数控机床液压系统原理图的识读方法分析

    摘要：本文提出了“浏览—分解—倒推—整合”的数控机床液压系统图识读方法。该方法根
据执行元件数目将系统分解为若干子系统，用油液倒推法将每个子系统划分成若干个分支
回路，在分支回路原理分析的基础上整合出子系统原理，进而整合出系统原理。有效解决了
识图中分支油路多的困难，并以实例说明该方法的实用性和有效性。

 

　　关键词：液压系统图；分解；倒推；整合；识读方法

 

　　一、引言

 

　　现代数控机床的全自动化控制需借助液压传动辅助机床实现整机的自动运行，如自动
换刀、制动、工作台自动交换等。但液压传动在密闭管道内进行，难以观察和测量，故障诊断
比较困难。目前较普遍的方法是根据液压系统原理图进行故障诊断，所以本文着重分析数控
机床液压系统原理图的识读方法。

 

　　二、

“浏览—分解—倒推—整合”数控机床液压系统原理图读图法 

　　

1.“浏览—分解—倒推—整合”读图法基本原理。液压系统一般是一个主动力源同时为多

个执行元件供油。按一般读系统图的方法，从动力源开始，到执行元件结束。将遇到多个分
支油路，若逆向考虑：油液从执行元件开始流动，到液压泵结束，则能避免这个难题。因此，
“浏览—分割—倒推—整合”读图法基本原理为：①浏览：快速浏览系统图，了解系统动作
循环、执行元件的功能、执行元件数目等，大概把握系统图的复杂程度。②分解：以执行元件
为中心，将系统进行分解，分解为若干个分支油路。③倒推：假定起点是执行元件，终点是
液压泵，所有液压元件处于连通状态，分析油液流经的液压元件。然后按油液实际流向，详
细分析该回路。④整合：根据数控机床液压系统的动作要求，以信号为纽带，整合所有分支
油路，归纳出整个液压系统的工作原理和特点。

 

　　

2.“浏览—分解—倒推—整合”读图法基本步骤。①了解：了解数控机床及其液压系统的

功能以及对液压系统的要求。②浏览：了解液压系统的动作循环、执行元件数目与功能、液压
泵数目等。③系统分解：按执行元件数目将系统分解为若干个子系统。④子系统分析：分析
每个子系统的运动和原理。根据倒推原理，将每个子系统划分成各分支回路，并对各分支回
路的工作原理进行分析。首先分析各分支回路由哪些基本回路组成。第二分析基本回路中液
压元件的功能和相互连接关系。第三根据运动循环，分析每步动作的进、回油路线。最后根据
进、回油路线，分析每个分支回路的原理，并分析各子系统之间的联系。⑤整合：包括子系
统整合和系统整合。子系统整合主要依据关键液压元件，如换向阀、压力阀等的不同状态；
系统整合主要依据各子系统间顺序、同步、互锁等要求。信号是纽带，并做出信号控制元件的
动作顺序图或状态图。⑥归纳：全面分析液压系统的工作原理后，归纳出设备液压系统的特
点。

 

　　三、实例分析

 

　　以

MJ-50 型数控车床液压系统原理图为例，应用“浏览—分解—倒推—整合”读图法进

行读图，液压系统原理图如图

1 所示。 

　　第一步了解

MJ-50 型数控车及其液压系统。MJ-50 型数控车床主要用来加工轴类零件的

内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。液压系统实现零件加工所需的辅助运动：
主轴卡盘的夹紧与松开、卡盘夹紧力高低压转换、刀架夹紧与松开、刀架转位、尾座套筒的伸
出与缩回。液压系统所需力及流量变化较小，主要负载是提供加工零件的夹紧力、预紧力以
及刀盘的锁紧力和一些油缸换位动作的平衡。一般采用中低压系统即可。

 

　　第二步浏览液压系统原理图。可知，非循环动作，有四个执行元件，分别实现上述辅助
功能，一个液压泵供油，图中已指明执行元件的运动方向。

 

　　第三步系统分解。图

1 中有四个执行元件，故将该系统分解为：主轴卡盘、刀架的夹紧