摇臂钻床液压控制系统设计

到管子直径的10%以上。
3) 使用弯曲的管子时，有下列异常不准使用：
a 管子弯曲部位内、外壁表面曲线不规则或有锯齿形。
b 管子弯曲部位其椭圆度大于10%以上。
c 扁平弯曲部位的最小外径为原管子外径的70%以下。
4) 所用接头不准有缺陷。若有下列异常，不准使用：
a 接头体或螺母的螺纹有伤痕、毛刺或断扣等现象。
b 接头体各结合面加工精度未达到技术要求。
c 接头体与螺母配合不良，有松动或卡涩现象。
d 安装密封圈的沟槽尺寸和加工精度未达到规定的技术要求。
5) 软管和接头有下列缺陷的不准使用：
a 软管表面有伤皮或老化现象。
b 接头体有锈蚀现象。
c 螺纹有伤痕、毛刺、断扣和配合有松动、卡涩现象。
6) 法兰件有下列缺陷不准使用：
a 法兰密封面有气孔、裂缝、毛刺、径向沟槽。
b 法兰密封沟槽尺寸、加工精度不符合设计要求。
c 法兰上的密封金属垫片不准有各种缺陷。材料硬度应低于法兰硬度[18]。
7.2 液压管道的安装要求
液压管道安装是液压设备安装的一项主要工程。管道安装质量的好坏是关系到液压系统工作性能是否正常的关键之一。
1) 布管设计和配管时都应先根据液压原理图，对所需连接的组件、液压元件、管接头、法兰作一个通盘的考虑。
2) 管道的敷设排列和走向应整齐一致，层次分明。尽量采用水平或垂直布管，水平管道的不平行度应≤2/1000；垂直管道的不垂直度应≤2/400。用水平仪检测。
3) 平行或交叉的管系之间，应有10mm以上的空隙。
4) 管道的配置必须使管道、液压阀和其它元件装卸、维修方便。系统中任何一段管道或元件应尽量能自由拆装而不影响其它元件。
5) 配管时必须使管道有一定的刚性和抗振能力。适当配置管道支架和管夹。弯曲的管子应在起弯点附近设支架或管夹。管道不得与支架或管夹直接焊接。
6) 管道的重量不应由阀、泵及其它液压元件和辅件承受；也不应由管道支承较重的元件重量。
7) 较长的管道必须考虑有效措施以防止温度变化使管子伸缩而引起的应力。
8) 使用的管道材质必须有明确的原始依据材料，对于材质不明的管子不允许使用。
9) 液压系统管子直径在50mm以下的可用砂轮切割机切割。直径50mm以上的管子一般应采用机械加工方法切割。如用气割，则必须用机械加工方法车去因气割形成的组织变化部分，同时可车出焊接坡口。除回油管外，压力由管道不允许用滚轮式挤压切割器切割。管子切割表面必须平整，去除毛刺、氧化皮、熔渣等。切口表面与管子轴线应垂直。
10) 一条管路由多段管段与配套件组成时应依次逐段接管，完成一段，组装后，再配置其后一段，以避免一次焊完产生累积误差。
11) 为了减少局部压力损失，管道各段应避免断面的局部急剧扩大或缩小以及急剧弯曲。
12) 与管接头或法兰连接的管子必须是一段直管，即这段管子的轴心线应与管接头、法兰的轴心是平行、重合。此直线段长度要大于或等于2倍管径。
13) 外径小于30mm的管子可采用冷弯法。管子外径在30～50mm时可采用冷弯或热弯法。管子外径大于50mm时，一般采用热弯法。
14) 焊接液压管道的焊工应持有有效的高压管道焊接合格证。
15) 焊接工艺的选择：乙炔气焊主要用于一般碳钢管壁厚度小于等于2mm的管子。电弧焊主要用于碳钢管壁厚大于2mm的管子。管子的焊接最好用氩弧焊。对壁厚大于5mm的管子应采用氩弧焊打底，电弧焊填充。必要的场合应采用管孔内充保护气体方法焊接。
16) 焊条、焊剂应与所焊管材相匹配，其牌号必须有明确的依据资料，有产品合格证，且在有效使用期内。焊条、焊剂在使用前应按其产品说明书规定烘干，并在使用过程中保持干燥，在当天使用。焊条药皮应无脱落和显著裂纹。
17) 液压管道焊接都应采用对接焊。焊接前应将坡口及其附近宽10～20mm处表面脏物、油迹、水份和锈斑等清除干净。
18) 管道与法兰的焊接应采用对接焊法兰，不可采用插入式法兰。
19) 管道与管接头的焊接应采用对接焊，不可采用插入式的形式。
20) 管道与管道的焊接应采用对接焊，不允许用插入式的焊接形式。
21) 液压管道采用对接焊时，焊缝内壁必须比管道高出0.3～0.5mm。不允许出现凹入内壁的现象。在焊完后，再用锉或手提砂轮把内壁中高出的焊缝修平。去除焊渣、毛刺，达到光洁程度。
22) 对接焊焊缝的截面应与管子中心线垂直。
23) 焊缝截面不允许在转角处，也应避免在管道的两个弯管之间。
24) 在焊接配管时，必须先按安装位置点焊定位，再拆下来焊接，焊后再组装上整形。
25) 在焊接全过程中，应防止风、雨、雪的侵袭。管道焊接后，对壁厚小于等于5mm的焊缝，应在室温下自然冷却，不得用强风或淋水强迫冷却。
26) 焊缝应焊透，外表应均匀平整。压力管道的焊缝应抽样探伤检查。
27) 管道配管焊接以后，所有管道都应按所处位置预安装一次。将各液压元件、阀块、阀架、泵站连接起来。各接口应自然贴和、对中，不能强扭连接。当松开管接头或法兰螺钉时，相对结合面中心线不许有较大的错位、离缝或跷角。如发生此种情况可用火烤整形消除。
28) 可以在全部配管完毕后将管夹与机架焊牢，也可以按需求交*进行。
29) 管道在配管、焊接、预安装后，再次拆开进行酸洗磷化处理。经酸洗磷化后的管道，向管道内通入热空气进行快速干燥。干燥后，如在几日就复装成系统、管内通入液压油，一般可不作防锈处理，但应妥善保管。如须长期搁置，需要涂防锈涂料，则必须在磷化处理48小时后才能涂装。应注意，防锈涂料必须能与以后管道清洗时的清洗液或使用的液压油相容。
30) 管道在酸洗、磷化、干燥后再次安装起来以前，需对每一根管道内壁先进行一次预清洗。预清洗完毕后应尽早复装成系统，进行系统的整体循环净化处理，直至达到系统设计要求的清洁度等级。
31) 软管的应用只限于以下场合：
a 设备可动元件之间
b 便于替换件的更换处
c 抑制机械振动或噪声的传递处
32) 软管的安装一定要注意不药使软管和接头造成附加的受力、扭曲、急剧弯曲、磨擦等不良工况。
33) 软管在装入系统前，也应将内腔及接头清洗干净[19]。
7.3 液压件安装要求
7.3.1 泵的安装
1) 在安装时，油泵、电动机、支架、底座各元件相互结合面上必须无锈、无凸出斑点和油漆层。在这些结合面上应涂一薄层防锈油。
2) 安装液压泵、支架和电动机时，泵与电动机两轴之间的同轴度允差，平行度允差应符合规定，或者不大于泵与电动机之间联轴器制造商推荐的同轴度、平行度要求。
3) 直角支架安装时，泵支架的支口中心高，允许比电动机的中心高略高0～0.8mm，这样在安装时，调整泵与电动机的同轴度时，可只垫高电动机的底面。允许在电动机与底座的接触面之间垫入图样未规定的金属垫片（垫片数量不得超过3个，总厚度不大于0.8mm）。一旦调整好后，电动机一般不再拆动。必要时只拆动泵支架，而泵支架应有定位销定位。
4) 调整完毕后，在泵支架与底板之间钻、铰定位销孔。再装入联轴器的弹性耦合件。然后用手转动联轴器，此时，电动机、泵和联轴器都应能轻松、平滑地转动，无异常声响。
7.3.2 集成块的安装
1) 阀块所有各油流通道内，尤其是空与孔贯穿交会处，都必须仔细去净毛刺，用探灯伸入到孔中仔细清除、检查。阀块外周及各周棱边必须倒角去毛刺。加工完毕的阀块与液压阀、管接头、法兰相贴合的平面上不得留有伤痕，也不得留有划线的痕迹。
2) 阀块加工完毕后必须用防锈清洗液反复用加压清洗。各孔流道，尤其是对盲孔应特别注意洗净。清洗槽应分粗洗和精洗。清洗后的阀块，如暂不装配，应立即将各孔口盖住，可用大幅的胶纸封在孔口上。
3) 往阀块上安装液压阀时，要核对它们的型号、规格。各阀都必须有产品合格证，并确认其清洁度合格。
4) 核对所有密封件的规格、型号、材质及出厂日期（应在使用期内）。
5) 装配前再一次检查阀块上所有的孔道是否与设计图一致、正确。
6) 检查所用的连接螺栓的材质及强度是否达到设计要求以及液压件生产厂规定的要求。阀块上各液压阀的连接螺栓都必须用测力扳手拧紧。拧紧力矩应符合液压阀制造厂的规定。
7) 凡有定位销的液压阀，必须装上定位销。
8) 阀块上应订上金属制的小标牌，标明各液压阀在设计图上的序号，各回路名称，各外接口的作用。
9) 阀块装配完毕后，在装到阀架或液压系统上之前，应将阀块单独先进行耐压试验和功能试验。
7.4 液压系统清洗
液压系统安装完毕后，在试车前必须对管道、流道等进行循环清洗。使系统清洁度达到设计要求：
1) 清洗液要选用低粘度的专用清洗油，或本系统同牌号的液压油。
2) 清洗工作以主管道系统为主。清洗前将溢流阀压力调到0.3～0.5MPa，对其它液压阀的排油回路要在阀的入口处临时切断，将主管路连接临时管路，并使换向阀换向到某一位置，使油路循环。
3) 在主回路的回油管处临时接一个回油过滤器。滤油器的过滤精度，一般液压系统的不同清洗循环阶段，分别使用30μm、20μm、10μm的滤芯；伺服系统用20μm、10μm、5μm滤芯，分阶段分次清洗。清洗后液压系统必须达到净化标准，不达净化标准的系统不准运行。
4) 复杂的液压系统可以按工作区域分别对各个区域进行清洗。
5) 清洗后，将清洗油排尽，确认清洗油排尽后，才算清洗完毕。
6) 确认液压系统净化达到标准后，将临时管路拆掉，恢复系统，按要求加油。
7.5 调试
1) 确认液压系统净化符合标准后，向油箱加入规定的介质。加入介质时一定要过滤，滤芯的精度要符合要求，并要经过检测确认。
2) 检查液压系统各部，确认安装合理无误。
3) 向油箱灌油，当油液充满液压泵后，用手转动联轴节，直至泵的出油口出油并不见气泡时为止。有泄油口的泵，要向泵壳体中灌满油。
4) 放松并调整液压阀的调节螺钉，使调节压力值能维持空转即可。调整好执行机构的极限位置，并维持在无负载状态。如有必要，伺服阀、比例阀、蓄能器、压力传感器等重要元件应临时与循环回路脱离。节流阀、调速阀、减压阀等应调到最大开度。
5) 接通电源、点动液压泵电机，检查电源连线是否正确。延长启动时间，检查空运转有无异常。按说明书规定的空运转时间进行试运转。此时要随时了解滤油器的滤芯堵塞情况，并注意随时更换堵塞的滤芯。
6) 在空运转正常的前提下，进行加载试验，即压力调试。加载可以利用执行机构移到终点位置，也可用节流阀加载，使系统建立起压力。压力升高要逐级进行，每一级为1MPa，并稳压5分钟左右。最高试验调整压力应按设计要求的系统额定压力或按实际工作对象所需的压力进行调节。
7) 压力试验过程中出现的故障应及时排除。排除故障必须在泄压后进行。若焊缝需要重焊，必须将该件拆下，除净油污后方可焊接。
8) 调试过程应详细记录，整理后纳入设备档案。
9) 注意：不准在执行元件运动状态下调节系统压力；调压前应先检查压力表，无压力表的系统不准调压；压力调节后应将调节螺钉锁住，防止松动[20]。
7.6 保养
1) 按设计规定和工作要求，合理调节液压系统的工作压力与工作速度。压力阀、调速阀调到所要求的数值时，应将调节螺钉紧固，防止松动。
2) 液压系统生产运行过程中，要注意油质的变化状况，要定期取样化验，若发现油质不符合要求，要进行净化处理或更换新油液。
3) 液压系统油液工作温度不得过高。
4) 为保证电磁阀正常工作，应保持电压稳定，其波动值不应超过额定电压的5%～10%。
5) 电气柜、电气盒、操作台和指令控制箱等应有盖子或门，不得敞开使用。
6) 当系统某部位产生异常时，要及时分析原因进行处理，不要勉强运转。
7) 定期检查冷却器和加热器工作性能。
8) 经常观察蓄能器工作性能，若发现气压不足或油气混合，要及时充气和修理。
9) 高压软管、密封件要定期更换。
10) 主要液压元件定期进行性能测定，实行定期更换维修制。
11) 定期检查润滑管路是否完好，润滑元件是否可用，润滑油脂量是否达标。
12) 检查所有液压阀、液压缸、管件是否有泄漏。
13) 检查液压泵或马达运转是否有异常噪声。
14) 检查液压缸运动全行程是否正常平稳。
15) 检查系统中各测压点压力是否在允许范围内，压力是否稳定。
16) 检查系统各部位有无高频振动。
17) 检查换向阀工作是否灵敏。
18) 检查各限位装置是否变动。

8 结论
本液压站是摇臂钻床的控制系统它通过对液压油的压力及流量控制来完成对钻床夹盘的加紧与松开，力的大小，钻头的转动与停止，转速的大小等相关控制。
1) 系统采用了液压缸来完成对夹盘的夹紧松开的动作，保证了慢进快退的性能要求，并使得系统占地空间小。
2) 系统采用了电磁换向阀来实现换向动作，结构紧凑，操纵方便，换向精度和换向平稳性都较高。
3) 系统设置了压力继电器，是系统工作时有着一定的保护和自动调节作用，有理由系统长时间的工作。
4) 系统采用了进口节流调速回路，功率损失小，这对调速范围不需很大，负载较小且基本恒定的钻床来说是很合适的。此外，进口节流调速的形式在液压缸回路中不易造成较大的背压，工作台运动平稳，使质量较小的钻床工作是的加速制动，也有助于防止空气的渗入。
本系统的压力及流量都比较小，所以对系统的控制较灵敏，不容易出现大的泄露。并且它的散热是通过油箱来完成不但节省空间而且节省资金。它相对与以前的液压控制系统来说更具有空间小，能耗低，无污染，无噪音。与电器相配合使得操纵、控制简，方便，省力。是摇臂钻床理想的控制元件。

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摇臂钻床液压控制系统设计(三)