第八章 典型液压系统课件

1、2022-4-3012022-4-30机械工程学院机自教研室机械工程学院机自教研室1第八章第八章 典型液压系统典型液压系统 液压传动及控制液压传动及控制 8 8.1.1YTYT45434543型型组合组合动力滑台液压系统动力滑台液压系统 概述概述 液压系统由基本回路组成，它表示一个系统的基本工作原理，液压系统由基本回路组成，它表示一个系统的基本工作原理，即系统执行元件所能实现的各种动作。液压系统图都是按照标准即系统执行元件所能实现的各种动作。液压系统图都是按照标准图形符号绘制的，原理图仅仅表示各个液压元件及它们之间的连图形符号绘制的，原理图仅仅表示各个液压元件及它们之间的连接与控制方式，并不代

2、表它们的实际尺寸大小和空间位置。接与控制方式，并不代表它们的实际尺寸大小和空间位置。液压系统图的阅读液压系统图的阅读要能正确而又迅速地阅读液压系统图，首先必须掌握液压元要能正确而又迅速地阅读液压系统图，首先必须掌握液压元件的结构、工作原理、特点和各种基本回路的应用，了解液压系件的结构、工作原理、特点和各种基本回路的应用，了解液压系统的控制方式、职能符号及其相关标准。其次，结合实际液压设统的控制方式、职能符号及其相关标准。其次，结合实际液压设备及其液压原理图多读多练，掌握各种典型液压系统的特点。备及其液压原理图多读多练，掌握各种典型液压系统的特点。 概述概述 阅读、分析液压系统图，可分为以下几个

3、步骤：阅读、分析液压系统图，可分为以下几个步骤： （1）了解液压设备的任务以及完成该任务应具备的动作要求）了解液压设备的任务以及完成该任务应具备的动作要求和特性，即弄清任务和要求。和特性，即弄清任务和要求。 （2）在液压系统图中找出实现上述动作要求所需的执行元件，）在液压系统图中找出实现上述动作要求所需的执行元件，并搞清其类型、工作原理及性能。并搞清其类型、工作原理及性能。 （3）找出系统的动力元件，并弄清其类型、工作原理、性能）找出系统的动力元件，并弄清其类型、工作原理、性能以及吸、排油情况。以及吸、排油情况。 （4）理清各执行元件与动力元件的油路联系，并找出该油路）理清各执行元件与动力元件

4、的油路联系，并找出该油路上相关的控制元件，弄清其类型、工作原理及性能，从而将上相关的控制元件，弄清其类型、工作原理及性能，从而将一个复杂的系统分解成一个个单独系统。一个复杂的系统分解成一个个单独系统。8 8.1.1液压系统图的阅读和分析液压系统图的阅读和分析 概述概述 （5）分析各单独系统的工作原理，即分析各单独系统由）分析各单独系统的工作原理，即分析各单独系统由哪些基本回路所组成，每个元件在回路中的功用及其相互间哪些基本回路所组成，每个元件在回路中的功用及其相互间的关系，实现各执行元件的各种动作的操作方法，弄清油液的关系，实现各执行元件的各种动作的操作方法，弄清油液流动路线，写出进、回油路线

5、，从而弄清各单独系统的基本流动路线，写出进、回油路线，从而弄清各单独系统的基本工作原理。工作原理。 （6）分析各单独系统之间的关系，如动作顺序、互锁、）分析各单独系统之间的关系，如动作顺序、互锁、同步、防干扰等，搞清这些关系是如何实现的。同步、防干扰等，搞清这些关系是如何实现的。 在读懂系统图后，还必须进一步对该系统进行一些分析，在读懂系统图后，还必须进一步对该系统进行一些分析，要归纳出系统的特点，以加深对系统的理解，这样才能评价要归纳出系统的特点，以加深对系统的理解，这样才能评价液压系统的优缺点，使设计的液压系统性能不断完善。液压系统的优缺点，使设计的液压系统性能不断完善。8 8.1.1液压

6、系统图的阅读和分析液压系统图的阅读和分析 概述概述 液压系统图的分析液压系统图的分析 在读懂液压系统图的基础上，还必须进一步对该系统进在读懂液压系统图的基础上，还必须进一步对该系统进行一些分析，这样才能评价液压系统的优缺点，使设计的液行一些分析，这样才能评价液压系统的优缺点，使设计的液压系统性能不断完善。压系统性能不断完善。 液压系统图的分析应注意：液压系统图的分析应注意： 1.液压基本回路的确定是否符合主机的动作要求；液压基本回路的确定是否符合主机的动作要求； 2.各主油路之间、主油路与控制油路之间有无矛盾和干各主油路之间、主油路与控制油路之间有无矛盾和干涉现象；涉现象； 3.液压元件的代用

7、、变换和合并是否合理、可行；液压元件的代用、变换和合并是否合理、可行； 4.液压系统性能的改进方向。液压系统性能的改进方向。8 8.1.1液压系统图的阅读和分析液压系统图的阅读和分析 概述概述 8 8.2.2YTYT45434543型型组合组合动力滑台液压系统动力滑台液压系统 组合机床组合机床是一种工序集中、效是一种工序集中、效率较高的专用机床。它一般由通用率较高的专用机床。它一般由通用部件（如动力头、动力滑台等）和部件（如动力头、动力滑台等）和部分专用部件（如主轴箱、夹具等）部分专用部件（如主轴箱、夹具等）组合而成），具有加工能力强、自组合而成），具有加工能力强、自动化程度高、经济性好等优点

8、，因动化程度高、经济性好等优点，因而被广泛应用于产品批量较大的生而被广泛应用于产品批量较大的生产流水线中，如汽车制造厂的气缸产流水线中，如汽车制造厂的气缸生产线等生产线等 。 组合机床组合机床1床身床身 2动力滑台动力滑台 3动力头动力头 4主轴箱主轴箱 5刀刀具具 6工件工件7夹具夹具 8工作台工作台 9底座底座动力滑台动力滑台是组合机床实现进给运动的一种通用部件，是组合机床实现进给运动的一种通用部件，配上动力配上动力头和主轴箱后可以对工件完成钻、扩、铰、镗、铣、攻螺纹等孔和头和主轴箱后可以对工件完成钻、扩、铰、镗、铣、攻螺纹等孔和端面的加工工序端面的加工工序 。 概述概述 8 8.2.2Y

9、TYT45434543型型组合组合动力滑台液压系统动力滑台液压系统 为了缩短加工的辅助时间，满足工作工序的进给速度要求，为了缩短加工的辅助时间，满足工作工序的进给速度要求，动力滑台的液压系统必须具有良好的速度换接性能与调速特性。动力滑台的液压系统必须具有良好的速度换接性能与调速特性。对组合机床动力滑台液压系统的要求如下：对组合机床动力滑台液压系统的要求如下： （1 ）在电气和机械装置的配合下，可以根据不同的加工要）在电气和机械装置的配合下，可以根据不同的加工要求，实现多种工作循环，如求，实现多种工作循环，如“快进快进工进工进快退快退原位原位”或者或者“快进快进一工进一工进二工进二工进快退快退原

10、位原位”等工作循环。等工作循环。 （2）能实现快进和快退，）能实现快进和快退，YT4543型的快速运动速度为型的快速运动速度为6.5m/min。 （3）有较大的工进调速范围，以适应不同工序的工艺要求。）有较大的工进调速范围，以适应不同工序的工艺要求。YT4543型的进给范围为型的进给范围为6.6660mm/min。在变负载或断续负。在变负载或断续负载下，能保证动力滑台进给速度的稳定。载下，能保证动力滑台进给速度的稳定。 概述概述 8 8.2.2YTYT45434543型型组合组合动力滑台液压系统动力滑台液压系统 （4）进给行程终点的重复位置精度要求较高。根据不同）进给行程终点的重复位置精度要求

11、较高。根据不同的工艺要求，可选择相应的行程终点控制方法。的工艺要求，可选择相应的行程终点控制方法。 （5）合理解决快进和工进速度相差悬殊的问题，提高系）合理解决快进和工进速度相差悬殊的问题，提高系统效率，减少发热。统效率，减少发热。 （6）有足够的承载能力。）有足够的承载能力。YT4543型的最大进给力为型的最大进给力为45kN。 概述概述 8 8.2.2YTYT45434543型型组合组合动力滑台液压系统动力滑台液压系统 YT4543型液压动力滑台型液压动力滑台由液由液压缸驱动，它在电气和机械装置压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下可以实现各种自动工作的配合下可以实现各种自动工作循环。该动力

12、滑台的台面尺寸为循环。该动力滑台的台面尺寸为0.45m0.8m，进给速度范围为，进给速度范围为0.060.66m/min，最大快进速度，最大快进速度为为7.3m/min，最大进给推力为，最大进给推力为45kN，液压系统最高工作压力为，液压系统最高工作压力为6.3MPa ，工作压力为，工作压力为45MPa。 概述概述 8 8.2.2YTYT45434543型型组合组合动力滑台液压系统动力滑台液压系统 组成组成1-1-直动内控溢流阀直动内控溢流阀（压力控制（压力控制阀）阀）2-2-外控外泄直动顺序阀外控外泄直动顺序阀（压力（压力控制阀）控制阀）5-5-压力继电器压力继电器（压力控制阀）（压力控制阀

13、）8-8-常开式二位二通机动换向阀常开式二位二通机动换向阀（方向控制阀）（方向控制阀）9-9-常开式二位二通电磁换向阀常开式二位二通电磁换向阀（方向控制阀）（方向控制阀）4 4、10-10-调速阀调速阀（流量控制阀）（流量控制阀）(11+12)-(11+12)-电液换向阀电液换向阀，其中，其中，1212是是三位五通液动换向阀三位五通液动换向阀，1111是是三位五通电磁换向阀三位五通电磁换向阀 电液换向阀电液换向阀 组合机床动力滑台液压系统工作原理组合机床动力滑台液压系统工作原理 8 8.2.2YTYT45434543型型组合组合动力滑台液压系统动力滑台液压系统 表表8.1 YT4543型动力滑

14、台液压系统的动作循环表型动力滑台液压系统的动作循环表 快进快进按下起动按钮，电磁铁按下起动按钮，电磁铁1YA通电吸通电吸合，控制油路由泵合，控制油路由泵14经电磁先导经电磁先导阀阀11左位、单向阀左位、单向阀15，进入液动，进入液动阀阀12的左端油腔，液动阀的左端油腔，液动阀12左位左位接系统，液动阀接系统，液动阀12的右端油腔回的右端油腔回油经节流器油经节流器16和阀和阀11的左位回油的左位回油箱。液动阀处于左位。主油路经箱。液动阀处于左位。主油路经泵泵14单向阀单向阀13液动阀液动阀12左位左位行程阀行程阀8（常态位）（常态位）液压缸左液压缸左腔（无杆腔）。回油路从液压缸腔（无杆腔）。回油

15、路从液压缸右腔右腔阀阀12左位左位单向阀单向阀3阀阀8液压缸左腔。由于动力滑台空液压缸左腔。由于动力滑台空载，系统压力低，液控顺序阀载，系统压力低，液控顺序阀2关关闭，液压缸成差动连接，且变量闭，液压缸成差动连接，且变量泵泵14有最大的输出流量，滑台向有最大的输出流量，滑台向左快进（活塞杆固定，滑台随缸左快进（活塞杆固定，滑台随缸体向左运动）。体向左运动）。 一工进一工进快进到一定位置，滑台上的行快进到一定位置，滑台上的行程挡块压下行程阀程挡块压下行程阀8，使原来通过，使原来通过阀阀8进入液压缸无杆腔的油路切断。进入液压缸无杆腔的油路切断。此时阀此时阀9电磁铁电磁铁3YA处于断电状态，处于断电

16、状态，调速阀调速阀4接入系统进油路，系统压接入系统进油路，系统压力升高。压力的升高，一方面是力升高。压力的升高，一方面是液控顺序阀液控顺序阀2打开，另一方面是限打开，另一方面是限压式变量泵的流量减小，直到与压式变量泵的流量减小，直到与经过调速阀经过调速阀4后的流量相同为止。后的流量相同为止。这时进入液压缸无杆腔的流量由这时进入液压缸无杆腔的流量由调速阀调速阀4的开口大小决定。液压缸的开口大小决定。液压缸有杆腔的油液则通过液动阀有杆腔的油液则通过液动阀12后后经液控顺序阀经液控顺序阀2和背压阀和背压阀1回油箱回油箱（两侧的压力差使单向阀（两侧的压力差使单向阀3关闭）。关闭）。液压缸以第一种工进速

17、度向左运液压缸以第一种工进速度向左运动。动。 二工进二工进当滑台以一工进速度行进到一当滑台以一工进速度行进到一定位置时，挡块压下行程开关，定位置时，挡块压下行程开关，使电磁铁使电磁铁3YA通电，经阀通电，经阀9的通路的通路被切断。此时油液需经调速阀被切断。此时油液需经调速阀4与与10才能进入液压缸无杆腔。由于才能进入液压缸无杆腔。由于阀阀10的开口比阀的开口比阀4小，滑台的速度小，滑台的速度减小，速度大小由调速阀减小，速度大小由调速阀10的开的开口决定。口决定。 死挡铁停留死挡铁停留当滑台以二工进速度行进到碰当滑台以二工进速度行进到碰上死挡铁后，滑台停止运动。液上死挡铁后，滑台停止运动。液压缸

18、无杆腔压力升高，压力继电压缸无杆腔压力升高，压力继电器器5发出信号给时间继电器（图中发出信号给时间继电器（图中未表示），使滑台在死挡铁上停未表示），使滑台在死挡铁上停留一段时间后再开始下一动作。留一段时间后再开始下一动作。滑台在死挡铁上停留，主要是为滑台在死挡铁上停留，主要是为了满足加工端面或台肩孔的需要，了满足加工端面或台肩孔的需要，使其轴向尺寸精度和表面粗糙度使其轴向尺寸精度和表面粗糙度达到一定要求。当滑台在死挡铁达到一定要求。当滑台在死挡铁上停留时，泵的供油压力升高，上停留时，泵的供油压力升高，流量减少，直到限压式流量泵流流量减少，直到限压式流量泵流量减少到仅能满足补偿泵和系统量减少到仅

19、能满足补偿泵和系统的泄漏量为止，系统这时处于需的泄漏量为止，系统这时处于需要保压的流量卸荷状态。要保压的流量卸荷状态。 快退快退当滑台在死挡铁上停留一段时当滑台在死挡铁上停留一段时间（由时间继电器调整）后，时间（由时间继电器调整）后，时间继电器发出使滑台快退的信号。间继电器发出使滑台快退的信号。此时电磁铁此时电磁铁1YA断电，断电，2YA通电，通电，阀阀11和阀和阀12处于右位。进油路由处于右位。进油路由泵泵14阀阀13液动阀液动阀12右位右位液液压缸右腔；回油路由液压缸左腔压缸右腔；回油路由液压缸左腔单向阀单向阀6阀阀12右位右位油箱。由油箱。由于此时为空载，系统压力很低，于此时为空载，系统

20、压力很低，泵泵14输出的流量最大，滑台向右输出的流量最大，滑台向右快退。快退。 原位停止原位停止当滑台快退到原位时，挡块压当滑台快退到原位时，挡块压下原位行程开关，使电磁铁下原位行程开关，使电磁铁1YA、2YA和和3YA都断电，阀都断电，阀11和阀和阀12处处于中位，滑台停止运动，泵于中位，滑台停止运动，泵14通通过阀过阀12中位卸荷（注意，这时系中位卸荷（注意，这时系统处于压力卸荷状态）。统处于压力卸荷状态）。 组合机床动力滑台液压系统工作组合机床动力滑台液压系统工作过程过程 8 8.2.2YTYT45434543型型组合组合动力滑台液压系统动力滑台液压系统 元件功能元件功能 方向阀方向阀（

21、1 1）单向阀）单向阀u单向阀单向阀3：实现快慢速高低：实现快慢速高低压油路隔开；压油路隔开；u单向阀单向阀6：实现快退回油；：实现快退回油；u单向阀单向阀13：保护泵，防止空：保护泵，防止空气进入系统。气进入系统。（2 2）换向阀）换向阀u换向阀换向阀 1111：实现缸换向和：实现缸换向和差连快进；差连快进；u换向阀换向阀 8 8：实现快慢速换接；：实现快慢速换接；u换向阀换向阀 9 9 ：实现二次进给：实现二次进给换接换接。元件功能元件功能 压力阀压力阀u压力阀压力阀5：实现进退变换；：实现进退变换；u压力阀压力阀2：实现快慢速变换。：实现快慢速变换。u溢流阀溢流阀1：作背压阀用，使工进：

22、作背压阀用，使工进速度较平稳速度较平稳流量阀流量阀u调速阀调速阀 4：工进调速；：工进调速；u调速阀调速阀 10：二工进调速。：二工进调速。元件功能元件功能执行元件执行元件u液压泵：限压式变量叶片泵液压泵：限压式变量叶片泵u液压缸：杆固定，缸体运动的液压缸：杆固定，缸体运动的差动液压缸差动液压缸辅助元件辅助元件u滤油器：滤去油中杂质，保证滤油器：滤去油中杂质，保证油液清洁。油液清洁。u油箱：储存油液，逸出空气，油箱：储存油液，逸出空气，沉淀杂质，散发热量。沉淀杂质，散发热量。u油管：传送工作液体。油管：传送工作液体。u管接头：连接油管与油管或元管接头：连接油管与油管或元件的连接件。件的连接件。

23、 基本回路分解基本回路分解 液压系统按其功能可以分解液压系统按其功能可以分解成由以下一些基本回路所组成：成由以下一些基本回路所组成：u由限压式变量液压泵、调速阀由限压式变量液压泵、调速阀和背压阀组成的容积节流加背和背压阀组成的容积节流加背压的压的调速回路；调速回路；u液压缸差动连接的液压缸差动连接的快速回路；快速回路；u由行程阀、电磁阀和顺序阀等由行程阀、电磁阀和顺序阀等组成的组成的速度切换回路；速度切换回路；u调速阀串联的两次调速阀串联的两次工进回路；工进回路；u用电液换向阀用电液换向阀M型中位机能的型中位机能的卸荷回路卸荷回路等。等。u电液换向阀的电液换向阀的换向回路；换向回路； 这些基本

24、回路的功能决定了该这些基本回路的功能决定了该液压系统的性能液压系统的性能 。 性能分析性能分析 （1）调速回路调速回路 系统采用了系统采用了“限压式变量液压泵限压式变量液压泵-调速阀调速阀-背压阀背压阀”式调速回路。它能式调速回路。它能保证液压缸稳定的低速运动保证液压缸稳定的低速运动（0.006m/min)、较好的速度、较好的速度刚性和较大的调速范围（刚性和较大的调速范围（100左右）。回油路上加背压阀左右）。回油路上加背压阀可防止空气渗入系统，并能可防止空气渗入系统，并能使滑台承受负向的负载。使滑台承受负向的负载。 性能分析性能分析 （2）快速回路快速回路 系统采用了限系统采用了限压式变量液

25、压泵和液压缸差压式变量液压泵和液压缸差动连接两项措施来实现快进，动连接两项措施来实现快进，可得较大的快进速度，且能可得较大的快进速度，且能量利用也比较合理。量利用也比较合理。 性能分析性能分析 （3）速度切换回路速度切换回路 系统采用系统采用了行程阀和顺序阀实现快进了行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接，不仅简化了与工进的换接，不仅简化了油路和电路，而且使动作可油路和电路，而且使动作可靠，转换的位置精度也比较靠，转换的位置精度也比较高。高。 性能分析性能分析 （4）工进切换回路工进切换回路 两次工进两次工进速度的换接，由于速度比较低，速度的换接，由于速度比较低，采用了由电磁阀切换的调速阀采用了由

26、电磁阀切换的调速阀串联的回路，既保证了必要的串联的回路，既保证了必要的转换精度，又使油路的布局比转换精度，又使油路的布局比较简单、灵活。采用死挡块作较简单、灵活。采用死挡块作限位装置，定位准确，重复精限位装置，定位准确，重复精度高度高. 性能分析性能分析 （5）卸荷回路卸荷回路 滑台停止运动滑台停止运动时，采用单向阀和时，采用单向阀和M型中位机型中位机能的换向阀串联的回路来使能的换向阀串联的回路来使液压泵在低压下卸荷，既减液压泵在低压下卸荷，既减少了能量损耗，又使控制油少了能量损耗，又使控制油路保持一定的压力，以保证路保持一定的压力，以保证下一工作循环的顺利起动。下一工作循环的顺利起动。 性能分析性能分析 （6）换向回路换向回路 系统采用了换系统采用了换向时间可调的电液换向阀来向时间可调的电液换向阀来切换主油路，使滑台的换向切换主油路，使滑台的换向更加平稳，冲击和噪声小。更加平稳，冲击和噪声小。同时，电液换向阀的五通结同时，电液换向阀的五通结构使滑台进和退时分别从两构使滑台进和退时分别从两条油路回油，这样滑台快退条油路回油，这样滑台快退时系统没有背压，也减少了时系统没有背压，也减少了压力损失。压力损失。总之总之，这个液压系统设计比，这个液压系统设计比较合理，它使用元件不多，较合理，它使用元件不多，却能完成较为复杂的半自动却能完成较为复