摘要： 簡述MCW5312×50 龍門磨床結構特點及工作原理，設計液壓系統，分析了系統中主要支路性能，對系統主要元件（液壓缸、油泵）進行了設計選型。該系統已經應用到實際工程中，取得了良好的效果。
0 引言
液壓系統是磨床的重要驅動結構， 隨著磨床加工精度的越來越高，對液壓系統運行的快速性、穩定性和精準性的要求也越來越高，MCW5312×50 龍門磨床是一種程控定梁式龍門平面磨床， 應用非常廣泛，其工作臺面寬度1 250 mm，長度5 000 mm；加工工件尺寸寬1 400 mm，長2 000~8 000 mm，高800 mm；龍門高度1 600 mm。本文對MCW5312×50 龍門磨床的液壓系統設計原理簡要介紹。
1 、液壓系統設計
1．1 動作要求與主要技術參數
該磨床液壓系統需要完成的主要動作：工作臺的運動，速度有快有慢，工作時慢，空程快，不能出現低速“爬行”現象，控制溫升，運動速度5～25 m/s；自動完成砂輪3 個面的修整，轉臺松開，砂輪平衡等主要動作。主要技術參數：
（1）臺面雙V110°導軌，重25 t，運動精度達μm 級；
（2）液壓平衡，需平衡重量1 400 kg；
（3）臥磨頭新型修整器，壓力5 MPa；
（4）立磨頭手動修整器，壓力5 MPa；
（5）插補修整器，壓力5 MPa；
（6）轉臺松開，壓力9 MPa。
1．2 系統設計與分析
根據動作要求與技術參數，擬定的系統原理圖如圖1 所示，圖2 為砂輪修整的原理圖。
圖1 MCW5312×50 龍門磨床液壓系統原理圖
1、10. 吸油濾網2、11. 電機3. 雙聯泵4. 電磁溢流閥5、13. 管式單向閥6. 比例調速閥7、31. 壓力表8. 電液換向閥9. 電磁溢流閥（常閉）12. 變量葉片泵14、15. 疊加減壓閥16、17. 疊加溢流閥18、29、30.電磁換向閥19. 蓄能器20. 球閥21. 風冷卻器22. 管式單向節流閥23. 手動換向閥24. 空氣濾清器25. 液位報警器26. 溫度計27. 液位計
28. 疊加單向節流閥
圖2 新型砂輪修整器原理圖
1、2、3. 電磁換向閥4. 疊加液控單向閥5. 疊加單向閥6. 管式單向節流閥
主液壓缸支路動作流程：吸油濾網→雙聯泵→電磁溢流閥（管式單向閥）比例調速閥→電液換向閥→電磁溢流閥→液壓缸→風冷卻器，電液換向閥通過導閥控制換向，導閥由疊加單向節流閥、電磁溢流閥與疊加減壓閥組成。液壓缸進油與回油由電液換向閥控制，一邊進油，另一邊就回油。該支路采用了比例閥、電液閥、導閥與溢流閥聯合控制壓力與流量的方式，其主要零部件功能如下：雙聯泵在低壓大流量時雙泵同時供油，液壓缸運行速度快，高壓小流量時右側泵供油，液壓缸運行速度慢，額定流量300 L/min，向比例調速閥供油，每個比例調速閥的流量90 L/min， 調整比例閥的電流即可調整比例閥供油的流量，實踐表明，在大流量時液壓缸的速度可達28 m/s， 滿足最高速度25m/s 的要求，小流量時可達3 m/s。因壓力波動較大，在換向時會帶來沖擊，通過通徑導閥推動電液換向閥閥芯換向，控制換向速度，解決了換向沖擊與運行平穩問題，而導閥的先導壓力為2 MPa，不受系統影響，換向靈敏、泄油沒有背壓；電磁溢流閥在高速時（＞10 m/s）閉合，低速（＜10 m/s）打開，解決了低速“爬行”問題。研究表明，磨削8 m 長的龍門導軌磨床，床身上下溫度變化0.10℃，導軌凹凸變化量約80 μm， 反映到工件的直線度變化量在20~40 μm，必須對液壓油進行冷卻，由液壓缸回流的油液經過風冷卻器冷卻后重新回液壓缸，有效保證了油溫的溫升。
新型砂輪修整器支路：吸油濾網→變量葉片泵→管式單向閥→新型砂輪器修整原理圖→油箱。手動修整支路： 吸油濾網→變量葉片泵→管式單向閥→疊加減壓閥→手動換向閥（左位）→管式單向節流閥→液壓缸上位→液壓缸下位→手動換向閥（左位）→油箱。插補修整、轉臺松開與磨頭平衡分析方法相同，回路簡單。
2 、液壓系統部分重要元件選型
2．1 主液壓缸的設計計算
（1）液壓缸內徑D 及活塞桿直徑設計計算液壓缸的內徑D 由液壓缸所需的輸出的最大拉力或推力、液壓缸進出口壓差、油缸機械效率等來確定，其公式為
所以取pp=2.7 MPa，油泵流量Qp≥K（ΣQ）≥1.2×35.7×10-4=428×10-5 m3/s。根據以上設計計算， 選用PVL23-75-136-F-1-R 雙聯葉片泵， 其主要技術指標為：額定壓力3.5 MPa，公稱排量300 L/min，額定驅動功率30 kW，主油路閥及其輔件見表1。
表1 主油路閥類元件及其它輔助元件選擇表
3 、結語
簡要介紹了MCW5312*50 龍門磨床的工作性能，根據實際工況，在多次修改的基礎上設計了液壓系統，解決了導軌“爬行”、溫升等問題，對主要液壓支路及液壓件的功能進行了詳細的分析，只要日常正常維護與保養，該液壓系統性能穩定，經過3～4 年的運行，沒有出現大故障，完全滿足生產。
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