第七章 典型液压系统 液压与气压传动 Hydraulic and Pneumatic Transmission

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第七章 典型液压系统 液压与气压传动 Hydraulic and Pneumatic Transmission Chapter7 Examples of Hydraulic Systems 编写:石延平

主要内容 组合机床动力滑台液压系统 压力机液压系统 注塑机液压系统 汽车起重机液压系统 机电一体化挖掘机液压系统

典型液压系统 学习目的 分析液压系统的步骤 了解液压技术在国民经济各行各业中的应用; 熟悉各种液压元件在液压系统中的作用及各种基本回路的构成; 掌握分析液压系统的步骤和方法。 分析液压系统的步骤 了解设备对液压系统的要求; 以执行元件为中心,将系统分解为若干块——子系统; 根据执行元件的动作要求对每个子系统进行分析,搞清楚子系统由哪些基本回路组成; 根据设备对各执行元件间互锁、同步、顺序动作和防干扰等要求,分析各子系统的联系; 归纳总结整个系统的特点。

组合机床动力滑 台液压系统

组合机床动力滑台液压 系统概述 组合机床是由通用部件和专用部件组成的高效、专用、自动化程度较高的机床。它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等加工工序和工作台转位、定位、夹紧、输送等辅助动作。动力滑台是组合机床的通用部件,上面安装有各种旋转刀具,通过液压系统可使这些刀具按一定动作循环完成轴向进给运动。 YT4543型动力滑台动作循环: 快进— 一工进— 二工进— 死挡铁停留— 快退—— 原位停止 YT4543型动力滑台液压系统组成 由限压式变量叶片泵供油, 用电液换向阀换向, 用行程阀实现快进速度和工进速度的切换, 用电磁阀实现两种工进速度的切换, 用调速阀使进给速度稳定。

组合机床动力滑台液压系统 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。 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。

组合机床动力滑台 液压系统工作原理 1、差动快进 1Y得电,电液换向阀处于左位,主油路经泵-单向阀13-液动阀12左位-行程阀8常位-液压缸左腔。回油路从液压缸右腔-阀12左位-单向阀3-阀8-液压缸左腔。 由于动力滑台空载,系统压力低,液控顺序阀2关闭,液压缸成差动连接,且变量泵14输出最大流量,滑台向左快进(活塞杆固定,滑台随缸体向左运动)。

2、一工进 滑台上的行程挡块压下行程阀8 ,使原来通过阀8 进入液压缸左腔的油路切断。此时电磁阀9 处于常位,调速阀4 接入系统,系统压力升高。压力升高一方面使液控顺序阀2 打开,另一方面使限压式变量泵的流量减小,直到与经过调速阀4 的流量相匹配。此时缸的速度由调速阀4 的开口决定。液压缸右腔油液通过阀12 后经液控顺序阀2 和背压阀1 回油箱,单向阀3 有效地隔开了工进的高压腔与回油的低压腔。 3、二工进 当滑台前进到一定位置时,挡块压下行程开关时3Y 得电,经阀9 的通路被切断,压力油须经阀4 和阀10 才能进入缸的左腔。由于阀10 的开口比阀4 小,滑台速度减小,速度大小由调速阀10的开口决定。

4、死挡铁停留 当滑台工进到碰上死挡铁后,滑台停止运动。液压缸左腔压力升高,压力继电器5 给时间继电器发出信号,使滑台在死挡铁上停留一定时间后再开始下一动作。此时泵的供油压力升高,流量减少,直到限压式变量泵流量减小到仅能满足补偿泵和系统的泄漏为止,系统处于需要保压的流量卸载状态。 5、快退 当滑台在死挡铁上停留一定时间后,时间继电器发出使滑台快退的信号。1Y失电,2Y得电,阀11、12处于右位。进油路由泵14-阀13-阀12右位-液压缸右腔;回油路由缸左腔-阀6-阀12右位-油箱。由于此时空载,系统压力很低,泵输出的流量很大,滑台向右快退。 6、原位停止 挡块压下原位行程开关,1Y、2Y、3Y都失电,阀 11、12 处于中位,滑台停止运动,泵通过阀12中位 卸载。

电磁铁动作顺序表 1Y 2Y 3Y YJ 行程阀 快进 + - - - 导通 一工进 + - - - 切断 二工进 + - + - 切断 快进 + - - - 导通 一工进 + - - - 切断 二工进 + - + - 切断 死挡铁停留 + - + + 切断 快退 - + +- - 断—通 原位停止 - - - - 导通

组合机床动力滑台液压系统特点 采用了限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路,保证了稳定的低速运动,有较好的速度刚性和较大的调速范围。回油路上的背压阀使滑台能承受负值负载。 采用了限压式变量泵和液压缸的差动连接实现快进,能量利用合理。 采用了行程阀和顺序阀实现快进和工进的换接,动作可靠,转换位置精度高。 采用了三位五通M型中位机能的电液换向阀换向,提高了换向平稳性,减少了能量损失。

压力机液压系统

三梁四柱式压力机

压力机液压系统概述 压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成型、打包等工艺中广泛应用的压力加工机械。 上液压缸驱动上滑块完成快速下行-慢速加压-保压-泄压-快速回程-原位停止的动作循环。 下液压缸驱动下滑块完成向上顶出-向下退回-停止的动作循环;在作薄板拉伸时,下液压缸驱动下滑块完成浮动压边下行-停止-顶出的动作循环。 压力机液压系统以压力控制为主,压力高,流量大,且压力、流量变化大。在满足系统对压力要求的条件下,要注意提高系统效率和防止产生液压冲击。

液压机的典型工艺循环图

3150KN通用液压机液压系统组成 上滑块由主缸驱动实现加压,下滑块由下缸驱动实现顶出。 系统有两个泵,主泵为恒功率变量泵,最高工作压力由溢流阀4 的远程调压阀5 调定。辅助泵2是低压小流量定量泵用于供应液动阀的控制油,压力由溢流阀3 调定。 主缸由中位机能为M型的电液换向阀6 实现换向;下缸的换向阀是中位机能为K型的电液换向阀21。两换向阀为串联油路,泵通过两个换向阀中位压力卸载。

3150KN通用液压机液压系统工作原理 1、启动 电磁铁全部不得电,主泵输出油液通过阀6、21中位卸载。 2、主缸快速下行 电磁铁1Y、5Y 得电,阀6 处于右位,控制油经阀8 使液控单向阀9 开启。 进油路:泵1-阀6右位-阀13-主缸上腔。 回油路:主缸下腔-阀9-阀6右位-阀21中位-油箱。 主缸滑块在自重作用下迅速下降,泵1 虽处于最大流量状态,仍不能满足其需要,因此主缸上腔形成负压,上位油箱15 的油液经充液阀14 进入主缸上腔。

3、主缸慢速接近工件、加压 当主缸滑块降至一定位置触动行程开关2S 后,5Y 失电,阀9 关闭,主缸下腔油液经背压阀10、阀6 右位、阀21 中位回油箱。这时,主缸上腔压力升高,阀14 关闭,主缸在泵1 供给的压力油作用下慢速接近工件。接触工件后阻力急剧增加,压力进一步提高,泵1 的输出流量自动减小。 4、保压 当主缸上腔压力达到预定值时,压力继电器7发信号,使1Y失电,阀6回中位,主缸上下腔封闭,单向阀13 和充液阀14 的锥面保证了良好的密封性,使主缸保压。保压时间由时间继电器调整。保压期间,泵经阀6、21的中位卸载。

5、泄压,主缸回程 保压结束,时间继电器发出信号,2Y 得电,阀6 处于左位。由于主缸上腔压力很高,液动滑阀12 处于上位,压力油使外控顺序阀11 开启,泵1输出油液经阀11 回油箱。泵1 在低压下工作,此压力不足以打开充液阀14 的主阀芯,而是先打开该阀的卸载阀芯,使主缸上腔油液经此卸载阀芯开口泄回上位油箱,压力逐渐降低。 当主缸上腔压力泄到一定值后,阀12 回到下位,阀11关闭,泵1 压力升高,阀14完全打开,此时进油路:泵1-阀6左位-阀9-主缸下腔。回油路:主缸上腔-阀14-上位油箱15。实现主缸快速回程。

6、主缸原位停止 当主缸滑块上升至触动行程开关1S,2Y失电,阀6 处于中位,液控单向阀9将主缸下腔封闭,主缸原位停止不动。泵1 输出油液经阀6、21中位卸载。 7、下缸顶出及退回 3Y得电,阀21 处于左位。进油路:泵1-阀6中位-阀21左位-下缸下腔。回油路:下缸上腔-阀21 左位-油箱。下缸活塞上升,顶出。 3Y失电,4Y得电,阀21 处于右位,下缸活塞下行,退回。 8、浮动压边 下缸活塞先上升到一定位置后,阀21 处于中位,主缸滑块下压时下缸活塞被迫随之下行,下缸下腔油液经节流器19 和背压阀20 回油箱,使下缸下腔保持所需的压边压力,调整阀20 即可改变浮动压边压力。下缸上腔则经阀21中位从油箱补油。溢流阀18 为下缸下腔安全阀。

通用液压机液压系统特点 1、系统采用高压、大流量恒功率变量泵供油和利用上滑块自重加速、充液阀14 补油的快速运动回路,功率利用合理。 2、采用背压阀10 及液控单向阀9 控制上液压缸下腔的回油压力,既满足了主机对力和速度的要求,又节省了能量。 3、采用单向阀13 保压,液动阀12、顺序阀11和带卸载阀芯的液控单向阀14 组成的泄压回路,减少了由保压到回程的液压冲击。

塑料注射成型机 液压系统

塑料注射成型机

塑料注射成型机液压系统概述 塑料注射成型机简称注塑机。它将颗粒状的塑料加热成熔融状,用注射装置快速高压注入模腔,保压一段时间,冷却成型为塑料制品。 注塑机的工作循环如下: 合模-注射座前进-注射-保压-冷却(预塑)-注射座后退-开模-顶出制品-顶出缸后退-合模 以上动作分别由合模缸、注射座移动缸、预塑液压马达、注射缸、顶出缸完成。 注塑机液压系统要求: 1.有足够的合模力; 2.有可调节的合模、开模速度,快慢速之比达50~100; 3.又可调节的注射压力和注射速度; 4.要求保压和可调的保压压力; 5.系统应设安全联锁装置。

SZ-250A型注塑机液压系统组成 由双联泵供油,泵1最高工作压力由电磁溢流阀3 调定,泵2 工作压力由电磁溢流阀4 及多级调压回路控制。 合模缸的换向阀是电液换向阀5,其动作由行程阀6 控制与安全门互锁。 注射缸换向阀是电液换向阀11和15,单向节流阀14 可控制慢速注射速度。 预塑马达换向阀是电液换向阀15,旁通型调速阀13 可调节预塑马达转速。 注射座缸和顶出缸的换向阀分别是电磁换向阀9 和8 。单向节流阀7 可调节顶出缸速度。

SZ-250A型注塑机液压系统工作原理 慢速合模(2Y+、3Y+),泵1卸载,泵2供油,实现慢速合模。 1、关安全门 行程阀6恢复常位,合模缸才能动作,开始整个动作循环。 2、合模 动模板慢速启动、快速前移,接近定模板时,转为低压、慢速控制。在确认模具内无异物存在,系统转为高压使模具闭合。这里采用了液压-机械式合模机构。 慢速合模(2Y+、3Y+),泵1卸载,泵2供油,实现慢速合模。 快速合模(1Y+、2Y+、3Y+),双泵供油,则实现快速合模。 低压合模(2Y+、3Y+ 13Y+ ), 此时,泵2压力由远程调压阀18控制; 高压合模(2Y+、3Y-、 13Y-),泵2压力由高压溢流阀4控制,高压合模并有连杆牢固锁紧模具;

3、注射座前移 2Y+、7Y+,注射座前移使喷嘴与模具接触。 4、注射 注射螺杆以一定压力和速度将料筒前端的熔料经喷嘴注入模腔。分慢速注射和快速注射。 慢速注射 2Y+、7Y+、10Y+、12Y+,注射速度由单向节流阀14 调节,远程调压阀20起定压作用。 快速注射 1Y+、2Y+、7Y+、8Y+、10Y+、12Y+,两个泵同时供油,远程调压阀20 起安全作用。 5、保压 2Y+、7Y+、10Y+、14Y+,注射缸对模腔内的熔料实行保压并补塑,泵1 卸载,泵2 供油,多余油液经阀4 溢回油箱,保压压力由远程调压阀19 调节。

6、预塑 1Y+、2Y+、7Y+、11Y+,保压完毕,从料斗加入的物料随着螺杆的转动被带到料筒前端,进行加热塑化,并建立起一定压力。当螺杆头部熔料压力到达能克服注射缸活塞退回的阻力时,螺杆开始后退,注射缸右腔的背压力由阀16控制,注射缸左腔产生局部真空,油箱油液在大气压的作用下经阀11中位进入其中。螺杆退到预定位置,即停止转动和后退,准备下一次注射。与此同时,在模腔内的制品冷却成形。 7、防流涎 2Y+、7Y+、9Y+,采用直通开敞式喷嘴时,预塑加料结束,要使螺杆后退一小段距离,防止喷嘴端部物料流出。一方面由注射座缸使喷嘴与模具接触,一方面由注射缸使螺杆强制后退。

8、注射座后退 2Y+、6Y+,泵1卸载,泵2 压力油使注射座后退。 9、开模 开模速度一般为慢-快-慢。 慢速开模 2Y+或1Y+、4Y+快速开模 1Y+、2Y+、4Y+ 10、顶出 顶出缸前进 2Y+、5Y+ ,泵1卸载,泵2 供油,运动速度由单向节流阀7 调节,溢流阀4为定压阀。 顶出缸后退 2Y+,泵2 压力油使顶出缸后退。

SZ-250A型注塑机液压系统特点 为了保证足够的合模力,防止高压注射时模具离缝产生塑料溢边,这里采用了液压—机械增力合模机构,还可采用增压缸合模装置。 采用了双泵供油快速运动回路,满足了启、闭模和注射各阶段速度的不同,系统功率利用合理。有时在多泵分级调速系统中还兼用差动增速或充液增速的方式。 采用了多个远程调压阀并联来实现系统的多级调压。如果采用电液比例压力阀来实现多级压力调节,再加上电液比例流量阀调速,不仅减少了元件,降低了压力和速度变换过程中的冲击和噪声,还为实现计算机控制创造了条件。 多执行元件的循环动作主要依靠行程开关按事先编程的顺序完成。这种方式灵活方便。

汽车起重机 液压系统

大臂伸缩 起升回路 大臂变幅 支腿液压缸 回转

缸9锁紧后桥板簧,同时缸8放下后支腿到所需位置,再由缸10放下前支腿。 起吊时,须由支腿液压缸来承受负载 (1)支腿回路 双向液压锁防止 “软腿现象” 作业结束后,先收前支腿,再收后支腿。 支腿液压缸

采用柱塞马达带动重物升降,用液控单向顺序阀19来限制重物超速下降。缸20是制动缸,单向节流阀21是保证液压油先进入马达,使马达产生一定的转矩,再解除制动。 起升回路 (2)起升回路

重物下降时,手动换向阀18切换至右位工作,液压马达反转,回油经阀19的液控顺序阀,阀18右位回油箱。 起升回路 (2)起升回路

当停止作业时,阀18处于中位,泵卸荷。制动缸20上的制动瓦在弹簧作用下使液压马达制动。 起升回路 (2)起升回路

(3)大臂伸缩回路 大臂伸缩 大臂伸缩采用单级长液压缸驱动。大臂缩回时液压力与负载力方向一致,为防止吊臂在重力作用下自行收缩,在收缩缸的下腔回油腔安置了平衡阀14。

(4)变幅回路 大臂变幅 大臂变幅机构是用于改变作业高度。本机采用两个液压缸并联,提高了变幅机构承载能力。其要求以及油路与大臂伸缩油路相同。

(5)回转油路 回转 回转机构要求大臂能在任意方位起吊。本机采用ZMD40柱塞液压马达。

(4)回转油路 回转 回转机构要求大臂能在任意方位起吊。本机采用ZMD40柱塞液压马达。

该液压系统的特点是: ①因重物在下降时以及大臂收缩和变幅时,负载与液压力方向相同,执行元件会失控,为此,在其回油路上必须设置平衡阀。 ②采用手动弹簧复位的多路换向阀来控制各动作。换向阀常用M型中位机能。当换向阀处于中位时,各执行元件的进油路均被切断,液压泵出口通油箱使泵卸荷,减少了功率损失。