液壓與氣壓傳動技術 課件 項目12 其他液壓控制閥和其他液壓系統(tǒng)的分析應用

液壓與氣壓傳動技術新型液壓控制閥的功能認知新型液壓控制閥：用于解決工程上的連接、性能及控制等問題。課程導入：主要類型有疊加閥、插裝閥、比例閥傳統(tǒng)的液壓控制閥：管式連接、板式連接（應用廣泛）。板式連接的特點：優(yōu)點是結(jié)構緊湊，管路少，常見功能的集成塊已標準化，通用性好，油路壓力損失小，且裝拆時不會影響系統(tǒng)管路，因而操縱、維修方便，應用十分廣泛。缺點是每一個集成塊都是一個油路系統(tǒng)，必須按油路連接關系設計加工集成塊內(nèi)的油道，改變閥的聯(lián)系尺寸或改變油路連接關系不方便。液壓與氣壓傳動技術授課導航

新型連接方式的控制閥新型控制方式的控制閥液壓與氣壓傳動技術疊加閥：新型連接方式的控制閥，最大的特點在于不必使用配管和專門的油路即可達到系統(tǒng)安裝的目的，集成度高，并且非常方便更改液壓系統(tǒng)的功能，適用于各種工業(yè)系統(tǒng)。疊加閥安裝在主換向閥（通常為板式換向閥）和底板塊之間，閥的上、下面為安裝面。疊加閥液壓與氣壓傳動技術相同通徑、功能各異的疊加閥不需要另外的連接塊，只需按一定次序用規(guī)定的標準長螺栓直接將各疊加閥串聯(lián)疊加安裝在底板塊上，再將板式換向閥安裝在最上方，即可組成各種典型液壓系統(tǒng)。疊加閥b)五油道的疊加閥a）四油道的疊加

疊加閥的外觀圖

各閥體本身是兼具共同油路的油路板，每個疊加閥除了具有液壓閥功能外，還起油路通道的作用液壓與氣壓傳動技術疊加閥疊加閥優(yōu)點：與傳統(tǒng)控制回路相比較，這種連接形式的優(yōu)點是結(jié)構緊湊，管路少，體積小，重量輕，減少了由于配管引起的外部漏油、振動和噪聲等事故，因而提高了可靠性，且配置靈活，安裝簡便，裝配周期短，當系統(tǒng)有變化需要增減元件時，更改設計容易，目前疊加閥已標準化、通用化。疊加閥的缺點：回路形式較少，通徑較小，不能滿足較復雜和大功率液壓系統(tǒng)的需要。液壓與氣壓傳動技術疊加閥回路

疊加式溢流閥疊加式雙單向節(jié)流閥液壓與氣壓傳動技術疊加閥回路

液壓與氣壓傳動技術插裝閥插裝閥：新型連接方式的控制閥，是根據(jù)不同功能將閥芯和閥套單獨做成組件（插入件），插入專門設計的插裝塊體，用連接螺紋或蓋板固定，塊內(nèi)通道將閥與閥的相應油口連通組成回路。這類閥無單獨的閥體。

二通插裝閥1-控制蓋板2-閥套3-復位彈簧4-閥芯5-插裝塊體液壓與氣壓傳動技術插裝閥

插裝式單向閥液壓與氣壓傳動技術插裝閥

插裝式換向閥液壓與氣壓傳動技術插裝閥

插裝式壓力閥液壓與氣壓傳動技術插裝閥

插裝式壓力閥液壓與氣壓傳動技術插裝閥

插裝式流量閥液壓與氣壓傳動技術插裝閥插裝閥的特點：結(jié)構緊湊，動作靈敏，沖擊小，穩(wěn)定性好，插裝單元具有一定的互換性，可綜合壓力、流量、方向三類閥于一體，模塊化程度高，已標準化、通用化。插裝閥工藝性好，容易做成大通徑的主閥，通流能力大，且錐閥芯密封性能好，適合于高壓場合，目前在冶金、船舶、塑料機械等大流量系統(tǒng)中應用廣泛。

總結(jié)：二通插裝閥通過不同的蓋板和不同的先導閥組合，便可構成方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥，還可組成復合控制。將若干個不同控制功能的二通插裝閥組裝在一個或多個插裝塊體內(nèi)便組成了液壓回路。液壓與氣壓傳動技術比例閥比例閥：新型控制方式的控制閥。比例電磁鐵是一個電——機械比例轉(zhuǎn)換裝置，它把輸入的電信號按比例地轉(zhuǎn)換成力或位移，用以代替原有的手動調(diào)節(jié)部分，對液壓閥的壓力、流量等參數(shù)進行調(diào)節(jié)，以及代替原有的普通電磁鐵控制換向閥的方向。比例閥不僅能實現(xiàn)方向控制，還可進行速度和壓力的多級調(diào)控。比例閥按其控制的參數(shù)可分為比例壓力閥、比例流量閥和比例方向閥三類。液壓與氣壓傳動技術比例閥常用的比例壓力閥，其工作原理與其普通壓力閥比較，因采用比例電磁鐵替代了手動調(diào)節(jié)機構，因此用一個閥就可以實現(xiàn)多級壓力控制。比例閥按其控制的參數(shù)可分為比例壓力閥、比例流量閥和比例方向閥三類。比例溢流閥的多級調(diào)壓回路總結(jié)：電液比例閥簡稱比例閥，比例閥的結(jié)構由直流比例電磁鐵與液壓閥兩部分組成，液壓閥部分的結(jié)構原理與普通液壓閥基本相同，而比例電磁鐵不同于開關量控制的普通電磁鐵，比例閥不僅能實現(xiàn)方向控制，還可進行速度和壓力的多級調(diào)控。液壓與氣壓傳動技術比例閥電液比例控制閥的特點：電液比例控制閥具有很多優(yōu)點，它可通過電信號實現(xiàn)遠距離控制，并能簡化液壓系統(tǒng)的油路、減少液壓元件的數(shù)量，對液壓系統(tǒng)參數(shù)及控制的適應性好，方便實現(xiàn)復雜程序的控制，自動化程度高，其成本、結(jié)構復雜性、抗污染能力、通用性、維護和保養(yǎng)、控制精度、響應指標等介于普通液壓閥和電液伺服閥之間。比例閥技術已很成熟，由于采用各種更加完善的反饋裝置和優(yōu)化設計，價格低廉得多的比例閥，其靜態(tài)性能已與電液伺服閥大致相同，目前，電液比例控制閥較多應用于機床自動線、液壓機、注塑機、軋板機等實現(xiàn)速度控制、遠距離控制或程序控制的液壓系統(tǒng)中。液壓與氣壓傳動技術電液數(shù)字控制閥電液數(shù)字控制閥是用于計算機數(shù)字控制系統(tǒng)的控制閥。它可與計算機直接連接，不需“數(shù)-?！鞭D(zhuǎn)換器，這種閥具有結(jié)構簡單、工藝性好、可靠性高、重復精度高、抗干擾能力強、價格低廉等優(yōu)點。目前已有數(shù)字流量閥、數(shù)字壓力閥、數(shù)字方向閥等系列產(chǎn)品。步進電機驅(qū)動的液壓閥是較常用的數(shù)字閥。步進電動能接收計算機發(fā)岀的經(jīng)驅(qū)動電源放大的脈沖信號，每接收一個脈沖信號便轉(zhuǎn)動一定的角度。步進電機的轉(zhuǎn)動又通過凸輪或絲杠等機構轉(zhuǎn)換成直線位移量，從而推動閥芯移動或壓縮彈簧改變調(diào)定壓力，控制脈沖信號的脈沖數(shù)，即可實現(xiàn)液壓閥對方向、流量或壓力的控制。液壓與氣壓傳動技術20小結(jié)010203了解疊加閥原理了解插裝閥原理了解比例閥原理液壓與氣壓傳動技術21液壓與氣壓傳動技術壓力機、注塑機液壓系統(tǒng)分析課程導入：壓力機：是鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、粉末冶金、成型、打包等工藝中廣泛應用的壓力加工機械。以四柱式液壓機最為典型，它可以進行沖剪、彎曲、翻邊、拉深等多種加工。塑料注射成型機：簡稱注塑機，它將顆粒狀的塑料加熱熔化到流動狀，用注塑裝置快速、高壓注入模腔，保壓一定時間，冷卻后成型為塑料制品。注塑機主要生產(chǎn)手機、電腦、生活日用品、汽車用品和其他工業(yè)用品等注塑產(chǎn)品。液壓與氣壓傳動技術授課導航Y(jié)B32－200型壓力機液壓系統(tǒng)分析SZ-250A型塑料注射成型機液壓系統(tǒng)分析液壓與氣壓傳動技術對壓力機液壓系統(tǒng)的基本要求：1）主缸驅(qū)動上滑塊實現(xiàn)“快速下行→慢速加壓→保壓延時→泄壓換向→快速退回→原位停止”循環(huán)。頂出缸驅(qū)動下滑塊實現(xiàn)“向上頂出→停留→向下退回→原位停止”循環(huán)。在薄板件拉伸壓邊時，下滑塊能實現(xiàn)“上位停留→浮動壓邊→返回上位停留”工作循環(huán)。2）為了產(chǎn)生較大的壓制力以滿足工作要求，系統(tǒng)的壓力較高，一般工作壓力范圍為10-40MPa，且壓力要經(jīng)常變換和調(diào)節(jié)，以滿足不同工藝需要。3）液壓系統(tǒng)功率大，空行程和加壓行程的速度差異大，因此要求功率利用合理。4）壓力機為高壓大流量系統(tǒng)，對工作平穩(wěn)性和安全性要求較高。壓力機液壓系統(tǒng)液壓與氣壓傳動技術壓力機液壓系統(tǒng)YB32－200型壓力機液壓系統(tǒng)圖液壓與氣壓傳動技術壓力機液壓系統(tǒng)YB32－200型壓力機液壓系統(tǒng)圖1－頂出缸2－頂出缸電液換向閥3－主缸電磁換向閥4－主缸安全閥5－主缸6、8、20－液控單向閥7－充液箱

9－單向閥10－壓力開關11－主缸主換向閥12－預泄換向閥組13－變量泵14－順序閥15－減壓閥16－遠程調(diào)壓閥17－背壓閥18－頂出缸安全閥19－安全閥1.主缸快速下行按下起動按鈕，1YA通電，主缸電磁換向閥3左位接入系統(tǒng)，控制油進入主缸主換向閥11的左端，閥右端回油，故閥11左位接入系統(tǒng)。主油路中液壓油經(jīng)順序閥14、主缸主換向閥11及單向閥9進入主缸上腔，并將液控單向閥8打開，使主缸下腔回油。這時上滑塊在自重作用下快速下行，主缸上腔所需流量較大，液壓泵的流量不足部分由充液油箱7經(jīng)單向閥6向液壓缸上腔補油。2.主缸慢速加壓當主缸上滑塊接觸到被壓制的工件時，主缸上腔壓力升高，液壓泵流量自動減小，液控單向閥6關閉。滑塊下移速度降低，慢速壓制工件。這時除充液箱7不再向液壓缸上腔供油外，其余油路與快速下行油路完全相同。3.主缸保壓延時當主缸上腔油壓升高到壓力開關10的動作壓力時，壓力開關發(fā)出信號，使1YA斷電，主缸電磁換向閥3換為中位。這時主換向閥11兩端油路均通油箱，因而閥11在兩端彈簧力作用下?lián)Q為中位，主缸上、下腔油路均被封閉保壓；液壓泵則經(jīng)閥11中位、頂出缸電液換向閥2中位卸荷。同時，壓力開關向電氣設備（如時間繼電器或PLC）發(fā)信號開始延時。液壓與氣壓傳動技術壓力機液壓系統(tǒng)YB32－200型壓力機液壓系統(tǒng)圖1－頂出缸2－頂出缸電液換向閥3－主缸電磁換向閥4－主缸安全閥5－主缸6、8、20－液控單向閥7－充液箱

9－單向閥10－壓力開關11－主缸主換向閥12－預泄換向閥組13－變量泵14－順序閥15－減壓閥16－遠程調(diào)壓閥17－背壓閥18－頂出缸安全閥19－安全閥4.主缸泄壓換向保壓延時結(jié)束后，電氣設備輸出信號使2YA通電，閥3換為右位?？刂朴徒?jīng)閥3進入帶卸荷閥芯的液控單向閥20的控制油腔，頂開其卸荷閥芯，使主缸上腔油路的高壓油經(jīng)20卸荷閥芯上的通道及預泄換向閥12上位（圖示位置）與油箱連通，從而使主缸上腔泄壓。5.主缸快速退回主缸上腔泄壓后，預泄換向閥12閥芯的上端壓力低于下端壓力，在控制油壓作用下，預泄換向閥換為下位，控制油經(jīng)預泄換向閥進入上缸主換向閥11右端，閥11左端經(jīng)閥3回油箱，因此閥11右位接入系統(tǒng)。主油路中，液壓油經(jīng)閥11（右位）、閥8進入主缸下腔，同時將液控單向閥6打開，使主缸上腔油返回充液箱7，主缸活塞帶動上滑塊快速上升，退回至原位。6.主缸原位停止當主缸活塞帶動上滑塊至原始位置而壓下行程開關SQ1時，2YA斷電，閥3和閥11均換為中位（閥12復位），主缸上、下腔封閉，上滑塊停止運動。主缸安全閥4起平衡重量作用，可防止與上滑塊相連的運動部件在上位時因自重而下滑。液壓與氣壓傳動技術壓力機液壓系統(tǒng)YB32－200型壓力機液壓系統(tǒng)圖1－頂出缸2－頂出缸電液換向閥3－主缸電磁換向閥4－主缸安全閥5－主缸6、8、20－液控單向閥7－充液箱

9－單向閥10－壓力開關11－主缸主換向閥12－預泄換向閥組13－變量泵14－順序閥15－減壓閥16－遠程調(diào)壓閥17－背壓閥18－頂出缸安全閥19－安全閥7.頂出缸向上頂出當主缸返回原位，壓下行程開關SQ1時，除2YA斷電、主缸停止外，還使3YA通電，頂出缸電液換向閥2換為右位。液壓油經(jīng)閥2進入頂出缸下腔，其上腔回油，下滑塊上移，將壓制好的工件從模具中頂出。這時系統(tǒng)的最高工作壓力可由頂出缸安全閥18調(diào)整。8.頂出缸停留當下滑塊上移到其活塞碰到缸蓋時，便可停留在這個位置上。同時碰到上位行程開關SQ3，給電氣設備發(fā)出延時信號，延時停留。9.頂出缸向下退回當停留結(jié)束時，電氣設備發(fā)出信號，使3YA斷電、4YA通電，頂出缸電液換向閥2換為左位。液壓油進入頂出缸上腔，其下腔回油，下滑塊下移。液壓與氣壓傳動技術壓力機液壓系統(tǒng)YB32－200型壓力機液壓系統(tǒng)圖1－頂出缸2－頂出缸電液換向閥3－主缸電磁換向閥4－主缸安全閥5－主缸6、8、20－液控單向閥7－充液箱

9－單向閥10－壓力開關11－主缸主換向閥12－預泄換向閥組13－變量泵14－順序閥15－減壓閥16－遠程調(diào)壓閥17－背壓閥18－頂出缸安全閥19－安全閥10.頂出缸原位停止當下滑塊退到原位時，擋鐵壓下行程開關SQ4，使4YA斷電，閥2換為中位，運動停止，頂出缸上腔和泵的輸出油液均經(jīng)閥2中位回油箱。11.浮動壓邊薄板拉伸壓邊時，要求頂出缸在下腔保持一定壓力下能隨主缸滑塊的下壓而下降。（1）上位停留先使3YA通電，閥2換為右位，頂出缸下滑塊上升到頂出位置，由行程開關或按鈕發(fā)出信號使3YA再斷電，閥2換為中位，使下滑塊停在頂出位置上。這時頂出缸下腔封閉，上腔通油箱。（2）浮動壓邊浮動壓邊時1YA通電，主缸上腔進壓力油（主缸油路同慢速加壓油路），主缸推著頂出缸下行。主缸下腔油進入頂出缸上腔，多余油液經(jīng)閥2中位回油箱。頂出缸下腔油經(jīng)背壓閥17流回油箱，閥17能保證頂出缸下腔有足夠的背壓力。液壓與氣壓傳動技術壓力機液壓系統(tǒng)的特點：1）采用高壓大流量恒功率式變量泵供油，既符合工藝要求又節(jié)省能量。2）是典型的以壓力控制為主的液壓系統(tǒng)。本機具有多種壓力控制回路（遠程調(diào)壓回路、減壓回路、卸荷回路、保壓回路、平衡回路、泄壓回路）。3）本壓力機利用上滑塊的自重作用實現(xiàn)快速下行，并用充液閥對主缸上腔充液，結(jié)構簡單，液壓元件少，在中、小型壓力機中常被采用。4）采用電液換向閥，適合高壓大流量液壓系統(tǒng)的要求。5）系統(tǒng)中的兩個液壓缸各有一個安全閥進行過載保護。6）兩缸換向閥采用串聯(lián)互鎖，避免兩缸因操作不當同時工作而造成事故。壓力機液壓系統(tǒng)液壓與氣壓傳動技術注塑機對液壓系統(tǒng)的主要要求有：嚴格按照工藝循環(huán)完成周期動作；對各工藝過程提供足夠的動力（開合模力、注射力、保壓力、螺桿旋轉(zhuǎn)及制品頂出、注射座前后移動）；提供所需的運動速度；系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，噪音小，能量損失小，有較高的重復精度及靈敏度注塑機液壓系統(tǒng)注塑機主要由三部分組成：1.合模部件。它是安裝模具用的成型部件。主要由定模板、動模板、合模機構、合模液壓缸、頂出裝置等組成。2.注射部件。它是注塑機的塑化部件。主要由加料裝置、料筒、螺桿、噴嘴、頂塑裝置、注塑液壓缸、注射座及其移動液壓缸等組成。3.液壓傳動及電氣控制系統(tǒng)。它安裝在機身內(nèi)外腔上，是注塑機的動力和操縱控制部件。主要由液壓泵、液壓閥、電動機、電氣元件及控制儀表等組成。液壓與氣壓傳動技術注塑機液壓系統(tǒng)SZ-250A型去掉注塑機液壓系統(tǒng)圖液壓與氣壓傳動技術注塑機液壓系統(tǒng)SZ-250A型去掉注塑機液壓系統(tǒng)圖1.合模合模液壓缸4經(jīng)機械連桿機構推動模板實現(xiàn)合模。合模運動分為慢速合模、快速合模、低壓合模等工況。工作前，需將安全門關閉，機動閥V19復位，接通電液換向閥V15、V16的控制油路，才能起動合模。（1）慢速合模慢速合模時由液壓泵1供油，液壓泵2、3卸荷。電磁鐵1YA、11YA通電。進油路：液壓泵1→V14左位→V13→V15左位→合模液壓缸4左腔。回油路：合模液壓缸4右腔→閥V16左位→閥V15左位→油箱。（2）快速合模快速合模時，由液壓泵1、2、3同時供油，合模液壓缸差動連接。電磁鐵1YA、2YA、3YA、11YA、12YA通電。進油路：液壓泵1→閥V14左位→閥V13液壓泵2→閥V11→閥V15左位→合模液壓缸4左腔。液壓泵3→閥V12回油路：合模液壓缸4右腔→閥V16右位→合模液壓缸4左腔。液壓與氣壓傳動技術注塑機液壓系統(tǒng)SZ-250A型去掉注塑機液壓系統(tǒng)圖（3）低壓慢速合模低壓慢速合模時，由液壓泵2供油，泵1、3卸荷。電磁鐵2YA、11YA、13YA通電。進油路：液壓泵2→閥V11→閥V15左位→液壓缸4左腔回油路：液壓缸4右腔→閥V16左位→閥V15左位→油箱（4）高壓合模高壓合模時，由液壓泵1供油，泵2、3卸荷。電磁鐵1YA、11YA通電。油路走向與慢速合模相同。當模具閉合后，連桿產(chǎn)生彈性變形，將模具牢固閉鎖。此時，泵1的壓力油經(jīng)電磁溢流閥V1溢流。因此，高壓合模時，合模液壓缸4左腔的壓力由溢流閥V1調(diào)定。2.注射座整體前移注射座整體前進時，由液壓泵1供油，泵2、3卸荷。電磁鐵1YA、7YA、14YA通電。進油路：液壓泵1→閥V14左位→閥V13→閥V10右位→注射座移動缸6右腔?；赜吐罚阂簤焊?左腔→閥V10右位→油箱。液壓與氣壓傳動技術注塑機液壓系統(tǒng)SZ-250A型去掉注塑機液壓系統(tǒng)圖3.注射按注射充模行程，可分為三段控制。注射缸的前進速度有多級可供選擇。通過電磁鐵1YA、2YA、3YA通電的不同組合，可以選擇液壓泵1、2、3中的某一個、兩個或三個同時供油，實現(xiàn)多級速度控制，滿足注射工藝要求。例如，當選用三個泵同時供油的最高注射速度時，1YA、2YA、3YA、4YA、7YA、14YA通電，此時壓力由溢流閥V27調(diào)定。進油路：液壓泵1→閥V14左位→閥V13液壓泵2→閥V11液壓泵3→閥V12→閥V8左位→注射液壓缸7右腔。回油路：注射液壓缸7左腔→閥V9左位→油箱。4.保壓電磁鐵1YA、4YA、7YA、15YA通電。液壓泵2、3卸荷，泵1供油進入注射缸7右腔補充泄漏。油路走向同注射工況。保壓時，系統(tǒng)壓力由溢流閥V28調(diào)定，泵1油液主要經(jīng)溢流閥V1溢流。5.預塑液壓馬達8旋轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪副使螺桿傳動，將料斗中的顆粒狀塑料推向噴嘴方向。同時，螺桿在反推力作用下，連同注射缸的活塞一起右移。液壓與氣壓傳動技術注塑機液壓系統(tǒng)SZ-250A型去掉注塑機液壓系統(tǒng)圖進油路：液壓泵1→閥V14左位→閥V13液壓泵2→閥V11液壓泵3→閥V12→閥V8右位→閥V21→馬達8進油腔?；赜吐罚阂簤厚R達8回油腔→閥V20→注射缸7左腔→閥V9左位→油箱。6.防流涎為了防止液態(tài)塑料從噴嘴端部流涎，由三個泵同時供油，使注射缸7的活塞帶動螺桿強制快速后退（右行），后退距離由行程開關控制。為此，電磁鐵1YA、2YA、3YA、6YA、7YA、14YA通電，此時注射座移動缸始終使噴嘴與模具保持接觸防止流延。進油路：液壓泵1→閥V14左位→閥V13液壓泵2→閥V11→液壓泵3→閥V12→閥V9右位→注射缸7左腔?；赜吐罚鹤⑸涓?右腔→閥V9右位→油箱。7.注射座整體后退注射座后退時，由液壓泵1供油，泵2、3卸荷。電磁鐵1YA、8YA、14YA通電。進油路：液壓泵1→閥V14左位→閥V13→閥V10左位→液壓缸6左腔?；赜吐罚阂簤焊?右腔→閥V10左位→油箱液壓與氣壓傳動技術注塑機液壓系統(tǒng)SZ-250A型去掉注塑機液壓系統(tǒng)圖8.開模（1）慢速開模慢速啟模時，由液壓泵1供油，泵2、3卸荷。電磁鐵1YA、10YA通電。進油路：液壓泵1→閥V14左位→閥V13→閥V15右位→閥V16左位→合模缸4右腔回油路：合模缸4左腔→閥V15右位→油箱。（2）快速開模快速啟模時，三臺液壓泵同時供油。電磁鐵1YA、2YA、3YA、10YA通電。進油路：液壓泵1→閥V14左位→閥V13液壓泵2→閥V11液壓泵3→閥V12→閥V15右位→閥V16左位→液壓缸4右腔回油路：液壓缸4左腔→閥V15右位→油箱。（3）慢速起模。