CN203031283U - 三维方向联动动力滑台液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维方向联动动力滑台液压控制系统，其包括油箱、第一过滤器等元件，油箱、第一过滤器、定量叶片泵、第一单向阀顺序连接，第一压力继电器、第二过滤器都与第一单向阀连接，第二过滤器与第一节流阀连接，第一压力表、第二单向阀、三位五通电液动换向阀、第一二位二通电磁阀都与第一节流阀连接，第一二位二通电磁阀与第二节流阀连接，第二压力表、蓄能器都与第二节流阀连接，先导式溢流阀与第一二位二通电磁阀连接，第一远程调压阀、第二远程调压阀都与先导式溢流阀连接。本实用新型利用液压系统控制原理，最终来达到冷凝水由低向高端提升输送的目的。

Description

三维方向联动动力滑台液压控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，特别是涉及一种三维方向联动动力滑台液压控制系统。

背景技术

机床动力滑台液压系统一直以来都是机床设备升级的重点以及关键环节。液压驱动和普通驱动方式相比，其运输倾角大可达30°-45°；容易实现多点定位及滑行；结构简单、强度高、刚度大、韧性好，耐冲击与摩擦等优点，因此用途较为广泛。

动力滑台驱动方式大体上可分为机械式和液压驱动式两种形式。机械传动方式较传统，它具有进给量稳定，慢速工作时一般不会出现爬行现象，高速运行时无振动产生，这样可以提高加工表面的精度要求，耐冲击性较好，运行可靠且方便保养维修维护，占用空间较小，无泄漏等优点。缺点是变速时会受到很大的限制，为有级调速，位置精度较低，并且需要经常保养或添加润滑油或润滑剂，零件磨损较大等。液压式驱动方式是近现代以来研究比较多的方案，发展前景大，效益成本比例高。优点是大多数情况下可以实现有级调速，能够获得较大的进给力，容易实现快速与慢速工作、多种工进速度之间的转换，简单而可靠的过载保护，零件磨损较小，位置转换精度较高，工作可靠等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种三维方向联动动力滑台液压控制系统，其利用液压系统控制原理，最终来达到冷凝水由低向高端提升输送的目的。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种三维方向联动动力滑台液压控制系统，其特征在于，其包括油箱、第一过滤器、定量叶片泵、第一单向阀、第一压力继电器、第二过滤器、第一节流阀、第一压力表、第二单向阀、三位五通电液动换向阀、第一二位二通电磁阀、第二节流阀、第二压力表、蓄能器、先导式溢流阀、第一远程调压阀、第二远程调压阀、三位四通电磁阀、第二二位二通电磁阀、第三节流阀、第一液控单向阀、第三二位二通电磁阀、第一电液比例调速阀、第三单向阀、第二压力继电器、第三压力表、第一重载液压缸、第一顺序背压阀、第四二位二通电磁阀、第四节流阀、第二液控单向阀、第五二位二通电磁阀、第二电液比例调速阀、第四单向阀、第三压力继电器、第四压力表、第二重载液压缸、第二顺序背压阀、第六二位二通电磁阀、第五节流阀、第七二位二通电磁阀、第三电液比例调速阀、第六单向阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀、第四压力继电器、第五压力表、第三重载液压缸，油箱、第一过滤器、定量叶片泵、第一单向阀顺序连接，第一压力继电器、第二过滤器都与第一单向阀连接，第二过滤器与第一节流阀连接，第一压力表、第二单向阀、三位五通电液动换向阀、第一二位二通电磁阀都与第一节流阀连接，第一二位二通电磁阀与第二节流阀连接，第二压力表、蓄能器都与第二节流阀连接，先导式溢流阀与第一二位二通电磁阀连接，第一远程调压阀、第二远程调压阀都与先导式溢流阀连接，三位四通电磁阀与第一远程调压阀、第二远程调压阀连接，第二二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀、第六二位二通电磁阀都与三位五通电液动换向阀连接，第二二位二通电磁阀、第三节流阀、第一液控单向阀、第一电液比例调速阀顺序连接，第三二位二通电磁阀、第三单向阀都与第一液控单向阀连接，第二压力继电器、第三压力表、第一重载液压缸都与第一电液比例调速阀连接，第一顺序背压阀与第一重载液压缸连接，第四二位二通电磁阀、第四节流阀、第二液控单向阀、第五二位二通电磁阀、第二电液比例调速阀顺序连接，第五二位二通电磁阀、第四单向阀都与第二液控单向阀连接，第三压力继电器、第四压力表、第二重载液压缸都与第二电液比例调速阀连接，第二顺序背压阀与第二重载液压缸连接，第六二位二通电磁阀、第五节流阀、第三电液比例调速阀顺序连接，第七二位二通电磁阀、第六单向阀都与第五节流阀连接，第三电液比例调速阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀顺序连接，第四压力继电器、第五压力表、第三重载液压缸都与第四液控单向阀连接。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型通过行程阀实现快进和工进、两工进之间的转换，利用调速阀获得工进速度并，利用差动连接来合理利用能量，降低损耗，提高效率，节省成本。

附图说明

图1为本实用新型三维方向联动动力滑台液压控制系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型三维方向联动动力滑台液压控制系统包括油箱1、第一过滤器2、定量叶片泵3、第一单向阀4、第一压力继电器5、第二过滤器6、第一节流阀7、第一压力表8、第二单向阀9、三位五通电液动换向阀10、第一二位二通电磁阀11、第二节流阀12、第二压力表13、蓄能器14、先导式溢流阀15、第一远程调压阀16、第二远程调压阀17、三位四通电磁阀18、第二二位二通电磁阀19、第三节流阀20、第一液控单向阀21、第三二位二通电磁阀22、第一电液比例调速阀23、第三单向阀24、第二压力继电器25、第三压力表26、第一重载液压缸27、第一顺序背压阀28、第四二位二通电磁阀29、第四节流阀30、第二液控单向阀31、第五二位二通电磁阀32、第二电液比例调速阀33、第四单向阀34、第三压力继电器35、第四压力表36、第二重载液压缸37、第二顺序背压阀38、第六二位二通电磁阀39、第五节流阀40、第七二位二通电磁阀41、第三电液比例调速阀42、第六单向阀43、第三液控单向阀44、第四液控单向阀45、第四压力继电器46、第五压力表47、第三重载液压缸48，油箱1、第一过滤器2、定量叶片泵3、第一单向阀4顺序连接，第一压力继电器5、第二过滤器6都与第一单向阀4连接，第二过滤器6与第一节流阀7连接，第一压力表8、第二单向阀9、三位五通电液动换向阀10、第一二位二通电磁阀11都与第一节流阀7连接，第一二位二通电磁阀11与第二节流阀12连接，第二压力表13、蓄能器14都与第二节流阀12连接，先导式溢流阀15与第一二位二通电磁阀11连接，第一远程调压阀16、第二远程调压阀17都与先导式溢流阀15连接，三位四通电磁阀18与第一远程调压阀16、第二远程调压阀17连接，第二二位二通电磁阀19、第四二位二通电磁阀29、第六二位二通电磁阀39都与三位五通电液动换向阀10连接，第二二位二通电磁阀19、第三节流阀20、第一液控单向阀21、第一电液比例调速阀23顺序连接，第三二位二通电磁阀22、第三单向阀24都与第一液控单向阀21连接，第二压力继电器25、第三压力表26、第一重载液压缸27都与第一电液比例调速阀23连接，第一顺序背压阀28与第一重载液压缸27连接，第四二位二通电磁阀29、第四节流阀30、第二液控单向阀31、第五二位二通电磁阀32、第二电液比例调速阀33顺序连接，第五二位二通电磁阀32、第四单向阀34都与第二液控单向阀31连接，第三压力继电器35、第四压力表36、第二重载液压缸37都与第二电液比例调速阀33连接，第二顺序背压阀38与第二重载液压缸37连接，第六二位二通电磁阀39、第五节流阀40、第三电液比例调速阀42顺序连接，第七二位二通电磁阀41、第六单向阀43都与第五节流阀40连接，第三电液比例调速阀42、第三液控单向阀44、第四液控单向阀45顺序连接，第四压力继电器46、第五压力表47、第三重载液压缸48都与第四液控单向阀45连接。

本实用新型的工作原理如下(具体有A至H情况)：

A供油

由于动力滑台的液压进给系统负载功率不是太大，低速工进时需保证较高的稳定性；滑台工进速度改变时切削负载会发生变化，这就要求液压系统在供油时保证稳定性，且滑台在快进快退时对流量需求比较大，同时考虑到系统工作压力不大。拟选用相适应的定量叶片泵供油和蓄能器辅助供油或蓄能，并且在快进时油缸差动连接，以满足液压系统动力滑台快进流量要求，以便提高液压系统的工作效率、效能，实现节能降耗。

B调速

由于滑台系统在工进低速进给时对稳定性要求较高，液压系统功率不是很大，摩擦阻力负载在工作中变化较小，拟采用电液比例调速阀的进油调速方案，这样便形成节流调速回路。工进工况时在液压缸回油路中，为防止瞬时冲击、提高稳定性，于是在其回油路上加设一个顺序背压阀，这可以让系统回油路有一定的背压，不但可以减缓冲击，而且可以降低液压系统的发热量，这样使得滑台工作运动的平稳性得到了较大的提高，液压系统的综合性能得到提高，滑台最小工进速度运动的稳定性得到保证，工进时回油路油液平稳地运动，也即是回油的稳定性得到提高。

C换向控制

滑台采用快进时进油差动连接，系统快进时三个方向的液压缸需要同时快进，为保证液压油液流量足够稳定，故选用电液动换向阀作为总控制改变各工况油路方向，电液动液压阀具有液动阀和电磁阀两者的特色，广泛应用于制造业等工业场合中，优点是换向性能好、方便控制、较高精度、流量通过大。同时采用二位二通电磁阀作为分控控制相应方向的液压缸油路。

D速度转换回路

该机床对滑台的终点位置精度或定位精度并没有太严格要求，而且电磁换向阀的性价比较高，其制动精度可以满足此要求，故采用二位二通电磁阀来切换快进与工进工况，控制电磁阀的电磁铁线圈通断电就可以实现速度转换和油液自动换向。

E压力控制

为便于远程控制及多级调压，在泵的油液出口处并联一个先导式溢流阀，且设置成三级调压回路，达到液压系统稳压调压溢流的作用。需要注意的是先导式溢流阀的压力调定值一定要高于远程调压阀的压力调定值。

F背压

动力滑台在Z方向液压缸连接的工作部件，为防止其落下，故拟在其相对应的回油路上加设液控单向阀，进行平衡。为保证三个方向液压缸工进时工作、回油稳定，拟在工进时回油路上增设顺序背压阀，以提供适当的回油背压，避免液压缸工进时回油过快发生冲击现象。同时，Z方向缸回油路的单向节流阀目的是用来确保活塞平稳下行。

G停留定位

为了保证各个方向的液压缸在工作时能够保持准确停留定位，故采用双向液压锁作为精确停留定位措施。这样做的目的是当某个方向工进完成后而其它方向还没有工进进给完成，这就有停留定位的需要。

H辅助油路回路

在油箱和液压泵之间(即是油液进入油泵前)设置100um规格的过滤器，以保证油箱里的油液进入液压泵时能够保证油液的清洁度；同时，在液压泵出口处也设置80um规格的过滤器，将液压泵出来的油液进一步过滤，以保证液压泵出来的油液进入液压元件时能保证油液的清洁度，达到保护液压元件和液压系统的目的。

本实用新型的特点如下：

(1)选用多级调压回路，可以实现有级的、远程调压的目的，这方便远程监控系统的整体压力设定情况。可以设定多种压力下保证系统安全工作，防止系统过载或因故障导致压力过高而受到破坏，从而达到保护系统。同时起到在工进时溢出多余的流量，起到稳压和调压的作用，以保证系统压力稳定。

(2)选用了电液比例调速阀节流调速回路，且是进油调速。进油调速成本低、结构简单、方便维护使用、工进速度、精度要求容易得到保障。同时，又在回油路上增设了一个顺序背压阀，这又使得这种进油调速回路工进时回油有了一定的背压，目的是减缓冲击，运动的平稳性得到了提高，并且可以降低系统的发热，这一顺序背压阀的增设使得系统油路同时具备回油调速油路的优点。故这样的设计，可以整体性提高了液压系统的综合性能，它能够保证液压缸稳定的低速运动、较大的调速范围和较好的速度刚性。

(3)选用差动连接回路和蓄能器辅助供油。液压系统快进时需要大量的油液，由液压泵+蓄能器+差动连接同时供油；当系统处于工进阶段时，由液压泵单独供油，且多余的油液分别被蓄能器存储和溢流阀处理掉，这样液压泵提供的油量能够与外负载需要的油量相适应，避免了过大的升温。采用“差动连接+蓄能器+液压泵”的组合同时满足快进时的供油，“蓄能器+液压泵”同时满足快退时的供油方案，这种方式的成本更低，效益更好，经济性更高。

(4)系统选用“电磁换向阀+电液比例调速阀”组成速度换接回路。采用电磁换向阀实现油路快进和工进的转换连接，油路系统得到简化，用PLC控制电磁铁线圈通断电，使转换动作位置准确、轻快可靠、精度较高。

(5)选用了电液比例调速阀实现无级调速的二次进给。两次工进进给速度由输入的电信号强弱来设定，这样可以在调速范围内实现无级调速，可以通过电信号远程控制油路液体的流量，也即是通过电信号远程控制或改变所需要的速度，确保速度改变的精度，避免速度换接时动力滑台出现前冲现象，且油路布局简化、平稳性好、抗冲击性好、灵活方便。

(6)当某些机构失效或构件损坏或电气元件故障致使系统油路压力升高，此时压力继电器发出信号，控制动力滑台的液压缸的反向快退和控制电机断电使液压泵停止工作，方便可靠。系统工况的改变是利用在机床结构上的安置可复位的触点或开关，当滑台运动到指定的位置时碰到触点或开关时发出电信号，控制动力滑台的液压缸的工况变更，方便可靠，利于实现自动化和远程控制。

(7)系统油路中的各单向阀作用不同，第一单向阀为了防止油液倒流回液压泵中。第二单向阀是为了防止液压泵出来的油液在快进时形成的差动连接而进入有杆腔。第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀是为了防止油液倒流会液压缸。由于单向阀的存在，工进和快进时油路互不干扰。

(8)X、Y方向油路选用液控单向阀锁紧回路，即是采用双向液压锁，这样可以实现精确锁紧定位，且双向液压锁具有较好的闭锁效果，密封性良好，且锁紧位置精度较高。

(9)Z方向油路选用了液控单向阀平衡回路。当Z方向油路停止工作时，液控单向阀关闭以防止活塞、杆件和工作部件因自重下降；当Z方向油路工作时油腔的上腔进油，当油缸上腔压力足够打开液控单向阀时，液压缸此时才能下行运动。油缸下腔的回油经过单向节流阀，由于其有阻尼小孔，故回油速度得到限制，大大改善活塞下行的平稳性。且液控单向阀的泄漏量很小，所以其有较好的闭锁性能。

(10)系统油路中节流阀主要作用是起到增加阻尼以提高回油稳定性及防止冲击作用，达到保护液压系统及液压元件的目的。

(11)选用第二二位二通电磁阀、第三二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀，目的是控制各方向缸的油路开闭，用PLC控制电磁铁线圈通断电，换接动作轻快可靠、精度较高。同时二位二通电磁换向阀控制X或Y或Z方向油路，以便控制相应方向油路的开闭情况。而且当某一方向油路在工进完成后而另外方向油路还没有工进完成，此时可以通过电磁换向阀线圈断电关闭已进给完成的油路进油，则可以实现等待全部工进完成后一起快退的功能。这样方便加工进给，且可以优化工进路线，使工进路线多样化，实现本设计的预期目标之一。

(12)采用三位五通电液动换向阀，实现系统的快进、工进、快退、停止、卸荷各个工作阶段的转换。具有控制方便、换向性能好、换向精确可靠、换向平稳、无冲击、滑台快进时可构成差动连接等优点，同时适用于大流量的场合，应用广泛。

本实用新型提出了三维空间液压缸联动机制，利用液压系统控制原理，结合三级调压回路、换向阀卸荷回路、蓄能器辅助供油回路、三位五通电液动换向阀换向回路、双向液压锁锁紧回路、液控单向阀平衡回路、进油电液比例调速阀调速回路、变速回路、差动连接回路、压力继电器控制回路及背压回路等油路，最终来达到冷凝水由低向高端提升输送的目的。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (1)

1.一种三维方向联动动力滑台液压控制系统，其特征在于，其包括油箱、第一过滤器、定量叶片泵、第一单向阀、第一压力继电器、第二过滤器、第一节流阀、第一压力表、第二单向阀、三位五通电液动换向阀、第一二位二通电磁阀、第二节流阀、第二压力表、蓄能器、先导式溢流阀、第一远程调压阀、第二远程调压阀、三位四通电磁阀、第二二位二通电磁阀、第三节流阀、第一液控单向阀、第三二位二通电磁阀、第一电液比例调速阀、第三单向阀、第二压力继电器、第三压力表、第一重载液压缸、第一顺序背压阀、第四二位二通电磁阀、第四节流阀、第二液控单向阀、第五二位二通电磁阀、第二电液比例调速阀、第四单向阀、第三压力继电器、第四压力表、第二重载液压缸、第二顺序背压阀、第六二位二通电磁阀、第五节流阀、第七二位二通电磁阀、第三电液比例调速阀、第六单向阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀、第四压力继电器、第五压力表、第三重载液压缸，油箱、第一过滤器、定量叶片泵、第一单向阀顺序连接，第一压力继电器、第二过滤器都与第一单向阀连接，第二过滤器与第一节流阀连接，第一压力表、第二单向阀、三位五通电液动换向阀、第一二位二通电磁阀都与第一节流阀连接，第一二位二通电磁阀与第二节流阀连接，第二压力表、蓄能器都与第二节流阀连接，先导式溢流阀与第一二位二通电磁阀连接，第一远程调压阀、第二远程调压阀都与先导式溢流阀连接，三位四通电磁阀与第一远程调压阀、第二远程调压阀连接，第二二位二通电磁阀、第四二位二通电磁阀、第六二位二通电磁阀都与三位五通电液动换向阀连接，第二二位二通电磁阀、第三节流阀、第一液控单向阀、第一电液比例调速阀顺序连接，第三二位二通电磁阀、第三单向阀都与第一液控单向阀连接，第二压力继电器、第三压力表、第一重载液压缸都与第一电液比例调速阀连接，第一顺序背压阀与第一重载液压缸连接，第四二位二通电磁阀、第四节流阀、第二液控单向阀、第五二位二通电磁阀、第二电液比例调速阀顺序连接，第五二位二通电磁阀、第四单向阀都与第二液控单向阀连接，第三压力继电器、第四压力表、第二重载液压缸都与第二电液比例调速阀连接，第二顺序背压阀与第二重载液压缸连接，第六二位二通电磁阀、第五节流阀、第三电液比例调速阀顺序连接，第七二位二通电磁阀、第六单向阀都与第五节流阀连接，第三电液比例调速阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀顺序连接，第四压力继电器、第五压力表、第三重载液压缸都与第四液控单向阀连接。

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