第八章 典型系统分析

1、Chapter 8 Examples of Hydraulic Systems液压系统实例液压系统实例一一 General ways to read and analysis a complex hydraulic system 阅读和分析复杂液压系统的一般方法阅读和分析复杂液压系统的一般方法二二 Hydraulic system of power-slipway for combined machine tools 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统三三 The hydraulic system of 8- -ton hydraulic truck crane 汽车起重机液压系

2、统汽车起重机液压系统一一 General ways to read and analysis a complex hydraulic system 阅读和分析复杂液压系统的一般方法阅读和分析复杂液压系统的一般方法了解设备对液压系统的动作要求；了解设备对液压系统的动作要求；初步浏览整个系统，了解系统中包含哪些元件，初步浏览整个系统，了解系统中包含哪些元件，并以各个执行元件为中心，将系统分解为若干个并以各个执行元件为中心，将系统分解为若干个子系统；子系统；对每一子系统进行分析，搞清楚其中含有哪些基对每一子系统进行分析，搞清楚其中含有哪些基本回路，然后参照动作循环表，根据执行元件的本回路，然后参照动

3、作循环表，根据执行元件的动作要求读懂这一子系统；动作要求读懂这一子系统；根据各动作之间的配合要求，分析各子系统之间根据各动作之间的配合要求，分析各子系统之间的联系；的联系；归纳总结系统的优缺点。归纳总结系统的优缺点。1. 对机床液压系统的一般要求对机床液压系统的一般要求能实现一定的自动工作循环，如快进能实现一定的自动工作循环，如快进工进工进快退快退停止等；停止等；变速范围大，能适应较大的负载变化；变速范围大，能适应较大的负载变化；运动较平稳，速度换接无冲击且换接精度高；运动较平稳，速度换接无冲击且换接精度高；进给行程终点的位置重复精度要求较高；进给行程终点的位置重复精度要求较高；能实现严格的顺

4、序动作（能实现严格的顺序动作（如先定位后夹紧等如先定位后夹紧等）。二二 Hydraulic system of power- -slipway for combined machine tools组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统组合机床外形结构组合机床外形结构1. 床身床身 2. 动力滑台动力滑台 3. 动力头动力头 4. 主轴箱主轴箱 5. 刀具刀具 6. 工件工件 7. 夹具夹具 8. 工作台工作台 9. 底座底座2. 组合机床简介组合机床简介3. YT 4543 型动力滑台液压系统型动力滑台液压系统 Fig. 8- -1要求实现的工作循环要求实现的工作循环 快进快进 I

5、工进工进 II 工进工进 死挡块停留死挡块停留 快退快退 停止。停止。系统结构系统结构 YT 4543 型动力滑台液压系统型动力滑台液压系统采用限压式变采用限压式变量泵供油，电液换向阀换向，液压缸差动连接实量泵供油，电液换向阀换向，液压缸差动连接实现快进动作，行程阀及外控顺序阀使快进变换成现快进动作，行程阀及外控顺序阀使快进变换成工进，用二位二通电磁阀实现工进，用二位二通电磁阀实现 I 工进和工进和 II 工进之工进之间的速度换接。间的速度换接。 工作原理工作原理 Quick feed 快进快进 按下启动按钮，按下启动按钮，1YA 通电。通电。 工作原理工作原理Quick feed 快进快进

6、按下启动按钮，按下启动按钮，1YA 通电。通电。 进油路进油路 泵泵1 2 液控换向阀液控换向阀3左位左位11下位下位 缸左腔缸左腔 回油路回油路 缸右腔缸右腔3左位左位 7 11下位下位缸左腔。缸左腔。 （形成差动连接形成差动连接） Working feed 1 I 工进工进 阀阀11的行程块被压下。的行程块被压下。 Working feed 1 I 工进工进 阀阀11的行程块被压下。的行程块被压下。 进油路进油路 泵泵1 2 3左位左位 8 10右位右位缸左腔缸左腔 此时限压式变量泵输出的流量随系统压力此时限压式变量泵输出的流量随系统压力的升高而自动减少，与调速阀的升高而自动减少，与调速阀

7、8控制的流量相控制的流量相适应。适应。 回油路回油路 缸右腔缸右腔 3左位左位6 5 油箱油箱 为提高系统平稳性，并使系统可承受一定为提高系统平稳性，并使系统可承受一定的负值负载，在油路上加入背压阀的负值负载，在油路上加入背压阀5。 Working feed 2 II 工进工进 3YA 通电。通电。 Working feed 2 II 工进工进 3YA 通电。通电。 阀阀 10 的通路被切断，进油流经阀的通路被切断，进油流经阀 8 后到阀后到阀 9 进入缸左腔。进入缸左腔。 （阀阀 9 调定流量应小于阀调定流量应小于阀 8 调定流量调定流量） End block dwell 死挡铁停留死挡铁停

8、留 碰上死挡块后，碰上死挡块后，II 工进停止，系统压力升高工进停止，系统压力升高到压力继电器到压力继电器 12 的调定值，经延时后使的调定值，经延时后使 2YA 通通电。电。 Quick retract 快退快退 2YA 通电。通电。 Quick retract 快退快退2YA 通电。通电。进油路进油路 泵泵1 2 3右位右位缸右腔缸右腔回油路回油路 缸左腔缸左腔 13 3右位右位油箱油箱 Stop at the start position 原位停止原位停止 滑台快退至终点时，压下电器行程开关，滑台快退至终点时，压下电器行程开关，2YA断电，阀断电，阀4、3在弹簧力作用下回到中位，在弹簧力

9、作用下回到中位，滑台处于原位停止状态，液压泵卸荷。滑台处于原位停止状态，液压泵卸荷。 Stop at the start position 原位停止原位停止 滑台快退至终点时，压下电器行程开关，滑台快退至终点时，压下电器行程开关，2YA断电，阀断电，阀4、3在弹簧力作用下回到中位，在弹簧力作用下回到中位，滑台处于原位停止状态，液压泵卸荷。滑台处于原位停止状态，液压泵卸荷。【课堂练习课堂练习】 本系统中采用了哪些液压基本回路？本系统中采用了哪些液压基本回路？答答：速度控制回路速度控制回路： 差动连接增速回路、限压式变量泵差动连接增速回路、限压式变量泵增速回路，增速回路， 行程控制快慢速换接回路，

10、行程控制快慢速换接回路， 联合调速回路，联合调速回路， 调速阀串联两种慢速换接回路；调速阀串联两种慢速换接回路； 压力控制回路压力控制回路： 换向阀中位机能卸荷回路；换向阀中位机能卸荷回路； 方向控制回路方向控制回路： 换向阀换向回路。换向阀换向回路。电磁铁和行程阀动作顺序表电磁铁和行程阀动作顺序表 电磁铁和电磁铁和 行程阀行程阀 滑滑 台台 动动 作作1YA2YA3YA 行程阀行程阀11快快 进进+ +- - - -I 工工 进进+ +- - -+ +II 工工 进进+ +- -+ + +死死 挡挡 停停+ +- -+ + +快快 退退- -+ +- - -原原 位位 停停- - - - -

11、（“+ +”表示通电或压下行程块表示通电或压下行程块） Characteristics 系统特点系统特点采用限压式变量泵和差动连接两个措施实现快采用限压式变量泵和差动连接两个措施实现快进，提高了快进速度，又不致使系统效率过低。进，提高了快进速度，又不致使系统效率过低。采用了由限压式变量泵和调速阀组成的联合调采用了由限压式变量泵和调速阀组成的联合调速回路，既满足系统调速范围大、低速稳定性速回路，既满足系统调速范围大、低速稳定性好的要求，又提高了系统的效率。好的要求，又提高了系统的效率。采用行程阀和顺序阀实现快进转工进的换接，采用行程阀和顺序阀实现快进转工进的换接，换接平稳可靠。换接平稳可靠。应用

12、电液换向阀实现换向，工作平稳、可靠。应用电液换向阀实现换向，工作平稳、可靠。三三 The hydraulic system of 8- -ton hydraulic truck crane汽车起重机液压系统汽车起重机液压系统1. 对汽车起重机液压系统的要求对汽车起重机液压系统的要求 汽车起重机是将起重机安装在汽车底盘上的一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。对于汽车起重机的液压系统，一种起重运输设备。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。活、方便、可靠、安全。2. Q2 -

13、- 8型汽车起重机液压系统型汽车起重机液压系统 起重机的组成起重机的组成 Q2- - 8型汽车起重机主要由车体、伸缩臂、起型汽车起重机主要由车体、伸缩臂、起升机构等组成。该起重机采用液压传动，最大起升机构等组成。该起重机采用液压传动，最大起重量为重量为80 kN（幅度为（幅度为3 m时时），最大起重高度为，最大起重高度为11.5 m，起重装置可连续回转。，起重装置可连续回转。1.载重汽车载重汽车 2.回转机构回转机构 3.支腿支腿 4.变幅油缸变幅油缸 5.吊臂伸缩缸吊臂伸缩缸 6.起升机构起升机构 7.基本臂基本臂Q2- - 8型汽车起重机外形简图型汽车起重机外形简图 Q2- - 8型汽车起

14、重机液压系统是一个单泵、开型汽车起重机液压系统是一个单泵、开式、串联液压系统。该系统由式、串联液压系统。该系统由支腿收放支腿收放、转台回转台回转转、吊臂伸缩吊臂伸缩、吊臂变幅吊臂变幅和和吊重起升吊重起升五个工作支五个工作支路组成，分上车和下车两部分布置。液压泵、安路组成，分上车和下车两部分布置。液压泵、安全阀、阀组全阀、阀组A及支腿部分装在下车部分，其余液及支腿部分装在下车部分，其余液压元件都装在可回转的上车部分。上、下车部分压元件都装在可回转的上车部分。上、下车部分的油路通过中心回转接头连通。的油路通过中心回转接头连通。 Q2- - 8型汽车起重机液压系统型汽车起重机液压系统结构结构 工作原

15、理工作原理下车系统下车系统（支腿收放回路支腿收放回路） 在起重作业前必须放下前、后支腿，使汽在起重作业前必须放下前、后支腿，使汽车轮胎架空，用支腿承重。在行驶时又必须将车轮胎架空，用支腿承重。在行驶时又必须将支腿收起，轮胎着地支承。支腿收起，轮胎着地支承。 每一个油缸上都配有一个双向液压锁，以每一个油缸上都配有一个双向液压锁，以保证支腿可靠地锁住，防止在起重作业过程中保证支腿可靠地锁住，防止在起重作业过程中发生发生“软腿软腿”现象（现象（液压缸上腔油路泄漏引起液压缸上腔油路泄漏引起）或行车过程中液压支腿自行下落（或行车过程中液压支腿自行下落（液压缸下腔液压缸下腔油路泄漏引起油路泄漏引起）。）。

16、 当阀组当阀组A中阀中阀7在右位工作时，前支腿放下，其在右位工作时，前支腿放下，其油路为：油路为： 进油路：进油路：液压泵液压泵1换向阀换向阀3左位左位换向阀换向阀7右位右位 双向液压锁双向液压锁5 前支腿液压缸无杆腔。前支腿液压缸无杆腔。 回油路回油路：前支腿有杆腔：前支腿有杆腔双向液压锁双向液压锁5换向阀换向阀7 右位右位换向阀换向阀8中位中位油箱。油箱。 当阀当阀7在左位工作时，前支腿收回，油路基本上在左位工作时，前支腿收回，油路基本上与前支腿放下相同，只不过压力油进入前支腿液压与前支腿放下相同，只不过压力油进入前支腿液压缸有杆腔。缸有杆腔。 后支腿液压缸收、放用换向阀后支腿液压缸收、放

17、用换向阀8控制，其油路路控制，其油路路线与前支腿回路类同。线与前支腿回路类同。 上车系统上车系统u吊臂伸缩回路吊臂伸缩回路 吊臂由基本臂和伸缩臂组成，伸缩臂套装在基吊臂由基本臂和伸缩臂组成，伸缩臂套装在基本臂中。吊臂的伸缩运动是由伸缩液压缸来驱动的。本臂中。吊臂的伸缩运动是由伸缩液压缸来驱动的。换向阀换向阀 24 可控制伸缩臂的伸出、缩回和停止。可控制伸缩臂的伸出、缩回和停止。 当阀当阀 24 在左位工作时，吊臂伸出，其油路为在左位工作时，吊臂伸出，其油路为： 进油路：进油路：泵泵1滤油器滤油器2阀阀3右位右位阀阀24左位左位 平衡阀平衡阀25中单向阀中单向阀伸缩缸伸缩缸12下腔；下腔； 回油

18、路回油路：伸缩缸上腔：伸缩缸上腔阀阀24左位左位阀阀21中位中位阀阀 20中位中位阀阀19中位中位油箱。油箱。 吊臂缩回时，因液压力与负载力的方向一吊臂缩回时，因液压力与负载力的方向一致，为防止吊臂在重力作用下自行收缩，在伸致，为防止吊臂在重力作用下自行收缩，在伸缩缸的下腔回油腔设置了平衡阀缩缸的下腔回油腔设置了平衡阀 25，提高收缩，提高收缩运动的可靠性。运动的可靠性。 变幅回路变幅回路 吊臂变幅机构用于改变作业高度，要求能吊臂变幅机构用于改变作业高度，要求能带载变幅，动作要平稳。本机采用两个液压缸带载变幅，动作要平稳。本机采用两个液压缸并联，提高了变幅机构承载能力。其要求以及并联，提高了变

19、幅机构承载能力。其要求以及油路与吊臂伸缩油路类同。油路与吊臂伸缩油路类同。 起升回路起升回路 起升回路是起重机系统中的主要工作回路，起升回路是起重机系统中的主要工作回路，重物的提升和落下由一个大扭矩液压马达带动卷重物的提升和落下由一个大扭矩液压马达带动卷扬机来完成。换向阀扬机来完成。换向阀 19 控制起升马达的正、反控制起升马达的正、反转，平衡阀转，平衡阀 18 用来防止重物超速下降。用来防止重物超速下降。 回转油路回转油路 回转机构要求吊臂能在任意方位起吊。该机回转机构要求吊臂能在任意方位起吊。该机构构 采用液压马达作为执行元件，操作换向阀采用液压马达作为执行元件，操作换向阀20，可使，可使

20、 回转马达正、反转或停止。回转马达正、反转或停止。 由于转台回转速度小由于转台回转速度小( (13 r/ /min) )，马达的转，马达的转 速也小，因此不设缓冲装置。速也小，因此不设缓冲装置。 重物起升时油路为：重物起升时油路为： 进油路：进油路：泵泵1滤油器滤油器2阀阀3右位右位阀阀24中位中位 阀阀21中位中位阀阀20中位中位 阀阀19左位左位阀阀18中单向阀中单向阀起升马达起升马达 阀阀15中节流阀中节流阀制动缸制动缸16下腔下腔(松闸松闸) 回油路：回油路：起升马达起升马达阀阀19左位左位油箱。油箱。 重物下降时，手动换向阀重物下降时，手动换向阀 19 切换至右位工作，切换至右位工作

21、，液压马达反转，回油经平衡阀液压马达反转，回油经平衡阀18的外控顺序阀、阀的外控顺序阀、阀19右位回油箱。右位回油箱。 停止作业时，阀停止作业时，阀 19 处于中位，泵卸荷。处于中位，泵卸荷。制动缸制动缸 16 在弹簧力作用下使液压马达制动。在弹簧力作用下使液压马达制动。 单向节流阀单向节流阀15的作用是使液压马达停转时的作用是使液压马达停转时制动缸迅速制动；而在起升机构工作时，制动制动缸迅速制动；而在起升机构工作时，制动缸缓慢松闸，避免因重物自重使马达反转，造缸缓慢松闸，避免因重物自重使马达反转，造成瞬时的滑降现象。成瞬时的滑降现象。 系统特点系统特点系统中采用了平衡回路、锁紧回路和制动回路

22、，系统中采用了平衡回路、锁紧回路和制动回路，保证起重机工作可靠，操作安全。保证起重机工作可靠，操作安全。手动换向阀既可控制换向动作又能实现节流调手动换向阀既可控制换向动作又能实现节流调速。速。串联油路使各机构可以单独动作串联油路使各机构可以单独动作，轻载作业时可轻载作业时可实现起升和回转联合动作，还能使油泵卸荷。实现起升和回转联合动作，还能使油泵卸荷。【例【例1】如图所示的压力机液压系统能实现如图所示的压力机液压系统能实现“快进快进 慢进慢进保压保压快退快退停止停止”的动作循环，读的动作循环，读 懂此系统图，并写出：懂此系统图，并写出： 1）各标号元件的名称和功用；）各标号元件的名称和功用；

23、2）包括油液流动情况的动作循环表。）包括油液流动情况的动作循环表。例例 题题压压力力机机压压块块85674931YA22YA1标号标号 元元 件件 名名 称称功功 用用1溢流阀溢流阀调定系统工作压力。调定系统工作压力。2单向阀单向阀 使系统卸荷时控制油路保使系统卸荷时控制油路保 持一定的压力。持一定的压力。3电液换向阀电液换向阀 使压力机压块实现换向。使压力机压块实现换向。4顺序阀顺序阀实现快进与慢进的速度换接。实现快进与慢进的速度换接。解解：1）各标号元件的名称和功用：各标号元件的名称和功用： 元件的名称和功用元件的名称和功用标号标号 元元 件件 名名 称称功功 用用5压力继电器压力继电器

24、发出保压阶段终止的信号。发出保压阶段终止的信号。6液控单向阀液控单向阀 快进时使辅助油箱中油液充入快进时使辅助油箱中油液充入 柱塞缸，快退时使柱塞缸中的油返柱塞缸，快退时使柱塞缸中的油返 回辅助油箱。回辅助油箱。7辅助油箱辅助油箱 快进时向柱塞缸供油。快进时向柱塞缸供油。8主柱塞缸主柱塞缸 产生较大的作用力并使压力机产生较大的作用力并使压力机 压块传递压力。压块传递压力。9辅助活塞缸辅助活塞缸 使压力机压块实现快进、快退。使压力机压块实现快进、快退。2）包括油液流动情况的动作循环表如下：包括油液流动情况的动作循环表如下：动作循环及液流情况动作循环及液流情况动动 作作信号信号 来源来源电磁铁状态

25、电磁铁状态油油 液液 流流 动动 情情 况况1YA2YA快快 进进按下按下起动起动按钮按钮进油路：进油路：泵泵 2 3（左位）（左位） 9（大腔）（大腔）回油路：回油路：9( (小腔小腔) ) 3( (左位左位) ) 油箱油箱辅助油路辅助油路：7 6 8动动 作作信信 号号 来来 源源电磁铁状态电磁铁状态油油 液液 流流 动动 情情 况况1YA 2YA慢慢 进进压块碰压块碰上工件上工件压力升压力升高。高。进油路：进油路：泵泵 2 3（左位）（左位） 4 8 9（大腔）（大腔）回油路：回油路： 9( (小腔小腔) ) 3( (左位左位) ) 油箱油箱保保 压压压块停压块停止不动止不动泵泵 1 油

26、箱油箱动动 作作信信 号号 来来 源源电磁铁状态电磁铁状态油油 液液 流流 动动 情情 况况1YA2YA快快 退退压力继压力继电器发电器发出电信出电信号号进油路：进油路：泵泵 2 3（右位）（右位） 9（小腔）（小腔）回油路：回油路：9 ( (大腔大腔) ) 3 ( (右位右位) ) 油箱油箱辅助油路辅助油路：8 6 7停停 止止挡块压挡块压下行程下行程开关开关泵泵 2 3 ( (中位中位) ) 油箱油箱【例【例2】图示系统是一个双缸顺序自动动作回路。试分图示系统是一个双缸顺序自动动作回路。试分 析当油泵启动后，两液压缸的动作顺序。假设析当油泵启动后，两液压缸的动作顺序。假设 油泵启动前，两液压缸活塞杆均处于缩回到头油泵启动前，两液压缸活塞杆均处于缩回到头 的位置。的位置。ABCD缸缸1缸缸2解解: 两液压缸的动作顺序为：两液压缸的动作顺序为： 缸缸1外伸外伸到头后（到头后（顺序阀顺序阀 D 打开）缸打开）缸2伸伸 到头后（到头后（顺序阀顺序阀 A 打开）缸打开）缸1回缩回缩 到头后（到头后（顺序阀顺序阀 C 打开）缸打开）缸2缩缩 缩到头后（缩到头后（顺序阀顺序阀 B 打开）缸打开）缸1伸伸 循环动作，直至按下停机按钮。循环动作，直至按下停机按钮。 【例【例3】下图所示液压系统要求实现下图所示