机械基础（第2版） 课件 第十五章 液压传动系统实例分析

第十五章液压传动系统实例分析第十五章液压传动系统实例分析【学习目标】

1．掌握液压系统的分析方法，看懂液压回路图。2．能够辨析液压系统中元件的名称和作用。一、机械手液压传动系统如图15-1所示为某自动化生产线上的转位机械手液压传动系统。图15-1机械手液压传动系统转位机械手液压传动系统中，机械手的夹紧与松开、升降、回转运动分别由执行元件夹紧液压缸7、升降液压缸8和摆动马达10实现；各液压缸的换向和顺序动作由电气线路控制三个换向阀4、9、11的电磁铁来实现。1．工作原理夹紧与松开：

二位四通换向阀4左位接入系统（图示位置），油液进入夹紧缸的下腔，推动活塞向上运动，完成夹紧动作。当二位四通换向阀4电磁铁通电，其右位接入系统，油液进入夹紧缸的上腔，推动活塞向下运动，完成松开动作。

图15-1机械手液压传动系统上升与下降：

图示位置，二位四通换向阀9的左位接入系统，油液经换向阀的左位进入升降缸的下腔，推动活塞向上运动，完成上升动作。当二位四通换向阀9电磁铁通电，其右位接入系统，油液进入升降缸的上腔，推动活塞向下运动，完成下降动作。图15-1机械手液压传动系统回转：

图示位置，二位四通换向阀11的左位接入系统，油液经换向阀11的左位进入液压马达的左油口，完成机械手臂回转运动。当二位四通换向阀11电磁铁通电，其右位接入系统，油液进入液压马达的右油口，完成机械手臂反向回转运动。图15-1机械手液压传动系统2．系统特点（1）单向阀3用来防止电动机停止工作时，系统中油液经液压泵倒流回油箱，空气进入系统，影响运动的平稳性。（2）先导型溢流阀14用来限制系统的压力不超过某一限定值，并通过压力计12观察。（3）二位二通换向阀13的电磁铁通电时，液压系统卸荷，机械手停止工作。图15-1机械手液压传动系统思考与练习

1．如图15-5所示液压系统能实现“快进→一次工进→二次工进→快退→停止”的工作循环，其中，进给方向向右，一次工进速度大于二次工进速度，试完成以下各题：（1）填写电磁铁状态表；（电磁铁通电、行程阀压下为“+”，反之为“—”）（2）说出溢流阀、行程阀、二位二通电磁换向阀、三位五通电磁换向阀的作用，（3）说出系统中有哪些液压基本回路。（4）写出一次工进、二次工进的进油路线和回油路线。

YA1YA2YA3行程阀快进

一工进

二工进

快退

停止

第十五章液压传动系统实例分析第十五章液压传动系统实例分析【学习目标】

1．掌握液压系统的分析方法，看懂液压回路图。2．能够辨析液压系统中元件的名称和作用。二、多缸顺序专用铣床的液压传动系统图15-2所示为多缸顺序专用铣床的液压传动系统。铣床工作时，铣刀只作回转运动，工件被夹紧在工作台上，工作台的水平和垂直两个方向的进给运动由液压传动系统的液压缸I、Ⅱ带动执行。动作顺序为：液压缸I的活塞水平向左快进→液压缸I的活塞水平向左慢进（工进）→液压缸Ⅱ的活塞垂直向上慢进（工进）→液压缸Ⅱ的活塞垂直向下快退→液压缸I的活塞水平向右快退。图15-2多缸顺序专用铣床的液压传动系统（1）液压缸I的活塞水平向左快进启动液压泵3，按下按钮，使二位四通换向阀7电磁铁通电，左位接入系统。压力油液经换向阀5（左位）、换向阀7（左位）进入液压缸I的右腔；液压缸I左腔的油液经单向顺序阀8的单向阀、换向阀7（左位）流回油箱，实现水平向左快进运动。图15-2多缸顺序专用铣床的液压传动系统（2）液压缸I的活塞水平向左慢进当液压缸I的活塞快进至一定位置时，活塞杆上的撞块触动位置开关SQ1，使换向阀5电磁铁通电，其右位接入系统。此时，液压泵输送的压力油液经换向阀5（右位）、可调节流阀6、换向阀7（左位）进入液压缸I的右腔，从而实现液压缸I的活塞水平向左慢进。液压缸I左腔的油液经单向顺序阀8的单向阀、换向阀7（左位）流回油箱。慢进的速度由可调节流阀6调节。图15-2多缸顺序专用铣床的液压传动系统

液压缸I的活塞水平向左慢进一定行程后碰到固定挡铁（图中未画出）停止运动，液压缸Ⅰ右腔的压力迅速升高。当压力值超过单向顺序阀10预先调定的压力值后，阀10打开，压力油液进入液压缸Ⅱ的下腔，上腔的油液经换向阀7（左位）流回油箱，实现垂直向上慢进。图15-2多缸顺序专用铣床的液压传动系统（3）液压缸Ⅱ的活塞垂直向上慢进

液压缸Ⅱ的活塞垂直向上慢进至一定位置时，活塞杆上的撞块触动位置开关SQ2，换向阀7和换向阀5的电磁铁均断电，复位到图示位置。压力油液经换向阀5（左位）、换向阀7（右位）进入液压缸Ⅱ的上腔，下腔的油箱经单向顺序阀10的单向阀、换向阀7（右位）直接流回油箱，实现垂直向下快退。图15-2多缸顺序专用铣床的液压传动系统（4）液压缸Ⅱ的活塞垂直向下快退

液压缸Ⅱ的活塞垂直向下快退到底，活塞停止运动，系统压力升高，打开单向顺序阀8，压力油液进入液压缸I的左腔，右腔的油液经换向阀7直接流回油箱，实现水平向右快退。图15-2多缸顺序专用铣床的液压传动系统（5）液压缸I的活塞水平向右快退表15-1换向阀电磁铁和单向顺序阀的工作状态表液压缸顺序动作电磁铁和单向顺序阀的工作状态换向阀7电磁铁换向阀5电磁铁单向顺序阀8单向顺序阀10液压缸I的活塞水平向左快进+－－－液压缸I的活塞水平向左慢进++－－液压缸Ⅱ的活塞垂直向上慢进++－+液压缸Ⅱ的活塞垂直向下快退－－－－液压缸I的活塞水平向右快退－－+－第十五章液压传动系统实例分析第十五章液压传动系统实例分析【学习目标】

1．掌握液压系统的分析方法，看懂液压回路图。2．能够辨析液压系统中元件的名称和作用。三、组合机床液压滑台液压传动系统如图15-3所示为YT4543型动力滑台的液压传动系统原理图，该系统采用限压式变量泵供油、电液动换向阀换向、快进由液压缸差动连接来实现。用行程阀实现快进与工进的转换、二位二通电磁换向阀用来进行两个工进速度之间的转换，为了保证进给的尺寸精度，采取了固定挡块停留来限位。图15-3YT4543型动力滑台的液压传动系统（2）一次工作进给

进油路：泵1→单向阀8→换向阀2（左位）→调速阀12→换向阀14（左位）→液压缸无杆腔。

回油路：液压缸有杆腔→换向阀2（左位）→液控顺序阀10→背压阀11→油箱。

（3）二次工作进给第一次工进停止后，行程挡块压下行程开关使YA3通电，二位二通换向阀将通路切断，压力油必须经调速阀12、13才能进入液压缸，此时因为调速阀13的开口量小于阀12，所以进给速度再次降低，其它油路情况同一工进。（4）固定挡块停留当滑台工作进给终了以后，碰上固定挡块的滑台不再前进，停留在固定挡块处，同时系统压力升高，当压力升高到压力继电器17的调定值时，压力继电器动作，经过时间继电器的延时，再发出快退信号，使滑台返回，滑台的停留时间可由时间继电器在一定的范围内调节。（5）快退时间继电器经延时发出快退信号，YA2通电，YA1、YA3断电，这时，系统的主油路为：

进油路：泵1→单向阀8→换向阀2（右位）→液压缸有杆腔；

回油路：液压缸无杆腔→单向阀16→换向阀2（右位）→油箱。（6）原位停止

当滑台退回到原位时，行程挡块压下行程开关，发出停止信号，使YA2断电，换向阀2处于中位，滑台停止活动。此时，液压泵输出的压力升高，液控顺序阀10打开，液压泵的输出流量自动减小（接近于零），约等于液控顺序阀的泄漏量。表15-2电磁铁及行程阀动作顺序表电磁铁YA1电磁铁YA2电磁铁YA3行程阀压力继电器快进＋－－－－一次工进＋－－＋－二次工进＋－＋＋－快退－＋－＋/－＋停止－－－－－2．YT4543动力滑台液压系统的特点（1）系统采用了限压式变量叶片泵容积节流复合调速回路，能保证稳定的低速运动（进给速度最小可达6.6mm／min）、较好的速度刚性和较大的调速范围。（2）系统采用了液压缸的差动连接来实现快进，能源应用比较合理。滑台停止运动时，液压泵输出的流量很小，减小了能量消耗。（3）系统采取了行程阀实现快进与工进的换接，不但简化了电气线路，并且使动作可靠。（4）系统调速阀串联的两次工进的速度换接回路，油路的布局简单、灵活。（5）系统采用电液换向阀的换向回路，使滑台换向平稳，冲击和噪声小。思考与练习2．如图15-6所示液压系统，可实现“快进中速工进慢速工进快退停止且泵卸荷”顺序动作，试回答下列问题。（1）元件5的名称是什么？其有何功用？（2）元件8和9的名称是什么？它们分别有何作用？（3）在该系统中，元件3的作用是什么？以其为核心元件，可形成何种基本回路？（4）填写电磁铁的动作顺序表。动

作电磁铁YA1YA2YA3YA4YA5快

进

中速工进

慢速工进

快

退

停止且泵卸荷

第十五章液压传动系统实例分析第十五章液压传动系统实例分析【学习目标】

1．掌握液压系统的分析方法，看懂液压回路图。2．能够辨析液压系统中元件的名称和作用。四、组合机床的双泵供油液压系统如图15-4所示组合机床的液压系统，采用双联泵驱动，泵1为中压小流量泵，泵2为低压大流量泵。要求液压系统完成“夹紧缸19夹紧→工作缸18向右快进→工作缸18向右工进→工作缸18死挡块停留→工作缸18向左快退→工作缸18原位停止→夹紧缸19松开”的工作循环。图15-4组合机床的双泵供油液压系统

启动液压泵，按下按钮，使电磁铁3YA通电，换向阀14接入右位，双联泵所供油分别经单向阀9、10、减压阀4、单向阀15、换向阀14的右位，进入夹紧缸的无杆腔，使活塞向下移动，实现夹紧动作，同时，有杆腔的油液被排出，经换向阀14右位，直接排回到油箱。图15-4组合机床的双泵供油液压系统1．夹紧缸19夹紧当夹紧结束后，液压缸19进油腔压力增加，使压力继电器16动作，发出电信号，使电磁铁1YA通电，换向阀3接通左位，双联泵供油经换向阀3的左位、行程阀11的下位流入液压缸18的无杆腔，使活塞向右移动。因在快进时，系统压力较低，阀6处于关闭状态，故有杆腔的排油经换向阀3的左位、单向阀8、行程阀11的下位流进无杆腔，实现液压缸的差动连接，产生快进动作。图15-4组合机床的双泵供油液压系统2．工作缸18快进工作缸18快进终了时，挡铁压下行程阀，接通行程阀的上位，此时进油需通过调速阀13进入液压缸的无杆腔，造成进油阻力大，系统压力升高，使阀6打开，液压泵2通过阀6实现卸荷，系统仅靠液压泵1供油，所供油经单向阀9、换向阀3的左位、调速阀13进入液压缸的无杆腔，有杆腔的排油经换向阀3的左位、阀7、阀6流回油箱。图15-4组合机床的双泵供油液压系统3．工作缸18工进

工作缸18工进结束时，遇到死挡铁，使活塞停下来，造成液压缸的无杆腔压力继续升高，使压力继电器17动作，发出电信号，使电磁铁2YA通电，1YA断电，工作缸18快退。图15-4组合机床的双泵供油液压系统4．工作缸18死挡块停留5．工作缸18快退

电磁铁2YA通电，1YA断电，换向阀3接通右位。因快退时系统压力较低，阀6关闭，故系统由双联泵供油，所供油液经换向阀3的右位进入液压缸的有杆腔，使活塞向左移动，同时，无杆腔的油液经单向阀12、换向阀3的右位直接排回油箱。图15-4组合机床的双泵供油液压系统

工作缸18快退结束时，挡铁压下相应的行程开关，使电磁铁2YA断电，换向阀3接入中位，系统压力升高，使阀6打开，液压泵2经阀6实现卸荷，液压泵1的输油通过阀5流回油箱。图15-4组合机床的双泵供油液压系统6．工作缸18原位停止当工作缸18停止后，通过相应的开关，使电磁铁4YA通电，3YA断电，换向阀14接入左位，双联泵所供油分别经单向阀9、10、减压阀4、单向阀15、换向阀14的左位，进入夹紧缸的有杆腔，使活塞向上移动，实现松开动作，同时，无杆腔的油液被排出，经换向阀14左位，直接排回到油箱。图15-4组合机床的双泵供油液压系统7．夹紧缸19松开表15-16换向阀电磁铁、行程阀和压力继电器的工作状态

元件动作1YA2YA3YA4YA行程阀压力继电器16压力继电器17夹紧－－+－－－－快进+－－－－+－工进+－－－+－－停留+－－－+－+快退－+－－+、－－－停止－－－－－－－松开－－－+－－－思考与练习3．如图3所示为多缸顺序专用铣床的液压传动系统，其动作顺序为：液压缸I的活塞水平向左快进→液压缸I的活塞水平向左慢进（工进）→液压缸Ⅱ的活塞垂直向上慢进（工进）→液压缸Ⅱ的活塞垂直向下快退→液压缸I的活塞水平向右快退