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

Presentation on theme: "第七章 典型液压系统 液压与气压传动 Hydraulic and Pneumatic Transmission"— Presentation transcript:

1 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

2 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

3 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。

4 组合机床动力滑 台液压系统

5 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。

6 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。

7 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）。

8 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。

9 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。

10 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

11

12 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。

13 压力机液压系统

14 三梁四柱式压力机

15 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。

16

17 液压机的典型工艺循环图

18 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。

19 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。

20 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。

21 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。

22 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。

23 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。

24 塑料注射成型机 液压系统

25 塑料注射成型机

26 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。

27 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。

28 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；

29 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。

30 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。

31 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。

32 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。

33 汽车起重机 液压系统

34 大臂伸缩 起升回路 大臂变幅 支腿液压缸 回转

35

36 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

37 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

38 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

39 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

40 (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。

41 (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。

42 (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。

43 (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。

44 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。