項目七 典型液壓傳動系統(tǒng)

1、項目七 典型液壓傳動系統(tǒng)學習目標掌握典型液壓系統(tǒng)的組成、工作原理；培養(yǎng)學生對較復雜液壓系統(tǒng)的識圖能力；培養(yǎng)學生對典型液壓系統(tǒng)工作過程的分析能力；培養(yǎng)學生對典型液壓系統(tǒng)的安裝與調試能力；培養(yǎng)培養(yǎng)學生對典型液壓系統(tǒng)的故障診斷及排除能力 主 要 內 容任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)任務3 數(shù)控機床液壓系統(tǒng)任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)一、概述外圓磨床分為普通外圓磨床和萬能外圓磨床，其中萬能外圓磨床是應用最廣泛的磨床。在外圓磨床上可磨削各種軸類和套筒類工件的外圓柱面、外圓錐面以及臺階軸端面等。圖7-1是M1432A型萬能外圓磨床的外形圖。 任務1 M1

2、432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)M1432A型萬能外圓磨床的外形圖1-床身；2-頭架；3-工作臺；4-內圓磨具；5-砂輪架；6-尾座；7-腳踏操縱板；8-橫向進給手輪圖7-1 M1432A型萬能外圓磨床的外形圖 任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)磨削外圓表面的工作過程：工件夾在頭架卡盤里，尾架頂尖頂緊工件，頭架驅動工件轉動，工作臺往復運動，砂輪架快速前進，砂輪電機驅動砂輪轉動，磨削工件。工件磨削完成時，砂輪架快退，工作臺往復運動停止，松開頂尖取下工件。在這些運動中，除了砂輪與工件的旋轉由電動機驅動外，其余的運動均由液壓傳動來實現(xiàn)。任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)M1432A型萬

3、能外圓磨床液壓系統(tǒng)如圖7-2所示。液壓傳動系統(tǒng)由工作臺直線往復運動、砂輪架橫向快速進退運動、砂輪架周期進給、尾座頂尖的自動松開及機床導軌潤滑系統(tǒng)組成。 任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)二、M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)工作原理1工作臺往復運動在液壓系統(tǒng)圖的狀態(tài)下，當開停閥處于“開”的位置（右位）時，節(jié)流閥也被打開，先導閥芯和換向閥芯都處于右端位置，壓力油進入缸右腔，缸左腔回油，因而工作臺向右運動，主油路的油液流動情況為：進油路：液壓泵換向閥（右位）工作臺液壓缸右腔；回油路：工作臺液壓缸左腔換向閥（右位）先導閥（右位）開停閥（右位）節(jié)流閥油

4、箱。任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)當工作臺向右移到預定位置時，工作臺上的左擋塊撥動先導閥閥芯，并使它最終處于左端的位置上。這時控制油路上a2 點接通高壓油、a1 點接通油箱，使換向閥亦處于其左端位置上，于是主油路的油液流動變?yōu)椋哼M油路：液壓泵換向閥（左位）工作臺液壓缸左腔；回油路：工作臺液壓缸右腔換向閥（左位）先導閥（左位）開停閥（右位）節(jié)流閥油箱。這時，工作臺向左運動，并在其右擋塊碰上撥桿后發(fā)生與上述情況相反的變換，使工作臺右改變方向向右運動；如此不停的反復進行下去，直到開停閥撥向左位時才使運動停下來。任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)2工作臺換向過程工作臺換向時，先導閥

5、先受到擋塊的操縱而移動，接著又受到抖動缸的操縱而產生快跳；換向的操縱油路則先后三次變換通流情況，使其閥芯產生第一次快跳，慢速移動和第二次快跳。這樣就使工作臺的換向經歷了迅速制動、停留和迅速反向啟動三個階段。當系統(tǒng)圖中先導閥被撥桿推著向左移動時，它的右制動錐逐漸將通向節(jié)流閥的通道關小，使工作臺逐漸減速，實現(xiàn)預制動。當工作臺擋塊推動先導閥直到先導閥閥芯右部環(huán)行槽使a2 點接通高壓油，左部環(huán)行槽使a1點接通油箱時，控 制油路被切換。這時左、右抖動缸便推動先導閥向左快跳，因為此時左、右抖動缸進回油路為：任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)進油路：液壓泵精

6、濾油器先導閥（左位）左抖動缸；回油路：右抖動缸先導閥（左位）油箱。由此可見，由于抖動缸的作用引起先導閥快跳，就使換向閥兩端的控制油路一旦切換就迅速打開，為換向閥閥芯快速移動創(chuàng)造了液流流動條件。由于閥芯右端接通高壓油，使液動換向閥閥芯開始向左移動，即：進油路：液壓泵精濾油器先導閥（左位）單向閥I2換向閥閥芯右端。任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)而液壓換向閥閥芯左端通向油箱的油路先后有三種接通情況，開始階段的情況如系統(tǒng)圖所示，回油路線為：回油路（變換之一）：液動換向閥閥芯左端先導閥（左位）油箱。由于回路暢通無阻，閥芯移動速度很大，主閥芯出現(xiàn)第一次快跳，右部制動錐很快的關小主回油路的通道，

7、使工作臺迅速制動。當換向閥閥芯快速移動一小段距離后，它的中部臺肩移到閥體中間沉割槽處，使液壓缸兩腔油路相通，工作臺停止運動。此后換向閥閥芯在壓力油作用下繼續(xù)左移，直到先導閥的通道被切斷，回油流動路線改為：任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)回油路（變換之二）：液動換向閥閥芯左端節(jié)流閥J先導閥（左位）油箱。這時閥芯按節(jié)流閥J1 調定的速度慢速移動。由于閥體上的沉割槽寬度大與閥芯中部臺肩的寬度，液壓缸兩腔油路在閥芯慢速移動期間繼續(xù)保持相通，使工作臺的停止持續(xù)一段時間，這就是工作臺在反向前的端點停留。最后，當閥芯慢速移動到其左部環(huán)行槽和先導閥相連的通道接通時，回油流動路線又改變成：任務1 M1

8、432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)回油路（變換之三）：液動換向閥閥芯左端通道b1換向閥左部環(huán)槽先導閥（左位）油箱。這時，回油路又暢通無阻，閥芯出現(xiàn)第二次快跳，主油路被迅速切換，工作臺迅速反向啟動，最終完成了全部換向過程。3砂輪架的快進快退運動任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)砂輪架的快進快退運動由快動閥操縱，由快動缸來實現(xiàn)。在系統(tǒng)圖的狀態(tài)下，快動閥右位接入系統(tǒng)，砂輪架快速前進到其最前端位置，快進的終點位置是靠活塞與缸蓋的接觸來保證的，為了防止砂輪架在快速運動終點處引起沖擊和提高快進運動的重復位置精度，快動缸的兩端設有緩沖裝置，并設有抵住砂輪架的閘缸，用以消除絲杠和螺母間的間隙?？靹娱y左位接

9、入系統(tǒng)時，砂輪架快速后退到其最后端位置。任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)4砂輪架的周期進給運動砂輪架的周期進給運動由進給閥操縱，由砂輪架進給缸通過其活塞上的撥爪棘輪、齒輪、絲杠螺母等傳動副來實現(xiàn)。砂輪架的周期進給運動可以在工件左端停留時進行，可以在工件右端停留時進行，也可以在工件兩端停留時進行，也可以不進行進給。這些均由選擇閥的位置決定。在圖示狀態(tài)下，選擇閥選定的是“雙向進給”， 進給閥在操縱油路的a1 和a2點每次相互變換壓力時，向左或向右移動一次，于是砂輪架便做一次間歇進給。進給量的大小由撥爪棘輪機構調整，進給快慢及平穩(wěn)性則通過調節(jié)節(jié)流閥J3、J4 來保證。任務1 M1432A型

10、萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)5工作臺液動手動的互鎖工作臺液動和手動的互鎖由互鎖缸來實現(xiàn)。當開停閥處于圖示位置時，互鎖缸內通入壓力油，推動活塞使齒輪z1、z2 脫開，工作臺運動時就不會帶動手輪轉動。當開停閥左位接入系統(tǒng)時，互鎖缸接通油箱，活塞在彈簧作用下移動，使z1、z2 嚙合，工作臺就可以通過搖動手輪來移動，以調整工件。任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)6尾架頂尖的退出尾架頂尖的退出是由一個腳踏式的尾架閥操縱，由尾架缸來實現(xiàn)。尾架頂尖只在砂輪架快速退出時才能后退以確保安全，因為這時系統(tǒng)中的壓力油必須在快動閥左位接入時才能通入尾架閥處。7機床的潤滑液壓泵輸出的油液有一部分經精濾油器到達潤滑穩(wěn)定器

11、，經穩(wěn)定器進行壓力調節(jié)及分流后，送至導軌、絲杠螺母、軸承等處進行潤滑。任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)8壓力的測量系統(tǒng)中的壓力可通過壓力表開關由壓力表測定，如：在壓力表開關處與左位時測出的是系統(tǒng)的工作壓力，而在右位時則可測出潤滑系統(tǒng)的壓力。任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)三、萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)特點 1由活塞桿固定的雙桿液壓缸，保證了左右兩個方向運動速度的一致，又減少了機床占地面積。 2采用了結構簡單，價格便宜的回油節(jié)流閥調整回路，它適合應用在負載小且基本恒定的磨床工作臺往復運動系統(tǒng)。另外由于回油節(jié)流閥調速使液壓缸回油腔產生背壓有利于工作臺運動平穩(wěn)和有助于工作臺的制動。 3

12、液壓系統(tǒng)采用行程控制制動式為主，兼?zhèn)鋾r間控制制動式的換向回路。工作臺能實現(xiàn)預制動、終制動、端點停留和反向起動的換向過程，使其換向精度和換向性能滿足了萬能外圓磨床的工作要求。 任務1 M1432A型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)4采用了把先導閥，換向閥和開停閥等制成在一個共同閥體內的液壓操縱箱式結構。它能顯著地縮小液壓元件的總體積，縮短閥門通道長度，減少管接頭的數(shù)目，使得結構緊湊，操縱方便。 5設置了抖動缸，可實現(xiàn)工作臺抖動，滿足了切入磨削的工藝要求，并保證了低速換向可靠性。 任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)一、概述液壓壓力機是利用液壓傳動技術進行壓力加工的設備，廣泛用于金屬鍛壓、冷擠壓、粉末冶金以及金屬、橡膠

13、和塑料等成型制品加工的壓力機械，也是最早應用液壓技術的機械之一。與其他壓力機相比，它具有壓力和速度可在大范圍內無極調整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力、結構布置靈活，各執(zhí)行結構可很方便地達到所希望的動作配合等優(yōu)點。液壓機的類型很多，多為立式,其中四柱式液壓機最為典型，應用也最為廣泛。 任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)四柱式液壓機基本結構如圖7-3 主要由橫梁、導柱、工作臺、上滑塊和下滑塊頂出機構等部件組成。為完成一般的壓制工藝，要求主液壓缸(上液壓缸)驅動上滑塊能實現(xiàn)“快速下行慢速加壓保壓延時快速返回原位停止”的工作循環(huán)；要求頂出缸(下液壓缸)驅動下滑塊能實現(xiàn)“向上頂出停留向下退回原位停止”

14、的動作循環(huán)任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)圖7-3所示為液壓機的外型圖。 1-工作臺；2-導柱；3-上橫梁；4-活動橫梁；5-主缸；6-頂出缸圖7-3 壓力機基本結構任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)圖7-4 液壓機的典型工藝循環(huán)圖圖7-4 液壓機的典型工藝循環(huán)圖任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)一般主缸的工作循環(huán)要求有“快進減速接近工件及加壓保壓延時泄壓快速回程及保持活塞停留在行程的任意位置”等基本動作；當有輔助缸時，如需頂料，頂料缸的動作循環(huán)一般是“活塞上升停止向下退回”；薄板拉伸則要求有“液壓墊上升停止和壓力回程”等動作；有時還需要壓邊缸將料壓緊。任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)二、雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)工作原理圖

15、7-5所示為雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)原理圖， 任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)圖7-5 雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)原理圖1-濾油器；2-變量泵；3，42-遠程調壓閥；4-電磁溢流閥；5，6，7，13，14，19，29，30，31，32，33，40-管路；8，12，21，22，23，24，25-單向閥；9-節(jié)流閥；10-電磁換向閥；11-電液動換向閥；15、27-壓力表開關；16、26-壓力表；17-壓力繼電器；18，44-二位三通電液換向閥；20-高位油箱； 28-安全閥；34-壓邊缸；35-拉伸缸；36-拉伸滑塊；37-壓邊滑塊；38-頂出塊；39-頂出缸；41-先導溢流閥；4

16、3-手動換向閥任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)其工作原理如下：1.啟動按啟動按鈕，電磁鐵全部處于失電狀態(tài)，恒功率變量泵輸出的油以很低的壓力經電磁溢流閥的溢流回油箱，泵空載啟動。2.拉伸滑塊和壓邊滑塊快速下行使電磁鐵1YA和3YA、6YA得電，電磁溢流閥4的二位二通電磁鐵右位工作，切斷泵的卸荷通路。同時，三位四通電液動換向閥11的左位接入工作，泵向拉伸滑塊液壓缸35上腔供油。因閥10的電磁鐵6YA得電，其右位接入工作，所以回油經閥11和閥10回油箱，使其快速下行。同時，帶動壓邊缸34快速下行，壓邊缸從高位油箱20補油。任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)這時的主油路是：進油路：濾油器1變量泵2管路5單向閥8三位

17、四通電液換向閥11的P口到A口單向閥12管路14管路31缸35上腔；回油路：缸35下腔管路13電液換向閥11的B口到T口換向閥10油箱。拉伸滑塊液壓缸快速下行時泵始終處于最大流量狀態(tài)，但仍不能滿足其需要，因而其上腔形成負壓，高位油箱20中的油液經單向閥23向主缸上腔充液。任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)3 減速、加壓在拉伸滑塊和壓邊滑塊與板料接觸之前，首先碰到一個行程開關（圖中未畫出）、發(fā)出一個電信號，使閥10的電磁鐵6YA失電，左位工作，主缸回油須經節(jié)流閥9回油箱，實現(xiàn)慢進。當壓邊滑塊接觸工件后，又一個行程開關（圖中未畫出）發(fā)信號，使5YA得電，閥18右位接入工作，泵2打出的油經閥18向壓邊缸34

18、加壓。任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)4 拉伸、壓緊當拉伸滑塊接觸工件后，主缸35中的壓力由于負載阻力的增加而增加，單向閥23關閉，泵輸出的流量也自動減小。主缸繼續(xù)下行，完成拉延工藝。在拉延過程中，泵2輸出的最高壓力由遠程調壓閥3調定，主缸進油路同上?；赜吐窞椋焊?5下腔管路13電液換向閥11的B口到T口節(jié)流閥9油箱。任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)5 保壓當主缸35上腔壓力達到預定值時，壓力繼電器17發(fā)出信號，使電磁鐵1YA、3YA、5YA均失電，閥11回到中位，主缸上、下腔以及壓力缸上腔均封閉，主缸上腔短時保壓，此時泵2經電磁溢流閥4卸荷。保壓時間由壓力繼電器17控制的時間繼電器調整。任務2 液壓壓力

19、機液壓系統(tǒng)6 快速回程使電磁鐵1YA、4YA得電，閥11右位工作，泵打出的油進入主缸下腔，同時控制油路打開液控單向閥21、22、23、24，主缸上腔的油經閥23回到高位油箱20，主缸35回程的同時，帶動壓邊缸快速回程。這時主缸的油路是：進油路：濾油器1泵2管路5單向閥8閥11右位的P口到B口管路13主缸35下腔?；赜吐罚褐鞲?5上腔閥23高位油箱20。任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)7 原位停止當主缸滑塊上升到觸動行程開關1S時(圖中未畫出)，電磁鐵4YA失電，閥11中位工作，使主缸35下腔封閉，主缸停止不動。8 頂出缸上升在行程開關1S發(fā)出信號使4YA失電的同時也使2YA得電，使閥44右位接入工作

20、，泵2打出的油經管路6閥44手動換向閥43左位管路40, 進入頂出缸39，頂出缸上行完成頂出工作、頂出壓力由遠程調壓閥42設定。任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)9 頂出缸下降在頂出缸頂出工件后，行程開關4S(圖中未畫出)發(fā)出信號，使1YA、2YA均失電、泵2卸荷，閥44右位工作。閥43左位工作，頂出缸在自重作用下下降，回油經閥43、44回油箱。表7-1 雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)電磁鐵動作順序表任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)拉伸滑塊壓邊滑塊頂出缸電磁鐵手動換向閥1Y2Y3Y4Y5Y6Y快速下降快速下降+減速減速+拉伸壓緊工件+快退返回快退返回+上升+左位下降+右位液壓泵卸荷任務2 液壓壓力機液壓系統(tǒng)三、雙動

21、薄板沖壓機液壓系統(tǒng)特點該系統(tǒng)采用高壓大流量恒功率變量泵供油和利用拉延滑塊自動充油的快速運動回路，既符合工藝要求，又節(jié)省了能量。任務3 數(shù)控機床液壓系統(tǒng)一、概述隨著機電技術的不斷發(fā)展，特別是數(shù)控技術的飛速發(fā)展，機床設備的自動化程度和精度越來越高。使特別適合于電控和自控的液壓與氣動技術，得到了更加充分的應用。無論是一般數(shù)控機床還是加工中心，液壓與氣動都是極其有效的傳動與控制方式。由于數(shù)控機床的主運動已趨于直接用伺服電動機驅動，所以液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件主要承擔各種輔助功能，雖其負載變化幅度不是很大，但要求穩(wěn)定，故常采用減壓閥來保證各支油路的壓力的恒定。任務3 數(shù)控機床液壓系統(tǒng)下面以MJ-50數(shù)控車床為

22、例說明液壓技術在數(shù)控機床上的基本應用。圖7-6是它的液壓系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)采用變量葉片泵供油，系統(tǒng)壓力調至4MPa。任務3 數(shù)控機床液壓系統(tǒng)圖7-6 MJ-50型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理圖任務3 數(shù)控機床液壓系統(tǒng)其工作原理如下：1、卡盤的夾緊與松開主軸卡盤的夾緊與松開，由二位四通電磁閥1控制?？ūP的高壓夾緊與低壓夾緊的轉換，由二位四通電磁閥2控制。1）高壓夾緊松開 當卡盤處于正卡（也稱外卡）且在高壓夾緊狀態(tài)下（3YA斷電），夾緊力的大小由減壓閥6來調整，由壓力表12顯示卡盤壓力。當1YA通電、2YA斷電時，活塞桿左移，卡盤夾緊；反之，當1YA斷電、2YA通電時，卡盤松開。2）低壓夾緊松開 當卡盤處于正卡且在低壓夾緊狀態(tài)下（3YA通電），夾緊力的大小由減壓閥7來調整。任務3 數(shù)控機床液壓系統(tǒng)卡盤反卡（也稱內卡）的過