液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)

1、液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)液壓機(jī)是利用液壓傳動技術(shù)進(jìn)行壓力加工的設(shè)備，可以用來完成各種鍛壓及加壓成形加工。例如鋼材的鍛壓，金屬結(jié)構(gòu)件的成型，塑料制品和橡膠制品的壓制等。液壓機(jī)是最早應(yīng)用液壓傳動的機(jī)械之一，目前液壓傳動已成為壓力加工機(jī)械的主要傳動形式。在重型機(jī)械制造業(yè)、航空工業(yè)、塑料及有色金屬加工工業(yè)等之中，液壓機(jī)已成為重要設(shè)備。一、工況特點(diǎn)及對液壓系統(tǒng)的要求 液壓機(jī)的液壓傳動系統(tǒng)是以壓力變換為主，系統(tǒng)壓力高，流量大，功率大。因此，應(yīng)特別注意提高原動機(jī)功率利用率和防止泄壓時(shí)產(chǎn)生沖擊和振動，保證安全可靠。液壓機(jī)根據(jù)壓制工藝要求主缸能完成快速下行一減速壓制一保壓延時(shí)一泄壓回程一停止（任意位置）

2、的基本工作循環(huán)，而且壓力、速度和保壓時(shí)間需能調(diào)節(jié)。頂出液壓缸主要用來頂出工件，要求能實(shí)現(xiàn)頂出、退回、停止的動作。如薄板拉伸時(shí)，又要求頂出液壓缸上升、停止和壓力回程等輔助動作。有時(shí)還需用壓邊缸將坯料壓緊，以防止周邊起皺。液壓機(jī)以主運(yùn)動中主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)(主缸)可能輸出的最大壓力(噸位)作為液壓機(jī)主要規(guī)格，并已系列化。頂料缸的噸位常采用主缸噸位的20一50。擠壓機(jī)的頂出缸可采用主要噸位的l0左右。雙動拉伸液壓機(jī)的壓邊缸噸位，一般采用拉伸缸噸位的60左右。由壓力加工工藝需要來確定主缸的速度，一般在由泵直接供油的液壓系統(tǒng)中，其工作行程速度不超過50mms，快進(jìn)速度不超過300mms，快退速度與快進(jìn)速度相等

3、。四柱式萬能液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)圖示的YA32200四柱式萬能液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，用以概括地說明液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)工作原理。YA32200四柱式萬能液壓機(jī)的工作循環(huán)圖如圖所示。該液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)有主油路、輔助油路和低壓控制油路三部分組成。主油路和輔助油路能源為大流量的恒功率變量泵3，控制油路的能源是低壓泵1。主缸工作壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥9來調(diào)整。運(yùn)動速度由改變泵3的流量來調(diào)節(jié)利用液控單向閥14(充液閥)來實(shí)現(xiàn)快慢速度轉(zhuǎn)換。主缸的上下和保壓以及缸的頂出和頂退，都由相應(yīng)的閥來控制。 表1動畫演示    二油路分析1. 主缸的運(yùn)動(1).快速下行。在主缸快速下行的起初階段

4、，尚未觸及工件時(shí)，主缸活塞在自重作用下迅速下行。這時(shí)泵3的流量還不足以補(bǔ)充主缸上腔孔處的體積，因而上腔形成真空。處于液壓機(jī)頂部的充液筒18在大氣壓作用下，打開液控單向閥14向主缸上腔加油，使之充滿油液，以便主缸活塞下行到接觸工件時(shí)，能立即進(jìn)行加壓。進(jìn)油：變量泵3-> 電液換向閥10-> 向閥16->主缸上腔充液筒18->液控單向閥14回油：主缸下腔->液控單向閥12->電液換向閥10-> 電液換向閥4->油箱 (2)減速加壓。主缸活塞接觸工件后，阻力增加，上腔油液升高，關(guān)閉液控單向閥14。這是只有泵3繼續(xù)向主缸上腔供高壓油，推動活塞慢速

5、下行，對工件加壓。主缸下腔排油將液控單向閥12封閉，經(jīng)背壓閥13回油箱。這樣，當(dāng)快速行程轉(zhuǎn)為工作行程時(shí)，速度減低，從而避免了液壓沖擊。系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程調(diào)壓閥9可使液壓機(jī)在不同的壓力下工作：安全閥8用于防止系統(tǒng)超載。進(jìn)油：變量泵3->電液換向閥10->單向閥16->主缸上腔回油：主缸下腔->背壓閥13->電液換向閥10->電液換向閥4->油箱   (3)保壓延時(shí)。當(dāng)主缸上腔的油液達(dá)到要求的數(shù)值時(shí)，由壓力繼電器17發(fā)信號，使電液換向閥10回復(fù)中位，將主缸上下腔油液封閉。這時(shí)泵3也泄荷，而單向閥16背高壓油自動關(guān)閉，主缸上腔進(jìn)入保壓

6、狀態(tài)。但這種實(shí)現(xiàn)保壓的方法要求主缸活塞、單向閥、（保壓閥）及其間的管道具有很高的密閉性能，若泄漏較大，壓力會迅速下降，無法實(shí)現(xiàn)保壓。在保壓過程中變量泵3的壓力油經(jīng)換向閥10和4回油箱，使泵卸荷。進(jìn)油：無回油：變量泵3->電液換向閥10->電液換向閥4->油箱   (4)泄壓回程。保壓時(shí)主缸上腔油液的壓縮和管道膨脹儲存了能量，而使其上腔的油壓很高，再加上主缸為差動油缸，所以當(dāng)電液換向閥10很快切換到回程位置，會使回程開始的短時(shí)間內(nèi)泵3及主缸下腔的油壓升得很高，比保壓時(shí)主油路的壓力還要高得多，以致引起沖擊和振動。所以保壓后必須先逐漸泄壓然后再回程，以

7、防沖擊和振動發(fā)生。該液壓系統(tǒng)保壓完畢，壓力繼電器17控制時(shí)間繼電器TS發(fā)信號(定程成形時(shí)，由擋鐵壓行程開關(guān)XK3,發(fā)信號)，使各閥處于回程位置，回程開始。主缸上腔高壓油打開泄壓閥15并且液控單向閥14也被打開，使泵3來的油經(jīng)泄壓閥15中的阻尼孔(形成一定阻力)回油箱，泵3成為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)主缸活塞并不馬上回程，待上腔壓力降低，泄壓閥被關(guān)閉后，泵3的油才能進(jìn)入主缸下腔開始回程。主油路：先卸壓：進(jìn)油：變量泵3->電液換向閥10->液控單向閥14開回油：變量泵3->電液換向閥10 ->泄壓閥15-> 油箱主缸上腔 -> 液控單向閥14 -> 充液筒18（大

8、量）  (5)泄壓回程:主油路：后回程：進(jìn)油：變量泵3->電液換向閥10->液控單向閥12->主缸下腔回油：主缸上腔->液控單向閥14->充液筒18（大量）  (6)回程停止。當(dāng)主缸擋鐵壓行程開關(guān)XK1時(shí)，使各閥處于停止位置，主缸活塞回程停止。變量泵3經(jīng)電液換向閥10和4卸荷。進(jìn)油：無回油：變量泵3->電液換向閥10->電液換向閥4->油箱   2頂出缸的運(yùn)動頂出缸的動作是在主缸停止時(shí)才能進(jìn)行的，因?yàn)檫M(jìn)入頂出缸的壓力油，經(jīng)過缸油路的電液換向閥10后，才通入頂出缸油路的電液換向閥

9、4的。電液換向閥10處在中間位置即主缸停止運(yùn)動時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)定出和頂退運(yùn)動，保證免除誤動作。(1). 頂出。按下按鈕A3，使電液換向閥4在左位工作，從泵3來的壓力油進(jìn)入頂出缸下腔，頂出缸的活塞上升將工件頂出。進(jìn)油：變量泵3->電液換向閥10->電液換向閥4->頂出缸下腔回油：頂出缸上腔->電液換向閥4->油箱  (2)頂退按下按鈕A5，使電液換向閥4在右位工作，從泵3來的壓力油進(jìn)入頂出缸上腔，頂出缸的活塞向下退回。進(jìn)油：變量泵3->電液換向閥10->電液換向閥4->頂出缸上腔回油：頂出缸下腔->電液換向閥->油箱&#

10、160;  (3)停止。按下按鈕A5，使各閥處于停止位置，頂出缸活塞停止運(yùn)動。進(jìn)油：無回油；變量泵3->電液換向閥10->電磁換向閥4->油箱頂出缸上腔->電液換向閥4->油箱   (4)壓邊。作薄板拉伸時(shí)的壓邊動作，頂出缸停止在頂出位置。這時(shí)頂出缸下腔油液被電液換向閥4封閉，所以當(dāng)主缸活塞下壓時(shí)，頂出缸活塞被迫隨之下行(此時(shí)閥4中位，泵3卸荷)，頂出缸下腔的油液只能經(jīng)固定節(jié)流器和溢流閥6緩慢流回油箱，從而建立起所需的溢流閥6用來調(diào)節(jié)壓邊壓力；安全閥5是當(dāng)固定節(jié)流器7阻塞時(shí)起安全作用。主油路： 進(jìn)油：變量泵3-&g

11、t;電液換向閥10->單向閥16->主缸上腔 回油：主缸下腔->背壓閥13->電液換向閥10->電液換向閥4->油箱 輔助油路：開始：頂出缸處頂出位，油路同頂出主缸活塞下行時(shí)，頂出缸活塞被迫下行，此時(shí)回油：頂出缸下腔->固定節(jié)流器7->溢流閥6->油停止。按下按鈕A5，使各閥處于停止位置，頂出缸活塞停止運(yùn)動。進(jìn)油：無回油:變量泵3->電液換向閥10->電磁換向閥4->油箱頂出缸上腔->電液換向閥4->油箱 3.靜止時(shí)下滑問題： 液壓機(jī)主缸活塞及其所帶的滑塊往往很重，為防止活塞回程停止后，因泄漏或其它或

12、其他原因(如泵電機(jī)突然掉電)而自動下滑，回路中裝有液控單向閥12和背壓閥13來封閉主缸下腔的油液，起支承平衡作用，保證主缸活塞可靠地停留在任何位置。但為防止因閥12失靈(不通)使主缸下腔產(chǎn)生超高壓事故，背壓閥13起安全作用。其背壓所產(chǎn)生的抗力，足以支持活塞及其所帶動的滑塊的自重，即光靠自重?zé)o法頂開背壓閥13，所以活塞不會自動下落。 4.液壓機(jī)工作缸的換向及其低壓控制：主液壓缸和頂出液壓缸的換向都由電液換向閥擔(dān)當(dāng)。為使兩缸動作協(xié)調(diào)，兩個(gè)電液換向閥4和10這樣配置，即主缸油路的回油要經(jīng)過頂出缸油路的電液換向閥4才能回油箱，從而保證了頂出缸停止動作時(shí)，主缸才能運(yùn)動。而且頂出缸的進(jìn)油要經(jīng)過控制主缸油路

13、的閥10，這就保證了主缸處于停止時(shí)，頂出缸才能運(yùn)動。當(dāng)液壓機(jī)系統(tǒng)壓力高時(shí)，為避免換向沖擊，電液換向閥由外控供油，必須有低壓控制油路，不宜直接引用主油路的高壓油。該系統(tǒng)采用單獨(dú)的小流量輔助液壓泵作為能源的低壓控制油路，壓力穩(wěn)定，工作可靠。 三 液壓系統(tǒng)的分析： （1）液壓機(jī)工作循環(huán)中，壓力、形成速度和流量變化較大，泵的輸出功率也較大。如何滿足液壓機(jī)工作循環(huán)要求，又使能量消耗最小，是液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)中要考慮的問題。 通常有兩種供油方案：一種是采用高低壓泵組，用一個(gè)高壓小流量柱塞泵和一個(gè)低壓大流量齒輪泵組合起來向系統(tǒng)供油；另一種是采用恒功率變量柱塞泵向系統(tǒng)供油，以滿足低壓快速行程和高壓慢速行程的要求。(2)在不增加主油泵功率的前提下提高快速行程速度以提高生產(chǎn)率，其基本方法是增加低壓供油的流量或減小活塞面積，可采用自重充液、蓄能器強(qiáng)制充液、快速缸、輔助缸或差動回路宋提高低壓快速行程的速度。當(dāng)快速行程轉(zhuǎn)為慢速工作行程時(shí)，為了避免沖擊，可通過減速回路減速。(3)立式液壓機(jī)為使滑塊可靠地停留在任何位置，須采用平衡回路，可根據(jù)具體要求選用各種基本回路來組合。(4)由于液壓機(jī)主油路壓力較高，