液压与气压传动课件第6章1-3节

“死点”；若工作台运动速度较高，虽能克服死点，但因换向过快，由于运 动惯性而引起冲击，这也不能满足磨床换向性能的要求。
采用电磁换向阀换向，因换向时间短（0.08~0.15s），换向冲击更严重。 采用机动—液动换向阀来换向，这是磨床工作台换向回路中常采用的一 种换向形式。它一般由机动阀作先导阀，与液动阀组成一个换向回路—操纵 箱，这种操纵箱有时间控制式和行程控制式两种。 行程控制式操纵箱如图6-4所示，主要由起先导作用的机动阀和主液动阀 组成。
YT4543型液压动力滑台特点和组成
现以YT4543型液压动力滑台为例分析其工作原理和特点：该动力滑台要
求进给速度范围为（0.11～11）×10-3m/s，最大进给力为4.5×104 N。
图6-1是YT4543型动力滑台的液压系统原理图，该系统用限压式变量泵供
油、 电液换向阀换向、 液压缸差动连接来实现快进。 用行程阀实现快进与
同时左腔内的回油经单向阀10、阀B直接流回油箱。
6．原位停止
退回原位时，使电磁铁2YA失电，液动阀回中间位置，
滑台停止在原位。液压泵输出的油液经换向阀7直接回到油箱，液压泵卸荷。
YT4543型动力滑台液压系统的特点
1.系统采用了限压式变量叶片泵和调速阀组成的进油路容积节流调速回路， 并在回油路上设置了背压阀，这种回路能使滑台得到稳定的低速运动和较好 的速度一负载特性，并且系统的效率较高。回油路中设置背压阀，是为了改 善滑台运动的平稳性。
砂轮架的快速进、退由二位四通手动换向阀H控制。 （五）砂轮架的周期进给运动 砂轮架周期进给是在工作台往复运动行程终了，工作台反向起动之前进 行的。周期进给有双向进给、左端进给、右端进给和无进给四种方式，通过 进给选择阀进行控制。 （六）尾座顶尖的液动退出 尾座顶尖平时靠弹簧力作用而顶在工件上，只有在砂轮架处于退出位置时， 尾座顶尖才能松开。 （七）机床的润滑 液压泵输出的压力油经精过滤器后分成更两路，一路进入先导阀作为控 制压力油，另一路进入润滑调节器作为润滑油。 （八）压力的测量 系统中各点压力，可转动压力表开关通过压力表进行测量。如：在压力 表开关处于左位时测出润滑系统的压力，而在右位时则可测出的是系统的工 作压力。
第六章 典型液压系统
系统构成：机械设备的液压系统，是根据设备的工作要求采用各种不同 功能的基本回路构成的。
液压系统图：表示了系统内所有各类液压元件的连接和控制情况以及执 行元件实现各种运动的工作原理。
1.标准元件用图形符号表示 2.专用元件或不易用图形符号表示清楚的结构，一般用半结构式或结构式 符号表示。 学习目的：本章介绍几个典型的液压系统，通过对它们的学习和分析， 进一步加深对各种液压元件和回路的理解，增强综合应用能力。了解和掌握 分析液压系统的方法、工作原理。 如何阅读液压系统图： 1.若有说明书，则按说明书逐一分析，较易。 2.若无说明书，只有原理图，我们就要依靠所具有的液压知识对元件和回 路的符号、功用、工作原理、特点等逐一分析，搞清液压系统工作原理。
二、M1432B型万能外圆磨床液压系统工作原理及特点 图6-5所示为M1432B型万能外圆磨床的液压系统图。 （一）工作台的往复运动 在图6-5所示位置时，开停阀处于“开”的位置，节流阀也被打开，由于 先导阀和液动换向阀阀芯都处于左端位置，这时工作台向左运动。
图6-5 M1432B型万能外圆磨床液压系统图
3．第二次工作进给
当滑台运动到预定位置时，控制挡铁压下行程开关。3YA通电，电磁换向
阀12换向，电液动换向阀7的工作状态不变，压力油须经调速阀8、调速阀9才
能进入液压缸的左腔。使阀前的压力进一步升高，系统压力升高，所以变量
泵2的输出流量便自动减小，以适应工作进给的需要，进给速度的大小由调速
阀9来调节，回油路各元件的工作状态不变，使滑台转换为第二次工作进给。
一般工作台的往复运动应满足以下要求： 1）工作台运动速度能在0.05~4m/min范围内实现无级调速。 2）要求换向频繁，过程平稳，制动和反向启动迅速。 3）换向精度高。 4）外圆磨削时，砂轮一般不超出工件。为避免工件两端由于磨削时间较短 而尺寸偏大的弊病，要求工作台在换向点能做短暂停留。停留时间应在0~5s内可 调。 5）在进行切入磨削或加工工件长度略大于砂轮宽度时，为了提高生产效率和 改善表面粗糙度，工作台应能做短距离（1~3mm)、频率（100~150次/min）的往 复运动（称为抖动）。 换向问题是磨床液压系统中的核心问题。 外圆磨床工作台的换向性能要求较高，采用一般换向回路是不能满足要求的。 若采用手动换向阀换向，则使用不便，又不能实现自动往复运动。 采用机动换向阀换向时，用工作机构上的行程挡铁碰撞换向杆，由拨杆拨动 换向阀阀芯实现换向。这虽能实现自动换向，但当工作台运动速度较低时，换向 阀阀芯的运动速度也较低，当挡铁、拨杆拨动换向阀阀芯移到中位时，阀芯有可 能将阀的进、出油孔封闭或互通，从而使工作台失去动力而停止运动，出现换向
工进的转换， 用二位二通电磁换阀实现两个工进速度之间的转换，为了保证
进给的尺寸精度，用止挡铁停留来限位。
电磁铁和行程阀动作顺序表见表6-1 ，通常实现的工作循环如下图。
表6-1 电磁铁和行程阀动作顺序表
通常实现的工作循环
二、液压系统工作原理及特点分析
图6-1 YT4543型动力滑台液压系统图
根据动力滑台液压系统图，参照电磁铁动作顺序表。液压系统工作过程 如下:
通过分析可见，M1432B型万能外圆磨床液压系统具有以下特点： 1)采用了活塞杆固定的双杆液压缸，减少了机床的占地面积。 2)采用了结构简单、价格便宜而压力中有一定的背压，防 止空气渗入液压系统，且有助于工作稳定和加速工作台的制动。 4)由于系统中液动换向阀能实现一次快跳、慢速移动、二次快跳的油路 结构和先导阀的快跳运动，能使工作台获得理想的换向精度。 5)由于设置了抖动阀，使工作台能作短距离的高频抖动， 6)由于系统中的开停阀和节流阀单独设置，所以机床重复启动后，工作 台速度仍保持不变，从而保证了加工质量。 7)系统中有四种给进方式，采用一个进给选择阀控制，故使用方便。 8)由于砂轮架的进退与尾座顶尖的进退是连锁的，所以保证了工作安全。 9)磨削内孔时，采用电磁铁将快速进退阀锁在快进后的位置上，以防止 因误操作而造成事故。
2.采用限压式变量泵和液压缸的差动连接回路来实现快速运动，使能量利 用比较合理。滑台停止运动时，换向阀使液压泵在低压下卸荷，以减少能量 损耗。
3.采用行程阀、液控顺序阀实现快进与工进的速度换接，不仅简化了电 路，而且动作可靠，速度切换平稳。
4.采用固定挡铁停留，停留位置精度高。 5.采用进油路调速回路，便于压力控制。 三、液压系统调整 四、常见故障分析
1．快进 电磁铁1YA通电，电磁换向阀A的左位工作，液动阀B的左位工作，压力油 经行程阀11进入液压缸的左腔，由于此时负载较小，液压系统的工作压力较 低，所以液控顺序阀5关闭，而右腔的油经阀B、6、11又进入液压缸的左腔， 形成差动连接；又因变量泵2在低压下输出流量为最大，所以动力滑台完成快 进。
2．第一次工作进给 当滑台运动到预定位置时，控制挡铁压下行程阀11。切断了快进油路， 电液动换向阀7的工作状态不变，压力油须经调速阀8才能进入液压缸的左腔。 由于油液流经调速阀而使阀前的压力升高，于是液控顺序阀5打开，单向阀6 关闭，使液压缸右腔的油液经阀5、背压阀4流回油箱，使滑台转换为工作进 给运动。 因为工作进给时系统压力升高，所以变量泵2的输出流量便自动减小， 以适应工作进给的需要，进给速度的大小由调速阀8来调节。
液压系统图的阅读方法: 1.了解设备的功用及对液压系统动作和性能的要求。 了解主机的功用、对液压系统的要求，以及液压系统应实现的运动和工作 循环。如：组合机床以速度控制为主；磨床以方向控制为主；液压机以压力 控制为主；注塑机综合控制。 2.初步分析液压系统图，以执行元件为中心，若有多个执行元件，将系统 分解为若干个子系统。分析各元件的功用与原理，弄清它们之间的相互连接 关系。一般：“先看两头，后看中间”。 3.对每个子系统进行分析。分析组成子系统的基本回路及各液压元件的作 用；按执行元件的工作循环分析实现每步动作的进油和回油路线。在分析时： 一般 “先看图示位置，后看其它位置”、 “先看主油路， 后看辅助油路” 4.根据系统中对各执行元件之间的顺序、同步、互锁、防干扰或联动等要 求分析各子系统之间的联系，弄懂整个液压系统的工作原理。 5.归纳设备液压系统的特点和正常工作的要领，加深对液压系统的理解。
第二节 M1432B型万能外圆磨床液压系统
一、概述 外圆磨床是生产中应用极为广泛的一种精密加工设备。它适合于磨削各 种圆柱体，圆锥体以及阶梯轴等零件。磨床必须具有下列运动：砂轮旋转、 工件旋转、工作台带动工件的往复运动和砂轮架的周期切入运动等。此外， 还要求有砂轮架的快速进、退和尾座顶尖的伸缩等辅助运动。
第一节 YT4543型动力滑台液压系统
一、概述 动力滑台是组合机床用来实现进给运动的一种通用部件，它有机械动力 滑台和液压动力滑台之分。液压动力滑台的运动是靠液压缸驱动的，根据加 工需要，滑台上可以配置不同用途的主轴头或动力箱和多轴箱，以完成各种 加工工序。 组合机床是以通用部件为基础，配以部分专用部件组成的高效专用机床。 通常采用多刀、多面、多工位、多工序的加工方式，适用于大批和大量生产 的企业。组合机床的通用部件有动力部件(如动力箱、动力滑台等)、支承部 件、输送部件、控制部件以及辅助部件。
由于工作台液压缸左腔通压力油，右腔通油箱，故工作台向左运动。若 先导阀阀芯处于右端位置，则工作台向右运动，其工作原理基本同上。
（二）工作台的换向过程 当工作台向左运动到预定位置时，固定在工作台右端的挡铁推动换向拨 杆向左摆，使先导阀阀芯移到右端位置，切换控制油路，使液动换向阀换向， 于是主油路随之切换，工作台便向右运动。当固定在工作台左端的挡铁碰到 换向拨杆并使先导阀阀芯移到左端位置时，液动换向阀左移，工作台便向左 运动。工作台换向过程分为制动、端点停留、反向起动三个阶段。 （三）工作台运动和手动的互锁 工作台液动和手动的互锁由互锁缸来实现。当开停阀处于图示位置时， 互锁缸内通入压力油，推动活塞使齿轮z1和z2脱开，工作台的运动就不会带动 手轮转动。当开停阀左位接入系统时，互锁缸接通油箱，活塞在弹簧作用下 移动，使z1和z2啮合，工作台就可以通过摇动手轮来移动。 （四）砂轮架的快速进、退运动 装卸工作或磨削过程中对工件尺寸进行测量时，砂轮应快速后退，以确 保安全；磨削开始时砂轮架应快速趋近工件，以节省辅助时间。
图6-4 行程控制式操纵箱工作原理
当图示位置的先导阀在换向过程中向左移动时，先导阀阀芯的右制动锥 T将液压缸右腔的回油通道逐渐关小，使活塞速度逐渐减慢，这是对活塞进行 预制动，当回油通道被关得很小，活塞速度变得很慢时，换向阀的控制油路 才开始切换，换向阀芯向左移动，切断主油路通道，使活塞停止运动，并随 即使它在相反的方向起动。不管工作台原来的速度快慢如何，先导阀总是要 先移动一定行程将工作部件先进行预制动后，再由换向阀来使它换向。因此， 称这种制动方式为行程控制式。由于在换向过程中有预制动和终制动两步， 所以工作台换向平稳、冲击小。工作台制动完成以后，在一段时间内主换向 阀使工作台处于停止不动的状态，直至主阀芯移动到使液压缸两腔的油路隔 开，工作台才反向起动，这个阶段又称为端点停留阶段。其时间可由主阀芯 两端的节流阀来调节。
4．固定挡铁停留
当滑台第二次工作进给完毕，碰到固定挡铁，停止进给。液压缸左腔的
系统压力升高，压力继电器DP动作。发信号给时间继电器，控制停留时间，
使滑台退回
5．快速退回
时间继电器发信号，使电磁铁1YA（3YA ）断电，电磁铁2YA得电，阀A右
位工作。使液动阀B右位工作，压力油直接进入液压缸右腔，使滑台快速退回。
液压与气压传动
第4版
二0一九年九月二十九日
第六章 典型液压系统
第一节 YT4543型动力滑台液压系统 第二节 M1432B型万能外圆磨床液压系统 第三节 YA32-200型四柱万能液压机液压系统 第四节 SZ-250/160塑料注射成型机液压系统 第五节 数控车床液压系统 第六节 数控加工中心液压传动系统 小结