
HAWE公司研发生产的液压元器件,例如KA型他驱式风扇冷却的紧凑型液压泵组(图1a)、BVH型组合控制阀(图1b)和无泄漏的CLK型压力调节阀(图1c)都是构建机床设备夹紧机构的重要组成部分。
对于加工机床的使用者来说,精确地切削加工无疑是生产高质量零件的基础,而绝对可靠的夹紧系统是保证高质量的一个重要条件。HAWE公司利用其研发的一系列液压元器件成功完成了工件夹紧任务,同时也节约了电力能源和液压油,减少了安装空间,并缩短了工作时间。HAWE公司将其机床夹具中使用的液压泵改进为紧凑型液压泵组。这有利于实现分散式配置的液压控制系统,能减少安装空间,降低液压油的消耗。
紧凑型液压泵组由一个油箱、油箱内置的潜油电机和油泵组成。液压泵组的外壳同时也是油箱的外壳,其上的散热片能够有效地把系统的热量散发出去。采用潜油设计的电动机可以配用规格更小的电机,这样就使整个液压泵组的结构更加紧凑,可以直接安装在机床的床身内。
紧凑型的液压泵组
径向柱塞泵比齿轮泵或叶片泵的效率更高,在相同的应用中能提供更高的液压能量。利用HAWE公司的径向柱塞泵可以提供高达70MPa的系统压力。液压系统工作30min后,液压油的温度可达到其稳定工作的油温,这对机床的工作是很有帮助的。根据使用条件和使用时间的长短,液压泵组可用他驱式风扇进行冷却,散热效率极高。
HAWE公司液压元器件中所有承受负载的零件都是钢质的,这也保障了液压元器件较小的规格尺寸和其较长的使用寿命。当液压系统的工作压力低于70MPa时,液压泵组的使用寿命会更长。
液压系统的工作方式
当液压系统在间歇性工况下工作时,泵组只输送夹具夹紧、松开工件和补充换向阀泄漏所需的液压油。在蓄能工况下,这种液压泵组也有很强的节能潜力。软件控制的蓄能器控制阀只有在达到开启控制点时才开始向蓄能器供油,在这里机床的控制系统只发挥监控作用。机床启动时,蓄能器开始蓄能,达到蓄能器设定的压力后,蓄能器控制开关自行转换到没有压力下降的液压回路工况中工作。当压力下降到规定数值时,蓄能器存储的液压油流回油箱。滑阀式换向阀的结构设计造成了其自身的不足:必须不断的由油泵补充泄漏的液压油(图2)。

图2 完成机床工件夹紧任务的液压元器件
在运动控制中,HAWE公司采用了无泄漏的座阀式换向阀。在系统压力达到夹紧压力后,换向阀能可靠地保持压力不变。此时,液压泵组可以停止工作,或转换到循环工况,直至下一夹紧过程开始。这样,液压泵组的能源消耗就会减少,因此配备一套规格较小的液压泵组则可以保证系统的正常工作。
提供数据通信的可能性
HAWE公司新研发的BVH型组合控制阀块为座阀式控制阀与模块化积木式液压系统元器件的相互通信提供了可能性。这一组合控制阀块由多个管式连接的座阀式换向阀组成。阀块中的每一个换向阀单元都可以利用辅助液压件与油泵、工作元器件和回油管路相连接,例如与单向阀、节流阀、过滤器以及压力开关等。值得一提的是它还可以集成CDK型无泄漏的压力调节阀。这样就可以在一个液压系统中实现不同液压压力的控制调节。这些阀块单元都用空心螺钉连接为一个整体,更加方便了液压系统控制功能的扩展。
组合式扩展阀块设计的最高工作压力为40MPa,最大流量为20L/min。座阀式换向阀采用电气控制,除常规电磁铁驱动方式外,还有不同的插接控制驱动方式,电磁铁的功率为8W。按用户要求也可以对用户需要的液压系统进行预装配,包括系统所需的总线控制节点,这不仅可以为用户节约能源,而且还可节省电气布线费用。若一个液压系统要求有不同的系统压力时,则可能出现危险,例如,由于温度升高或外部峰值负载的突变使液压系统出现压力升高。
实现不同的系统压力
针对上述可能出现的风险,HAWE公司研发生产了带有过压保护功能的适于在闭式液压回路中使用的CLK型座阀式压力调节阀。这样就可以省略单向阀或减少连续补充液压油的工作。压力调节阀允许的最高工作压力为38MPa,油泵的压力为50MPa,最大流量为22L/min。这种阀是管式连接的控制阀,其连接孔可以用常规的孔加工刀具加工。另外,还有降低后续液压回路工作压力的组合控制阀块变型产品以及单独控制压力的NG6液压控制板的变型产品。
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