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1、YCF正版可修改PPT（中职）液压与气压传动第6章教学课件 第第6章典型液压传动系统分析章典型液压传动系统分析6.1组合机床液压传动系统分析组合机床液压传动系统分析6.2液压机液压传动系统分析液压机液压传动系统分析6.3人造板热液压机液压系统分析人造板热液压机液压系统分析6.1组合机床液压传动系统分析组合机床液压传动系统分析6.1.1概述概述 组合机床是自动化程度相对较高的金属切削专用机床。组合机床是自动化程度相对较高的金属切削专用机床。图图6-1所示为某组合机床的基本构成。主要由床身所示为某组合机床的基本构成。主要由床身1、动力滑台、动力滑台2、动力头动力头3、主轴箱、主轴箱4、刀具、刀具5
2、、夹具、夹具7等组成。当动力滑台配等组成。当动力滑台配以不同的动力头、主轴箱和刀具时，可以对工件完成钻孔、以不同的动力头、主轴箱和刀具时，可以对工件完成钻孔、扩孔、铰孔、铿孔、攻螺纹、铣平面等加工任务。动力滑台、扩孔、铰孔、铿孔、攻螺纹、铣平面等加工任务。动力滑台、夹具的动作由液压传动系统完成。夹具的动作由液压传动系统完成。下一页返回6.1组合机床液压传动系统分析组合机床液压传动系统分析6.1.2液压系统及工作原理液压系统及工作原理图图6-1所示组合机床的液压传动系统原理图见所示组合机床的液压传动系统原理图见图图6-2。工作。工作循环表见循环表见表表6-1。(1)工件夹紧将被加工工件送上工作台
3、定位工件夹紧将被加工工件送上工作台定位(专用定位机构完专用定位机构完成成)，按下工作按钮使，按下工作按钮使1YA得电，限压式变量泵得电，限压式变量泵1输出油液经输出油液经过单向阀过单向阀2、减压阀、减压阀3、单向阀、单向阀4和换向阀和换向阀5的右位进入的右位进入I缸的缸的上腔，上腔，I缸的下腔回油，缸的下腔回油，I缸下行对工件夹紧。缸下行对工件夹紧。(2)差动快进工件夹紧后就可以对工件加工了。为了提高工差动快进工件夹紧后就可以对工件加工了。为了提高工效，在空行程中效，在空行程中缸应快速接近工件。所以，当压力继电器缸应快速接近工件。所以，当压力继电器6发出电信号时，发出电信号时，2YA得电，电液
4、动换向阀左位工作，输出油得电，电液动换向阀左位工作，输出油液经单向阀液经单向阀2、电液换向阀主阀、电液换向阀主阀8的左位、行程阀的左位、行程阀9的下位进的下位进入入缸的右腔。缸的右腔。上一页 下一页返回6.1组合机床液压传动系统分析组合机床液压传动系统分析(3)1工进当快进结束要进行切削加工时，应降低速度，以工工进当快进结束要进行切削加工时，应降低速度，以工进速度进给。所以，当进速度进给。所以，当缸驱动滑台快进，并压下行程阀缸驱动滑台快进，并压下行程阀9的的触头后，阀触头后，阀9工作在上位，关闭直通油路。此时，油液压力增工作在上位，关闭直通油路。此时，油液压力增高，经调速阀高，经调速阀14、换
5、向阀、换向阀12的右位进入的右位进入缸右腔，缸右腔，缸减缸减速进给。由于工作压力的升高，液控顺序阀速进给。由于工作压力的升高，液控顺序阀17开启，开启，缸缸的回油经液控顺序阀的回油经液控顺序阀17、背压阀、背压阀18回油箱。回油箱。缸缸1工进的工进的速度由调速阀速度由调速阀14调定。调定。(4)2工进当滑台压下行程开关工进当滑台压下行程开关S后，使后，使4YA得电，换向阀得电，换向阀12工作在左位关闭其阀口。此时，压力油液经调速阀工作在左位关闭其阀口。此时，压力油液经调速阀14,13进入进入缸的右腔进一步减速进给。缸的右腔进一步减速进给。缸的左腔油液仍经缸的左腔油液仍经液控顺序阀液控顺序阀17
6、、背压阀、背压阀18回油箱。回油箱。缸的缸的2工进速度由调工进速度由调速阀速阀13调定。调定。上一页 下一页返回6.1组合机床液压传动系统分析组合机床液压传动系统分析(5)挡铁停留挡铁停留缸的缸的2工进结束后，滑台碰上挡块而停止运动。工进结束后，滑台碰上挡块而停止运动。当系统压力进一步升高到压力继电器当系统压力进一步升高到压力继电器11的调定值时，压力继的调定值时，压力继电器电器11发出电信号，发出电信号，缸将执行退回缸将执行退回(停留时限压式变量泵停留时限压式变量泵零流量输出零流量输出)。(6)快退压力继电器快退压力继电器11使使2YA断电，断电，3YA得电，电液换向阀得电，电液换向阀7-8
7、工作在右位，使工作在右位，使缸快退。此时，泵接近全排量输出。缸快退。此时，泵接近全排量输出。油液经过阀油液经过阀8的右位进入的右位进入缸左腔，右腔经单向阀缸左腔，右腔经单向阀10、换向、换向阀阀8的右位和单向阀的右位和单向阀16回油箱，实现快速退回。回油箱，实现快速退回。(7)松开夹紧当松开夹紧当缸驱动滑台快速退回到原位时，压下行程缸驱动滑台快速退回到原位时，压下行程开关开关(图中未给出图中未给出)使使lYA,3YA断电，电液换向阀复位，断电，电液换向阀复位，缸原位停止不动。换向阀缸原位停止不动。换向阀5复位，复位，I缸下腔进油，上腔回油而缸下腔进油，上腔回油而松开夹紧，取出工件。至此，完成一
8、个工作循环。松开夹紧，取出工件。至此，完成一个工作循环。上一页 下一页返回6.1组合机床液压传动系统分析组合机床液压传动系统分析6.1.3回路分析回路分析图图6-2所示液压系统虽然简单，但包括的基本回路较多。分所示液压系统虽然简单，但包括的基本回路较多。分析如下析如下:(1)方向控制回路此系统主要换向回路包括二位四通电磁方向控制回路此系统主要换向回路包括二位四通电磁换向阀换向阀5对对I缸的换向控制缸的换向控制;采用三位四通电液换向阀采用三位四通电液换向阀7-8对对1l缸的换向控制。缸的换向控制。(2)压力控制回路系统中包括主回路和减压二次回路。主压力控制回路系统中包括主回路和减压二次回路。主回
9、路压力由变量泵自身调压机构控制回路压力由变量泵自身调压机构控制;夹紧缸二次回路的压力夹紧缸二次回路的压力由减压阀由减压阀3控制。控制。上一页 下一页返回6.1组合机床液压传动系统分析组合机床液压传动系统分析 (3)速度控制回路三大速度控制回路在本系统中不同程度速度控制回路三大速度控制回路在本系统中不同程度都有应用都有应用:包括利用变量泵和差动缸差动连接的增速回路包括利用变量泵和差动缸差动连接的增速回路;限限压式变量泵一调速阀的容积一节流调速回路压式变量泵一调速阀的容积一节流调速回路;进口节流加背压进口节流加背压阀的调速回路阀的调速回路;单向阀、行程阀一调速阀的快慢速换接回路单向阀、行程阀一调速
10、阀的快慢速换接回路;调速阀串联式速度换接回路。调速阀串联式速度换接回路。(4)多执行元件控制回路系统中对夹紧缸和主缸的控制采多执行元件控制回路系统中对夹紧缸和主缸的控制采用了压力继电器控制的顺序动作回路。用了压力继电器控制的顺序动作回路。上一页 下一页返回6.1组合机床液压传动系统分析组合机床液压传动系统分析6.1.4系统特点分析系统特点分析(1)系统采用限压式变量泵供油，根据负载变化自动调节输系统采用限压式变量泵供油，根据负载变化自动调节输出流量，功率利用率较高。出流量，功率利用率较高。(2)系统采用限压式变量泵一差动缸的差动回路，可在空系统采用限压式变量泵一差动缸的差动回路，可在空载快进时
11、达到快进要求，同时减小泵的流量近一倍。载快进时达到快进要求，同时减小泵的流量近一倍。(3)限压式变量泵、调速阀的容积一节流调速加背压阀的限压式变量泵、调速阀的容积一节流调速加背压阀的回路可获得回路可获得1 x 10-4m/s的稳定低速运动，且有较好的速度的稳定低速运动，且有较好的速度刚性和较大的调速范围。刚性和较大的调速范围。(4)采用行程阀、液控顺序阀实现快转慢的换接回路，一采用行程阀、液控顺序阀实现快转慢的换接回路，一是可靠，二是精度高。同时可以根据具体情况方便地调节行是可靠，二是精度高。同时可以根据具体情况方便地调节行程阀的安装位置，改变快进的行程。程阀的安装位置，改变快进的行程。上一页
12、 下一页返回6.1组合机床液压传动系统分析组合机床液压传动系统分析 (5)采用调速阀串联使工进速度换接平稳。换接信号由电采用调速阀串联使工进速度换接平稳。换接信号由电气行程开关控制电磁换向阀实现。根据具体情况可以调节行气行程开关控制电磁换向阀实现。根据具体情况可以调节行程开关的安装位置改变程开关的安装位置改变1工进的行程比较灵活。工进的行程比较灵活。(6)采用压力继电器监测压力并控制换向阀换向，合理地采用压力继电器监测压力并控制换向阀换向，合理地利用了压力信号实现多缸顺序动作控制。滑台体前端设置有利用了压力信号实现多缸顺序动作控制。滑台体前端设置有丝杠挡铁，调节丝杠挡铁可调节丝杠挡铁，调节丝杠
13、挡铁可调节2工进的行程终点位置。工进的行程终点位置。(7)单向阀的合理利用本系统中单向阀单向阀的合理利用本系统中单向阀2的作用一是建立的作用一是建立驱动电液换向阀换向的可靠控制压力，二是为液控顺序阀可驱动电液换向阀换向的可靠控制压力，二是为液控顺序阀可靠工作，三是为防止冲击压力对泵的危害等。单向阀靠工作，三是为防止冲击压力对泵的危害等。单向阀4保证夹保证夹紧缸工作时不松动。单向阀紧缸工作时不松动。单向阀10保证保证缸快退时回油的通路。缸快退时回油的通路。单向阀单向阀15隔离高低压。隔离高低压。上一页返回6.2液压机液压传动系统分析液压机液压传动系统分析6.2.1概述概述液压机是用于加工金属或非
14、金属材料的通用压力加工机械。液压机是用于加工金属或非金属材料的通用压力加工机械。配置不同的模具可以进行锻造、冲裁、挤压、拉延、成型、配置不同的模具可以进行锻造、冲裁、挤压、拉延、成型、校直、打包等多种加工工艺。校直、打包等多种加工工艺。下一页返回6.2液压机液压传动系统分析液压机液压传动系统分析6.2.2液压机液压系统组成液压机液压系统组成图图6-3所示的液压机液压系统是由所示的液压机液压系统是由63YCY14-1 B压力补偿压力补偿变量轴向柱塞泵供油，集成块回路，普通阀与二通插装阀联变量轴向柱塞泵供油，集成块回路，普通阀与二通插装阀联合控制主、辅缸的运动。同时，由行程开关向控制器发回主合控制
15、主、辅缸的运动。同时，由行程开关向控制器发回主缸和辅缸的运行位置信号，实现半自动或自动控制。缸和辅缸的运行位置信号，实现半自动或自动控制。上一页 下一页返回6.2液压机液压传动系统分析液压机液压传动系统分析6.2.3工作原理工作原理 某工件加工过程的工作循环是辅缸下行压边一主缸快速下行某工件加工过程的工作循环是辅缸下行压边一主缸快速下行一工进一保压一释压回程一辅缸上行松开并顶出工件。工作一工进一保压一释压回程一辅缸上行松开并顶出工件。工作循环见循环见表表6-2。(1)辅缸下行压边按下半自动运行按钮，辅缸下行压边按下半自动运行按钮，1YA,4YA得电，得电，变量泵输出油液经单向阀变量泵输出油液经
16、单向阀1,换向阀换向阀20的上位进入辅缸的上腔，的上位进入辅缸的上腔，辅缸下腔回油而下行压边。当辅缸压下行程开关辅缸下腔回油而下行压边。当辅缸压下行程开关S5后，使后，使4YA断电，阀断电，阀20复位。复位。(2)主缸快速下行当主缸快速下行当SS被压下后，被压下后，4YA断电，断电，1YA,2YA,6YA得电，泵全排量输出，经阀得电，泵全排量输出，经阀1、阀、阀6、阀、阀18进入主缸的上腔，主缸下腔的油液经阀进入主缸的上腔，主缸下腔的油液经阀4快速回油。主缸活塞快速回油。主缸活塞快速下行，补油阀快速下行，补油阀17开启、辅助油箱的油液充人主缸上腔。开启、辅助油箱的油液充人主缸上腔。上一页 下一
17、页返回6.2液压机液压传动系统分析液压机液压传动系统分析 (3)主缸工进当主缸驱动滑块下行并压下行程开关主缸工进当主缸驱动滑块下行并压下行程开关S2时，时，6YA断电，断电，1YA,2YA得电。此时，主缸下腔油液需要克服得电。此时，主缸下腔油液需要克服阀阀14的背压才能回油，因此，主缸上腔压力也增高，使补油的背压才能回油，因此，主缸上腔压力也增高，使补油阀阀17关闭，变量泵自动减小输出流量，主缸减速工进。当接关闭，变量泵自动减小输出流量，主缸减速工进。当接触工件后，随着变形负载加大，系统压力增大，阀触工件后，随着变形负载加大，系统压力增大，阀12开启，开启，主缸下腔油液通过阀主缸下腔油液通过阀
18、4回油箱，同时泵的排量进一步减小，使回油箱，同时泵的排量进一步减小，使工件缓慢变形。工件缓慢变形。(4)主缸保压当主缸驱动滑块压下行程开关主缸保压当主缸驱动滑块压下行程开关S3后，或压力后，或压力升高到压力继电器发出信号，使所有电磁铁断电进入保压状升高到压力继电器发出信号，使所有电磁铁断电进入保压状态，泵自动转为卸荷状态。主缸保压时间通过时间继电器控态，泵自动转为卸荷状态。主缸保压时间通过时间继电器控制。制。上一页 下一页返回6.2液压机液压传动系统分析液压机液压传动系统分析 (5)主缸释压与回程保压时间到，时间继电器使主缸释压与回程保压时间到，时间继电器使lYA,3YA得电。此时，补油阀得电
19、。此时，补油阀17开启，阀开启，阀7开启。主缸上腔油液回到开启。主缸上腔油液回到辅助油箱而压力下降。主缸上腔压力低于阀辅助油箱而压力下降。主缸上腔压力低于阀12调定值时，阀调定值时，阀4,12关闭。主缸下腔压力升高而回程。关闭。主缸下腔压力升高而回程。(6)辅缸上行并顶出工件当主缸回程到压下行程开关辅缸上行并顶出工件当主缸回程到压下行程开关S1后，后，使使3YA断电，断电，1YA,5YA得电。泵输出油液经阀得电。泵输出油液经阀1、阀、阀20下下位进入辅缸下腔，上腔回油完成松开并顶出工件。当辅缸上位进入辅缸下腔，上腔回油完成松开并顶出工件。当辅缸上升并压下行程开关升并压下行程开关S4时，使全部电
20、磁铁断电，泵处于卸荷待时，使全部电磁铁断电，泵处于卸荷待命状态。至此，完成一个工作循环。命状态。至此，完成一个工作循环。上一页 下一页返回6.2液压机液压传动系统分析液压机液压传动系统分析6.2.4系统特点系统特点.本系统采用压力补偿变量泵供油，可以节省能源消耗本系统采用压力补偿变量泵供油，可以节省能源消耗;.利用辅助油箱向液压缸充液，满足快进对大流量的要求。因利用辅助油箱向液压缸充液，满足快进对大流量的要求。因而选用而选用63YCY14-1 B泵泵;.充分发挥插装阀灵活多变的结构优势和大流量、动作灵敏、充分发挥插装阀灵活多变的结构优势和大流量、动作灵敏、阀口损失小的优点。阀口损失小的优点。上
21、一页返回6.3人造板热液压机液压系统分析人造板热液压机液压系统分析6.3.1概述概述 人造板生产线主要由破碎设备、搅拌加料设备、输送设备、人造板生产线主要由破碎设备、搅拌加料设备、输送设备、热液压机、剪裁设备等组成。工艺路线一般是热液压机、剪裁设备等组成。工艺路线一般是:原材料破碎升原材料破碎升加人添加剂搅拌一上模板一上热液压机一压制一下热液压机加人添加剂搅拌一上模板一上热液压机一压制一下热液压机-剪裁升堆放储存。热液压机的作用是压制成形。热液压机的剪裁升堆放储存。热液压机的作用是压制成形。热液压机的压制过程是快合模一慢合模压制过程是快合模一慢合模(脱水脱水)一保压延时一卸压一保压延时一卸压(
22、干燥干燥)一保压延时一加压一保压延时一加压(塑化塑化)一保压延时一卸压开模，工作循环一保压延时一卸压开模，工作循环见见表表6-3。下一页返回6.3人造板热液压机液压系统分析人造板热液压机液压系统分析6.3.2液压系统工作原理液压系统工作原理 图图6-4是用于纤维板生产的热液压机液压系统。其工作原理是用于纤维板生产的热液压机液压系统。其工作原理是是:当上料完毕，当上料完毕，lYA,2YA得电，液压泵得电，液压泵4和和5经单向阀经单向阀10,13、节流阀、节流阀8同时向液压缸供油，液压缸快速上升。同时向液压缸供油，液压缸快速上升。当系统压力升至当系统压力升至P，设定值时，电接点压力表，设定值时，电
23、接点压力表9发出信号发出信号使使1YA断电，泵断电，泵5卸荷，泵卸荷，泵4继续向系统供油，液压缸转入慢继续向系统供油，液压缸转入慢速上升，并挤出坯料中水分速上升，并挤出坯料中水分(脱水脱水)。当系统压力达到当系统压力达到P2设定值时，电接点压力表设定值时，电接点压力表21发出信号发出信号使使2YA断电，泵断电，泵4卸荷，系统转入脱水保压延时。卸荷，系统转入脱水保压延时。上一页 下一页返回6.3人造板热液压机液压系统分析人造板热液压机液压系统分析在转入脱水保压延时过程中，由于泄漏等原因，压力可能会在转入脱水保压延时过程中，由于泄漏等原因，压力可能会降低。当压力降到降低。当压力降到P3时，电接点压
24、力表时，电接点压力表21发出信号使发出信号使2YA得电，泵得电，泵4向液压缸补油。向液压缸补油。脱水保压延时时间到后，脱水保压延时时间到后，3YA得电，液压缸内油液通过液控得电，液压缸内油液通过液控单向阀单向阀16卸压。当压力降至卸压。当压力降至Pa时，电接点压力表时，电接点压力表22发出信发出信号使号使3YA断电，系统转入干燥保压延时。断电，系统转入干燥保压延时。当保压延时时间到后，当保压延时时间到后，2YA得电，泵得电，泵4向液压缸供油。当向液压缸供油。当压力升至压力升至P5时，电接点压力表时，电接点压力表23发出信号使发出信号使2YA断电，系断电，系统转入塑化保压延时过程。统转入塑化保压
25、延时过程。上一页 下一页返回6.3人造板热液压机液压系统分析人造板热液压机液压系统分析在转入塑化保压延时过程中，由于泄漏等原因，压力可能会在转入塑化保压延时过程中，由于泄漏等原因，压力可能会降低。当压力降到降低。当压力降到P6时，电接点压力表时，电接点压力表23发出信号使发出信号使2YA得电，泵得电，泵4向系统补油。向系统补油。当保压延时时间到后，当保压延时时间到后，2YA,3YA同时得电，液压缸工作腔同时得电，液压缸工作腔内的油液通过液控单向阀内的油液通过液控单向阀16卸荷，液压缸下降开模，直至降卸荷，液压缸下降开模，直至降到使行程开关压合后开模完成。到使行程开关压合后开模完成。上一页 下一
26、页返回6.3人造板热液压机液压系统分析人造板热液压机液压系统分析6.3.3主要特点分析主要特点分析 (1)本液压系统需要较大压制力，故采用四个相同的柱塞本液压系统需要较大压制力，故采用四个相同的柱塞式液压缸作为执行元件。其同步问题要求不高，只要液压缸式液压缸作为执行元件。其同步问题要求不高，只要液压缸的安装精度保证即可。的安装精度保证即可。(2)由于液压缸工作容积大，为了保证快速上行的速度，由于液压缸工作容积大，为了保证快速上行的速度，采用了定量泵和变量泵的双泵供油方案。采用了定量泵和变量泵的双泵供油方案。(3)液压缸的回程采用了大流量液控单向阀的控制方式，液压缸的回程采用了大流量液控单向阀的
27、控制方式，避免了大通径换向阀的费用投资。同时，保压期间液控单向避免了大通径换向阀的费用投资。同时，保压期间液控单向阀要比换向阀泄漏小。阀要比换向阀泄漏小。上一页 下一页返回6.3人造板热液压机液压系统分析人造板热液压机液压系统分析 (4)液压泵的卸荷采用了先导式溢流阀遥控口接通油箱的液压泵的卸荷采用了先导式溢流阀遥控口接通油箱的方法。这种卸荷方法可使转换平稳。方法。这种卸荷方法可使转换平稳。(5)变量泵除了向液压缸供油外，还作为液控单向阀的控变量泵除了向液压缸供油外，还作为液控单向阀的控制油源。制油源。(6)变量泵工作状态变换频繁，因此采用了压力补偿控制。变量泵工作状态变换频繁，因此采用了压力
28、补偿控制。在保压过程中，溢流阀处于卸荷状态。变量泵在节流阀两端在保压过程中，溢流阀处于卸荷状态。变量泵在节流阀两端压力差作用下自动将排量减小到接近零排量，以利于节能。压力差作用下自动将排量减小到接近零排量，以利于节能。(7)整个系统采用了微型整个系统采用了微型PLC控制器控制。采用电接点压控制器控制。采用电接点压力表监测系统压力，采用行程开关监测下限位置并反馈给力表监测系统压力，采用行程开关监测下限位置并反馈给PLC,PLC控制电机的启停、电磁阀通断和系统三段保压延控制电机的启停、电磁阀通断和系统三段保压延时时间。时时间。上一页 下一页返回6.3人造板热液压机液压系统分析人造板热液压机液压系统
29、分析图图6-5为某机床液压系统。阅读并分析系统的工作任务、组为某机床液压系统。阅读并分析系统的工作任务、组成特点，填写工作循环成特点，填写工作循环表表6-4。上一页返回图图6-1组合机床结构简图组合机床结构简图1-床身床身;2-动力滑台动力滑台;3-动力头动力头;4-主轴箱主轴箱;5-刀具刀具;6-工件工件;7-夹具夹具;8-工作台工作台;9-底座底座返回图图6-2组合机床液压系统原理图组合机床液压系统原理图返回表表6-1组合机床工作循环表组合机床工作循环表返回图图6-3压力机二通插装阀液压系统原压力机二通插装阀液压系统原理图理图1-7-插装阀插装阀;8,13,16,19,20-换向阀换向阀;
30、9,10,11,14,15-调压阀调压阀;12-却荷阀却荷阀;17-液控单向阀液控单向阀;18-单向阀单向阀返回表表6-2压力机二通插装阀液压系统工压力机二通插装阀液压系统工作循环表作循环表返回表表6-3热液压机工作循环表热液压机工作循环表返回图图6-4热液压机液压系统原理图热液压机液压系统原理图 1-油箱油箱;2,3-过滤器过滤器;4-变量泵变量泵;5-定量泵定量泵;6,11,14-二位四通换向阀二位四通换向阀;7,12,15-溢流阀溢流阀;8-节流阀节流阀;9,21,22,23-电接点压力表及开关电接点压力表及开关;10,13-单向阀单向阀;16-液控单向阀液控单向阀;17,18,19,20-液压缸液压缸;24-压力压力流量补偿阀组流量补偿阀组返回图图6-5组合机床液压系统原理图组合机床液压系统原理图返回表表6-4组合机床工作循环表组合机床工作循环表返回