液压传动课件典型液压系统分析

第6章典型液压系统分析1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。

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6.1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。3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；4电液换向阀5

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。6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；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。

（3）第二次工作进给8

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的位置上。

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（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。

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（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。

11表6.1液压系统的电磁铁和行程阀的动作表。

1YA（1DT）2YA（2DT）3YA（3DT）行程阀快进导通一工进+切断二工进++切断死挡铁停留++切断快退+切断-导通原位停止导通12

系统特点：

①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；

②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；

③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；

④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；

⑤两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。136.2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6.2液压机的典型工艺循环图14本机最大工作压力为450KN，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顶出缸系统调压与卸荷压边缸主缸151-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

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(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。

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(2)拉伸滑块和压边滑块快速下行

18电液动换向阀11的左位工作，主缸35上腔进油，下腔回油箱，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19

(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.当压边滑块接触工件后,又一个行程开关发信号,使5YA得电,泵向压边缸34加压.

20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.

(4)拉伸、压紧

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(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。泵2经电磁溢流阀4卸荷22

(6)快速回程

压力油进入主缸下腔，同时控制油路打开液控单向阀21、22、23、24，主缸上腔的油回到高位油箱20电磁铁1YA、4YA得电，阀11右位工作主缸35回程的同时，带动压边缸快速回程。23

(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，主缸停止不动。

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(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。25

(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。

26表6.2双动薄板冲压机液压系统电磁铁动作顺序表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

276.3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。

28图6.4是Q2-8型汽车起重机外形图支腿液压缸大臂变幅大臂伸缩回转起升回路

29支腿液压缸

(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。双向液压锁防止“软腿现象”30起升回路

(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。

31起升回路

(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。

32起升回路

(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。33大臂伸缩

(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。

34大臂变幅

(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。

35回转

(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。36该液压系统的特点是：

①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。

②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。

376.4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。38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，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。控制油主油路压力油39

(1)换向回路

采用三位四通“O”型中位机能的电磁换向阀40

(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。41

(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。三个电极升降缸均使用电液伺服阀控制42当电极升降缸下降排油时，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。

43塑料注射成型机44塑料注射成型机液压系统概述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。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.又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45SZ-250A型注塑机液压系统特点用液压—机械增力合模机构保证了足够的合模力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。采用了多个远程调压阀并联来实现系统的多级调压。多执行元件的循环动作靠行程开关按事先编程的顺序完成。46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：合模－注射座前进－注射－保压－冷却（预塑）－注射座后退－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.又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。47SZ-250A型注塑机液压系统组成

由双联泵供油，泵1最高工作压力由电磁溢流阀3调定，泵2工作压力由电磁溢流阀4及多级调压回路控制。合模缸的换向阀是电液换向阀5，其动作由行程阀6控制与安全门互锁。注射缸换向阀是电液换向阀11和15，单向节流阀14可控制慢速注射速度。预塑马达换向阀是电液换向阀15，旁通型调速阀13可调节预塑马达转速。注射座缸和顶出缸的换向阀分别是电磁换向阀9和8。单向节流阀7可调节顶出缸速度。48SZ-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13Y+，泵2压力则由远程调压阀18控制，实现低压合模，若13Y－，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。493、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+、10Y+、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+、14Y+，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，保压压力由远程调压阀19调节。506、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。518、注射座后退2Y+、6Y+，泵1卸载，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。52SZ-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