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1、情境二复杂机械的液压传动任务1 数控车床的液压传动一、构造与工作状况1、构造数控车床是一台现代机械加工设备，重要用于回转型零件的加工。外形图：图4-1 数控车床外形图构造图: 图42数控车床构造1床体2光电阅读机3机床操作台4数控系统操作面板5倾斜导轨6刀盘7防护门8尾架9排屑装置二、液压传动系统、传动系统图:图43数控车床液压系统1液压泵2溢流阀3、8二位二通换向阀4三位五通换向阀5液压缸6、7调速阀该系统的需完毕的工作循环为:迅速空程运动慢速工作进给更慢速工作进给快退停止。2、电磁铁动作表1YA24A快进+-+慢进-+更慢进+-快退-停止-、系统中的基本回路（1)换向回路由三位五通电磁换向
2、阀4等构成的换向回路，使液压缸5可以迈进、后退和停止运动。(2)差动联接回路由二位二通电磁换向阀3和三位五通电磁换向阀4等构成的差动联接迅速回路，阀3通电使液压缸5形成差动联接,以实现刀具的迅速运动。（）出口节流调速回路由调速阀6和7等元件构成出口节流调速回路，用于调节液压缸的工作进给速度。（4)串联调速二次调速进给回路 由调速阀6实现液压缸的慢速进给，由调速阀实现液压缸5的更慢速进给。必须指出,调速阀7的流量应不不小于调速阀6的的调节流量，否则得不到更慢速进给速度。（5）速度换接回路 由二位二通阀8等元件构成速度换接回路。当二位二通阀8通电时，由调速阀6实现慢速进给,当二位二通阀8断电时,由
3、调速阀7实现更慢速进给。（6）卸荷回路 由三位五通电磁换向阀4的M型中位机能卸荷。4、实现：“快进慢进更慢进快退原位停止”工作循环的油路状况（1）快进1YA和3YA通电,液压缸实现差动联接，因活塞杆固定,液压缸5迅速向左运动。进油路：泵1阀4左位液压缸左腔。回油路:液压缸5右腔阀4左位阀3下位液压缸5左腔。(2)慢速进给1Y和4A通电，因调速阀6在回油路上,因此称为出口节流调速回路。进油路：泵1阀4左位液压缸5左腔(液压缸慢速向左运动）。回油路：液压缸5右腔阀4左位精过滤器调速阀6阀8右位油箱。(3）更慢速进给:1通电，回油通过调速阀6、7，因而液压缸获得更慢速进给。进油路:泵1阀4左位液压缸
4、5左腔（液压缸更慢速向左运动）。回油路：液压缸5右腔阀4左位精过滤器调速阀6调速阀油箱。（4）快退 Y通电，阀4换向,液压缸5迅速向右退回。进油路:泵1阀4右位液压缸右腔(液压缸5迅速向右运动）。回油路:液压缸5左腔阀4右位油箱。(5）停止 电磁铁均断电，液压缸停止运动。其油路状况是：泵1阀中位(M型机能)油箱。5、回路特点(1）液压缸快带迈进，采用差动联接回路来实现，可以选用小流量泵，使能量运用更为经济合理。（2)采用出口节流调速形式,在回路上可以背压，不仅可以提高运动的平稳性，避免负载忽然消失，引起民液压缸突进,并且具有承受反向负载的能力。(3）采用“定量泵-调速阀”式调速回路，速度刚性较
5、好，调速范畴也大；但存在溢流损失和节流损失、功率损耗大等缺陷。(4）采用调速阀串联实现更慢速进给。由于两阀均处在工作状态，速度换接时液压缸不前冲现象,换接平稳性好。(5）采用电磁换向阀实现两种工作进给速度的换接,工作可靠,便于实现远程控制，但换接平稳性差。三、换向阀 (一)换向阀的分类及图形符号换向阀又叫方向阀,其功用是根据控制规定变化换向阀口的通断来达到变化液压油流动的方向。按阀的操纵方式不同,换向阀可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动换向阀,其操纵符号如图4所示。按阀芯位置数不同，换向阀可分为二位、三位、四位和多位换向阀；按阀体上主油路进、出油口数目不同，又可分为二通、三通、四通、五通等
6、。换向阀位各通的符号、相应的构造原理见表41。图44换向阀操纵方式符号a)电磁动b)机动c)手动d)弹簧复位e)液动f)液动外控g)电液动表41换向阀的构造原理与图形符号表中图形符号所体现的意义为:箭头表达两油口连通,但不表达流向。“”表达油口不通流。在一种方格内,箭头或“”符号与方格的交点数为油口的通路数，即“通”数。1） 方格数即“位”数,三格即三位。2） 控制方式各复位弹簧的符号应画在方格的两端。3） P表达压力油的入口，T表达与油箱连通的回油口,A和 表达连接其他工作油路的油口。三位阀的中格及二位阀侧面画有弹簧的那一方格为常态位(即未受控制时的状态)。在液压原理图中，换向阀与油路的连接
7、应画在常态位上。二位二通阀有常开型(常态位置两油口连通)和常闭型（常态位置两油口不连通），应注意区别。(二）几种常用的换向阀1、机动换向阀 如图45所示,称为二位二通机动换向阀。当安装在运动部件上的挡块或凸轮碰及机动阀阀芯端部的滚轮使阀芯移动，从而使油路换向。在图示位置,阀芯在弹簧作用下处在左位，P与A不连通;当有运动部件上的挡块压住滚轮1推动阀芯右移时，使油口P与A连通。机动换向阀构造简朴，常用于控制运动部件的行程和位置,其缺陷是它必须安装在运动部件行程上，一般油管较长,调节位置较麻烦。机动换向阀又称行程阀、位置阀。图45机动换向阀1滚轮2阀芯3弹簧2、电磁换向阀 电磁换向阀如图46所示,它
8、的两端是电磁线圈（电磁铁),中间是阀体。 电磁换向阀是运用电磁线圈通电后电磁铁的吸力推动阀芯移动换位的换向阀。电磁换向阀有助于提高设备的自动化限度，因而应用最广泛。电磁铁因其所用电源不同而分为交流电磁铁和直流电磁铁。交流电磁铁常用电压为220V和80，不需要特殊电源，电磁吸力大,换向时间短（0.010.03s）,但换向冲击大、噪声大、发热大、换向频率不能太高，一般为10次min,不超过3次/in,寿命较低。直流电磁铁的工作电压一般为4V,其换向平稳，工作可靠,发热小,噪声小，寿命高，容许使用的换向阀可达120次/mn，其缺陷是起动力小,换向时间较长（0.05008)，且需要专门的直流电源，成本
9、较高。电磁铁按衔铁工作腔与否有油液，又可分为“干式”和“湿式”。干式电磁铁不容许油液流入电磁铁内部，因此必须在滑阀和电磁铁之间设立密封装置，而在推杆移动时产生较大的摩擦阻力,也易导致油的泄漏。湿式电磁铁的衔铁和推杆均浸在油液中,运动阻力小，且油还能起到冷却和吸振作用,从而提高了换向的可靠性及使用寿命。图4-6a所示为二位三通干式交流电磁换向阀。其左边为一交流电磁铁，右边为滑阀。当电磁铁不通电时(图示位置）,其油口P与A连通；当电磁铁通电时，衔铁右移,通过推杆使阀芯推压弹簧4并向右移至端部，其油口P与B连通,而P与A断开。图4c所示为三位四通直流湿式电磁换向阀，图46d为它的符号。阀的两端各有一
10、种电磁铁和一种对中弹簧。当右端电磁铁通电时,右衔铁1通过推杆2将阀芯3推到左端，阀右位工作,其油口P通A，B通；当左端电磁铁通电时，阀左位工作，其阀芯移至右端,油口通B,A接通。三位四通电磁换向阀换向时要通过中间状态，但时间很短，此时受控的设备在中间状态下失控，当速度高和运动部件质量大时应考虑到这一因素,采用相应的措施。图46电磁换向阀a)、b)二位三通电磁换向阀c)、d)三位四通电磁换向阀1衔铁2推杆3阀芯4弹簧油浸式电磁铁,其衔铁和电磁线圈均浸在油液中工作，发热很小,寿命很长,但造价较高。3、液动换向阀 电磁换向阀易实现程序控制，换向速度快,但受电磁铁尺寸限制,难以用于切换大流量油路。当阀
11、的通径不小于10m时常用压力油操纵阀芯换位。这种运用控制油路的压力油推动阀芯变化位置的阀,称为液动换向阀。 图47液动换向阀图4为三位四通液动换向阀。当其两端控制油K和2均不通入压力油时，阀芯在两端弹簧的作用下处在中位;当K进压力油，K接油箱时,阀芯移至右端,其通油状态为通A，通;反之，K进压力油，K接油箱时 ，阀芯移至左端,其通油状态为P通B，与T接通。液动换向阀常常与机动换向阀或电磁换向阀组合成机液换向阀或电液换向阀,实现自动换向或大流量主油路换向。图48电液换向阀4、电液换向阀 电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀构成的复合阀。电磁换向阀为先导阀,它用以变化控制油路的方向；液动换向阀为主
12、阀,它用以变化主油路的方向。这种阀的长处是可用反映敏捷的小规格电磁阀以便地控制大流量的液动阀换向。图48a、b、c为三位四通电液换向阀的构造简图、图形符号各简化符号。当电磁换向阀的两电磁铁线圈均不通电时（图示位置），电磁阀芯在两端弹簧力作用下处在中位。这时液动换向阀芯两端的油腔经两节流阀及电磁换向阀的通路与油箱(）连通，液动阀芯处在中位,、B、P、T油口均不相通。当左端电磁铁通电时,电磁阀芯右移,使由P口进入的压力油经电磁阀油路及左端单向阀进入液动换向阀的左端油腔，而液动换向阀右端的油则经右节流阀及电磁阀上的通道与油箱连通，液动换向阀芯即在左端液压油推力的作用下移至右端，使P通A，B通T；反之
13、，当右端电磁铁通电时,电磁阀芯移至左端时，溢动换向阀右端进压力油，左端经左节流阀通油箱，阀芯移至左端,即液动换向阀右位工作,变化油路的通断状态为P通,A通。液动换向阀的换向时间可由两端节流阀调节，因而可使换向平稳，冲击小。5、多路换向阀 将多种换向阀按一定方式组合，就成为多路换向阀，如下图-9所示，常用于工程机械等规定集中操纵多种执行元件的设备中。按组合方式不同,它有并联式、串联式和顺序单动式三种，其图形符号如图4-9a、b、所示。在并联式多路换向阀的油路中,泵可同步向各执行元件供油（这时负载小的执行元件先动作;若负载相似,则执行元件的流量之和等于泵的流量),也可只对其中一种或两个执行元件供油
14、。串联式多路换向阀的油路中，泵只能依次向各执行元件供油,在各执行元件同步动作的状况下,多种负载压力之和不应超过泵的工作压力,但每个执行元件都可以获得高的运动速度。顺序单动式多路换向阀的油路中,泵只能顺序向各执行元件分别供油。操作前一种阀时就切断了背面阀的油路,从而可避免各执行元件动作间的干扰,并避免其误动作。图4-9 多路换向阀a)并联式b）串联式c)顺序阀除了上述多种阀外,尚有诸多类型的阀，如转阀之类,它们合用于某些特殊的需要。但工作原理都类同。有关具体的构造手册中均有简介。（三) 三位换向阀的中位机能三位换向阀中位时,各油口间可以有不同的连通方式，可以实现不同的功能，这种连通方式称为它的中位机能。中位机能不同的同规格阀，其阀体通用,但阀表42三位换向阀的中位机能芯台肩的构造尺寸不同，内部通油状况也不同。不同的中位机能，可以满足液压系统的不同规定,在选用时可根据表6-2中阐明选用。表4-2中列出了五种常用中位机能三位换向阀的构造简图和中位符号。按其构造不同分
