第10章典型液壓系統(tǒng)

1、1,學(xué)習(xí)典型液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例； 掌握分解液壓系統(tǒng)構(gòu)成、剖析各種元件在系統(tǒng)中作用以及分析系統(tǒng)性能的方法。,分析液壓系統(tǒng)的步驟和方法。,目的任務(wù):,重點(diǎn)難點(diǎn):,第十章 典型液壓系統(tǒng),2,Part 10.1 液壓系統(tǒng)應(yīng)用與分析,本節(jié)介紹幾個(gè)液壓系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，分析它們的工作原理和性能特點(diǎn)，從而透過(guò)這些實(shí)例，使讀者掌握分析液壓系統(tǒng)的一般步驟和方法 。,實(shí)際的液壓系統(tǒng)往往比較復(fù)雜，要讀懂一個(gè)液壓系統(tǒng)并非易事，通常必須分幾步進(jìn)行：,1）了解并分析主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的工作要求，逐條進(jìn)行深入研究，抓住其與液壓傳動(dòng)有關(guān)的實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。 2）根據(jù)主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件動(dòng)作循環(huán)的要求，參照有關(guān)說(shuō)明，從油源到執(zhí)行元件

2、按油路初讀液壓系統(tǒng)原理圖。閱讀時(shí)應(yīng)先找控制元件和控制油路，后讀主油路。每條油路都必須搞清“來(lái)龍去脈”，有去有回。,3）按基本回路分解系統(tǒng)的功能，并根據(jù)系統(tǒng)各執(zhí)行元件間的同步、互鎖、順序動(dòng)作和防干擾等方面的要求，再全面通讀系統(tǒng)原理圖，直至完全讀懂。 4）分析系統(tǒng)各功能要求的實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，最后總結(jié)歸納出系統(tǒng)的特點(diǎn)，以加深理解 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),3,YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)由液壓缸驅(qū)動(dòng)，它在電氣和機(jī)械裝置的配合下可以實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)工作循環(huán)。該動(dòng)力滑臺(tái)的臺(tái)面尺寸為0.45m0.8m，進(jìn)給速度范圍為0.060.66m/min，最大快進(jìn)速度為7.3m/min，最大進(jìn)給推力為45kN，液

3、壓系統(tǒng)最高工作壓力為6.3MPa 。,Part 10.2 組合機(jī)床液壓系統(tǒng),1. 概述,圖10-1 組合機(jī)床 1床身 2動(dòng)力滑臺(tái) 3動(dòng)力頭 4主軸箱 5刀具 6工件 7夾具 8工作臺(tái) 9底座,組合機(jī)床是一種工序集中、效率較高的專用機(jī)床。它一般由通用部件（如動(dòng)力頭、動(dòng)力滑臺(tái)等）和部分專用部件（如主軸箱、夾具等）組合而成（見圖7-1），具有加工能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品批量較大的生產(chǎn)流水線中，如汽車制造廠的氣缸生產(chǎn)線等 。,動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的一種通用部件，配上動(dòng)力頭和主軸箱后可以對(duì)工件完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、銑、攻螺紋等孔和端面的加工工序 。,第十章 典型

4、液壓系統(tǒng),4,2. 工作原理,YT4543型動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)圖和系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)表分別如圖10-2（教材P215）和表10-1 （教材P215）所示。由圖可見，這個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“快進(jìn)工進(jìn)停留快退停止”的半自動(dòng)工作循環(huán)，其工作情況如下 ：,（1）快進(jìn) 快速前進(jìn)時(shí)，先按下起動(dòng)按鈕，電磁鐵1YA通電，先導(dǎo)閥11左位接入系統(tǒng)，在控制油路驅(qū)動(dòng)下，液動(dòng)換向閥12亦左位接入系統(tǒng)。由于快進(jìn)時(shí)滑臺(tái)負(fù)載較小，系統(tǒng)工作壓力不高，因而變量液壓泵14輸出最大流量，順序閥2仍處于關(guān)閉狀態(tài)，這時(shí)液壓缸7作差動(dòng)連接。,系統(tǒng)中的油液流動(dòng)情況為： 進(jìn)油路 變量液壓泵14單向閥13換向閥12（左位）行程閥8（右位）液壓缸7左腔；

5、回油路 液壓缸7右腔換向閥12（左位）單向閥3行程閥8（右位）液壓缸7左腔 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),5,圖10-2 YT4543型動(dòng)力滑臺(tái) 液壓系統(tǒng)圖 1背壓閥 2順序閥 3單向閥 4工進(jìn)調(diào)速閥 5壓力繼電器 6單向閥 7液壓缸 8行程閥 9電磁閥 10二工進(jìn)調(diào)速閥 11先導(dǎo)閥 12換向閥 13單向閥 14液壓泵 15壓力表開關(guān) p1、p2、p3壓力表接點(diǎn),第十章 典型液壓系統(tǒng),6,（2）一工進(jìn) 當(dāng)滑臺(tái)快進(jìn)到預(yù)定的位置，滑臺(tái)上的擋塊壓下行程閥8時(shí)，第一次工作進(jìn)給便開始。這時(shí)，其余液壓元件所處狀態(tài)不變，但由于調(diào)速閥4接入系統(tǒng)，使系統(tǒng)壓力升高，順序閥2打開；限壓式變量液壓泵14自動(dòng)減小其輸出流量

6、，以與調(diào)速閥4的流量相適應(yīng) 。,系統(tǒng)中油液流動(dòng)情況為： 進(jìn)油路 變量液壓泵14單向閥13換向閥12（左位)調(diào)速閥4電磁閥9（右位）液壓缸7左腔 ； 回油路 液壓缸7右腔換向閥12（左位）順序閥2背壓閥1油箱。,第十章 典型液壓系統(tǒng),7,（3）二工進(jìn) 當(dāng)?shù)谝淮喂ぷ鬟M(jìn)給結(jié)束，擋塊壓下行程開關(guān)，使電磁鐵3YA通電時(shí)，第二次工作進(jìn)給開始。此時(shí)，順序閥2仍打開；由于調(diào)速閥10的開口比調(diào)速閥4小，系統(tǒng)工作壓力進(jìn)一步升高，限壓式變量液壓泵14的輸出流量與調(diào)速閥10的流量相適應(yīng)，滑臺(tái)的進(jìn)給速度降低 。,系統(tǒng)中油液流動(dòng)情況為： 進(jìn)油路 變量液壓泵14單向閥13換向閥12（左位）調(diào)速閥4調(diào)速閥10液壓缸7左腔；

7、回油路 液壓缸7右腔換向閥12（左位）順序閥2背壓閥1油箱 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),8,（4）停留 當(dāng)滑如以第二工進(jìn)速度行進(jìn)到碰上死擋塊時(shí)，便不再前進(jìn)，開始停留。此時(shí)，油路狀態(tài)不變，變量液壓泵14仍在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)壓力不斷升高，液壓泵的輸出流量減小至與系統(tǒng)（含液壓泵）的泄漏量相適應(yīng)。同時(shí)，液壓缸左腔的壓力亦隨之升高，壓力繼電器5動(dòng)作并發(fā)信號(hào)給時(shí)間繼電器（圖10-2中未畫出）經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器的延時(shí)，使滑臺(tái)停留一段時(shí)間后再返回。滑臺(tái)在死擋鐵處的停留時(shí)間由時(shí)間繼電器調(diào)節(jié) 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),9,（5）快退 當(dāng)滑臺(tái)按調(diào)定時(shí)間在死擋塊處停留后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵1YA斷電、2YA通電，先

8、導(dǎo)閥11右位接入系統(tǒng)，控制油路換向，使換向閥12亦右位接入系統(tǒng)，因而主油路換向。由于此時(shí)滑臺(tái)沒(méi)有外負(fù)載，系統(tǒng)壓力下降，限壓式變量液壓泵14的流量又自動(dòng)增至最大，滑臺(tái)便快速退回,系統(tǒng)中油液的流動(dòng)情況為： 進(jìn)油路 變量液壓泵14單向閥13換向閥12（右位）液壓缸7右腔； 回油路 液壓缸7左腔單向閥6換向閥12（右位）油箱 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),10,（6）停止 當(dāng)滑臺(tái)快速退回到原位時(shí)，擋塊壓下終點(diǎn)開關(guān)，電磁鐵2YA和3YA都斷電，此時(shí)先導(dǎo)閥11在對(duì)中彈簧作用下處于中位，換向閥12左右兩邊的控制油路都通油箱，因而換向閥12也在其對(duì)中彈簧作用下回到中位，液壓缸7兩腔封閉，滑臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)，變量液壓泵1

9、4卸荷 。,系統(tǒng)中油液的流動(dòng)情況為： 卸荷油路 變量液壓泵14單向閥13換向閥12（中位）油箱。,第十章 典型液壓系統(tǒng),11,3. 性能分析,從以上的敘述中看到，這個(gè)液壓系統(tǒng)按其功能可以分解成由以下一些基本回路所組成：由限壓式變量液壓泵、調(diào)速閥和背壓閥組成的容積節(jié)流加背壓的調(diào)速回路，液壓缸差動(dòng)連接的快速回路，電液換向閥的換向回路，由行程閥、電磁閥和順序閥等組成的速度切換回路，調(diào)速閥串聯(lián)的兩次工進(jìn)回路以及用電液換向閥M型中位機(jī)能的卸荷回路等。這些基本回路的功能決定了該液壓系統(tǒng)的性能 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),12,YT4543型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)具有以下一些性能特點(diǎn)：,（1）系統(tǒng)采用了“限壓式變量

10、液壓泵-調(diào)速閥-背壓閥”式調(diào)速回路。它能保證液壓缸穩(wěn)定的低速運(yùn)動(dòng)（0.006m/min)、較好的速度剛性和較大的調(diào)速范圍（100左右）。回油路上加背壓閥可防止空氣滲入系統(tǒng)，并能使滑臺(tái)承受負(fù)向的負(fù)載。 （2）系統(tǒng)采用了限壓式變量液壓泵和液壓缸差動(dòng)連接兩項(xiàng)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，可得較大的快進(jìn)速度，且能量利用也比較合理?；_(tái)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用單向閥和M型中位機(jī)能的換向閥串聯(lián)的回路來(lái)使液壓泵在低壓下卸荷，既減少了能量損耗，又使控制油路保持一定的壓力，以保證下一工作循環(huán)的順利起動(dòng) 。,（3）系統(tǒng)采用了行程閥和順序閥實(shí)現(xiàn)快進(jìn)與工進(jìn)的換接，不僅簡(jiǎn)化了油路和電路，而且使動(dòng)作可靠，轉(zhuǎn)換的位置精度也比較高。兩次工進(jìn)速度的

11、換接，由于速度比較低，采用了由電磁閥切換的調(diào)速閥串聯(lián)的回路，既保證了必要的轉(zhuǎn)換精度，又使油路的布局比較簡(jiǎn)單、靈活。采用死擋塊作限位裝置，定位準(zhǔn)確，重復(fù)精度高。,（4）系統(tǒng)采用了換向時(shí)間可調(diào)的電液換向閥來(lái)切換主油路，使滑臺(tái)的換向更加平穩(wěn)，沖擊和噪聲小。同時(shí)，電液換向閥的五通結(jié)構(gòu)使滑臺(tái)進(jìn)和退時(shí)分別從兩條油路回油，這樣滑臺(tái)快退時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有背壓，也減少了壓力損失。,總之，這個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較合理，它使用元件不多，卻能完成較為復(fù)雜的半自動(dòng)工作循環(huán)，且性能良好 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),13,1. 概述,Part 10.3 液壓機(jī)液壓系統(tǒng),液壓機(jī)是一種可用于加工金屬、塑料、木材、皮革、橡膠等各種材料的壓力加

12、工機(jī)械，能完成鍛壓、沖壓、折邊、冷擠、校直、彎曲、成形、打包等種工藝，具有壓力和速度可大范圍無(wú)級(jí)調(diào)整、可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力等許多優(yōu)點(diǎn)，因而用途十分廣泛 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),14,1. 概述,液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，其中以四柱式液壓機(jī)最為常見，通常由橫梁、立柱、工作臺(tái)、滑塊和頂出機(jī)構(gòu)等部件組成。液壓機(jī)的主運(yùn)動(dòng)為滑塊和頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)?；瑝K由主液壓缸（上缸）驅(qū)動(dòng)，頂出機(jī)構(gòu)由輔助液壓缸（下缸）驅(qū)動(dòng)，其典型工作循環(huán)如圖10-3所示。液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)是壓力高，流量大，功率大，以壓力的變換和控制為主 。,圖10-3 液壓機(jī)的典型工作循環(huán),15,2. 工作原理,3150kN插裝閥式液

13、壓機(jī)的液壓系統(tǒng)圖和電磁鐵動(dòng)作順序表分別如圖10-5（教材P220）和表10-2（ 教材P220）所示。由圖可見，這臺(tái)液壓機(jī)的主液壓缸（上缸）能實(shí)現(xiàn)“快速下行慢速下行、加壓保壓釋壓快速返回原位停止”的動(dòng)作循環(huán)；輔助液壓缸（下缸）能實(shí)現(xiàn)“向上頂出向下退出原位停止”的動(dòng)作循環(huán) 。,該液壓機(jī)采用二通插裝閥集成液壓系統(tǒng)，由五個(gè)集成塊組成，各集成塊組成元件及其在系統(tǒng)中的作用見表10-3 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),16,液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空載起動(dòng)：按下起動(dòng)按鈕后，液壓泵起動(dòng)，此時(shí)所有電磁閥的電磁鐵都處于斷電狀態(tài)，于是，三位四通電磁閥4處在中位。插裝閥F2的控制腔經(jīng)閥3、閥4與油箱相通，閥F2在很低的壓力下

14、被打開，液壓泵輸出的油液經(jīng)閥F2直接回油箱 。,2. 工作原理,第十章 典型液壓系統(tǒng),17,2. 工作原理,液壓系統(tǒng)在連續(xù)實(shí)現(xiàn)上述自動(dòng)工作循環(huán)時(shí)，主液壓缸的工作情況如下：,（1）快速下行 液壓泵起動(dòng)后，按下工作按鈕，電磁鐵1YA、3YA、6YA通電，使閥4和閥5下位接入系統(tǒng)，閥12上位接入系統(tǒng)。因而閥F2控制腔與調(diào)壓閥2相連，閥F3和閥F6的控制腔則與油箱相通，所以閥F2關(guān)閉，閥F3和F6打開，液壓泵向系統(tǒng)輸油。這時(shí)系統(tǒng)中油液流動(dòng)情況為：,進(jìn)油路 液壓泵閥F1閥F3主液壓缸上腔； 回油路 主液壓缸下腔閥F6油箱。,第十章 典型液壓系統(tǒng),18,2. 工作原理,（2）慢速下行 當(dāng)滑塊以快速下行至一

15、定位置，滑塊上的擋塊壓下行程開關(guān)2XK時(shí)，電磁鐵6YA斷電，7YA通電，使閥12下位接入系統(tǒng)，插裝閥F6的控制腔與調(diào)壓閥11相連，主液壓缸下腔的油液經(jīng)過(guò)閥F6在閥11的調(diào)定壓力下溢流，因而下腔產(chǎn)生一定背壓，上腔壓力隨之增高，使充液閥21關(guān)閉。進(jìn)入主液壓缸上腔的油液僅為液壓泵的流量，滑塊慢速下行。這時(shí)系統(tǒng)中油液流動(dòng)情況為 ：,進(jìn)油路 液壓泵閥F1 閥F3 主液壓缸上腔； 回油路 主液壓缸下腔閥F6 油箱,第十章 典型液壓系統(tǒng),19,2. 工作原理,（3）加壓 當(dāng)滑塊慢速下行碰上工件時(shí)，主液壓缸上腔壓力升高，恒功率變量液壓泵輸出的流量自動(dòng)減小，對(duì)工件進(jìn)行加壓。當(dāng)壓力升至調(diào)壓閥2調(diào)定壓力時(shí)，液壓泵輸

16、出的流量全部經(jīng)閥F2溢流回油箱，沒(méi)有油液進(jìn)入主液壓缸上腔，滑塊便停止運(yùn)動(dòng)。,（4）保壓 當(dāng)主液壓缸上腔壓力達(dá)到所要求的工作壓力時(shí)，電接點(diǎn)壓力表22發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵1YA、3YA、7YA全部斷電，因而閥4和閥12處于中位，閥5上位接入系統(tǒng)；閥F3控制腔通壓力油，閥F6控制腔被封閉，閥F2控制腔通油箱。所示閥F3、F6關(guān)閉，閥F2打開，這樣，主液壓缸上腔閉鎖，對(duì)工件實(shí)施保壓，液壓泵輸出的油液經(jīng)閥F2直接回油箱，液壓泵卸荷 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),20,2. 工作原理,（5）釋壓 主液壓缸上腔保壓一段所需時(shí)間后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵4YA通電，閥8下位接入系統(tǒng)，于是，插裝閥F4的控制腔通

17、過(guò)緩沖閥7及8與油箱相通。由于緩沖閥7節(jié)流口的作用，閥F4緩慢打開，從而使主液壓缸上腔的壓力慢慢釋放，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊釋壓 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),21,2. 工作原理,（6）快速返回 主液壓缸上腔壓力降低到一定值后，電接點(diǎn)壓力表22發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵2YA、4YA、5YA、12YA都通電，于是閥4上位接入系統(tǒng)，閥8和閥9下位接入系統(tǒng)，閥20右位接入系統(tǒng)；閥F2的控制腔被封閉，閥F4和閥F5的控制腔都通油箱，充液閥21的控制腔通壓力油。因而閥F2關(guān)閉，閥F4、F5和閥21打開。液壓泵輸出的油液全部進(jìn)入主液壓缸下腔，由于下腔有效面積較小，主液壓缸快速返回。這時(shí)系統(tǒng)中油液流動(dòng)情況為：,進(jìn)油路 液壓

18、泵閥F1閥F5主液壓缸下腔 ； 回油路 主液壓缸上腔 閥F4油箱。 閥21副油箱 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),22,2. 工作原理,（7）原位停止 當(dāng)主液壓缸快速返回到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，滑塊上的擋塊壓下行程開關(guān)1XK讓其發(fā)出信號(hào)，使所有電磁鐵都斷電，于是全部電磁閥都處于原位；閥F2的控制腔依靠閥4的d型中位機(jī)能與油箱相通，閥F5的控制腔與壓力油相通。因而，閥F2打開，液壓泵輸出的油液全部經(jīng)閥F2回油箱，液壓泵處于卸荷 狀態(tài)；閥F5關(guān)閉，封住壓力油流向主液壓缸下腔的通道，主液壓缸停止運(yùn)動(dòng)。,第十章 典型液壓系統(tǒng),23,2. 工作原理,液壓機(jī)輔助液壓缸的工作情況如下：,（1）向上頂出 工件壓制完畢后，按下頂

19、出按鈕，使電磁鐵2YA、9YA和10YA都通電，于是閥4上位接入系統(tǒng)，閥16、17下位接入系統(tǒng)；閥F2的控制腔被封死，閥F8和F9的控制腔接油箱。因而閥F2關(guān)閉， 閥F8、F9打開，液壓泵輸出的油液進(jìn)入輔助液壓缸下腔， 實(shí)現(xiàn)向上頂出。此時(shí)系統(tǒng)中油液流動(dòng)情況為 ：,進(jìn)油路 液壓泵閥F1閥F9輔助液壓缸下腔； 回油路 輔助液壓缸上腔閥F8油箱 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),24,2. 工作原理,液壓機(jī)輔助液壓缸的工作情況如下：,（2）向下退回 把工件頂出模子后，按下退回按鈕，使9YA、10YA通電，8YA、11YA通電，于是閥13、19下位接入系統(tǒng)，閥16、17上位接入系統(tǒng)；閥F7、F10的控制腔與油

20、箱相通，閥F8的控制腔被封死，閥F9的控制腔通壓力油。因而，閥F7、F10打開，閥F8、F9關(guān)閉。液壓泵輸出的油液進(jìn)入輔助液壓缸上腔，其下腔油液回油箱，實(shí)現(xiàn)向下退回。這時(shí)系統(tǒng)中油液流動(dòng)情況為 ：,進(jìn)油路 液壓泵閥F1閥F7輔助液壓缸上腔； 回油路 輔助液壓缸下腔閥F10油箱 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),25,2. 工作原理,液壓機(jī)輔助液壓缸的工作情況如下：,（3）原位停止 輔助液壓缸到達(dá)下終點(diǎn)后，使所有電磁鐵都斷電，各電磁閥均處于原位；閥F8、F9關(guān)閉，閥F2打開。因而輔助液壓缸上、下腔油路被閉鎖，實(shí)現(xiàn)原位停止，液壓泵經(jīng)閥F2卸荷 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),26,3. 性能分析,從上述可知，該液

21、壓機(jī)液壓系統(tǒng)主要由壓力控制回路、換向回路、快慢速轉(zhuǎn)換回路和釋壓回路等組成，并采用二通插裝閥集成化結(jié)構(gòu)。因此，可以歸納出這臺(tái)液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的以下一些性能特點(diǎn) ：,（1）系統(tǒng)采用高壓大流量恒功率（壓力補(bǔ)償）變量液壓泵供油，并配以由調(diào)壓閥和電磁閥構(gòu)成的電磁溢流閥，使液壓泵空載起動(dòng)，主、輔液壓缸原位停止時(shí)液壓泵均卸荷 ，這樣既符合液壓機(jī)的工藝要求，又節(jié)省能量； （2）系統(tǒng)采用密封性能好、通流能力大、壓力損失小的插裝閥組成液壓系統(tǒng)，具有油路簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏等優(yōu)點(diǎn) ；,（3）系統(tǒng)利用滑塊的自重實(shí)現(xiàn)主液壓缸快速下行，并用充液閥補(bǔ)油，使快動(dòng)回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元件少。 （4）系統(tǒng)采用由可調(diào)緩沖閥7和電磁

22、閥4組成的釋壓回路，來(lái)減少由“保壓”轉(zhuǎn)為“快退”時(shí)的液壓沖擊，使液壓機(jī)工作平穩(wěn)。,（5）系統(tǒng)在液壓泵的出口設(shè)置了單向閥和安全閥，在主液壓缸和輔助液壓缸的上、下腔的進(jìn)出油路上均設(shè)有安全閥；另外，在通過(guò)壓力油的插裝閥F3、F5、F7、F9的控制油路上都裝有梭閥。這些多重保護(hù)措施保證了液壓機(jī)的工作安全可靠 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),27,Part 10.4 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng),1. 概述,汽車起重機(jī)機(jī)動(dòng)性好，能以較快速度行走。采用液壓起重機(jī)，因而承載能力大，可在有沖擊、振動(dòng)和環(huán)境較差的條件下工作。其執(zhí)行元件需要完成的動(dòng)作較為簡(jiǎn)單，位置精度較低，大部分采用手動(dòng)操縱，液壓系統(tǒng)工作壓力較高。因?yàn)槭瞧鹬貦C(jī)械

23、，所以保證安全是至關(guān)重要的問(wèn)題。,第十章 典型液壓系統(tǒng),28,圖10-6 汽車起重機(jī)工作機(jī)構(gòu),1. 概述,圖10-6所示為汽車起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，它由如下五個(gè)部分構(gòu)成：,（1）支腿 起重作業(yè)時(shí)使汽車輪胎離 開地面，架起整車，不使載荷壓 輪胎并可調(diào)節(jié)整車的水平； （2）回轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)使吊臂回轉(zhuǎn)； （3）伸縮機(jī)構(gòu) 用以改變吊臂的長(zhǎng)度； （4）變幅機(jī)構(gòu) 用以改變吊臂的傾角； （5）起降機(jī)構(gòu) 使重物升降 。,29,2. 工作原理,Q2-8型汽車起重機(jī)是一種中小型起重機(jī)，其液壓系統(tǒng)如圖10-7所示。這是一種通過(guò)手動(dòng)操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)多缸各自動(dòng)作的系統(tǒng)。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)用一個(gè)液壓泵給各執(zhí)行元件串聯(lián)供油。在輕載情況下，各

24、串聯(lián)的執(zhí)行元件可任意組合，使幾個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作，如伸縮和回轉(zhuǎn)，或伸縮和變幅同時(shí)進(jìn)行等等。,該系統(tǒng)液壓泵的動(dòng)力由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)裝在底盤變速箱上的取力箱提供。液壓泵的額定壓力為21MPa，排量為40mL/r，轉(zhuǎn)速為1500r/min，液壓泵通過(guò)中心回轉(zhuǎn)接頭9、開關(guān)10和過(guò)濾器11從油箱吸油；輸出的壓力油經(jīng)多路閥1和2串聯(lián)地輸送到各執(zhí)行元件。系統(tǒng)工作情況與手動(dòng)換向閥位置的關(guān)系見表10-4 。,30,2. 工作原理,下面對(duì)各個(gè)回路動(dòng)作進(jìn)行敘述 。,（1）支腿回路 汽車起重機(jī)的底盤前后各有兩條支腿，每一條支腿由一個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)。兩條前支腿和兩條后支腿分別由三位四通手動(dòng)換向閥A和B控制其伸出或縮回。換向閥

25、均采用M型中位機(jī)能，且油路是串聯(lián)的。每個(gè)液壓缸的油路上均設(shè)有雙向鎖緊回路，以保證支腿被可靠地鎖住，防止在起重作業(yè)時(shí)發(fā)生“軟腿”現(xiàn)象或行車過(guò)程中支腿自行滑落 。,（2）回轉(zhuǎn)回路 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)作為執(zhí)行元件。液壓馬達(dá)通過(guò)蝸輪蝸桿減速箱和一對(duì)內(nèi)嚙合的齒輪來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較低，每分鐘僅為13轉(zhuǎn)，故液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速也不高，就沒(méi)有必要設(shè)置液壓馬達(dá)的制動(dòng)回路。因此，系統(tǒng)中只采用一個(gè)三位四通手動(dòng)換向閥C來(lái)控制轉(zhuǎn)盤的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和不動(dòng)三種工況 。,（5）起降回路 起降機(jī)構(gòu)是汽車起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)，它是一個(gè)由大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)帶動(dòng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)。液壓馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)由三位四通手動(dòng)換向閥F控制。起重機(jī)起升速度的調(diào)節(jié)是通

26、過(guò)改變汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖円簤罕玫妮敵隽髁亢鸵簤厚R達(dá)的輸入流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在液壓馬達(dá)的回油路上設(shè)有平衡回路，以防止重物自由落下；此外，在液壓馬達(dá)上還設(shè)有由單向節(jié)流閥和單作用閘缸組成的制動(dòng)回路，使制動(dòng)器張開延時(shí)而緊閉迅速，以避免卷?yè)P(yáng)機(jī)起停時(shí)發(fā)生溜車下滑現(xiàn)象。,第十章 典型液壓系統(tǒng),31,3. 性能分析,從圖10-7可以看出，該液壓系統(tǒng)由調(diào)壓、調(diào)速、換向、鎖緊、平衡、制動(dòng)、多缸卸荷等回路組成，其性能特點(diǎn)是 ：,（1）在調(diào)壓回路中，用安全閥限制系統(tǒng)最高壓力； （2）在調(diào)速回路中，用手動(dòng)調(diào)節(jié)換向閥的開度大小來(lái)調(diào)整工作機(jī)構(gòu)（起降機(jī)構(gòu)除外）的速度，方便靈活，但勞動(dòng)強(qiáng)度較大； （3）在鎖緊回路中，采用由液

27、控單向閥構(gòu)成的雙向液壓鎖將前后支腿鎖定在一定位置上，工作可靠，且有效時(shí)間長(zhǎng) ； （5）在平衡回路中，采用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的單向液控順序閥作平衡閥，以防止在起升、吊臂伸縮和變幅作業(yè)過(guò)程中因重物自重而下降，工作可靠；但在一個(gè)方向有背壓，造成一定的功率損耗 ；,（5）在多缸卸荷回路中，采用三位換向閥M型中位機(jī)能并將油路串聯(lián)起來(lái)，使任何一個(gè)工作機(jī)構(gòu)既可單獨(dú)動(dòng)作，也可在輕載下任意組合地同時(shí)動(dòng)作；但6個(gè)換向閥串接，也使液壓泵的卸荷壓力加大； （6）在制動(dòng)回路中，采用由單向節(jié)流閥和單作用閘缸構(gòu)成的制動(dòng)器，工作可靠，且制動(dòng)動(dòng)作快，松開動(dòng)作慢，確保安全。,32,Part 10.5 電液比例控制系統(tǒng),1. 概述,電液比例

28、控制系統(tǒng)中的控制元件為電液比例閥。它接受電信號(hào)的指令，連續(xù)地控制系統(tǒng)的壓力、流量等參數(shù)，使之與輸入電信號(hào)成比例地變化。電液比例控制系統(tǒng)按輸出參數(shù)有無(wú)反饋可分為電液比例閉環(huán)控制系統(tǒng)和電液比例開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)系統(tǒng)一般由控制裝置（比例放大器和比例閥）、執(zhí)行裝置（液壓缸或液壓馬達(dá)）、能源裝置（定量液壓泵、變量液壓泵或比例變量液壓泵）等組成；閉環(huán)系統(tǒng)除構(gòu)成開環(huán)系統(tǒng)的裝置外，還有反饋檢測(cè)裝置。閉環(huán)系統(tǒng)較開環(huán)系統(tǒng)有更快響應(yīng)和更高的控制精度和抗干擾能力。,33,電液比例控制系統(tǒng)可以對(duì)壓力、力、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，對(duì)位置、轉(zhuǎn)角進(jìn)行控制，也可以對(duì)轉(zhuǎn)速、速度進(jìn)行控制 。,電液比例控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是可以明顯地簡(jiǎn)化系統(tǒng)，

29、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的程序控制，并可利用電液結(jié)合提高產(chǎn)品的機(jī)電一體化水平，便于信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸和計(jì)算機(jī)控制。,1. 概述,34,2. 液壓電梯電液比例控制系統(tǒng),電液比例速度控制通常是通過(guò)流量控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種情況下可以利用比例節(jié)流閥、調(diào)速閥、方向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在大功率的系統(tǒng)中可以采用電液比例變量液壓泵或變量液壓馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn) 。,35,2為二通比例調(diào)速閥，對(duì)電梯下降實(shí)現(xiàn)回油節(jié)流調(diào)速。5為電液安全止回閥，裝于液壓缸的端蓋上，可防止因閥2失控或油管破裂而造成轎廂自由下滑事故。,電梯運(yùn)行要求有特定的起動(dòng)加速和制動(dòng)減速性能，以 求實(shí)現(xiàn)乘載的舒適性和快捷性的統(tǒng)一。圖示系統(tǒng)用了兩個(gè)比例流量閥分別控制升降速度。 3為三通比例調(diào)

30、速閥，用以控制電梯上升速度，并實(shí)現(xiàn)負(fù)載壓力匹配，節(jié)約能耗。,圖10-7 電梯運(yùn)行電液比例速度控制系統(tǒng) 1溢流閥 2二通比例調(diào)速閥 3三通比例調(diào)速閥 4單向閥 5電液安全止回閥 6柱塞缸 7轎廂 8速度傳感器,2. 液壓電梯電液比例控制系統(tǒng),圖10-7所示為電梯運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)原理圖。液壓電梯的轎廂利用單作用柱塞液壓缸6頂升，轎廂及負(fù)載的質(zhì)量及慣性力均由液壓缸直接傳遞給地基。因此，電梯的有關(guān)建筑不必承受很大的載荷，可采用輕型的結(jié)構(gòu)。,電梯的頂部不需要電傳動(dòng)電梯那樣設(shè)置牽引機(jī)房，因此20世紀(jì)80年代以來(lái)液壓電梯發(fā)展異常迅速，但是液壓電梯的舉升高度因受液壓缸長(zhǎng)度所限，一般只適用于10層以下的建筑物

31、。,36,2. 液壓電梯電液比例控制系統(tǒng),圖10-8所示為典型的電梯運(yùn)行時(shí)的速度和加速度曲線，如采用電液比例控制，則可由輸入電信號(hào)設(shè)定。由于比例調(diào)速閥的負(fù)載壓力補(bǔ)償性能，故輸入信號(hào)變化曲線給定后，電梯升降的速度和加速度變化規(guī)律不受負(fù)載的影響。,圖10-8 電梯運(yùn)行速度和加速度曲線,37,3. 注塑機(jī)電液比例控制系統(tǒng),注塑機(jī)是塑料注射成型機(jī)的簡(jiǎn)稱，是熱塑性塑料制品的成型加工設(shè)備。它將顆粒塑料加熱熔化后，高壓快速注入模腔，經(jīng)一定時(shí)間的保壓，冷卻后成型為塑料制品。由于注塑機(jī)具有復(fù)雜制品一次成型的能力，因此在塑料機(jī)械中，它的應(yīng)用最廣 。,注塑機(jī)一般由合模部件、注射部件、液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)及電氣控制部分

32、等組成。注塑機(jī)的一般工藝過(guò)程如圖10-9所示,圖10-9 注塑機(jī)的 一般工藝過(guò)程,38,3. 注塑機(jī)電液比例控制系統(tǒng),注塑機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求是 ：,（1）足夠的合模力 熔化塑料以1220MPa的高壓注入模腔，所以合模液壓缸必須產(chǎn)生足夠的合模力，否則在注射時(shí)模具會(huì)離縫而使塑料制品產(chǎn)生溢邊； （2）開、合模速度可調(diào) 空程時(shí)要求快速，以提高生產(chǎn)率；合模時(shí)要求慢速，以免撞壞模具和制品，并減少振動(dòng)和噪聲； （3）注射座整體進(jìn)、退 注射座移動(dòng)液壓缸應(yīng)有足夠的推力，以保證注射時(shí)噴嘴和模具澆口緊密接觸；,（4）注射壓力和速度可調(diào) 這是為了適應(yīng)不同塑料品種、制品形狀及模具澆注系統(tǒng)的不同要求而提出來(lái)的。 （5）保

33、壓及其壓力可調(diào) 塑料注射完畢后，需要保壓一段時(shí)間以保證塑料緊貼模腔而獲得精確的形狀，另外在制品冷卻凝固而收縮過(guò)程中，熔化塑料可不斷充入模腔，防止產(chǎn)生充料不足的廢品。保壓的壓力也要求根據(jù)不同情況可以調(diào)整。 （6）制品頂出速度要平穩(wěn) 頂出速度平穩(wěn)，以保證制品不受損壞 。,39,4. 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)電液比例控制液壓同步系統(tǒng),圖10-12所示為數(shù)控折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及液壓系統(tǒng)。圖中，兩個(gè)液壓缸10的控制子系統(tǒng)完全相同。每個(gè)液壓缸與位移傳感器11、比例方向閥4和CNC（數(shù)控系統(tǒng)）12一起構(gòu)成全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。同時(shí)，CNC 還控制兩個(gè)活塞的同步運(yùn)動(dòng)，見圖10-13 。,圖10-12 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及液壓系統(tǒng)

34、 1比例溢流閥 2出口過(guò)濾器 3電磁換向閥 4比例方向閥 5液動(dòng)換向閥 6單向閥 7安全閥 8插裝閥 9電磁換向閥 10液壓缸 11位移傳感器 12數(shù)控系統(tǒng) 13滑塊,圖10-13 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)電液比例控制液壓同步系統(tǒng)框圖 u系統(tǒng)輸入 y1、y2液壓缸輸出 ye位置同步誤差,第十章 典型液壓系統(tǒng),40,4. 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)電液比例控制液壓同步系統(tǒng),工作原理,折彎?rùn)C(jī)滑塊13需要完成的工作循環(huán)是：快速下行慢下加壓定位、保壓卸壓快速返回 。,（1）快速下行 比例方向閥4的電磁鐵E2通正電壓，液壓缸10上腔進(jìn)油。同時(shí)電磁鐵4YA通電吸合，電磁換向閥9右位接入系統(tǒng)，插裝閥8開啟。液壓缸下腔經(jīng)比例方向閥4與油箱

35、相通，滑塊依靠自重快速下移。CNC（數(shù)控系統(tǒng)）12通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)比例方向閥的開度，控制兩個(gè)液壓缸下腔的回油量，使兩個(gè)活塞快速同步下行，動(dòng)態(tài)同步位置控制精度為0.2mm。此時(shí)，若液壓缸上腔供油不足，可通過(guò)換向閥5從油箱補(bǔ)油 。,（2）慢下加壓 電磁鐵4YA仍通電吸合，插裝閥8繼續(xù)開啟。液壓缸下腔油液通過(guò)比例閥回油箱。同時(shí)，電磁鐵3YA通電吸合，電磁換向閥3右位接入系統(tǒng)，液動(dòng)換向閥5使液壓缸上腔不再與油箱相通。高壓油經(jīng)比例方向閥4到液壓缸上腔，CNC通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)比例方向閥的開度，控制兩個(gè)液壓缸上腔的進(jìn)油量，使兩個(gè)活塞慢速同步下行并加壓，動(dòng)態(tài)同步位置控制精度為0.2mm 。,（3）定位、保壓 系統(tǒng)工作

36、狀態(tài)與慢下加壓時(shí)相同。比例方向閥處于零位附近。此時(shí)雙缸活塞的定位精度為0.1mm，穩(wěn)態(tài)位置同步控制精度為0.2mm 。,（4）卸壓 為了減小由于工件回彈和活塞換向引起的壓力沖擊，滑塊返回前必須卸掉液壓缸上腔的高壓。為此，下調(diào)比例溢流閥1的電磁鐵E1的輸入電壓，使系統(tǒng)壓力降低。同時(shí)通過(guò)控制輸入比例電磁鐵E3的負(fù)電壓，可以調(diào)節(jié)卸壓速度。從而大大減輕或消除換向沖擊 。,（5）快速返回 提高比例電磁鐵E1的輸入電壓，使系統(tǒng)壓力升高。此時(shí)，4YA斷電，閥9左位接入系統(tǒng)，閥8關(guān)閉。高壓油經(jīng)閥4和單向閥6進(jìn)入液壓缸下腔。同時(shí)，3YA斷電，閥3左位接入系統(tǒng)，控制閥5換位，使液壓缸上腔通油箱，雙缸活塞同步快速向

37、上，動(dòng)態(tài)同步位置控制精度為0.2mm 。,第十章 典型液壓系統(tǒng),41,4. 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)電液比例控制液壓同步系統(tǒng),工作原理,在一個(gè)工作循環(huán)中，比例溢流閥輸入電壓的變化如圖10-14所示。,圖10-14 比例溢流閥輸入電壓變化圖,42,4. 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)電液比例控制液壓同步系統(tǒng),系統(tǒng)分析,(1) 液壓缸上下腔面積之比一般為101，故采用較小流量的泵即可滿足快速返回和慢速加壓的要求 (2) 滑塊快速下行和快速返回時(shí)，由于液壓缸下腔面積較小，回油流量并不大，因此可選用較小規(guī)格的比例方向閥進(jìn)行所需控制。 (3) 滑塊慢下加壓時(shí)，比例方向閥同時(shí)控制液壓缸上下兩腔，故可獲得較高的動(dòng)態(tài)同步精度和穩(wěn)態(tài)定位精度。 (4) 系統(tǒng)采用比例閥、插裝閥、液動(dòng)閥、單向閥多種控制方式的元件組成液壓回路，使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、安全性好。,折彎?rùn)C(jī)數(shù)控系統(tǒng)除完成兩個(gè)液壓缸的同步控制外，通常還要進(jìn)行后擋料伺服電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制。同時(shí)，CNC配有彩色顯示器，具有工件圖形和參數(shù)輸入、折彎工藝參數(shù)計(jì)算和過(guò)程模擬、編程和參數(shù)顯