典型液压系统.

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1、 第8章 典型液压系统 8.1 组合机床动力滑台液压系统 1 图8-1 组合机床 1.床身；2.动力滑台； 3.动力头； 4.主轴； 5.刀具； 6.工件； 7.夹具；8.工作台；9.底座 8.1.1 概述 组合机床一般由通用部件(如动力头、动力滑台等)和部 分专用部件(如主轴箱、夹具等)组合而成(见图8-1)，具有加 工能力强、自动化程度高、经济性好等优点。 动力滑台是组合机床上实现进给运动的一种通用部件， 配上动力头和主轴箱后可以对工件完成钻、扩、铰、镗、铣 、攻螺纹孔等和端面的加工工序。YT4543型液压动力滑台由 液压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下可以实现各种自 动工作循环。 2

2、8.1.2 工作原理 YT4543型动力滑台的液压系统的动作循环表和系统图分 别如表8-1和图8-2所示。由图可见，这个系统能够实现“快进 工进停留快退停止”的半自动工作循环，其工作情 况如下： 1. 快进 快速前进时，按下起动按钮，电磁铁1YA通电，先导阀11左位工作 ，在控制油推动下，主阀12亦左位工作。由于快进时滑台负载较小，系 统工作压力不高，因而变量液压泵14输出最大流量顺序阀2仍处于关闭状 态， 这时液压缸7以差动方式工作，快速前进，此时，液压缸7右腔回油 通过阀12(左位)及单向阀3, 行程阀8(右位)流回液压缸7左腔，形成差动工 作方式。 2. 第一次工进 当滑台快进到预定的位

3、置，滑台上的挡块压下行程阀8时，第一次工 作进给便开始。这时，其余液压元件所处状态不变，但由于调速阀4接入 系统，使系统压力升高，顺序阀2打开；限压式变量液压泵14自动减小其 输出流量，以与调速阀4的流量相适应。此时液压缸7右腔回油经阀12(左 位)、顺序阀2及背压阀1回油箱。 3 3. 第二次工进 当第一次工作进给结束，挡块压下行程开关，使电磁铁 3YA通电时，第二次工作进给开始。此时，顺序阀2仍打开 ；由于调速阀10的开口比调速阀4小，系统工作压力进一步 升高，限压式变量液压泵14的输出流量与调速阀10的流量相 适应，滑台的进给速度降低。 4. 停 留 当滑台以第二次工进速度行进到碰上死挡

4、块时，不再前 进，开始停留。此时，油路状态不变，变量液压泵14仍在继 续运转，系统压力不断升高，液压泵的输出流量减小至与系 统(含液压泵)的泄漏量适应。同时，液压缸左腔的压力亦随 之升高，压力继电器5动作并发信号给时间继电器(图8-2中未 画出)，经过时间继电器的延时，使滑台停留一段时间后再 返回。 4 5. 快退 电磁铁1YA断电、2YA通电，先导阀11右位工作，控制 油路换向，使换向阀12亦右位工作，因而主油路换向。由于 此时滑台没有外负载，系统压力下降，限压式变量液压泵14 的流量又自动增至最大，滑台便快速退回。此时液压缸7左 腔回油经单向阀6、换向阀12（右位）回油箱。 6. 停止 当

5、滑台快速退回到原位时，挡块压下终点开关，电磁铁 2YA和3YA都断电，此时先导阀11、换向阀12在其对中弹簧 作用下回到中位，液压缸7两腔封闭，滑台停止运动，变量 液压泵14卸荷。 5 6 图8-2 YT4543型动力滑台液压系统图 1.背压阀； 2.顺序阀； 3.单向阀； 4.一次工进调速阀； 5.压力继电器； 6.单向阀； 7.液压缸； 8.行程阀； 9.电磁阀； 10.二次工进调速阀； 11.先导阀； 12.换向阀； 13.单向阀； 14.液压泵； 15.压力表开关； p1、p2、p3.压力表接 点 7 表8-1 YT4543型动力滑台液压系统的动作顺序表 注：表中“+”表示电磁铁通电。

6、 8 8.1.3 技术特点 YT4543型动力滑台液压系统具有以下一些性能特点： 1.系统采用了“限压式变量液压泵-调速阀-背压阀”式调速 回路。 2. 系统采用了限压式变量液压泵和液压缸差动连接两项 措施来实现快进，可获得较大的快进速度，且能量利用也比 较合理。 3. 系统采用了行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接。 4. 系统采用了换向时间可调的电液换向阀来切换主油路 ，使滑台的换向更加平稳，冲击和噪声小。 9 8.2 液压机液压系统 10 8.2.1 概述 液压机是一种可用于加工金属、塑料、木材、皮革、橡 胶等各种材料的压力加工机床，能完成锻压、冲压、折边、 冷挤、校直、弯曲、成形、打包等

7、多种工艺，具有压力和速 度可大范围无级调整、可在任意位置输出全部功率和保持所 需压力等许多优点，因而用途十分广泛。 液压机的结构形式很多， 最常见为三梁四柱式液压机， 通常由横梁、立柱、工作台、 滑块和顶出机构等部件组成。 液压机的主运动为滑块和顶出 机构的运动。滑块由主液压缸( 上缸)驱动顶出机构由辅助液压 缸(下缸)驱动，其典型工作循 环如图8-3所示。液压机液压系 统的特点是压力高，流量大， 功率大，以压力的变换和控制 为主。 图8-3 液压机的典型工作循环 11 8.2.2 工作原理 3150kN插装阀式液压机的电磁铁动作顺序表和液压系 统图分别如表8-2和图8-4所示。由图可见，这台

8、液压机的主 液压缸(上缸)能实现“快速下行慢速下行、加压保压 释压快速返回原位停止”的动作循环；辅助液压缸(下缸 )能实现“向上顶出向下退回原位停止”的动作循环。该 液压机液压控制系统采用二通插装阀构成。 液压机的液压系统实现空载启动：按下启动按钮后，液 压泵启动，此时所有电磁阀的电磁铁都处于断电状态，于 是，三位四通电磁阀4处在中位。插装阀F2的控制腔经阀3 、阀4与油箱相通，阀F2在很低的压力下被打开，液压泵输 出的油液经阀F2直接回油箱。 12 1、2、6、10、11、 15、18.调压阀； 3、7.缓冲阀； 5、8、9、13、16 、17、19、20.二位四 通电磁阀； 4、12.三位

9、四通电 磁阀； 14.单向阀； 21.液控单向阀； 22.电接点压力表； 23.充液油箱； 24.主液压缸； 25.辅助液压缸 图8-4 3150kN插装阀式液压机系统图 13 14 液压机的液压系统实现空载启动：按下启动按钮后，液 压泵启动，此时所有电磁阀的电磁铁都处于断电状态，于是 ，三位四通电磁阀4处在中位。插装阀F2的控制腔经阀3、阀 4与油箱相通，阀F2在很低的压力下被打开，液压泵输出的 油液经阀F2直接回油箱。 1.主液压缸工作状况： (1) 快速下行 液压泵启动后，按下工作按钮，电磁铁1YA、3YA、 6YA通电，使阀4和阀5下位工作，阀12上位工作。因而阀F2 控制腔与调压阀2

10、相连，阀F3和阀F6的控制腔则与油箱相通 ，所以阀F2关闭，阀F3和F6打开，液压泵向系统输油。油液 经阀Fl、阀F3到主液压缸上腔。主液压缸下腔回油经阀F6回 油箱。液压机上滑块在自重作用下会迅速下降，液压泵的流 量较小，主液压缸上腔产生负压，这时液压机顶部的充液油 箱23通过充液阀21向主液压缸上腔补油。 15 (2) 慢速下行 当滑块以快速下行至一定位置，滑块上的挡块压下行程 开关2SA时，电磁铁6YA断电，7YA通电，使阀12下位工作 ，插装阀F6的控制腔与调压阀11相连，主液压缸下腔的油液 经过阀F6在阀11的调定压力下溢流，因而下腔产生一定背压 ，上腔压力随之增高，使充液阀21关闭

11、。进入主液压缸上腔 的油液仅为液压泵的流量，滑块慢速下行，其速度由泵流量 决定。 (3) 加压 当滑块慢速下行碰上工件时，主液压缸上腔压力升高， 恒功率变量液压泵输出的流量自动减小，对工件进行加压。 当压力升至调压阀2调定压力时，液压泵输出的流量全部经 阀F2溢流回油箱，没有油液进入主液压缸上腔，滑块便停止 运动。 16 (4) 保压 当主液压缸上腔压力达到所要求的工作压力时，电接点 压力表22发出信号，使电磁铁1YA、3YA、7YA全部断电， 因而阀4和阀12处于中位，阀5上位工作；阀F3控制腔通压力 油，阀F6控制腔被封闭，阀F2控制腔通油箱。所以，阀F3 、F6关闭，阀F2打开，这样，主

12、液压缸上腔闭锁对工件实 施保压，液压泵输出的油液经阀F2直接回油箱，液压泵卸荷 。 (5) 释压 主液压缸上腔保压一段所需时间后，时间继电器发出信 号，使电磁铁4YA通电，阀8下位工作，于是，插装阀F4的 控制腔通过缓冲阀7及阀8与油箱联通。由于缓冲阀7节流口 的作用，阀F4缓慢打开，从而使主液压缸上腔的压力慢慢释 放，系统实现无冲击释压。 17 (6) 快速返回 主液压缸上腔压力降低到一定值后，电接点压力表22发 出信号，使电磁铁2YA、4YA、5YA、12YA都通电，于是， 阀4上位工作，阀8和阀9下位工作，阀20左位工作；阀F2的 控制腔被封闭，阀F4和阀F5的控制腔都通油箱，充液阀21

13、的 控制腔通压力油。因而阀F2关闭，阀F4、F5和阀21打开。液 压泵输出的油液全部进人主液压缸下腔，由于下腔有效面积 较小，主液压缸快速返回。此时主液压缸上腔油液经阀F4回 油箱，也经阀21回充液油箱。 (7) 原位停止 当主液压缸快速返回到达终点时，滑块上的挡块压下行 程开关1SA让其发出信号，使所有电磁铁都断电，于是全部 电磁阀都处于原位；阀F2的控制腔依靠阀4的d型中位机能与 油箱相通，阀F5的控制腔与压力油相通。因而，阀F2打开， 液压泵输出的油液全部经阀F2回油箱，液压泵处于卸荷状态 ；阀F5关闭，封住压力油流向主液压缸下腔的通道，主液压 缸停止运动。 18 2. 辅助液压缸工作状

14、况： (1) 顶 出 工件压制完毕后，按下顶出按钮，使电磁铁2YA、9YA 和10YA都通电，于是阀4上位工作，阀16、17下位工作；阀 F2的控制腔被封死，阀F8和阀F9的控制腔通油箱。因而阀F2 关闭，阀F8、F9打开，液压泵输出的油液进入辅助液压缸下 腔，实现向上顶出。 (2) 退 回 按下退回按钮，使9YA、10YA断电，8YA、11YA通电， 于是阀13、19下位工作，阀16、17上位工作；阀F7、F10的 控制腔与油箱相通，阀F8的控制腔被封死，阀F9的控制腔通 压力油。因而，阀F7、F10打开，阀F8、F9关闭。液压泵输 出的油液进入辅助液压缸上腔，其下腔油液回油箱，实现向 下退

15、回。 (3) 原位停止 辅助液压缸到达下终点后，使所有电磁铁都断电，各电 磁阀均处于原位；阀F8、F9关闭，阀F2打开。因而辅助液压 缸上、下腔油路被闭锁，实现原位停止，液压泵经阀F2卸荷 。19 8.2.3 技术特点 该液压机液压系统主要由压力控制回路、换向回路、快 慢速转换回路和释压回路等组成，并采用二通插装阀集成化 结构。这台液压机液压系统的一些性能特点如下： 1. 系统采用高压大流量恒功率(压力补偿)变量液压泵供 油，并配以由调压阀和电磁阀构成的电磁溢流阀，使液压泵 空载启动，主、辅液压缸原位停止时液压泵均卸荷，这样既 符合液压机的工艺要求，又节省能量。 2. 系统采用密封性能好、通流能力大、压力损失小的插 装阀组成液压系统，具有油路简单、结构紧凑、动作灵敏等 优点。 3. 系统利用滑块的自重实现主液压缸快速下行，并用充 液阀补油，使快动回路结构简单，使用元件少。 20 4. 系统采用由可调缓冲阀7和电磁阀4组成的释压回路， 来减少由“保压”转为“快退”时的液压冲击，使液压机工作平