第7章典型液压传动系统

1、第7章典型液压传动系统实例分析，7.1YT4543动力滑台液压系统7.2M1432A万能外圆磨床液压系统7.33150kN液压系统7.4SZ250A注塑机液压系统7.5Q28汽车起重机液压系统7.6液压伺服恒功率控制系统7.7JS01工业机械手液压系统，燕山大学近年来，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、冶金机械、矿山机械、工程机械、农业机械、轻工机械等由于液压系统所服务的主机的工作循环和动作特性不同，相应的液压系统的组成、功能和特性也不同。本章通过对典型液压系统的分析，进一步熟悉系统中各液压元件的功能和各基本回路的组成，掌握分析液压系统的方法和步骤。燕山大学阅读复杂的液

2、压系统图大致可以按照以下步骤进行：(1)了解液压系统对设备过程的操作要求；(2)初步浏览整个系统，了解系统包含哪些组件，并以每个执行组件为中心，将系统划分为若干块(以下简称子系统)；(3)分析每个子系统，找出它包含哪些基本电路，然后根据执行器的动作要求并参照动作循环表读取该子系统；(4)根据液压设备执行机构的联锁、同步和抗干扰要求，分析子系统之间的联系；(5)在充分理解7.2.3YT4543动力滑台液压系统工作原理的基础上，总结了整个系统的特点，加深了对系统的理解。7.1.1组合机床概述组合机床是一种高效专用机床，它由具有一定功能的通用部件(如动力头、动力滑台等)组成。)和一些特殊部件(如主轴

3、箱、夹具等。)，加工范围广，自动化程度高，经济性好，因此广泛应用于大批量产品的生产线，如汽车制造商的气缸生产线等。动力滑台是在组合机床上实现进给运动的通用部件。根据加工要求，滑台配有各种用途的动力头和主轴箱，完成钻孔、扩径、铰孔、镗孔、刮端面、倒角、铣削、攻丝等工序。动力滑台有两种类型：机械动力滑台和液压动力滑台。液压动力滑台通常只配备液压缸，有时也可以安装行程阀。至于液压泵和阀门部件，通常安装在专用液压泵站。燕山大学，7.2.2YT4543液压系统功能。根据组合机床的工作特点，动力滑台上的液压系统应具有以下功能：(1)能在可变载荷或间歇载荷条件下工作，并能保证动力滑台的进给速度，特别是最小进

4、给速度稳定。进料范围要求为0.0060.66米/分钟。(2)能承受规定的最大负荷，有较大的“磨合”调速范围，满足不同工艺的技术需求。例如，钻孔时，轴向进给力和进给量大，而精镗时，进给力和进给量小。因此，YT4543等液压滑台的最大进给力为45000牛顿，调速范围为100转。(3)可以实现快进和快退。(YT4543液压动力滑台的快速移动速度为7.3m/min)。(4)合理利用能源，提高系统效率，降低发热，合理解决工作速度和快速速度之间的矛盾。动力滑台液压系统通过电气和机械装置的配合，可以根据不同的加工要求实现如图7.1所示的各种工作循环。燕山大学，图7.2为YT4543其他驱动动力滑台液压系统示

5、意图。从图中可以看出，该系统使用压力实现工作循环的工作原理如下：见动画演示，图7.2 yt 4543组合机床1-滤油器动力滑台液压系统示意图；2-可变排量泵；3，9，16-止回阀，4，8，10，1l，18，20-管道；15-电液换向阀；6-背压阀；7-遥控顺序阀；12、13-节流阀；14-电磁阀；15-压力继电器；L7-行程阀；19-液压缸，动画演示，燕山大学7.2.3YT4543动力滑台液压系统工作原理，(1)快进(差动连接)，按下启动按钮，三位五电液压换向阀5的先导电磁换向阀1YA通电，阀芯向右移动，左位进入工作状态。这时，主油路是：进油回路：滤油器。回油回路：19缸右腔管路、电液换向阀5

6、端口B至端口T的油路、单向阀9、油路11、行程阀17、管路18、19缸左腔。此时，形成差分连接回路。由于快进时滑台负荷小，进油可通过阀门17通过油缸左室，系统压力低，所以变量泵2输出流量大，动力滑台快速前进，实现快进。燕山大学动画演示，(2)在快进冲程结束时，滑台上的止动铁第一次压下冲程阀17，冲程阀工作在上部位置，从而油道11和18断开。电磁铁1YA继续通电，电液换向阀5的左侧位置仍然工作，电磁换向阀14的电磁铁处于断电状态。进油口必须通过速度调节阀12进入液压缸的左腔。同时，系统压力升高，从而液压控制顺序阀7打开，单向阀9关闭，以切断用于差动连接的液压缸的进油口。回油通过顺序阀7和背压阀6

7、返回油箱。此时的主油道为：进油道：机油滤清器1可变泵2单向阀3从端口P到端口A的油道电动液压换向阀5 10速度控制阀12两位双向电磁换向阀14油道18液压缸19左室。回油回路：19缸右腔油路、20油路、电液换向阀5的B口至T口管路、顺序阀7、背压阀6、油箱。当工作进给过程中油压升高时，变量泵2的流量将自动降低，动力滑台将首次向前进给。进给量可以通过速度调节阀12来调节。燕山大学动画演示，(3)第二个工作进给，在第一个工作进给结束时，滑台上的挡铁按下行程开关，电磁阀14的电磁铁3YA通电，阀14的正确位置接通工作，切断阀所在的油路。通过速度调节阀12的油必须通过速度调节阀13进入液压缸的右腔，其

8、他油路保持不变。由于调速阀13的开度小于阀12的开度，所以进给速度降低，并且进给量可以由调速阀13调节。动画演示，燕山大学，(4)死制动铁停止。当动力滑台的第二个工作进给与死挡铁接触时，液压缸停止，系统压力进一步上升。当达到压力继电器15的设定值时，时间继电器延迟，然后发出电信号使动力滑台返回。在时间继电器被延迟之前，滑台停留在由止动铁限定的位置。燕山大学动画演示，(5)快速后退，时间继电器发出电信号后，2YA通电，1YA断电，3YA断电，电液换向阀5工作在正确的位置。此时，主油路是：进油回路：滤油器1可变泵2单向阀3油路4换向阀5从P口到B口油路20缸19右腔。回油回路：左腔油路动画演示，燕

9、山大学，YT4543型组合机床液压系统电磁铁及行程阀动作表，动画演示，燕山大学，YT4543型动力滑台液压系统性能分析，YT4543型液压动力滑台液压系统主要由以下回路组成：“限压变量叶片泵调速阀背压阀”式调速回路。 差动连接式快速运动系统的性能主要由这些基本回路决定，其具体特点如下：(1)“限压变量泵速度控制阀背压阀”的速度控制回路能保证低速运动稳定，速度刚性更好，速度控制范围更大。 YT4543液压动力滑台最小进给速度低(6.6毫米/分钟)，进给速度调节范围大(约100)。由于纯容积调速回路泄漏，低速稳定性差，普通变量泵调速范围不够宽。虽然速度控制阀节流调速回路具有良好的速度刚性，调速范围

10、能够满足要求，但由于溢流损失，功率损失很大(特别是在低速进给和停车时)，热量也很大。可见，采用“限压变量泵调速阀”的容积节流调速回路是合理的。在进给过程中，在回油通道上增加了一个背压阀，以提高速度稳定性(避免空气渗入系统，提高传动刚度)，另一方面，使滑台承受一定的与运动方向一致的切削力。因此，有必要在该速度控制回路中增加一个背压阀。燕山大学7.2.4YT4543液压系统性能分析，此外，滑台液压系统采用进口节流调速，具有以下优点：(1)启动、快进和换工时前冲量小；(二)当急停停止时，使用压力继电器发送信号很方便；(c)液压缸内不会出现压力过大的情况(在出口节流系统中，当油腔面积比A1/A2=2且

11、负载和速度方向相同时，液压缸回油腔内的压力将比泵的供油压力大一至两倍)。燕山大学，7 . 2 . 4 yt 4543动力滑台液压系统性能分析，(2)限压变量泵和差动连接速动回路使能量利用经济合理。YT4543液压动力滑台的快速移动速度约为最大工作速度的10倍。如果这里只使用差动连接速动回路或自动流量匹配的变量泵供油回路，问题就无法解决。限压变量泵的供油回路在快速运行时能输出最大流量，在工作时只输出适合液压缸的流量，在停转时只输出补偿系统泄漏所需的流量，无溢流损失，能量损失小。在该系统中，当滑台停止时，变量泵需要输出一些流量来补偿泄漏，并且仍然需要损失一些功率，因此采用换向阀式低压卸载回路来减少

12、这种损失。(3)利用行程阀和遥控顺序阀实现快进和快进的切换，不仅可以简化机床电路，而且动作可靠，转换精度比电控式高。对于一次工作进给和二次工作进给之间的转换，由于工作速度低，通过速度控制阀6的流量很小，转换过程中速度控制阀7的动作滞后和滑台惯性的影响很小，所以采用电磁阀式转换可以充分保证所需的转换精度。采用由限压变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路。它不仅满足了大速度范围和低速稳定性好的要求，而且提高了系统的效率。燕山大学，动力滑台演示，燕山大学，液压系统7.2圆柱磨床的主要类型有：通用圆柱磨床，如M1450、M1432A、M1432B、M1412、M1332B；高精度万能外圆磨床，如MGl4

13、32。MGl432A、MGl432B精密半自动外圆磨床，如MMBl420、MMBl412等。外圆磨床的主要技术参数包括最大磨削直径、最大磨削长度、头架主轴转速、磨头主轴转速和工作台驱动速度。外圆磨床的主要参数是最大磨削直径。在M1432A万能外圆磨床中，除了砂轮和工件的旋转由电机驱动外，工件的往复直线运动由工作台驱动，砂轮架的快速进退和周期性进给运动，尾座中心的伸缩运动均由液压传动实现。燕山大学，7 . 2 . 2 M1432 A万能外圆磨床液压系统功能，主要用于磨削IT5IT7精度的圆柱形或圆锥形内外孔，表面粗糙度在Ra1.250.08之间。机床液压系统具有以下功能：(1)能实现工作台的自动

14、往复运动，实现自动液压润滑。可在0.054米/分钟之间无级调速，工作台换向稳定，启动和制动快速，换向精度高。(2)在装卸工件和测量工件时，为了缩短辅助时间，砂轮架具有快速进退动作，为了避免惯性冲击，控制砂轮架快速进退的液压缸设有缓冲装置。(3)为了方便工件的装卸，尾座中心的伸缩采用液压传动。(4)工作台可轻微晃动：当工件略大于砂轮宽度时，工作台可做短距离(13毫米)和频繁往复运动(100，150次/分钟)，以提高生产率和表面粗糙度。(5)传动系统具有以下必要的联锁动作：1)工作台的液压联锁和手动联锁，以避免液压操作时驱动手轮旋转而造成的工业事故。2)当砂轮架快速前进时，可保证尾座顶部不后退，以

15、免工件在加工过程中脱落。3)磨削内孔时，为了防止砂轮后退，传动系统设有与砂轮架快速后退联动的机构，以避免损坏工件或砂轮。4)当砂轮架快进时，头架带动工件旋转，冷却泵启动；当砂轮架快速后退时，头架电机和冷却泵停止。7.2.3燕山大学液压系统的工作原理。图7.3是M1432外圆磨床液压系统示意图。其工作原理如图：图7.3M1432A万能外圆磨床1-先导阀；2-换向阀；3- 3位7通换向阀(开/关阀)；4-联锁气缸；5-节流阀；6-摇动气缸；7-停止；8-选择阀；9-进料阀；10-进给气缸；11-二位三通底阀；12位四通手动换向阀；13-制动缸；14-快速动作气缸；15-尾座气缸；16-润滑稳定器；

16、17-油箱；18-粗滤器；19-油泵；20-溢流阀；21-精细过滤器；22-工作台进给气缸，动画演示，(1)工作台往复运动；(2)砂轮架快速进退运动；(3)砂轮架周期性进给运动；(4)松开并夹紧尾座中心；(5)摇动气缸的功能，燕山大学，燕山大学，7.2.4M1432A万能外圆磨床液压系统的性能分析，由于机床加工工艺的要求，M1432A万能外圆磨床液压系统是一种要求更高、更复杂的机床液压系统。其主要特点如下：(1)系统采用节流阀回油节流调速回路，结构简单，功耗小，适用于调速范围小、负载小、基本恒定的磨床。回油节流调速使液压缸回油有背压，有利于系统工作的稳定性燕山大学7.33150kN液压机的液压系统，7.3.1压机概述压机是一种用于矫直、压装、粉末冶金、成形、冷冲压、冷挤压和弯曲等的压力加工机械。液压机是一种压力机，是最早使用液压传动的机器