项目七 典型液压传动系统

1、项目七 典型液压传动系统学习目标掌握典型液压系统的组成、工作原理；培养学生对较复杂液压系统的识图能力；培养学生对典型液压系统工作过程的分析能力；培养学生对典型液压系统的安装与调试能力；培养培养学生对典型液压系统的故障诊断及排除能力 主 要 内 容任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统任务2 液压压力机液压系统任务3 数控机床液压系统任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统一、概述外圆磨床分为普通外圆磨床和万能外圆磨床，其中万能外圆磨床是应用最广泛的磨床。在外圆磨床上可磨削各种轴类和套筒类工件的外圆柱面、外圆锥面以及台阶轴端面等。图7-1是M1432A型万能外圆磨床的外形图。 任务1 M1

2、432A型万能外圆磨床液压系统M1432A型万能外圆磨床的外形图1-床身；2-头架；3-工作台；4-内圆磨具；5-砂轮架；6-尾座；7-脚踏操纵板；8-横向进给手轮图7-1 M1432A型万能外圆磨床的外形图 任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统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。在这些运动中，除了砂轮与工件的旋转由电动机驱动外，其余的运动均由液压传动来实现。任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统M1432A型万

3、能外圆磨床液压系统如图7-2所示。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系统组成。 任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统二、M1432A型万能外圆磨床液压系统工作原理1工作台往复运动在液压系统图的状态下，当开停阀处于“开”的位置（右位）时，节流阀也被打开，先导阀芯和换向阀芯都处于右端位置，压力油进入缸右腔，缸左腔回油，因而工作台向右运动，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

4、箱。任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统当工作台向右移到预定位置时，工作台上的左挡块拨动先导阀阀芯，并使它最终处于左端的位置上。这时控制油路上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：工作台液压缸右腔换向阀（左位）先导阀（左位）开停阀（右位）节流阀油箱。这时，工作台向左运动，并在其右挡块碰上拨杆后发生与上述情况相反的变换，使工作台右改变方向向右运动；如此不停的反复进行下去，直到开停阀拨向左位时才使运动停下来。任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统2工作台换向过程工作台换向时，先导阀

5、先受到挡块的操纵而移动，接着又受到抖动缸的操纵而产生快跳；换向的操纵油路则先后三次变换通流情况，使其阀芯产生第一次快跳，慢速移动和第二次快跳。这样就使工作台的换向经历了迅速制动、停留和迅速反向启动三个阶段。当系统图中先导阀被拨杆推着向左移动时，它的右制动锥逐渐将通向节流阀的通道关小，使工作台逐渐减速，实现预制动。当工作台挡块推动先导阀直到先导阀阀芯右部环行槽使a2 点接通高压油，左部环行槽使a1点接通油箱时，控 制油路被切换。这时左、右抖动缸便推动先导阀向左快跳，因为此时左、右抖动缸进回油路为：任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统进油路：液压泵精

6、滤油器先导阀（左位）左抖动缸；回油路：右抖动缸先导阀（左位）油箱。由此可见，由于抖动缸的作用引起先导阀快跳，就使换向阀两端的控制油路一旦切换就迅速打开，为换向阀阀芯快速移动创造了液流流动条件。由于阀芯右端接通高压油，使液动换向阀阀芯开始向左移动，即：进油路：液压泵精滤油器先导阀（左位）单向阀I2换向阀阀芯右端。任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统而液压换向阀阀芯左端通向油箱的油路先后有三种接通情况，开始阶段的情况如系统图所示，回油路线为：回油路（变换之一）：液动换向阀阀芯左端先导阀（左位）油箱。由于回路畅通无阻，阀芯移动速度很大，主阀芯出现第一次快跳，右部制动锥很快的关小主回油路的通道，

7、使工作台迅速制动。当换向阀阀芯快速移动一小段距离后，它的中部台肩移到阀体中间沉割槽处，使液压缸两腔油路相通，工作台停止运动。此后换向阀阀芯在压力油作用下继续左移，直到先导阀的通道被切断，回油流动路线改为：任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统回油路（变换之二）：液动换向阀阀芯左端节流阀J先导阀（左位）油箱。这时阀芯按节流阀J1 调定的速度慢速移动。由于阀体上的沉割槽宽度大与阀芯中部台肩的宽度，液压缸两腔油路在阀芯慢速移动期间继续保持相通，使工作台的停止持续一段时间，这就是工作台在反向前的端点停留。最后，当阀芯慢速移动到其左部环行槽和先导阀相连的通道接通时，回油流动路线又改变成：任务1 M1

8、432A型万能外圆磨床液压系统回油路（变换之三）：液动换向阀阀芯左端通道b1换向阀左部环槽先导阀（左位）油箱。这时，回油路又畅通无阻，阀芯出现第二次快跳，主油路被迅速切换，工作台迅速反向启动，最终完成了全部换向过程。3砂轮架的快进快退运动任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统砂轮架的快进快退运动由快动阀操纵，由快动缸来实现。在系统图的状态下，快动阀右位接入系统，砂轮架快速前进到其最前端位置，快进的终点位置是靠活塞与缸盖的接触来保证的，为了防止砂轮架在快速运动终点处引起冲击和提高快进运动的重复位置精度，快动缸的两端设有缓冲装置，并设有抵住砂轮架的闸缸，用以消除丝杠和螺母间的间隙。快动阀左位接

9、入系统时，砂轮架快速后退到其最后端位置。任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统4砂轮架的周期进给运动砂轮架的周期进给运动由进给阀操纵，由砂轮架进给缸通过其活塞上的拨爪棘轮、齿轮、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件左端停留时进行，可以在工件右端停留时进行，也可以在工件两端停留时进行，也可以不进行进给。这些均由选择阀的位置决定。在图示状态下，选择阀选定的是“双向进给”， 进给阀在操纵油路的a1 和a2点每次相互变换压力时，向左或向右移动一次，于是砂轮架便做一次间歇进给。进给量的大小由拨爪棘轮机构调整，进给快慢及平稳性则通过调节节流阀J3、J4 来保证。任务1 M1432A型

10、万能外圆磨床液压系统5工作台液动手动的互锁工作台液动和手动的互锁由互锁缸来实现。当开停阀处于图示位置时，互锁缸内通入压力油，推动活塞使齿轮z1、z2 脱开，工作台运动时就不会带动手轮转动。当开停阀左位接入系统时，互锁缸接通油箱，活塞在弹簧作用下移动，使z1、z2 啮合，工作台就可以通过摇动手轮来移动，以调整工件。任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统6尾架顶尖的退出尾架顶尖的退出是由一个脚踏式的尾架阀操纵，由尾架缸来实现。尾架顶尖只在砂轮架快速退出时才能后退以确保安全，因为这时系统中的压力油必须在快动阀左位接入时才能通入尾架阀处。7机床的润滑液压泵输出的油液有一部分经精滤油器到达润滑稳定器

11、，经稳定器进行压力调节及分流后，送至导轨、丝杠螺母、轴承等处进行润滑。任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统8压力的测量系统中的压力可通过压力表开关由压力表测定，如：在压力表开关处与左位时测出的是系统的工作压力，而在右位时则可测出润滑系统的压力。任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统三、万能外圆磨床液压系统特点 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

12、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。 任务1 M1432A型万能外圆磨床液压系统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。 任务2 液压压力机液压系统一、概述液压压力机是利用液压传动技术进行压力加工的设备，广泛用于金属锻压、冷挤压、粉末冶金以及金属、橡胶

13、和塑料等成型制品加工的压力机械，也是最早应用液压技术的机械之一。与其他压力机相比，它具有压力和速度可在大范围内无极调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力、结构布置灵活，各执行结构可很方便地达到所希望的动作配合等优点。液压机的类型很多，多为立式,其中四柱式液压机最为典型，应用也最为广泛。 任务2 液压压力机液压系统四柱式液压机基本结构如图7-3 主要由横梁、导柱、工作台、上滑块和下滑块顶出机构等部件组成。为完成一般的压制工艺，要求主液压缸(上液压缸)驱动上滑块能实现“快速下行慢速加压保压延时快速返回原位停止”的工作循环；要求顶出缸(下液压缸)驱动下滑块能实现“向上顶出停留向下退回原位停止”

14、的动作循环任务2 液压压力机液压系统图7-3所示为液压机的外型图。 1-工作台；2-导柱；3-上横梁；4-活动横梁；5-主缸；6-顶出缸图7-3 压力机基本结构任务2 液压压力机液压系统图7-4 液压机的典型工艺循环图图7-4 液压机的典型工艺循环图任务2 液压压力机液压系统一般主缸的工作循环要求有“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；当有辅助缸时，如需顶料，顶料缸的动作循环一般是“活塞上升停止向下退回”；薄板拉伸则要求有“液压垫上升停止和压力回程”等动作；有时还需要压边缸将料压紧。任务2 液压压力机液压系统二、双动薄板冲压机液压系统工作原理图

15、7-5所示为双动薄板冲压机液压系统原理图， 任务2 液压压力机液压系统任务2 液压压力机液压系统图7-5 双动薄板冲压机液压系统原理图1-滤油器；2-变量泵；3，42-远程调压阀；4-电磁溢流阀；5，6，7，13，14，19，29，30，31，32，33，40-管路；8，12，21，22，23，24，25-单向阀；9-节流阀；10-电磁换向阀；11-电液动换向阀；15、27-压力表开关；16、26-压力表；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；4

16、3-手动换向阀任务2 液压压力机液压系统其工作原理如下：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。2.拉伸滑块和压边滑块快速下行使电磁铁1YA和3YA、6YA得电，电磁溢流阀4的二位二通电磁铁右位工作，切断泵的卸荷通路。同时，三位四通电液动换向阀11的左位接入工作，泵向拉伸滑块液压缸35上腔供油。因阀10的电磁铁6YA得电，其右位接入工作，所以回油经阀11和阀10回油箱，使其快速下行。同时，带动压边缸34快速下行，压边缸从高位油箱20补油。任务2 液压压力机液压系统这时的主油路是：进油路：滤油器1变量泵2管路5单向阀8三位

17、四通电液换向阀11的P口到A口单向阀12管路14管路31缸35上腔；回油路：缸35下腔管路13电液换向阀11的B口到T口换向阀10油箱。拉伸滑块液压缸快速下行时泵始终处于最大流量状态，但仍不能满足其需要，因而其上腔形成负压，高位油箱20中的油液经单向阀23向主缸上腔充液。任务2 液压压力机液压系统3 减速、加压在拉伸滑块和压边滑块与板料接触之前，首先碰到一个行程开关（图中未画出）、发出一个电信号，使阀10的电磁铁6YA失电，左位工作，主缸回油须经节流阀9回油箱，实现慢进。当压边滑块接触工件后，又一个行程开关（图中未画出）发信号，使5YA得电，阀18右位接入工作，泵2打出的油经阀18向压边缸34

18、加压。任务2 液压压力机液压系统4 拉伸、压紧当拉伸滑块接触工件后，主缸35中的压力由于负载阻力的增加而增加，单向阀23关闭，泵输出的流量也自动减小。主缸继续下行，完成拉延工艺。在拉延过程中，泵2输出的最高压力由远程调压阀3调定，主缸进油路同上。回油路为：缸35下腔管路13电液换向阀11的B口到T口节流阀9油箱。任务2 液压压力机液压系统5 保压当主缸35上腔压力达到预定值时，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，主缸上、下腔以及压力缸上腔均封闭，主缸上腔短时保压，此时泵2经电磁溢流阀4卸荷。保压时间由压力继电器17控制的时间继电器调整。任务2 液压压力

19、机液压系统6 快速回程使电磁铁1YA、4YA得电，阀11右位工作，泵打出的油进入主缸下腔，同时控制油路打开液控单向阀21、22、23、24，主缸上腔的油经阀23回到高位油箱20，主缸35回程的同时，带动压边缸快速回程。这时主缸的油路是：进油路：滤油器1泵2管路5单向阀8阀11右位的P口到B口管路13主缸35下腔。回油路：主缸35上腔阀23高位油箱20。任务2 液压压力机液压系统7 原位停止当主缸滑块上升到触动行程开关1S时(图中未画出)，电磁铁4YA失电，阀11中位工作，使主缸35下腔封闭，主缸停止不动。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，使阀44右位接入工作

20、，泵2打出的油经管路6阀44手动换向阀43左位管路40, 进入顶出缸39，顶出缸上行完成顶出工作、顶出压力由远程调压阀42设定。任务2 液压压力机液压系统9 顶出缸下降在顶出缸顶出工件后，行程开关4S(图中未画出)发出信号，使1YA、2YA均失电、泵2卸荷，阀44右位工作。阀43左位工作，顶出缸在自重作用下下降，回油经阀43、44回油箱。表7-1 双动薄板冲压机液压系统电磁铁动作顺序表任务2 液压压力机液压系统拉伸滑块压边滑块顶出缸电磁铁手动换向阀1Y2Y3Y4Y5Y6Y快速下降快速下降+减速减速+拉伸压紧工件+快退返回快退返回+上升+左位下降+右位液压泵卸荷任务2 液压压力机液压系统三、双动

21、薄板冲压机液压系统特点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。任务3 数控机床液压系统一、概述随着机电技术的不断发展，特别是数控技术的飞速发展，机床设备的自动化程度和精度越来越高。使特别适合于电控和自控的液压与气动技术，得到了更加充分的应用。无论是一般数控机床还是加工中心，液压与气动都是极其有效的传动与控制方式。由于数控机床的主运动已趋于直接用伺服电动机驱动，所以液压系统的执行元件主要承担各种辅助功能，虽其负载变化幅度不是很大，但要求稳定，故常采用减压阀来保证各支油路的压力的恒定。任务3 数控机床液压系统下面以MJ-50数控车床为

22、例说明液压技术在数控机床上的基本应用。图7-6是它的液压系统原理图。系统采用变量叶片泵供油，系统压力调至4MPa。任务3 数控机床液压系统图7-6 MJ-50型数控车床液压系统原理图任务3 数控机床液压系统其工作原理如下：1、卡盘的夹紧与松开主轴卡盘的夹紧与松开，由二位四通电磁阀1控制。卡盘的高压夹紧与低压夹紧的转换，由二位四通电磁阀2控制。1）高压夹紧松开 当卡盘处于正卡（也称外卡）且在高压夹紧状态下（3YA断电），夹紧力的大小由减压阀6来调整，由压力表12显示卡盘压力。当1YA通电、2YA断电时，活塞杆左移，卡盘夹紧；反之，当1YA断电、2YA通电时，卡盘松开。2）低压夹紧松开 当卡盘处于正卡且在低压夹紧状态下（3YA通电），夹紧力的大小由减压阀7来调整。任务3 数控机床液压系统卡盘反卡（也称内卡）的过