第7章----典型的液压传动系统课件

1、液压与气压传动(第4版)第七章典型液压传动系统 第一节 YT4543型组合机床动力滑台液压系统 第二节 M1432型万能外圆磨床液压系统 第三节 YB32-200型液压机液压系统 第四节 装卸堆码机液压系统 7.1 YT4543型组合机床液压系统 组合机床是适用于大批量生产的一种金属切削机床，它是由标准化、通用化的零部件和按零件形状、尺寸及加工工艺要求设计的专用部件组合而成的专用、高效、自动化程度较高的机床，广泛应用于机械制造业生产线和自动线中。组合机床的动力滑台是用来实现进给运动的通用部件。根据加工工艺要求，在动力滑台台面上装置动力箱，多轴箱及各种专用切削头等动力部件，可以完成钻、扩、绞、铣

2、、镗和攻丝等加工工序，以及完成多种复杂的进给工作循环。由于液压动力滑台的机械结构简单，可与电器配合实现进给运动自动工作循环，又可以很方便地调节工进速度，因此它的应用比较广泛。 一、概述 液压动力滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能。它对液压系统性能的主要要求是速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少。 1-床身 2-动力滑台 3-动力头 4-主轴箱 5-刀具 6-工件 7-夹具 8-工作台 9-底座 组合机床滑台技术参数： 工作压力 45 MPa最大进给力 4.5104 N进给速度 6.6660 mm/min 左图为YT4543型动力滑台的液压系统原理

3、图，该系统采用限压式变量泵供油、电液动换向阀换向、快进由液压缸差动连接来实现。用行程阀实现快进与工进的转换、二位二通电磁换向阀用来进行两个工进速度之间的转换，为了保证进给的尺寸精度，采用了止挡块停留来限位。通常实现的工作循环为； 快进 第一次工作进给 第二次工作进给 止挡块停留 快退 原位停止。 二、YT4543型动力滑台液压系统的工作原理1、快进 按下启动按钮，使电磁铁1YA得电吸合，主油路为：先导电磁阀11左位接入系统，接着液动换向阀12左位接入系统。 进油路：15141312左位8右位7左腔回油路：7右腔12左位38右位7左腔 由于动力滑台空载，系统工作压力低，液控顺序阀2关闭，液压缸实

4、现差动连接，此时泵输出最大流量，所以滑台向左快进。第一次工进 当快进到指定位置时，滑台上的液压挡铁压下行程阀8，使其左位接入系统，压力油经调速阀4而使系统压力升高。这样，一方面使限压式变量叶片泵14的流量减少到与调速阀4所允许通过的流量相一致；另一方面打开液控顺序阀2，使液压缸差动连接断开，这样滑台的运动转换为I工进，其速度大小由调速阀4调节。其主油路为： 进油路：141312左位49右位7左腔回油路：7右腔12左位21油箱第二次工进 第一次工作进给到位时，滑台上行程挡铁压下行程开关，使电磁铁3YA得电，电磁阀9左位接入系统。此时，压力油通过调速阀4，又通过调速阀10进入油缸7左腔。回油路与I

5、工进时相同。 由于阀10的开口比阀4的小，故滑台的速度大小由阀10决定。4. 止挡块停留 当II工进完成后，滑台碰上死挡铁而停止运动时，油缸7左腔压力升高，当压力升高到压力继电器5调定值时，压力继电器5发出信号给时间继电器，停留时间由时间继电器调定。滑台在死挡铁停留时，液压泵供油压力升高，流量减少，其输出流量为液压泵和系统的泄漏量。 5. 快退 滑台停留时间结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁1YA断电，2YA通电，电磁阀11右位接入系统，接着液动换向阀12右位接入系统。因滑台快退时负载小，系统压力低，变量泵自动恢复到最大流量，滑台快速退回。其主油路为： 进油路：1514件差阀12右位液压缸7

6、右腔回油路：液压缸7左腔单向阀6阀12右位油箱6. 原位停止 滑台快速退回到原位，挡块压下原位行程开关，使1YA，2YA和3YA全部断电，阀11、12处于中位，滑台停止运动。此时液压泵输出的液压右经单向阀13和阀12中位流回油箱。由于阀13的压降，使泵在低压下卸荷（维持一定的低压是为了下一次启动时能使阀12动作）。 液压系统工作过程简图： 快进第一次工作进给第二次工作进给止挡块停留快退原位停止 电磁铁、行程阀动作电 磁 铁行程阀1YA2YA3YA快 进+一次工进+二次工进+止挡块停留+快 退+原位停止系统特点分析 7.2 M1432A型万能外圆磨床 万能外圆磨床是工业生产中应用极为广泛的一种精

7、加工机床。主要用来磨削圆柱表面，圆锥表面及阶梯轴肩等，利用内圈磨头附件还可以磨削内圆和内锥表面。 万能外圆磨床工作台直线往复运动和抖动，砂轮架快速进退运动和周期进给运动，尾座顶尖的松开运动等都是用液压传动来实现的。加工参数： 最大磨削外圆直径320mm,因最大长度有1000mm,1500mm,2000mm; 最大磨削内圆直径100mm; 磨削零件表面粗糙度可达到Ra0.63-Ra0.16。对外圆磨床工作台往复运动的要求根据磨削工作的特点，工作台往复运动的性能对磨削加工精度影响最大。 工作台往复运动速度能在0.054m/min范围内实现无级调速，运动平稳，低速运动无爬行。 工作台在工作速度范围内

8、能完成自动换向，换向过程要平稳无冲击，而停止、启动要迅速。 换向精度高。同速换向精度不大于0.02mm,异速换向精度不大于0.2mm。 工作台运动到两端换向前能够停留，停留时间在05s内可调。 工作台可作抖动。在切入磨削时，工作台能实现高频（100500次/min）短行程（13mm）换向（通常称为抖动），以提高磨削表面光洁度和磨削效率。 7.2.1 系统工作原理系统工作原理液压传动系统由工作台直线往复运动，砂轮架横向快速进退运动，砂轮架周期进给，尾座顶尖的自动松开及机床导轨润滑等部分组成。磨削外圆表面的工作过程： 工件夹在头架卡盘里，尾架顶尖顶紧工件，头架驱动工件转动，工作台往复运动，砂轮架快

9、速前进，砂轮电机驱动砂轮转动，磨削工件。工件磨削完成时，砂轮架快退，工作台往复运动停止，松开顶尖取下工件。1.工作台往复运动当开停阀处于右位时，先导阀都处于右端位置，工作台向右运动，主油路的油液流动情况为： 进油路：液压泵换向阀（右位）工作台液压缸右腔; 回油路：工作台液压缸左腔换向阀（右位） 先导阀（右位）开停阀（右位）节流阀油箱。当工作台向右移动到预定位置时，工作台上的左挡板拨动先导阀阀芯，并使它的最终处于左端位置上。这时控制油路上的a2点接通高压油a1点接通油箱，使换向阀亦处于其左端位置上，于是主油路的油液流动变为 进油路：液压泵换向阀（左位）工作台液压缸左腔; 回油路：工作台液压缸左腔

10、换向阀（左位）开停阀（右位）节流阀油箱。 这时工作台向左运动，并在其右挡块拨杆后发生与上述情况向反的变化，使工作有改变方向向右运动；反复进行，直到开停阀拨向左位时才停止。2.换向动作 工作台换向时，先导阀1先由左挡块碰撞拨杆而移动。换向阀2Y移动，其控制回油先后三次改变回路。使其阀心产生第一次快跳、慢进和第二次快跳的移动过程。使得工作台换向经历了预制动、终制动、端点停留和反向启动的四个阶段。工作台预制动工作台在挡快碰撞拨杆使先导阀1的阀心向左移动，先导阀阀心向右制动，阀心上锥面逐渐关小液压缸回油通道，使工作台减速。此时换向阀2阀心还没有移动，所以称预制动。 工作台终制动当先导阀1的阀心左一道使

11、a2接通压力油，a1接通油箱时，换向阀2的阀心左端回油先后有三种连通方式，换向阀2的控制油路为： 进油路：过滤器液压泵精过滤器17先导阀件差a2单向阀I2换向阀2阀心右端。 回油路：换向阀阀心左端a1先导阀1油箱。 因回油路畅通无阻，阀心移动很快，换向阀2产生第一次快跳。当阀心左端将a1封死，第一次快跳完了。此时阀心中部台肩刚好移到阀体中间沉割槽中，使液压缸两腔油路相通，工作台停止运动。换向阀的快跳，缩短了终制动的时间，提高了换向精度。 为了防止先导阀1左移动落后于换向阀2，利用左抖缸推动先导阀1的阀心几乎与换向阀2阀心快跳同时向左快跳，其控制油路为： 进油路：过滤器液压泵精过滤器17先导阀1

12、a2抖动缸15左缸。 回油路：抖动缸15右缸先导阀1油箱。 工作台端点停留 当换向阀2的阀心左移到其左端将a1封死时，第一次快跳结束，此时其阀心左端的回油路为：回油路：换向阀2阀心左端节流阀J1a1先导阀1油箱。 此时换向阀2阀心按节流阀J1（又称停留阀）调定的速度移动。由于换向阀体沉割槽宽度大于阀心中部台肩宽度，液压缸两腔油路在阀心移动过程中始终保持相通，使工作台得到05s的端点停留时间。 工作台反向启动 当换向阀2的阀心左移到其左部环形槽，将通道b1和直通油箱的通道a1时，会油路又畅通无阻，换向阀的阀心出现第二次快跳，使主油路被迅速切换，工作台迅速反向启动。 7.2.2 砂轮架横向快速进退

13、砂轮架快进： 当手控快动阀8左位工作时，液压泵的压力油进入快动缸7的右腔，左腔油回油箱，快动缸7的活塞经丝杠螺母带动砂轮架快进到前端位置。该位置是靠活塞与缸盖的接触来保证的。为防止活塞与缸盖的撞击和提高终点的重复定位精度，在快动缸两端没有缓冲装置。 在快动缸前设有抵住砂轮架的阀缸6，用以消除丝杆螺母间的间隙。砂轮架快退： 当快动阀8左位工作时，快动缸左腔进入压力油，右腔接油箱，活塞带动砂轮架快退到最后位置。 7.2.3 尾架顶尖松开和夹紧 尾架顶尖松开： 尾架顶尖松开采用脚踏或尾架阀10控制。当砂轮架处于快退工况时，脚踏尾架阀10，其右位工作，油路为： 液压泵快动阀8左位位架阀10右位尾架缸9

14、下腔 下腔进油使活塞上移，通过杠杆机构使顶尖向右退回松开零件。尾架顶尖顶紧： 松开脚踏板，尾架阀10复尾，尾架缸9下腔通过尾架阀10左位于油箱接通，尾架顶尖在弹簧力作用下将工件顶紧。砂轮架快进与尾架顶尖松开之间的互锁： 为了保证工作安全，当砂轮架快进状态时，无压力油通入尾架油路，误踏尾架阀10也不会松开工件。 7.2.4 砂轮架周期进给运动 砂轮架周期进给运动是操纵进给阀12使砂轮架进给油缸11通过活塞上的拔抓、棘轮、齿轮和丝杠螺母等传动副来实现。砂轮架的周期进给运动可以在工作台左端停留或右端停留时进行，还可以在两端无进给，这些都由选择阀13的位置来决定的。 其左端进给与右端进给如左动画所示

15、7.2.5 系统特点 1. 由活塞杆固定的双杆液压缸，保证了左右两个方向运动速度的一致，又减少了机床占地面积。 2. 采用了结构简单，价格便宜的回油节流阀调整回路，它适合应用在负载小且基本恒定的磨床工作台往复运动系统。另外由于回油节流阀调速使液压缸回油腔产生背压有利于工作台运动平稳和有助于工作台的制动。 3. 液压系统采用行程控制制动式为主，兼备时间控制制动式的换向回路。工作台能实现预制动、终制动、端点停留和反向起动的换向过程，使其换向精度和换向性能满足了万能外圆磨床的工作要求。 4. 采用了把先导阀，换向阀和开停阀等制成在一个共同阀体内的液压操纵箱式结构。它能显著地缩小液压元件的总体积，缩短

16、阀门通道长度，减少管接头的数目，使得结构紧凑，操纵方便。 5. 设置了抖动缸，可实现工作台抖动，满足了切入磨削的工艺要求， 并保证了低速换向可靠性。 7.3 液压压力机液压系统 液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉伸、粉末冶金、压装等等。 一概述液压机有多种型号规格，其压制力从几十吨到上万吨。用乳化液作介质的液压机，被称作水压机，产生的压制力很大，多用于重型机械厂和造船厂等。用石油型液压油做介质的液压机被称作油压机，产生的压制力较水压机小，在许多行业部门得到广泛应用。 液压机多为

17、立式，其中以四柱式液压机的结构布局最为典型，应用也最广泛。这种液压机有4个立柱，在4个立柱之间安置上、下两个液压缸。上液压缸驱动上滑块，下液压缸驱动下滑块。为了满足大多数压制工艺的要求，上滑块应能实现快速下行慢速加压保压延时快速返回原位停止的自动工作循环。下滑块应能实现向上顶出停留向下退回原位停止的工作循环。上下滑块的运动依次进行，不能同时出现。二系统工作原理 工作过程1.上滑块自动工作循环当电磁铁1YA通电后，先导阀3和上缸换向阀7左位接入系统，液控单向阀I2被打开。则系统主油路走向为： 进油路：液压泵顺序阀10上缸换向阀7左位单向阀I3上液压缸5上腔。 回油路：上液压缸5下腔液控单向阀I2

18、上缸换向阀7左位下缸换向阀2中位油箱。 上滑块在自重作用下快速下行。这时，上液压缸所需流量较大，而液压泵的流量又较小，其不足部分由充液筒（副油箱6）经液控单向阀I1向液压缸上腔补油。慢速加压 当上滑块下行到接触工件后，因受阻力而减速，液控单向阀I1关闭，液压缸上腔压力升高实现慢速加压。这时的油路走向与快速下行时相同。保压延时 当上液压缸上腔压力升高到使压力继电器8动作时，压力继电器发出信号，使电磁铁1YA断电，则先导阀3和上缸换向阀7处于中位，保压开始。保压时间由时间继电器控制，可在（024）min内调节。快速下行泄压快速返回 在保压延时结束时，时间断电器使电磁铁2YA通电，先导阀右位接入系统

19、，使控制压力油推动预泄换向阀9，并将上缸换向阀7右位接入系统。这时，液控单向阀I1被打开，其主油路走向为： 进油路：液压泵顺序10上缸换向阀7右位液控单向阀I2上液压缸5下腔。 回油路：上液压缸5上腔液控单向阀I1充液筒（副油箱）。 这时上滑块快速返回，返回速度由液压泵流量决定。当充液筒内液面超过预定位置时，多余的油液由溢流管流回油箱。原位停止 当上滑块返回上升到挡块压下行程开关时，行程开关发出信号，使电磁铁2YA断电，先导阀和换向阀都处于中位，则上滑块在原位停止不动。这时，液压泵处于低压卸荷状态，油路走向为： 液压泵顺序阀10上缸换向阀7中位下缸换向阀2中位油箱。 2.下滑块自动工作循环向上

20、顶出 当电磁铁4YA通电使下缸换向阀2右位接入系统时，下液压缸1带动下滑块向上顶出。其主油路走向为： 进油路：液压泵顺序阀10上缸换向阀7中位下缸换向阀2右位下液压缸1下腔。停留 当下滑块上移至下液压缸活塞碰到上缸盖时，便停留在这个位置上。此时，液压缸下腔压力由下缸溢流阀13调定。向下退回 使电磁铁4YA断电，3YA通电，液压缸快速退回。此时的油路走向为： 进油路：液压泵顺序阀10上缸换向阀7中位下缸换向阀2左位下液压缸1上腔。 回油路：下液压缸1下腔下腔换向阀2左位油箱。 原位停止 原位停止是在电磁铁3YA、4YA都断电，下缸换向阀2处于中位的情况下实现的。 三系统特点出力大 为了获得大的压

21、制力，除采用高压泵提高系统压力之外，还常常采用大直径的液压缸。这样，当上滑块快速下行时，就需要大的流量进入液压缸上腔。假若此流量全部由液压泵提供，则泵的规格太大，不仅造价高，而且在慢速加压、保压和原位停止阶段，功率损失加大。由于液压机上滑块的重量均较大，足可以克服摩擦力及回油阻力自行下落。因而本系统采用充液筒来补充快速下行时液压泵供油的不足，这样使系统功率利用更加合理。保压延时 本系统采用液控单向阀I1、I6单向阀I3的密封性和液压管路及油液的弹性来保压。此方案结构简单，造价低，比用泵保压节省功率。但是，要求液压缸等元件密封性好。释压返回 对于高压系统，在液压缸以很高压力进行保压的情况下，假若

22、立即启动换向阀使液压缸反向快速退回时，将会产生液压冲击。为防止这种现象发生，应对换向过程进行控制，先使高压腔压力释放，再切换油路。本系统采用预泄换向阀，先使液压缸上腔压力释放降低后，再使主油路换向。其原理是在保压阶段，预泄换向阀的上位接入系统。当电磁铁2YA通电后，控制压力油经减压阀和先导阀3右位进入预泄换向阀9的下端腔和液控单向阀I6的控制口。由于预泄换向阀上端腔与液压缸上腔油路连路，压力很高，其下端腔的控制压力油不能使阀心向上移动。但是，液控单向阀I6可以在控制压力油作用下打开。I6被打开后，液压缸上腔油液经液控单向阀I6、预泄换向阀上位泄至油箱。这时，压力被释放降低，直至预泄换向阀9的阀

23、心被推移到使下位接入系统。接着，控制压力油经预泄换向阀9下位进入上缸换向阀7的右端腔，使其右位接入系统，切换主油路，实现液压缸快速退回。 7.4 装卸堆码机液压系统一概述 装卸堆码机是一种仓储机械，现代化的仓库里利用它可以实现纺织品包油桶木箱等货物的装卸堆码的机械化作业，把装卸工人从传统的人背肩扛的繁重劳动中解放出来。堆码机主要有两大部分组成：液压马达驱动的行走地盘 六自由度的圆柱坐标式机械手机械手可以完成升降俯仰臂伸缩回转手腕偏转和手指夹紧等动作。图7-4.1为装卸堆码机液压系统图。该系统由一台定量泵供油，构成一个单泵供油的并联开式系统。此外该系统采用蓄电池供电，直流电动机驱动的工作方式，在仓库中没有污染。由于该机采用了液压驱动的机械手，所以比常用的叉车更为方便灵活，堆码的高度及深度都大大高于叉车。二工作原理1. 底盘行走直流电动机带动液压泵转动，当控制脚踏板换向阀5左位接入系统时，地盘行走液压马达开始工作驱动底盘行走，其油路流动情况：进油路：泵3阀6脚踏换向阀5（左位）液压马达18左腔；回油路：液压马达18右腔脚踏换向阀5（左腔）滤油器11油箱。图7-4.1单向阀17和安全阀15用以放置液压马达超载；在地盘行走