液压系统原理讲解

第十章 液压系统,冯德有 2011年4月,学习目的 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。,第一节 组合机床动力滑台液压系统,动力滑台是组合机床上实现进给运动的一种通用部件，配上动力头和主轴箱后可以对工件完成各种加工、端面加工等工序。液压动力滑台用液压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下可以实现各种自动循环。,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,换向回路；快速运动回路；速度换接问路；二次进给回路；容积式节流调速回路；卸荷回路。,(1)组成系统的基本回路：,(2)各元件的作用,变量泵14 为限压式变量泵，随负载的变化而输出不同流量的油液，以适应快速运动和工作进给(低速)的要求。液压缸7 为活塞杆固定的差动液压缸。活塞杆较粗，无杆腔与有杆腔的有效工作面积之比为2：1，使快速进给和快速退回的速度相等。电液换向阀 它由三位五通液动换向阀12和三位五通电磁换向阀11组成，用以控制液压缸的运动方向。 调速阀4和10 这两个阀串联在进油路上，实现节流调速。由调速阀4控制一工进速度(慢速)，由调速阀5控制二工进速度(更慢速)，由二位二通阀9控制两种工进速度的换接。 行程阀8 用于控制快进和工进的速度换接。,背压阀1 由于采用进口节流调速，液压缸8运动的平稳性差，所以在回油路上设置背压阀1，用以提高液压缸7运动的平稳性。顺序阀2 液压缸快进时，系统压力低，顺序阀2关闭，使液压缸7形成差动联结；在工进时，由于系统压力升高，顺序阀2打开，回油经背压阀1流回油箱单向阀3 液压缸7工进时，单向阀3将进油路与回油路隔开.单向阀13 除防止系统的油液倒流，保护变量泵14外；在此回路中，主要是使控制油路具有一定的压力，用以控制三位五通电液换向阀的启动。, 快速前进时，电磁铁1YA通电，换向阀12左位接入系统，顺序阀2因系统压力不高仍处于关闭状态。这时液压缸7作差动连接，变量泵14输出最大流量。系统中油液流动的情况：进：变量泵14 单向阀13 换向阀12(左) 行程阀8(右) 液压缸7左腔；回：液压缸7右腔换向阀1（左) 单向阀3 行程阀8(右) 液压缸7左,(3)油液流动情况, 一次工作进给在滑台前进到预定位置，挡块压下行程阀8时开始。这时系统压力升高，顺序阀2打开；变量泵14自动减小其输出流量，以便与调速阀4的开口相适应。系统中油液流动情况为： 进油路 变量泵14 单向阀13 换向阀12(左位) 调速阀4 电磁阀9(右位) 液压缸7左腔； 回油路 液压缸7有杆腔换向阀12(左位) 顺序阀2 背压阀l 油箱。, 二次工作进给在一次工作进给结束，挡块压下行程开关，电磁铁3YA通电时开始。顺序阀2仍打开，变量泵14输出流量与调速阀l0的开口相适应。系统中油液流动情况为： 进油路 变量泵14 单向阀13 换向阀12(左位) 调速阀4 调速阀10 液压缸7左腔。 回油路 液压缸7右腔换向阀12(左位) 顺序阀2 背压阀1 油箱。, 停留在滑台以二工进速度行进到碰上死挡块不再前进时开始，并在系统压力进一步升高压力继电器5发出信号后终止。 快退在压力继电器5发出信号，电磁铁IYA断电、2YA通电时开始，这时系统压力下降，变量泵14流量又自动增大。系统中油液的流动情况为 进油路 变量泵14 单向阀13 换向阀12(右位) 液压缸7右腔。 回油路 液压缸7左腔单向阀6 换向阀12(右位) 油箱。 停止在滑台快速退回到原位，挡块压下终点开关，电磁铁2YA和3YA都断电时出现，这时换向阀12处于中位，液压缸7两腔封闭，滑台停止运动。系统中油液的流动情况为： 卸荷油路 变量泵14 单向阀13 换向阀12(中位) 油箱。,采用“限压式变量泵一调速阀一背压阀”式调速回路能保证滑台稳定的低速运动、较好的速度刚性和较大的调速范围，并能减少系统发热；由于在回油路上设置了背压阀，改善了运动平稳性，并能承受负负载。 采用“进口节流加背压阀”的调速方式，改善了运动平稳性；启动和快进转工进时的冲击较小；死挡铁停留时，便于利用压力继电器发出信号，进行自动控制，使液压缸中不致于出现过大的压力。采用限压式变量泵和差动联结回路实现快进速度，能量的利用较为经济合理。采用行程阀和顺序阀实现快进转工进的换接，不仅能简化机床电路，而且动作可靠，转换精度也比电气控制式的高。采用限压式变量泵，流量随压力变化自动调节，使快进转工进后，没有溢流造成的功率损失，系统的效率较高。在工作循环中，采用“死挡铁停留”，使行程终点的重复位置精度较高，适用于镗阶梯孔、锪孔和锪端面等工序。,（4）YT4543型滑台的液压传动系统的特点,第二节 压力机液压系统,压力机是一种用静压来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械，本节介绍四柱式压力机，在四个立柱之间安置着上、下两个液压缸，上液压缸驱动上滑块，实现“快速下行 慢速加压 保压延时 快速返回 原位停止”的动作循环；下液压缸驱动下滑块，实现“向上顶出 向下退回 原位停止”的动作循环。,压力机动作循环图,压力机液压原理图,快速下行 1YA通电，先导阀 3左位，上缸换向阀7左位，下缸换向阀2中位，释压阀9上位进油路 ：液压泵 10 7（左）I3 缸5（上）回油路 ：缸5（下） I2 7（左） 2（中） 油箱 ；慢速加压 上滑块接触工件时开始，缸5上腔压力升高， I1关闭，油液流动与快速下行相同；保压延时 压力升高8作用，1YA断，3和7处于中位，保压时间由时间继电器控制进油路 ：液压泵 10 7（中）2（中）油箱,上滑块工作情况,快速返回 时间继电器使2YA通电，先导阀 3右位，上缸换向阀7右位，进油路 ：液压泵 10 7（右） I2 缸5（下）回油路 ：缸5（上） I1 副油箱6 ；,原位停止上滑块压行程开关使2YA断电，3和7中位，下缸换向阀2中位，释压阀9上位释压阀9的作用是使缸5上腔释压后，压力油才能进入缸5下腔。在保压阶段，9上位工作，当2YA通电，3右位，控制油路的压力油到9下端，但9上端的高压未释放，阀芯不动 缸5（上） I6 9（上）油箱缸5上腔卸压，9上移使其下位工作，控制油到阀7右端，7右位工作,上滑块工作情况,向上顶出 4YA通电，进油路 ：液压泵 10 7(中）2（右） 缸1（下）回油路 ：缸1（上） 2（右） 油箱 ；向下退回 4YA断电、3YA通电进油路 ：液压泵 10 7（中）2（左） 缸1（上）回油路 ：缸1（下） 2（左） 油箱 ；,下滑块工作情况,原位停止 3YA断电、4YA断电，先导阀 3右位，2中位，,（1）系统使用轴向柱塞式高压变量泵，系统压力由溢流阀调定；（2）顺序阀使泵在2.5MPa的压力下卸荷，确保控制油具有2MPa左右的压力；（3）采用专用的QFI型释压阀来实现上滑块快速返回时上缸换向阀的换向，保证液压机动作平稳，不会在换向时产生液压冲击和噪声。（4）系统中上、下两缸的动作协调是由两个换向阀互锁来保证的：一个缸必须在另一个缸静止不动时才能动作。（5）系统中的两个液压缸各有一个安全阀进行过载保护。,系统的特点,多缸顺序专用铣床液压系统,利用顺序阀和行程开关互相配合来实现所要求的顺序动作,1YA,2YA,B快退,1YA,2YA,A快进,1YA,2YA,A快进,1YA,2YA,A