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1、第9章 典型液压传动系统9.1 YT4543型组合机床动力滑台液压传动系统 9.2 M1432A型万能外圆磨床液压传动系统 9.3 YB32-200型液压机液压传动系统 9.4 Q2-8型汽车起重机液压传动系统 9.5 SZ-250A塑料注射成型机液压传动系统返回返回9.1 YT4543型组合机床滑台液压传动系统1.概述组合机床是适用于大批大量零件加工的一种金属切削机 床。在机械制造业的生产线或自动线中，它是不可缺少的设 备。在组合机床上，动力滑台是提供进给运动的通用部件。 配备相应的动力头、主轴箱及刀具后，可以对工件进行钻孔 、扩孔、镗孔、铰孔等多孔或阶梯孔加工以及刮端面、铣平 面、攻丝、倒
2、角等工序。为了满足不同工艺方法的要求，动 力滑台除提供足够大的进给力之外，还应能实现“快进工进 停留快退原位停止”等自动工作循环。其中，除快进和 快退的速度不可改变外，用户可根据工艺要求，对工进速度 的大小进行调节。 动力滑台有机械和液压两类。由于液压动力滑台的机械 结构简单，配上电器后容易实现进给运动的自动工作循环， 又可以很方便地对工进速度进行调节，因此，它的应用比较 广泛。 2.YT4543型动力滑台液压传动系统原理YT4543型动力滑台的工作面尺寸为 450 mm800 mm，由液压缸驱动。图9.2 是其液压传动系统原理图，可实现“快进 一工进二工进死挡铁停留快退 原位停止”的自动工作
3、循环。快进和快退 速度为7.3 m/min，工进速度可在6.6 660 mm/min的范围内进行无级调节；最大进 给推力为45 kN。该系统由限压式变量叶片泵2，三位 五通电液换向阀4，二位二通电磁换向阀 13，液控顺序阀18，行程阀16，调速阀11 、12，背压阀19，单向阀3、15、17，单 出杆活塞液压缸20，压力继电器14，滤油 器1和油箱管道等组成，其自动工作循环 过程如下： 图9.2 YT4543型动力滑台液 压系统YT4543型动力滑台液压传动系统原理(2/8)(1) 快进按下启动按钮，电液换向阀4中的电磁铁1YA通电 ，电磁阀6的阀芯移到右端，左位接入系统。由于电磁 阀的先导控
4、制作用，使液动换向阀5的左端接通控制压 力油，而右端与油箱连通，使阀芯右移，将其左位接入 系统。这时控制油路走向是：进油路：油箱滤油器1液压泵2控制油路21 电磁阀6左位单向阀7控制油路23液动阀5左端。回油路：液动阀5右端控制油路22节流阀10 电磁阀6左位油箱。当液动换向阀5的左位接入系统后，主油路的走向 为：进油路：油箱滤油器1液压泵2单向阀3液 动换向阀5左位油路25行程阀16右位油路26液 压缸20左腔（无杆腔）。回油路：液压缸右腔油路24液动换向阀5左位 油路27单向阀17油路25行程阀16右位油路 26液压缸20左腔。这时系统形成单杆活塞液压缸差动连接，液压缸向 左（活塞杆固定）
5、快速前进。 YT4543型动力滑台液压传动系统原理(3/8)(2) 第一次工作进给当滑台快进行程终了时，挡块压下行程阀16的阀芯，使 其左位接入系统，切断油路，则液压缸从快进速度变为第一 工进速度。这时的主油路走向为：进油路：油箱滤油器1液压泵2单向阀3液动换 向阀5左位（此时，电磁铁1YA仍通电）油路25调速阀 11电磁阀13右位油路26液压缸20左腔。回油路：液压缸20右腔油路24液动换向阀5左位 油路27液控顺序阀18背压阀19油箱。此时，系统变成了由限压式变量泵和调速阀组成的容积 节流调速回路。YT4543型动力滑台液压传动系统原理(4/8)(3) 第二次工作进给通常第二次工作进给速度
6、低于第一次工进速度。当第一 工进行程终了时，行程挡铁压合电器行程开关（图中未画出 ），使电磁阀13的电磁铁3YA通电，推动阀芯移到右端，使 阀左位接入系统，切断此处油路。则液压缸速度变为更低的 第二工进速度。其主油路走向为：进油路：油箱滤油器1液压泵2单向阀3液动换 向阀5左位油路25调速阀11调速阀12油路26液压缸 20左腔。回油路：液压缸右腔油路24液动换向阀5左位油 路27液控顺序阀18背压阀19油箱。第二次工作进给速度是在第一次工进回路的基础上再串 接一个开口更小的调速阀来实现的。YT4543型动力滑台液压传动系统原理(5/8)(4) 死挡铁停留当第二次工作进给行程终了时，滑台碰到死
7、挡铁而 停止，主油路的进、回油路与第二次工作时相同。这时， 液压缸左腔的压力进一步升高，使压力继电器14动作发出 信号给时间继电器。时间继电器的延时时间决定了滑台的 停留时间。 YT4543型动力滑台液压传动系统原理(6/8)(5) 快退当滑台停留到达预定时间后，时间继电器发出信号 使电液换向阀4中的电磁铁1YA断电，2YA通电，电磁阀6 的阀芯移到左端，使其右位接入系统。电磁阀换向后， 控制油路使液动换向阀的阀芯移到左端，其右位接入系 统。油路走向是：进油路：油箱滤油器1液压泵2单向阀3换向 阀5右位油路24液压缸20右腔。回油路：液压缸左腔单向阀15油路25换向阀5 右位油箱。这时，系统变
8、成液压缸右腔通压力油而左腔与油箱 连通的回路，滑台向右快速退回。 YT4543型动力滑台液压传动系统原理(7/8)(6) 原位停止当滑台退到原始位置时，挡铁压下原位行程开关， 这时电磁铁1YA、2YA和3YA都断电，电磁阀6、换向阀5 都回到中位。电磁阀13处右位（行程阀16处右位）。液 压缸两腔由于被换向阀5的中位封住而停止运动。变量泵 输出的油液经单向阀3和换向阀5的中位流到油箱，处于 低压卸荷状态。如果加工工艺安排中不需用第二工进或死挡铁停留 时，用户可将此动作去掉，即在第一工进结束时，发出 信号让电磁铁1YA断电，2YA通电，滑台就快速退回。 YT4543型动力滑台液压传动系统原理(8
9、/8)3. YT4543型动力滑台液压传动系统分析在滑台快进和快退时，需要液压泵提供大的流量。从 图9.7所示的变量泵流量压力特征曲线可知，当泵的输 出压力小于pB 时，输出大流量。为此，在调整液压泵的输 出特性曲线时，必须使pB 大于快进和快退时所需要的压力 ，以保证快进和快退时液压泵输出大流量的要求。 图9.7 限压式变量泵流量压力特性YT4543型动力滑台液压传动系统分析 (2/2)该系统中顺序阀18的调整压力大于快进时泵的输出压力 ，小于一二工进时泵的输出压力。这样，在快进时，阀18不 开启，使液压缸右腔的回油经单向阀17与泵输出的油液合流 后进入液压缸左腔，实现差动连接。采用限压式变
10、量泵和差 动连接液压缸来实现快进，能量利用比较合理。工进时，由于调速阀的接入，泵的输出压力大于顺序阀 18的调整压力而将它开启。使液压缸右腔回油经阀18和19流 回油箱。这时泵的输出流量自动减小，并与通过调速阀的流 量相一致，变为容积节流调速，这样使系统有较好的速度刚 性和较大的调速范围。接入背压阀后，又进一步提高了低速 的平稳性，并且能防止钻通孔时滑台的前冲。系统采用了行 程阀和液控顺序阀实现快进与工进的换接，不仅简化了电路 ，而且使其动作可靠，转换平稳，比电磁阀控制的换向精度 高。 9.2 M1432A型万能外圆磨床液压传动系统1.概述磨床是精加工金属切削机床，广泛地应用在工业生产中 。外
11、圆磨床主要用于磨削圆柱、圆锥或阶梯轴的外圆表面以 及阶梯轴的端面等。使用内圆磨头附件还可以磨削内圆和内 锥孔表面。为了完成上述加工，外圆磨床应具有下述必需的 运动（图9.8）。 图9.8 外圆磨床基本运动概述(2/2)（1）砂轮旋转运动n主。砂轮旋转是磨床的主运动，圆周线 速度高，一般不需变速，由电动机驱动砂轮主轴实现。 （2）工件旋转运动n进。工件旋转运动是外圆磨床的周向进 给运动，转速较低，由电动机经头架齿轮变速箱驱动。 （3）工作台纵向往复运动。工作台带动工件纵向往复运动 是外圆磨床的纵向进给运动。它对磨削零件的表面粗糙度、圆 柱度以及阶梯轴的纵向尺寸精度等都有重要影响。为此，要求 纵向
12、进给速度能无级调节、运动平稳、换向位置精度高，并且 在换向点处能停留等。为了满足这些要求，多采用液压传动。 （4）砂轮架的快速进退S快及径向切入运动S径。砂轮架的 快速进退是辅助运动，在开始磨削时，先使砂轮架快速移近工 件，磨削完毕或进行中间检测时，快速退离工件，其快速进退 多用液压缸实现。砂轮架的切入运动是磨床径向间歇进给运动 。它对工件的径向尺寸精度影响极大，要求切入量精确可调， 为此，常采用液压与机械传动相结合的办法来实现。 2.磨床液压传动系统的往复直线运动换向回路磨床液压传动系统工作台往 复直线运动换向回路的功用是使液 压缸和与之相连的工作台等运动部 件在其行程终端处迅速、平稳、准
13、确地变换运动方向。简单的换向回 路只须采用标准的普通换向阀，但 是对磨床等换向精度要求高的换向 回路，则需特殊设计的换向阀。根 据具体要求的不同，可分为用于平 面磨床等的时间控制制动式换向回 路和用于内、外圆磨床等的行程控 制制动式换向回路两种。图9.9所示一种时间控制制动 式换向回路。 图9.9 时间控制制动式换向回 路 1节流阀；2先导阀；3 换向阀；4溢流阀磨床液压传动系统的往复直线运动换向回路(2/4)这个回路中的主油路只受换向阀3的控制。例如，先导阀 2从图9.9所示的位置换到左端位置时，控制油路中的压力油经 单向阀I2通向换向阀3右端，换向阀左端的油经节流阀J1流回油 箱，换向阀阀
14、芯向左移动，阀芯上的右制动锥面逐渐关小液 压缸右腔的回油通道，活塞速度逐渐减慢，并在换向阀3的阀 芯移过l距离后将通道闭死，使活塞停止运动。当节流阀J1和J2 的开口大小调定之后，换向阀阀芯移过l所需的时间（使活塞 制动所经历的时间）就确定不变，因此，这种制动方式被称 为时间控制制动式。时间控制制动式的主要优点是它的制动 时间可以根据主机部件运动速度的快慢、惯性的大小，通过 节流阀J1和J2的开口量得到调节，以便控制换向冲击，提高工 作效率；其主要缺点是换向过程中的冲出量受运动部件的速 度和其它一些因素的影响，使其换向精度不高。 图9.10所示一种行程控制制动式换向回路，这种回路 的结构和工作
15、情况与时间控制制动式的主要差别在于这 里的主油路除了受换向阀3的控制外，还要受先导阀2的 控制。 图9.10 行程控制制动式换向回路 1溢流阀；2先导阀；3换向阀 ；4节流阀磨床液压传动系统的往复直线运动换向回路(3/4)图示位置的先导阀2在换向过程中向左移动时，先导阀阀 芯的右制动锥将液压缸右腔的回油通道逐渐关小，使活塞速 度逐渐减慢，对活塞进行预制动。当回油通道被关得很小， 活塞速度变得很慢时，换向阀3的控制油路才开始切换，换向 阀阀芯向左移动，切断主油路通道，使活塞停止运动，并立 即使它在相反的方向启动。这里，不论运动部件原来的运动 速度快慢如何，先导阀总是要先移动一段固定的行程l -，
16、将 工作部件先进行预制动后，再由换向阀来使液压缸换向。这 种制动方式被称为行程控制制动式。行程控制制动式换向回 路的换向精度较高，冲出量较小；但是由于先导阀的制动行 程恒定不变，制动时间的长短和换向冲击的大小将要受到运 动速度快慢的影响。所以，这种换向回路宜用在工作部件运 动速度不大但换向精度要求较高的内、外圆磨床等场合。 磨床液压传动系统的往复直线运动换向回路(4/4)3. M1432A型万能外圆磨床液压传动系统工作原理M1432A型万能外圆磨床液压传动系统（图9.11）能实 现工作台往复运动、砂轮架快速进退及径向周期切入进给运 动、尾架顶尖的退回、工作台往复运动的手动与液压驱动的 互锁、砂轮架丝杠螺母间隙的消除及导轨的润滑。 M1432A型万能外圆磨床液压传动系统工作原理(2/10)(1) 工作台往复运动（a）往复运动时的油路走向及调速。当开停阀
