1、第八章典型液压系统 1 了解或估计系统的任务 要求 工作 动作循环 2 分析系统中各元件的类型和作用 找出他们之间的联系 基本回路 泵 执行元件 控制阀 辅助元件 3 分析实现执行元件各种动作的方法 写出油路路线 对复杂系统 将元件 油路分别编号 液压系统图分析方法 本章以动力滑台液压系统 压力机液压系统 汽车起重机液压系统以及塑料注塑成形机液压系统为例 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 8 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
2、工作循环是 快进 一工进 二工进 死挡铁停留 快退 停止 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 顺序阀实现快进与工进的转换 使液压缸差动联接和变量泵以实现快速运动 1 快进 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 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 顺序阀实现快进与工进的转换 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 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
3、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的位置上 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 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8 1液压系统的电磁铁和行程阀的动作表 系统特点 调速回路 采用了由限压式变量泵和调速阀的调速回
4、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 三梁四柱式压力机 8 2压力机液压系统 压力机液压系统概述 压力机是锻压 冲压 冷挤 校直 弯曲 粉末冶金 成型 打包等工艺中广泛应用的压力加工机械 上液压缸驱动上滑块完
5、成快速下行 慢速加压 保压 泄压 快速回程 原位停止的动作循环 下液压缸驱动下滑块完成向上顶出 向下退回 停止的动作循环 在作薄板拉伸时 下液压缸驱动下滑块完成浮动压边下行 停止 顶出的动作循环 压力机液压系统以压力控制为主 压力高 流量大 且压力 流量变化大 在满足系统对压力要求的条件下 要注意提高系统效率和防止产生液压冲击 上滑块由主缸驱动实现加压 下滑块由下缸驱动实现顶出 系统有两个泵 主泵为恒功率变量泵 最高工作压力由溢流阀4的远程调压阀5调定 辅助泵2是低压小流量定量泵用于供应液动阀的控制油 压力由溢流阀3调定 主缸由中位机能为M型的电液换向阀6实现换向 下缸的换向阀是中位机能为K型
6、的电液换向阀21 两换向阀为串联油路 泵通过两个换向阀中位压力卸载 3150KN通用液压机液压系统组成 1 启动电磁铁全部不得电 主泵输出油液通过阀6 21中位卸载 2 主缸快速下行电磁铁1Y 5Y得电 阀6处于右位 控制油经阀8使液控单向阀9开启 进油路 泵1 阀6右位 阀13 主缸上腔 回油路 主缸下腔 阀9 阀6右位 阀21中位 油箱 主缸滑块在自重作用下迅速下降 泵1虽处于最大流量状态 仍不能满足其需要 因此主缸上腔形成负压 上位油箱15的油液经充液阀14进入主缸上腔 3150KN通用液压机液压系统工作原理 3 主缸慢速接近工件 加压当主缸滑块降至一定位置触动行程开关2S后 5Y失电
7、阀9关闭 主缸下腔油液经背压阀10 阀6右位 阀21中位回油箱 这时 主缸上腔压力升高 阀14关闭 主缸在泵1供给的压力油作用下慢速接近工件 接触工件后阻力急剧增加 压力进一步提高 泵1的输出流量自动减小 4 保压当主缸上腔压力达到预定值时 压力继电器7发信号 使1Y失电 阀6回中位 主缸上下腔封闭 单向阀13和充液阀14的锥面保证了良好的密封性 使主缸保压 保压时间由时间继电器调整 保压期间 泵经阀6 21的中位卸载 保压结束 时间继电器发出信号 2Y得电 阀6处于左位 由于主缸上腔压力很高 液动滑阀12处于上位 压力油使外控顺序阀11开启 泵1输出油液经阀11回油箱 泵1在低压下工作 此压
8、力不足以打开充液阀14的主阀芯 而是先打开该阀的卸载阀芯 使主缸上腔油液经此卸载阀芯开口泄回上位油箱 压力逐渐降低 当主缸上腔压力泄到一定值后 阀12回到下位 阀11关闭 泵1压力升高 阀14完全打开 此时进油路 泵1 阀6左位 阀9 主缸下腔 回油路 主缸上腔 阀14 上位油箱15 实现主缸快速回程 5 泄压 主缸回程 6 主缸原位停止当主缸滑块上升至触动行程开关1S 2Y失电 阀6处于中位 液控单向阀9将主缸下腔封闭 主缸原位停止不动 泵1输出油液经阀6 21中位卸载 7 下缸顶出及退回3Y得电 阀21处于左位 进油路 泵1 阀6中位 阀21左位 下缸下腔 回油路 下缸上腔 阀21左位 油
9、箱 下缸活塞上升 顶出 3Y失电 4Y得电 阀21处于右位 下缸活塞下行 退回 8 浮动压边下缸活塞先上升到一定位置后 阀21处于中位 主缸滑块下压时下缸活塞被迫随之下行 下缸下腔油液经节流器19和背压阀20回油箱 使下缸下腔保持所需的压边压力 调整阀20即可改变浮动压边压力 下缸上腔则经阀21中位从油箱补油 溢流阀18为下缸下腔安全阀 电磁铁动作表 通用液压机液压系统特点 1 系统采用高压 大流量恒功率变量泵供油和利用上滑块自重加速 充液阀14补油的快速运动回路 功率利用合理 2 采用背压阀10及液控单向阀9控制上液压缸下腔的回油压力 既满足了主机对力和速度的要求 又节省了能量 3 采用单向
10、阀13保压 液动阀12 顺序阀11和带卸载阀芯的液控单向阀14组成的泄压回路 减少了由保压到回程的液压冲击 8 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 Q2 8型汽车起重机外形图 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8放下后支腿到所需位置 再由缸10放下前支腿 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
11、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 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 回油经阀19的液控顺序阀 阀18右位回油箱 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 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 4 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 5 回转油
12、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 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 8 4塑料注射成型机 塑料注射成型机液压系统概述 塑料注射成型机简称注塑机 它将颗粒状的塑料加热成熔融状 用注射装置快速高压注入模腔 保压一段时间 冷却成型为塑料制品 注塑机的工作循环如下 动画 合模 注射座前进 注射 保压 冷却 预塑 注射座后
13、退 开模 顶出制品 顶出缸后退 合模以上动作分别由合模缸 注射座移动缸 预塑液压马达 注射缸 顶出缸完成 注塑机液压系统要求 1 有足够的合模力 2 有可调节的合模 开模速度 快慢速之比达50 100 3 有可调节的注射压力和注射速度 4 要求保压和可调的保压压力 5 系统应设安全联锁装置 SZ 250A型注塑机液压系统工作原理 1 关安全门行程阀6恢复常位 合模缸才能动作 开始整个动作循环 2 合模动模板慢速启动 快速前移 接近定模板时 转为低压 慢速控制 在确认模具内无异物存在 系统转为高压使模具闭合 这里采用了液压 机械式合模机构 2Y 3Y 泵1卸载 泵2供油 实现慢速合模 此时若14
14、Y 泵2压力则由远程调压阀18控制 低压合模 若14Y 泵2压力由高压溢流阀4控制 高压合模并有连杆牢固锁紧模具 1Y 2Y 3Y 双泵供油 则实现快速合模 3 注射座前移2Y 7Y 注射座前移使喷嘴与模具接触 4 注射注射螺杆以一定压力和速度将料筒前端的熔料经喷嘴注入模腔 分慢速注射和快速注射 慢速注射2Y 7Y 10Y 12Y 注射速度由单向节流阀14调节 远程调压阀20起定压作用 快速注射1Y 2Y 7Y 8Y 12Y 两个泵同时供油 远程调压阀20起安全作用 5 保压2Y 7Y 10Y 13Y 注射缸对模腔内的熔料实行保压并补塑 泵1卸载 泵2供油 多余油液经阀4溢回油箱 保压压力由远
15、程调压阀19调节 6 预塑1Y 2Y 7Y 11Y 保压完毕 从料斗加入的物料随着螺杆的转动被带到料筒前端 进行加热塑化 并建立起一定压力 当螺杆头部熔料压力到达能克服注射缸活塞退回的阻力时 螺杆开始后退 注射缸右腔的背压力由阀16控制 注射缸左腔产生局部真空 油箱油液在大气压的作用下经阀11中位进入其中 螺杆退到预定位置 即停止转动和后退 准备下一次注射 与此同时 在模腔内的制品冷却成形 7 防流涎2Y 7Y 9Y 采用直通开敞式喷嘴时 预塑加料结束 要使螺杆后退一小段距离 防止喷嘴端部物料流出 一方面由注射座缸使喷嘴与模具接触 一方面由注射缸使螺杆强制后退 8 注射座后退2Y 6Y 泵1卸
16、载 泵2压力油使注射座后退 9 开模开模速度一般为慢 快 慢 慢速开模2Y 或1Y 4Y 快速开模1Y 2Y 4Y 10 顶出顶出缸前进2Y 5Y 泵1卸载 泵2供油 运动速度由单向节流阀7调节 溢流阀4为定压阀 顶出缸后退2Y 泵2压力油使顶出缸后退 SZ 250A型注塑机液压系统特点 为了保证足够的合模力 防止高压注射时模具离缝产生塑料溢边 这里采用了液压 机械增力合模机构 还可采用增压缸合模装置 采用了双泵供油快速运动回路 满足了启 闭模和注射各阶段速度的不同 系统功率利用合理 有时在多泵分级调速系统中还兼用差动增速或充液增速的方式 采用了多个远程调压阀并联来实现系统的多级调压 如果采用电液比例压力阀来实现多级压力调节 再加上电液比例流量阀调速 不仅减少了元件 降低了压力和速度变换过程中的冲击和噪声 还为实现计算机控制创造了条件 多执行元件的循环动作主要依靠行程开关按事先编程的顺序完成 这种方式灵活方便
