《液壓與氣壓傳動技術》課件第8章

第8章典型液壓系統(tǒng)及系統(tǒng)的設計簡介8.1組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)

8.2汽車起重機液壓系統(tǒng)

8.3YB32-200型四柱萬能液壓機8.4XS-ZY-250A型注塑機液壓系統(tǒng)8.5液壓系統(tǒng)的設計簡介思考和練習題

8.1組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)8.1.1概述組合機床（圖8-1)是一種高效率的機械加工專用機床。它由一些通用部件（如動力頭、滑臺、床身、立柱、底座、回轉工作臺等）和少量的專用部件（如主軸箱、夾具等）組成，其加工范圍較寬，能完成鉆、擴、鉸、锪、銑、攻螺紋等工序和工作臺的轉位、定位、夾緊、輸送等輔助動作，自動化程度較高，在機械制造業(yè)的成批和大量生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。

圖8-1組合機床(a)臥式組合機床；

(b)立式組合機床

液壓動力滑臺是組合機床上用來完成直線運動的動力部件，在它上面安裝上動力頭時，可完成刀具切削工件時的進給（工進）運動和刀具接近工件和離開工件時的快進與快退運動。組合機床液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)是一種以速度變換為主，最高工作壓力不超過6.3MPa的中壓系統(tǒng)。

YT4543型液壓動力滑臺工作臺面的尺寸為450mm×800mm，進給速度范圍為6.6～600m/min，最大快進速度為7.3m/min，最大進給力為45kN。下面介紹這種動力滑臺的液壓系統(tǒng)。

8.1.2YT4543型液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)工作原理圖8-2所示為YT4543型液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)及工作循環(huán)。該液壓系統(tǒng)采用限壓式變量葉片泵供油，用電液換向閥換向，用行程閥實現(xiàn)快慢速度的轉換，用電磁閥實現(xiàn)兩種工進速度的轉換，用調速閥使進給速度穩(wěn)定。該系統(tǒng)在機械和電氣的配合下，可實現(xiàn)多種自動工作循環(huán)。通常實現(xiàn)的工作循環(huán)是：快進→第一次工作進給（一工進）→第二次工作進給（二工進）→死擋鐵停留→快速退回→原位停止。下面就以它為例來說明液壓系統(tǒng)的工作原理。

圖

8-2YT4543型液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)及工作循環(huán)

1.快進按下啟動按鈕，電磁鐵1YA通電，先導閥7（電磁換向閥）左位接入系統(tǒng)，液控換向閥6左位機能起作用，將主油路接通。此時動力滑臺空載，系統(tǒng)壓力低，外控順序閥4處于關閉狀態(tài)，液壓缸14差動連接，且變量泵1輸出最大流量，故液壓缸快進。主油路的油液流動路線為進油路：變量泵1→單向閥2→液控換向閥6(左位）→行程閥11（下位）→液壓缸14左腔回油路：液壓缸14右腔→液控換向閥6(左位）→單向閥5→行程閥11(下位）→液壓缸14左腔

2.第一次工作進給當滑臺快進到預定位置時，滑臺上的行程擋塊壓下行程閥11，切斷行程閥11的通道，電磁鐵1YA繼續(xù)通電，液控換向閥6仍以左位接入系統(tǒng)。這時液壓油只能經(jīng)調速閥8和電磁閥12進入液壓缸14的左腔。由于工進時負載增加，系統(tǒng)壓力升高，外控順序閥4此時打開，單向閥5在兩端壓差作用下關閉。液壓缸14右腔的回油最終經(jīng)背壓閥3流回油箱，這樣就使滑臺轉為第一次工作進給運動。此時工作速度由調速閥8調定，而變量泵1則因壓力升高而自動減少流量輸出，并使輸出流量與調速閥8所調整的流量相適應。這時主油路的油液流動路線為

進油路：變量泵1→單向閥2→液控換向閥6(左位）→調速閥8→電磁閥12(右位）→液壓缸14左腔回油路：液壓缸14右腔→液控換向閥6(左位）→順序閥4→背壓閥3→油箱

3．第二次工作進給當滑臺以一工進的速度前進到預定位置時，行程擋塊壓下行程開關17，使電磁鐵3YA通電，則經(jīng)電磁閥12的通道被切斷。于是從調速閥8流出的油液改道經(jīng)調速閥9進入液壓缸左腔，液壓缸右腔的回油路線和一工進相同。由于調速閥9的開口量調得比調速閥8小，故此時速度由調速閥9調定。這樣就實現(xiàn)了滑臺的一工進與二工進兩種工作速度間的換接。這時主油路的油液流動路線為進油路：變量泵1→單向閥2→液控換向閥6(左位）→調速閥8→調速閥9→液壓缸14左腔回油路：液壓缸14右腔→液控換向閥6(左位）→順序閥4→背壓閥3→油箱

4．死擋鐵停留當滑臺以二工進速度前進到預定位置后，碰上死擋鐵，滑臺停止運動，即實現(xiàn)死擋鐵停留。滑臺在死擋鐵上停留片刻的目的是為了保證在加工盲孔、階梯孔和刮端時，“清根”和不留下刀痕。此時，由于滑臺停止運動（相當于負載無窮大），泵的供油壓力升高到最大值，而流量卻減少到只能補償泵和系統(tǒng)的泄漏，即泵處于保壓卸荷（流量卸荷）狀態(tài)。停留時間由時間繼電器調定。

5.快速退回滑臺碰上死擋鐵后,停止運動,系統(tǒng)壓力不斷上升,當壓力達到壓力繼電器13的調定數(shù)值時,它發(fā)出信號,使先導閥7的電磁鐵1YA斷電、2YA通電，液控換向閥6的右端接通控制油路，液控換向閥6的右位機能起作用。因為此時為空載，回油又沒有背壓，故系統(tǒng)壓力很低，變量泵1輸出流量最大，滑臺快速退回。這時主油路的油液流動路線為進油路：變量泵1→單向閥2→液控換向閥6（右位）→液壓缸14右腔回油路：液壓缸14左腔→單向閥10→液控換向閥6（右位）→油箱

6．原位停止當滑臺快退到原位時，行程擋鐵壓下終點行程開關，發(fā)出信號，使所有電磁鐵都斷電，液控換向閥6和先導閥7都處于中位，液壓缸14兩腔油路封閉，滑臺停止運動，變量泵1通過液控換向閥6中位卸荷。這時主油路的油液流動路線為變量泵1→單向閥2→液控換向閥6（右位）→油箱表8-1為該系統(tǒng)電磁鐵和行程閥的動作順序表。“+”表示電磁鐵通電或行程閥壓下，“-”表示電磁鐵斷電或行程閥復位。

表

8-1電磁鐵和行程閥的動作順序

由上述分析可知，YT4543型液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)主要由下列回路組成：

(1)采用限壓式變量葉片泵、調速閥、背壓閥組成的容積節(jié)流（進口）調速回路；

(2)采用差動連接的快速運動回路；

(3)采用電液換向閥（由液控換向閥6、先導閥7組成，見圖8-2)的換向回路；

(4)采用行程閥和電磁閥的速度換接回路；

(5)采用M型中位機能三位換向閥的卸荷回路。

8.1.3動力滑臺液壓系統(tǒng)的特點

(1)系統(tǒng)采用了“限壓式變量葉片泵＋調速閥＋背壓閥”式的容積節(jié)流（進口）調速回路。用變量泵供油可使空載時獲得快速（泵的流量大）。工進時，負載增加，泵的流量會自動減小，且無溢流損失，因而功率的利用合理。用調速閥調速可保證工作進給時獲得穩(wěn)定的低速（最小可達6.6mm/min),有較好的速度剛性。調速閥設在進油路上，便于利用壓力繼電器發(fā)信號,實現(xiàn)動作順序的自動控制?；赜吐飞霞颖硥洪y能防止負載突然減小時產(chǎn)生的前沖現(xiàn)象，并能使工進速度平穩(wěn)。

同時其調速范圍較大（達100左右）。

(2)系統(tǒng)采用了限壓式變量泵和差動連接液壓缸來實現(xiàn)快進，能量利用比較合理?；_停止運動時，換向閥使液壓泵在低壓下卸荷，減少能量損耗。

(3)采用行程閥和順序閥實現(xiàn)快進與工進換接，不僅簡化了油路，而且使動作可靠，換接精度高。至于兩個工進之間的換接則由于兩者速度都較低，采用電磁閥完全能保證換接精度。動力滑臺的行程范圍及有關加工行程主要靠行程擋塊來保證和調節(jié)，加工過程中滑臺在死擋塊處的停留時間可用延時繼電器來實現(xiàn)。

8.2汽車起重機液壓系統(tǒng)

8.2.1概述汽車起重機廣泛應用于國民經(jīng)濟各部門，主要用于對物料進行起吊、運輸、裝卸及安裝等。由于汽車起重機有較高的行走速度，因此調動、使用靈活，機動性能較好，故可和車隊編隊行駛，用途廣泛，并可在有沖擊、振動及溫差變化較大的不利環(huán)境下作業(yè)。但它只適用于執(zhí)行動作簡單與位置精度要求較低的場合。作為起重用的汽車起重機，無論在機械方面或是液壓方面，對工作系統(tǒng)的安全性和可靠性要求都是特別重要的?，F(xiàn)以Q2－8型汽車起重機為例介紹其液壓系統(tǒng)。

圖8-3所示是Q2－8型汽車起重機外形。它由汽車1、轉臺2、支腿3、吊臂變幅液壓缸4、基本臂5、吊臂伸縮液壓缸6和起升機構7等組成。其主要部分的作用如下：

(1)轉臺：使吊臂回轉。

(2)支腿：起重作業(yè)時使輪胎脫離地面，并可調整車的水平。

(3)吊臂伸縮機構：改變吊臂長度。

(4)吊臂變幅機構：改變吊臂傾角。

(5)起升機構：使重物升降。圖

8-3Q2-8型汽車起重機外形

8.2.2液壓系統(tǒng)的工作原理

Q2-8型汽車起重機的液壓系統(tǒng)如圖8-4所示。該系統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng)，用一個軸向柱塞泵作動力源，由汽車發(fā)動機通過傳動裝置（取力箱）驅動工作。整個系統(tǒng)由支腿收放、轉臺回轉、吊臂伸縮、吊臂變幅和吊重起升五個工作支路所組成。其中，前、后支腿收放支路的手動換向閥A、B組成一個閥組（雙聯(lián)多路閥，如圖中1)，其余四支路的手動換向閥C、D、E、F組成另一閥組（四聯(lián)多路閥，如圖中2)。各換向閥均為M型中位機能三位四通手動換向閥，相互串聯(lián)組合，可實現(xiàn)多缸卸荷。圖

8-4Q2-8型汽車起重機的液壓系統(tǒng)

1.支腿收放支路由于汽車輪胎支承能力有限，且為彈性變形體，作業(yè)時很不安全，故在起重作業(yè)前必須放下前、后支腿，使汽車輪胎架空，用支腿承重。在行駛時又必須將支腿收起，輪胎著地。為此，在汽車的前、后端各設置兩條支腿，每條支腿均配置有液壓缸。前支腿兩個液壓缸同時用一個手動換向閥A控制其收、放動作，后支腿兩個液壓缸用手動換向閥B來控制其收、放動作。為確保支腿停放在任意位置并能可靠地鎖住，在每一個支腿液壓缸的油路中設置一個由兩個液控單向閥組成的雙向液壓鎖。當手動換向閥A在左位工作時，前支腿放下，其進、回油路線為進油路：液壓泵→手動換向閥A→液控單向閥→前支腿液壓缸無桿腔回油路：前支腿液壓缸有桿腔→液控單向閥→手動換向閥A→手動換向閥B→手動換向閥C→手動換向閥D→手動換向閥E→手動換向閥F→油箱后支腿液壓缸用手動換向閥B控制，共油液流經(jīng)路線與前支腿支路相同。

2.轉臺回轉支路

轉臺回轉支路的執(zhí)行元件是一個大轉矩液壓馬達，它能雙向驅動轉臺回轉。通過齒輪、蝸桿機構減速，轉臺可獲得1～3r/min的低速。馬達由手動換向閥C控制正、反轉，其油路為進油路：液壓泵→手動換向閥A→手動換向閥B→手動換向閥C→回轉液壓馬達回油路：回轉液壓馬達→手動換向閥C→手動換向閥D→手動換向閥E→手動換向閥F→油箱

3.吊臂伸縮支路吊臂由基本臂和伸縮臂組成，伸縮臂套裝在基本臂內，由吊臂伸縮液壓缸帶動作伸縮運動。為防止吊臂在停止階段因自重作用而向下滑移，油路中設置了平衡閥3（外控式單向順序閥）。吊臂的伸縮由手動換向閥D控制，使伸縮臂具有伸出、縮回和停止三種工況。例如，當手動換向閥D在右位工作時，吊臂伸出。其油液流經(jīng)路線為進油路：液壓泵→手動換向閥A→手動換向閥B→手動換向閥C→手動換向閥D→平衡閥3中的單向閥→伸縮液壓缸無桿腔

回油路：伸縮液壓缸有桿腔→手動換向閥D→手動換向閥E→手動換向閥F→油箱

4.吊臂變幅支路變幅要求工作平穩(wěn)可靠，故在油路中也設置了平衡閥4。增幅或減幅運動由手動換向閥E控制，其油液流動路線類同于伸縮支路。

5．吊重起升支路

吊重起升支路是本系統(tǒng)的主要工作油路。吊重的提升和落下作業(yè)由一個大轉矩液壓馬達帶動絞車來完成。液壓馬達的正、反轉由手動換向閥F控制，馬達轉速，即起吊速度可通過改變發(fā)動機油門（轉速）及控制手動換向閥F來調節(jié)。油路設有平衡閥6,用以防止重物因自重而下落。由于液壓馬達的內泄漏比較大，當重物吊在空中時，盡管油路中設有平衡閥，重物仍會向下緩慢滑移，為此，在液壓馬達驅動的軸上設有制動器。當起升機構工作時，在系統(tǒng)油壓作用下，制動器液壓缸使閘塊松開；當液壓馬達停止轉動時，在制動器彈簧作用下，閘塊將軸抱緊。當重物懸空停止后再次起升時，若制動器立即松閘，馬達的進油路可能未來得及建立足夠的油壓，就會造成重物短時間失控下滑。為避免這種現(xiàn)象產(chǎn)生，在制動器油路中設置了單向節(jié)流閥5，使制動器抱閘迅速，松閘卻能緩慢進行（松閘時間用節(jié)流閥調節(jié)）。

8.2.3液壓系統(tǒng)的主要特點

(1)系統(tǒng)中采用了平衡回路、鎖緊回路和制動回路，能保證起重機工作可靠、操作安全。

(2)采用三位四通手動換向閥不僅可以靈活方便地控制換向動作，還可通過手柄操縱來控制流量，以實現(xiàn)節(jié)流調速。在起升工作中，將此節(jié)流調速方法與控制發(fā)動機轉速的方法結合使用，可以實現(xiàn)各工作部件微速動作。

(3)換向閥串聯(lián)組合，不僅各機構的動作可以獨立進行，而且在輕載作業(yè)時，可實現(xiàn)起升和回轉復合動作，以提高工作效率。

(4)各換向閥的中位機能均為M型，處于中位時系統(tǒng)即卸荷，能減少功率損耗，適于間歇性工作。

8.3YB32-200型四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)8.3.1概述液壓機是鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、粉末冶金、成型等壓力加工工藝中廣泛應用的機械設備。液壓機按其所用的工作介質不同，可分為油壓機和水壓機兩種；按機體的結構不同分為單臂式、柱式和框架式等。其中以柱式液壓機應用較廣泛。如圖8-5所示，這種液壓機由四個導向立柱，上、下橫梁和滑塊組成。在上、下橫梁中安置著上、下兩個液壓缸，上缸為主液壓缸，下缸為頂出缸。

圖

8-5柱式液壓機的組成及動作循環(huán)

8.3.2YB32-200型四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)的工作原理

1.主缸的運動

1)快速下行快速下行時，電磁鐵1YA通電，先導閥3（電磁換向閥）和主缸換向閥7（液動換向閥)左位接入系統(tǒng)，液控單向閥12被打開。在主缸5快速下行的起初階段，尚未觸及工件時，主缸活塞在自重作用下迅速下行。這時液壓泵的流量較小，還不足以補充主缸上腔空出的體積，因而上腔形成真空。處于液壓機頂部的充液箱6在大氣壓作用下，打開液控單向閥I1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，能立即進行加壓。這時系統(tǒng)中油液流動的情況為

進油路：液壓泵→順序閥10→主缸換向閥7（左位)→單向閥13→主缸5上腔回油路：主缸5下腔→液控單向閥12→主缸換向閥7（左位）→下缸電液換向閥2（中位）→油箱

圖8-6YB32-200型液壓機的液壓系統(tǒng)原理

2)接觸工件，慢速加壓在滑塊16接觸到工件后，阻力增加，這時主缸5上腔壓力迅速升高，關閉液控單向閥I1，此時只有液壓泵繼續(xù)向主缸上腔供高壓油，推動活塞慢速下行，對工件加壓。加壓速度僅由液壓泵的流量來決定，油液流動情況與快速下行相同。

3)保壓延時當主缸上腔的油壓達到預定數(shù)值時，壓力繼電器8發(fā)出信號，使電磁鐵1YA斷電，主缸先導閥3和主缸換向閥7都回復中位，主缸上、下油腔封閉。液壓泵處于卸荷狀態(tài)，系統(tǒng)中沒有油液流動。而單向閥13被高壓油自動關閉，主缸上腔進入保壓狀態(tài)。保壓時間由壓力繼電器8控制的時間繼電器（圖中未畫出）控制，能在0～24min內調節(jié)。這時的油液流動情況為

液壓泵→順序閥10→主缸換向閥7（中位）→下缸電液換向閥2（中位）→油箱

4)泄壓、快速返回保壓結束（到了預定的保壓時間）后，時間繼電器發(fā)出信號，使電磁鐵2YA通電，主缸先導閥3右位接入系統(tǒng)，釋壓閥9使主缸換向閥7也以右位接入系統(tǒng)（詳情見下文）。這時液控單向閥I1被打開，使主缸上腔的排油全部排回充液箱6。當充液箱6內液面超過預定位置時，多余油液由溢流管（圖中未畫出）排回主油箱。油液流動情況為進油路：液壓泵→順序閥10→主缸換向閥7（右位）→液控單向閥12→主缸5下腔

回油路：

主缸5上腔→液控單向閥I1→充液箱6液壓機中的釋壓閥9是為了防止保壓狀態(tài)向快速返回狀態(tài)轉變過快，在系統(tǒng)中引起壓力沖擊而設置的。因為若此時主缸上腔立即與回油相通，則系統(tǒng)內液體積蓄的彈性能將突然釋放出來，產(chǎn)生液壓沖擊，造成機器和管路的劇烈振動，發(fā)出很大的噪聲，所以保壓后必須先泄壓然后再返回，故系統(tǒng)中設置了釋壓閥9。它的主要功用是使主缸5上腔釋壓之后，壓力油才能通入該缸下腔，從而實現(xiàn)由保壓狀態(tài)向快速返回狀態(tài)的平穩(wěn)轉換。其工作原理如下：在保壓階段，釋壓閥9以上位接入系統(tǒng)；當電磁鐵2YA通電，主缸先導閥3右位接入系統(tǒng)時，控制油路中的壓力油雖已進入釋壓閥閥芯的下端，但由于其上端的高壓未曾釋放，閥芯不動。而液控單向閥I6（閥芯中帶有小型卸荷閥芯）是可以在控制壓力低于其主油路壓力下打開的，因此泄壓油路路線為

主缸5上腔→液控單向閥I6→釋壓閥9（上位）→油箱于是主缸5上腔的壓力經(jīng)液控單向閥I6逐漸釋放，釋壓閥9的閥芯逐漸向上移動，最終以其下位接入系統(tǒng)，它一方面切斷主缸5上腔通向油箱的通道，一方面使控制油路中的壓力油進入主缸換向閥7閥芯的右端，使其右位接入系統(tǒng)，實現(xiàn)滑塊的快速返回。另外，主缸換向閥7在由左位轉換到中位時，閥芯右端由油箱經(jīng)單向閥補油；在由右位轉換到中位時，閥芯右端的油液經(jīng)單向閥I5排回油箱。

5)原位停止當返回到預定位置時，滑塊上的擋塊17觸動行程開關18，使電磁鐵2YA斷電，主缸先導閥3和主缸換向閥7都回復到中位。主缸被閥7鎖緊，活塞停止運動，此時液壓泵在低壓下卸荷。

2.頂出缸的運動

1)頂出缸頂出頂出缸的初始位置是活塞處于最下端。執(zhí)行向上頂出動作時，電磁閥3YA通電，主缸先導閥3和主缸換向閥7都處于中位，其油液流動路線為進油路：液壓泵→順序閥10→主缸換向閥7（中位）→下缸電液換向閥2（右位）→下缸1下腔回油路：下缸1上腔→下缸電液換向閥2（右位）→油箱頂出缸活塞上升、頂出，以便取出壓制成型的工件。

2)頂出缸退回頂出缸向下退回時，電磁鐵3YA斷電、4YA通電，這時油液流動路線為進油路：液壓泵→順序閥10→主缸換向閥7（中位）→下缸電液換向閥2（左位）→下缸1上腔

回油路：下缸1下腔→下缸電液換向閥2（左位）→油箱

3)頂出缸停止電磁鐵3YA、4YA都斷電，下缸電液換向閥2處于中位，頂出缸停止運動。表

8-2為該系統(tǒng)的動作順序。

表

8-2電磁鐵動作順序

8.3.3液壓系統(tǒng)的主要特點

(1)系統(tǒng)利用主缸活塞、滑塊自重的作用實現(xiàn)快速下行，并利用充液箱和液控單向閥I1對主缸充液，從而減小泵的流量，簡化油路結構。

(2)系統(tǒng)中采用了釋壓閥來實現(xiàn)主缸滑塊快速返回時主缸換向閥的延時換向功能（先卸壓后換向），保證液壓機動作平穩(wěn)，不會在換向時產(chǎn)生液壓沖擊和噪聲。

(3)系統(tǒng)利用管道和密封油液的彈性變形來實現(xiàn)保壓，方法簡單，但對液控單向閥和液壓缸等元件的密封性能要求較高。

(4)主缸與下缸的運動互鎖，以確保操作安全。

(5)系統(tǒng)中的兩個液壓缸各有一個安全閥進行過載保護。

8.4XS-ZY-250A型注塑機液壓系統(tǒng)

1.注塑機的組成及工作程序圖8-7所示為注塑機的組成示意圖，它主要由合模部件、注射部件和床身組成。合模部件又由啟合模機構、定模板、動模板和制品頂出裝置等組成。注射部件位于注塑機的右上方，由加料裝置（料筒、螺桿、噴嘴）、預塑裝置、注射液壓缸和注射座移動缸等組成。

注塑工作程序如圖8-8所示。

圖

8-7注塑機的組成示意圖

圖

8-8注塑工作程序

2．注塑機工況對液壓系統(tǒng)的要求(1)具有足夠的合模力。(2)開模、合模速度可調。

(3)注射座可整體前進與后退。

(4)注射的壓力和速度可調節(jié)。

(5)可保壓冷卻。

(6)頂出制品時速度平穩(wěn)。

8.4.2液壓系統(tǒng)的工作原理

如圖8-9所示為XS-ZY-250A型注塑機的液壓系統(tǒng)。該液壓系統(tǒng)由三臺液壓泵供油，液壓泵B1為高壓小流量泵；液壓泵B2和B3為雙聯(lián)泵，是低壓大流量泵。利用電液比例溢流閥的斷電，可以使泵處于卸荷狀態(tài)，從而可以構成三級流量調節(jié)。圖

8-9XS-ZY-250A型注塑機的液壓系統(tǒng)

1.合模

(1)合模。液壓泵B1、B2、B3工作，系統(tǒng)壓力由比例溢流閥V1或V2控制，液壓缸C1活塞桿通過連桿機構驅動動模板右移，此時液壓缸C2活塞桿退回在原位。油液流動情況為

B1→V6→V11V3→V7（左位）→C1（左腔）；C1（右腔）→V7（左位）→油箱

B2、B3→V12

(2)低壓保護。高壓泵B1卸荷，其輸出油液經(jīng)比例溢流閥V2返回油箱；低壓泵B2、B3供油，低壓由比例溢流閥V1控制，油液流動情況與上文講述的一樣。

(3)鎖緊。低壓泵B2、B3卸荷，其輸出油液經(jīng)比例溢流閥V1返回油箱；高壓泵B1供油，高壓由比例溢流閥V2控制，

油液流動情況與上文講述的一樣。

2.注射座整體前進高壓泵B1供油，注射座移動缸C3的活塞桿帶動注射座左移，并使噴嘴靠在定模板上，系統(tǒng)壓力由比例溢流閥V2控制。油液流動情況為

B1→V6→V11→V3→V5（右位）→C3（右腔）；

C3（左腔）→V5（右位）→油箱

3.注射液壓泵B1、B2、B3供油，油液流動情況為

Bl、B2、B3→V3→V4（右位）→V10→C4（右腔）；C4（左腔）→V4（右位）→油箱

4.保壓高壓泵B1供油，低壓泵B2、B3卸荷，其輸出油液經(jīng)比例溢流閥V1返回油箱；高壓泵B1供油，保壓壓力由比例溢流閥V2控制，

油液流動情況同注射的。

5.預塑

電動機啟動，經(jīng)齒輪減速驅動螺桿旋轉，料斗中加入的塑料被前推進行預塑，此時注射座不得后退以保持噴嘴與模具始終接觸，故由高壓泵B1保壓，油液流動情況同注射座整體前進的。同時，注射缸C4右腔的油液在螺桿反推力的作用下經(jīng)V10→V4（中位）→油箱，其背壓由單向順序閥V10控制。

6.注射座整體后退

油液流動情況為

B1→V6→V1→V3→V5（左位）→C3（左腔）；C3（右腔）→V5（左位）→油箱

7.啟模油液流動情況為

B1→V6→V11

V3→V7（右位）→C1（右腔）；C1（左腔）→V7（右位）→油箱

B2、B3→V12

8.制品頂出油液流動情況為

B1→V6（左位）→V8（節(jié)流閥）→C2（左腔）；C2（右腔）→V6（左位）→油箱

9.螺桿后退用于拆卸螺桿和清除螺桿包料。油液流動情況為

B1→V6→V11→V3→V4（左位）→C4（左腔）；C4（右腔）→V10→V4（左位）→油箱表

8-3電磁鐵的動作順序

8.4.3液壓系統(tǒng)的主要特點

(1)壓力和速度的變化較多，利用比例閥進行控制，系統(tǒng)簡單。

(2)系統(tǒng)采用了液壓-機械組合式三連桿鎖模機構，實現(xiàn)了增力和自鎖。這樣，合模液壓缸直徑較小，易于實現(xiàn)高速，但鎖模機構較復雜，制造精度較高，調整模板距離較麻煩。

(3)各工作機構的自動工作循環(huán)的控制主要靠行程開關來實現(xiàn)。

(4)在系統(tǒng)保壓階段，多余的油液要經(jīng)過溢流閥流回油箱，

所以有部分能量損耗。

8.5液壓系統(tǒng)的設計簡介液壓系統(tǒng)設計步驟大體如下：

(1)明確液壓系統(tǒng)的設計要求及工況分析；

(2)確定主要性能參數(shù)；

(3)擬定液壓系統(tǒng)原理圖，進行系統(tǒng)方案論證；

(4)設計、計算、選擇液壓元件；

(5)對液壓系統(tǒng)主要性能進行驗算；

(6)設計液壓裝置，

編制液壓系統(tǒng)技術文件。

1.明確設計要求，進行工況分析

1)明確設計要求

(1)主機的用途、布置方式（臥式、斜式或垂直式）、空間位置。

(2)執(zhí)行元件的運動方式（直線運動、轉動或擺動），動作循環(huán)及其范圍。

(3)外界負載的大小、性質及變化范圍，執(zhí)行元件的速度及其變化范圍。

(4)各液壓執(zhí)行元件動作之間的順序、轉換和互鎖要

(5)工作性能，如速度的平穩(wěn)性、工作的可靠性、轉換精度、停留時間等方面的要求。

(6)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境，如溫度及其變化范圍、濕度、振動、沖擊、污染、腐蝕或易燃等情況（這涉及到液壓元件和介質的選用）。

(7)其它要求，如液壓裝置的重量、外形尺寸、經(jīng)濟性等方面的要求。

2)工況分析工況分析就是分析液壓執(zhí)行元件在工作過程中速度和負載的變化規(guī)律，求出工作循環(huán)中各動作階段的負載和速度的大小，并繪制速度、負載隨時間（或位移）變化的曲線圖（稱速度循環(huán)圖和負載循環(huán)圖）。簡單系統(tǒng)可不繪制，但應找出最大負載和最大速度點。從這兩幅圖中可明顯看出最大負載和最大速度值及二者所在的工況。這是確定系統(tǒng)的性能參數(shù)和執(zhí)行元件的結構參數(shù)（結構尺寸）的主要依據(jù)。在一般情況下，液壓缸承受的負載由六部分組成，即工作負載、導軌摩擦負載、慣性負載、重力負載、密封負載和背壓負載，前五項構成了液壓缸所要克服的機械總負載。

(1)工作負載Fw。工作負載與主機的工作性質有關，它可能是定值，也可能為變值。其大小要根據(jù)具體情況加以計算，有時還要由樣機實測確定。對于金屬切削機床來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負載；對液壓機來說，工件的壓制抗力即為工作負載。工作負載Fw與液壓缸運動方向相反時為正值，方向相同時為負值（如順銑加工的切削力）。

(2)導軌摩擦負載Ff。導軌摩擦負載是指液壓缸驅動運動部件時所受的導軌摩擦阻力，其值與運動部件的導軌形式、放置情況及運動狀態(tài)有關。各種形式導軌的摩擦負載計算公式可查閱有關手冊。機床上常用平導軌和V形導軌支承運動部件，其摩擦負載Ff值的計算公工（導軌水平放置時）如下。對于平導軌

Ff=f（G+FN）（8-1）

對于平導軌

（8-2）

式中G——運動部件的重力；FN——作用在導軌上的垂直載荷；a——V形導軌面的夾角（°），一般取a=90°；f——摩擦系數(shù)，其值可能閱相關設計手冊。(3)慣性負載Fa。慣性負載是運動部件在啟動加速或制動減速時產(chǎn)生的慣性力，

其值可按牛頓第二定律求出

（8-3）

式中:g為重力加速度；Δu為Δt時間內速度的變化量；Δt為啟動或制動的時間，啟動加速時，取正值，減速制動時，取負值。一般機械系統(tǒng)Δt取0.1～0.5s；行走機械系統(tǒng)Δt取0.5～1.5s；機床運動系統(tǒng)Δt取0.25～0.5s；機床進給系統(tǒng)Δt取0.05～0.2s。工作部件較輕或運動速度較低時取小值。

(4)重力負載Fg。垂直或傾斜放置的運動部件在沒有平衡的情況下，其自重也成為一種負載。傾斜放置時，只計算重力在運動方向上的分力。液壓缸上行時重力負載取正值，反之取負值。

(5)密封負載Fs。密封負載是指密封裝置的摩擦力，其值與密封裝置的類型和尺寸、液壓缸的制造質量和油液的工作壓力有關。Fs的計算公式詳見有關手冊。在未完成液壓系統(tǒng)設計之前，不知道密封裝置的參數(shù)，F(xiàn)s無法計算，一般用液壓缸的機械效率ηm加以考慮，常取ηm=0.90～0.97。

(6)背壓負載Fb。背壓負載是指液壓缸回油腔背壓所造成的阻力。在系統(tǒng)方案及液壓缸結構尚未確定之前，其無法計算，在負載計算時可暫不考慮。液壓缸各個主要工作階段的機械總負載F可按下列公式計算。啟動加速階段（8-4）

快速階段

（8-5）

工進階段

（8-6）

制動減速階段

(8-7)

2.主要性能參數(shù)的確定執(zhí)行元件的工作壓力和流量是液壓系統(tǒng)最主要的參數(shù)。這兩個參數(shù)是計算和選擇液壓元件、輔助元件、原動機（電機）規(guī)格型號的依據(jù)。要確定液壓系統(tǒng)的壓力和流量，首先必須根據(jù)各液壓執(zhí)行元件的負載循環(huán)圖選定系統(tǒng)工作壓力。系統(tǒng)壓力一經(jīng)確定，液壓缸有效工作面積或液壓馬達的排量即可確定。然后，根據(jù)位移—時間循環(huán)圖（或速度—時間循環(huán)圖）確定其流量。

3.擬定液壓系統(tǒng)圖一般的方法是選擇一種與本系統(tǒng)類似的成熟系統(tǒng)作為基礎，對它進行適應性調整或改進，使其成為具有繼承性的新系統(tǒng)。如果沒有合適的相似系統(tǒng)可借鑒，可參閱設計手冊和參考書中有關的基本回路加以綜合完善，構成自己設計的系統(tǒng)原理圖。用這種方法擬定系統(tǒng)原理圖時，包括選擇系統(tǒng)類型、

選擇回路和合成系統(tǒng)三方面的內容。

1)選擇系統(tǒng)的類型系統(tǒng)的類型有開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩種。選擇系統(tǒng)的類型主要取決于它的調速方式和散熱要求。一般來說，采用節(jié)流調速和容積節(jié)流調速的系統(tǒng)、有較大空間放置油箱且不需另設散熱裝置的系統(tǒng)、要求結構盡可能簡單的系統(tǒng)等都宜采用開式系統(tǒng)；采用容積調速的系統(tǒng)、對工作穩(wěn)定性和效率有較高要求的系統(tǒng)、

行走機械上的系統(tǒng)宜采用閉式系統(tǒng)。

2)選擇液壓基本回路液壓基本回路是決定主機動作和性能的基礎，是組成系統(tǒng)的骨架。要根據(jù)液壓系統(tǒng)所需完成的任務和工作機械對液壓系統(tǒng)的設計要求來選擇液壓基本回路。