《液压与气动技术》课件第7章典型的液压传动系统.ppt

1、7.1 阅读液压传动系统图的一般步骤7.2 数控车床液压系统7.3 数控加工中心液压传动系统7.4 M1432A型万能外圆磨床液压系统7.5 液压机液压传动系统7.6 Q2型汽车起重机液压传动系统机械设备的液压系统是根据该设备的工作要求，采用各种不同功能的基本回路构成的。液压系统图是表示一个液压系统工作原理的一张简图，也是表示该系统执行元件所需实现动作的工作原理图。正确而迅速地阅读液压系统图，无论对于液压设备的设计、分析研究，还是使用、维护、调整，都具有重要的作用。要能正确而又迅速地阅读液压系统图，首先要很好地掌握液压知识，熟悉各种液压元件（特别是各种阀）的工作原理；熟悉液压系统的各种基本回路

2、和油路的一些基本性质；熟悉液压系统的各种控制方式及图中符号的标记。其次要在实际工作中联系实际，多读多练，通过各种机械典型的液压系统，了解各种机械液压系统的特点，这对于阅读新的液压系统可以起到以点带面、触类旁通和熟能生巧的作用。1.阅读液压系统图一般按以下步骤进行尽可能了解该机床的任务、工作循环表、具备的特性和对液压系统的各种要求等。仔细了解系统图中所有液压元件及它们之间的联系，并弄清楚各个液压元件的类型、性能、规格及功用。仔细分析并写出各执行元件的动作循环表和相应的油流所经路线。分析首先从系统动力源液压泵开始，将每个液压泵的输油路线的来龙去脉弄清楚，分清楚驱动执行元件的主油路及控制油路。主油路

3、按每个执行元件来写，从泵开始到执行元件，再从执行元件回到油箱（闭式系统则是回到液压泵）成一个完整循环。2.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。液压系统图的分析可考虑以下几个方面：液压基本回路的确定是否符合主机的动作要求。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。液压元件的代用、变换和合并是否合理、可行。液压系统性能的改进方向。动力滑台是组合机床上实现进给运动的通用部件，配上动力头和主轴箱后可以对工件完成各种孔加工、端面加工等工序。液压动力滑台用液压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下

4、可以实现一定的工作循环。动力滑台液压系统是以速度调节变换为主的液压系统。在液压系统中的速度调节，是指系统能在规定的调速范围内调节执行元件的工作速度，以满足各工序进给速度的要求，如节流调速、容积调速和容积、节流调速。速度变换是指在一个工作循环中，执行元件需要实现从一种速度换接到另一种速度。液压动力滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能。它对液压系统性能的主要要求是速度它对液压系统性能的主要要求是速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少。1-床身 2-动力滑台 3-动力头 4-主轴箱 5-刀具 6-工件 7

5、-夹具 8-工作台 9-底座 组合机床YT4543型组合机床液压动力滑台可以实现多种不同的工作循环，其中一种比较典型的工作循环是：快进一工进二工进死挡块停留快退停止。以YT4543型组合机床液压动力滑台为例分析其液压系统的工作原理和特点，其进给速度范围为6.6600mm/min，最大快进速度为7300mm/min，最大进给力4.5104N。该系统该系统采用限压式变量叶片泵供油，电液换向阀换向，行程阀实现采用限压式变量叶片泵供油，电液换向阀换向，行程阀实现快慢速度转换，串联调速阀实现两种工作进给速度的转换，快慢速度转换，串联调速阀实现两种工作进给速度的转换，其最高工作压力不大于其最高工作压力不大

6、于6.3MPa。液压滑台的工作循环是由固。液压滑台的工作循环是由固定在移动工作台侧面上的挡铁直接压行程阀换位或压行程开定在移动工作台侧面上的挡铁直接压行程阀换位或压行程开关控制电磁换向阀的通、断电顺序实现的。关控制电磁换向阀的通、断电顺序实现的。使液压缸使液压缸差动联接差动联接以实现快以实现快速运动速运动；系统中采用限压式变系统中采用限压式变量叶片泵供油量叶片泵供油；用行程阀和液控顺用行程阀和液控顺序阀实现快进与工序阀实现快进与工进的转换；进的转换；电液换向阀电液换向阀 (1)(1)快进快进使液压缸差动联接和变量泵以实现快速运动；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，

7、使之阀芯右移，左位进入工作状态。用二位二通用二位二通电磁换向阀实电磁换向阀实现一工进和二现一工进和二工进之间的速工进之间的速度换接。度换接。(2)第一次工进第一次工进 First Working Feed Movement 用行程阀、用行程阀、液控顺序阀实液控顺序阀实现快进与工进现快进与工进的转换的转换；在快进行程结在快进行程结束，滑台上的挡铁束，滑台上的挡铁压下行程阀压下行程阀。用二位二通电磁换向用二位二通电磁换向阀实现一工进和二工进阀实现一工进和二工进之间的速度换接之间的速度换接。为保证进给的尺为保证进给的尺寸精度，采用了死寸精度，采用了死挡铁停留来限位。挡铁停留来限位。当动力滑台第二次工

8、作进给终了碰上死挡铁后，液压缸停止不动，系统的压力进一步升高，达到压力继电器15的调定值时，发出电信号，使滑台退回。压力继电器发出压力继电器发出电信号后，电液换向电信号后，电液换向阀右位工作阀右位工作。这时系统的压力较低，变量泵2输出流量大，动力滑台快速退回。由于活塞杆的面积大约为活塞的一半，所以动力滑台快进、快退的速度大致相等。(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，电液换向阀处于中位，动力滑台停止运动，变量泵卸荷。表 液压系统的电磁铁和行程阀的动作表 1YA（1DT）2YA（2DT）3YA（3DT）行程阀 快进 导通 一工进+切断 二工进+切断 死挡铁停

9、留+切断 快退 +切断-导通 原位停止 导通 系统包含的基本回路：调速回路调速回路：采用了由限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，调速阀放在进油路上，回油经过背压阀；快速运动回路快速运动回路：采用限压式变量泵在低压时输出的流量大的特点，并采用差动连接来实现快速前进；换向回路换向回路：采用电液动换向阀实现换向，并由压力继电器的电信号控制换向信号；快速运动与工作进给的换接回路快速运动与工作进给的换接回路：采用行程换向阀实现速度的换接。同时利用换向后系统中的压力升高使液控顺序阀接通，系统由快速运动的差动联接转换为使回油直接排回油箱；两种工作进给的换接回路两种工作进给的换接回路：采用了两个调速阀串联

10、的回路结构。此液压系统具有以下特点：此液压系统具有以下特点：（1）系统采用了）系统采用了“限压式变量泵限压式变量泵-调速阀调速阀-背压阀背压阀”式调速回式调速回路，能保证稳定的低速运动（进给速度最小可达路，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（）、较好的速度刚性和较大的调速范围（R100)。（2）系统采用了限压式变量和差动连接式液压缸来实现快进，）系统采用了限压式变量和差动连接式液压缸来实现快进，能量利用比较合理。滑台停止运动时，换向阀使液压泵在低能量利用比较合理。滑台停止运动时，换向阀使液压泵在低压下卸荷，减少能量损耗。压下卸荷，减少能量

11、损耗。（3）系统采用了行程阀和顺序阀实现快进与工进换接，不仅）系统采用了行程阀和顺序阀实现快进与工进换接，不仅简化了油路，而且使动作可靠，换接精度亦比电气控制式高。简化了油路，而且使动作可靠，换接精度亦比电气控制式高。至于两个工进之间的换接则由于两者速度较低，采用电磁阀至于两个工进之间的换接则由于两者速度较低，采用电磁阀完全能保证换接精度。完全能保证换接精度。在数控车床上进行车削加工时，其自动化程度高，能获得较高的加工质量。目前，在数控车床上大多都应用了液压传动技术。下面介绍MJ-50型数控车床的液压系统。图7-2-1所示为该系统的原理图，它主要承担卡盘、回转刀架与刀盘及尾座套筒的驱动与控制。

12、它能实现卡盘的夹紧与松开、刀架的夹紧与松开、刀架的正转与反转、尾座套筒的伸出与缩回。液压系统中各电磁阀的电磁铁动作是由数控系统的PLC控制实现的。各电磁铁动作顺序表见7-2-1。系统的特点系统的特点 (1)系统采用单向变量液压泵供油，能量损失较小。(2)用换向阀控制卡盘，实现高低压夹紧的转换，并且可分别调节高压夹紧或低压夹紧力的大小。这样可根据工件情况调节夹紧力，操作方便简单。(3)用液压马达来控制刀架的正、反转，可实现无级调速。(4)用换向阀来实现套筒的伸缩转换，并可调节尾座套筒伸出工作时预紧力的大小，来适应不同工况的需要。(5)压力计14、15、16克分别显示系统相应处的压力，以便于故障诊

13、断和调试。数控加工中心是在数控机床基础上发展起来的多功能数控机床。数控机床和数控加工中心都采用计算机数控技术（简称CNC），在数控加工中心机床上配备有刀库和换刀机械手，可在一次装夹中完成对工件的钻、扩、铰、镗、铣、锪、螺纹加工、复杂曲面加工和测量等多道加工工序，是集机、电、液、气、计算机、自动控制等技术于一体的高效柔性自动化机床。数控加工中心机床各部分的动作均由计算机的指令控制，具有加工精度高、尺寸稳定性好、生产周期短、自动化程度高等优点，特别适合于加工形状复杂、精度要求高的多品种成批、中小批量及单件生产的工件，因此数控加工中心目前已在国内相关企业中普遍使用。系统特点（1）在加工中心中，液压系

14、统所承担的辅助动作的负载力较小，主要负载是运动部件的摩擦力和起动时的惯性力，因此一般采用压力在10MPa以下的中低压系统，且液压系统流量一般在30L/min以下。（2）加工中心在自动循环过程中，各个阶段流量需求的变化很大，并要求压力基本恒定。采用限压式变量泵与蓄能器组成的液压源，可以减小流量脉动、能量损失和系统发热，提高机床加工精度。（3）加工中心的主轴刀具需要的夹紧力较大，而液压系统其他部分需要的压力为中低，且受主轴结构的限制，不宜选用缸径较大的液压缸。采用增压器可以满足主轴刀具对夹紧力的要求。（4）在齿轮变速箱中，采用液压缸驱动滑移齿轮来实现两级变速，可以扩大伺服电动机驱动的主轴的调速范围

15、。（5）加工中心的主轴、垂直拖板、变速箱、主电动机等联成一体，由伺服电动机通过滚珠丝杠带动其上下移动。采用平衡阀平衡缸的平衡回路，可以保证加工精度，减小滚珠丝杠的轴向受力，且结构简单、体积小、质量轻。有些液压设备，如万能外圆磨床，要求工作部件必须具有良好的换向性能(平稳性和灵敏度)和必要的换向精度，如换向冲击要小，换向精度要高，超程量小，换向停留时间可调以及换向时间短等。对这样的液压系统，主要根据对工作部件换向精度控制的要求来设计，一般具有如下要求：(1)运动平稳性高，爬行起始速度低。(2)起动与制动迅速平稳，无冲击，换向精度高。(3)换向前停留时间可调。对上述换向要求，采用一般的换向阀是不能

16、满足的。M1432A型万能外圆磨床主要用于磨削IT5IT7精度的圆柱形或圆锥形外圆和内孔，表面粗糙度在Ra1.250.08之间。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，并能在0.054m/min之间无级调速，工作台换向平稳，起动制动迅速，换向精度高。(2)在装卸工件和测量工件时，为缩短辅助时间，砂轮架具有快速进退动作，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。(3)为方便装卸工件，尾架顶尖的伸缩采用液压传动。（）换向精度高换向精度高在同一速度下，换向点变动量（同速换向精度）应小于0.02mm；在不同速度下，换向点的变动量（异速换向精度）应小于0.2mm。

17、（）端点停留端点停留外圆磨削时砂轮一般不超越工件，为避免工件两端由于磨削时间短而出现尺寸偏大的情况，要求工作台在换向点能做短暂停留，停留时间应在05s范围内可调。（）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近时，为提高生产率和减小加工面表面粗糙度值，工作台需做短行程（13mm）、频率为100150 次min 的往复运动（又称抖动）。从以上分析可知，在外圆磨床液压系统中，如何合理地选择换向回路的形式，是液压系统的核心问题。图7-4-1所示为M1432A型万能外圆磨床的液压系统。由图可见，这个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的往复运动和砂轮架的间隙自动进给运动，其工

18、作情况如下。）该液压系统采用了活塞杆固定式双杆液压缸，保证了左、右两个方向运动速度一致，又减少了机床的占地面积。）系统采用了结构简单的节流阀式调速回路，功率损失小，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。此外，由于采用了回油节流调速回路，液压缸回油中有背压力，可以防止空气渗入液压系统，且有助于工作稳定和加速工作台的制动。）系统采用了HYY21/3P-25T型快跳操纵箱，结构紧凑，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做很短距离的高频抖动，有利于提高切入式磨削和阶梯轴（孔）磨削的加工质量。一概述 液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉

19、末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉伸、粉末冶金、压装等等。液压机多为立式，其中以四柱式液压机的结构布局最为典型，应用也最广泛。这种液压机有4个立柱，在4个立柱之间安置上、下两个液压缸。液压压力机对其液压系统的基本要求是：）为完成一般的压制工艺，要求主缸（上液压缸）驱动上滑块能实现“快速下行慢速加压保压延时快速返回原位停止”的工作循环；要求顶出缸（下液压缸）驱动下滑块实现“向上顶出停留向下退回原位停止”的动作循环。）液压系统中的压力要能经常变换和调节，并能产生较大的压制力（公称压力），以满足工作要求。）由于流量大、功率大、空行程和加压行

20、程的速度差异大，因此要求功率利用合理，工作平稳性和安全可靠性要高。二、YB32-200型液压压力机液压系统的工作原理 三、YB32-200型液压压力机液压系统的特点采用高压大流量恒功率变量泵供油，既符合工艺要求，又节省能量。利用活塞滑块自重的作用实现快速下行，并用充液筒对主缸充液。这种快速运动回路结构简单，使用元件少。采用液控单向阀、单向阀的密封性和液压管路及油路的弹性来保压，结构简单、造价低，比用泵保压节省功率，但要求液压缸等元件密封性能好。顺序阀使快进转换为工进时，动作平稳可靠，转换的位置精度比较高。至于两个工进之间的换接则由于两者速度都较低，采用电磁阀完全能保证换接精度。为防止高压系统的

21、换向冲击，本系统采用预泄换向阀，先使液压缸上腔压力释放降低后，再切换油路。上、下两液压缸动作的协调是由两个换向阀的互锁来保证的，只有当上缸换向阀处于中位时，下缸换向阀才能接通压力油。利用换向阀中位实现液压泵的卸荷。在两个液压缸各有一个安全阀实现过载保护。汽车起重机动性好，能以较快速度行走。采用液压起重机，承载能力大，可在有冲击、振动和环境较差的条件下工作。其执行元件需完成的动作较为简单，位置精度较低，大部分采用手动操纵，液压系统工作压力较高。因为是起重机械，所以保证安全是至关重要的。系统特点系统特点从图7-6-2可以看出，该液压系统由调压、调速、换向、锁紧、平衡、制动、多缸卸荷等回路组成，其性

22、能特点是（1）在调压回路中，用安全阀限制限制系统最高压力。（2）在调速回路中，用手动调节换向阀的开度大小来调整工作结构（起降机构除外）的速度，方便灵活，但劳动强度较大。（3）在锁紧回路中，采用由液控单向阀构成的双向液压锁将前后支腿锁定在一定位置上，工作可靠，且有效时间长。（4）在平衡回路中，采用经过改进的单向液控顺序阀作平衡阀，以防止在起升、吊臂伸缩和变幅作业过程中因重物自重而下降，工作可靠；但在一个方向有背压，造成一定的功率损耗。（5）在多缸卸荷回路中，采用三位换向阀M型中位机能并将油路串联起来，使任何一个工作机构可单独工作，也可在轻载下任意组合地同时动作；但6个换向阀串联，也使液压泵的卸荷压力增大。（6）在制动回路中，采用由单向节流阀和单作用制动缸构成的制动器，工作可靠，且制动动作快，松开动作慢，确保安全。