動力頭是既能完成進給運動,又能同時完成切削運動的動力部件。液壓動力頭的自動工作循環(huán)是由控制線路控制液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)的。我們不妨將這個過程的執(zhí)行部件簡化為一個液壓缸,而省去液壓缸活塞桿之后的其它機械傳動部分。這樣,本單元內(nèi)容中的控制對象就是液壓缸的活塞桿的伸縮,而控制方式就是通過電磁換向閥來控制壓力油的流向。
液壓動力頭的典型控制線路可以實現(xiàn)如下的工作循環(huán):
①動力頭快進(動力頭就是圖中的液壓缸活塞桿,快進指活塞桿快速伸出缸體,這通常是為了提高工作效率,將動力頭快速移動到可以開始切削的位置)。
②工作進給(就是動力頭開始以一定的進給速度緩慢向前,進行切削操作,亦即活塞桿緩慢伸出缸體)。
③快速退回原位(指動力頭完成切削工作,為提高工作效率,快速返回原位,亦即活塞桿快速縮回缸內(nèi))。
在上述工作循環(huán)中,假設人手動按下按鈕sb1,使動力頭從原位開始進入工作循環(huán),該循環(huán)第一步是動力頭快進,動力頭快進到工作位置需要用到一個行程開關(guān)st3,當動力頭運動到該處觸碰行程開關(guān)時,轉(zhuǎn)為工作進給;工作進給完成時的位置處也需要有一個行程開關(guān)st4,當動力頭完成工作進給時觸碰行程開關(guān)轉(zhuǎn)為快速退回原位;在退回原位處也需要設置行程開關(guān)st1,當動力頭退回原位的動作完成時,觸碰該行程開關(guān),動力頭停止運動。
工作循環(huán)過程可以用圖3-9-2簡單表示,完成該工作的液壓系統(tǒng)可以用圖1(b)表示。
圖1(a)
圖1(b)液壓動力頭工作步驟
圖(b)中yb是由電動機m帶動的單相變量液壓泵(流量可調(diào))。
yv1和yv2為電磁換向閥,yg為連接動力頭的液壓缸,1u和2u是過濾器,2u所在支路通過流量調(diào)節(jié)閥連接回油系統(tǒng),yv1中位左口也與回油系統(tǒng)相連,液壓泵通過1u從回油缸內(nèi)吸取液壓油。利用圖1(b)的液壓系統(tǒng),為了實現(xiàn)(a)圖所示的工作循環(huán),可以用如圖2所示的控制線路完成控制過程。
圖2 液壓動力頭控制線路1
(1)動力頭原位停止:當電磁鐵ya1、ya2、ya3都斷電時,電磁換向閥yv1處于中位,變量泵卸荷,液壓缸左右兩腔不進出油,動力頭不動。動力頭在原位時,行程開關(guān)st1一直被擋鐵壓住,產(chǎn)生持續(xù)動作,即st1的動合觸點閉合,動斷觸點斷開。此時,觀察各支路的電磁鐵(包括中間繼電器的電磁鐵)均不得電。
(2)動力頭快進:把檔位切換開關(guān)s放在“1”位置,按動復合按鈕sb1,中間繼電器k1得電動作并自鎖。其動合觸點閉合使ya1和ya3得電,ya1通電使電磁換向閥yv1的左位連通,液壓泵輸出壓力油進入液壓缸的左腔,液壓缸右腔的回油通過yv1的左位流至2u前端。ya3通電使yv2的左位連通,于是回油進入yv2的左位,來自液壓缸右腔的回油通過其左位又流回液壓缸yg的左腔,從而加大了進入左腔的油量(液壓缸的差動工作方式),其活塞桿向外伸出更加迅速,形成快進。
(3)動力頭工進:在動力頭快進結(jié)束時,擋鐵觸碰行程開關(guān)st3,st3動作,其動合觸點閉合,使k2得電動作并自鎖,k2的動斷觸點斷開使ya3斷電,于是電磁換向閥yv2右位連通,來自液壓缸右腔的回油在yv2這條支路上被截斷,只能通過過濾器2u和流量調(diào)節(jié)閥l進入回油系統(tǒng),由于回油沒有進入液壓缸左腔,減小了油量,且流量調(diào)節(jié)閥l可以調(diào)節(jié)從液壓缸右腔排出的回油量,因此動力頭進給速度明顯變慢且可控制(由流量調(diào)節(jié)閥控制),動力頭進入工作進給狀態(tài)。應該注意的是,當動力頭工進時,其擋鐵將離開行程開關(guān)st3,st3的動合觸點復位斷開,但由于k2已經(jīng)自鎖,因此yv2依然右位連通。
(4)動力頭快退:當動力頭工進到終點時,擋鐵觸碰開關(guān)st4,其動合觸點閉合,k3得電動作并自鎖,并使ya1、ya3斷電,ya2得電,于是電磁換向閥yv1右位連通,變量泵輸出壓力油進入液壓缸右腔,液壓缸左腔的回油直接通過yv1右位進入回油系統(tǒng),動力頭結(jié)束工進,開始快速退回。動力頭回到原位后,觸碰行程開關(guān)st1,k3斷電使ya2斷電,動力頭停止運動。
(5)點動調(diào)整:上述控制線路除了完成工作循環(huán)外,還可以進行點動調(diào)整。將檔位切換開關(guān)s放在“2”位置時,按下按鈕sb1也可接通k1,使ya1、ya3通電,動力頭快進。但由于此時k1不能自鎖,因此手放松按鈕sb1后,動力頭停止工作,從而實現(xiàn)點動向前調(diào)整。
圖3液壓動力頭控制線路2
(6)回原位操作:由于某種原因,動力頭可能會不在原位而停止,如果此時需要將動力頭快退回原位,可按動按鈕sb2,使k3得電動作,產(chǎn)生快退,直到st1被觸碰,動力頭在原位停止。
在上述控制線路的基礎上,加一延時線路,就可得到這樣的自動工作循環(huán):快進——工進——延時停留——快退。控制線路如圖3。實際上就是添加了一個時間繼電器kt,當工進到終點后,觸碰行程開關(guān)st4,使時間繼電器kt通電,其普通動斷觸點使ya1、ya3斷電,動力頭停止工進。由于時間繼電器的延時閉合觸點的延時閉合作用,繼電器k3延時通電,直到此時ya2才通電,開始快退,從而實現(xiàn)了工進完后停留一段時間再快退。