典型液壓系統(tǒng)

1、第八章 典型液壓系統(tǒng)近年來，液壓傳動(dòng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于很多工程技術(shù)領(lǐng)域，由于液壓系統(tǒng)所服務(wù)的主機(jī)的工作循環(huán)、動(dòng)作特點(diǎn)等各不相同，相應(yīng)的各液壓系統(tǒng)的組成、作用和特點(diǎn)也不盡相同。以下通過對(duì)幾個(gè)典型液壓系統(tǒng)的分析，進(jìn)一步熟悉各液壓元件在系統(tǒng)中的作用和各種基本回路的組成，并掌握分析液壓系統(tǒng)的方法和步驟。閱讀一個(gè)較為復(fù)雜的液壓系統(tǒng)圖，大致可按以下步驟進(jìn)行：(1) 了解設(shè)備的工藝對(duì)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求；(2) 初步游覽整個(gè)系統(tǒng)，了解系統(tǒng)中包含有哪些元件，并以各個(gè)執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)。(3) 對(duì)每一子系統(tǒng)進(jìn)行分析，搞清楚其中含有哪些基本回路，然后根據(jù)執(zhí)行元件的動(dòng)作要求，參照動(dòng)作循環(huán)表讀懂這一

2、子系統(tǒng)。(4) 根據(jù)液壓設(shè)備中各執(zhí)行元件間互鎖、同步、防干涉等要求，分析各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系。(5) 在全面讀懂系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)整個(gè)系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)，以加深對(duì)系統(tǒng)的理解。第一節(jié) 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)一、組合機(jī)床液壓系統(tǒng)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)主要由通用滑臺(tái)和輔助部分（如定位、夾緊）組成。動(dòng)力滑臺(tái)本身不帶傳動(dòng)裝置，可根據(jù)加工需要安裝不同用途的主軸箱，以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、刮端面、銑削及攻絲等工序。圖81液壓系統(tǒng)工作原理  所示為帶有液壓夾緊的他驅(qū)式動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)原理圖，這個(gè)系統(tǒng)采用限壓式變量泵供油，并配有二位二通電磁閥卸荷，變量泵與進(jìn)油路的調(diào)速閥組成容積節(jié)流調(diào)速回路，用電液換向閥控制液壓系統(tǒng)

3、的主油路換向，用行程閥實(shí)現(xiàn)快進(jìn)和工進(jìn)的速度換接。它可實(shí)現(xiàn)多種工作循環(huán)，下面以定位夾緊快進(jìn)工進(jìn)二工進(jìn)死擋鐵停留快退原位停止松開工件的自動(dòng)工作循環(huán)為例，說明液壓系統(tǒng)的工作原理。1. 夾緊工件 夾緊油路一般所需壓力要求小于主油路，故在夾緊油路上裝有減壓閥6，以減低夾緊缸的壓力。 按下啟動(dòng)按鈕，泵啟動(dòng)并使電磁鐵4DT通電，夾緊缸24松開以便安裝并定位工件。當(dāng)工件定好位以后，發(fā)出訊號(hào)使電磁鐵4DT斷電，夾緊缸活塞夾緊工作。其油路：泵1單向閥5減壓閥6單向閥7換向閥11左位夾緊缸上腔，夾緊缸下腔的回油換向閥11左位回油箱。于是夾緊缸活塞下移夾緊工件。單向閥7用以保壓。2.進(jìn)給缸快進(jìn)前進(jìn) 當(dāng)工件夾緊后，油壓

4、升高壓力繼電器14發(fā)出訊號(hào)使1DT通電，電磁換向閥13和液動(dòng)換向閥9均處于左位。其油路為：進(jìn)油路：泵1單向閥5液動(dòng)閥9左位行程閥23右位進(jìn)給缸25左腔 回油路：進(jìn)給缸25右腔液動(dòng)閥9左位單向閥10行程閥23右位進(jìn)給缸25左腔。于是形成差動(dòng)連接，液壓缸25快速前進(jìn)。因快速前進(jìn)時(shí)負(fù)載小，壓力低，故順序閥4打不開（其調(diào)節(jié)壓力應(yīng)大于快進(jìn)壓力），變量泵以調(diào)節(jié)好的最大流量向系統(tǒng)供油。3.一工進(jìn) 當(dāng)滑臺(tái)快進(jìn)到達(dá)預(yù)定位置（即刀具趨近工件位置），擋鐵壓下行程閥23，于是調(diào)速閥12接入油路，壓力油必須經(jīng)調(diào)速閥12才能進(jìn)入進(jìn)給缸左腔，負(fù)載增大，泵的壓力升高，打開液控順序閥4，單向閥10被高壓油封死，此時(shí)油路為：進(jìn)油

5、路：泵1單向閥5換向閥9左位調(diào)速閥12換向閥20右位進(jìn)給缸25左腔回油路：進(jìn)給缸25右腔換向閥9左位順序閥4背壓閥3油箱。 一工進(jìn)的速度由調(diào)速閥12調(diào)節(jié)。由于此壓力升高到大于限壓式變量泵的限定壓力pB，泵的流量便自動(dòng)減小到與調(diào)速閥的節(jié)流量相適應(yīng)。4.二工進(jìn) 當(dāng)?shù)谝还みM(jìn)到位時(shí)，滑臺(tái)上的另一擋鐵壓下行程開關(guān)，使電磁鐵3DT通電，于是閥20左位接入油路，由泵來的壓力油須經(jīng)調(diào)速閥12和19才能進(jìn)入25的左腔。其他各閥的狀態(tài)和油路與一工進(jìn)相同。二工進(jìn)速度由調(diào)速閥19來調(diào)節(jié)，但閥19的調(diào)節(jié)流量必須小于閥12的調(diào)節(jié)流量，否則調(diào)速閥19將不起作用。5.死擋鐵停留 當(dāng)被加工工件為不通孔且軸向尺寸要求嚴(yán)格，或需刮

6、端面等情況時(shí)，則要求實(shí)現(xiàn)死擋鐵停留。當(dāng)滑臺(tái)二工進(jìn)到位碰上預(yù)先調(diào)好的死擋鐵，活塞不能再前進(jìn)，停留在死擋鐵處，停留時(shí)間用壓力繼電器21和時(shí)間繼電器（裝在電路上）來調(diào)節(jié)和控制。6.快速退回 滑臺(tái)在死擋鐵上停留后，泵的供油壓力進(jìn)一步升高，當(dāng)壓力升高到壓力繼電器21的預(yù)調(diào)動(dòng)作壓力時(shí)（這時(shí)壓力繼電器入口壓力等于泵的出口壓力，其壓力增值主要決定于調(diào)速閥19的壓差），壓力繼電器21發(fā)出信號(hào)，使1DT斷電，2DT通電，換向閥13和9均處于右位。這時(shí)油路為：進(jìn)油路：泵1單向閥5換向閥9右位進(jìn)給缸25右腔?；赜吐罚哼M(jìn)給缸25左腔單向閥22換向閥9右位單向閥8油箱。 于是液壓缸25便快速左退。由于快速時(shí)負(fù)載壓力?。ㄐ?/p>

7、于泵的限定壓力pB）,限壓式變量泵便自動(dòng)以最大調(diào)節(jié)流量向系統(tǒng)供油。又由于進(jìn)給缸為差動(dòng)缸，所以快退速度基本等于快進(jìn)速度。7.進(jìn)給缸原位停止，夾緊缸松開 當(dāng)進(jìn)給缸左退到原位，擋鐵碰行程開關(guān)發(fā)出信號(hào)，使2DT、3DT斷電，同時(shí)使4DT通電，于是進(jìn)給缸停止，夾緊缸松開工件。當(dāng)工件松開后，夾緊缸活塞上擋鐵碰行程開關(guān)，使5DT通電，液壓泵卸荷，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。當(dāng)下一個(gè)工件安裝定位好后，則又使4DT、5DT均斷電，重復(fù)上述步驟。二、液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)本系統(tǒng)采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成容積節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，把調(diào)速閥裝在進(jìn)油路上，而在回油路上加背壓閥。這樣就獲得了較好的低速穩(wěn)定性、較大的調(diào)速范圍和較高的效率。而且當(dāng)滑

8、臺(tái)需死擋鐵停留時(shí)，用壓力繼電器發(fā)出信號(hào)實(shí)現(xiàn)快退比較方便。采用限壓式變量泵并在快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，不僅使快進(jìn)速度和快退速度相同(差動(dòng)缸)，而且比不采用差動(dòng)連接的流量可減小一倍，其能量得到合理利用，系統(tǒng)效率進(jìn)一步得到提高。采用電液換向閥使換向時(shí)間可調(diào)，改善和提高了換向性能。采用行程閥和液控順序閥來實(shí)現(xiàn)快進(jìn)與工進(jìn)的轉(zhuǎn)換，比采用電磁閥的電路簡(jiǎn)化，而且使速度轉(zhuǎn)換動(dòng)作可靠，轉(zhuǎn)換精度也較高。此外，用兩個(gè)調(diào)速閥串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)兩次工進(jìn)，使轉(zhuǎn)換速度平穩(wěn)而無沖擊。夾緊油路中串接減壓閥，不僅可使其壓力低于主油路壓力，而且可根據(jù)工件夾緊力的需要來調(diào)節(jié)并穩(wěn)定其壓力；當(dāng)主系統(tǒng)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，即使主油路壓力低于減壓閥所調(diào)壓力，因?yàn)橛?/p>

9、單向閥7的存在，夾緊系統(tǒng)也能維持其壓力(保壓)。夾緊油路中采用二位四通閥11，它的常態(tài)位置是夾緊工件，這樣即使在加工過程中臨時(shí)停電，也不至于使工件松開，保證了操作安全可靠。本系統(tǒng)可較方便地實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)作循環(huán)。例如可實(shí)現(xiàn)多次工進(jìn)和多級(jí)工進(jìn)。工作進(jìn)給速度的調(diào)速范圍可達(dá)6.6660mm/min，而快進(jìn)速度可達(dá)7m/min。所以它具有較大的通用性。此外，本系統(tǒng)采用兩位兩通閥卸荷，比用限壓式變量泵在高壓小流量下卸荷方式的功率消耗要小。第二節(jié) M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)一、機(jī)床液壓系統(tǒng)的功能M1432A型萬能外圓磨床主要用于磨削IT5IT7精度的圓柱形或圓錐形外圓和內(nèi)孔，表面粗糙度在Ra1.250.

10、08之間。該機(jī)床的液壓系統(tǒng)具有以下功能：1.能實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并能在0.054m/min之間無級(jí)調(diào)速，工作臺(tái)換向平穩(wěn)，起動(dòng)制動(dòng)迅速，換向精度高。2.在裝卸工件和測(cè)量工件時(shí)，為縮短輔助時(shí)間，砂輪架具有快速進(jìn)退動(dòng)作，為避免慣性沖擊，控制砂輪架快速進(jìn)退的液壓缸設(shè)置有緩沖裝置。3.為方便裝卸工件，尾架頂尖的伸縮采用液壓傳動(dòng)。4.工作臺(tái)可作微量抖動(dòng)：切入磨削或加工工件略大于砂輪寬度時(shí)，為了提高生產(chǎn)率和改善表面粗糙度，工作臺(tái)可作短距離(13mm)、頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)(100150次/min)。5.傳動(dòng)系統(tǒng)具有必要的聯(lián)鎖動(dòng)作：(1)工作臺(tái)的液動(dòng)與手動(dòng)聯(lián)鎖，以免液動(dòng)時(shí)帶動(dòng)手輪旋轉(zhuǎn)引起工傷事故。(2)砂輪架

11、快速前進(jìn)時(shí)，可保證尾架頂尖不后退，以免加工時(shí)工件脫落。(3)磨內(nèi)孔時(shí)，為使砂輪不后退，傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有與砂輪架快速后退聯(lián)鎖的機(jī)構(gòu)，以免撞壞工件或砂輪。(4)砂輪架快進(jìn)時(shí)，頭架帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，冷卻泵啟動(dòng)；砂輪架快速后退時(shí)，頭架與冷卻泵電機(jī)停轉(zhuǎn)。二、液壓系統(tǒng)的工作原理圖8-2為M1432型外圓磨床液壓系統(tǒng)原理圖。其工作原理如下：圖8-2M1432A型萬能外圓磨床1先導(dǎo)閥2換向閥3開停閥4互鎖缸5節(jié)流閥6抖動(dòng)缸7擋塊8選擇閥9進(jìn)給閥10進(jìn)給缸11尾架換向閥12快動(dòng)換向閥13閘缸14快動(dòng)缸15尾架缸16潤(rùn)滑穩(wěn)定器17油箱18粗過濾器19油泵20溢流閥21精過濾器22工作臺(tái)進(jìn)給缸1.工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(1)

12、工作臺(tái)右行：如圖所示狀態(tài)，先導(dǎo)閥、換向閥閥芯均處于右端，開停閥處于右位。其主油路為：進(jìn)油路：液壓泵19換向閥2右位(PA)液壓缸2右腔；回油路：液壓缸9左腔換向閥2右位(BT2)先導(dǎo)閥1右位開停閥3右位節(jié)流閥5油箱。液壓油推液壓缸帶動(dòng)工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度由節(jié)流閥來調(diào)節(jié)。(2)工作臺(tái)左行：當(dāng)工作臺(tái)右行到預(yù)定位置，工作臺(tái)上左邊的擋塊撥與先導(dǎo)閥1的閥芯相連接的杠桿，使先導(dǎo)閥芯左移，開始工作臺(tái)的換向過程。先導(dǎo)閥閥芯左移過程中，其閥芯中段制動(dòng)錐A的右邊逐漸將回油路上通向節(jié)流閥5的通道(D2T)關(guān)小，使工作臺(tái)逐漸減速制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制動(dòng)；當(dāng)先導(dǎo)閥閥芯繼續(xù)向左移動(dòng)到先導(dǎo)閥芯右部環(huán)形槽，使a2點(diǎn)與高壓油路a

13、2相通，先導(dǎo)閥芯左部環(huán)槽使a1a1接通油箱時(shí)，控制油路被切換。這時(shí)借助于抖動(dòng)缸推動(dòng)先導(dǎo)閥向左快速移動(dòng)(快跳)。其油路是： 進(jìn)油路：泵19精濾油器21先導(dǎo)閥1左位(a2a2)抖動(dòng)缸6左端?；赜吐罚憾秳?dòng)缸6右端先導(dǎo)閥1左位(a1a1)油箱。因?yàn)槎秳?dòng)缸的直徑很小，上述流量很小的壓力油足以使之快速右移，并通過杠桿使先導(dǎo)閥芯快跳到左端，從而使通過先導(dǎo)閥到達(dá)換向閥右端的控制壓力油路迅速打通，同時(shí)又使換向閥左端的回油路也迅速打通(暢通)。這時(shí)的控制油路是：進(jìn)油路：泵19精濾油器21先導(dǎo)閥1左位(a2a2)單向閥I2換向閥2右端。回油路：換向閥2左端回油路在換向閥芯左移過程中有三種變換。首先：換向閥2左端b1

14、先導(dǎo)閥1左位(a1a1)油箱。換向閥芯因回油暢通而迅速左移，實(shí)現(xiàn)第一次快跳。當(dāng)換向閥芯1快跳到制動(dòng)錐C的右側(cè)關(guān)小主回油路 (BT2)通道，工作臺(tái)便迅速制動(dòng)(終制動(dòng))。換向閥芯繼續(xù)迅速左移到中部臺(tái)階處于閥體中間沉割槽的中心處時(shí)，液壓缸兩腔都通壓力油，工作臺(tái)便停止運(yùn)動(dòng)。換向閥芯在控制壓力油作用下繼續(xù)左移，換向閥芯左端回油路改為：換向閥2左端節(jié)流閥J1先導(dǎo)閥1左位油箱。這時(shí)換向閥芯按節(jié)流閥(停留閥)J1調(diào)節(jié)的速度左移由于換向閥體中心沉割槽的寬度大于中部臺(tái)階的寬度，所以閥芯慢速左移的一定時(shí)間內(nèi)，液壓缸兩腔繼續(xù)保持互通，使工作臺(tái)在端點(diǎn)保持短暫的停留。其停留時(shí)間在05s內(nèi)由節(jié)流閥J1、J2調(diào)節(jié)。最后當(dāng)換向

15、閥芯慢速左移到左部環(huán)形槽與油路(b1b1)相通時(shí)，換向閥左端控制油的回油路又變?yōu)閾Q向閥2左端油路b1換向閥2左部環(huán)形槽油路b1先導(dǎo)閥1左位油箱。這時(shí)由于換向閥左端回油路暢通，換向閥芯實(shí)現(xiàn)第二次快跳，使主油路迅速切換，工作臺(tái)則迅速反向啟動(dòng)(左行)。這時(shí)的主油路是：進(jìn)油路：泵19換向閥2左位(PB)液壓缸22左腔?；赜吐罚阂簤焊?2右腔換向閥2左位 (AT1)先導(dǎo)閥1左位(D1T)開停閥3右位節(jié)流閥5油箱。當(dāng)工作臺(tái)左行到位時(shí)，工作臺(tái)上的擋鐵又碰杠桿推動(dòng)先導(dǎo)閥右移，重復(fù)上述換向過程。實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)換向。2.工作臺(tái)液動(dòng)與手動(dòng)的互鎖工作臺(tái)液動(dòng)與手動(dòng)的互鎖是由互鎖缸4來完成的。當(dāng)開停閥3處于圖8-2所示

16、位置時(shí)，互鎖缸4的活塞在壓力油的作用下壓縮彈簧并推動(dòng)齒輪Z1和Z2脫開，這樣，當(dāng)工作臺(tái)液動(dòng)(往復(fù)運(yùn)動(dòng))時(shí)，手輪不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)開停閥3處于左位時(shí)，互鎖缸4通油箱，活塞在彈簧力的作用下帶著齒輪Z2移動(dòng)，Z2與Z1嚙合，工作臺(tái)就可用手搖機(jī)構(gòu)搖動(dòng)。3.砂輪架的快速進(jìn)、退運(yùn)動(dòng)砂輪架的快速進(jìn)退運(yùn)動(dòng)是由手動(dòng)二位四通換向閥12(快動(dòng)閥)來操縱，由快動(dòng)缸來實(shí)現(xiàn)的。在圖8-2所示位置時(shí)，快動(dòng)閥右位接入系統(tǒng)，壓力油經(jīng)快動(dòng)閥12右位進(jìn)入快動(dòng)缸14右腔，砂輪架快進(jìn)到前端位置，快進(jìn)終點(diǎn)是靠活塞與缸體端蓋相接觸來保證其重復(fù)定位精度；當(dāng)快動(dòng)缸左位接入系統(tǒng)時(shí)，砂輪架快速后退到最后端位置。為防止砂輪架在快速運(yùn)動(dòng)到達(dá)前后終點(diǎn)處產(chǎn)生沖

17、擊，在快動(dòng)缸兩端設(shè)緩沖裝置，并設(shè)有抵住砂輪架的閘缸13，用以消除絲杠和螺母間的間隙。手動(dòng)換向閥12(快動(dòng)閥)的下面裝有一個(gè)自動(dòng)啟、閉頭架電動(dòng)機(jī)和冷卻電動(dòng)機(jī)的行程開關(guān)和一個(gè)與內(nèi)圓磨具聯(lián)鎖的電磁鐵(圖上均未畫出)。當(dāng)手動(dòng)換向閥12(快動(dòng)閥)處于右位使砂輪架處于快進(jìn)時(shí)，手動(dòng)閥的手柄壓下行程開關(guān)，使頭架電動(dòng)機(jī)和冷卻電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)翻下內(nèi)圓磨具進(jìn)行內(nèi)孔磨削時(shí)，內(nèi)圓磨具壓另一行程開關(guān)，使聯(lián)鎖電磁鐵通電吸合，將快動(dòng)閥鎖住在左位(砂輪架在退的位置)，以防止誤動(dòng)作，保證安全。4.砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由選擇閥8、進(jìn)給閥9、進(jìn)給缸10通過棘爪、棘輪、齒輪、絲杠來完成的。選擇閥8根據(jù)加工需要可以使砂

18、輪架在工件左端或右端時(shí)進(jìn)給，也可在工件兩端都進(jìn)給(雙向進(jìn)給)，也可以不進(jìn)給，共四個(gè)位置可供選擇。圖8-2所示為雙向進(jìn)給，周期進(jìn)給油路：壓力油從a1點(diǎn)J4進(jìn)給閥9右端；進(jìn)給閥9左端I3a2先導(dǎo)閥1油箱。進(jìn)給缸10d進(jìn)給閥9c1選擇閥8a2先導(dǎo)閥1油箱，進(jìn)給缸柱塞在彈簧力的作用下復(fù)位。當(dāng)工作臺(tái)開始換向時(shí)，先導(dǎo)閥換位(左移)使a2點(diǎn)變高壓、a1點(diǎn)變?yōu)榈蛪?回油箱)；此時(shí)周期進(jìn)給油路為：壓力油從a2點(diǎn)J3進(jìn)給閥9左端；進(jìn)給閥9右端I4a1點(diǎn)先導(dǎo)閥1油箱，使進(jìn)給閥右移；與此同時(shí)，壓力油經(jīng)a2點(diǎn)選擇閥8c1進(jìn)給閥9d進(jìn)給缸10，推進(jìn)給缸柱塞左移，柱塞上的棘爪撥棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，通過齒輪等推砂輪架進(jìn)給一次。

19、在進(jìn)給閥活塞繼續(xù)右移時(shí)堵住c1而打通c2，這時(shí)進(jìn)給缸右端d進(jìn)給閥c2選擇閥a1先導(dǎo)閥a1油箱，進(jìn)給缸在彈簧力的作用下再次復(fù)位。當(dāng)工作臺(tái)再次換向，再周期進(jìn)給一次。若將選擇閥轉(zhuǎn)到其他位置，如右端進(jìn)給，則工作臺(tái)只有在換向到右端才進(jìn)給一次，其進(jìn)給過程不再贅述。從上述周期進(jìn)給過程可知，每進(jìn)給一次是由一股壓力油(壓力脈沖)推進(jìn)給缸柱塞上的棘爪撥棘輪轉(zhuǎn)一角度。調(diào)節(jié)進(jìn)給閥兩端的節(jié)流閥J3、J4就可調(diào)節(jié)壓力脈沖的時(shí)期長(zhǎng)短，從而調(diào)節(jié)進(jìn)給量的大小。5.尾架頂尖的松開與夾緊尾架頂尖只有在砂輪架處于后退位置時(shí)才允許松開。為操作方便，采用腳踏式二位三通閥11(尾架閥)來操縱，由尾架缸15來實(shí)現(xiàn)。由圖可知，只有當(dāng)快動(dòng)閥12處于左位、砂輪架處于后退位置，腳踏尾架閥處于右位時(shí)，才能有壓力油通過尾架閥進(jìn)入尾架缸推杠桿撥尾頂尖松開工件。