1、1 典型液压系统及实例 第十章 2 本章提要 本章以机床液压系统 锻压机械液压系统 冶金机械液压系统及起重运输机械液压系统为例 介绍实际的液压系统及其基本回路 分析它们的工作原理和特点 3 10 1组合机床动力滑台液压系统 动力滑台是组合机床的一种通用部件 在滑台上可以配置各种工艺用途的切削头 YT4543型组合机床液压动力滑台可以实现多种不同的工作循环 其中一种比较典型的工作循环是 快进 一工进 二工进 死挡铁停留 快退 停止 4 使液压缸差动联接以实现快速运动 系统中采用限压式变量叶片泵供油 用行程阀 液控顺序阀实现快进与工进的转换 5 6 使液压缸差动联接和变量泵以实现快速运动 1 快进
2、 按下启动按钮 三位五通电液动换向阀5的先导电磁换向阀1YA得电 使之阀芯右移 左位进入工作状态 7 用二位二通电磁换向阀实现一工进和二工进之间的速度换接 2 第一次工进 在快进行程结束 滑台上的挡铁压下行程阀 用行程阀 液控顺序阀实现快进与工进的转换 8 用二位二通电磁换向阀实现一工进和二工进之间的速度换接 3 第二次工作进给 9 为保证进给的尺寸精度 采用了死挡铁停留来限位 4 死挡铁停留 当动力滑台第二次工作进给终了碰上死挡铁后 液压缸停止不动 系统的压力进一步升高 达到压力继电器15的调定值时 经过时间继电器的延时 再发出电信号 使滑台退回 在时间继电器延时动作前 滑台停留在死挡块限定
3、的位置上 10 5 快退 时间继电器发出电信号后 电液换向阀右位工作 这时系统的压力较低 变量泵2输出流量大 动力滑台快速退回 由于活塞杆的面积大约为活塞的一半 所以动力滑台快进 快退的速度大致相等 11 6 原位停止 当动力滑台退回到原始位置时 挡块压下行程开关 电液换向阀处于中位 动力滑台停止运动 变量泵卸荷 12 表10 1液压系统的电磁铁和行程阀的动作表 13 系统特点 动画演示组合机床动力滑台 调速回路 采用了由限压式变量泵和调速阀的调速回路 调速阀放在进油路上 回油经过背压阀 快速运动回路 采用限压式变量泵在低压时输出的流量大的特点 并采用差动连接来实现快速前进 换向回路 采用电液
4、动换向阀实现换向 并由压力继电器与时间继电器发出的电信号控制换向信号 快速运动与工作进给的换接回路 采用行程换向阀实现速度的换接 同时利用换向后系统中的压力升高使液控顺序阀接通 系统由快速运动的差动联接转换为使回油直接排回油箱 两种工作进给的换接回路 采用了两个调速阀串联的回路结构 14 10 2液压机液压系统 液压机是用于调直 压装 冷冲压 冷挤压和弯曲等工艺的压力加工机械 它是最早应用液压传动的机械之一 液压机工作循环中 主缸要求有 快进 减速接近工件及加压 保压延时 泄压快速回程及保持活塞停留在行程的任意位置 等基本动作 图9 2液压机的典型工艺循环图 15 本机最大工作压力为450KN
5、 用于薄板的拉伸成形等冲压工艺 双动薄板冲压机液压机液压系统 16 1 滤油器 2 变量泵 3 42 远程调压阀 4 电磁溢流阀 9 节流阀 10 电磁换向阀 11 电液动换向阀 17 压力继电器 18 44 二位三通电液换向阀 20 高位油箱 28 安全阀 34 压边缸 35 拉伸缸 36 拉伸滑块 37 压边滑块 38 顶出块 39 顶出缸 41 先导溢流阀 43 手动换向阀 17 1 启动 按启动按钮 电磁铁全部处于失电状态 恒功率变量泵输出的油以很低的压力经电磁溢流阀的溢流回油箱 泵空载启动 18 2 拉伸滑块和压边滑块快速下行 19 电液动换向阀11的左位工作 主缸35上腔进油 下腔
6、回油箱 拉伸滑块快速下行 同时带动压边缸34快速下行 电磁铁1YA和3YA 6YA得电 电磁溢流阀4通电 切断泵的卸荷通路 压边缸从高位油箱20补油 主缸上腔充液 20 3 减速 加压 滑块与板料接触之前 首先碰到一个行程开关 发出电信号 使电磁铁6YA失电 主缸回油须经节流阀9回油箱 实现慢进 21 4 拉伸 压紧 22 5 保压 当主缸压力达到预定值时 压力继电器17发出信号 使电磁铁1YA 3YA 5YA均失电 阀11回到中位 主缸及压边缸封闭 主缸上腔短时保压 23 6 快速回程 24 7 原位停止 当主缸滑块上升到触动行程开关时 电磁铁4YA失电 阀11中位工作 使主缸35下腔封闭
7、主缸停止不动 25 8 顶出缸上升 在行程开关1S发出信号使4YA失电的同时也使2YA得电 压力油阀44 手动换向阀43进入顶出缸39 顶出缸上行完成顶出工作 26 9 顶出缸下降 顶出缸顶出工件后 行程开关4S发出信号 使1YA 2YA均失电 泵2卸荷 阀44左位工作 阀43右位工作 顶出缸在自重作用下下降 该系统采用高压大流量恒功率变量泵供油和利用拉延滑块自动充油的快速运动回路 既符合工艺要求 又节省了能量 27 表10 2双动薄板冲压机液压系统电磁铁动作顺序表 28 10 3汽车起重机液压系统 汽车起重机是将起重机安装在汽车底盘上的一种起重运输设备 它主要由起升 回转 变幅 伸缩和支腿等
8、工作机构组成 这些动作的完成由液压系统来实现 对于汽车起重机的液压系统 一般要求输出力大 动作要平稳 耐冲击 操作要灵活 方便 可靠 安全 29 图9 4是Q2 8型汽车起重机外形图 30 1 支腿回路 起吊时 须由支腿液压缸来承受负载 作业结束后 先收前支腿 再收后支腿 缸9锁紧后桥板簧 同时缸8放下后支腿到所需位置 再由缸10放下前支腿 31 2 起升回路 采用柱塞马达带动重物升降 用液控单向顺序阀19来限制重物超速下降 缸20是制动缸 单向节流阀21是保证液压油先进入马达 使马达产生一定的转矩 再解除制动 32 2 起升回路 重物下降时 手动换向阀18切换至右位工作 液压马达反转 回油经
9、阀19的液控顺序阀 阀18右位回油箱 33 2 起升回路 当停止作业时 阀18处于中位 泵卸荷 制动缸20上的制动瓦在弹簧作用下使液压马达制动 34 3 大臂伸缩回路 大臂伸缩采用单级长液压缸驱动 大臂缩回时液压力与负载力方向一致 为防止吊臂在重力作用下自行收缩 在收缩缸的下腔回油腔安置了平衡阀14 35 3 变幅回路 大臂变幅机构是用于改变作业高度 本机采用两个液压缸并联 提高了变幅机构承载能力 其要求以及油路与大臂伸缩油路相同 36 4 回转油路 回转机构要求大臂能在任意方位起吊 本机采用ZMD40柱塞液压马达 37 该液压系统的特点是 因重物在下降时以及大臂收缩和变幅时 负载与液压力方向
10、相同 执行元件会失控 为此 在其回油路上必须设置平衡阀 采用手动弹簧复位的多路换向阀来控制各动作 换向阀常用M型中位机能 当换向阀处于中位时 各执行元件的进油路均被切断 液压泵出口通油箱使泵卸荷 减少了功率损失 38 9 4电弧炼钢炉液压传动系统 电弧炼钢炉的结构形式很多 这里以20吨电弧炼钢炉为例对其液压传动系统进行分析 1 电极升降设备2 炉盖旋转机构3 炉盖顶起装置4 倾炉装置5 炉体旋转机构6 炉门升降机构7 炉盖8 炉体 电炉液压机构由电极升降 炉门升降 炉体旋转 炉盖顶起 炉盖旋转及倾炉等六部分组成 39 系统采用乳化液作为工作介质 不易发生火灾 两台液压泵2 一台工作 另一台备用
11、 并用蓄能器6来辅助供油 主油路压力取决于电磁溢流阀4 二位四通电液阀5 作为二位二通用 为常开式 防软管破裂等 控制油路所用工作介质为矿物油 40 1 换向回路 采用三位四通 O 型中位机能的电磁换向阀 41 2 炉体同步倾动回路 炉体倾动缸21有两个 要求同步操作 由于炉体倾斜缸均固定在炉体上 炉体重量很大 实际上是刚性同步 故采用换向阀19和两个节流阀20即可 42 3 电极升降位置伺服控制与减压回路 一般是从电极电流取出信号 感应电压 与给定值进行比较 其差值使电液伺服阀动作 当电极电流大于给定值时 电液伺服阀使电极升降缸进油 电极提升 反之则排油 使电极下降 43 当电极升降缸下降排
12、油时 要求动作稳定 故在电液伺服阀的回油上设有背压阀 伺服阀的控制回路所用的油由专门的控制油泵10来提供 减压阀15用于调节和稳定伺服阀的进口压力 4 电液伺服阀的控制油路 伺服阀控制油路为叶片泵 经过吸油出滤油器9和两级排油精滤油器11以及单向阀12将低压油送到电液伺服阀的控制级 控制油压由溢流阀13调定 44 习题 9 1如图9 6所示为某机械手液压系统 各执行机构的动作均由电控系统发出信号控制相应的电磁换向阀 按程序依次步进动作 电磁铁动作顺序表见表9 2 试分析该液压系统油路及各液压元件的作用 45 9 2试写出图9 7所示液压系统的动作循环表 并评述这个液压系统的特点 图9 7题9 2图 46 9 3图9 8所示的压力机液压系统 能实现 快进慢进保压快退停止 的动作循环 试读懂此系统图 并写出 包括油路流动情况的动作循环表 图9 8题9 3图 47 9 4图9 9所示的液压系统 如按规定的顺序接受电器信号 试列表说明各液压阀和两液压缸的工作状态 图9 9题9 4图
