第七章典型液压传动系统

1、第七章第七章 典型液压传动系统典型液压传动系统第一节第一节 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统第二节第二节 万能外圆磨床液压系统万能外圆磨床液压系统第三节第三节 液压压力机液压系统液压压力机液压系统液压系统：液压系统：若干基本回路加上能量转换部件、执行元若干基本回路加上能量转换部件、执行元件及若干辅助装置等就构成液压系统。件及若干辅助装置等就构成液压系统。液液压系统均具有一个明确的应用目的。压系统均具有一个明确的应用目的。 阅读液压系统的步骤阅读液压系统的步骤：1)了解机械设备工况对液压系统的要求了解机械设备工况对液压系统的要求，了解在工作循，了解在工作循环中的各个工步对力、速度

2、和方向这三个参数的质环中的各个工步对力、速度和方向这三个参数的质和量的要求。和量的要求。2)初读液压系统图初读液压系统图，了解系统中包含哪些元件，且以执，了解系统中包含哪些元件，且以执行元件为中心，将系统分解为若干个工作单元。行元件为中心，将系统分解为若干个工作单元。3)先单独分析每一个子系统先单独分析每一个子系统，了解其执行元件与相应的，了解其执行元件与相应的阀、泵之间的关系和那些基本回路，参照电磁铁动阀、泵之间的关系和那些基本回路，参照电磁铁动作表和执行元件的动作要求，理清其液流路线。作表和执行元件的动作要求，理清其液流路线。5)在全面读懂液压系统原理图的基础上，根据系统所使在全面读懂液压

3、系统原理图的基础上，根据系统所使用的基本回路的性能，对系统做综合分析，用的基本回路的性能，对系统做综合分析，归纳总结归纳总结整个液压系统的特点整个液压系统的特点，以加深对液压系统的理解。，以加深对液压系统的理解。 典型液压系统的工况与特点典型液压系统的工况与特点 见表见表7-1（教材教材P161） 表表7-1分析了分析了4种工况和特点：种工况和特点：1) 速度变换与控制的回路速度变换与控制的回路 (如组合机床的进给系统如组合机床的进给系统 )2) 换向精度为主的回路换向精度为主的回路 (如平面磨床的换向机构如平面磨床的换向机构)3) 压力变换为主的回路压力变换为主的回路 (如压力机液压系统如压

4、力机液压系统)4) 多个执行元件配合工作的回路多个执行元件配合工作的回路 (如机械手液压系统如机械手液压系统)（转下一页）（转下一页）4)根据系统中对各个执行元件间的互锁、同步、防干扰根据系统中对各个执行元件间的互锁、同步、防干扰等要求，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以及如何实现这以及如何实现这些要求。些要求。第一节第一节 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统一、概述一、概述组合机床简介组合机床简介： 组合机床是由已经系组合机床是由已经系列化。标准化的通用部列化。标准化的通用部件为基础，配以少量专件为基础，配以少量专用部件组合而成的一种用部件组合而成的一种高效

5、专用机床。它常用高效专用机床。它常用多刀、多面、多工位同多刀、多面、多工位同时加工，是一种工序高时加工，是一种工序高度集中的加工方法，其度集中的加工方法，其生产率和自动化程度高，生产率和自动化程度高，加工情度稳定。加工情度稳定。组合机床动力滑台介绍组合机床动力滑台介绍： 动力滑台简称滑动力滑台简称滑台，用于实现刀具台，用于实现刀具或工件的直线进给或工件的直线进给运动。根据驱动和运动。根据驱动和控制方式的不同，控制方式的不同，滑台可分为滑台可分为液压滑液压滑台、机械滑台台、机械滑台和和数数控滑台控滑台三种类型。三种类型。动力滑台是组合机动力滑台是组合机床实现进给运动的床实现进给运动的一种通用部件

6、。一种通用部件。滑台对液压系统的要求滑台对液压系统的要求：速度换接平稳，进给速度稳定，：速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少。功率利用合理，效率高，发热少。 组合机床的配置形式组合机床的配置形式如下图所示如下图所示 液压动力滑台液压系统分析液压动力滑台液压系统分析： 以以YT4543型液压动力滑台为例，如图型液压动力滑台为例，如图7-1。系统系统构成与特点构成与特点： 采用采用限压式变量限压式变量叶片泵供油叶片泵供油、电液电液动换向阀换向动换向阀换向、快快进由液压缸差动连进由液压缸差动连接实现接实现，用，用行程阀行程阀实现快进与工进的实现快进与工进的转换转换、二位二通电二位

7、二通电磁换向阀用来进行磁换向阀用来进行两个工进速度之间两个工进速度之间的换接的换接，为了保证，为了保证进给精度，采用了进给精度，采用了止止挡块停留限位挡块停留限位。液压动力滑台液压系统分析液压动力滑台液压系统分析：快进：快进：1YA通电通电2YA断电断电差动连接差动连接液压动力滑台液压系统分析液压动力滑台液压系统分析：一工进：一工进：压下行程阀压下行程阀11一工进一工进差动连接差动连接快进：快进：1YA通电通电2YA断电断电液压动力滑台液压系统分析液压动力滑台液压系统分析：二工进：二工进：压下行程开关压下行程开关（图中未示出），（图中未示出），电磁铁电磁铁3YA通电通电二工进二工进一工进一工进

8、一工进：一工进：压下行程阀压下行程阀11快进：快进：1YA通电通电2YA断电断电液压动力滑台液压系统分析液压动力滑台液压系统分析：停留：停留：停留时间及动停留时间及动作转换由压力作转换由压力继电器继电器9控制。控制。二工进二工进停留控制停留控制二工进：二工进：压下行程开关，压下行程开关，电磁铁电磁铁3YA通电通电一工进：一工进：压下行程阀压下行程阀11快进：快进：1YA通电通电2YA断电断电液压动力滑台液压系统分析液压动力滑台液压系统分析：快退：快退：1YA断电断电2YA通电通电停留控制停留控制液压动力滑台液压系统分析液压动力滑台液压系统分析：快退：快退：1YA断电断电2YA通电通电原位停止：

9、原位停止：1YA断电，断电，2YA断电，断电，泵卸荷。泵卸荷。液压动力滑台液压系统分析液压动力滑台液压系统分析：快退：快退：1YA断电断电2YA通电通电原位停止：原位停止：1YA断电，断电，2YA断电，断电，泵卸荷。泵卸荷。滑台动画滑台动画二、二、YT4543型动力滑台液压系统的型动力滑台液压系统的工作原理工作原理 具体内容见教材具体内容见教材P162164，电磁铁动作循环表见表，电磁铁动作循环表见表7-2 。三、三、YT4543动力滑台液压系统的特点动力滑台液压系统的特点 该该液压系统的特点液压系统的特点：1) 系统采用了系统采用了“限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵调速阀调速阀背压阀背压阀”

10、式的调速回路式的调速回路，能保证稳定的最低运动速度，能保证稳定的最低运动速度（vmin=6.6m/min）,较好的速度刚性和较大的调速范较好的速度刚性和较大的调速范围（围（R=100）。）。2) 系统采用系统采用限压式变量泵和差动连接的液压缸来实现限压式变量泵和差动连接的液压缸来实现快进，快进，能量利用合理，滑台停止时，泵在低压下卸能量利用合理，滑台停止时，泵在低压下卸荷，减少能量损失。荷，减少能量损失。3) 系统采用了系统采用了行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接，其简化了电路，换向动作可靠，换接精度高，其简化了电路，换向动作可靠，换接精度高，两工两工进之间由

11、于速度低，采用电磁阀换向进之间由于速度低，采用电磁阀换向，也能保证换，也能保证换接精度。接精度。第二节第二节 万能外圆磨床液压系统万能外圆磨床液压系统一、概述一、概述 外圆磨床结构，外圆磨床结构，加工范围简介加工范围简介。外圆磨床的外圆磨床的用途用途：磨削各种圆柱面、圆锥面及阶梯轴等，：磨削各种圆柱面、圆锥面及阶梯轴等，还可磨削内孔及内锥孔等。还可磨削内孔及内锥孔等。 外圆磨床的几个外圆磨床的几个基本动作基本动作： 砂轮旋转砂轮旋转：(主运动主运动) 工件旋转：工件旋转： 工作台的往复直线运动：工作台的往复直线运动： 砂轮架的周期切入运动：砂轮架的周期切入运动： 砂轮架的快速进退：砂轮架的快速

12、进退： 尾架顶尖的伸缩运动：尾架顶尖的伸缩运动： 外圆磨床外圆磨床工作台往复运动性能的要求工作台往复运动性能的要求：1) 较宽的调速范围较宽的调速范围 运动速度能在运动速度能在0.054m/min范围内范围内实现无级调速，运动平稳、无爬行现象。高精度外实现无级调速，运动平稳、无爬行现象。高精度外圆磨床在修理砂轮时要达到的最低稳定速度。圆磨床在修理砂轮时要达到的最低稳定速度。2) 自动换向自动换向 在以上速度范围内能进行频繁换向，并且在以上速度范围内能进行频繁换向，并且过程平稳、制动和反向启动迅速。过程平稳、制动和反向启动迅速。3) 换向精度高换向精度高 同一速度下，换向点变动量应小于同一速度下

13、，换向点变动量应小于0.02mm。不同速度下，换向点变动量应小于。不同速度下，换向点变动量应小于0. 2mm。4) 换向时换向时两端能够停留两端能够停留，停留时间在停留时间在05s内可调内可调。5) 工作台抖动工作台抖动 切入磨削或砂轮磨削宽度与工件长度相切入磨削或砂轮磨削宽度与工件长度相近时，为提高生产率和减小加工面的粗糙度，工作近时，为提高生产率和减小加工面的粗糙度，工作微量抖动（即作短距离（微量抖动（即作短距离（13mm）频繁的往复运动，）频繁的往复运动，抖动频率为抖动频率为13次次/s），适用于切入磨削，），适用于切入磨削，二、磨床工作台的二、磨床工作台的换向回路换向回路 外圆磨床和平

14、面磨床工作台的运动与换向一般都是液外圆磨床和平面磨床工作台的运动与换向一般都是液压控制的，但由于其工作性质的差异，其对换向回路的压控制的，但由于其工作性质的差异，其对换向回路的要求是不同的。下面分别介绍两种换向回路。要求是不同的。下面分别介绍两种换向回路。功用功用： 使液压缸和与之相使液压缸和与之相连接的主机运动部件连接的主机运动部件在其行程终端处迅速、在其行程终端处迅速、平稳、准确地变换运平稳、准确地变换运动方向。动方向。1) 时间控制制动式换时间控制制动式换向回路向回路（右图所示）（右图所示） 1. 往复直线运动换向回路往复直线运动换向回路原理原理： 活塞右移，先导阀左活塞右移，先导阀左移

15、移, 油液进入换向阀右端油液进入换向阀右端,阀芯右移，阀芯右移，l逐渐减小逐渐减小, 阀口逐渐关小阀口逐渐关小, 活塞速度活塞速度逐渐减慢逐渐减慢,直到直到l。换。换向时间由向时间由J1和和J2调节。调节。特点特点:主回路受换向阀控主回路受换向阀控制，时间可调。制，时间可调。优点优点: 时间可根据机床部件速度快慢、惯性大小调节控时间可根据机床部件速度快慢、惯性大小调节控制，冲击换向小，提高工作效率。制，冲击换向小，提高工作效率。缺点缺点: 换向冲出量受运动部件速度、重量和其它因素影换向冲出量受运动部件速度、重量和其它因素影响，换向精度不高，但换向平稳性好。响，换向精度不高，但换向平稳性好。应用

16、应用: 用于运动速度较高，但换向精度要求不高的场合。用于运动速度较高，但换向精度要求不高的场合。如如平面磨床平面磨床。2) 行程控制制动式换向回路行程控制制动式换向回路（右下图所示）（右下图所示）原理原理：主油路除受换向阀控制外，还受先导阀控制，不：主油路除受换向阀控制外，还受先导阀控制，不管运动速度管运动速度v原来如何，先导阀总是先制动一段原来如何，先导阀总是先制动一段固定行程固定行程l，预制动后再换向。，预制动后再换向。优点优点：换向精度高，冲出量小。：换向精度高，冲出量小。缺点缺点：换向平稳性稍差，：换向平稳性稍差，因为制动行程固定，因为制动行程固定，故换向平稳性与运故换向平稳性与运动部

17、件的速度和惯动部件的速度和惯量有关。量有关。应用应用：用于运动速度不：用于运动速度不高，换向精度要求高，换向精度要求较高的场合，如较高的场合，如内、内、外圆磨床。外圆磨床。三、三、M1432A万能外圆磨床液压系统工作万能外圆磨床液压系统工作 图图7-3是是M1432A万能外圆磨床液压系统原理图，该系万能外圆磨床液压系统原理图，该系统利用工作台挡块和先导阀拨杆可以连续地实现工作台统利用工作台挡块和先导阀拨杆可以连续地实现工作台的往复运动和砂轮架的间隙自动进给运动等。的往复运动和砂轮架的间隙自动进给运动等。 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。 工作情

18、况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。 1. 工作台往复运动工作台往复运动 采用了行程控制制动式的换向回路。采用了行程控制制动式的换向回路。状态：状态：开停阀右位开停阀右位先导阀右端先导阀右端液压缸右行液压缸右行阀运动阀运动到右端到右端 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。 1. 工作台往复运动工作台往复运动 采用了行程控制制动式的换向回路。采用了行程控制制动式的换向回路。状态：状态：开停阀右位开停阀右位先导阀右端先导阀右端液压缸右行液压缸右行出口节出口节流调速流调速缸右行缸右行挡块拨动先挡块拨动先导阀左移导阀

19、左移液压缸右行液压缸右行 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。 1. 工作台往复运动工作台往复运动 采用了行程控制制动式的换向回路。采用了行程控制制动式的换向回路。状态：状态：开停阀右位开停阀右位先导阀右端先导阀右端液压缸右行液压缸右行出口节出口节流调速流调速缸右行缸右行挡块拨动先挡块拨动先导阀左移导阀左移液压缸右行液压缸右行 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。 1. 工作台往复运动工作台往复运动 采用了行程控制制动式的换向回路。采用了行程控制制动式的换向回路。状态：状态：开停阀右位开停阀右位先导阀右

20、端先导阀右端液压缸右行液压缸右行缸右行至右端，缸右行至右端，拨动先导阀左移拨动先导阀左移换向阀动作为换向阀动作为:快跳快跳-慢行慢行-快跳；快跳；缸的动作为：迅缸的动作为：迅速制动速制动-停留停留迅迅速反向启动速反向启动液压缸左行。液压缸左行。阀移至阀移至左端左端 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。 1. 工作台往复运动工作台往复运动 采用了行程控制制动式的换向回路。采用了行程控制制动式的换向回路。状态：状态：开停阀右位开停阀右位先导阀右端先导阀右端液压缸右行液压缸右行出口节出口节流调速流调速缸左行缸左行缸右行至右端，缸右行至右端，拨动先导阀左移

21、拨动先导阀左移换向阀动作为换向阀动作为:快跳快跳-慢行慢行-快跳；快跳；缸的动作为：迅缸的动作为：迅速制动速制动-停留停留迅迅速反向启动速反向启动液压缸左行。液压缸左行。阀移至阀移至左端左端 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。 1. 工作台往复运动工作台往复运动 采用了行程控制制动式的换向回路。采用了行程控制制动式的换向回路。状态：状态：开停阀右位开停阀右位先导阀右端先导阀右端液压缸右行液压缸右行缸右行至右端，缸右行至右端，拨动先导阀左移拨动先导阀左移换向阀动作为换向阀动作为:快跳快跳-慢行慢行-快跳；快跳；缸的动作为：迅缸的动作为：迅速制动速制

22、动-停留停留迅迅速反向启动速反向启动液压缸左行。液压缸左行。出口节出口节流调速流调速缸左行缸左行 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。2. 工作台换向过程工作台换向过程 阀芯动作：快跳、慢速移动、快；阀芯动作：快跳、慢速移动、快； 工作台动作：迅速制动、停留、迅速反向启动。工作台动作：迅速制动、停留、迅速反向启动。注意抖注意抖动缸和换向动缸和换向阀上的沟槽阀上的沟槽在以上动作在以上动作中的作用。中的作用。 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。3. 砂轮架的快进快退运动砂轮架的快进快退运动 便于测量和装卸

23、工件。便于测量和装卸工件。闸缸消除闸缸消除丝杆间隙丝杆间隙快动阀控制砂轮快动阀控制砂轮架的快进和快退架的快进和快退 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。4. 砂轮架的周期进给运动砂轮架的周期进给运动 可实现左进给、右进给、双可实现左进给、右进给、双向进给和无进给四种进给方式。向进给和无进给四种进给方式。进给阀先进给阀先处于右位处于右位进给阀进给阀左移左移未给出未给出回油路回油路 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。4. 砂轮架的周期进给运动砂轮架的周期进给运动 可实现左进给、右进给、双可实现左进给、右进

24、给、双向进给和无进给四种进给方式。向进给和无进给四种进给方式。进给阀先进给阀先处于右位处于右位进给阀进给阀左移左移进给阀处进给阀处于左位于左位进给阀进给阀右移右移未给出未给出回油路回油路 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。5. 工作台液压手动的互锁工作台液压手动的互锁 工作和安全的需要。工作和安全的需要。 开停阀左开停阀左位时，互锁位时，互锁缸泄压，可缸泄压，可以手动调节以手动调节工作台运动。工作台运动。 开停阀右开停阀右位时，互锁位时，互锁缸加压，工缸加压，工作台运动不作台运动不可调节。可调节。 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体

25、内容见教材（P166168）。）。 6. 尾架顶尖的退出尾架顶尖的退出 减轻劳动强度，提高工作效率。减轻劳动强度，提高工作效率。砂轮架后退时，可砂轮架后退时，可以控制尾架退出以控制尾架退出 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。7. 机床的润滑机床的润滑 可润滑导轨、丝杆螺母、轴承等部位。可润滑导轨、丝杆螺母、轴承等部位。导轨和丝杆导轨和丝杆的润滑的润滑 工作情况分析工作情况分析：具体内容见教材（：具体内容见教材（P166168）。）。8. 压力的测量压力的测量 通过压力表开关，可测量泵出口、润滑通过压力表开关，可测量泵出口、润滑油路和切换至非测量状

26、态。油路和切换至非测量状态。压力开关压力开关切换测压切换测压四、四、M1432A万能万能外圆磨床液压系统的特点外圆磨床液压系统的特点1) 该系统采用了该系统采用了活塞杆固定式双出杆液压缸活塞杆固定式双出杆液压缸，保证了，保证了左、右两个方向的运动速度一致，又减少了机床的左、右两个方向的运动速度一致，又减少了机床的占地面积。占地面积。2) 采用了采用了结构简单的节流阀调速回路结构简单的节流阀调速回路，功率损失小，功率损失小，对调速范围大，负载较小且基本恒定的磨床来说是对调速范围大，负载较小且基本恒定的磨床来说是合适的。此外，由于采用了回油节流调速回路，液合适的。此外，由于采用了回油节流调速回路，

27、液压缸回油中有背压力，可以防止空气渗入液压系统，压缸回油中有背压力，可以防止空气渗入液压系统，且有助于工作稳定性和加速工作台的制动。且有助于工作稳定性和加速工作台的制动。3) 系统采用了系统采用了HYY21/3P-25T型快跳操纵箱型快跳操纵箱，结构紧凑，结构紧凑，操纵方便，换向精度和换向平稳性都较高，此外，操纵方便，换向精度和换向平稳性都较高，此外，这种操纵箱使工作台能作很短距离的高频抖动，有这种操纵箱使工作台能作很短距离的高频抖动，有利于提高切入式磨削和阶梯轴利于提高切入式磨削和阶梯轴(孔孔)磨削的加工质量。磨削的加工质量。第三节第三节 液压压力机液压系统液压压力机液压系统一、概述一、概述

28、 液压压力机是一种利用静压力来加液压压力机是一种利用静压力来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械装置。械装置。 液压机对其液压系统的基本要求：液压机对其液压系统的基本要求：1) 上滑块上滑块(主缸主缸)动作：动作：快速下行快速下行慢速下行慢速下行保压延时保压延时快速返回快速返回原位停止。原位停止。顶出缸动作顶出缸动作:向上顶出向上顶出停留停留向下退回向下退回原位原位停止。停止。 以上动作如图以上动作如图7-4。2) 压力能够变换和调节，并需要较大的压制力。压力能够变换和调节，并需要较大的压制力。3) 流量大、功率大、空行程和加压行程的速度差异大。流量大、功率大、

29、空行程和加压行程的速度差异大。二、二、YB32-200型液压压力机液压系统工作原理型液压压力机液压系统工作原理 图图7-5为为YB32-200型液压压力机液压系统原理图。是型液压压力机液压系统原理图。是由一高压泵供油。由一高压泵供油。 工作情况分析：具体内容见教材（工作情况分析：具体内容见教材（P169171）。）。1.上滑块上滑块(主缸主缸)快速下行快速下行2.上滑块上滑块(主缸主缸)慢速加压慢速加压3.上滑块上滑块(主缸主缸)保压延时保压延时4.上滑块上滑块(主缸主缸)泄压快速返回泄压快速返回5.上滑块上滑块(主缸主缸)原位停止原位停止6. 下滑块（顶出缸）的顶出和返回下滑块（顶出缸）的顶

30、出和返回 该液压机完成上述动作的电磁铁动作见表该液压机完成上述动作的电磁铁动作见表7-3。1.上滑块上滑块(主缸主缸)快速下行快速下行液控单向液控单向阀打开阀打开状态：状态：1YA通电通电阀阀5和阀和阀6左位接入左位接入系统。系统。2.上滑块上滑块(主缸主缸)慢速加压慢速加压状态：状态：1YA通电通电阀阀5和阀和阀6左位接入左位接入系统。系统。液控单向液控单向阀关闭阀关闭F负载增加，负载增加，转入慢速。转入慢速。3.上滑块上滑块(主缸主缸)保压延时保压延时状态：状态：1YA通电通电阀阀5和阀和阀6左位接入左位接入系统。系统。负载增加，负载增加，转入慢速。转入慢速。缸行至下缸行至下止点。止点。1YA断电断电泵卸荷泵卸荷F保压时间保压时间控制及卸控制及卸荷转换荷转换4.上滑块上滑块(主缸主缸)泄压快速返回泄压快速返回状态：状态：保压时间保压时间结束，结束，2YA通电，通电，缸上腔卸缸上腔卸压。压。F保压时间保压时间控制及卸控制及卸荷转换荷转换状态：状态：保压时间保压时间结束，结束，2YA通电，通电，缸上腔卸缸上腔卸压。压。缸快速上缸快速上行返回。行返回。4.上滑块上滑块(主缸主缸)泄压快速返回泄压快速返回5.上滑块上滑块(主缸主缸) 原位停止原位停止状态：状态：缸快速上缸快速上行返回