组合磨床系统中压力相互干扰的解决方案

某厂使用的组合磨床是一台可以同时磨削内圆、外圆和圆弧的高效率组合机床。其工件的夹紧、回转、内孔、外圆磨削与测量、砂轮的修整、机构的补偿等均采用液压传动及控制。为了提高磨削精度，磨头工进采用粗切磨削——精切密削——光磨三种进给速度。光磨是为提高工件的几何精度，在进给速度为零的情况下进行的磨削。

该磨床液压系统中的原外圆磨削进给液压回路如图1-58a所示。

外圆的自动检测工序采用如图1-59a所示，采用单向顺序阀1、2控制液压顺序动作。改进后的液压回路如图1-59b所示，即将原来的压力控制方式改为行程开关控制方式，2YA得电，动作1未完成时，行程挡块不会触及行程开关SQ；电磁铁3YA不得电，动作2不会提前开始，这样动作1、2得以严格控制。同样，动作2完成后，系统压力升高，压力继电器才会发出信号使电磁铁1YA得电，动作4方能开始执行。从而保证动作严格按顺序进行。

图1-58 外圆磨削进给液压回路

a）原外圆磨削进给液压回路 b）改进后的外圆磨削进给液压回路

1、2、4、5—电磁换向阀 3—液压缸

图1-59 顺序动作控制回路

a）原顺序动作控制回路 b）改进后的顺序动作控制回路

为实现磨床可以同时磨削内孔和外圆，该系统将两个磨头进给回路串联在减压阀之后，如图1-60a所示，两个磨头进给回路的油源压力由减压阀调定。

图1-60 两个磨头减压进给回路

a）原减压回路 b）改进后的减压回路

（1）存在问题(www.xing528.com)

1）光磨时，磨头有前冲现象。

2）顺序动作控制回路误动作频繁发生。

3）两个磨头进给回路间的压力相互干扰。

（2）问题分析

1）如图1-58a所示，光磨时，不允许磨头有前冲现象，磨头前冲会破坏磨削精度，使废品率增高。分析时发现，当电磁换向阀2得电切断磨头进给液压缸3的进油路时，电磁换向阀1也为得电状态，使液压缸3的右腔和油箱相通，其压力近似为零，这样如阀2存在压力油的泄漏，液压缸3的左腔压力便不为零，使液压缸3的活塞右移，导致磨头前冲，阀2的阀芯是圆柱形滑阀式结构，阀的进出口通路靠阀芯和阀体的配合间隙密封，因而泄漏是难免的。

2）顺序动作控制回路误动作频繁发生，主要是对顺序阀的调整压力考虑不周所致。一般顺序阀的调整压力必须大于前一行程液压缸的最高工作压力（一般要高0.8～1MPa），否则就会出现前一动作尚未结束、后一动作就开始的现象。在系统最高压力已经确定的情况下，有时无法保证各压力顺序的调定压力，所以，对于顺序动作要求严格的液压系统或多缸液压系统，采用压力控制的顺序动作回路是不合适的。

3）两个磨头进给回路串联在同一个减压阀之后，它们之间的压力相互干扰，虽然在减压阀的进口处连接一个稳压用的蓄能器2，但未起到消除干扰、稳定压力的作用，影响了内、外圆磨头进给速度的稳定性，降低了磨削质量。

（3）解决方法

1）针对磨头前冲的问题，设计了如图1-58b所示的改进回路，用一个三位四通电磁换向阀4和一个二位三通电磁换向阀5代替图1-58a中的电磁换向阀1和2，使磨头进给液压缸活塞两端压力平衡。

内圆磨削的液压回路也作与上述相应的改造后，亦能进入最佳的工作状态。

2）针对误动作问题，将原顺序动作控制回路（图1-59a）进行改进。改进后的液压回路如图1-59b所示，即将原来的压力控制方式改为行程开关控制方式，在a得电、动作1未完成时，行程挡块不会触及行程开关1；电磁铁c不得电，动作2不会提前开始，这样动作1、2得以严格控制；同样，动作2完成后，系统压力升高，压力继电器2才会发出信号使电磁铁b得电，动作4方能开始执行，从而保证动作严格按顺序进行。

3）图1-60b为防止动作干扰对图1-60a进行改进的回路。外圆和内圆磨头进给回路间的压力和流量的干扰，通过减压阀4和3的进口间接传给另一方，这就大大降低了干扰强度，蓄能器对减压阀的进口压力又起到了稳压作用。

也可以采用两个动力源分别供油的方案，但造价过高。经过改进后，该磨床液压系统稳定可靠，不再发生故障。

此案例说明，在设计多动作且换向精度、运动平稳性等要求很高的机床液压系统时，一定要考虑换向滑阀间隙的泄漏、各动作回路间的相互干扰等问题，合理地设计回路，以使系统稳定、可靠地工作。