新型報廢汽車大梁液壓式龍門剪切機液壓伺服中心架的結構和原理

新型報廢汽車大梁液壓式龍門剪切機液壓伺服中心架的結構和原理

 液壓伺服中xin架由機械裝置、液壓伺服系統和控制系統三部分組成。相對于普通中xin架，它的優勢是能夠在工件轉動過程中根據工件圓度狀況或者回轉軸線擺動等自動調整支撐桿位置，防止剛性支撐引起內力之間相互作用而產生附加變形以及由此引起的整個系統振蕩，保持了支撐力恒定．因而使支撐更加穩定。 

　　l腋壓伺服中xin架結構與原理對于四導軌臥式車床．液壓伺服中xin架采取c型兩支撐機構，即底部支撐用于抵消重力和水平支撐用于抵消切削力。機械部分主要由支撐基座、上體進給機構、上支撐構件、上頂持機構、工件重量頂持機構、行走機構、鎖緊機構等部分組成。如圖1所示，行走機構安裝在基座上，通過與床身上齒條嚙合傳動實現中xin架在機床導軌的移動；鎖緊機構由液壓缸、碟簧油缸和鎖緊拉桿組成，把整個中xin架鎖緊在機床導軌上；重力支撐機構安裝在基座上，切削力支撐機構貝Ij安裝在上體上；上體依靠進給機構在工件直徑方向移動與活塞桿伸出一并帶動切削力頂持機構抵達工件表面。工件表面接觸均采用雙輪支撐結構。 

　　液壓伺服中xin架T‘作原理：①當輔助支架不工作時，處于主軸箱端或尾座端(視情況而定)，此時，導軌鎖緊裝置處于卸油狀態，由鎖緊裝置(碟形彈簧鎖緊，壓力油松開)將輔助支架鎖緊在導軌上，承受重量油缸和承受切削力油缸的活塞桿處于縮回狀態。②當需要輔助支架工作時(被加工]：件已經裝夾在機床上)，導軌鎖緊裝置給油，鎖緊裝置松開，輔助支架移動電機通電(由點動開關控制)，將輔助支架移動到工件需要支撐的部位，導軌鎖緊裝置卸油，由鎖緊裝置將輔助支架鎖緊在導軌上，然后，承受重量油缸和承受切削力油缸的后腔同時給油，兩油缸活塞桿伸出，支撐滾輪與工件接觸，加工可以開始。③加工過程中，由液壓伺服系統控制平衡工件重量，比例溢流閥和蓄能器組合回路控制平衡切削力。④加工完成后，承受重量油缸和承受切削力油缸的前腔同時給油，兩油缸活塞桿縮回。然后，導軌鎖緊裝置給油，鎖緊裝置松開，輔助支架移動電機通電，將輔助支架移動到主軸箱端或尾座端，導軌鎖緊裝置卸油，將輔助支架鎖緊在導軌上。 

　　2．液壓伺服回路設計及主要元件選擇(參見圖2)液壓伺服部分由液壓伺服回路和蓄能回路實現壓力控制達到頂緊力的控制。液壓伺服中xin架設有豎直和傾斜兩個支撐油缸。其中抵消重力液壓回路的液壓伺服系統主要由伺服放大器、電液伺服閥、液壓缸、信號反饋裝置等部分組成，伺服閥控制伺服液壓缸動力機構位置精度的高低和運動的平穩性，對整個系統起著決定性的作用。而承受切削力油缸則用蓄能器隨時補油或溢流閥泄油調整油缸壓力達到控制支撐力的目的。液壓伺服部分蓄能回路由泵向抵消切削力作用的油缸供油，設定的溢流閥開啟值則可以滿足用戶需要的設定工件支撐力。在工件的回轉過程中，隨著．f件外網的圓度變化，蓄能器隨時向油缸注油或在油缸壓力上升的情況下吸收相應的油，從而快速的平抑油缸內壓力波動，實現壓力基本恒定保持在設定值附近，達到支撐力恒定的目的。 

　　由于該伺服系統用于重型機床中xin架的重力輔助支撐，承載能力要求較高，同時受空間結構以及系統流量的限制，油缸的尺寸即便在zui大設定情況下，為避免閥流量和供油系統參數與尺寸過大，故選擇較高的系統壓力。供油壓力高則對元件的制造精度和系統的使用維護要求提高，并使容積效率降低。但可減小液壓動力元件、液壓能源裝置和連接管道等部件的重量和尺寸，減小壓縮性容積和減小油液中所含空氣對體積彈性模量的影響，有利于提高液壓同有頻率。 

　　考慮到液壓元件及伺服閥的額定壓力系列，并考慮到可靠性和維護水平，系統取工作壓力_D．-18MPa。負載壓力的確定按照常規即zui大功率傳輸條件，取pt=2／3p．，即pL=2／3p-=12MPa。 

　　伺服閥的性能曲線、閥芯機能、額定流量、階躍響應、頻率特性、泄漏量等參數是選用的重要標準。伺服閥的額定流量應留有相應的余量．通常為負載所需流量的15％左右，在快速性高的系統中可取到30％。根據選定閥的壓降和計算出伺服閥流量，可從伺服閥樣本中選出合適的伺服閥。除了流量規格之外，在選擇伺服閥時還應考慮以下因素：流量增益的線性要好，壓力靈敏度較大，但對力控制系統要求壓力靈敏度較低為好；不靈敏度、溫度和壓力零漂盡量小，泄漏較??；伺服閥的頻寬應滿足系統要求，頻寬過低將限制系統的響應特性，過高將損壞系統抗干擾力；綜合考慮伺服閥對污染的敏感性、是否加顫振信號等。 

　　伺服閥選用BOSCH產品，為零遮蓋的伺服比例閥，設計簡單，電路要求低。 

　　由于該系統中的伺服閥是高響應元件，閥口瞬時打開或關閉，信號電流不同時，閥的開13不同，負載流量變化很大，產生壓力沖擊。系統中雖然設有安全閥，但其反應較慢，壓力增高，其值可達正常壓力的幾倍以上。這種沖擊往往引起儀表、元件和密封裝置發生故障，甚至損壞，同時還會引起系統的強烈振動。在控制閥或液壓缸等沖擊源之前裝備蓄能器，可以吸收和緩解這種液壓沖擊，提高系統的整體性能。 

　　3．控制系統液壓伺服部分采用PC加運動控制器的開放式數控結構，配以壓力傳感器和電液比例伺服閥，具有液壓控制同步控制方式，組成方便，同步精度高，人機交互好的特點。同時，系統界面能夠觀察到系統運行狀態，直觀，操作方便。實際操作使用西門子系統配置的S7300PLC，博士力士樂產品HNC 100運動控制器控制整個液壓伺服系統。 

　　傳感器與控制卡、伺服閥形成一個閉環控制系統，隨著系統工作要求實現不同的伺服控制。伺服比例閥控制液壓缸的振動和移動，安裝在油缸下部的位置傳感器檢測出油缸的壓力，壓力信號反饋到HNC，經過與PLC輸入指令信號比較計算。HNC通過放大器向伺服比例閥發出信號，控制伺服比例閥的開啟方向和大小，從而控制伺服液壓缸動作的方向、速度和位移。 

　　用Rexroth專利HYVOS軟件對設計進行計算機仿真，以確定輔助中xin架在各種干擾載荷和運動情況下是否能正常運轉，從而達到優化設計的目的，使輔助中xin架在各種干擾載荷和運動情況下都能正常運轉。該液壓伺服輔助中xin架經實際應用表明，可克服工件圓度誤差、回轉偏心等因素帶來的不利影響，對丁件施加穩定支撐，有效地控制工件變形量，達到切削過程穩定和良好的加上精度。

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