第七章 典型液压传动系统1.doc

第六章 典型液压传动系统

这章主要介绍各种设备上的液压系统是如何控制执行件的一系列的动作。

1． 什么是液压传动系统？
首先，试分析普通车床的刀架在加工工件时要做哪些运动？是如何控制的？若用液压系统应怎样控制？（应采用一些基本回路来控制其运动方向、运动速度等。）
要控制方向、速度大小、推力，若用液压系统来控制，应采用哪些基本回路来控制？
液压传动系统是根据机械设备的工作要求，选用适当的液压基本回路经有机组合而成。即一个完整的液压传动系统，无论是复杂的还是简单的，都是由一些基本回路组成，故我们必须在切实掌握好前章液压基本回路的基础上来学习。

2．学习本章的重要性： 是维护、维修及设计液压传动系统的基础。

3．本章要求掌握：
1）阅读液压传动系统图的方法；

2）进行液压系统性能、特点的分析，加深对液　　
压系统工作原理的理解。

阅读液压系统图的大致步骤如下：
1） 了解该设备的用途、设备对液压系统的动作要求及性能要求。
2） 初读液压系统图，且以执行件为中心，将系统分解成若干个子系统。
3） 分析每一个子系统，按执行件动作要求，理清其实现每一动作的液流路线。
4） 根据系统对各执行件间的联系要求，分析如何实现这些要求。
5） 根据组成系统的各基本回路的性能，对系统进行综合分析，分析性能、特点。

分析液压系统的性能的方法，应从如下几点分析 ：
1） 执行件的运动平稳性，如启动前冲等；
2） 执行件的速度刚性；
3） 换向性能：换向平稳性、换向精度；
4） 液压系统的功耗、效率。

第一节 YT4543型动力滑台液压系统

一、 概述
1． 组合机床的简介
组合机床是由一些通用和专用部件组合而成的专用机床，它操作简便、效率高，广泛应用于成批大量的生产中。其组成见图7-1。
2．液压滑台与机械滑台相比其优缺点：
运动平稳、调速范围大且可无级调速；自动化程度高、工作可靠。
3．加工范围：
一次装夹可完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角等。

4．设备对液压系统的性能要求
主要是速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少。
5．设备对液压系统的动作要求

二、 动力滑台液压系统的工作原理

1． 快进
按下启动按钮，1YA通电。
进油路： 泵1 → 单向阀2→ 换向阀6（左位）→行程阀（下位）→液压泵缸左腔。
回油路： 液压缸右腔→换向阀6（左位）→单向阀5→行程阀11（下位）液压泵缸左腔。
这里要注意，系统利用差动联接快速运动回路，有效地利用功率。（由同学分析快速运动回路是如何形成的）

2． 一工进
滑台快速行程结束时，压下行程阀11，油液经调速阀7进入液压缸，此时，系统压力升高，使得顺序阀4开启，单向阀5关闭。
这里要着重分析：快进转工进回路、阀4的调定压力大小、阀3的作用。
另要分析：变量液压泵在工进时，出口压力与出口流量的关系。

3． 二工进
一工进结束时，滑台上挡块压下行程开关，3YA通电，油液经阀7、阀8进入液压缸，实现二次工进。
这里要强调：在串联调速阀调速回路里，前一个调速阀的开口必须大于后一个调速阀开口。

4． 止挡块停留
工进行程结束时，滑台碰到行程终点止挡块不再前进，系统压力升高，使压力继电器发出电信号给时间继电器，经延时后，滑台再返回。

5． 快退
时间继电器经延时后，发出信号，2YA通电，液压缸返回。
要求学生分析：此时，液压泵的出口流量大小应如何？

6． 停止
滑台运动到原位压下行程开关，发出信号，2YA断电，换向阀处于中位，液压缸停止运动。
要求同学分析：此时液压泵的出口压力、流量大小如何？（液压泵卸荷）
电磁铁和行程阀动作顺表

电磁铁
行程阀

信号来源
液压缸工作循环

快进
工 进
停留

快退

停止
一工进
二工进

V

1YA
+
-
启动按钮

t
行程阀
+
-
挡块压下

2YA
+
-
行程开关

3YA
+
-
时间继电器

YT4543动力滑台液压系统的特点：
因液压系统的特点是由采用的各基本回路的特点所决定，故为了更好分析系统的特点，
应先分析系统的组成—— 由哪些基本回路组成。

经分析此系统由以下基本回路组成：
1． 进油路容积节流调速回路；
2． 用行程阀切换的“快 → 工进”回路；
3． 串联调速阀的二次工进回路；
4． 采用电液换向阀的换向回路；
5． 差动连接的快速运动回路；
6． 压力继电器控制的顺序动作回路。

系统的特点：
1． 速度刚性好且可获得稳定的低速运动。
2． 滑台运动平稳且能承受一定的负载荷；
3． 速度换接平稳；
4． 启动和进给速度换接时的前冲量小；
5． 功耗少且效率高；
6． 设置止挡停留，提高了位置精度。
(组织学生分析讨论系统的特点)
补充阅读另一组合机床的液压系统图。（补充）
第二节 液压压力机液压系统
一、 概述

l 用途：
液压压力机是一种用静压来加工金属、塑料、粉末冶金、
橡胶的机械，即主要用于可塑性材料的压制工艺及装配工艺。

l 液压压力机对其液压系统的基本要求是：

1．液压缸动作循环要求；
1． 液压系统中的压力能经常变换的调节
2． 要求功率利用合理，工作平稳性好、安全可靠性高。

原始
位置
快速
下行
慢速加压
保压延时
快速返回
位置
原位停止
泄
压
换
向
v
s
0
主缸
原位停止
　　顶出
停留
退回
液压系统的动作循环图

二、 TB32－200型液压压力机液压系统工作原理

系统动力源：　泵为高压大流量恒功率变量泵。
系统压力的调节：　由阀2、阀3组成调压回路进行调节。
此系统是一个多缸工作系统，可分为由上滑块油缸子系统、下滑块油缸子系统。下分别对两个子系统进行工作原理分析：
上滑块油缸动作的实现：

1． 快速下行
1YA“＋”
控制油路：　进油路：　泵1→阀4→阀5→换向阀6右端
回油路：　换向阀6左端→阀8→阀5→油箱。

主油路：
进油路：　泵1→顺序阀7→换向阀6左位→单向阀10
　　　　　　　　　　　　　　　充液箱→单向阀12　　　主缸上腔

回油路：主缸下腔→单向阀11→阀6左位→阀14→油箱

由学生分析此时泵输出流量大小的状态。

2． 慢速加压
1YA“＋”

上滑块在运行中接触到工件，这时液压缸上腔压力升高。液控单向阀
12关闭，加压速度便由液压泵的流量来决定。
进油路、回油路同快速下行相同。

3． 保压延时
1YA“－”

这段时间油缸保压，使工件由弹性变形→塑性变形。
保压延时是当系统中压力升高到使压力继电器起作用，使1YA“－”。时间继电器开始计时。这时，换向阀6处于中位工作，将油缸锁紧保压，液压泵在较低压力下卸荷。
由学生分析顺序阀7的作用。

4． 泄压快速返回

保压时间结束后，时间继电器给2YA“＋”

泄压的作用：　　为了避免在换向瞬间高压能量迅速释放，造成冲击、振动、噪音，系统设置了泄压过程。即先将上腔压力高压油能量　通过泄压阀8慢速释放，降低油压，然后再将油缸返程。

泄压原理：　　　2YA“＋”后，此时，由于泄压阀8上端油液高压力作用，控制压力油不能使泄压阀8换向，泄压阀仍下位工作，但能使液控单向阀13反向导通，使得油缸上腔高压油由液控单向阀13　流出而泄压。

快速返程：　　　当主缸上腔油压降低到使控制油推动泄压阀8上移，使控制油进入换向阀6右端，换向阀6换向，此时，进、回油路为：

进油路：　　泵1→阀7→阀6右位→单向阀11→主缸下腔；
回油路：　　主缸上腔→液控单向阀12→充液箱。

由学生分析主缸快速返程的进、回油路。

5． 原位停止

由主缸运行到终点，压下终点行程开关，给2YA“＿”，换向阀切换至中位，主缸停止运动，油泵卸荷。

液压顶出缸的动作实现：
顶出：　　4YA“＋”
进油路：　　泵1→阀7→阀6中位→阀14右位→顶出缸下腔；
回油路：　　顶出缸上腔→阀14右位→油箱。

顶出缸向下：　3YA“＋”

进油路：　　泵1→阀7→阀6中位→阀14左位→顶出缸上腔；
回油路：　　顶出缸下腔→阀14左位→油箱。

原位停止：　3YA“－”

这是为了工件边缘不起皱，上、下油缸压隹工件边缘。其工作原理为：
3YA“＋”，使顶出缸处于顶出位置，然后3YA“－”，阀14处于中位，顶出缸被锁紧，当主缸下行时推着顶出缸，迫使其下行。

三、 YB32－200型　液压系统的特点

1．液压系统的工作压力采用了由阀2、阀3组成的远程调压回路。
2．采用电液换向回路，由阀7起到液压泵卸荷时，使控制油路压力仍具有一定的工作压力。
3． 用了泄压阀8，避免了系统产生液压冲击及噪音。
4． 系统中的两个液压缸各有一个安全阀进行过载保护。
5． 系统为了安全可靠两个动作由阀6和阀14起互锁作用。

讨论：　
1） 元件4、元件15的作用。
2） 系统为何使用变量泵？
3） 当主缸不能返程，可能有哪些原因引起？
4） 液压泵出口压力上不去，为什么？

第三节 塑料注射成型机液压系统

塑料注射成型机又称注塑机，及于热塑性塑料的成形加工。它将颗粒塑料加热熔化后，高压快速注入模腔，经一定时间的保压，冷却成为成型的塑料制品。

一、注塑机的工作循环如下

1） 合模
2） 注射座前移
3） 注射
4） 保压
5） 制品冷却及预塑
6） 防流涎
7） 注射座后退
8） 开模
9） 顶出制品
10） 顶出缸后退

二、对注塑料机液压系统的要求
1） 足够的合模力。
2） 可调节的开、合模速度。
3） 足够的注射座移动液压缸的推力。
4） 可调节的注射压力和注射速度
5） 保压及保压压力可调。
6） 平稳的制品顶出速度。

图示为SZ-100/80型注射机液压系统图。

该系统有“调整”、“手动”、“半自动”、“全自动”四种操作方式。 系统中需获得快速时，可由双泵同时供油，需慢速工作时，可使大泵卸荷，而由小泵向系统供油。系统的工作压力由溢流阀4、6、7、8、组成的多级调压回路调定。
系统的电磁铁通电顺序如表所示。

三、系统的工作原理
分析系统的工作原理按系统要求的顺序动作来进行。

四、 分析这个液压系统的特点
1）速度变化多，系统中采用了双泵供油，不但很好满足了速度变化的要求，而且还降低了系统的功耗。
2）自动工作循环主要靠行程开关来实现。
3）压力变化多，系统采用了多个溢流阀来控制系统不同工作阶段
的压力。
第五节 数控车床液压系统

本节重点: 1. 掌握数控车床液压系统的工作原理
2. 掌握分析液压系统工作原理方法。

一、概述
装有程序控制系统的车床简称为数控车床。在机械加工愈来愈高度自动化的时代，数控车床被广泛的应用。在数控车床上大多应用了液压技术，下面介绍MJ-50型数控车床的液压系统。
图6-11所示为MJ-50型数控车床的液压系统的工作原理图，在机床中要求由液压系统实现动作的有：
1） 卡盘的夹紧与松开；

卡盘有正卡与反卡： 即卡工件外圆与卡内圆。
卡盘有高压与低压之分： 卡紧力有大小之分。

2） 刀架的夹紧与松开；
3） 刀架的正转与反转；
4） 尾座套筒的伸出与缩回。

加工程序可有多种型式，如：

卡盘高压正卡夹紧 尾座套筒伸出 刀架松开 刀架转位换刀 刀架复位夹紧 （加工）
尾座套筒缩回 卡盘松开

系统工作原理图：

二、液压系统的工作原理
机床的液压系统采用单向变量泵供油，系统压力调至4Mpa泵输出的压力油经过单向阀进入系统，实现各动作的工作原理如下：
1. 卡盘的夹紧与松开
卡盘的夹紧：
阀8 阀4 左位（高压）
泵 阀2
阀9 阀4 左位（低压）

左位正卡 油缸右腔
阀3
右位反卡 油缸左腔

分析：
1） 由工作原理图分析阀3、阀2 的作用。
2） 换向阀3 为何采用双电磁控制式？
3）工件夹紧力大小如何控制？
2. 尾座套筒的伸缩运动
3. 机床换刀过程？
4. 回转刀架的回转

三、 液压系统的特点（由学生讨论）
1. 采用单向变量泵供油，能量损失小。
2. 系统设计合理，便于不同工作情况的任意调节，操作简单方便。
3 .采用液压马达且无级调速，其中刀架可正、反转的选择。
4． 夹紧力大小可以很方便调节。
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