现代气动与液压技术 课件 项目十五 万能液压机液压系统

液压系统的卸荷回路万能液压机液压系统液压机是锻压、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。常用的为四柱式。液压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。图15-1液压机目录0102任务一液压系统保压回路的使用任务二液压系统的卸荷回路03任务三液压机液压系统图的识读教学目标认识压力继电器了解蓄能器的工作原理掌握保压回路、卸荷回路的工作过原理会识别和绘制蓄能器、压力继电器的图形符号能搭建常见保压回路和卸荷回路，并进行运行调试能正确识读液压机的液压系统图0102知识目标技能目标教学目标素养目标培养分析问题、解决问题的能力养成善于观察、善于记录的好习惯培养安全意识任务一液压系统保压回路的使用任务介绍

液压机在进行压力加工的某些环节中，往往需要液压缸保持一定的工作压力，这就需要保压回路，采用蓄能器补充液压系统的泄漏进行保压是常见形式。

本任务要求了解蓄能器的工作原理及结构特征，了解压力继电器的动作原理，并能利用蓄能器、压力继电器等元器件正确搭接保压回路，完成相关的调试。一、蓄能器1.蓄能器的工作原理

蓄能器是液压系统中的储能元件，它储存液体的压力能，并在需要时释放出来供给系统。系统压力蓄能器压力时储存能量>系统压力蓄能器压力时释放能量<一、蓄能器2.蓄能器的类型蓄能器常用有活塞式和气囊式两种，以气囊式蓄能器最为常用。活塞式气囊式一、蓄能器2.蓄能器的类型图15-2蓄能器的结构(a)活塞式蓄能器

(b)气囊式蓄能器

(c)蓄能器的图形符号

1-活塞

2-缸筒

3-充气阀

4-壳体

5-气囊

6-提升阀a-油孔一、蓄能器（1）活塞式蓄能器

活塞式蓄能器如图15-1(a)所示，活塞1的上部为压缩空气，气体通过气门3充入，其下部经油孔a通入液压系统中，气体和油液在蓄能器中由活塞1隔开，利用气体的压缩和膨胀来储存、释放压力能。这种蓄能器结构简单、工作可靠、安装容易、维护方便、使用寿命长，但是因为活塞有一定的惯性及受到摩擦力的作用，反应不够灵敏，所以不宜用于缓和冲击、脉动以及低压系统中。一、蓄能器（2）气囊式蓄能器

气囊式蓄能器的结构如图15-1（b）所示。气囊3用耐油橡胶制成，固定在耐高压的壳体2上部。气囊3内充有惰性气体，利用气体的压缩和膨胀来存储、释放压力能。液压油从菌形阀4进入。该结构气液密封性能十分可靠，气囊惯性小，反应灵敏，容易维护，但气囊和壳体制造困难。一、蓄能器（3）蓄能器的作用（1）作辅助动力源当执行元件间歇运动或只做短时高速运动时，采用一个蓄能器和一个较小流量的泵配合。当执行元件不工作时蓄能器充油，当执行元件需快速运动时，蓄能器和液压泵同时供油。这样可用小流量泵获得较快的速度，功率损耗、系统温升都将降低。一、蓄能器（3）蓄能器的作用（2）系统保压当液压系统要求在较长时间内保压时，可使用蓄能器储存的液压油补充其泄漏，从而使执行件工作腔的压力不变。这样既降低了能耗，又使液压泵卸荷而延长其使用寿命。一、蓄能器（3）蓄能器的作用（3）吸收压力冲击和脉动当控制阀突然关闭、快速换向或执行件的运动突然停止时会产生液压冲击，齿轮泵、柱塞泵、溢流阀等元件工作时也会使系统产生压力和流量的脉动，严重时还会引起故障。可在冲击源和脉动源附件设置蓄能器，缓和冲击压力和吸收脉动。二、压力继电器

压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。其动作原理为：当油液压力达到调定压力时，即发出电信号，以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元件的动作，使油路换向、执行元件实现顺序动作，起安全保护作用等。二、压力继电器图15-3柱塞式压力继电器

(a)结构图

(b)图形符号1-柱塞

2-调节螺母

3-微动开关(a)(b)

图15-2为柱塞式压力继电器。

当压力继电器下端进油口的油压达到调定压力值时，推动柱塞1上移，通过顶杆推动微动开关3闭合，发出电信号。

当进油口压力降低到调定值以下时，弹簧使柱塞下移，压力继电器复位切断电信号。二、压力继电器二、压力继电器三、保压回路1.蓄能器保压回路图15-4蓄能器的保压回路

当三位四通电磁阀左位工作时，液压泵向液压缸左腔供油，同时向蓄能器供油，液压缸向左运动夹紧工件，进油路的压力逐渐升高，当压力达到压力继电器调定值时，表示工件已被夹紧，蓄能器已储备了足够的液压油。这时压力继电器发出电信号，使二位二通电磁阀的电磁铁通电，控制溢流阀使液压泵卸荷，此时单向阀自动关闭。如果液压缸有泄漏，油压下降，蓄能器补油保压。三、保压回路1.蓄能器保压回路图15-4蓄能器的保压回路

当液压缸压力下降到压力继电器的闭合压力时，压力继电器复位使二位二通电磁阀的电磁铁断电，液压泵重新向液压缸和蓄能器供油。保压时间取决于蓄能器的容量和泄漏情况，调节压力继电器的通断调节区间，即可调节液压缸压力的最大值和最小值。三、保压回路2.多缸系统保压回路

多缸系统中负载的变化不应影响保压缸内压力的稳定。如图15-4所示的回路中，当主油路快进时，液压泵的压力下降，此时单向阀关闭，把保压油路和主油路隔开。

蓄能器用来为保压油路保压并补充泄漏。压力继电器的作用是当保压油路压力达到预定值时发出电信号，使主油路动作。图15-5多缸系统的保压回路谢谢观看压机液压系统图的识读任务二液压系统的卸荷回路任务介绍

液压系统一旦启动，液压泵一般不会停止，会一直给系统供油。但有些时候液压机需要停止不动或保持压力等，液压缸不需液压油，就需要对液压泵卸荷，需要卸荷回路。

本任务要求能掌握卸荷回路的原理，能设计绘制出常见的卸荷回路，然后根据已有的液压元件绘制出卸荷回路图，并用实物搭建，完成相关的调试。目录0102卸荷回路的工作原理卸荷回路原理图的绘制03卸荷回路的搭建及调试卸荷回路

当液压系统中的执行元件停止运动或需要长时间保持压力，而液压泵不停止转动，这时需要采用卸荷回路。

卸荷回路的功能是使液压泵在零压或很低压力下运转，以减小功率损耗，降低系统发热，延长液压泵和驱动电动机的使用寿命。

常见的液压系统卸荷回路有以下几种：

(a)M型三位阀卸荷回路(b)H型三位阀卸荷回路(c)二位阀卸荷回路卸荷回路

(a)(b)

(c)

图15-6换向阀卸荷回路(a)M型三位阀卸荷回路(b)H型三位阀卸荷回路(c)二位阀卸荷回路1.利用换向阀卸荷

如图15-6(a)所示，当三位四通电磁阀处于中位时，因为其中位采用了M型，P口与T口直接连通，液压泵输出的油液直接通过换向阀中位流回油箱，液压泵工作压力很低，接近于零，实现液压泵的卸荷。当采用H型中位机能的阀同样也可以实现卸荷，如图15-6(b)。

如图15-6(c)所示，当二位二通电磁阀的电磁铁断电，液压泵的油液直接通过二位二通电磁阀流入油箱，实现液压泵的卸荷。卸荷回路1.利用换向阀卸荷卸荷回路2.利用先导式溢流阀卸荷图15-7先导式溢流阀卸荷回路

如图15-7所示，利用先导式溢流阀卸荷，先导式溢流阀的远程控制口Y接一个二位二通电磁阀，二位电磁阀另一端接油箱，当二位阀的电磁铁得电，可使液压泵卸荷。在此回路中二位二通电磁阀可使用较小的流量规格。卸荷回路3.利用液控顺序阀卸荷图15-8液控顺序阀卸荷1-低压大流量泵2-高压小流量泵3-溢流阀4-液控顺序阀5-三位四通电磁阀6-液压缸7-油箱8-单向阀

在双泵供油的液压系统中，常使用图15-8所示的卸荷回路。当在快速行程时，两液压泵同时向系统供油；当进入工作阶段或保压阶段后，主油路压力升高，液控顺序阀4被打开，从而使低压大流量泵1卸荷。单向阀的作用是对高压小流量泵2的高压油起止回作用。溢流阀3调定工作行程系统的压力。谢谢观看万能液压机液压系统任务三液压机液压系统图的识读任务介绍

四柱式液压机在机械加工中应用广，可实现锻压加工的多种工序。它有四根立柱，并有两个液压缸，上液压缸驱动滑块，实现“快速下行-慢速加压-保压延时-卸压换向-快速返回-原位停止”的动作循环；下液压缸主要为顶出提供动力，实现“向上顶出-停留-向下退回-原位停止”的动作循环。

本任务要求根据液压机的液压系统图能正确分析出这些动作，并能写出其进油路和回油路。液压机液压系统组成液压机结构组成及其动作循环图1—充液箱2—上液压缸3—上横梁4—滑快5—导向立柱6—下横梁7—顶出液压缸液压机液压系统工作原理图1、15-油箱2-过滤器3-主泵（高压大流量）4-辅助泵5、18-三位四通电液换向阀6-先导式溢流阀7-调压阀8、22-溢流阀9-二位三通电磁阀10、16-液控单向阀11、21-背压阀12-顺序阀13-二位二通液控换向阀14-压力继电器17-主缸19-顶出缸20-节流阀23、24-压力表25-单向阀图15-12四柱式液压机液压系统原理图1.主缸动作循环按下启动开关，使电磁铁1YA、3YA得电，电液换向阀5右位工作，主泵3提供的油进入主缸17的上腔；阀9左位工作，辅助泵4提供的油使液控单向阀10打开，主缸17下腔的油进入油箱。由于主缸活塞及液压机滑块自重，使其快速向下。在主缸上腔形成局部真空，液压机顶部油箱15的油经过液控单向阀16也进入主缸上腔。（1）快速下行1.主缸动作循环（2）慢速加压当滑块快接触工件时，电磁铁3YA断电，阀9右位工作，阀10关闭，主缸下腔的油经背压阀才能11流出，主缸活塞靠自重不能下降，此时主缸上腔压力升高，阀16关闭，由泵3提供的压力油使其滑块慢速向下（主缸横截面积较大）。当滑块接触工件时，上腔压力进一步增加，变量泵3输出流量减少，滑块更慢速向下加压。1.主缸动作循环（3）保压延时当主缸上腔的压力达到设定值时，压力继电器14发出电信号，使电磁铁1YA断电，阀5中位工作，主缸保压，保压时间由压力继电器14控制的时间继电器控制。主泵3通过换向阀卸荷。1.主缸动作循环（4）卸压换向当保压结束，压力继电器14控制的时间继电器发出电信号，使阀5上的电磁铁2YA得电，阀5左位工作，主缸活塞换向回程。此时上腔压力很大，液控换向阀13上腔工作，顺序阀12开启，主泵3输出的油液经阀5、阀13、阀12进入油箱，主泵3实现卸荷。主泵不能使主滑块回程，但能打开液控单向阀16，主缸上腔的油经16进入顶部的油箱15，便实现卸压。1.主缸动作循环（5）快速返回当上腔压力卸压到较低值时，阀12关闭，阀13下位接入油路，主泵3输出的油液压力逐渐增大，打开阀16，主缸活塞快速向上返回。（6）原位停止主缸活塞快速向上返回，压下行程快关（未画出），使阀5的电磁铁2YA断电，阀5中位工作，阀10把主缸下腔封闭，主缸原位停止。泵3的油液经换向阀5和18卸荷。2.顶出缸动作循环（1）向上顶出（2）向下退回按下顶出按钮，电液换向阀18的电磁铁5YA得电，阀18的左位工作，主泵3的液压油进入顶出缸下腔，顶出缸上腔的油液流回油箱，实现向上顶出动作。按下退回按钮，电液换向阀18的电磁铁5YA断电，4YA得电。阀18的右位工作，主泵3的液压油进入顶出缸上腔，顶出缸下腔的油液流回油箱，实现向下退回动作。2.顶出缸动作循环

当4YA、5YA都断电，电液换向阀18