第7章典型液压传动系统资料

1、2021/7/41 第7章 典型液压传动系统实例分析 7.1 YT4543型动力滑台液压系统型动力滑台液压系统 7.2 M1432A型万能外圆磨床液压系统型万能外圆磨床液压系统 7.3 3150kN型液压机液压系统型液压机液压系统 7.4 SZ250A型塑料注射成型机液压系统型塑料注射成型机液压系统 7.5 Q28型汽车起重机液压系统型汽车起重机液压系统 7.6 液压伺服恒功率控制系统液压伺服恒功率控制系统 7.7 JS01型工业机械手液压系统型工业机械手液压系统 2021/7/42 近年来近年来,液压传动技术已广泛应用于工液压传动技术已广泛应用于工 程机械、起重运输机械、机械制造业、冶程机械

2、、起重运输机械、机械制造业、冶 金机械、矿山机械、建筑机械、农业机械、金机械、矿山机械、建筑机械、农业机械、 轻工机械、航空航天等领域。由于液压系轻工机械、航空航天等领域。由于液压系 统所服务的主机的工作循环、动作特点等统所服务的主机的工作循环、动作特点等 各不相同各不相同,相应的各液压系统的组成、作用相应的各液压系统的组成、作用 和特点也不尽相同。和特点也不尽相同。 本章通过对典型液压系统的分析本章通过对典型液压系统的分析,进一进一 步熟悉各液压元件在系统中的作用和各种步熟悉各液压元件在系统中的作用和各种 基本回路的组成基本回路的组成,并掌握分析液压系统的方并掌握分析液压系统的方 法和步骤。

3、法和步骤。 2021/7/4燕山大学3 阅读一个较复杂的液压系统图阅读一个较复杂的液压系统图,大致可按以下步骤进大致可按以下步骤进 行行: (1)了解设备的工艺对液压系统的动作要求了解设备的工艺对液压系统的动作要求; (2)初步浏览整个系统初步浏览整个系统,了解系统中包含哪些元件了解系统中包含哪些元件,并以并以 各个执行元件为中心各个执行元件为中心,将系统分解为若干块将系统分解为若干块(以下称为以下称为 子系统子系统); (3)对每一子系统进行分析对每一子系统进行分析,搞清楚其中含有哪些基本搞清楚其中含有哪些基本 回路回路,然后根据执行元件的动作要求然后根据执行元件的动作要求,参照动作循环表参

4、照动作循环表 读懂这一子系统读懂这一子系统; (4)根据液压设备中各执行元件间互锁、同步、防干根据液压设备中各执行元件间互锁、同步、防干 扰等要求扰等要求,分析各子系统之间的联系分析各子系统之间的联系; (5)在全面读懂系统的在全面读懂系统的7.2.3 YT4543型动力滑台液压系型动力滑台液压系 统的工作原理统的工作原理 基础上基础上,归纳总结整个系统有哪些特点归纳总结整个系统有哪些特点,以加深对系统的以加深对系统的 理解。理解。 2021/7/4燕山大学4 7.1.1 组合机床概述组合机床概述 组合机床是一种高效率的专用机床组合机床是一种高效率的专用机床,它由具有一定功它由具有一定功 能的

5、通用部件能的通用部件(如动力头、动力滑台等如动力头、动力滑台等)和一部分专用和一部分专用 部件（如主轴箱、夹具等）组成部件（如主轴箱、夹具等）组成,加工范围较广加工范围较广,自动自动 化程度较高化程度较高,经济性好经济性好,因而被广泛用于产品批量较大因而被广泛用于产品批量较大 的生产流水线中的生产流水线中,如汽车制造厂的气缸生产线等。如汽车制造厂的气缸生产线等。 动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的一种通动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的一种通 用部件用部件,根据加工需要滑台上装有各种用途的动力头根据加工需要滑台上装有各种用途的动力头 和主轴箱和主轴箱,以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角

6、、以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角、 铣削及攻丝等工序。动力滑台有机械动力滑台和液铣削及攻丝等工序。动力滑台有机械动力滑台和液 压动力滑台之分压动力滑台之分,液压动力滑台上一般只装上液压缸液压动力滑台上一般只装上液压缸, 有时也可能再装个行程阀有时也可能再装个行程阀,至于液压泵和阀类元件则至于液压泵和阀类元件则 通常都安装在专门的液压泵站上。通常都安装在专门的液压泵站上。 2021/7/4燕山大学5 7.2.2 YT4543型动力滑台液压系统的功能型动力滑台液压系统的功能 根据组合机床的工作特点根据组合机床的工作特点,动力滑台上的液压系统应具备如下的功能动力滑台上的液压系统应具备如下的功能:

7、 （1）能在变负载或断续负载的条件下工作）能在变负载或断续负载的条件下工作,能保证动力滑台的进给速度能保证动力滑台的进给速度, 特别是最小进给速度稳定。进给范围要求为特别是最小进给速度稳定。进给范围要求为0.006 0.66m/min。 （2）能承受规定的最大负载）能承受规定的最大负载,并具有较大的并具有较大的“工进工进”调速范围调速范围,以适应不以适应不 同工序的工艺需要。例如同工序的工艺需要。例如,钻孔时轴向进给力和进给量都较大钻孔时轴向进给力和进给量都较大,而精镗时而精镗时 进给力和进给量都很小。为此进给力和进给量都很小。为此,像像YT4543型那样的液压滑台的最大进给型那样的液压滑台的

8、最大进给 力规定为力规定为45 000 N,而调速范围而调速范围Re100。 图图7.1 液压动力滑台的工作循环图液压动力滑台的工作循环图 （3）能实现快速前进和快速退回）能实现快速前进和快速退回, （YT4543型液压动力滑台的快速运动型液压动力滑台的快速运动 速度为速度为7.3m/min）。）。 （4）合理利用能量）合理利用能量,提高系统效率提高系统效率,减减 少发热少发热,合理解决工进速度和快动速度差合理解决工进速度和快动速度差 值间的矛盾。值间的矛盾。 动力滑台的液压系统动力滑台的液压系统,在电气和机械装在电气和机械装 置的配合下置的配合下,可以根据不同的加工要求可以根据不同的加工要求

9、, 实现图实现图7.1所示的各种工作循环。所示的各种工作循环。 2021/7/4燕山大学6 图图7.2所示为所示为YT4543型他驱型他驱 式动力滑台的液压系统原理式动力滑台的液压系统原理 图。图。 由图可见由图可见,这个系统采用限压这个系统采用限压 式变量泵供油式变量泵供油,用电液换向阀用电液换向阀 换向换向,用行程阀实现快进和工用行程阀实现快进和工 进的变换进的变换,用电磁阀实现两个用电磁阀实现两个 工作进给间的变换。工作进给间的变换。 下面以能实现二次工作进给下面以能实现二次工作进给 的自动循环为例来说明系统的自动循环为例来说明系统 的工作原理。的工作原理。 实现工作循环的工作原理如实现

10、工作循环的工作原理如 下下:见动画演示见动画演示 图图7.2 YT4543型组合机床动力滑台型组合机床动力滑台 液压系统原理图液压系统原理图 1-滤油器滤油器;2-变量泵变量泵;3、9、16-单向阀单向阀,4、8、10、1l、18、20-管路管路;15-电液动换向阀电液动换向阀;6-背压阀背压阀;7-远远 控顺序阀控顺序阀;12、13-节流阀节流阀;14-电磁阀电磁阀;15-压力继电器压力继电器;l7-行程阀行程阀;19-液压缸液压缸 动画演示动画演示 7.2.3 YT4543型动力滑台液压系统的工作原理型动力滑台液压系统的工作原理 2021/7/4燕山大学7 2021/7/4燕山大学8 (1

11、)快进快进(差动连接) 按下启动按钮,三位五通电液动换 向阀5的先导电磁换向阀1YA得电,使 之阀芯右移,左位进入工作状态,这 时的主油路是: 进油路:滤油器1变量泵2 单向阀3 管路4 电液换向阀5的 P口到A口管路10、11 行程阀17 管路18 液压缸19左腔。 回油路:缸19右腔管路20 电液 动换向阀5的B口到T口油路8 单 向阀9 油路11 行程阀17 管 路18 缸19左腔。 这时形成差动连接回路。因为快进 时,滑台的载荷较小,同时进油可以 经阀17直通油缸左腔,系统中压力较 低,所以变量泵2输出流量大,动力滑 台快速前进,实现快进。 动画演示动画演示 2021/7/4燕山大学9

12、 (2)第一次工进第一次工进 在快进行程结束时在快进行程结束时, ,滑台上的挡铁压下行滑台上的挡铁压下行 程阀程阀17,17,行程阀上位工作行程阀上位工作, ,使油路使油路1111和和1818断断 开。电磁铁开。电磁铁1YA1YA继续通电继续通电, ,电液动换向阀电液动换向阀5 5 左位仍在工作左位仍在工作, ,电磁换向阀电磁换向阀1414的电磁铁处的电磁铁处 于断电状态。进油路必须经调速阀于断电状态。进油路必须经调速阀1212进入进入 液压缸左腔液压缸左腔, ,与此同时与此同时, ,系统压力升高系统压力升高, ,将将 液控顺序阀液控顺序阀7 7打开打开, ,并关闭单向阀并关闭单向阀9 9,

13、,使液压使液压 缸实现差动连接的油路切断。回油经顺序缸实现差动连接的油路切断。回油经顺序 阀阀7 7和背压阀和背压阀6 6回到油箱。这时的主油路是回到油箱。这时的主油路是: : 进油路进油路: :滤油器滤油器1 1 变量泵变量泵2 2 单向阀单向阀3 3 电液动换向阀电液动换向阀5 5的的P P口到口到A A口口油路油路10 10 调速阀调速阀12 12 二位二通电磁换向阀二位二通电磁换向阀14 14 油油 路路18 18 液压缸液压缸1919左腔。左腔。 回油路回油路: :缸缸1919右腔右腔油路油路20 20 电液动换电液动换 向阀向阀5 5的的B B口到口到T T口口管路管路8 8 顺序

14、阀顺序阀7 7 背压阀背压阀6 6 油箱。油箱。 因工作进给时油压升高因工作进给时油压升高, ,则变量泵则变量泵2 2的流量的流量 自动减小自动减小, ,动力滑台向前做第一次工作进动力滑台向前做第一次工作进 给给, ,进给量的大小可以用调速阀进给量的大小可以用调速阀1212调节。调节。 动画演示动画演示 2021/7/4燕山大学10 (3)第二次工作进给第二次工作进给 在第一次工作进给结束时, 滑台上的挡铁压下行程开 关,使电磁阀14的电磁铁 3YA得电,阀14右位接入工 作,切断了该阀所在的油 路,经调速阀12的油液必 须经过调速阀13进入液压 缸的右腔,其它油路不变。 由于调速阀13的开口

15、量 小于阀12,进给速度降低, 进给量的大小可由调速阀 13来调节。 动画演示动画演示 2021/7/4燕山大学11 (4)死挡铁停留死挡铁停留 当动力滑台第二次工作进给 终了碰上死挡铁后,液压缸停液压缸停 止不动止不动,系统的压力进一步升 高,达到压力继电器15的调定 值时,经过时间继电器的延时经过时间继电器的延时, 再发出电信号,使动力滑台退 回。 在时间继电器延时动作前,滑 台停留在死挡铁限定的位置 上。 动画演示动画演示 2021/7/4燕山大学12 (5)快退快退 时间继电器发出电信号后时间继电器发出电信号后, ,2YA2YA得得 电电,1YA,1YA失电失电, ,3YA3YA断电断

16、电, ,电液动换向电液动换向 阀阀5 5右位工作右位工作, ,这时的主油路是这时的主油路是: : 进油路进油路: :滤油器滤油器11变量泵变量泵22单单 向阀向阀33油路油路4 4 换向阀换向阀5 5的的P P口到口到 B B口口油路油路20 20 缸缸1919的右腔。的右腔。 回油路回油路: :缸缸1919的左腔的左腔油路油路18 18 单向阀单向阀16 16 油路油路11 11 电液动换电液动换 向阀向阀5 5的的A A口到口到T T口口油箱。油箱。 这时系统的压力较低这时系统的压力较低, ,变量泵变量泵2 2输输 出流量大出流量大, ,动力滑台快速退回。由动力滑台快速退回。由 于活塞杆的

17、面积大约为活塞的一于活塞杆的面积大约为活塞的一 半半, , 所以动力滑台快进、快退的所以动力滑台快进、快退的 速度大致相等。速度大致相等。 动画演示动画演示 2021/7/4燕山大学13 (6)原位停止原位停止 当动力滑台退回到原始位 置时,挡块压下行程开关, 这时电磁铁1YA、2YA、3YA 都失电,电液动换向阀 5处 于中位,动力滑台停止运动, 变量泵2输出油液的压力升 高,使泵的流量自动减至最 小。 表7.1是这个液压系统的电 磁铁和行程阀的动作表。 动画演示动画演示 2021/7/4燕山大学14 表表7.1 YT4543型组合机床型组合机床 动力滑台液压系统电动力滑台液压系统电 磁铁和

18、行程阀动作表磁铁和行程阀动作表 1YA 2YA 3YA 17 快进 + 一工进 + 二工进 + 死挡铁 停留 + 快退 + 原位停 止 动画演示动画演示 2021/7/4燕山大学15 7.2.4 YT4543型动力滑台液压系统性能分析型动力滑台液压系统性能分析 YT4543型液压动力滑台的液压系统主要由下列一些回路组成型液压动力滑台的液压系统主要由下列一些回路组成:“限压限压 式变量叶片泵调速阀背压阀式变量叶片泵调速阀背压阀”式调速回路式调速回路,差动连接式快速运动回差动连接式快速运动回 路路,电液换向阀式换向回路电液换向阀式换向回路,行程阀和电磁阀式速度换接回路行程阀和电磁阀式速度换接回路,

19、三位换向三位换向 阀式换向回路。系统的性能主要是由这些基本回路决定的阀式换向回路。系统的性能主要是由这些基本回路决定的,具体特点如具体特点如 下下: （1）“限压式变量泵调速阀背压阀限压式变量泵调速阀背压阀”式调速回路能保证稳定的低式调速回路能保证稳定的低 速运动速运动,较好的速度刚性和较大的调速范围。较好的速度刚性和较大的调速范围。 YT4543型液压动力滑台的最小进给速度较低（型液压动力滑台的最小进给速度较低（6.6 mm/min）,进给调进给调 速范围较大（约速范围较大（约100）,单纯容积调速回路由于存在泄漏单纯容积调速回路由于存在泄漏,低速运动时稳低速运动时稳 定性较差定性较差,而且

20、普通变量泵调速范围也不够宽而且普通变量泵调速范围也不够宽;调速阀式节流调速回路虽调速阀式节流调速回路虽 然速度刚性较好然速度刚性较好,调速范围也能满足要求调速范围也能满足要求,但由于有溢流损失但由于有溢流损失,功率损耗功率损耗 很大（低速进给和死挡块停留时尤其严重）很大（低速进给和死挡块停留时尤其严重）,发热也大。发热也大。 由此可见由此可见,这里采用这里采用“限压式变量泵调速阀限压式变量泵调速阀”式容积节流调速回路是式容积节流调速回路是 比较合理的。进给时比较合理的。进给时,在回油路上增加了一个背压阀在回油路上增加了一个背压阀,这样做一方面是为这样做一方面是为 了改善速度稳定性（避免空气渗入

21、系统了改善速度稳定性（避免空气渗入系统,提高传动刚度）提高传动刚度）,另一方面是为另一方面是为 了使滑台能承受一定的与运动方向一致的切削力。因而这个调速回路了使滑台能承受一定的与运动方向一致的切削力。因而这个调速回路 中增加一个背压阀亦是十分必要的。中增加一个背压阀亦是十分必要的。 2021/7/4燕山大学16 7.2.4 YT4543型动力滑台液压系统性能分析型动力滑台液压系统性能分析 此外此外,滑台液压系统采用进口节流式的调速还有以下一些优点滑台液压系统采用进口节流式的调速还有以下一些优点: （a）起动时、快进转工进时前冲量都较小）起动时、快进转工进时前冲量都较小; （b）死挡块停留时便于

22、利用压力继电器发出信号）死挡块停留时便于利用压力继电器发出信号; （c）在液压缸中不致出现过大的压力（在出口节流系统中）在液压缸中不致出现过大的压力（在出口节流系统中,当当 油腔面积比油腔面积比A1 / A2 = 2,且负载和速度同向时且负载和速度同向时,液压缸回油腔中液压缸回油腔中 压力会比泵的供油压力大一二倍）。压力会比泵的供油压力大一二倍）。 2021/7/4燕山大学17 7.2.4 YT4543型动力滑台液压系统性能分析型动力滑台液压系统性能分析 （2）限压式变量泵加上差动连接式快动回路使能量利用经济合理。）限压式变量泵加上差动连接式快动回路使能量利用经济合理。 YT4543型液压动力

23、滑台快速运动速度约为最大工进速度的型液压动力滑台快速运动速度约为最大工进速度的10倍倍,这里如这里如 只采用差动连接式快动回路只采用差动连接式快动回路,或流量能自动匹配的变量泵式供油回路或流量能自动匹配的变量泵式供油回路,问题问题 不能得到解决。限压式变量泵供油回路在快动时能输出最大流量不能得到解决。限压式变量泵供油回路在快动时能输出最大流量,工进时工进时 只输出与液压缸需要相适应的流量只输出与液压缸需要相适应的流量,在死挡块停留时只输出补偿系统泄漏在死挡块停留时只输出补偿系统泄漏 所需的流量所需的流量,没有溢流损失没有溢流损失,故能量损耗小。故能量损耗小。 这个系统在滑台停止时由于变量泵要输

24、出一些流量来补偿泄漏这个系统在滑台停止时由于变量泵要输出一些流量来补偿泄漏,仍须损耗仍须损耗 一部分功率一部分功率,因此采用了换向阀式低压卸荷回路来减少这种损耗。因此采用了换向阀式低压卸荷回路来减少这种损耗。 （3）采用行程阀与远控顺序阀实现快进转工进的换接）采用行程阀与远控顺序阀实现快进转工进的换接,不仅能简化机床不仅能简化机床 电路电路,而且动作可靠而且动作可靠,转换精度也比电气控制式的高。至于一次工作进给与转换精度也比电气控制式的高。至于一次工作进给与 二次工作进给之间的转换二次工作进给之间的转换,则由于工进速度都较低则由于工进速度都较低,通过调速阀通过调速阀6的流量很的流量很 小小,转

25、换过程中调速阀转换过程中调速阀7动作滞后和滑台惯性等的影响都很小动作滞后和滑台惯性等的影响都很小,采用电磁阀采用电磁阀 式换接完全能保证所需的转换精度。式换接完全能保证所需的转换精度。 采用了由限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。它既满足系采用了由限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。它既满足系 统调速范围大统调速范围大,低速稳定性好的要求低速稳定性好的要求,又提高了系统的效率。又提高了系统的效率。 2021/7/4燕山大学18 动 力 滑 台 工 作 演 示 2021/7/4燕山大学19 7.2 M1432A型万能外圆磨床液压系 统 7.2.1 7.2.1 外圆磨床概述外圆磨床

26、概述 外圆磨床主要用来加工回转体工件的外圆或内孔（需配备内外圆磨床主要用来加工回转体工件的外圆或内孔（需配备内 圆磨具）。外圆磨削的对象主要是各种圆柱体、圆锥体、带圆磨具）。外圆磨削的对象主要是各种圆柱体、圆锥体、带 肩台阶轴肩台阶轴,环形工件和旋转曲面等。如环形工件和旋转曲面等。如MGl432A高精度万能外高精度万能外 圆磨床主要用来加工高精度轴类、套类、箔材轧辊、环规、圆磨床主要用来加工高精度轴类、套类、箔材轧辊、环规、 塞规等零件。外圆磨床主要类型有塞规等零件。外圆磨床主要类型有:万能外圆磨床万能外圆磨床,如如 M1450,M1432A、M1432B,M1412,M1332B;高精度万能

27、外圆高精度万能外圆 磨床磨床,如如MGl432。MGl432A,MGl432B;精密半自动外圆磨床精密半自动外圆磨床, 如如MMBl420,MMBl412等。等。 外圆磨床主要技术参数有机床最大磨削直径、最大磨削长度、外圆磨床主要技术参数有机床最大磨削直径、最大磨削长度、 头架主轴转速、磨头主轴转速、工作台驱动速度等。头架主轴转速、磨头主轴转速、工作台驱动速度等。 外圆磨床的主参数是最大磨削直径。外圆磨床的主参数是最大磨削直径。M1432A型万能外圆磨型万能外圆磨 床除了砂轮与工件的旋转是由电动机驱动外床除了砂轮与工件的旋转是由电动机驱动外,工作台带动工件工作台带动工件 的往复直线运动、砂轮架

28、的快速进退和周期进给运动、尾架的往复直线运动、砂轮架的快速进退和周期进给运动、尾架 顶尖的伸缩运动等均由液压传动来实现。顶尖的伸缩运动等均由液压传动来实现。 2021/7/4燕山大学20 7.2.2 M1432A型万能外圆磨床液压系统的功能型万能外圆磨床液压系统的功能 M1432A型万能外圆磨床主要用于磨削型万能外圆磨床主要用于磨削IT5IT7精度的圆柱形或圆锥形精度的圆柱形或圆锥形 外圆和内孔外圆和内孔,表面粗糙度在表面粗糙度在Ra1.250.08之间。之间。 该机床的液压系统具有以下功能该机床的液压系统具有以下功能: （1）能实现工作台的自动往复运动）能实现工作台的自动往复运动,实现液压自

29、动润滑。并能在实现液压自动润滑。并能在 0.054m/min之间无级调速之间无级调速,工作台换向平稳工作台换向平稳,起动制动迅速起动制动迅速,换向精度换向精度 高。高。 （2）在装卸工件和测量工件时）在装卸工件和测量工件时,为缩短辅助时间为缩短辅助时间,砂轮架具有快速进退砂轮架具有快速进退 动作动作,为避免惯性冲击为避免惯性冲击,控制砂轮架快速进退的液压缸设置有缓冲装置。控制砂轮架快速进退的液压缸设置有缓冲装置。 （3）为方便装卸工件）为方便装卸工件,尾架顶尖的伸缩采用液压传动。尾架顶尖的伸缩采用液压传动。 （4）工作台可作微量抖动）工作台可作微量抖动:切入磨削或加工工件略大于砂轮宽度时切入磨

30、削或加工工件略大于砂轮宽度时,为为 了提高生产率和改善表面粗糙度了提高生产率和改善表面粗糙度,工作台可作短距离工作台可作短距离(13mm)、频繁、频繁 往复运动往复运动(100150次次/min)。 （5）传动系统具有以下必要的联锁动作）传动系统具有以下必要的联锁动作: 1)工作台的液动与手动联锁工作台的液动与手动联锁,以免液动时带动手轮旋转引起工伤事故。以免液动时带动手轮旋转引起工伤事故。 2)砂轮架快速前进时砂轮架快速前进时,可保证尾架顶尖不后退可保证尾架顶尖不后退,以免加工时工件脱落。以免加工时工件脱落。 3)磨内孔时磨内孔时,为使砂轮不后退为使砂轮不后退,传动系统中设置有与砂轮架快速后

31、退联锁传动系统中设置有与砂轮架快速后退联锁 的机构的机构,以免撞坏工件或砂轮。以免撞坏工件或砂轮。 4)砂轮架快进时砂轮架快进时,头架带动工件转动头架带动工件转动,冷却泵启动冷却泵启动;砂轮架快速后退时砂轮架快速后退时,头头 架与冷却泵电机停转。架与冷却泵电机停转。 2021/7/4燕山大学21 7.2.3液压系统的工作原理液压系统的工作原理 图图7.3为为M1432型外圆磨床液压系统原理图。其工作原理如图所示型外圆磨床液压系统原理图。其工作原理如图所示: 图图7.3 M1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床 1-先导阀先导阀;2-换向阀换向阀;3-三位七通换向阀（开停阀）三位七通换向阀（开停

32、阀）;4-互锁缸互锁缸;5-节流阀节流阀;6-抖动缸抖动缸;7-挡块挡块;8-选择阀选择阀;9-进给阀进给阀;10-进给进给 缸缸;11-二位三通脚踏阀二位三通脚踏阀;12-二位四通手动换向阀二位四通手动换向阀;13-闸缸闸缸;14-快动缸快动缸;15-尾架缸尾架缸;16-润滑稳定器润滑稳定器;17-油箱油箱;18-粗过滤粗过滤 器器;19-油泵油泵;20-溢流阀溢流阀;21-精过滤器精过滤器;22-工作台进给缸工作台进给缸 动动 画画 演演 示示 (1)工作台的工作台的 往复运动往复运动; （2）砂轮架）砂轮架 的快速进、的快速进、 退运动退运动; （3）砂轮架）砂轮架 的周期进给的周期进给

33、 运动运动; （4）尾架顶）尾架顶 尖的松开与尖的松开与 夹紧夹紧; （5）抖动缸）抖动缸 的功用的功用 2021/7/422 2021/7/4燕山大学23 7.2.4 M1432A型万能外圆磨床液压系统性能分析型万能外圆磨床液压系统性能分析 由于机床加工工艺的要求由于机床加工工艺的要求,M1432A型万能外圆磨床液压系型万能外圆磨床液压系 统是机床液压系统中要求较高、较复杂的一种。其主要特统是机床液压系统中要求较高、较复杂的一种。其主要特 点是点是: (1)系统采用节流阀回油节流调速回路系统采用节流阀回油节流调速回路,结构简单结构简单,功率损失较功率损失较 小小,这对调速范围不大、负载较小且

34、基本恒定的磨床来说是这对调速范围不大、负载较小且基本恒定的磨床来说是 合适的。回油节流调速使液压缸回油中有背压合适的。回油节流调速使液压缸回油中有背压,有利于系统有利于系统 的工作稳定性和加速工作台的制动。的工作稳定性和加速工作台的制动。 (2)工作台采用了活塞杆固定式双杆液压缸工作台采用了活塞杆固定式双杆液压缸,保证左、右往复保证左、右往复 运动的速度一致运动的速度一致,并使机床占地面积不大。并使机床占地面积不大。 (3)本系统在结构上采用了将开停阀、先导阀、换向阀、节本系统在结构上采用了将开停阀、先导阀、换向阀、节 流阀、抖动缸等组合一体的操纵箱。使结构紧凑、管路减流阀、抖动缸等组合一体的

35、操纵箱。使结构紧凑、管路减 短、操纵方便短、操纵方便,又便于制造和装配修理。此操纵箱属行程制又便于制造和装配修理。此操纵箱属行程制 动换向回路动换向回路,具有较高的换向位置精度和换向平稳性。具有较高的换向位置精度和换向平稳性。 2021/7/4燕山大学24 7.3 3150kN型液压机液压系统型液压机液压系统 7.3.1 压力机概述压力机概述 压力机是用于调直、压装、粉末冶金、成形、冷冲压、压力机是用于调直、压装、粉末冶金、成形、冷冲压、 冷挤压和弯曲等工艺的压力加工机械冷挤压和弯曲等工艺的压力加工机械,液压压力机是压液压压力机是压 力机的一种类型力机的一种类型,它是最早应用液压传动的机械之一

36、。它是最早应用液压传动的机械之一。 目前液压传动已成为压力加工机械的主要传动形式。目前液压传动已成为压力加工机械的主要传动形式。 在重型机械制造业、航空工业、塑料及有色金属加工在重型机械制造业、航空工业、塑料及有色金属加工 工业等之中工业等之中,液压机已成为重要设备。液压机已成为重要设备。 液压机的结构类型有单柱式、三柱式、四柱式等形式液压机的结构类型有单柱式、三柱式、四柱式等形式, 其中以四柱式液压机最为典型其中以四柱式液压机最为典型,液压系统是用于机器的液压系统是用于机器的 主传动主传动,以压力控制为主以压力控制为主,系统压力高、流量大系统压力高、流量大,因此因此,应应 特别注意提高原动机

37、功率利用率和防止泄压时产生冲特别注意提高原动机功率利用率和防止泄压时产生冲 击和振动击和振动,保证安全可靠。保证安全可靠。 2021/7/4燕山大学25 7.3.2液压机液压系统的功能液压机液压系统的功能 液压机的典型工作循环如图液压机的典型工作循环如图7.4所示。液压机根据压制工艺要求所示。液压机根据压制工艺要求 应能完成以下功能应能完成以下功能: 主缸应能快速下行一减速压制一保压延时一泄压回程一停止（任主缸应能快速下行一减速压制一保压延时一泄压回程一停止（任 意位置）的基本工作循环意位置）的基本工作循环,而且压力、速度和保压时间需能调节。而且压力、速度和保压时间需能调节。 顶出液压缸主要用

38、来顶出工件顶出液压缸主要用来顶出工件,要求能实现顶出、退回、停止的要求能实现顶出、退回、停止的 动作。如薄板拉伸时动作。如薄板拉伸时,又要求顶出液压缸上升、停止和压力回程又要求顶出液压缸上升、停止和压力回程 等辅助动作。有时还需用压边缸将坯料压紧等辅助动作。有时还需用压边缸将坯料压紧,以防止周边起皱。以防止周边起皱。 为解决主缸快进时供油不足的问题为解决主缸快进时供油不足的问题, 主机顶部设置补油油箱进行补油。主机顶部设置补油油箱进行补油。 主缸的速度换接与安全行程限制通主缸的速度换接与安全行程限制通 过行程开关来控制过行程开关来控制;为了保证工件的为了保证工件的 成型质量成型质量,液压系统中

39、设置保压回路液压系统中设置保压回路, 通过保压使工件稳定成型通过保压使工件稳定成型;为了防止为了防止 产生液压冲击产生液压冲击,系统中设有泄压回路系统中设有泄压回路, 确保设备安全稳定的工作。确保设备安全稳定的工作。 图图7.4 液压机的典型工艺循环图液压机的典型工艺循环图 2021/7/4燕山大学26 7.3.3 3150kN液压机液压系统工作原理液压机液压系统工作原理 图图7-5为为3150kN通用液压机通用液压机 液压系统图。该系统的工作液压系统图。该系统的工作 步骤包括步骤包括: （1）启动）启动 （2）上液压缸快速下行）上液压缸快速下行 （3）上缸慢速接近工件并）上缸慢速接近工件并

40、加压加压 （4）保压）保压 （5）上缸上腔泄压、回程）上缸上腔泄压、回程 （6）上缸原位停止）上缸原位停止 （7）下液压缸顶出及退回）下液压缸顶出及退回 （8）浮动压边）浮动压边 图图7.5 3150kN液压机液压系统原理图液压机液压系统原理图 1-压力补偿恒功率变量泵（主油泵）压力补偿恒功率变量泵（主油泵）;2-单向定量油泵（辅助泵）单向定量油泵（辅助泵）;3、4、18-溢流阀溢流阀;5-远程调压阀远程调压阀;6-三位四通三位四通 M型电液换向阀型电液换向阀;7-压力继电器压力继电器;8-二位三通电磁阀二位三通电磁阀;9-液控单向阀液控单向阀;10、20-背压阀背压阀;11-外控顺序阀外控顺

41、序阀;12-二位二通液二位二通液 控阀控阀;13-单向阀单向阀;14-充液阀充液阀;15-充油箱充油箱;16-主液压缸主液压缸;17-顶出液压缸顶出液压缸;19-节流器节流器;21-三位四通三位四通K型电液换向阀型电液换向阀;22 、23、24-压力表压力表;25-滤油器滤油器 动动 画画 演演 示示 2021/7/4燕山大学27 2021/7/4燕山大学28 该系统采用该系统采用“主、辅泵主、辅泵” 供油方式供油方式, ,主液压泵主液压泵l l是一个是一个 高压、大流量、恒功率控制高压、大流量、恒功率控制 的压力反馈变量柱塞泵的压力反馈变量柱塞泵, ,远远 程调压阀程调压阀5 5控制高压溢流

42、阀控制高压溢流阀4 4 限定系统最高工作压力限定系统最高工作压力, ,其其 最高压力可达最高压力可达32MPa;32MPa;辅助泵辅助泵 2 2是一个低压小流量定量泵是一个低压小流量定量泵 （与主泵为单轴双联结构）（与主泵为单轴双联结构）, , 其作用是为电液换向阀、液其作用是为电液换向阀、液 动阀换向和液控单向阀的正动阀换向和液控单向阀的正 确动作提供控制油源确动作提供控制油源, ,泵泵2 2的的 压力由低压溢流阀压力由低压溢流阀3 3调定。调定。 动动 画画 演演 示示 液压机工作的特点是上缸（主液压缸）竖直放置液压机工作的特点是上缸（主液压缸）竖直放置, ,当上滑块组件没当上滑块组件没

43、有接触到工件时有接触到工件时, ,系统为空载高速运动系统为空载高速运动, ,当上滑块组件接触到工件后当上滑块组件接触到工件后, , 系统压力急剧升高系统压力急剧升高, ,且上缸的运动速度迅速降低且上缸的运动速度迅速降低, ,直至为零直至为零, ,进行保进行保 压。该系统的工作原理见动画演示。压。该系统的工作原理见动画演示。 2021/7/4燕山大学29 7.3.4 3150kN液压机液压系统性能分析液压机液压系统性能分析 该机液压系统主要由压力控制回路、换向回路、快慢速转换回该机液压系统主要由压力控制回路、换向回路、快慢速转换回 路和平衡锁紧回路等组成。其主要性能特点是路和平衡锁紧回路等组成。

44、其主要性能特点是: （1）系统采用高压大流量恒功率）系统采用高压大流量恒功率(压力补偿压力补偿)柱塞变量油泵柱塞变量油泵1供供 油油,通过电液换向阀通过电液换向阀6、21的中位机能使主泵的中位机能使主泵1空载起动空载起动,在主、在主、 辅液压缸原位停止时主泵辅液压缸原位停止时主泵1卸荷卸荷,利用系统工作过程中工作压力利用系统工作过程中工作压力 的变化来自动调节主泵的变化来自动调节主泵1的输出流量与上缸的输出流量与上缸16的运动状态相适的运动状态相适 应应,这样既符合液压机的工艺要求这样既符合液压机的工艺要求,又节省能量。又节省能量。 （2）系统利用上滑块组件的自重实现主液压缸）系统利用上滑块组

45、件的自重实现主液压缸16（上缸）快（上缸）快 速下行速下行,并用充液阀并用充液阀14补油补油,使快速运动回路结构简单使快速运动回路结构简单,补油充分补油充分, 且使用的元件少。且使用的元件少。 （3)系统采用带缓冲装置的充液阀系统采用带缓冲装置的充液阀14、液动换向阀、液动换向阀12和外控顺和外控顺 序阀序阀11组成的泄压回路组成的泄压回路,结构简单结构简单,减小了上缸由保压转换为快减小了上缸由保压转换为快 速回程时的液压冲击。速回程时的液压冲击。 （4)系统采用单向阀系统采用单向阀13、14保压保压,并使系统卸荷的保压回路并使系统卸荷的保压回路,在在 上缸上腔实现保压的同时实现系统卸荷上缸上

46、腔实现保压的同时实现系统卸荷,因此系统节能效果好工因此系统节能效果好工 作效率高。作效率高。 （5)系统采用液控单向阀系统采用液控单向阀9和直控顺序阀和直控顺序阀10组成的平衡锁紧回路组成的平衡锁紧回路, 使上缸组件在任何位置都能够停止使上缸组件在任何位置都能够停止,尔且能够长时间保持在锁定尔且能够长时间保持在锁定 的位置上的位置上 2021/7/4燕山大学30 7.4 SZ250A型塑料注射成型机液压系统型塑料注射成型机液压系统 7.4.17.4.1塑料注射成型机概述塑料注射成型机概述 塑料注射成型机（简称注塑机）是用于热塑性塑料塑料注射成型机（简称注塑机）是用于热塑性塑料 的成型加工机械。

47、它将颗粒状的塑料加热熔化至流的成型加工机械。它将颗粒状的塑料加热熔化至流 动状态动状态,用注射装置高压快速注入模具内用注射装置高压快速注入模具内,保压一段时保压一段时 间间,经冷却凝固而制成成型的塑料制品。经冷却凝固而制成成型的塑料制品。 注塑机的工艺流程一般为注塑机的工艺流程一般为: 合模合模注射座前进注射座前进注射注射保压保压预塑、冷却预塑、冷却注注 射座后退射座后退开模开模顶出制品顶出制品顶出缸后退顶出缸后退合模。合模。 由于注射成型工艺顺序动作多、成型周期短、需要由于注射成型工艺顺序动作多、成型周期短、需要 很大的注射压力和合模力很大的注射压力和合模力,因此注塑机多采用液压传因此注塑机

48、多采用液压传 动。动。 2021/7/4燕山大学31 7.4.2注塑机液压系统的功能注塑机液压系统的功能 根据注塑工艺要求根据注塑工艺要求,注塑机的液压系统应具备以下功能注塑机的液压系统应具备以下功能: （1）模具必须有足够的合模力）模具必须有足够的合模力,以消除高压注射时的模具离缝以消除高压注射时的模具离缝 所造成塑料产品产生溢边现象。所造成塑料产品产生溢边现象。 （2）可调节的合模和开模速度）可调节的合模和开模速度,在合模、开模过程中在合模、开模过程中,为了保证为了保证 即提高工作效率即提高工作效率,又防止因速度太快而损坏模具和制品又防止因速度太快而损坏模具和制品,其过程要其过程要 求有多

49、种速度。求有多种速度。 （3）注射座要能整体前移和后退）注射座要能整体前移和后退,并保持足够的向前推动力并保持足够的向前推动力,以以 使注射的喷嘴与模具浇口紧密接触。使注射的喷嘴与模具浇口紧密接触。 （4）可调节的注射压力和注射速度）可调节的注射压力和注射速度,由于塑料的品种和几何形由于塑料的品种和几何形 状不同需要不同的压力状不同需要不同的压力,注塑机还需有不同注射压力和注射速度。注塑机还需有不同注射压力和注射速度。 （5）保压及可调的保压压力）保压及可调的保压压力,保压的目的是使塑料紧贴模腔而保压的目的是使塑料紧贴模腔而 获得精确的形状。制品在冷却的过程当中获得精确的形状。制品在冷却的过程

50、当中,使融化塑料不断补充使融化塑料不断补充 模腔模腔,防止充料不足而出现残次品。防止充料不足而出现残次品。 （6）系统还应设有安全联锁装置）系统还应设有安全联锁装置,安全门关闭后系统才能开始安全门关闭后系统才能开始 工作工作,以防误操作。以防误操作。 2021/7/4燕山大学32 7.4.3 SZ250A型注塑机液压系统工作原理型注塑机液压系统工作原理 图图7-6为为SZ 250A型注塑机型注塑机 液压系统原理液压系统原理 图。图。SZ250A 型注塑机属中型注塑机属中 小型注塑机小型注塑机,每每 次最大注射容次最大注射容 量为量为250立方厘立方厘 米。各执行元米。各执行元 件的动作循环件的

51、动作循环 依靠行程开关依靠行程开关 切换电磁、电切换电磁、电 液换向阀来实液换向阀来实 现。现。 其工作原理见其工作原理见 动画演示动画演示 图图7.6 SZ250A型注塑机液压系统原理图型注塑机液压系统原理图 1、2-单向定量油泵单向定量油泵;3、4-电磁溢流阀电磁溢流阀;5-三位四通三位四通O型电液换向阀型电液换向阀;6-行程阀行程阀;7、14-单向节流阀单向节流阀;8、21-二位四通电磁二位四通电磁 阀阀;9-三位四通三位四通Y型电磁换向阀型电磁换向阀;10-节流器节流器;11-三位四通三位四通J型电液换向阀型电液换向阀;12、22-单向阀单向阀;13-旁通型调速阀旁通型调速阀;15-三

52、位四通三位四通 Y型电液换向阀型电液换向阀;16-背压阀背压阀;17-三位四通三位四通O型电磁换向阀型电磁换向阀;18、19、20-溢流阀溢流阀; 23-冷却器冷却器;24-滤油器滤油器;25、26-压力表压力表;27 、28-二位三通电磁阀二位三通电磁阀 动画演示动画演示 2021/7/433 2021/7/4燕山大学34 表表7-3 SZ250A型注塑机电磁铁动作顺序表型注塑机电磁铁动作顺序表 注注: :“”表示电磁铁通电表示电磁铁通电; ;“”表示电磁铁断电。表示电磁铁断电。 动作顺序动作顺序1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA9YA10YA 11YA12YA13YA14YA

53、 合合 模模 慢速慢速-+- 快速快速 +- 低压慢速低压慢速-+-+- 高压慢速高压慢速-+- 注射座前移注射座前移-+-+- 注射注射慢速慢速-+-+-+-+- 快速快速+-+-+-+- 保压保压-+-+-+-+ 预塑预塑+-+-+- 防流防流-+-+-+- 注射座后退注射座后退-+-+- 开开 模模 慢速慢速1-+-+- 快速快速+-+- 慢速慢速2-+-+- 顶顶 出出 前进前进-+-+- 后退后退-+- 2021/7/4燕山大学35 7.4.4 SZ-250A型注塑机液压系统性能分型注塑机液压系统性能分 析析 （1）为了保证足够的合模力）为了保证足够的合模力,防止高压注射时模具离缝产

54、生塑料防止高压注射时模具离缝产生塑料 溢边溢边,这里采用了液压这里采用了液压机械增力合模机构机械增力合模机构,还可采用增压缸合模还可采用增压缸合模 装置。装置。 （2）采用了双泵供油快速运动回路）采用了双泵供油快速运动回路,满足了启、闭模和注射各阶满足了启、闭模和注射各阶 段速度的不同段速度的不同,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。还兼用差动增速或充液增速的方式。 （3）采用了多个远程调压阀并联来实现系统的多级调压。也可）采用了多个远程调压阀并联来实现系统的多级调压。也可 以采用电液比例压力阀来实现多级压力调节

55、以采用电液比例压力阀来实现多级压力调节,如果采用电液比例如果采用电液比例 压力阀来实现多级压力调节压力阀来实现多级压力调节,再加上电液比例流量阀调速再加上电液比例流量阀调速,不仅减不仅减 少了元件少了元件,降低了压力和速度变换过程中的冲击和噪声降低了压力和速度变换过程中的冲击和噪声,还为实现还为实现 计算机控制创造了条件。计算机控制创造了条件。 （4）注塑机液压系统动作很多）注塑机液压系统动作很多,各个动作之间有严格的顺序各个动作之间有严格的顺序,本系本系 统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统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 成切换电磁阀换向阀成切换

56、电磁阀换向阀,保证了动作顺序。这种方式灵活方便。保证了动作顺序。这种方式灵活方便。 2021/7/4燕山大学36 7.5 Q28型汽车起重机液压系统型汽车起重机液压系统 7.5.1 汽车液压起重机概述汽车液压起重机概述 汽车起重机是将起重机安装在汽车底盘上的一种起汽车起重机是将起重机安装在汽车底盘上的一种起 重运输设备。重运输设备。 它主要由起升、回转、变幅、伸缩和支腿等工作机它主要由起升、回转、变幅、伸缩和支腿等工作机 构组成构组成,这些动作的完成由液压系统来实现。汽车液这些动作的完成由液压系统来实现。汽车液 压起重机是我国应用广泛、发展迅速的一种工程机压起重机是我国应用广泛、发展迅速的一种

57、工程机 械械,目前按照国家系列标准自行设计和制造的有目前按照国家系列标准自行设计和制造的有3 t、 5 t、8 t、16 t、65 t等多种规格。等多种规格。Q28型汽车液压型汽车液压 起重机是系列标准中中等型号的起重机是系列标准中中等型号的,这种起重机采用液这种起重机采用液 压传动压传动,最大起重量为最大起重量为80kN(幅度幅度3m时时),最大起重高最大起重高 度为度为11.5m,起重装置可连续回转。起重装置可连续回转。 起升、制动、回转、变幅、伸臂和支腿等工作机构起升、制动、回转、变幅、伸臂和支腿等工作机构 则全部采用液压传动。则全部采用液压传动。原理演示原理演示 2021/7/4燕山大

58、学37 7.5.2 Q28型汽车液压起重机功能型汽车液压起重机功能 对于汽车起重机的液压系统对于汽车起重机的液压系统,一般要求输出力大一般要求输出力大,动作要平稳动作要平稳,耐耐 冲击冲击,操作要灵活、方便、可靠、安全。操作要灵活、方便、可靠、安全。 Q28型汽车液压起重机在功能上有以下要求型汽车液压起重机在功能上有以下要求: （1）Q28型汽车液压起重机具有较高的行走速度型汽车液压起重机具有较高的行走速度,可与装运可与装运 工具的车辆编队行驶工具的车辆编队行驶,满足其野外作业机动、灵活、不需要配备满足其野外作业机动、灵活、不需要配备 电源的要求。电源的要求。 （2）在进行起重作业时必须放下支

59、腿）在进行起重作业时必须放下支腿,使汽车轮胎架空使汽车轮胎架空,避免起避免起 重载荷直接作用轮胎。而且保证支腿能够长时间可靠地锁住重载荷直接作用轮胎。而且保证支腿能够长时间可靠地锁住,防防 止在起重作业过程中发生止在起重作业过程中发生“软腿软腿”现象现象,汽车行驶时则必须收起汽车行驶时则必须收起 支腿。支腿。 （3）在一定范围内能任意调整、平衡、锁定起重臂的长度和）在一定范围内能任意调整、平衡、锁定起重臂的长度和 角度角度,以满足不同起重作业的要求。当装上附加吊臂后以满足不同起重作业的要求。当装上附加吊臂后,可用于可用于 建筑工地吊装预制件建筑工地吊装预制件,吊装的最大高度为吊装的最大高度为6

60、m。 （4）起吊的重物能在一定速度范围内任意升降）起吊的重物能在一定速度范围内任意升降,并能在任意位并能在任意位 置上负重停止置上负重停止,且在负重启动时不出现溜车现象。且在负重启动时不出现溜车现象。 （5）能在有冲击、振动、温度变化大和环境较差的条件下工）能在有冲击、振动、温度变化大和环境较差的条件下工 作。但其执行元件要求完成的动作比较简单作。但其执行元件要求完成的动作比较简单,位置精度较低。位置精度较低。 2021/7/4燕山大学38 图图7.7为为Q28型汽车起重机液压系统图型汽车起重机液压系统图,该系统的液压泵由汽车该系统的液压泵由汽车 发动机通过装在汽车底盘变速箱上的取力箱传动。液