基于数控机床液压系统中气泡危害的研究.pdf

维普资讯 Vol18 No4 机械研究与应用 第 l8卷 第4期 2oo5_()8 MECHANICALRESEARCH APPLICATION 2005年 8月 基于数控机床液压系统中气泡危害的研究 唐 勰，张福荣，邓朝结，林 晖 (沙洲工学院机 电工程系，江苏 张家港 215600) 摘 要：数控机床液压系统的性能是影响数控机床工序能力指数的重要因素。笔者在介绍数控机床液压系统巾气泡产生的途径、对 液压系统造成的危害及传统的去除方法的基础上，介绍 1种气泡去除装置的工作原理及其特点。 关键词：数控机床；液压系统；气蚀；振动；噪音 中图分类号：TG659 文献标识码 ：B 文章编号：1007—4414(2005)04—0094一O2 机床是所有机械生产的基础，而数控技术是现代制造技 大。⑤气穴现象会引起振动和噪音，不但对影响机床的性能 术的基础 ，它的广泛应用使普通机床逐渐的被数控机床所代 还会造成人身伤害。 替。众所周知，衡量机床质量的 1个重要指标就是：工序能力 2 传统气泡去除方法 指数 (CP值)。设计机床时在考虑如何保证工序能力指数 常用的气泡去除方法总是在油箱上下工夫，即利用液压系 (CP值)，可能更多关心的是：选用好的主轴系统 ，导轨的几何 统中必备的油箱进行气泡的去除，例如在油箱设计时让其水平 精度高等。往往忽略了由于液压系统性能造成的加工工序的 截面积大于油液深度、设置隔板延长油液在油箱中停留的时 能力指数 (CP值)严重下降的问题。研究表明：液压系统中气 间、进出油口尽量设置得远些以及体积要大等。从原理上来看 泡是影响工序能力指数 (CP值)最重要的因数之一。为了提 就是靠气泡 自身的浮力 自行浮到液面而容人大气。由于气泡 高数控机床的加工工序能力指数 ，必须要去除液压系统中的 的直径很小约0．25—0．5mm，而油液对气泡有摩擦阻力。根据 气泡。 斯托克斯法可知气泡上浮速度与气泡大小成正比，与油液粘度 1 液压系统中气泡的来源及危害 成反比，如直径为0．3mm的气泡在粘度为 10 m ／s的油液中 (1)液压系统中气泡的来源 数控机床常用的液压系统 每分钟只上浮30mm，所以靠 自浮去除效果很差。 为开放式液压系统，液压油中含有空气是不可避免的。液压 3 气泡去除器 油中的空气称为掺混空气，掺混空气 以直径很小的球状气泡 (1)基本结构与原理：气泡去除器的基本结构与原理如 悬浮于油中，主要是通过油箱与泵的吸人管掺混入油内。例 图1所示。主要 由进油腔、工作腔、导向叶轮、出油腔及排气 如：油箱油面太低、泵吸人管 口半露于油面或淹深很浅时、泵 管等组成。当油液从导向叶轮的切线方向进入油腔时，以一 的进油管路漏气、系统回油管口高于油箱油面、高速喷射的系 定的动能冲向导向轮叶片，在导向叶轮的作用下 ，油液作螺旋 统回油等 ，都可能使空气进入油中。油被油泵带人系统的同 加速运动，由于油液密度大于气泡密度 ，在离心力的作用下， 时空气也就进入了液压系统。由于油液中空气的含量随压力