液压传动讲义第9章 典型液压系统及实例Word文档格式.docx

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掌握各液压元件在系统中的作用和各种基本回路的组成，并掌握分析液压系统的方法和步骤。

近年来，液压传动技术已广泛应用于工程机械、起重运输机械、机械制造业、冶金机械、矿山机械、建筑机械、农业机械、轻工机械、航空航天等领域。

由于液压系统所服务的主机的工作循环、动作特点等各不相同，相应的各液压系统的组成、作用和特点也不尽相同。

本章通过对四个典型液压系统的分析，进一步熟悉各液压元件在系统中的作用和各种基本回路的组成，并掌握分析液压系统的方法和步骤。

组合机床是由通用部件和某些专用部件所组成的高效率和自动化程度较高的专用机床。

它能完成钻、镗、铣、刮端面、倒角、攻螺纹等加工和工件的转位、定位、夹紧、输送等动作。

动力滑台是组合机床的一种通用部件。

在滑台上可以配置各种工艺用途的切削头，例如安装动力箱和主轴箱、钻削头、铣削头、镗削头、镗孔、车端面等。

YT4543型组合机床液压动力滑台可以实现多种不同的工作循环，其中一种比较典型的工作循环是：

快进

一工进

二工进

死挡铁停留

快退

停止。

完成这一动作循环的动力滑台液压系统工作原理图如图9.1所示。

系统中采用限压式变量叶片泵供油，并使液压缸差动联接以实现快速运动。

由电液换向阀换向，用行程阀、液控顺序阀实现快进与工进的转换，用二位二通电磁换向阀实现一工进和二工进之间的速度换接。

为保证进给的尺寸精度，采用了死挡铁停留来限位。

实现工作循环的工作原理如下：

（1）快进

按下启动按钮，三位五通电液动换向阀5的先导电磁换向阀1YA得电，使之阀芯右移，左位进入工作状态，这时的主油路是：

进油路：

滤油器1

变量泵2

单向阀3

管路4

电液换向阀5的P口到A口

管路10，11

行程阀17

管路18

液压缸19左腔；

回油路：

缸19右腔

管路20

电液换向阀5的B口到T口

油路8

单向阀9

油路11

缸19左腔；

这时形成差动连接回路。

因为快进时，滑台的载荷较小，同时进油可以经阀17直通油缸左腔，系统中压力较低，所以变量泵2输出流量大，动力滑台快速前进，实现快进。

（2）第一次工进

在快进行程结束，滑台上的挡铁压下行程阀17，行程阀上位工作，使油路11和18断开。

电磁铁1YA继续通电，电液动换向阀5左位仍在工作，电磁换向阀14的电磁铁处于断电状态。

进油路必须经调速阀12进入液压缸左腔，与此同时，系统压力升高，将液控顺序阀7打开，并关闭单向阀9，使液压缸实现差动连接的油路切断。

回油经顺序阀7和背压阀6回到油箱。

这时的主油路是：

油路10

调速阀12

二位二通电磁换向阀14

油路18

液压缸19左腔。

油路20

电液换向阀5的B口到T2口

管路8

顺序阀7

背压阀6

油箱。

因为工作进给时油压升高，所以变量泵2的流量自动减小，动力滑台向前作第一次工作进给，进给量的大小可以用调速阀12调节。

（3）第二次工作进给

图9.1YT4543型组合机床动力滑台液压系统原理图

1-滤油器;

2-变量泵;

3、9、16-单向阀;

4、8、10、11、18、20-管路;

5-电液动换向阀;

6-背压阀;

7-顺序阀;

12、13-调速阀;

14-电磁阀;

15-压力继电器;

17-行程阀;

19-液压缸

在第一次工作进给结束时，滑台上的挡铁压下行程开关，使电磁阀14的电磁铁3YA得电，阀14右位接入工作，切断了该阀所在的油路，经调速阀12的油液必须经过调速阀13进入液压缸的右腔，其他油路不变。

由于调速阀13的开口量小于阀12，进给速度降低，进给量的大小可由调速阀13来调节。

（4）死挡铁停留

当动力滑台第二次工作进给终了碰上死挡铁后，液压缸停止不动，系统的压力进一步升高，达到压力继电器15的调定值时，经过时间继电器的延时，再发出电信号，使滑台退回。

在时间继电器延时动作前，滑台停留在死挡块限定的位置上。

（5）快退

时间继电器发出电信号后，2YA得电，1YA失电，3YA断电，电液换向阀5右位工作，这时的主油路是：

油路4

换向阀5的P口到B口

缸19的右腔；

缸19的左腔

单向阀16

电液换向阀5的A口到T口

这时系统的压力较低，变量泵2输出流量大，动力滑台快速退回。

由于活塞杆的面积大约为活塞的一半，所以动力滑台快进、快退的速度大致相等。

（6）原位停止

当动力滑台退回到原始位置时，挡块压下行程开关，这时电磁铁1Y、2Y、3Y都失电，电液换向阀5处于中位，动力滑台停止运动，变量泵2输出油液的压力升高，使泵的流量自动减至最小。

表9.1是这个液压系统的电磁铁和行程阀的动作表。

表9.1YT14543型组合机床动力滑台液压系统电磁铁和行程阀的动作表

1YA

2YA

3YA

17

+

原位停止

通过以上分析可以看出，为了实现自动工作循环，该液压系统应用了下列一些基本回路：

①调速回路：

采用了由限压式变量泵和调速阀的调速回路，调速阀放在进油路上，回油经过背压阀；

②快速运动回路：

应用限压式变量泵在低压时输出的流量大的特点，并采用差动连接来实现快速前进；

③换向回路：

应用电液动换向阀实现换向，工作平稳、可靠，并由压力继电器与时间继电器发出的电信号控制换向信号；

④快速运动与工作进给的换接回路：

采用行程换向阀实现速度的换接，换接的性能较好。

同时利用换向后，系统中的压力升高使液控顺序阀接通，系统由快速运动的差动联接转换为使回油排回油箱；

⑤两种工作进给的换接回路：

采用了两个调速阀串联的回路结构。

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液压机是用于调直、压装、冷冲压、冷挤压和弯曲等工艺的压力加工机械，它是最早应用液压传动的机械之一。

液压机液压系统是用于机器的主传动，以压力控制为主，系统压力高、流量大、功率大，应该特别注意如何提高系统效率和防止液压冲击。

液压机的典型工作循环如图9.2所示。

一般主缸的工作循环要求有“快进

减速接近工件及加压

保压延时

泄压

快速回程及保持活塞停留在行程的任意位置”等基本动作，当有辅助缸时，如需顶料，顶料缸的动作循环一般是“活塞上升

停止

向下退回”；

薄板拉伸则要求有“液压垫上升

和压力回程”等动作；

有时还需要压边缸将料压紧。

图9.3是双动薄板冲压机液压机液压系统原理图，本机最大工作压力为450KN，用于薄板的拉伸成形等冲压工艺。

系统采用恒功率变量柱塞泵供油，以满足低压快速行程和高压慢速行程的要求，最高工作压力由电磁溢流阀4的远程调压阀3调定，其工作原理如下：

图9.2液压机的典型工艺循环图

（1）启动

按启动按钮，电磁铁全部处于失电状态，恒功率变量泵输出的油以很低的压力经电磁溢流阀的溢流回油箱，泵空载启动。

（2）伸滑块和压边滑块快速下行

使电磁铁1YA和3YA、6YA得电，电磁溢流阀4的二位二通电磁铁右位工作，切断泵的卸荷通路。

同时三位四通电液动换向阀11的左位接入工作，泵向拉伸滑块液压缸35上腔供油。

因阀10的电磁铁6YA得电，其右位接入工作，所以回油经阀11和阀10回油箱，使其快速下行。

同时带动压边缸34快速下行，压边缸从高位油箱20补油。

管路5

单向阀8

三位四通电液换向阀11的P口到A口

单向阀12

管路14

管路31

缸35上腔；

缸35下腔

管路13

电液换向阀11的B口到T口

换向阀10

拉伸滑块液压缸快速下行时泵始终处于最大流量状态，但仍不能满足其需要，因而其上腔形成负压，高位油箱20中的油液经单向阀23向主缸上腔充液。

（3）减速、加压

在拉伸滑块和压边滑块与板料接触之前，首先碰到一个行程开关（图中未画出）、发出一个电信号，使阀10的电磁铁6YA失电，左位工作，主缸回油须经节流阀9回油箱，实现慢进。

当压边滑块接触工件后，又一个行程开关（图中未画出）发信号，使5YA得电，阀18右位接入工作，泵2打出的油经阀18向压边缸34加压

（4）拉伸、压紧

当拉伸滑块接触工件后，主缸35中的压力由于负载阻力的增加而增加，单向阀23关闭，泵输出的流量也自动减小。

主缸继续下行，完成拉延工艺。

在拉延过程中，泵2输出的最高压力由远程调压阀3调定，主缸进油路同上。

回油路为：

节流阀9

（5）保压

当主缸35上腔压力达到预定值时，压力继电器17发出信号，使电磁铁1YA、3YA、5YA均失电，阀11回到中位，主缸上、下腔以及压力缸上腔均封闭，主缸上腔短时保压，此时泵2经电磁溢流阀4卸荷。

保压时间由压力继电器17控制的时间继电器调整。

（6）快速回程

使电磁铁1YA、4YA得电，阀11右位工作，泵打出的油进入主缸下腔，同时控制油路打开液控单向阀21、22、23、24，主缸上腔的油经阀23回到高位油箱20，主缸35回程的同时，带动压边缸快速回程。

这时主缸的油路是：

泵2

阀11右位的P口到B口

主缸35下腔。

主缸35上腔

阀23

高位油箱20。

（7）原位停止

当主缸滑块上升到触动行程开关1S时（图中未画出），电磁铁4YA失电，阀11中位工作，使主缸35下腔封闭，主缸停止不动。

（8）顶出缸上升

在行程开关1S发出信号使4YA失电的同时也使2YA得电，使阀44右位接入工作，泵2打出的油经管路6

阀44

手动换向阀43左位

管路40,进入顶出缸39，顶出缸上行完成顶出工作、顶出压力由远程调压阀42设定。

（9）顶出缸下降

在顶出缸顶出工件后，行程开关4S（图中未画出）发出信号，使1YA、2YA均失电、泵2卸荷，阀44右位工作。

阀43左位工作，顶出缸在自重作用下下降，回油经阀43、44回油箱。

该系统采用高压大流量恒功率变量泵供油和利用拉延滑块自动充油的快速运动回路，既符合工艺要求，又节省了能量。

图9.3双板薄动冲压机液压系统原理图

3、42-远程调压阀;

4-电磁溢流阀；

5、6、7、13、14、19、29、30、31、32、33、40-管路；

8、12、21、22、23、24、25-单向阀；

9-节流阀；

10-电磁换向阀；

11-电液动换向阀；

15、27-压力表开关；

16、26-压力表；

17-压力继电器；

18、44-二位三通电液换向阀；

20-高位油箱；