压铸机的液压系统教案解读.docx

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压铸机的液压系统教案解读

职业教育材料成型与控制技术专业

教学资源库

《铝合金铸件铸造技术》课程教案

压力铸造

—压铸机的液压系统

制作人：

刘洋

陕西工业职业技术学院

压力铸造—压铸机的液压系统

一、液压传动系统

液压传动系统是通过各种液压元件和回路来传输动力，从而实现各种动作程序的系统。

液压传动系统由以下五个基本部分组成：

（1）动力元件--液压泵，它供给液压系统压力油，是将电动机输出的机械能转换为油液的液压能的装置。

（2）执行元件--液压缸或液压马达，是将油液的液压能转换为驱动工作部件的机械能装置。

实现直线运动的执行元件叫做液压缸；实现旋转运动的执行元件叫做液压马达。

（3）控制元件--各种控制阀，如方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等，用以控制、调节液压系统中油液的流动方向、压力和流量，以满足执行元件运动的要求。

（4）辅助元件--包括油箱、过滤器、蓄能器、热交换器、压力表、管件和密封装置等。

（5）工作介质--液压油，通过它进行能量的转换、传递和控制。

压铸机液压系统主要由液压泵、合开型（模）液压缸、顶出液压缸、压射液压缸、调型（模）液压马达、液压控制元件、液压蓄能器、过滤器、空气滤清器、热交换器组成。

如图1所示为力劲机械厂有限公司生产的DCC280液压传动系统部装图。

图1DCC280液压传动系统部装图

1-液压泵2-冷却器3-主油箱4-润滑泵5-压射回油油箱6-压射油路尾板组件7-压射油路板组件8-顶出油路板组件

（1）9-顶出油路板组件

（2）10-空气滤清器11-调型（模）液压马达12-合开型（模）油路板组件

1.液压蓄能器

液压蓄能器的用途是在液体压力下容纳一个液体量，并在需要时给出。

合理地选用液压蓄能器对于液压系统的经济性、安全性及可靠性都有极其重要的影响。

液压蓄能器的种类及结构如图2所示，卧式冷室压铸机一般采用图2c、d所示的两种。

图2蓄能器的种类

a）重量式蓄能器b）弹簧式蓄能器c）活塞式蓄能器d）气囊式蓄能器e）薄膜式蓄能器

活塞式蓄能器主要适用于大体积和大流量系统，可以在低温-53℃到高温121℃之间使用，它的强度和可靠性较高。

活塞式蓄能器的气体（通常为氮气）和液体被一个自由运动的活塞分离,活塞在一个液压缸套中活动并通过密封圈密闭气体和液体，最大增压比（即气体压力与工作压力之比）为1：

10。

在选用时应考虑到活塞运动时的摩擦损失及泄漏,故不适宜工作频率高、压力差小的系统回路。

气囊式蓄能器中氮气和液体由密封的弹性胶囊分开，氮气装在胶囊中，胶囊装在钢质容器内，使预压气体不能泄漏出来。

它的工作特点是感应灵敏、迅速，运行惯性低。

气囊式蓄能器的结构如图3所示。

图3气囊式蓄能器结构

1--充气阀2--皮气囊3--钢质容器4--盘形阀5--液体接头

气囊式蓄能器的工作原理如图4所示，充液时，液压系统的液压油推开盘形阀流入钢质容器内并将皮囊中的氮气压缩至一定体积（图4a）；放出液体时（图4b），液压油从盘形阀口流出进入到所需容器，气囊中的氮气压力起推动液压油、压紧盘形阀的作用。

盘形阀能限制气囊被压出孔外（图4c）。

卧式冷室压铸机采用液压蓄能器适时地补充压射机构的液压油以增加压射运动的压力和速度。

从图4中可看出液压蓄能器安装的位置

a）

b）

c）

图4气囊式蓄能器的工作原理

2.过滤器

过滤器的用途就是滤去油液中杂质，将压力介质的污染减低到允许程度，保证液压系统正常工作。

过滤器的精度可分为四类：

粗过滤器--能滤去直径d≥0.1mm的杂质；普通过滤器--能滤去d=0.1～0.01mm的杂质；精过滤器--能滤去直径d=0.01～0.005mm的杂质；特精过滤器--能滤去直径d=0.005mm～0.0001mm杂质。

常用过滤器有网式（图5）、线隙式、纸芯式、烧结式几种，压铸机常采用网式过滤器。

如图5网式过滤器

1--端盖2--焊接支架3--铜丝网4--端盖

3.空气滤清器

空气滤清器一般安装在主油箱的上盖上，它具有两种功能：

一是作为注油过滤器，在添加液压油时，可防止杂质进入油箱；二是作为通风过滤器，系统工作过程中油箱液面波动需要空气来平衡，可通过过滤器对外界流入油箱的空气起过滤作用。

如图6所示为油箱注油口的空气滤清器。

图6油箱注油口的空气滤清器

4.油箱

油箱在液压系统中用于储存油液，以保证供给液压系统充分的工作介质，同时还具有散热、使渗入油液中的空气逸出以及使油液中的污物沉淀的作用。

油箱有整体式和分离式两种。

整体式是指利用主机的底座等作为油箱，而分离式油箱则与主机分离并与泵等组成一个独立的供油单元。

通常油箱用2.5～5mm钢板焊接而成，如图7所示为小型分离式油箱。

图7小型分离式油箱

1--吸油管2--网式过滤器3--空气滤清器4--回油管5--顶盖

6--油面指示器7、9--隔板8--放油塞

5.热交换器

液压系统中常用油液的工作温度为40～50℃，一般最高不高于55℃，最低不低于15℃。

温度过高将使油液迅速变质，同时使液压泵的容积效率下降；温度过低使液压泵吸油困难。

为控制油液温度，油箱常配有冷却器和加热器，热交换器是冷却器和加热器的总称。

（1）冷却器冷却器可分为风冷、水冷和氨冷多种形式，压铸机液压系统中主要采用水冷式。

如图8所示为水冷式冷却器的两种结构形式。

冷却器一般安装在回油路，以避免承受高压。

图8水冷式冷却器

（a）蛇形管式冷却器（b）多管式冷却器

1--外壳2--挡板3--铜管4--隔板

（2）加热器液压系统中油液加热的方法有用热水或蒸气和电加热两种方式。

由于电加热器使用方便，易于自动控制温度，故应用广泛。

二、常用液压系统图形符号

表1常用液压系统图形符号（GB/T786.1-1993）

项目

名称

符号

项目

名称

符号

管

路

工作管路

油

箱

管端在液面

以上的油箱

控制管路

管端在液面

以下的油箱

联接管路

管端联接于

油箱底部

交叉管路

油箱

柔性管路

人力

控制

按钮式

接

头

带单向阀快换接头

手柄式

不带单向阀

快换接头

踏板式

单通路旋转接头

机械

控制

顶杆式

压力

控制

直控式中加压

或卸压控制

滚轮式

卸压控制中

液压先导控制

弹簧控制

液

压

泵

单向定量液压泵

电磁

控制

单作用

双向定量液压泵

双作用

单向变量液压泵

插装阀

双向变量液压泵

液压泵-马达

定量液压泵-马达

液

压

缸

可调单向缓冲缸

马

达

单向定量液压马达

可调双向缓冲缸

2：

1

单向变量液压马达

单活塞杆缸

双向定量液压马达

双活塞杆缸

双向变量液压马达

方

向

控

制

阀

常开式二位二通换向阀

方

向

控

制

阀

三位四通液动换向阀

常闭式二位二通换向阀

三位四通电磁换向阀

二位三通换向阀

三位四通电液换向阀

二位四通换向阀

二通伺服阀

二位五通换向阀

四通伺服阀

三位三通换向阀

单向阀

三位四通换向阀

液控单向阀

三位五通换向阀

压

力

控

制

阀

直动型顺序阀

压

力

控

制

阀

直动型溢流阀

先导型顺序阀

先导型溢流阀

单向顺序阀

（平衡阀）

先导式比例电磁溢流阀

直动型减压阀

先导型减压阀

流

量

控

制

阀

单向调速阀

流

量

控

制

阀

调速阀简化符号

可调单向节流阀

截止阀

不可调节流阀

可调节流阀

辅

助

元

件

加热器

辅

助

元

件

压力计

冷却器

流量计

过滤器一般符号

液压源

带污染指示

过滤器

气压源

带磁性滤芯

过滤器

温度计

气体隔离式

蓄能器

气-液转换器

压力继电器

电动机

表2管路联接形式和管接头图示符号

三、液压工作原理

1.阅读液压工作原理图

如图9所示为力劲机械厂有限公司生产的DCC280卧式冷室压铸机液压工作原理图，阅读时应了解图中所有的液压元件的功能和相对位置，分清主油路和控制油路，并以执行元件为中心，将系统分解为若干个子系统。

列出液压元件明细表见表2。

2.编制出液压系统循环动作图

表2液压元件明细表

图9DCC280液压系统循环动作图

3.编制出液压系统各电磁铁动作顺序表（表4）

掌握系统从一个工作状态转换到另一个工作状态是由哪些发信元件发出信号，使哪些换向阀或其他控制操纵元件动作，从而实现油路的通断状态。

表4DCC280卧式冷室压铸机液压系统各电磁铁动作顺序表

     注：

"+"表示得电。

4.分析DCC280液压系统各动作原理

（1）起动接通电源，起动电动机、液压泵（双泵），S1、S2得电，比例压力阀V9自动控制在总压值，液压油从油箱经过滤器V5吸入液压泵V6，通过液压泵吸油到系统油路中，并经卸荷溢流阀V7、比例压力阀V9卸荷。

（2）合型（模）运动合型（模）运动按三个动作顺序完成：

常速合型（模）、低压合型（模）、高压合型（模）。

具体分析如下：

1）常速合型（模）比例压力阀V9切换至合型（模）压力值，S1、S2、S3、S7得电，实现常速合型（模）运动。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→阀V12右位→合开型（模）液压缸V38左腔。

回油：

合开型（模）液压缸V38右腔→阀V12右位→冷却器V8→油箱。

2）低压合型（模）比例压力阀V9切换至低压合型（模）值，系统压力降至一定值，液压回路与“常速合型（模）”相同，实现低压合型（模）运动。

3）高压合型（模）比例压力阀V9切换至合型（模）快转慢压力值，S1、S2、S7得电，S3失电，实现高压合型（模）运动。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10右位→阀V12右位→合开型（模）液压缸V38左腔。

回油：

合开型（模）液压缸V38右腔→阀V12右位→冷却器V8→油箱。

（3）抽芯入运动比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S10得电，实现抽芯入运动。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→阀V14左位→抽芯液压缸V40上腔。

回油：

抽芯液压缸V40下腔→阀V14左位→油箱。

（4）压射一速运动比例压力阀切换至总压值，S1、S2、S3、S12、S15得电，实现压射一速运动。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→比例流量阀V10左位→单向阀V22→减压阀V23→阀V24左位→压射液压缸Ⅴ41右腔。

回油：

压射液压缸Ⅴ41左腔→阀V16→油箱。

压射一速回油控制油：

S12得电，插装阀V16的控制油→阀V15左位→油箱，阀V16打开。

（5）压射二速运动比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S12、S14、S15得电，分两路向压射液压缸供油，一路与压射一速运动供油路线相同，另一路由蓄能器V17供油，供油路线如下：

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→单向阀V22→减压阀V23→阀V24左位→压射液压缸Ⅴ41右腔。

另一路，蓄能器V17的液压油→阀V26→压射液压缸Ⅴ41右腔。

压射二速进油控制油：

S14得电，插装阀V26控制油→V20左位→油箱，V26打开。

回油：

压射液压缸Ⅴ41左腔→阀V16→油箱。

压射二速回油控制油：

S12得电，插装阀V16的控制油→阀V15左位→油箱，阀V16打开。

（6）射料增压运动比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S12、S14、S15、S17得电，在压射二速运动过程中，当压射液压缸压力达到设定值时开始增压。

进油：

与一速、二速一致+增压蓄能器V34→阀V33→增压缸V42右腔。

增压缸进油控制油：

压射液压缸V41右腔→阀V30→阀V31→电磁-液体先导换向阀V35，使S17得电，插装阀V33的控制油→阀V35左位→油箱。

增压缸V42左腔排气至大气中。

压射液压缸回油：

与压射二速回油相同，实现增压运动。

（7）冲（锤）头跟出运动机器选择自动循环运动时，如果选择冲（锤）头跟出运动，则在开型（模）运动的同时实现冲头跟出运动。

比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S12、S13、S15得电，分两路向压射液压缸供油，一路与压射一速运动供油路线相同，另一路由蓄能器V17供油，供油路线如下：

一路进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→比例流量阀V10左位→单向阀V22→减压阀V23→阀V24左位→压射液压缸Ⅴ41右腔。

另一路进油：

蓄能器V17→阀V27→压射液压缸V41右腔。

进油控制油路：

S13得电，插装阀V27控制油→阀V19左位→油箱，V27打开。

回油：

压射液压缸V41左腔→阀V16→油箱。

回油控制油路：

S12得电，插装阀V16的控制油→阀V15左位→油箱，V16打开。

（8）抽芯回运动比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S11得电，实现抽芯回运动。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→阀V14右位→抽芯液压缸V40下腔。

回油：

抽芯液压缸V40上腔→阀V14右位→油箱。

（9）开型（模）运动开型（模）运动分为两个部分完成，常速开型（模）、开型（模）快转慢到终止。

具体分析如下：

1）常速开型（模）运动：

比例压力阀切换至开型（模）压力值，S1、S2、S3、S6得电，实现常速开型（模）运动。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→阀V12左位→合开型（模）液压缸V38右腔。

回油：

合开型（模）液压缸V38左腔→阀V12左位→冷却器V8→油箱。

2）开型（模）快转慢至终止：

比例压力阀仍控制在开型（模）压力值，S1、S2、S6得电，S3失电，实现开型（模）快转慢至终止运动。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10右位→阀V12左位→合开型（模）液压缸V38右腔。

回油：

合开型（模）液压缸V38左腔→阀V12左位→冷却器V8→油箱。

（10）顶针进运动比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S9得电，实现顶针进运动。

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→阀V13右位→顶出液压缸V39左腔。

回油：

顶出液压缸V39右腔→阀V13右位→油箱。

（11）顶针退运动比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S8得电，实现顶针退运动。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→阀V13左位→顶出液压缸V39右腔。

回油：

顶出液压缸V39左腔→阀V13左位→油箱。

（12）冲头回运动比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S16得电，S12、S13、S14、S15、S17失电，实现冲头回运动。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→单向阀V22→减压阀V23→阀V24右位→单向阀V25→压射液压缸Ⅴ41左腔。

回油：

压射液压缸Ⅴ41右腔→阀V24右位→油箱。

增压缸回油：

增压缸V42右腔→单向阀V32→油箱。

控制油路：

系统压力油→阀V24右位→使液控单向阀V32打开。

（13）调型（模）厚运动选择手动操作，比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S4得电。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→阀V11左位→调型（模）液压马达V37上腔。

回油：

调型（模）液压马达V37下腔→阀V11左位→冷却器V8→油箱。

（14）调型（模）薄运动选择手动操作，比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S5得电。

进油：

油箱→过滤器V5→液压泵V6→阀V10左位→阀V11右位→调型（模）液压马达V37下腔。

回油：

调型（模）液压马达V37上腔→阀V11右位→冷却器V8→油箱。