典型液压传动系统.doc

第七章 典型液压传动系统一、填空题1YT4543动力滑台的液压系统采用 和 组成的 调速回路；用 用 实现换向；用 实现快速运动；用 实现快慢速度的转换；用 实现两种工进速度的转换。2YT4543动力滑台液压系统（图见教材)中，压力继电器12的作用是 ；液控顺序阀6的作用是 ；单向阀7的作用是 ；节流阀L1、L2的作用是 。3M1432A型万能外圆磨床工作台的换向是由 和 所组成的换向回路完成的。这种换向回路的主要优点是 。4M1432A型万能外圆磨床工作台的换向过程分为 、 。5YB32200型四柱万能液压压力机的液压系统，采用由 供油的 调速回路；其主油路的最高压力由 限定，系统的工作压力由 调整；主缸换向由 控制；顶出缸换向由 控制。6YB32-200型四柱万能液压压力机的液压系统，图见教材，顺序阀7的作用是 ，减压阀4的作用是 ，压力继电器9的作用是 ，液控单向阀12的作用是 。二、问答题1、怎样阅读液压传动原理图?答：为了正确而又迅速地阅读液压传动原理图，首先要很好地掌握液压知识，熟悉各种液压元件的工作原理、功用和特性；了解和掌握液压系统的各种基本回路和油路的一些基本性质；熟悉液压系统的各种控制方法和图中的符号标记。其次要在工作中联系实际，多读多练，通过各种典型的液压系统了解系统的特点，这对于阅读新的液压传动原理图可起到触类旁通和熟能生巧的作用。 如果液压传动原理图附有说明书和动作顺序表，可按说明书逐一对照阅读。如果没有说明书，而只有一张系统图(图上可能附有工作循环表，电磁铁动作顺序表或简单说明)，这时就要求读者通过分析各元件的作用及油路的连通情况，弄清系统的工作原理。2、阅读液压传动原理图的步骤如何?答：阅读液压传动原理图一般可按下列步骤进行： 了解液压系统的用途、工作循环、应具有的性能和对液压系统的各种要求等，例如阅读外圆磨床的液压传动原理图时，应当了解外圆磨床的用途是磨削外圆柱表面，因此要求液压传动系统应能实现工作台的往复运动、砂轮的快速进退和周期进给等工作循环；有的还要求能实现液压驱动工件旋转。在性能上，要求液压系统应具有使工作台换向精度高、运动平稳、往复运动速度不高、调速范围不大和砂轮进给比较恒定等特点。 根据工作循环、工作性能和要求等，分析需要哪些基本回路，并弄清各液压元件的类型、性能、相互间的联结关系和功用。为此首先要弄清楚用半结构图表示的元件和专用元件的工作原理及性能；其次是阅读明白液压缸或液压马达；再次阅读并了解各种控制装置及变量机构；最后阅读和掌握辅助装置。在此基础上，根据工作循环和工作性能要求分析必须具有哪些基本回路，并在液压传动原理图上逐一地查找出每个基本回路。 按照工作循环动作顺序，仔细分析并依次写出完成各个动作的相应油液流经路线。为了便于分析，在分析之前最好将液压系统中的每个液压元件和各条油路编上号码。这样，对分析复杂油路、动作较多的系统尤为必要。 写油液流经路线时，要分清主油路和控制油路。对于主油路，应从液压泵开始写，一直写到执行元件，这就构成了进油路线；然后再从执行件回油一直写到油箱(闭式系统则回到液压泵)。这样分析，目标明确，不易搞乱。 在分析各种状态时，要特别注意系统从一种工作状态转换到另一种工作状态，是由哪些元件发出的信号，使哪些控制元件动作，从而改变什么通路状态，达到何种状态的转换。在阅读时还要注意，主油路和控制油路是否有矛盾，是否相互干扰等。在分析各个动作油路的基础上，列出电磁铁和其它转换元件的动作顺序表。3、根据工况要求，分析YT4543型液压滑台的液压传动系统应有哪些性能要求?答：YT4543型液压滑台是组合机床上用以实现进给运动的通用动力部件。滑台由液压缸驱动做工作进给运动，根据被加工工件的要求应实现不同的工作循环。为使液压系统能按动作要求进行速度调节和变换，滑台的液压系统(见图71)应具有如下一些性能。图71 YT液体4543型动力滑台液压系统图 能在变负载和断续负载的条件下工作，滑台的进给速度要稳定，特别是以最小进给速度工作时，仍能保持稳定的速度。 能承受规定的最大负载，并且有较大的“工进”调速范围，以适应不同工序的工艺需要，例如钻孔时轴向进给力和进给量都较大，而精镗时进给力和进给量却不大，这样就要求液压滑台均能满足上述的不同技术要求。应能实现快速趋近和快速退回的速度要求。 能够圆满地实现快速和慢速的速度换接，并能合理地利用能量，提高系统效率，减少发热。 应能严格地实现各个元件的顺序动作。4、分析YT4543型液压滑台的液压系统图，指出由哪些基本回路组成?各元件在系统中起什么作用?答：(参见图71) (1)组成系统的基本回路有：换向回路；快速运动回路；速度换接回路；二次进给回路；容积式节流调速回路；卸荷回路。 (2)各元件的作用 变量泵17 该泵为限压式变量泵，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(慢速)的要求。 液压缸8该缸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15和三位五通电磁换向阀14组成，用以控制液压缸的运动方向。 调速阀4和5 这两个阀串联在进油路上，实现节流调速。由调速阀4控制I工进速度(慢速)，由调速阀5控制工进速度(更慢速)，由二位二通阀6控制两种工进速度的换接。 行程阀7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8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8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8工进时，单向阀3将进油路与回油路隔开。 单向阀16除防止系统的油液倒流，保护变量泵17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磁换向阀的启动。 压力继电器K控制电液换向阀，使液压缸8快速退回。5、 YT4543型液压滑台的液压系统可完成哪些工作循环?说明二次工进自动工作循环的液压传动原理。答：YT4543型液压滑台的液压系统可完成的典型工作循环是：快进I工进工进死挡铁停留快退原位停止。 除此之外，还可以实现多种自动工作循环，例如：快进工进(死挡铁停留)快退原位停止。 图7lb为实现二次工进的工作循环，图7la为实现二次工进工作循环的液压传动原理图，它的工作过程如下： (1)快进按下启动按钮，1YA通电，液动换向阀15左位工作，变量泵17输出的压力油经单向阀16、换向阀15、行程阀7(右位)进入液压缸8左腔；液压缸8右腔的油液经换向阀15、单向阀3、行程阀7(右位)也进入液压缸8左腔，实现差动联结。因为液压缸8快进时不进行切削加工，滑台负载小，系统压力较低，故顺序阀2关闭，变量泵17在低压控制下输出最大流量，使滑台快速前进。 (2)I工进 当滑台快速前进到预定位置时，液压撞块压下行程阀7，切断直通油路，这时压力油经调速阀4、二位二通电磁阀6(右位)才能进入液压缸8左腔。由于系统压力升高，顺序阀被打开，液压缸8右腔的油液经换向阀15，顺序阀2和背压阀1流回油箱。这时滑台转换成第1种工进速度(即I工进)进给，速度的大小由调速阀4的开口量决定。这时变量泵17因系统压力升高而自动减小其输出流量，正好适应I工进的需要。 (3)工进 在I工进结束时，撞块压下行程开关，发出信号使3YA通电，二位二通电磁阀6左位工作，压力油经调速阀4和5进入液压缸8左腔。液压缸8右腔的回油路线与I工进时相同，这时滑台转换成工进，其速度大小由调速阀5的开口量决定。 (4)死挡铁停留 当滑台以工进速度运动，碰上死挡铁时，滑台不再前进，停留在死挡铁处。 (5)快退 滑台碰上死挡铁时，变量泵17还在继续供油，因此系统压力进一步升高。当液压缸8左腔压力升高到压力继电器K调定值时，则发出信号，使1YA断电，2YA通电，换向阀14和换向阀15换向，压力油经单向阀16、换向阀15进入液压缸8右腔，而左腔的油液经单向阀9、换向阀15排回油箱，液压缸8快速退回。由于快退时滑台负载小，系统压力较低，变量泵17输出流量又自动增大，满足了滑台快退的需要。 (6)原位停止 当滑台快退到原位时，撞块压下终点行程开关，发出信号，使1YA、2YA、3YA断电，换向阀15处于中位，液压缸8两腔油路封闭，滑台停止运动。这时变量泵17输出的油液经单向阀16、换向阀15排回油箱，变量泵17在低压下卸荷。6、YT4543型液压滑台的液压传动系统有何特点?答：采用“限压式变量泵调速阀背压阀”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，提高了快进速度，并使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。7、M1432A型万能外圆磨床的液压系统如何实现对短工件的磨削?答：磨削短工件是指磨削长度稍大于砂轮宽度的工件。加工时需工作台抖动切入。为使工作台做短距离高频率的往复运动，图见教材，将行程撞块调近，使抖动阀(缸)H1和H2实现频繁的抖动；并且将节流阀J1和J2调到最大开度，使先导阀快跳的同时换向阀也快跳到终端，没有换向停留，便实现高速换向，使工作台做短距离频繁的抖动，实现对短工件的磨削。砂轮架的切入进给由机械传动机构完成，以达到磨削径向尺寸要求。8、设计机床液压传动系统的依据是什么?答：设计机床液压传动系统的依据如下： 机床的总体布局和工艺要求，包括采用液压传动所完成的机床运动种类、机械设计时提出可能用的液压执行元件的种类和型号、执行元件的位置及其空间的尺寸范围、要求的自动化程度等。 机床的工作循环、执行机构的运动方式(移动、转动或摆动)，以及完成的工作范围。 液压执行元件的运动速度、调速范围、工作行程、载荷性质和变化范围。 机床各部件的动作顺序和互锁要求，以及各部件的工作环境与占地面积等。 液压系统的工作性能，如工作平稳性、可靠性、换向精度、停留时间和冲出量等方面的要求。 其它要求，如污染、腐蚀性、易燃性以及液压装置的质量、外形尺寸和经济性等。9、设计液压传动系统的步骤如何?答：对设计液压传动系统的步骤没有严格地规定，根据实际设计经验，总结出以下设计步骤供参考。 (1)明确对液压传动系统的工作要求 这是设计液压传动系统的依据，由使用部门以技术任务书的形式提出。 (2)拟定液压传动系统图 根据工作部件的运动形式，合理地选择液压执行元件。 根据工作部件的性能要求和动作顺序，列出可能实现的各种基本回路。此时应注意选择合适的调速方案、速度换接方案，确定安全措施和卸荷措施，保证自动工作循环的完成和顺序动作的可靠。 液压传动方案拟定后，应按国家标准规定的图形符号绘制正式原理图。图中应标注出各液压元件的型号规格，还应有执行元件的动作循环图和电气元件的动作循环表，同时要列出标准(或通用)元件及辅助元件一览表。 (3)计算液压系统的主要参数和选择液压元件 计算液压缸的主要参数。 计算液压缸所需的流量并选用液压泵。 选用油管。 选取元件规格。 计算系统实际工作压力。 计算功率，选用电动机。 发热和油箱容积的计算。 (4)进行必要的液压系统验算 (5)液压装置的结构设计 (6)绘制液压系统工作图，编制技术文件10、设计液压传动系统时应注意哪些问题?答：在组合基本回路时，要注意防止回路间相互干扰，保证正常的工作循环。 提高系统的工作效率，防止系统过热，例如功率小，可用节流调速系统；功率大，最好用容积调速系统；经常停车制动，应使泵能够及时卸荷；在每一工作循环中耗油率差别很大的系统，应考虑用蓄能器或压力补偿变量泵等效率高的回路。 防止液压冲击，对于高压大流量的系统，应考虑用液动换向阀代替电磁换向阀，减慢换向速度；采用蓄能器或增设缓冲回路，消除液压冲击。 系统在满足工作循环和生产率的前提下，应力求简单，系统越复杂，产生故障的机会就越多。系统要安全可靠，对于做垂直运动提升重物的执行元件应设有平衡回路；对有严格顺序动作要求的执行元件应采用行程控制的顺序动作回路。此外，还应具有互锁装置和一些安全措施。 尽量做到标准化、系列化设计，减少专用件设计。11、液压系统的主要参数是哪两个?如何确定?答：液压系统的主要参数是压力和流量。它们都由两部分组成：一部分是由执行元件的工作需要而决定的压力和流量；另一部分是由油液流经回路时的压力损失和泄漏损失而损失掉的压力和流量。但是，执行元件所需的压力和流量是主要的，占有很大的比重，而系统的压力损失和泄漏损失是很小的，并应尽可能地减少。因此，确定液压系统的压力和流量主要是确定执行元件的压力和流量，再加上系统的压力损失和泄漏损失，就是系统所需的压力和流量。即 式中分别是液压系统的压力和流量； 分别是执行元件所需的压力和流量； 分别是液压系统的压力损失和泄漏损失。12、液压系统的常见故障有哪些?答：液压系统的故障种类很多，常见的有以下几种： 系统产生噪声和振动。 运动部件爬行。 系统中压力不足。 运动部件速度不正常。 油温过高。 换向或启动不正常。13、造成油温升得过高的原因是什么?应怎样解决?答：若压力控制阀的调定值过高时，则应适当地降低调定值。 由于液压泵和各联结处的泄漏，造成容积损失而发热时，要紧固各联