kāi)電磁閥、一只二一般閉電磁閥等組合而成，在管道運(yùn)送介質(zhì)過(guò)程中，當(dāng)需求打開(kāi)閥門時(shí)， 由計(jì)算機(jī)宣告閥門打開(kāi)信號(hào)， 常開(kāi)電磁閥通電（ 關(guān)閉），同常常閉電磁閥通電（打開(kāi)）。這時(shí)，由上游通向主閥膜片上的腔室通道被截止，主閥膜片上腔室通向下賤的通道被導(dǎo)通。此時(shí)，膜片下部的壓力高于上部壓力，主閥膜片上的腔室的介質(zhì)經(jīng)過(guò)常閉電磁閥通道排向下賤管道，主閥被翻開(kāi)。壓力油經(jīng)過(guò)主閥進(jìn)入液壓缸，反之亦然。

　　電液比例閥調(diào)速閥（ 見(jiàn)圖3）：當(dāng)液壓油從P1口調(diào)速閥后， 經(jīng)過(guò)定差減壓閥1（壓力預(yù)先設(shè)定后）進(jìn)入節(jié)約調(diào)度閥腔2，假設(shè)比例電磁鐵流量控制電磁線圈沒(méi)有輸入電流，則節(jié)約閥芯軸因彈力而關(guān)閉，所以出口P2并沒(méi)有液壓油流出，液壓無(wú)法動(dòng)作，若流量控制電磁線圈有輸入電流（電流的大小由PLC輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)擴(kuò)展板擴(kuò)展后效果到線圈上）時(shí)就會(huì)發(fā)作向左的推力而將節(jié)約調(diào)度閥軸翻開(kāi)一個(gè)開(kāi)度，出口L即會(huì)出油，此節(jié)約閥軸的開(kāi)度會(huì)根據(jù)輸入電流的大小而發(fā)作改動(dòng)，輸入電流越大則發(fā)作的推力越大， 此開(kāi)度會(huì)變大，這表示可經(jīng)過(guò)的流量越多，所以可根據(jù)輸入電流的大小來(lái)調(diào)整經(jīng)過(guò)流量的多少進(jìn)而控制作動(dòng)器的速度快慢。有的電液比例閥調(diào)速閥對(duì)壓力也有一定的控制，設(shè)計(jì)時(shí)也可以電控， 調(diào)速線性好，精確度高。比例閥的展開(kāi)首要在頻寬的增大及控制精度的前進(jìn)上，以期功用挨近伺服閥。一同，比例閥又沿著規(guī)范化、模塊化及廉價(jià)的方向展開(kāi)， 以促進(jìn)其運(yùn)用。
　　作業(yè)臺(tái)的快進(jìn)運(yùn)動(dòng)速度擬定為22ｍ/min（完全可以抵達(dá)工藝要求），設(shè)備的作業(yè)壓力仍在壓力（1.2～1.5MPa），根據(jù)這要求選定液壓泵的流量。
　　快進(jìn)階段的液壓缸流量： q=A·v k=2 154×25/1 000=47.38 L/min，進(jìn)行預(yù)算。由于系統(tǒng)流量較小，故取泄露系數(shù)K=1.3，則液壓泵供油流量約62L/min。
　　斷定液壓泵： 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，從液壓油箱中吸入油液，構(gòu)成壓力油排出，送到實(shí)行元件的一種元件，液壓泵的大小、選擇合理與否直接影響到整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力、流量和速度。液壓泵現(xiàn)在在機(jī)床上用得多的為齒輪泵、柱塞泵和葉片泵。齒輪泵體積較小，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)略，對(duì)油的清潔度要求不嚴(yán)，價(jià)格較廉價(jià)；但泵軸受不平衡力，磨損嚴(yán)峻，泄露較大；柱塞泵容積功率高、泄露小、可在高壓下作業(yè)、大多用于大功率液壓系統(tǒng)但結(jié)構(gòu)凌亂， 資料和加工精度要求高、價(jià)格貴、對(duì)油的清潔度要求高；葉片泵分為雙效果葉片泵和單效果葉片泵，這種泵流量均勻、作業(yè)平穩(wěn)、噪聲小、作業(yè)壓力和容積功率比齒輪泵高、結(jié)構(gòu)比齒輪泵凌亂。這次我們根據(jù)壓力、速度歸納考慮，選著了葉片泵。
　　擬初選液壓泵的轉(zhuǎn)速為n1=1 000r/m i n，泵的容積功率ηv=0.8，則可算得泵的流量參考值為
　　Vg=1 000qv/（n1·ηv）=77.5 L/min
　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本， 選用規(guī)范相近的葉片泵YB1－1980，泵的額定壓力為6.3MPa，流量為80L/min，液壓泵電動(dòng)機(jī)的選擇——最大功率出現(xiàn)在快退階段，已知泵的總功率為ηp=0.8，則泵的快退所需的驅(qū)動(dòng)功率為：Pp= Vg×30（最高壓力）/600×0.8=5kW，所以電動(dòng)機(jī)選5kW，三相異步6級(jí)電動(dòng)機(jī)。

　　４. 改造后液壓系統(tǒng)原理圖（見(jiàn)圖4）及描繪
　　機(jī)床PLC宣告指令，液壓泵電動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)， 壓力油經(jīng)過(guò)濾油器、葉片泵進(jìn)入主管道，雙位電磁溢流閥用來(lái)控制油路的主壓力和卸荷。機(jī)床不作業(yè)時(shí)，處于中位，液壓泵零負(fù)荷發(fā)動(dòng)，電磁溢流閥的兩個(gè)電磁鐵分別和電液換向閥的電磁鐵同步得電，電壓為DC24V，當(dāng)系統(tǒng)PLC指令DT0 得電時(shí)，電磁換向閥DT4一同得電，壓力油經(jīng)過(guò)單向閥CIT-10、精密濾油器、進(jìn)入電液比例調(diào)速閥后，由機(jī)床PLC宣告的0～10V 的控制電壓效果于電液比例調(diào)速閥的線圈，以此控制經(jīng)過(guò)電液比例閥的壓力油流量，壓力油從比例閥出來(lái)后分兩路進(jìn)入換向閥和以控制油路方法控制油路中的電磁換向閥，由于此時(shí)電磁換向閥DT4得電，控制液壓油經(jīng)過(guò)A口進(jìn)入換向閥的左端，使得主壓力油從P口流入到換向閥的A口， 進(jìn)入液壓缸的左端，使得作業(yè)臺(tái)左移，液壓缸右端的回油從換向閥的B口流入到T口，經(jīng)過(guò)背壓閥HCG-06回到油箱，反之原理相同。當(dāng)設(shè)備磨削完工件后，作業(yè)臺(tái)需求間斷時(shí)，此時(shí)雙位電磁溢流閥7的兩線圈全部失電，壓力油直接回到油箱，整個(gè)液壓系統(tǒng)處于卸荷狀況，比例閥回到初始方位。

　?。?調(diào)試及運(yùn)用過(guò)程中注意事項(xiàng)
　　比例調(diào)速閥運(yùn)用了進(jìn)油節(jié)約方法，需依靠背壓閥消除液壓缸寸動(dòng)， 背壓閥在調(diào)試時(shí)找到壓力調(diào)定點(diǎn)，根據(jù)附表進(jìn)行調(diào)度，原則上越低越好。
　　起步調(diào)試時(shí)，將電液比例閥的線圈脫離，手動(dòng)調(diào)度電液比例閥頂端的調(diào)速旋鈕，將作業(yè)臺(tái)運(yùn)動(dòng)調(diào)至最低位時(shí)（臨界點(diǎn)），將線圈插上，此作業(yè)點(diǎn)則設(shè)為比例調(diào)速的最低速；常常清洗兩過(guò)濾器，避免影響油液壓系統(tǒng)中的流量和壓力油的清潔度。

　?。? 結(jié)語(yǔ)
　　改造后效果設(shè)備自動(dòng)化程度較高故障率低，由電液換向和電液比例調(diào)度組合而成。不漏油，調(diào)速更加平穩(wěn)，換向可靠性好、易保護(hù)，前進(jìn)了設(shè)備作業(yè)功用。液壓系統(tǒng)的改造費(fèi)用約1.5萬(wàn)元，整個(gè)設(shè)備的數(shù)控化改造費(fèi)用缺少5萬(wàn)元（含數(shù)控系統(tǒng)費(fèi)用），改造性價(jià)比仍是不錯(cuò)的（注： 本文來(lái)源于2012ZX04011021《國(guó)產(chǎn)翻滾功用部件在中高檔數(shù)控機(jī)床上的演示運(yùn)用》課題研討）。