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1、气动液压动力头的传动原理和毅静参数严无产 阶级文化大革 命的胜 利,必将继 续促 使经济战线和整个社会主义建设事业出现新的跃进。在三年文化大 革命中,广一大工 人、技 术人 员、革 命干部,紧跟伟大领 袖毛主席,狠抓革命,猛促 生产,在科 技方 面取得了丰硕 成果。尤其是射流技术在气压传动方面的广泛应用,为组合机 床进给传 动及控制 系统的 革新创造了条件。压缩空气在机床 的进给传动方面,由于存在 着种 种缺点,一直没有获得 广泛采用,仅用在一些次要的辅助 传动上。从四十 年代末期开始,利用 气动液压传 动代替单纯 的气压 传动,克服了气压 传动的一些缺点,在 进给传动上应用 逐渐增多。在 组
2、合机床动 力部件的进给 传动上应用也很广泛。为了帮助同志们在组 合机床传动和控制上来一 次革新,我 们编写这 篇报 道,供读者参考。气动液压 传动的动力 部件,其进给力的 功力来源利 用压缩空气,运 动速度的稳定及大小利用无 压 力油制动。一、气动液压传动的基本原理气动 液压 传动的基本原理可以分为两种基本型 式。?液体 节流式这种 传动方式是利 用带有 竹流系统 的油缸 制动气缸,以获得 均匀的运动速度。气 缸与油缸之间可以并联或 串联,根据 需要选 用。工作气 缸的实际推 力是由负载阻力和制动油缸节流 系统的阻力平衡而 定。负载的大小及变化的范围与气缸可 能 达到的推 力相比极小。进给 速
3、度不管负 载阻力 变化如 何,根据一猫流阀开口的大小 而保持一定。?气动液压变换 器式气动 液压变 换器主要由汕缸和储汕器组成,具 油缸部分与一般液压传功所使用 的设备相同。但 动力的来源是用压 缩空气推压 油来 代替 液压 系统 的油泵产生压力油。运功速度的控 制一与 一般 液压传 动 的控制 没备相同。运动方 向的改变 山改变供给压 缩空气的方 向实现。图?液体节流式传动原理气动液压 变换器用在组 合机 床动力 部件上的有两种 基本 结构?第一种为空气直 接推压油,如图?所示。结 构最简 单,但 水和 空气易混入 油中,两个储油器不能取任意角度,必须垂直安 装?第二种是把空气和 汕隔开的结
4、构,如图?、?所示。使用薄膜 或者浮动活塞隔开,结构 复杂,制造困难。一? ?一么书它消除 了 第一种结构的缺点,但如果设计 不 当反而 故障多。在 气压和油压两用的油缸 内,如图?所示,气 腔和 油腔 间的活 塞上要安装有两段以上的密封,在两段 密封 中间一没 有引向外部的通 路,以便将泄漏 的空气引到 大气 中放掉,防止混入到油中。这两种传动方式直观的可以看做为前者是气缸 的一种 改进型式,而后者是液压 传 动的一 种变型。从其原 理图可以看出,两者基 本上是一 样的。即前者液压 节流式的是压缩空气经气压 活 塞,活塞杆以及连接 件推动液压活塞移动,而图?气动液压转换器式传动原理后者 变换
5、器式的压 缩空气是经 过油?有时直接 与油接 触? 推动 液压 活寨移 动。液压 节 流式的 结构复 杂,尤其是两个缸并 联使用 时产生别劲。气动 液压 转换器一般结构简单,通用性大,摩擦损失小,但容 易在油内混入空气和水。在结构 上必须考虑避免因此而产生故 障。林沪气?二、气动液压传动的特点气 动液压 传动 是利用液压传 动的优点 来弥 补气压 的 缺点,以一种最经济的传动方 式在 小功 率动力部件上代替了液压及机械传动。其应用 的范围有局 限性。?气动液压传 动是属 于液压传 动 的一种气功液压 传 动的油缸及节 流 系统的控制 阀 与使用油 泵式传功 的液压设备是完全一样的。两者的不同是
6、使油产生压 力 的方法不同。油泵传动是油直 接 用活 塞、齿 轮或 叶片推挤使油产生压 力。而气 动液压传动是用压 缩空气推 挤,使油 产生压 力。空气有压 缩 性,要是单乡?的使用气压传动,不 可 能可 靠地控 制稳 定的移 动速 度。即使以稳定的 流量 供给气 缸以压 缩空气?或者是放出压 缩空气?,由于被 推动 部分 的阻力有变化,移 动速 度会出现 显著的不稳 定和冲击现 象。?气动液压传动是最经济的传动 方式气动液压传动从性 能上来看远 不 及液压 传动的好,应用 范围受限 制。因此比液压 传动更 合适 的场 合极少,而且 必须采 用 气动液压 传动的场合就更 少。尽 管如此,在 小
7、型小功率 动力 部件上,其性能 却完全可以满足要 求。造价仅 为液压动力的 数分之一。其原因?不需要 每台机床都设 置单独油泵 及油箱 设 备,动 力源压 缩空气来 自车 间的压 缩空气网?动力部件的传动机构简单,没有要求高精度的部件,制造技术简单。?气动液压传动 的效率比机 械传动、液压传动 的都低气动液压 传动 的效 率通常低于?叫,主 要 由下列 几项 组成?空气压 缩 机的效率? ?拓活塞气 缸的传 动效率?夕 乡压缩空气的节流 效率?的石总效率?、? ?今石尤其是在 行程 中途频繁 地变 换方向的情况下,效率几乎 变坏 到不能使用的度程。但作为气动液压传动 的进给部分,只占动力部件总
8、功率的? ?、?。乡左右,极少影响到动力部件的总功率。?对过大的工作 负载反应迟钝气 动液压传 动如果使用在大负载的情况一,即使加 大 气缸、管 路及 闸等的容量,仍然动作不灵敏。因此用在动力 部件上时,除必 要的切削负 载外,被推 动 的部分重量不 能太大,以保 持在?、? ?公斤以下为宜。?对 于过 大的负载的 波动不易保持均匀?的进给速 度 ?有一定限度?这不是因为空气的压 缩 性,而是由于难以得 到大的压 力。为了得 到 均 匀的移 动速度,要采用比负 载大得 多的推 力,必须使用带有压 力 补偿装置的流量控 制 阀。实际空气压 力不能太高,否则会给控制系统带 来许多困难。?不存在油
9、温升高的 问题功力部件上储油箱 内的油,不是象在一般带有定量泵的液压 传动 动力部件上那样强制的通过 溢流 阀。因此油 温改变很少,或者基本不 变,保 证了工作进 给的稳 定性。三、气动液压传动力部件技术参数的选择气功液压传功应用在组合机床动力 部件上,只适于不要 求大的进给力和小功率的洁况。?空气压力为了保证进 给运动的平稳性和工作效率,压 缩空气的压 力一 般 不 应 超过?个大 气压。车间 内空气 管路的压 力不 可避免地要有变 动。囚而为了获得管路 内的稳定压 力,必须将 管路的压 力用 减压阀降低一 段,实际只能 使用?个大气压 左右。?进 给 力进 给力 名义上应保持在? ?公斤以
10、下。超过这个指标,气 缸的进 给不均 匀就显著增加。如果使用增压器甚至可以得 到数 吨的推力,但是行程显 著地受 限制,不 适于使 用在进给用动 力 部件上。已知气缸 的直径和所 使用的空气压 力就川一以计算出推 力。但 这是静止时所保持的推力,在运动 中由于摩擦和流体的阻力等损 失,只能期 望达到? ?佰左 右。为了保证进给 速度稳 定,实际上应 使用在? ?幅以下的推力。尤其 是负 载有变动,而且又要 达到 均匀的进给速度时,应该使用在? ?、?叫以一 ? ? ,即?、?公 斤以下。?主传动电动机功率主 电动机功率 应不 超过? ?、?冠。更大的功 率就要 求有 较大的进给力,如 前所述,
11、受进给 力的限制及会使气 缸的直 径加大,相应 地增加了动力部件的轮廓尺 寸,不便于动力 部件的结构布置,囚此不宜采用。?快速引进 速度辰高不应 超过?米?分,在?米?分 范围内较为适宜。移 动速度 如果太 快,瞬间消耗大量的压缩空气,受 缩压箱和管路 及 阀等容量的 限制,管路 内的压 力会突然降低,影 响同一 管 路网上其他机床也 不能正常工作,效 率也变 坏。?动力部件的工作行程 长度总行 程长度应保持在 ? ?、? ?毫米 范围内。气动 液压 传动 动力 部件多数 用 在 多工位机床或自动线 上,对 工作循环 时间的准确性有严 格的要求。气动液压传 动经 常难以得到准确的循环 时间。为
12、了弥补 这一 缺点,应缩短其机动 时 间,因此应 尽可 能 缩 短 其行程。四、典型气动液压传动动力部件传动系统气动 液压 动 力部件根据实际 需要可以设计成箱体?或滑 台?移动 式和滑 套式两种,可以单 轴使 用或多 轴使用。可以完成钻、扩、铰、攻 丝、镜、车端 面及轻铣削等工 序的加工。?气动钻孔攻丝滑套式动 力 头在用于钻攻小直径孔的气动液压 动力部件上,可以用 液压制动代之以气动制 动。图?中?、?是使活塞前后移动增 减压力 的调整阀。?、?是 压力 表。?是三 通电磁 换 向阀。?是前进速 度快慢凋整 阀。?是 调整 排 气量 的节流 阀,由此来 控制 返回速度。?是提 阀型 的溢
13、流阀,活 塞前进时,在前腔压 力 未升高的情况排除空气。如图?所示 的主轴滑套?主 轴与轴承装在其 内部的园筒?的外廓 就直接 构成活塞,用压 缩空 气推 动。丝锥是利用 活塞前后 的空气压力 差推进并攻 入工件,之 后丝淞驹准 鱼梦始空气凸滋厉玻龄龄龄锥 沿着自身的升 角前进。空气本身具有压 缩性,图?气动滑套式钻 孔攻丝动力头攻丝接杆 即使 没有伸缩装置也可以正常地切 削。丝锥直到接触 工件之前 的快速 引进速 度利 用空 气节 流阀调整,将丝锥顶 靠到工件上的推力利 用 调压阀凋整。在用于钻孔加工 的 情况下,根据 被加 工零件的材料和 钻头直径,可以调整 到需要的进 给力及 进给 速度
14、。这 种传动方 式不需 要将 快速 引进 转换成工 作进 给,攻 丝加工也不 用考 虑为适应 丝锥的螺距的进给速度,可以保证正常 的工作。使用在加 工通 孔时及易将钻头 咬住的场合,必须用 油缸制 动。?液压节流式动力部件其进 给传 动 系统的特 点是?进给 气缸的制 动油缸是分 开 的,由多种元件组装而成。箱体移 动式动 力部件适 宜采用 气缸一一油缸串联,滑套式适合采 用 并联。?机械型 式 串联机械型式的串联,其机构轮 廓尺寸 较 大。如图?所示,来 自压缩空气网的压 缩空气进 入到气 缸 的右腔或者左腔。缸内的活塞杆 前端 与动力滑 台体相联接。浮动量的长度即为快速行程。制动油 缸的后
15、腔?或前 腔?装有补偿油缸,用 来补偿 油路系统 的漏油?补偿单活塞门门门? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?一一? 飞耍工共裹面面勺勺厂厂厂厂? ? ? 以以以图?机械串联液压节流式气动液压动力头杆油缸因活塞杆的出入引起 的油 缸内部容积 的变化。?机械型式 并联机械并联,其机构比较 紧凑。实现动力部件的快速行程有两种办法?利 用油 缸实现 快速行程组 成进给传动系 统的气缸和油 缸之间,通过 主轴滑套前端面上的法兰盘 及导 向杆相连接。气 缸和油 缸之 间无管路连 系,制 动油 缸?为柱 塞 式单油腔,直接装在 储油箱 内 ?动 力头 的箱体即为储油箱?。油缸上 的进排油口直接 与油
16、 箱相通,省 去了连接 管路,避免了漏油 的缺 点。油缸上有两个排油孔,一个装有流量调整阀?和单向阀?。排油时经流量调整阀?控制进给 速度。?快速退回时,制动 油不经过 流量 调整阀,而 直接 打开单向阀进入到油缸 内。另一个油口为快速 引进 用排 油孔,在快 速退回时基本不起作用。在快速 引进 时,大量的油 经此 孔排 出。当柱塞 向前移动到将此 孔堵 死以后,油必 须经 过流量调 节阀排出去,通过 的油 量受 限制,因而 变为工作进 给。快速行程的长短由调整柱塞前 端面 与快速 引进排油 孔之 间 的 距离来确定。刃刃刃 四四四卜 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?日日尸? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?声? ? ? ? ? ?一? ? ?图?机械并联用,油缸实现快速行程的动力传动原理利用 气缸和油缸 间的浮动连接实
