發(fā)布時間：2022-04-26所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要： 在機(jī)械工程領(lǐng)域液壓傳動有著舉足輕重的作用，尤其是實現(xiàn)設(shè)備的自動化。本文通過對工程機(jī)械中萬能外圓磨床工作臺往復(fù)運動及為滿足短小零件快速磨削需要的工作臺抖動油路、工作臺手動與液動相互切換及互鎖油路、砂輪架的快速進(jìn)給及退出油路、尾架頂尖的夾緊與松開
摘要： 在機(jī)械工程領(lǐng)域液壓傳動有著舉足輕重的作用，尤其是實現(xiàn)設(shè)備的自動化。本文通過對工程機(jī)械中萬能外圓磨床工作臺往復(fù)運動及為滿足短小零件快速磨削需要的工作臺抖動油路、工作臺手動與液動相互切換及互鎖油路、砂輪架的快速進(jìn)給及退出油路、尾架頂尖的夾緊與松開油路、機(jī)床各部位潤滑及絲杠螺母副間隙的消除油路做詳盡分析;并總結(jié)萬能外圓磨床液壓傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，對于后期萬能外圓磨床液壓傳動系統(tǒng)的升級、改造及創(chuàng)新設(shè)計具有一定的參考價值和指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞： 萬能外圓磨床;抖動缸;砂輪;互鎖閥;啟停閥;進(jìn)給閥;絲杠螺母副;快動閥;先導(dǎo)閥;液動式換向閥
0 引言
近年來，隨著科技的不斷進(jìn)步機(jī)械自動化程度越來越高，許多手動設(shè)備逐漸被自動化設(shè)備所替代;自動化設(shè)備不僅能大幅度降低工人的勞動強(qiáng)度，更重要的是生產(chǎn)效率高、加工出來的零件精度也遠(yuǎn)高于手工勞作。在工業(yè)生產(chǎn)中不同的設(shè)備根據(jù)其自動化程度和原理上的差異又可分為：電氣自動化、機(jī)械自動化、氣壓自動化、液壓自動化、氣液組合自動化、電液組合自動化、電氣液組合自動化等等;萬能外圓磨床即是采用了強(qiáng)大的電液組合來實現(xiàn)設(shè)備的自動化的。這不僅大幅度提高了設(shè)備的利用率和零件的生產(chǎn)效率，更重要的是降低了零件的生產(chǎn)成本。對于萬能外圓磨床來說，各部分的動作主要是靠液壓傳動來驅(qū)動，因此要了解萬能外圓磨床的具體工作過程，關(guān)鍵是液壓油路的理解和掌握;但若不能夠完全了解其內(nèi)部液壓油路的具體工作原理，就會給后期的使、用維護(hù)及改進(jìn)設(shè)計帶來困難，鑒于此，本文通過對設(shè)備的液壓油路具體動作做詳盡描述(限于篇幅，電氣部分這里不做贅述)，給后期設(shè)備的改進(jìn)設(shè)計及維護(hù)保養(yǎng)提供幫助。
1 外圓磨床概述
萬能外圓磨床設(shè)備主要用于磨削回轉(zhuǎn)類零件的外圓柱面、外圓錐面或內(nèi)孔表面等，其磨削精度可達(dá) 1-2 級，表面粗糙度為 T8-T10 級[1]。為實現(xiàn)機(jī)床的自動化和高效率化作業(yè)，要求機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)：①工作臺的往復(fù)動作，由于萬能外圓磨床對磨削精度要求較高，一般磨床的往復(fù)進(jìn)給速度都不會太高，其運動速度要求控制在 0.1-0.5m/min 之間，能進(jìn)行無級調(diào)速[1]。為便于精修砂輪，要求機(jī)床低速運轉(zhuǎn)時無爬行現(xiàn)象;工作臺在啟動、停止時要迅速，換向時要平穩(wěn)無抖動現(xiàn)象以及較高的換向精度，以滿足磨削階梯軸及孔的精度要求和防止造成加工事故。②砂輪架進(jìn)退要迅速，在磨削加工中，為了實現(xiàn)產(chǎn)品的高效安全生產(chǎn)，在裝拆工件時要求機(jī)床不僅能夠進(jìn)退迅速還要有較高的平穩(wěn)性，在測量工件時還要能實現(xiàn)高效的重復(fù)定位精度，內(nèi)圓磨削時要能夠鎖住不動，保證操作安全[1]。③尾座頂尖的夾緊與松開，為了保證零件在磨削時的定位精度，機(jī)床采用液壓頂尖夾緊機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行夾緊與松開，為了保證安全，要求機(jī)床砂輪工作前頂尖先夾緊零件砂輪再進(jìn)入工作，磨削完畢后二者動作則相反。④設(shè)備潤滑，機(jī)床在 V 型導(dǎo)軌副、平面導(dǎo)軌副及滾珠絲杠螺母副等頻繁動作的接觸處利用液壓系統(tǒng)進(jìn)行潤滑，在保證零件磨削精度的同時也提高了機(jī)床使用壽命。
2 機(jī)床液壓油路工作原理
萬能外圓磨床液壓油路的工作原理如圖 1 所示，該圖是整個外圓磨床實現(xiàn)自動化操作的核心，現(xiàn)分別敘述其控制動作過程如下：
2.1 工作臺往復(fù)運動回路
①工作臺右行。將開停閥右位接入系統(tǒng)，液動式換向 閥及先導(dǎo)閥均處于圖 1 所示右端位置時，油液進(jìn)入工作臺液壓缸右腔推動工作臺右行;控制油路為：
進(jìn)油路：液壓泵供油→油路 17→油路 9→液動式換向閥右位→油路 15→工作臺液壓缸右腔;回油路：工作臺液壓缸左腔油液→油路 37→油路 13→液動式換向閥右位→ 油路 7→先導(dǎo)閥右位→油路 4→開停閥右位→節(jié)流閥(b9 ) →油箱;此時工作臺液壓缸右行，速度由節(jié)流閥 b9 來調(diào)節(jié)。
②工作臺左行。當(dāng)工作臺液壓缸右行至預(yù)定位置時，其上的左擋塊撥動與先導(dǎo)閥芯相連接的操縱桿，推動先導(dǎo)閥閥芯左移，工作臺開始換向;先導(dǎo)閥閥芯在向左移動過程中，閥芯中段右側(cè)芯錐 a2 將回油路閥口(油路 7→油路 4 閥口)逐漸關(guān)小，使工作臺持續(xù)做減速制動，實現(xiàn)工作臺的預(yù)制動;當(dāng)先導(dǎo)閥閥芯繼續(xù)向左移動時，將右側(cè)油路 3 與油路 8 導(dǎo)通，先導(dǎo)閥閥芯最左側(cè)環(huán)槽將油路 34 及油路 5 同時接通回油箱，控制油路被切換，此時抖動缸左側(cè)柱塞被接入油路系統(tǒng)中，驅(qū)使先導(dǎo)閥閥芯快速向左移動;其油路為：
進(jìn)油路：液壓泵供油→精密過濾器→油路 1→油路 33→油路 3→先導(dǎo)閥左位→油路 8→油路 25→抖動缸左腔;回油路：抖動缸右腔油液→油路 23→油路 2→油路 5→先導(dǎo)閥左位→油箱;先導(dǎo)閥閥芯在抖動缸驅(qū)動杠桿的作用下快速向左移動實現(xiàn)閥芯快跳動作。
2.2 換向回路
當(dāng)先導(dǎo)閥閥芯移動一段距離之后，操縱液動式換向閥的控制油路發(fā)生變換;其控制油路為：
進(jìn)油路：液壓泵供油→精密過濾器→油路 1→油路 33→油路 3→先導(dǎo)閥左位→油路 8→油路 40→油路 38→ 單向閥(c2 )→液動式換向閥右端;
回油路：液動換向閥閥芯在左移過程中經(jīng)歷三次變換，實現(xiàn)閥芯實現(xiàn)第一次快跳→慢速移動→第二次快跳，驅(qū)使工作臺液壓缸換向在預(yù)制動后又經(jīng)歷了迅速制動→ 停留→迅速反向制動三個階段;即液動式換向閥左端腔至油箱的回油路視閥芯的位置不同先后有三條線路，分別為：
①液動式換向閥閥芯第一次快跳左移回油路：液動式換向閥最左端閥腔中油液→油路 10→油路 5→先導(dǎo)閥左位→油箱。換向閥閥芯因回油通暢而迅速左移，實現(xiàn)閥芯的第一次快跳[2];當(dāng)液動式換向閥閥芯右側(cè)閥錐(e2 )逐漸快跳至關(guān)閉油路 13→油路 7 回油口時，工作臺由預(yù)制動轉(zhuǎn)向迅速制動;第一次快跳使換向閥閥芯中部臺階左移至閥腔沉割槽處(沉割槽寬度大于臺階寬度)致使工作臺液壓缸兩腔油液互通，工作臺停止運動[3]。
當(dāng)換向閥閥芯在壓力油的作用下繼續(xù)左移覆蓋油路 41 后，液動式換向閥閥芯第一次快跳結(jié)束，閥芯隨即轉(zhuǎn)入慢速左移;此時，閥體左腔回油路改變?yōu)椋?/p>
②液動式換向閥閥芯慢速左移回油路：液動式換向閥最左端閥腔中油液→節(jié)流閥(b1 )→油路 10→油路 5→先導(dǎo)閥左位→油箱;由于換向閥中間沉割槽寬度大于閥芯中部臺階寬度，因此閥芯在慢速左移的短暫時間內(nèi)，工作臺液壓缸兩腔繼續(xù)保持互通，即為上述工作臺在反向前端點保持短暫停留，其停留時間由節(jié)流閥(b1 )調(diào)定，調(diào)節(jié)范圍為 0～5S[4]。
當(dāng)換向閥閥芯在壓力油作用下左移到左側(cè)環(huán)槽將油路 11 與油路 41 連通時，使換向閥左側(cè)腔體中的油液變得暢通無阻，實現(xiàn)閥芯的二次快跳;此時液動式換向閥左腔回油路變換為：
③液動式換向閥閥芯第二次快跳左移回油路：液動式換向閥最左端閥腔中油液→油路 11→油路 41→油路 10→油路 5→先導(dǎo)閥左位→油箱;與此同時主油路被切換;工作臺迅速反向啟動向左運行;至此工作臺的整個換向過程結(jié)束;液壓缸工作臺反向(左行)啟動;主油路為：
進(jìn)油路：液壓泵供油→油路 17→油路 9→液動式換向閥左位→油路 13→油路 37→工作臺液壓缸左腔;
回油路：工作臺液壓缸右腔中的油液→油路 15→液動式換向閥左位→油路 6→先導(dǎo)閥左位→油路 4→開停閥右位→節(jié)流閥(b9 )→油箱。
當(dāng)工作臺左行至預(yù)定位置碰到右擋塊時，先導(dǎo)閥閥芯在杠桿的驅(qū)動下向右移動重復(fù)上述換向過程，實現(xiàn)工作臺的自動換向(這里限于篇幅不再贅述，讀者有興趣可自行分析)。
2.3 工作臺手動與液動互鎖
為了在工作臺上裝卸零部件方便、快捷的需要，工作臺往復(fù)運動除設(shè)置液動方式之外還設(shè)置了手動方式。如圖 1 所示，手動方式是由手輪、齒輪、齒條等機(jī)構(gòu)組合而成。在手動與自動方式之間用互鎖缸和開停閥配合來實現(xiàn)二者相互切換;同時互鎖缸還可實現(xiàn)自動方式下工作臺在往復(fù)運行時手輪鎖止不動，有效避免了手輪旋轉(zhuǎn)傷人的危險。在實際工作中二者需要相互切換時其具體過程為：
自動方式：自動方式下工作臺液壓缸往復(fù)運動由液壓油路來控制，具體過程見前述;當(dāng)開停閥右端位置接入系統(tǒng)時(圖 1 所示位置)，互鎖缸無桿腔接入液壓系統(tǒng)，在液壓油的作用下推動互鎖缸中活塞壓縮有桿腔中彈簧驅(qū)使齒輪 Z1 與 Z2 脫開嚙合，實現(xiàn)手輪鎖止;圖示情況下其鎖止油路為：手輪鎖止油路：液壓泵供油→油路 17→油路 9→ 液動式換向閥右位(左位)→油路 39→開停閥右位→油路 12→互鎖缸無桿腔;手動方式：當(dāng)開停閥左位接入系統(tǒng)時，互鎖缸無桿腔油液接回油箱，Z2 在互鎖缸有桿腔彈簧的驅(qū)動下上移至與 Z1 嚙合，接入手動驅(qū)動工作臺方式;其次，當(dāng)開停閥左位接入系統(tǒng)時，工作臺液壓缸左、右兩腔油液互通而處于浮動狀態(tài)，即實現(xiàn)了自動方式向手動方式的切換，當(dāng)搖動手輪即可驅(qū)動工作臺左右往復(fù)運動;若要再次切換至自動方式，只需將開停閥右位接入系統(tǒng)即可。
2.4 砂輪架實現(xiàn)快速進(jìn)給、退出
為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)省加工時間，要求砂輪在磨削開始前能夠快速靠近零部件，在裝卸和測量工件時又要求砂輪能快速退回[5];砂輪架下方的螺母絲杠與快動缸活塞桿相連接，并用快動閥來控制其快速進(jìn)退[6];圖 1 所示狀態(tài)是將快動閥左位接入系統(tǒng)，壓力油進(jìn)入快動缸無桿腔，驅(qū)使砂輪架快速前進(jìn);則快速進(jìn)給油路為：
進(jìn)油路：液壓泵供油→油路 17→油路 19→快動閥左位→油路 22(油路 C6 )快動缸無桿腔;
回油路：快動缸有桿腔中油液→油路 21→快動閥左位→油箱;搬動快動閥手柄使換向閥右位接入系統(tǒng)，則壓力油進(jìn)入快動缸有桿腔，砂輪架快速退回;則快速退回油路為：
進(jìn)油路：液壓泵供油→油路 17→油路 19→快動閥右位→油路 21(油路 C5 )快動缸有桿腔;
回油路：快動缸無桿腔中油液→油路 22→快動閥右位→油箱。
2.5 砂輪架的進(jìn)給
當(dāng)工作臺往復(fù)運動到終點停留時砂輪架可實現(xiàn)自動進(jìn)給;它主要由進(jìn)給閥操縱，經(jīng)進(jìn)給缸柱塞上的棘爪撥動棘輪，再通過齒輪、螺母絲杠等傳動副帶動砂輪架運動實現(xiàn)[7]。砂輪的周期進(jìn)給可通過選擇閥根據(jù)需要實現(xiàn)雙向進(jìn)給、左進(jìn)給、右進(jìn)給和無進(jìn)給四種方式;下面詳細(xì)分析選擇閥處于不同位置時油路走向及砂輪進(jìn)給情況。
①雙向進(jìn)給油路。當(dāng)選擇閥雙向進(jìn)給油口接入系統(tǒng)(圖 1 所示狀態(tài))，工作臺液壓缸向右運行至終點時，擋鐵撥動換向撥桿驅(qū)動先導(dǎo)閥閥芯左移，此時先導(dǎo)閥將控制油路切換，則各油路走向及砂輪進(jìn)給為：
進(jìn)給閥進(jìn)油路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→ 油路 33→油路 3→先導(dǎo)閥左位→油路 8→油路 40→油路 38→油路 42→油路 26→節(jié)流閥 b3→進(jìn)給閥左腔;進(jìn)給閥回油路：進(jìn)給閥右腔油液→單向閥(C4 )→油路 28→油路 24→油路 2→油路 5→先導(dǎo)閥左位→油箱;驅(qū)使進(jìn)給閥閥芯右移;與此同時，液壓泵驅(qū)動進(jìn)給缸拖動砂輪的一次進(jìn)給油路為：砂輪一次進(jìn)給油路：液壓泵供油→精密過濾器→油路 1→油路 33→油路 3→先導(dǎo)閥左位→油路 8→油路 40→油路 38→油路 42→油路 26→油路 27→選擇閥(雙向進(jìn)給)→油路(d1 )→進(jìn)給閥→油路 f→進(jìn)給缸右腔;推動進(jìn)給缸閥芯左移，柱塞上棘爪撥動棘輪旋轉(zhuǎn)一個角度，再通過齒輪等部件驅(qū)動砂輪進(jìn)給一次;當(dāng)進(jìn)給閥閥芯繼續(xù)右移時堵住閥口 d1 而將閥口 d2 導(dǎo)通，此時進(jìn)給缸右端接回油箱，閥芯在左端彈簧力作用下右移，則進(jìn)給缸回油路為：進(jìn)給缸回油路：進(jìn)給缸右腔油液→油路 f→進(jìn)給閥→油路 d2→選擇閥→油路 29→油路 24→油路 2→油路 5→先導(dǎo)閥左位→油箱;進(jìn)給缸柱塞在彈簧力作用下通過棘輪、棘爪及螺母、絲杠驅(qū)動砂輪復(fù)位，為下一次進(jìn)給做好準(zhǔn)備;
當(dāng)工作臺液壓缸反向左運行至終點時，由于先導(dǎo)閥又將控制油路切換，則各油路走向及砂輪進(jìn)給為：
砂輪二次進(jìn)給油路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→油路 33→油路 34→先導(dǎo)閥右位→油路 5→油路 2→油路 24→油路 29→選擇閥(雙向進(jìn)給)→油路 d2→進(jìn)給閥→ 油路 f→進(jìn)給缸右腔;推動進(jìn)給缸閥芯左移，柱塞上棘爪撥動棘輪旋轉(zhuǎn)一個角度，再通過齒輪等部件驅(qū)動砂輪實現(xiàn)二次進(jìn)給;與此同時，液壓泵里的油液在流向進(jìn)給缸的同時還流向進(jìn)給閥右腔，驅(qū)動進(jìn)給閥油口變換;其油路為：
進(jìn)給閥進(jìn)油路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→ 油路 33→油路 34→先導(dǎo)閥右位→油路 5→油路 2→油路 24→油路 28→節(jié)流閥(b4 )→進(jìn)給閥右腔;
進(jìn)給閥回油路：進(jìn)給閥左腔油液→單向閥(C3 )→油路 26→油路 42→油路 38→油路 40→油路 8→先導(dǎo)閥右位→ 油箱;進(jìn)給閥閥芯在液壓油的作用下左移;當(dāng)進(jìn)給閥閥芯繼續(xù)左移時堵住閥口 d2 而將閥口 d1 導(dǎo)通，此時進(jìn)給缸右端接回油箱，閥芯在左端彈簧力作用下右移，則進(jìn)給缸回油路為：
進(jìn)給缸回油路：進(jìn)給缸右腔油液→油路 f→進(jìn)給閥→ 油路 d1→選擇閥(雙向進(jìn)給)→油路 27→油路 26→油路 42→油路 38→油路 40→油路 8→先導(dǎo)閥右位→油箱;進(jìn)給缸活塞在彈簧力作用下通過棘輪、棘爪及螺母、絲杠驅(qū)動砂輪再次復(fù)位。當(dāng)工作臺再次換向，又重復(fù)上述動作。
②左進(jìn)給油路當(dāng)選擇閥左進(jìn)給油口接入系統(tǒng)中，工作臺在左端換向向右端運行時，由于先導(dǎo)閥閥芯處于右位，則各油路走向及砂輪進(jìn)給為：
砂輪進(jìn)給油路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→ 油路 33→油路 34→先導(dǎo)閥右位→油路 5→油路 2→油路 24→油路 29→選擇閥 T 口;由此可見，當(dāng)工作臺向右運行時，液壓泵所提供的油液在選擇閥處被阻斷，不能流入進(jìn)給閥和進(jìn)給缸，故砂輪不做進(jìn)給運動;
進(jìn)給閥進(jìn)油路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→ 油路 33→油路 34→先導(dǎo)閥右位→油路 5→油路 2→油路 24→油路 28→節(jié)流閥 b4→進(jìn)給閥右腔;
進(jìn)給閥回油路：進(jìn)給閥左腔油液→單向閥 C3→油路 26→油路 42→油路 38→油路 40→油路 8→先導(dǎo)閥右位→ 油箱;進(jìn)給閥閥芯左移。當(dāng)工作臺在右端換向向左端運行時，由于先導(dǎo)閥閥芯處于左位，則各油路走向及砂輪進(jìn)給為：砂輪進(jìn)給油路：液壓泵供油→精密過濾器→油路 1→ 油路 33→油路 3→先導(dǎo)閥左位→油路 8→油路 40→油路 38→油路 42→油路 26→油路 27→選擇閥(左進(jìn)給)→油路 d1→進(jìn)給閥→油路 f→進(jìn)給缸右腔;驅(qū)動砂輪進(jìn)給一次。與此同時，液壓泵里的油液還流向進(jìn)給閥左腔，其油路為：
進(jìn)給閥進(jìn)油路：液壓泵供油→精密過濾器→油路 1→ 油路 33→油路 3→先導(dǎo)閥左位→油路 8→油路 40→油路 38→油路 42→油路 26→節(jié)流閥 b3→進(jìn)給閥左腔;進(jìn)給閥回油路：進(jìn)給閥右腔油液→單向閥 C4→油路 28→油路 24→油路 2→油路 5→先導(dǎo)閥左位→油箱;進(jìn)給閥閥芯在液壓油作用下右移，當(dāng)閥芯移至覆蓋油口 d1 的同時油口 d2 被打開，此時進(jìn)給缸右端接回油箱，閥芯在左端彈簧力作用下右移，則進(jìn)給缸回油路為：
進(jìn)給缸回油路：進(jìn)給缸右腔油液→油路 f→進(jìn)給閥→ 油路 d2→選擇閥(左進(jìn)給)→油箱;砂輪在進(jìn)給缸柱塞的作用下復(fù)位，為下一次進(jìn)給做好準(zhǔn)備;由上分析可知：只有當(dāng)工作臺左行時砂輪才進(jìn)給一次，工作臺右行時砂輪不做進(jìn)給運動;若將選擇閥轉(zhuǎn)到其他位置，如右進(jìn)給，則只有工作臺右行時砂輪才進(jìn)給一次，若將無進(jìn)給閥口接入油口，則油路 27、29 均不能向進(jìn)給閥和進(jìn)給缸供油，砂輪無進(jìn)給;其兩過程不再詳述。另外，若想在砂輪磨削工件時改變砂輪進(jìn)給量的大小和進(jìn)給速度，只需調(diào)整圖 1 中棘輪、棘爪的擺動角度和節(jié)流閥 b3、b4 的開口大小即可。
2.6 尾座頂尖夾緊與松開
由圖 1 所示可知，尾座頂尖是靠彈簧力作用來夾緊工件的，在工作中為安全起見只有砂輪處于后退位置時才允許頂尖松開[8]，且退回由尾座液壓缸來實現(xiàn)，通過腳踏式尾座閥操縱，當(dāng)快動閥右位接入系統(tǒng)，踏下腳踏式尾座閥時;其控制油路為：
尾座松開油路：液壓泵油液→油路 17→油路 19→快動閥右位→油路 20→腳踏式尾座閥右位→尾座液壓缸無桿腔→頂尖退回;若松開腳踏式尾座閥，則頂尖在彈簧力的作用下伸出，尾座液壓缸與主油路脫開，其油路為：
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尾座夾緊油路：尾座頂尖在彈簧力的作用下伸出夾緊工件，并在杠桿的作用下驅(qū)動尾座液壓缸活塞桿下行;尾座液壓缸無桿腔油液→腳踏式尾座閥左位→油箱;值得說明的是，當(dāng)快動閥右位接入系統(tǒng)，同時又踩下腳踏式尾座閥使其右位接入系統(tǒng)時，這時系統(tǒng)壓力油同時進(jìn)入快動缸左腔和尾座液壓缸無桿腔，由于快動缸左腔直接接油箱，而尾座液壓缸需克服頂尖彈簧彈性力才能驅(qū)動尾座頂件退回，因此快動缸拖動砂輪架退回的液壓力遠(yuǎn)小于頂尖的彈簧力。因此，只有砂輪架完全退出后，系統(tǒng)油液壓力進(jìn)一步升高，才能將尾座頂尖退回，避免了砂輪沒有完全退出頂尖即先退回的危險。當(dāng)快動閥處于左位時，由于尾座液壓缸無桿腔和快動缸左腔直接油箱，因此在砂輪做進(jìn)給運動時，即使誤踩下腳踏式尾座閥，由于尾座液壓缸無桿腔無油液供給，尾座頂尖也不會退回，保證砂輪在進(jìn)給磨削工件時安全可靠。
2.7 工作臺實現(xiàn)抖動
當(dāng)被加工零件表面寬度與與砂輪寬度相近時，為了提高磨削效率和砂輪的耐用度，工作臺做高頻率(100～150 次/min)、短距離(1～3mm)的往復(fù)運動，即為抖動[9]。將兩個換向擋塊之間的距離調(diào)的很近，使先導(dǎo)閥撥桿處于垂直位置，當(dāng)工作臺左右移動時，擋塊帶動杠桿使先導(dǎo)閥閥芯向右或向左開閉處于極限狀態(tài)，控制油路迅速接通又迅速關(guān)閉，同時將節(jié)流閥 b1 和 b2 的閥口開至最大，當(dāng)先導(dǎo)閥快速度移動的同時，換向閥也快速移動至終點，換向無停留，完成快速換向，如此反復(fù)，工作臺實現(xiàn)快速抖動。
2.8 砂輪架螺母絲杠間隙消除油路
如圖 1 所示，當(dāng)壓力油從液壓泵經(jīng)過油路進(jìn)入到砸缸油腔時，砸缸柱塞頂緊砂輪架，驅(qū)使螺母與絲杠之間牙型的前側(cè)面始終緊貼，消除螺母絲杠間隙，使砂輪架快速重復(fù)定位精度得到保證[10]。其液壓油路為：
砂輪架螺母絲杠間隙消除油路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→固定節(jié)流閥(b8 )→節(jié)流閥(b7 )→油路 32→ 油路 18→砸缸。
2.9 壓力測量
在圖 1 所示的液壓油路中，系統(tǒng)各處壓力可通過調(diào)節(jié)壓力測量閥和壓力表測量。當(dāng)壓力測量閥右位接入系統(tǒng)時，可實現(xiàn)潤換系統(tǒng)多處壓力的測量，當(dāng)其閥孔中位接入系統(tǒng)時，壓力表接油箱不測量油液壓力，當(dāng)壓力測量閥左位接入系統(tǒng)時測量系統(tǒng)主油路油液壓力(參見圖 1 中兩個 P1 )。
2.10 潤滑油路
對于圖 1 所示的外圓磨床由于其工作壓力較低，可將液壓泵輸出的油液經(jīng)油管、節(jié)流閥等輸出給需要潤滑的機(jī)床部位，故不必單獨再設(shè)潤煥油路;由圖 1 所示可知，液壓泵輸出的部分油液通過潤滑穩(wěn)定器，經(jīng)固定節(jié)流閥 b8 降壓后分別輸送至平面導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副及 V 型導(dǎo)軌副等各處進(jìn)行潤滑，潤滑油液的壓力值由溢流閥 2 的開啟壓力控制;則各處潤滑油路分別為：
V 型導(dǎo)軌副潤滑潤路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→潤滑穩(wěn)定器中的固定節(jié)流閥(b8 )→油路 30→可調(diào)節(jié)流閥(b5 )→V 型導(dǎo)軌副;
平面導(dǎo)軌副潤滑油路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→潤滑穩(wěn)定器中的固定節(jié)流閥(b8 )→油路 30→可調(diào)節(jié)流閥(b6 )→平面導(dǎo)軌副;
滾珠絲杠螺母副潤滑油路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→潤滑穩(wěn)定器中的固定節(jié)流閥(b8 )→可調(diào)節(jié)流閥(b7 )→油路 32→滾珠絲杠螺母副;當(dāng)潤滑系統(tǒng)油液壓力過大達(dá)到溢流閥 2 開啟壓力時，其油路為：
潤滑系統(tǒng)卸荷回路：液壓泵油液→精密過濾器→油路 1→潤滑穩(wěn)定器中的固定節(jié)流閥(b8 )→油路 30→溢流閥 2→油箱。
3 萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點
從上述萬能外圓磨床工作原理分析可知：其液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點為：
①液壓系統(tǒng)采用先導(dǎo)閥與液動式換向閥組合的換向回路，使工作臺能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制動、終制動、端點停留、反向啟動的換向過程，在精度和換向性能方面滿足了萬能外圓磨床的工作要求，同時采用抖動缸來控制工作臺抖動，使外圓磨床的磨削范圍得到大幅度提升[11]。
②工作臺采用雙出桿式液壓缸驅(qū)動，保證了工作臺雙向移動速度的一致性，同時還可以節(jié)約成本，減少機(jī)床的占地面積[12]。
③工作臺的左右移動可實現(xiàn)手動和液動相互轉(zhuǎn)換，大大提高了工作臺操作的靈活性，砂輪的進(jìn)給、退出、尾座頂尖的進(jìn)給、退出等都是靠液壓傳動或彈簧來驅(qū)動，自動化程度高、生產(chǎn)效率高、降低了工人勞動強(qiáng)度;但機(jī)床的液壓油路較復(fù)雜，制造成本較高，使機(jī)床在日常使用中維護(hù)較困難，保養(yǎng)費用也較高。
④由于機(jī)床的壓力較低，無需單獨設(shè)置潤滑系統(tǒng)，靠自身液壓系統(tǒng)回路即可實現(xiàn)機(jī)床潤滑，降低了機(jī)床的制造成本，節(jié)約機(jī)床的占地空間。
4 結(jié)語
萬能外圓磨床液壓傳動系統(tǒng)是磨床動力的主要來源，也是實現(xiàn)工業(yè)自動化的有效途徑之一，文章通過對萬能外圓磨床液壓傳動系統(tǒng)油路詳細(xì)分析得出結(jié)論：通過合理的油、氣路設(shè)計，將不同液、氣壓元器件有機(jī)組合不僅能夠讓機(jī)械零部件實現(xiàn)既定的簡單動作，如：工作臺液壓缸的左行、右行、快跳、工作臺手動與液動的相互轉(zhuǎn)換等，還可以實現(xiàn)機(jī)械零部件的復(fù)雜運動，如：將先導(dǎo)閥、液動式換向閥、行程開關(guān)等部件進(jìn)行組合聯(lián)動可實現(xiàn)工作臺的高速往復(fù)抖動和各機(jī)械零部件的順序動作，如：通過先導(dǎo)閥、液動式換向閥、選擇閥、進(jìn)給閥、進(jìn)給缸、棘輪、棘爪、螺母絲杠等部件的組合可實現(xiàn)工作臺、砂輪、頂尖等零件的順序動作。同時，通過萬能外圓磨床液壓油路系統(tǒng)工作原理的系統(tǒng)性分析可知：若要實現(xiàn)機(jī)械零部件的復(fù)雜運動、以及多部件的聯(lián)合動作，就要涉及多液(氣)壓元器件的組合聯(lián)動問題，故液(氣)壓油(氣)路相對較復(fù)雜，在設(shè)計相關(guān)油、氣路的液、氣壓系統(tǒng)之前不僅要充分了解各元器件具體作用，還應(yīng)多掌握已搭建成功的復(fù)雜液、氣壓系統(tǒng)的工作原理。因此，了解前述萬能外圓磨床液壓傳動系統(tǒng)的工作原理，對于獨立開發(fā)、設(shè)計和搭建新的復(fù)雜油、氣路液壓系統(tǒng)具有一定的實際指導(dǎo)意義。——論文作者：李雙成 LI Shuang-cheng;陳興媚 CHEN Xing-mei
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