液壓機(jī)的工作原理、特點與分類(ppt 66頁).pptx

1、第四章 液壓機(jī),4.1 概述,了解液壓機(jī)的工作原理、特點及各種分類方法。 學(xué)習(xí)液壓機(jī)的編號規(guī)定。,2020/10/3,4.1.1 液壓機(jī)工作原理,液壓機(jī)的基本工作原理是帕斯卡原理。它利用液體的壓力能，依靠靜壓作用使工件變形，或使物料被壓制成型。,圖4-1 YQ32系列液壓機(jī),2020/10/3,按工作介質(zhì)分類： 液壓機(jī)的工作介質(zhì)為液體，主要有兩種，采用乳化液的一般稱為水壓機(jī)，采用油的稱為油壓機(jī)。 水壓機(jī)乳化液價格便宜，不燃燒，不易污染工作場地，故耗油量大的以及熱加工用的液壓機(jī)多為水壓機(jī)。 油壓機(jī)在防腐蝕、防銹和潤滑性能方面，油優(yōu)于乳化液。但油的成本高，也易污染工作場地。,2020/10/3,圖

2、4-2 液壓機(jī)工作原理 1、小柱塞 2、大柱塞,如圖，兩個充滿工作液體的具有柱塞或活塞的容腔由管道連接，當(dāng)小柱塞上作用的力為F1時，在大柱塞上將產(chǎn)生向上的作用力F2，迫使制件變形，且： F2=F1A2/A1 A1、A2 分別為小柱塞和大柱塞的工作面積。,2020/10/3,圖4-3 液壓機(jī)工作過程,2020/10/3,4.1.2 液壓機(jī)的特點與應(yīng)用,優(yōu)點： 容易獲得最大壓力。 容易獲得大的工作行程，并能在行程的任意位置發(fā)揮全壓，適合要求工作行程大的場合。 容易獲得大的工作空間。 壓力與速度可以在大范圍內(nèi)方便地進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，而且可按工藝要求在某一行程作長時間的保壓。另外，還便于調(diào)速和防止過載。

3、設(shè)計、制造、操作和維修方便，便于實現(xiàn)遙控與自動化。,2020/10/3,缺點： 對液壓元件精度要求較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，機(jī)器的調(diào)整和維修比較困難。 高壓液體易泄露，不但污染工作環(huán)境，浪費壓力油，對于熱加工場所還有火災(zāi)的危險。 效率較低，且運(yùn)動速度慢，降低了生產(chǎn)率，對于快速小型的液壓機(jī)，不如曲柄壓力機(jī)簡單靈活。,2020/10/3,液壓機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域： 金屬薄板件的沖壓拉深成形工藝。主要用在汽車、家電行業(yè)中金屬覆蓋件的成形加工。 金屬機(jī)械零件的壓力成形。主要包括模壓成形、金屬型材的擠壓成形、冷熱模鍛、自由鍛造等加工工藝。 粉末制品行業(yè)。如磁性材料、粉末冶金等。 非金屬材料的壓制成形，如SMC成型、汽

4、車內(nèi)飾件的熱壓成型、橡膠制品等。 木制品的熱壓成型。比如植物纖維板材、型材的熱壓加工。 其他應(yīng)用。如壓裝、校正、塑封、壓印等工藝。,2020/10/3,4.1.3 液壓機(jī)的分類,一、按用途分類 手動液壓機(jī)：一般為小型液壓機(jī)，用于壓制、壓裝等工藝。 (2) 鍛造液壓機(jī)：用于自由鍛造、鋼錠開坯以及有色與黑色金屬模鍛。 (3) 沖壓液壓機(jī)：用于各種板材沖壓。 (4) 校正壓裝液壓機(jī)：用于零件校形及裝配。,2020/10/3,一、按用途分類 (5) 層壓液壓機(jī)：用于膠合板、刨花板、纖維板及絕緣材料板等的壓制。行程大，層數(shù)多，層間距離大，可壓制的板數(shù)較多。 (6) 擠壓液壓機(jī)：用于擠壓各種有色金屬和黑色

5、金屬的線材、管材、棒材及型材。 (7) 壓制液壓機(jī)：用于粉末冶金及塑料制品壓制成型等。 (8) 打包、壓塊液壓機(jī)：用于將金屬切屑等壓成塊及打包等。,2020/10/3,圖4-4 YS系列手動液壓機(jī),圖4-5 YDZ 1000 柱式自由鍛造液壓機(jī),2020/10/3,圖4-6 YQ27系列單動沖壓液壓機(jī),2020/10/3,圖4-8 YJ61系列金屬擠壓液壓機(jī),圖4-7 YHL41系列單柱校正壓裝液壓機(jī),2020/10/3,二、按動作方式分類 (1) 上壓式液壓機(jī)：該類液壓機(jī)的工作缸安裝在機(jī)身上部，操作方便，容易實現(xiàn)快速下行，應(yīng)用最廣。 (2) 下壓式液壓機(jī)：該類液壓機(jī)的工作缸裝在機(jī)身下部，重心

6、位置較低，穩(wěn)定性好，制品可避免漏油污染。 雙動液壓機(jī)：上活動橫梁分為內(nèi)、外滑塊，分別由不同的液壓缸驅(qū)動，壓力為內(nèi)外滑塊壓力的總和。工作方式靈活，適合金屬板料的拉深成形，在汽車制造業(yè)應(yīng)用廣泛。 (4) 特種液壓機(jī)：如角式液壓機(jī)、臥式液壓機(jī)等。,2020/10/3,圖4-10 Y34系列下壓式油壓機(jī),圖4-9 下壓式液壓機(jī)工作原理,2020/10/3,圖4-11 Y71系列上壓式四柱型液壓機(jī),圖4-12 雙動液壓機(jī),2020/10/3,圖4-13 臥式金屬擠壓成型液壓機(jī),2020/10/3,三、按機(jī)身結(jié)構(gòu)分類 (1) 柱式液壓機(jī)：液壓機(jī)的上橫梁與下橫梁（工作臺）的連接采用立柱，由鎖緊螺母鎖緊。壓力

7、較大的液壓機(jī)多為四立柱結(jié)構(gòu)，機(jī)器穩(wěn)定性好，采光也較好。 (2) 整體框架式液壓機(jī)：機(jī)身由鑄造或型鋼焊接而成，一般為空心箱形結(jié)構(gòu)，抗彎性能較好，立柱部分做成矩形截面，便于安裝平面可調(diào)導(dǎo)向裝置?；顒訖M梁運(yùn)動精度較高，在塑料制品和粉末冶金、薄板沖壓液壓機(jī)中獲得廣泛應(yīng)用。,2020/10/3,四、按傳動形式分類 (1) 泵直接傳動液壓機(jī)：每臺液壓機(jī)單獨配備高壓泵，中小型液壓機(jī)多為這種傳動形式。 (2) 泵蓄能器傳動液壓機(jī)：高壓液體采用集中供應(yīng)的辦法，可節(jié)省資金，提高液壓設(shè)備的利用率，但需要高壓蓄能器和一套中央供壓系統(tǒng)，以平衡低負(fù)荷和負(fù)荷高峰時對高壓液體的需要。在使用多臺液壓機(jī)（尤其多臺大中型液壓機(jī)）的

8、情況下較為可行。,2020/10/3,五、按操縱方式分類 手動液壓機(jī) 半自動液壓機(jī) 全自動液壓機(jī),圖4-14 YT-5T二柱半自動液壓機(jī),2020/10/3,目前使用較多的是上壓式泵直接傳動半自動和手動柱式或框架式液壓機(jī)。對層壓機(jī)一般采用下壓式液壓機(jī)。,2020/10/3,4.1.4 液壓機(jī)的技術(shù)參數(shù)及型號,液壓機(jī)最大總壓力(噸位)是表示液壓機(jī)壓制能力Fp的主要參數(shù)，一般用它來表示液壓機(jī)的規(guī)格。,壓制能力Fp與最大總壓力F的關(guān)系：,一、 最大總壓力,2020/10/3,二、工作液壓力,工作液壓力不宜過低，否則不能滿足液壓機(jī)最大總壓力的需要。反之，工作液壓過高，液壓機(jī)密封難以保證，甚至損壞液壓密

9、封元件。 目前國內(nèi)塑料液壓機(jī)所用的工作液壓力在16MPa50MPa之間，最常用為32MPa左右的工作液壓力。,2020/10/3,三、最大回程力,液壓機(jī)活動橫梁在回程時要克服各種阻力和運(yùn)動部件的重力。液壓機(jī)最大回程力約為最大總壓力的20%50%。,2020/10/3,升壓時間指壓力上升到工作所需要的值所需時間。 目前，最大總壓力5000kN以下的塑料液壓機(jī)，其升壓時間均要求在10s以內(nèi)。,四、升壓時間,2020/10/3,表4-1 YC32型四柱通用液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù),2020/10/3,表4-2 Y81Q-2000金屬打包液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù),2020/10/3,續(xù)表4-2 Y81Q-2000

10、金屬打包液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù),2020/10/3,液壓機(jī)型號表示方法： 例如：Y32A315表示最大總壓力為3150kN，經(jīng)過一次變型的四柱立式萬能液壓機(jī)，其中32表示四柱式萬能液壓機(jī)的組型代號。 液壓機(jī)型號表示的主要原則如下圖。,圖4-15 液壓機(jī)型號表示方法,2020/10/3,鍛壓機(jī)械的組、型（系列）代號及主參數(shù)： （ JB/T 99651999 ） 1、每類鍛壓機(jī)械分為10組，每組分為10個型（系列），用兩位數(shù)字組成，位于類代號或結(jié)構(gòu)變化代號之后。 2、主參數(shù)采用實際數(shù)值或?qū)嶋H數(shù)值的十分之一（僅限于公稱力kN 和能量kJ）表示，位于組、型（系列）或特性代號之后，并用短橫線“”隔開。 3、

11、組、型（系列）的劃分及型號中主參數(shù)的表示方法應(yīng)符合要求。,2020/10/3,表4-3 液壓機(jī)組、型（系列）的劃分（JB/T 99651999）,2020/10/3,續(xù)表4-3 液壓機(jī)組、型（系列）的劃分（JB/T 99651999）,2020/10/3,續(xù)表4-3 液壓機(jī)組、型（系列）的劃分（JB/T 99651999）,2020/10/3,4.2 液壓機(jī)的結(jié)構(gòu),Y32300液壓機(jī)的結(jié)構(gòu) Y32300液壓機(jī)的操縱部分和動力部分,2020/10/3,液壓機(jī)的基本結(jié)構(gòu)組成一般分為： 本體部分 動力部分 操縱部分,2020/10/3,圖4-16 Y32300液壓機(jī),圖4-17 Y32300液壓機(jī)機(jī)

12、身外形圖 1、緊固螺母 2、調(diào)節(jié)螺栓 3、框架 4、導(dǎo)軌 5、固定螺栓,2020/10/3,表4-4 Y32-300四柱萬能液壓機(jī)主要參數(shù),2020/10/3,4.2.1 本體部分,設(shè)備的本體部分包括： 機(jī)身 工作缸與工作活塞 充液油箱 活動橫梁 下橫梁 頂出裝置,2020/10/3,一、機(jī)身,Y32300型液壓機(jī)機(jī)身屬于四立柱機(jī)身。四立柱機(jī)身在液壓機(jī)上用的最廣，由上橫梁、下橫梁和四根立柱組成，每根立柱都有3個螺母分別與上下橫梁緊固連接在一起，組成一個堅固的受力框架。,圖4-18 Y32300液壓機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu) 1.3.7、螺母 2、上橫梁 4、立柱 5、限位套 6、下橫梁,2020/10/3,機(jī)

13、身應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和制造精度。液壓機(jī)的各個部件都安裝在機(jī)身上，裝配情況如下： 上橫梁的中間孔安裝工作缸，下橫梁的中間孔安裝頂出缸。上、下橫梁結(jié)構(gòu)相似，采用鑄造方法鑄成箱體結(jié)構(gòu)。下橫梁(工作臺)的臺面上開有T形槽，供安裝模具用。 活動橫梁靠4個角上的孔套裝在四立柱上，上方與工作缸的活塞相連接，由其帶動活動橫梁上下運(yùn)動。 在四根立柱上各裝一個限位套，限制活動橫梁下行的最低位置，防止活動橫梁過度降落導(dǎo)致工作活塞撞擊工作缸的密封裝置。,2020/10/3,二、工作缸,圖4-19 活塞式雙作用液壓缸,Y32300型液壓機(jī)采用一個活塞式雙作用液壓缸，對于大型且要求壓力分級的液壓機(jī)可采用多個工作缸。

14、液壓機(jī)的工作缸在液壓機(jī)工作時承受很高的壓力，因此必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性，同時還要求組織致密，避免高壓油液的滲漏。,2020/10/3,活塞式雙作用缸的結(jié)構(gòu)如圖所示。工作缸靠缸口凸肩與螺母緊固在上橫梁內(nèi)。在工作缸上部裝有充液閥和充液油箱。活塞上設(shè)有雙向密封裝置，將工作缸分成上下腔，在下部缸端蓋裝有導(dǎo)向套和密封裝置，并借法蘭壓緊，以保證下腔的密封?；钊麠U下端與活動橫梁用螺栓剛性連接。,圖4-20 活塞式雙作用液壓缸結(jié)構(gòu) 1、充液閥接口 2、工作缸缸筒 3、活塞桿 4、螺母 5、上橫梁 6、導(dǎo)向套 7、凸肩 8、活動橫梁,2020/10/3,液壓機(jī)工作中需要滿足慢速壓制和快速回程 的工藝要求，在此

15、期間工作缸工作過程如下： 當(dāng)壓力油從缸上腔進(jìn)入時，缸下腔的油液排至油箱； 活塞帶動活動橫梁向下運(yùn)動，其速度較慢，壓力較大； 當(dāng)壓力油從油缸下腔進(jìn)入時，缸上腔的油液便排入油箱，活塞向上運(yùn)動，其運(yùn)動速度較快，壓力較小。,2020/10/3,三、活動橫梁,活動橫梁是立柱式液壓機(jī)的運(yùn)動部件，位于液壓機(jī)本體的中間。采用HT200鑄成箱形結(jié)構(gòu)，中間的圓柱孔與上面的工作活塞桿連接，四角的圓柱孔內(nèi)裝有導(dǎo)向套，在工作活塞的帶動下，靠立柱導(dǎo)向作上下運(yùn)動。在活動橫梁的底面同樣開有T形槽，用來安裝模具。,圖4-21 活動橫梁,2020/10/3,頂出缸設(shè)在機(jī)身下部，通過頂桿將成形后的工件頂出。頂出缸結(jié)構(gòu)與工作缸相似，

16、也是活塞式液壓缸，安裝在工作臺底部的中間位置，同樣采用缸的凸肩及螺母與工作臺緊固連接。,四、頂出缸,圖4-22 頂出缸 1、活塞桿 2、頂出缸筒 3、螺母 4、活塞 5、缸蓋,2020/10/3,4.2.2 動力部分,組成高壓泵 作用將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗埽蛞簤簷C(jī)的工作缸與頂出缸提供高壓液體。 Y32300型液壓機(jī)使用的是臥式柱塞泵。,2020/10/3,4.2.3 操縱及液壓系統(tǒng),泵11BFW型偏心柱塞泵。 (2) 閥1、2溢流閥，保護(hù)液壓系統(tǒng)，限制液壓系統(tǒng)最高壓力的作用。 (3) 閥3、5分別為頂出缸和工作缸的手動換向閥，兩閥互鎖，保證工作缸工作與頂出缸頂出不同時動作。 (4) 閥4背壓閥

17、，保證壓力油只能單向流動，且油液單向通過時油壓必須等于或大于調(diào)定的壓力。 (5) 閥7液控止回閥，防止活動橫梁產(chǎn)生超前速度，并使活動橫梁穩(wěn)定地停止在所需位置。,一、Y32300型液壓機(jī)的液壓系統(tǒng),2020/10/3,(6) 閥6溢流閥，在系統(tǒng)控制回程時防止工作缸下腔出現(xiàn)超壓狀態(tài)。 (7) 閥8液控止回閥，工作時起保壓作用，回程時起工作缸上腔先卸壓后回程的作用。 (8) 充液閥9和充液油箱10在活塞靠自重下行時，靠負(fù)壓對工作缸充液，以提高空行程的速度。,圖4-23 Y32300型液壓機(jī)液壓系統(tǒng),2020/10/3,二、Y32300型液壓機(jī)的操縱控制,液壓機(jī)工作循環(huán)動作過程： 工作活塞空行程向下運(yùn)

18、動 工作行程 保壓 回程 頂出缸頂出工件,2020/10/3,1、頂出缸回程,在每一工作循環(huán)開始之前，頂出油缸必須處在回程位置。 頂出缸的手動換向閥3轉(zhuǎn)到“回程”位置，壓力油通過換向閥3右位進(jìn)入頂出缸上腔。 由于止回閥4的背壓作用，油泵輸出的壓力油首先使頂出缸回程。 當(dāng)頂出缸回程完畢后，泵輸出的壓力油便推開止回閥4，通過工作缸換向閥5中位排入油箱，這時泵出口保持1012MPa的壓力。,2020/10/3,2、空行程向下,頂出缸回程后，將換向閥5的手柄轉(zhuǎn)到“工作”位置，壓力油經(jīng)閥3右位閥4閥5右位閥8進(jìn)入工作缸上腔。 由于閥7關(guān)閉，工作缸下腔的壓力油不能回油，使進(jìn)油路壓力升高，推開閥7，工作缸下

19、腔的油液經(jīng)閥7閥5右位流回油箱。 工作缸上腔通入壓力油后，使活動橫梁向下運(yùn)動。在此空行程階段，因活動橫梁等的自重作用，其運(yùn)動速度較快，工作缸上腔形成負(fù)壓，打開充液閥9，充液油箱10中的油液自動給予補(bǔ)充。,2020/10/3,充液閥： 充液閥實際上是液控止回閥。當(dāng)充液閥的控制油口通以壓力油或充液閥的下腔形成真空時，閥門被打開，充液箱中的油液與充液閥下腔連通，否則處于關(guān)閉狀態(tài)。,圖4-24 充液閥 1、控制油口 2、活塞 3、彈簧 4、閥門,2020/10/3,3、工作行程,與空行程向下運(yùn)動相比，工作行程時施加于活塞上的壓力要大，速度要慢。為此換向閥5的手柄仍處于“工作”位置。 當(dāng)空行程向下運(yùn)動，

20、使活動橫梁上的模具接觸工件后，工作缸上腔負(fù)壓消失，充液閥自動關(guān)閉。工作缸活塞在壓力油作用下繼續(xù)向下運(yùn)動，對工件加壓，此時油液壓力可以達(dá)到原先調(diào)定的壓力（由溢流閥1決定），下壓速度由泵流量控制。,2020/10/3,4、保壓,時間當(dāng)工作行程結(jié)束后，需要對工件繼續(xù)施壓一段時間時。 操作把換向閥5的手柄轉(zhuǎn)到“停止”位置，工作缸上腔的壓力油被液控止回閥8封閉，產(chǎn)生保壓作用，而泵輸出的油液通過換向閥5排入油箱而卸荷。,2020/10/3,5、回程,將換向閥5的手柄轉(zhuǎn)到“回程”位置，則泵輸出的壓力油通入工作缸下腔，同時經(jīng)控制油路打開液控止回閥8，使工作缸上腔卸壓。 工作活塞開始時以較慢速度上升，當(dāng)打開充液

21、閥9的大閥門以后，使活塞上腔的油液大量排入充液油箱，以實現(xiàn)快速回程。,2020/10/3,6、停止,目的使活動橫梁停止在某一位置。 操作將換向閥3及5的手柄轉(zhuǎn)到“停止”位置，液壓泵通過換向閥3或閥5卸荷，工作活塞下腔的油液被液控止回閥7封閉，則工作活塞（活動橫梁）很穩(wěn)定地停止在某一位置上。,2020/10/3,7、頂出缸頂出工件,當(dāng)將換向閥3的手柄轉(zhuǎn)到“頂出”位置時，泵輸出的壓力油通過換向閥3進(jìn)入頂出缸的下腔，上腔回油，驅(qū)動頂出活塞上行，完成頂出工件的動作。 頂出工件后，液壓機(jī)完成一次工作循環(huán)。,2020/10/3,1、液壓機(jī)的液壓控制系統(tǒng)，必須具有以下特性，即當(dāng)液壓泵啟動后，只有操縱滑塊啟動

22、裝置，滑塊才能動作。 2、液壓控制系統(tǒng)中，須有急停按鈕。當(dāng)急?？刂频乃矔r動作一旦發(fā)生，必須使滑塊立即停止運(yùn)動。 3、在液壓控制系統(tǒng)中，必須設(shè)有供選擇壓力機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)范的行程選擇器。但只有“脫開”和“連續(xù)行程”功能的液壓機(jī)不在此限。行程選擇器應(yīng)有“脫開”、“寸動”、“單次行程”和“連續(xù)行程”運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)范，按順時針方向依次排列。, 液壓機(jī)液壓控制系統(tǒng)安全要求：,2020/10/3,4、當(dāng)既可用手又可用腳兩種操縱方式時，必須設(shè)有一個手、腳控制選擇器，兩者擇其一后，另一種操縱方式必須失效。 5、在液壓控制系統(tǒng)中，必須使單次行程和/或連續(xù)行程在一次循環(huán)過程中具有下列特性： a.滑塊空程快速下降； b.滑塊慢速趨近工件； c.滑塊負(fù)載慢速工作行程； d.滑塊空程快速上升。,2020/10/3,6、多泵傳動的液壓機(jī)，應(yīng)有液泵控制機(jī)構(gòu)，保證各泵只能依次進(jìn)行啟動。 7、液壓控制系統(tǒng)應(yīng)能保證當(dāng)滑塊以最大速度下降時，“急?！笨刂颇茉谧疃趟查g內(nèi)實現(xiàn)，其慣性下降值應(yīng)符合表1的規(guī)定。 8、液壓機(jī)必須具有防止柱塞(或滑塊)超過工作行程的限位裝置，除機(jī)械限位裝置或機(jī)構(gòu)外，液壓控制系統(tǒng)中應(yīng)有電器或液壓或兩者兼有的限位保險裝置。,2020/10/3, 液壓機(jī)的發(fā)展方向和趨勢：,（1）配有自動上下料裝置的液壓機(jī)或