第八章 典型液压传动系统分析

第一节
一、概述
组合机床动力滑台液压系统
组合机床的用途和工艺范围
组合机床是一种高效率专用机床,它由具有一定功能的通用部件和一部 分专用部件组成,加工范围较广,自动化程度较高,在机械制造业的成批和大 量生产中得到了广泛的应用。 动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的一种通用部件,根据加工需 要滑台可以装上各种用途的主轴组,以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角、 铣削及攻丝等工序。动力滑台有机械动力滑台和液压动力滑台之分,液压动 力滑台上一般只装上液压缸,有时也可能再装个行程阀,至于液压泵和阀类元 件则通常都安装在专门的液压泵站上。液压动力滑台能完成的工作循环。
二、工况特点及对液压系统的要求
主机动作要求：液压机根据其工作循环要求 有快进、减速接近工件、加压、保压延时、泄压、 快速回程及保持（即活塞）停留在行程的任意位 置等基本动作，图8-3为液压机典型工作循环图。 如需有顶料等辅助动作时，则有顶料缸活塞前进、 停止和退回等动作。
快速 快进 加压 保压 回程
减速 及
下活塞
上活塞
顶出工艺动作线 浮动压边工艺动作线
图8-3 液压机的典型工作循环
三、YA32-315型四柱式万能液压机的液 压系统分析
1.主液压缸的工作情况如下： （1） 快速下行 （2） 慢速下行 （3） 加压 （4） 保压 （5）释压和快速返回 （6）原位停止 2. 液压辅助液压缸的工作情况如下： （1） 向上顶出 （2） 向下退回 （3 ）原位停止
原位
快退
图8-1 液压动力滑台的工作循环图
1. 工作原理
现以二次工进带挡铁停留的自动工作循环 为例,对其油路进行分析,其原理见图8-2。 ⑴ 动力滑台快进 ⑵ 第一工进 ⑶ 第二工进 ⑷ 死挡铁停留及快退 ⑸ 原位停止
10
9
2
3DT 7 8 15 13 1DT 6 5 14 2DT 16
12 4
第三节
汽车起重机液压系统
一、概述 汽车起重机属于工程机械,通常情况下执行机构完成的动 作较为简单,对位置精度要求不高,因此采用手动控制。下面 以Q2—8型汽车起重机为例分析其工作原理。Q2—8型汽车 起重机属于全回转臂伸缩式起重机,其起重部分安装在黄河 JN—150C型汽车底盘上。最大起重量为80KN（幅度为3M 时）,最大起重高度为11.5m,起重装置可连续回转。它具有较 高的行走速度,可与装运工具的车辆编队行驶。它经常在有冲 击、震动和高低温环境下工作,要求系统具有完全的安全可靠 性。又因其中负荷较大,要求输出力或转矩也较大,所以系统 工作油压采用中高压。起重机械设计对其液压系统的安全性 十分重视。
第八章 典型液压传动系统分析 （Typical Hydraulic System）
任何复杂的液压系统都是由一些比较简单的基本回路组 成,这些基本回路又由若干个标准的液压元件组成,每一种基 本回路都能完成一定的功能要求。 液压系统实例很多,本章只能选择几个典型的实例,通过 用所学过的液压元件和液压系统基本回路知识对其加以分 析,增加对各种液压元件和基本回路综合应用的理性知识,并 熟悉分析液压系统的方法一般原则。本章是前面各章知识 的概括总结和灵活运用。
3源自文库
3 11
3
1
1 2
～
2 1
图8-2 YT4543型液压动力滑台的液压系统图
2、液压系统的特点
① 采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路能保证 稳定的低速运动（6.6mm/min）,较好的速度刚度和较大的调速范围 （100以上）。回油路上加背压阀除了防止空气渗入系统外,还可以 使滑台能承受一定的与运动方向一致的切削力。 ② 采用限压式变量泵和液压缸差动连接两项措施来实现快进,一 方面可以得到更快的快进速度,另一方面能量利用也比较合理。 ③ 采用行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接,不仅简化了油路, 而且使动作可靠,转换的位置精度也比较高。由于工进速度低,采用布 置比较灵活的电磁阀实现两种工进速度的换接,也可保证必要的换接 精度。 ④ 采用三位五通电液换向阀可提高滑台的换向平稳性。滑台停 止运动时,M型中位机能的换向阀使泵在低压下卸荷,减少能量损失。 五通阀使滑台进、退时分别由两条油路回油,这样系统仅在工进时有 一定背压（后退时没有背压）
21 20 19 18
17
16 15 14
1HC 2HC
13
12
5DT 11
3HC
3DT
4DT
10 9 8 7 2DT 6
1DT
4 5 3 2 1
图8-4
YA32-315四柱式万能油压机的液压系统
3、 若要利用液压机作薄板反拉伸工艺时，则在工
作循环开始前先用手动操纵方式按压相应按纽，使顶出 缸活塞杆顶出至需要位置后停止，通过压边顶板，压边 杆和压边圈托住制件，活动横梁固定凹模，工作台上固 定凸模，活动横梁下行后，凹模首先接触制件并通过压 边圈，压边杆和压边顶板迫使顶出活塞随动下行。由于 顶出缸下腔处于封闭状态（阀7的阀芯处于中间位置）， 顶出缸下腔的回油只能通过溢流阀3稳压溢流，从而得 到所要求的压边力。在操纵箱上有压力表指示其大小。
第二节 液压机液压传动系统分析
一、概述
液压机是用来对金属、木材、塑料等进行压力加工的机 械,也是最早应用液压传动的机械之一。目前液压传动己成 为压力加工机械的主要传动形式。液压机传动系统是以压 力变换为主的系统由于用在主传动,系统压力高,流量大,功率 大,因此特别要注意提高原动机功率利用率,须防止泄压时产 生冲击。
三、Q2—8型汽车起重机液压系统分析(图8-5)
前支腿 回转 伸缩 变幅 起升
后支腿
上车部分 (下车部分)
回转接头
图8-5 Q2-8型汽车起重机液压系统图
四、液压系统的特点
1. 液压系统中各部分相互独立,可根据需要使任一部分单 独动作,也可在执行元件不满载时,各串联的执行元件任意组合 地同时动作。 2. 支腿回路中采用双向液压锁6,将前后支腿锁定在一定位 置，防止出现“软腿”现象或支腿自由下落现象。 3. 起升回路、吊臂伸缩、变幅回路均设置平衡阀,以防止 重物在自重作用下下滑。 4.为了防止由于马达泄漏而产生的“溜车”现象,起升液 压马达上设有制动阀,并且松阀用液压力,上阀用弹簧力,以保持 在突然失去动力时液压马达仍能锁住,确保安全。
▲分析液压系统的一般步骤
阅读一个较复杂的液压系统,大致可以按以 下步骤进行：
1.了解设备对液压系统的要求; 2. 初步阅读整个系统,根据设备对系统的要求,以执行元件为中 心,将系统分为若干块; 3.根据对执行元件的动作要求,参照有关说明和电磁铁动作循 环表,逐块读懂系统; 4.根据设备中各执行元件间互锁、同步、顺序动作和防干扰 等要求,分析各块之间的联系,并进一步读懂系统是如何实现这 些要求的; 5. 在全面读懂整个系统的基础上,总结归纳整个系统的特点,以 加深对系统的理解。
Q2—8型汽车起重机组成： 1.起升机构，2.变幅机构， 3.伸缩机构，4.回转机构， 5.支腿机构
Q2—8汽车起重机由汽车1、 回转机构2、前后支腿3、 吊臂变幅缸4、吊臂伸缩 缸5、起升机构6和基本臂 7组成。能较高速度行走， 机动性好；又能用于起重。 起重时，动作顺序为：放 下后支腿—放下前支腿— 调整吊臂长度—调整吊臂 起重角度—起吊—回转— 落下载重—收前支腿—收 后支腿—起吊作业结束。
根据不同的加工要求,一般能实现以下工作循环,如图8-1。
二、YT4543型动力滑台的液压系统分析
YT4543型动力滑台是一种比较新颖的他驱动式液压动力滑台,进给速 度范围为6.6-660mm/min,最大进给力为45KN,它能完成多种自动工作循 环,其最高压力为6.3MPa.
快进 工进 停留 停留 原位 快退 快进 工进 快进 工进 原位 快退 快进 一工进 二工进
四、 YA32-315型四柱万能液压机液压系 统特点
1. 采用高压大流量恒功率变量泵供油,既符合工艺要求, 又节省能量,这是压机液压系统的一个特点; 2.本压机利用活塞滑块自重的作用实现快速下行,并用 充液阀对主缸充液。这一系统结构简单,液压元件少，在中、 小型液压机是一种常用的方案； 3.本压机采用单向阀19保压。为了减少由保压转换为 快速回程时的液压冲击,压机中都有卸(释)压回路； 4.顶出缸与主缸运动互锁。这是一种安全措施。