数控立车变速箱变速档位保护改进-论文.pdf

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1、第2期（总期63期）No.2(SerialNo.63)2014年3月FluidPowerTransmissionandControlMar.,2014数控立车变速箱变速档位保护改进陆喜君王冠田周丹（齐重数控装备股份有限公司黑龙江齐齐哈尔161005）摘要：针对数控立车变速箱变速档位保护可靠性问题，对变速机构进行了改进，由原设计采用液压保压回路控制内外组合液压缸变速后档位保护，改为用液压缸驱动定位锁杆档位保护。关键词：数控立车；主变速箱；档位保护中图分类号：TH137文献标志码：B文章编号：1672-8904-（2014）01-0050-003目前国内机床制造

2、厂生产的数控车床主变速箱完成变速控制。当内外液压缸活塞都在下端时为Ι大多采用直流电机驱动、机械二档变速。机械变速是档，内外液压缸活塞都在上端时为ΙΙ档，内液压缸活采用液压缸驱动拨叉带动双联滑移齿轮移动与相临塞在上端、外液压缸活塞在下端时为空档。变速档位传动轴上的固定齿轮正确啮合实现档位变换。变档转换操作由电气选择按钮实现（见图2原液压系统原目的：是将工作台的转速范围分为二个区域。即：Ι理图）。档高速区；ΙΙ档低速区。在区域内通过电调实现工作台无级调速，以满足不同工件切削时所需的切削线速度、切削功率、切削钮矩。通常情况下，数控卧车主变速箱（床头箱）为卧式，各传

3、动轴均为水平分布，液压缸驱动双联滑移齿轮变速换档后由于滑移齿轮不受轴向力，因此不会因液压控制系统的泄漏而使滑移齿轮脱档。数控立车则不同、主变速箱传动轴为立式，因此变速液压缸驱动双联滑移齿轮变速换档也必须在沿垂面内完成。因此，主变速箱变速换档后档位保护至关重要。如果齿轮变速换档后没有可靠的档位保护措施，滑移齿轮将在自重力的作用下自由下图1原液压缸变速结构图落，其结果是：轻者滑移齿轮脱档机床无法正常工作，重者会使机床严重受损、工件报废，甚至造成人员伤害。1原液压缸变速结构、工作原理及存在问题1.1液压缸变速结构变速箱液压缸变速结构主要由下列组件和零件组成（如图1

4、所示）：内外组合液压缸组件；滑移齿轮组件；拨叉；导向轴；限位开关组件等。1.2工作原理变速箱变速机构为机械二档加空挡。液压控制内外组合液压缸驱动拨叉使双联滑移齿轮上下移动1-液位发讯装置；2-温度计；3-滤油器；4-电机泵组；5-单向阀；收稿日期：2013-11-116-滤油器；7-压力表；8-截止阀；9-畜能器；10-减压阀；作者简介：陆喜君（1969-），男，机械工程师，现从事机床功能部件试验11-压力继电器；12-双单向节流阀；13-液控单向阀；14-电磁换向阀与研究。图2原液压系统原理图2014年3月陆喜君，等：数控立车变速箱变速档位保护改进第51页

5、Ι档：按动Ι档选择按钮指示灯闪烁，主电机开始保压回路控制内外组合液压缸变速后档位保护，改为做断续低速伺服转动。此时液压控制油路中14电磁用液压缸驱动定位锁杆档位保护。换向阀YV212、YV214得电，压力油同时进入内外液2.1液压缸变速结构压缸上腔，活塞驱动拨叉、拨动双联滑移齿轮向下移改进后液压缸变速结构与原结构不同之处在于动，到位后拨叉上的撞块触及限位开关发出信号主电取消了内外组合液压缸，变为单活塞液压缸，取消了机伺服转动停止。电磁换向阀YV212、YV214失电，指示灯常亮、变档结束。空档，增加了锁杆定位槽板，锁杆定位液压缸组件及锁杆限位开关组件。其他结

6、构保持不变（见图3改进ΙΙ档：按动ΙΙ档选择按钮，指示灯闪烁，主电机开后液压缸变速结构图）。始做断续低速伺服转动。此时液压控制油路14电磁换向阀YV211、YV213得电；11压力继电器SP211、SP212得电，压力油同时进入内外液压缸下腔，活塞驱动拨叉、拨动双联滑移齿轮向上移动，到位后拨叉上的撞块触及限位开关发出信号主电机伺服转动停止。电磁换向阀YV211、YV213失电，指示灯常亮、变档结束。空档：按动空档选择按钮指示灯闪烁，主电机开始做断续低速伺服转动。此时液压控制油路14电磁换向阀YV211、YV214得电，压力油同时进入内液压缸上腔、外液压缸下腔

7、。使内外液压缸活塞驱动拨叉及双联滑移齿轮相对移动，到位后拨叉上的撞块触及限位开关发出信号主电机伺服转动停止。电磁换向阀YV211、YV214失电，指示灯常亮、变档结束。图3改造后液压缸变速结构图本结构的档位保护是对ΙΙ档、空档而言。档位2.2工作原理图保护锁定是采用蓄能器9，压力继电器11。双单向节改进后变速箱变速机构为机械二档。变速是液流阀12共同组成内外组合液压缸的保压回路。减压压控制单活塞液压缸驱动拨叉使双联滑移齿轮上下阀10分别调整内外液压缸工作压力为3.5MPa，单向移动实现档位变换。当液压缸活塞在下端时为Ι档，节流阀12分别调整内外液压缸运动速度

8、，压力继电液压缸活塞在上端时为ΙΙ档（见图4改进后液