第7章典型液壓傳動(dòng)系統(tǒng)PPT課件

1、燕山大學(xué) 近年來(lái)，液壓傳動(dòng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、機(jī)械制造業(yè)、冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、輕工機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域。由于液壓系統(tǒng)所服務(wù)的主機(jī)的工作循環(huán)、動(dòng)作特點(diǎn)等各不相同，相應(yīng)的各液壓系統(tǒng)的組成、作用和特點(diǎn)也不盡相同。 本章通過(guò)對(duì)典型液壓系統(tǒng)的分析，進(jìn)一步熟悉各液壓元件在系統(tǒng)中的作用和各種基本回路的組成，并掌握分析液壓系統(tǒng)的方法和步驟。第1頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) 閱讀一個(gè)較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)圖，大致可按以下步驟進(jìn)行： (1)了解設(shè)備的工藝對(duì)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求； (2)初步瀏覽整個(gè)系統(tǒng)，了解系統(tǒng)中包含哪些元件，并以各個(gè)執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)分解為若干塊(以下稱為子系統(tǒng))；

2、(3)對(duì)每一子系統(tǒng)進(jìn)行分析，搞清楚其中含有哪些基本回路，然后根據(jù)執(zhí)行元件的動(dòng)作要求，參照動(dòng)作循環(huán)表讀懂這一子系統(tǒng)； (4)根據(jù)液壓設(shè)備中各執(zhí)行元件間互鎖、同步、防干擾等要求，分析各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系； (5)在全面讀懂系統(tǒng)的型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)整個(gè)系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)，以加深對(duì)系統(tǒng)的理解。第2頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)組合機(jī)床概述 組合機(jī)床是一種高效率的專用機(jī)床，它由具有一定功能的通用部件(如動(dòng)力頭、動(dòng)力滑臺(tái)等)和一部分專用部件（如主軸箱、夾具等）組成，加工范圍較廣，自動(dòng)化程度較高，經(jīng)濟(jì)性好，因而被廣泛用于產(chǎn)品批量較大的生產(chǎn)流水線中，如汽車制造廠的氣缸生產(chǎn)線等。 動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床上

3、用以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的一種通用部件，根據(jù)加工需要滑臺(tái)上裝有各種用途的動(dòng)力頭和主軸箱，以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、刮端面、倒角、銑削及攻絲等工序。動(dòng)力滑臺(tái)有機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)和液壓動(dòng)力滑臺(tái)之分，液壓動(dòng)力滑臺(tái)上一般只裝上液壓缸，有時(shí)也可能再裝個(gè)行程閥，至于液壓泵和閥類元件則通常都安裝在專門(mén)的液壓泵站上。第3頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的功能 根據(jù)組合機(jī)床的工作特點(diǎn)，動(dòng)力滑臺(tái)上的液壓系統(tǒng)應(yīng)具備如下的功能： （1）能在變負(fù)載或斷續(xù)負(fù)載的條件下工作，能保證動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給速度，特別是最小進(jìn)給速度穩(wěn)定。進(jìn)給范圍要求為0.006 0.66m/min。 （2）能承受規(guī)定的最大負(fù)載，并具有較大的“工進(jìn)”調(diào)速范圍，以適應(yīng)

4、不同工序的工藝需要。例如，鉆孔時(shí)軸向進(jìn)給力和進(jìn)給量都較大，而精鏜時(shí)進(jìn)給力和進(jìn)給量都很小。為此，像YT4543型那樣的液壓滑臺(tái)的最大進(jìn)給力規(guī)定為45 000 N，而調(diào)速范圍Re100。圖圖7.1 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖液壓動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)圖（3）能實(shí)現(xiàn)快速前進(jìn)和快速退回，）能實(shí)現(xiàn)快速前進(jìn)和快速退回，（YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)的快速運(yùn)動(dòng)型液壓動(dòng)力滑臺(tái)的快速運(yùn)動(dòng)速度為速度為7.3m/min）。）。（4）合理利用能量，提高系統(tǒng)效率，）合理利用能量，提高系統(tǒng)效率，減少發(fā)熱，合理解決工進(jìn)速度和快動(dòng)速減少發(fā)熱，合理解決工進(jìn)速度和快動(dòng)速度差值間的矛盾。度差值間的矛盾。動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)，在電氣和機(jī)械裝動(dòng)

5、力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)，在電氣和機(jī)械裝置的配合下，可以根據(jù)不同的加工要求，置的配合下，可以根據(jù)不同的加工要求，實(shí)現(xiàn)圖實(shí)現(xiàn)圖7.1所示的各種工作循環(huán)。所示的各種工作循環(huán)。第4頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) 圖7.2所示為YT4543型他驅(qū)式動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)原理圖。 由圖可見(jiàn)，這個(gè)系統(tǒng)采用限壓式變量泵供油，用電液換向閥換向，用行程閥實(shí)現(xiàn)快進(jìn)和工進(jìn)的變換，用電磁閥實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工作進(jìn)給間的變換。 下面以能實(shí)現(xiàn)二次工作進(jìn)給的自動(dòng)循環(huán)為例來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)的工作原理。 實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)的工作原理如下：見(jiàn)動(dòng)畫(huà)演示圖圖7.2 YT4543型組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)型組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái) 液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)原理圖 1-濾油器濾油器;2-變量泵變量泵

6、;3、9、16-單向閥，單向閥，4、8、10、1l、18、20-管路管路;15-電液動(dòng)換向閥電液動(dòng)換向閥;6-背壓閥背壓閥;7-遠(yuǎn)控順序閥遠(yuǎn)控順序閥;12、13-節(jié)流閥節(jié)流閥;14-電磁閥電磁閥;15-壓力繼電器壓力繼電器;l7-行程閥行程閥;19-液壓缸液壓缸動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理第5頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)第6頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) (1)快進(jìn)(差動(dòng)連接)按下啟動(dòng)按鈕，三位五通電液動(dòng)換向閥5的先導(dǎo)電磁換向閥1YA得電，使之閥芯右移，左位進(jìn)入工作狀態(tài)，這時(shí)的主油路是： 進(jìn)油路：濾油器1變量泵2 單向閥3 管路4 電液換向閥5的P口到A口管路10、11 行程閥17 管路18 液

7、壓缸19左腔?；赜吐罚焊?9右腔管路20 電液動(dòng)換向閥5的B口到T口油路8 單向閥9 油路11 行程閥17 管路18 缸19左腔。這時(shí)形成差動(dòng)連接回路。因?yàn)榭爝M(jìn)時(shí)，滑臺(tái)的載荷較小，同時(shí)進(jìn)油可以經(jīng)閥17直通油缸左腔，系統(tǒng)中壓力較低，所以變量泵2輸出流量大，動(dòng)力滑臺(tái)快速前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示第7頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) (2)第一次工進(jìn)在快進(jìn)行程結(jié)束時(shí)，滑臺(tái)上的擋鐵壓下行程閥1717，行程閥上位工作，使油路1111和1818斷開(kāi)。電磁鐵1YA1YA繼續(xù)通電，電液動(dòng)換向閥5 5左位仍在工作，電磁換向閥1414的電磁鐵處于斷電狀態(tài)。進(jìn)油路必須經(jīng)調(diào)速閥1212進(jìn)入液壓缸左腔，與此同時(shí)，系統(tǒng)壓力升高

8、，將液控順序閥7 7打開(kāi)，并關(guān)閉單向閥9 9，使液壓缸實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接的油路切斷?；赜徒?jīng)順序閥7 7和背壓閥6 6回到油箱。這時(shí)的主油路是：進(jìn)油路：濾油器1 1 變量泵2 2 單向閥3 3 電液動(dòng)換向閥5 5的P P口到A A口油路10 10 調(diào)速閥12 12 二位二通電磁換向閥14 14 油路18 18 液壓缸1919左腔?；赜吐罚焊?919右腔油路20 20 電液動(dòng)換向閥5 5的B B口到T T口管路8 8 順序閥7 7 背壓閥6 6 油箱。因工作進(jìn)給時(shí)油壓升高，則變量泵2 2的流量自動(dòng)減小，動(dòng)力滑臺(tái)向前做第一次工作進(jìn)給，進(jìn)給量的大小可以用調(diào)速閥1212調(diào)節(jié)。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示第8頁(yè)/共53頁(yè)燕

9、山大學(xué)(3)第二次工作進(jìn)給 在第一次工作進(jìn)給結(jié)束時(shí)，滑臺(tái)上的擋鐵壓下行程開(kāi)關(guān)，使電磁閥14的電磁鐵3YA得電，閥14右位接入工作，切斷了該閥所在的油路，經(jīng)調(diào)速閥12的油液必須經(jīng)過(guò)調(diào)速閥13進(jìn)入液壓缸的右腔，其它油路不變。 由于調(diào)速閥13的開(kāi)口量小于閥12，進(jìn)給速度降低，進(jìn)給量的大小可由調(diào)速閥13來(lái)調(diào)節(jié)。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示第9頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) (4)死擋鐵停留 當(dāng)動(dòng)力滑臺(tái)第二次工作進(jìn)給終了碰上死擋鐵后，液壓缸液壓缸停止不動(dòng)停止不動(dòng)，系統(tǒng)的壓力進(jìn)一步升高，達(dá)到壓力繼電器15的調(diào)定值時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器的延時(shí)器的延時(shí)，再發(fā)出電信號(hào)，使動(dòng)力滑臺(tái)退回。 在時(shí)間繼電器延時(shí)動(dòng)作前，滑臺(tái)停留在死擋

10、鐵限定的位置上。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示第10頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) (5)快退時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)后，2YA2YA得電，1YA1YA失電，3YA3YA斷電，電液動(dòng)換向閥5 5右位工作，這時(shí)的主油路是：進(jìn)油路：濾油器11變量泵22單向閥33油路4 4 換向閥5 5的P P口到B B口油路20 20 缸1919的右腔?；赜吐罚焊?919的左腔油路18 18 單向閥16 16 油路11 11 電液動(dòng)換向閥5 5的A A口到T T口油箱。這時(shí)系統(tǒng)的壓力較低，變量泵2 2輸出流量大，動(dòng)力滑臺(tái)快速退回。由于活塞桿的面積大約為活塞的一半， 所以動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)、快退的速度大致相等。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示第11頁(yè)/共53頁(yè)燕山

11、大學(xué) (6)原位停止 當(dāng)動(dòng)力滑臺(tái)退回到原始位置時(shí)，擋塊壓下行程開(kāi)關(guān)，這時(shí)電磁鐵1YA、2YA、3YA都失電，電液動(dòng)換向閥 5處于中位，動(dòng)力滑臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)，變量泵2輸出油液的壓力升高，使泵的流量自動(dòng)減至最小。 表7.1是這個(gè)液壓系統(tǒng)的電磁鐵和行程閥的動(dòng)作表。動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示第12頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)表7.1 YT4543型組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動(dòng)作表1YA 2YA 3YA 17快進(jìn)+一工進(jìn)+二工進(jìn)+死擋鐵停留+快退+原位停止動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示第13頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)性能分析 YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)主要由下列一些回路組成：“限壓式變量葉片泵調(diào)速閥背壓閥

12、”式調(diào)速回路，差動(dòng)連接式快速運(yùn)動(dòng)回路，電液換向閥式換向回路，行程閥和電磁閥式速度換接回路，三位換向閥式換向回路。系統(tǒng)的性能主要是由這些基本回路決定的，具體特點(diǎn)如下： （1）“限壓式變量泵調(diào)速閥背壓閥”式調(diào)速回路能保證穩(wěn)定的低速運(yùn)動(dòng)，較好的速度剛性和較大的調(diào)速范圍。 YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)的最小進(jìn)給速度較低（6.6 mm/min），進(jìn)給調(diào)速范圍較大（約100），單純?nèi)莘e調(diào)速回路由于存在泄漏，低速運(yùn)動(dòng)時(shí)穩(wěn)定性較差，而且普通變量泵調(diào)速范圍也不夠?qū)?；調(diào)速閥式節(jié)流調(diào)速回路雖然速度剛性較好，調(diào)速范圍也能滿足要求，但由于有溢流損失，功率損耗很大（低速進(jìn)給和死擋塊停留時(shí)尤其嚴(yán)重），發(fā)熱也大。 由此可見(jiàn)，這

13、里采用“限壓式變量泵調(diào)速閥”式容積節(jié)流調(diào)速回路是比較合理的。進(jìn)給時(shí)，在回油路上增加了一個(gè)背壓閥，這樣做一方面是為了改善速度穩(wěn)定性（避免空氣滲入系統(tǒng)，提高傳動(dòng)剛度），另一方面是為了使滑臺(tái)能承受一定的與運(yùn)動(dòng)方向一致的切削力。因而這個(gè)調(diào)速回路中增加一個(gè)背壓閥亦是十分必要的。第14頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)性能分析 此外，滑臺(tái)液壓系統(tǒng)采用進(jìn)口節(jié)流式的調(diào)速還有以下一些優(yōu)點(diǎn)： （a）起動(dòng)時(shí)、快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)前沖量都較小； （b）死擋塊停留時(shí)便于利用壓力繼電器發(fā)出信號(hào)； （c）在液壓缸中不致出現(xiàn)過(guò)大的壓力（在出口節(jié)流系統(tǒng)中，當(dāng)油腔面積比A1 / A2 = 2，且負(fù)載和速度同向時(shí)，液壓缸回油腔中壓力會(huì)

14、比泵的供油壓力大一二倍）。第15頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)型動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)性能分析（2）限壓式變量泵加上差動(dòng)連接式快動(dòng)回路使能量利用經(jīng)濟(jì)合理。YT4543型液壓動(dòng)力滑臺(tái)快速運(yùn)動(dòng)速度約為最大工進(jìn)速度的10倍，這里如只采用差動(dòng)連接式快動(dòng)回路，或流量能自動(dòng)匹配的變量泵式供油回路，問(wèn)題不能得到解決。限壓式變量泵供油回路在快動(dòng)時(shí)能輸出最大流量，工進(jìn)時(shí)只輸出與液壓缸需要相適應(yīng)的流量，在死擋塊停留時(shí)只輸出補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏所需的流量，沒(méi)有溢流損失，故能量損耗小。這個(gè)系統(tǒng)在滑臺(tái)停止時(shí)由于變量泵要輸出一些流量來(lái)補(bǔ)償泄漏，仍須損耗一部分功率，因此采用了換向閥式低壓卸荷回路來(lái)減少這種損耗。（3）采用行程閥與遠(yuǎn)控順序閥實(shí)現(xiàn)快進(jìn)

15、轉(zhuǎn)工進(jìn)的換接，不僅能簡(jiǎn)化機(jī)床電路，而且動(dòng)作可靠，轉(zhuǎn)換精度也比電氣控制式的高。至于一次工作進(jìn)給與二次工作進(jìn)給之間的轉(zhuǎn)換，則由于工進(jìn)速度都較低，通過(guò)調(diào)速閥6的流量很小，轉(zhuǎn)換過(guò)程中調(diào)速閥7動(dòng)作滯后和滑臺(tái)慣性等的影響都很小，采用電磁閥式換接完全能保證所需的轉(zhuǎn)換精度。采用了由限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路。它既滿足系統(tǒng)調(diào)速范圍大，低速穩(wěn)定性好的要求，又提高了系統(tǒng)的效率。 第16頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)動(dòng)力滑臺(tái)工作演示第17頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)7.2 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng) 外圓磨床概述外圓磨床概述 外圓磨床主要用來(lái)加工回轉(zhuǎn)體工件的外圓或內(nèi)孔（需配備內(nèi)圓磨具）。外圓磨削的對(duì)象主要是各種

16、圓柱體、圓錐體、帶肩臺(tái)階軸，環(huán)形工件和旋轉(zhuǎn)曲面等。如MGl432A高精度萬(wàn)能外圓磨床主要用來(lái)加工高精度軸類、套類、箔材軋輥、環(huán)規(guī)、塞規(guī)等零件。外圓磨床主要類型有：萬(wàn)能外圓磨床，如M1450，M1432A、M1432B，M1412，M1332B；高精度萬(wàn)能外圓磨床，如MGl432。MGl432A，MGl432B；精密半自動(dòng)外圓磨床，如MMBl420，MMBl412等。 外圓磨床主要技術(shù)參數(shù)有機(jī)床最大磨削直徑、最大磨削長(zhǎng)度、頭架主軸轉(zhuǎn)速、磨頭主軸轉(zhuǎn)速、工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)速度等。 外圓磨床的主參數(shù)是最大磨削直徑。M1432A型萬(wàn)能外圓磨床除了砂輪與工件的旋轉(zhuǎn)是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)外，工作臺(tái)帶動(dòng)工件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)、砂

17、輪架的快速進(jìn)退和周期進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、尾架頂尖的伸縮運(yùn)動(dòng)等均由液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。第18頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)型萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)的功能 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床主要用于磨削IT5IT7精度的圓柱形或圓錐形外圓和內(nèi)孔，表面粗糙度在Ra1.250.08之間。 該機(jī)床的液壓系統(tǒng)具有以下功能： （1）能實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)液壓自動(dòng)潤(rùn)滑。并能在0.054m/min之間無(wú)級(jí)調(diào)速，工作臺(tái)換向平穩(wěn)，起動(dòng)制動(dòng)迅速，換向精度高。 （2）在裝卸工件和測(cè)量工件時(shí)，為縮短輔助時(shí)間，砂輪架具有快速進(jìn)退動(dòng)作，為避免慣性沖擊，控制砂輪架快速進(jìn)退的液壓缸設(shè)置有緩沖裝置。 （3）為方便裝卸工件，尾架頂尖的伸縮采用液壓傳動(dòng)。 （

18、4）工作臺(tái)可作微量抖動(dòng)：切入磨削或加工工件略大于砂輪寬度時(shí)，為了提高生產(chǎn)率和改善表面粗糙度，工作臺(tái)可作短距離(13mm)、頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)(100150次/min)。 （5）傳動(dòng)系統(tǒng)具有以下必要的聯(lián)鎖動(dòng)作： 1)工作臺(tái)的液動(dòng)與手動(dòng)聯(lián)鎖，以免液動(dòng)時(shí)帶動(dòng)手輪旋轉(zhuǎn)引起工傷事故。 2)砂輪架快速前進(jìn)時(shí)，可保證尾架頂尖不后退，以免加工時(shí)工件脫落。 3)磨內(nèi)孔時(shí)，為使砂輪不后退，傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有與砂輪架快速后退聯(lián)鎖的機(jī)構(gòu)，以免撞壞工件或砂輪。 4)砂輪架快進(jìn)時(shí)，頭架帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，冷卻泵啟動(dòng)；砂輪架快速后退時(shí)，頭架與冷卻泵電機(jī)停轉(zhuǎn)。第19頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)液壓系統(tǒng)的工作原理圖7.3為M1432型外圓磨床液壓系

19、統(tǒng)原理圖。其工作原理如圖所示：圖圖7.3 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床型萬(wàn)能外圓磨床1-先導(dǎo)閥；先導(dǎo)閥；2-換向閥；換向閥；3-三位七通換向閥（開(kāi)停閥）；三位七通換向閥（開(kāi)停閥）；4-互鎖缸；互鎖缸；5-節(jié)流閥；節(jié)流閥；6-抖動(dòng)缸；抖動(dòng)缸；7-擋塊；擋塊；8-選擇閥；選擇閥；9-進(jìn)給進(jìn)給閥；閥；10-進(jìn)給缸；進(jìn)給缸；11-二位三通腳踏閥；二位三通腳踏閥；12-二位四通手動(dòng)換向閥；二位四通手動(dòng)換向閥；13-閘缸；閘缸；14-快動(dòng)缸；快動(dòng)缸；15-尾架缸；尾架缸；16-潤(rùn)滑穩(wěn)定器；潤(rùn)滑穩(wěn)定器；17-油箱；油箱；18-粗過(guò)濾器；粗過(guò)濾器；19-油泵；油泵；20-溢流閥；溢流閥；21-精過(guò)濾器；精過(guò)濾器

20、；22-工作臺(tái)進(jìn)給缸工作臺(tái)進(jìn)給缸動(dòng)動(dòng)畫(huà)畫(huà)演演示示(1)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；（2）砂輪架的快速進(jìn)、退運(yùn)動(dòng)；（3）砂輪架的周期進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；（4）尾架頂尖的松開(kāi)與夾緊；（5）抖動(dòng)缸的功用第20頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)第21頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)型萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)性能分析由于機(jī)床加工工藝的要求，M1432A型萬(wàn)能外圓磨床液壓系統(tǒng)是機(jī)床液壓系統(tǒng)中要求較高、較復(fù)雜的一種。其主要特點(diǎn)是：(1)系統(tǒng)采用節(jié)流閥回油節(jié)流調(diào)速回路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率損失較小，這對(duì)調(diào)速范圍不大、負(fù)載較小且基本恒定的磨床來(lái)說(shuō)是合適的?；赜凸?jié)流調(diào)速使液壓缸回油中有背壓，有利于系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和加速工作臺(tái)的制動(dòng)。(2)工作臺(tái)采用了活塞桿固定式雙桿液

21、壓缸，保證左、右往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度一致，并使機(jī)床占地面積不大。(3)本系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用了將開(kāi)停閥、先導(dǎo)閥、換向閥、節(jié)流閥、抖動(dòng)缸等組合一體的操縱箱。使結(jié)構(gòu)緊湊、管路減短、操縱方便，又便于制造和裝配修理。此操縱箱屬行程制動(dòng)換向回路，具有較高的換向位置精度和換向平穩(wěn)性。第22頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)7.3 3150kN型液壓機(jī)液壓系統(tǒng) 壓力機(jī)概述 壓力機(jī)是用于調(diào)直、壓裝、粉末冶金、成形、冷沖壓、冷擠壓和彎曲等工藝的壓力加工機(jī)械，液壓壓力機(jī)是壓力機(jī)的一種類型，它是最早應(yīng)用液壓傳動(dòng)的機(jī)械之一。 目前液壓傳動(dòng)已成為壓力加工機(jī)械的主要傳動(dòng)形式。在重型機(jī)械制造業(yè)、航空工業(yè)、塑料及有色金屬加工工業(yè)等之中，液壓機(jī)已成為

22、重要設(shè)備。 液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)類型有單柱式、三柱式、四柱式等形式，其中以四柱式液壓機(jī)最為典型，液壓系統(tǒng)是用于機(jī)器的主傳動(dòng)，以壓力控制為主，系統(tǒng)壓力高、流量大，因此，應(yīng)特別注意提高原動(dòng)機(jī)功率利用率和防止泄壓時(shí)產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，保證安全可靠。第23頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的功能 液壓機(jī)的典型工作循環(huán)如圖7.4所示。液壓機(jī)根據(jù)壓制工藝要求應(yīng)能完成以下功能： 主缸應(yīng)能快速下行一減速壓制一保壓延時(shí)一泄壓回程一停止（任意位置）的基本工作循環(huán)，而且壓力、速度和保壓時(shí)間需能調(diào)節(jié)。頂出液壓缸主要用來(lái)頂出工件，要求能實(shí)現(xiàn)頂出、退回、停止的動(dòng)作。如薄板拉伸時(shí)，又要求頂出液壓缸上升、停止和壓力回程等輔助動(dòng)作。有時(shí)還

23、需用壓邊缸將坯料壓緊，以防止周邊起皺。為解決主缸快進(jìn)時(shí)供油不足的問(wèn)題，為解決主缸快進(jìn)時(shí)供油不足的問(wèn)題，主機(jī)頂部設(shè)置補(bǔ)油油箱進(jìn)行補(bǔ)油。主機(jī)頂部設(shè)置補(bǔ)油油箱進(jìn)行補(bǔ)油。主缸的速度換接與安全行程限制通主缸的速度換接與安全行程限制通過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制；為了保證工件過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制；為了保證工件的成型質(zhì)量，液壓系統(tǒng)中設(shè)置保壓的成型質(zhì)量，液壓系統(tǒng)中設(shè)置保壓回路，通過(guò)保壓使工件穩(wěn)定成型；回路，通過(guò)保壓使工件穩(wěn)定成型；為了防止產(chǎn)生液壓沖擊，系統(tǒng)中設(shè)為了防止產(chǎn)生液壓沖擊，系統(tǒng)中設(shè)有泄壓回路，確保設(shè)備安全穩(wěn)定的有泄壓回路，確保設(shè)備安全穩(wěn)定的工作。工作。 圖7.4 液壓機(jī)的典型工藝循環(huán)圖第24頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)液壓機(jī)

24、液壓系統(tǒng)工作原理圖7-5為3150kN通用液壓機(jī)液壓系統(tǒng)圖。該系統(tǒng)的工作步驟包括:（1）啟動(dòng) （2）上液壓缸快速下行 （3）上缸慢速接近工件并加壓（4）保壓（5）上缸上腔泄壓、回程（6）上缸原位停止 （7）下液壓缸頂出及退回（8）浮動(dòng)壓邊 圖圖7.5 3150kN液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 1-壓力補(bǔ)償恒功率變量泵（主油泵）；壓力補(bǔ)償恒功率變量泵（主油泵）；2-單向定量油泵（輔助泵）；單向定量油泵（輔助泵）；3、4、18-溢流閥；溢流閥；5-遠(yuǎn)程調(diào)壓閥；遠(yuǎn)程調(diào)壓閥；6-三三位四通位四通M型電液換向閥；型電液換向閥；7-壓力繼電器；壓力繼電器；8-二位三通電磁閥；二位三通電磁閥；9

25、-液控單向閥；液控單向閥；10、20-背壓閥；背壓閥；11-外控順序閥外控順序閥；12-二位二通液控閥；二位二通液控閥；13-單向閥；單向閥；14-充液閥；充液閥；15-充油箱；充油箱；16-主液壓缸；主液壓缸；17-頂出液壓缸；頂出液壓缸；19-節(jié)流器；節(jié)流器；21-三位四通三位四通K型電液換向閥；型電液換向閥；22、23、24-壓力表；壓力表；25-濾油器濾油器動(dòng)動(dòng)畫(huà)畫(huà)演演示示第25頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)第26頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)該系統(tǒng)采用“主、輔泵”供油方式，主液壓泵l l是一個(gè)高壓、大流量、恒功率控制的壓力反饋?zhàn)兞恐?，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥5 5控制高壓溢流閥4 4限定系統(tǒng)最高工作壓力，其最高壓

26、力可達(dá)32MPa32MPa；輔助泵2 2是一個(gè)低壓小流量定量泵（與主泵為單軸雙聯(lián)結(jié)構(gòu)），其作用是為電液換向閥、液動(dòng)閥換向和液控單向閥的正確動(dòng)作提供控制油源，泵2 2的壓力由低壓溢流閥3 3調(diào)定。動(dòng)動(dòng)畫(huà)畫(huà)演演示示液壓機(jī)工作的特點(diǎn)是上缸（主液壓缸）豎直放置，當(dāng)上滑塊組件沒(méi)液壓機(jī)工作的特點(diǎn)是上缸（主液壓缸）豎直放置，當(dāng)上滑塊組件沒(méi)有接觸到工件時(shí)，系統(tǒng)為空載高速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上滑塊組件接觸到工件有接觸到工件時(shí)，系統(tǒng)為空載高速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上滑塊組件接觸到工件后，系統(tǒng)壓力急劇升高，且上缸的運(yùn)動(dòng)速度迅速降低，直至為零，后，系統(tǒng)壓力急劇升高，且上缸的運(yùn)動(dòng)速度迅速降低，直至為零，進(jìn)行保壓。該系統(tǒng)的工作原理見(jiàn)動(dòng)畫(huà)演示。進(jìn)行

27、保壓。該系統(tǒng)的工作原理見(jiàn)動(dòng)畫(huà)演示。第27頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)液壓機(jī)液壓系統(tǒng)性能分析 該機(jī)液壓系統(tǒng)主要由壓力控制回路、換向回路、快慢速轉(zhuǎn)換回路和平衡鎖緊回路等組成。其主要性能特點(diǎn)是： （1）系統(tǒng)采用高壓大流量恒功率(壓力補(bǔ)償)柱塞變量油泵1供油，通過(guò)電液換向閥6、21的中位機(jī)能使主泵1空載起動(dòng)，在主、輔液壓缸原位停止時(shí)主泵1卸荷，利用系統(tǒng)工作過(guò)程中工作壓力的變化來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)主泵1的輸出流量與上缸16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相適應(yīng)，這樣既符合液壓機(jī)的工藝要求，又節(jié)省能量。 （2）系統(tǒng)利用上滑塊組件的自重實(shí)現(xiàn)主液壓缸16（上缸）快速下行，并用充液閥14補(bǔ)油，使快速運(yùn)動(dòng)回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，補(bǔ)油充分，且使用的元件少。 （3)

28、系統(tǒng)采用帶緩沖裝置的充液閥14、液動(dòng)換向閥12和外控順序閥11組成的泄壓回路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減小了上缸由保壓轉(zhuǎn)換為快速回程時(shí)的液壓沖擊。 （4)系統(tǒng)采用單向閥13、14保壓，并使系統(tǒng)卸荷的保壓回路，在上缸上腔實(shí)現(xiàn)保壓的同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷，因此系統(tǒng)節(jié)能效果好工作效率高。 （5)系統(tǒng)采用液控單向閥9和直控順序閥10組成的平衡鎖緊回路，使上缸組件在任何位置都能夠停止，爾且能夠長(zhǎng)時(shí)間保持在鎖定的位置上第28頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)7.4 SZ250A型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng) 塑料注射成型機(jī)概述塑料注射成型機(jī)概述 塑料注射成型機(jī)（簡(jiǎn)稱注塑機(jī)）是用于熱塑性塑料的成型加工機(jī)械。它將顆粒狀的塑料加熱熔化至流動(dòng)狀態(tài)，用注

29、射裝置高壓快速注入模具內(nèi)，保壓一段時(shí)間，經(jīng)冷卻凝固而制成成型的塑料制品。 注塑機(jī)的工藝流程一般為： 合模注射座前進(jìn)注射保壓預(yù)塑、冷卻注射座后退開(kāi)模頂出制品頂出缸后退合模。 由于注射成型工藝順序動(dòng)作多、成型周期短、需要很大的注射壓力和合模力，因此注塑機(jī)多采用液壓傳動(dòng)。 第29頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的功能 根據(jù)注塑工藝要求，注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能： （1）模具必須有足夠的合模力，以消除高壓注射時(shí)的模具離縫所造成塑料產(chǎn)品產(chǎn)生溢邊現(xiàn)象。 （2）可調(diào)節(jié)的合模和開(kāi)模速度，在合模、開(kāi)模過(guò)程中，為了保證即提高工作效率，又防止因速度太快而損壞模具和制品，其過(guò)程要求有多種速度。 （3）注射座要

30、能整體前移和后退，并保持足夠的向前推動(dòng)力，以使注射的噴嘴與模具澆口緊密接觸。 （4）可調(diào)節(jié)的注射壓力和注射速度，由于塑料的品種和幾何形狀不同需要不同的壓力，注塑機(jī)還需有不同注射壓力和注射速度。 （5）保壓及可調(diào)的保壓壓力，保壓的目的是使塑料緊貼模腔而獲得精確的形狀。制品在冷卻的過(guò)程當(dāng)中，使融化塑料不斷補(bǔ)充模腔，防止充料不足而出現(xiàn)殘次品。 （6）系統(tǒng)還應(yīng)設(shè)有安全聯(lián)鎖裝置，安全門(mén)關(guān)閉后系統(tǒng)才能開(kāi)始工作，以防誤操作。第30頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖7-6為SZ250A型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖。SZ250A型注塑機(jī)屬中小型注塑機(jī)，每次最大注射容量為250立方厘米。各執(zhí)行元件的動(dòng)作循環(huán)

31、依靠行程開(kāi)關(guān)切換電磁、電液換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。其工作原理見(jiàn)動(dòng)畫(huà)演示圖圖7.6 SZ250A型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 1、2-單向定量油泵；單向定量油泵；3、4-電磁溢流閥；電磁溢流閥；5-三位四通三位四通O型電液換向閥；型電液換向閥；6-行程閥；行程閥；7、14-單向節(jié)流閥；單向節(jié)流閥；8、21-二位四二位四通電磁閥；通電磁閥；9-三位四通三位四通Y型電磁換向閥；型電磁換向閥；10-節(jié)流器；節(jié)流器；11-三位四通三位四通J型電液換向閥；型電液換向閥；12、22-單向閥；單向閥；13-旁通型調(diào)速旁通型調(diào)速閥；閥；15-三位四通三位四通Y型電液換向閥；型電液換向閥；16-背壓閥；背壓

32、閥；17-三位四通三位四通O型電磁換向閥；型電磁換向閥；18、19、20-溢流閥溢流閥; 23-冷卻器；冷卻器；24-濾濾油器；油器；25、26-壓力表；壓力表；27、28-二位三通電磁閥二位三通電磁閥動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示第31頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)第32頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)表7-3 SZ250A型注塑機(jī)電磁鐵動(dòng)作順序表注：注：“”表示電磁鐵通電；表示電磁鐵通電；“”表示電磁鐵斷電。表示電磁鐵斷電。動(dòng)作順序動(dòng)作順序1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA9YA10YA11YA12YA13YA14YA 合合模模慢速慢速-+-快速快速+-低壓慢速低壓慢速-+-+-高壓慢速高壓慢速-+-注射座前移

33、注射座前移-+-+-注射注射慢速慢速-+-+-+-+-快速快速+-+-+-+-保壓保壓-+-+-+-+預(yù)塑預(yù)塑+-+-+-防流防流-+-+-+-注射座后退注射座后退-+-+-開(kāi)開(kāi)模模慢速慢速1-+-+-快速快速+-+-慢速慢速2-+-+-頂頂出出前進(jìn)前進(jìn)-+-+-后退后退-+-第33頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)性能分析 （1）為了保證足夠的合模力，防止高壓注射時(shí)模具離縫產(chǎn)生塑料溢邊，這里采用了液壓機(jī)械增力合模機(jī)構(gòu)，還可采用增壓缸合模裝置。 （2）采用了雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路，滿足了啟、閉模和注射各階段速度的不同，系統(tǒng)功率利用合理。有時(shí)在多泵分級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中還兼用差動(dòng)增速或充液增速的方式。

34、（3）采用了多個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多級(jí)調(diào)壓。也可以采用電液比例壓力閥來(lái)實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力調(diào)節(jié)，如果采用電液比例壓力閥來(lái)實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力調(diào)節(jié)，再加上電液比例流量閥調(diào)速，不僅減少了元件，降低了壓力和速度變換過(guò)程中的沖擊和噪聲，還為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制創(chuàng)造了條件。 （4）注塑機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)作很多，各個(gè)動(dòng)作之間有嚴(yán)格的順序，本系統(tǒng)多執(zhí)行元件的循環(huán)動(dòng)作主要依靠行程開(kāi)關(guān)按事先編程的順序完成切換電磁閥換向閥，保證了動(dòng)作順序。這種方式靈活方便。第34頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)7.5 Q28型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng) 汽車液壓起重機(jī)概述 汽車起重機(jī)是將起重機(jī)安裝在汽車底盤(pán)上的一種起重運(yùn)輸設(shè)備。 它主要由起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮和支腿等

35、工作機(jī)構(gòu)組成，這些動(dòng)作的完成由液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。汽車液壓起重機(jī)是我國(guó)應(yīng)用廣泛、發(fā)展迅速的一種工程機(jī)械，目前按照國(guó)家系列標(biāo)準(zhǔn)自行設(shè)計(jì)和制造的有3 t、5 t、8 t、16 t、65 t等多種規(guī)格。Q28型汽車液壓起重機(jī)是系列標(biāo)準(zhǔn)中中等型號(hào)的，這種起重機(jī)采用液壓傳動(dòng)，最大起重量為80kN(幅度3m時(shí))，最大起重高度為11.5m，起重裝置可連續(xù)回轉(zhuǎn)。 起升、制動(dòng)、回轉(zhuǎn)、變幅、伸臂和支腿等工作機(jī)構(gòu)則全部采用液壓傳動(dòng)。原理演示原理演示第35頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)型汽車液壓起重機(jī)功能 對(duì)于汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)，一般要求輸出力大，動(dòng)作要平穩(wěn)，耐沖擊，操作要靈活、方便、可靠、安全。 Q28型汽車液壓起重機(jī)在功能上

36、有以下要求： （1）Q28型汽車液壓起重機(jī)具有較高的行走速度，可與裝運(yùn)工具的車輛編隊(duì)行駛，滿足其野外作業(yè)機(jī)動(dòng)、靈活、不需要配備電源的要求。 （2）在進(jìn)行起重作業(yè)時(shí)必須放下支腿，使汽車輪胎架空，避免起重載荷直接作用輪胎。而且保證支腿能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠地鎖住，防止在起重作業(yè)過(guò)程中發(fā)生“軟腿”現(xiàn)象，汽車行駛時(shí)則必須收起支腿。 （3）在一定范圍內(nèi)能任意調(diào)整、平衡、鎖定起重臂的長(zhǎng)度和角度，以滿足不同起重作業(yè)的要求。當(dāng)裝上附加吊臂后，可用于建筑工地吊裝預(yù)制件，吊裝的最大高度為6m。 （4）起吊的重物能在一定速度范圍內(nèi)任意升降，并能在任意位置上負(fù)重停止，且在負(fù)重啟動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)溜車現(xiàn)象。 （5）能在有沖擊、振動(dòng)、溫

37、度變化大和環(huán)境較差的條件下工作。但其執(zhí)行元件要求完成的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，位置精度較低。第36頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) 圖7.7為Q28型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)的液壓泵由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)裝在汽車底盤(pán)變速箱上的取力箱傳動(dòng)。液壓泵工作壓力為21MPa，每轉(zhuǎn)排量為40ml，轉(zhuǎn)速為1500rmin，泵通過(guò)中心回轉(zhuǎn)接頭從油箱吸油，輸出的壓力油經(jīng)手動(dòng)閥組A和手動(dòng)閥組B輸送到各個(gè)執(zhí)行元件。閥12是安全閥，用以防止系統(tǒng)過(guò)載，調(diào)整壓力為19MPa，其實(shí)際工作壓力可由壓力表讀取。這是一個(gè)單泵、開(kāi)式、串聯(lián)(串聯(lián)式多路閥)液壓系統(tǒng)。 系統(tǒng)中除液壓泵、過(guò)濾器、安全閥、閥組A及支腿部分外，其它液壓元件都裝在可回轉(zhuǎn)的上車部分。其

38、中油箱也在上車部分，兼作配重，上車和下車部分的油路通過(guò)中心回轉(zhuǎn)接頭連通，起重機(jī)液壓系統(tǒng)包含支腿收放、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、吊臂變幅、吊臂伸縮五部分。各部分都有相對(duì)獨(dú)立性。包括： (1)支腿液壓缸收放回路 (2)起升回路 (3)大臂伸縮回路 (4)變幅回路 (5) 回轉(zhuǎn)油路型汽車液壓起重機(jī)的工作原理第37頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) 圖圖7.7 Q28型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)圖型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)圖 1-單向定量油泵；2-濾油器；3-切換閥；4、12-溢流閥；5、6、13、16、17、18-三位四通手動(dòng)換向閥； 7、11-雙向液壓鎖；8-后支腿液壓缸；9-鎖緊缸；10-前支腿液壓缸；14、15、19-單向平衡

39、閥；20-制動(dòng)缸; 21-單向節(jié)流閥；22-變幅缸；23大臂伸縮缸；24-回轉(zhuǎn)馬達(dá)；25-起升馬達(dá)；26-壓力表 動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示第38頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)該系統(tǒng)由平衡、制動(dòng)、鎖緊、換向、調(diào)壓、調(diào)速、多缸卸荷等回路組成。（1）在平衡回路中，因重物在下降時(shí)以及大臂收縮和變幅時(shí)，負(fù)載與液壓力方向相同，執(zhí)行元件會(huì)失控，為此，在其回油路上采用單向液控順序閥作平衡閥，以避免在起升、吊臂伸縮和變幅作業(yè)進(jìn)程中因重物自重而降落，且工作穩(wěn)固、可靠，但在一個(gè)方向有單向閥造成的背壓，會(huì)給系統(tǒng)造成一定的功率損耗。（2）在制動(dòng)回路中，采取由單向節(jié)流閥和單作用制動(dòng)缸形成的制動(dòng)器，利用調(diào)整好的彈簧力進(jìn)行制動(dòng)，制動(dòng)可靠，動(dòng)作

40、快；由于要用液壓缸壓縮彈簧來(lái)松開(kāi)制動(dòng)，松開(kāi)制動(dòng)的動(dòng)作慢，可防止負(fù)重起重時(shí)的溜車現(xiàn)象發(fā)生，能夠確保起吊安全，并且在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠迅速實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，預(yù)防被起吊的重物下落。（3）在支腿回路中，采用由液控單向閥形成的雙向液壓鎖將前、后支腿鎖定在指定位置上，工作安全可靠，確保整個(gè)起吊過(guò)程中，每條支腿都不會(huì)呈現(xiàn)軟腿的現(xiàn)象，即便出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障或液壓管道泄漏的情形，雙向液壓鎖仍能長(zhǎng)時(shí)間可靠鎖緊。型汽車液壓起重機(jī)液壓系統(tǒng)性能分析第39頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) （4）在調(diào)壓回路中，采用安全閥4來(lái)限制系統(tǒng)最高工作壓力，防止系統(tǒng)過(guò)載，對(duì)起重機(jī)實(shí)現(xiàn)超重保護(hù)作用。 （5）在調(diào)速回路中，采用改變手動(dòng)換向閥的

41、開(kāi)度大小來(lái)調(diào)節(jié)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度，使得控制、換向、調(diào)速集三位四通手動(dòng)換向閥于一身，這對(duì)于作業(yè)工況隨機(jī)性較大、且動(dòng)作頻繁的起重機(jī)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了集中控制，便于操作。 （6）在多缸卸荷回路中，采用多路換向閥結(jié)構(gòu)，其中的每一個(gè)三位四通手動(dòng)換向閥的中位機(jī)能皆為M型中位性能，并且將換向閥在油路中串聯(lián)使用，這樣能夠使任何一個(gè)工作機(jī)構(gòu)單獨(dú)動(dòng)作；這種串聯(lián)結(jié)構(gòu)也可以在輕載下使執(zhí)行機(jī)構(gòu)任意組合地同時(shí)動(dòng)作，但采納的換向閥串連聯(lián)結(jié)個(gè)數(shù)過(guò)多，會(huì)使液壓泵的卸荷壓力加大，系統(tǒng)效率下降。 但因?yàn)槠鹬貦C(jī)不是頻繁作業(yè)機(jī)械，這些損失對(duì)系統(tǒng)的影響不大。 型汽車液壓起重機(jī)液壓系統(tǒng)性能分析第40頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)7.6 液壓伺服恒功率控制系

42、統(tǒng) 概述 液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其特點(diǎn)是可以控制工作機(jī)構(gòu)始終在恒功率狀態(tài)下工作。這對(duì)提高時(shí)效、提高工作效率及提高設(shè)備的壽命都大有益處。 這里介紹的液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)是應(yīng)用在液壓鉆機(jī)上的工作機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 石油鉆井，依靠鉆頭產(chǎn)生的力矩M及鉆頭的轉(zhuǎn)速n，進(jìn)行鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)過(guò)程中外負(fù)荷經(jīng)常是變化的，當(dāng)鉆頭碰到硬地層或鉆壓加大時(shí)，鉆頭上的負(fù)載增大，即轉(zhuǎn)矩增大，此時(shí)，要求轉(zhuǎn)速能自動(dòng)下降，當(dāng)碰到軟地層或鉆壓減小時(shí)，鉆頭上的轉(zhuǎn)矩減小，此時(shí)要求鉆頭的轉(zhuǎn)速能自動(dòng)升高，使其鉆頭上消耗的功率為恒定值，這就是恒功率鉆進(jìn)。這樣才能保證帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率最高，鉆頭進(jìn)尺速度最快。 如果該系統(tǒng)

43、用于驅(qū)動(dòng)起升絞車，則在整個(gè)起鉆過(guò)程中可以使絞車起升速度隨著所起鉆具重量的減輕而自動(dòng)升高，保證起升過(guò)程恒功率，以減少起升時(shí)間，提高設(shè)備功率利用率和工作效率。而在機(jī)械控制的鉆機(jī)上是很難達(dá)到這一要求的。 本節(jié)所介紹的恒功率控制系統(tǒng)是以液壓伺服調(diào)排量裝置為核心達(dá)到恒功率控制目的的，因而稱之為液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)。第41頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)的功能 根據(jù)鉆機(jī)工作負(fù)荷特點(diǎn)，本液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能： （1）隨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作負(fù)荷的增減，系統(tǒng)能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)恒功率控制 ； （2）因系統(tǒng)功率較大，損失能量要小，系統(tǒng)效率要高，應(yīng)采用容積調(diào)速回路； （3）因?yàn)樨?fù)荷的變化范圍較大，要求

44、調(diào)速范圍要大。 （4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求正反轉(zhuǎn)，因而選用雙向變量泵與雙向馬達(dá)閉式回路。第42頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)的組成及工作原理圖7.8所示為鉆機(jī)液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)圖。該系統(tǒng)由三套油路組成。主系統(tǒng)是高壓系統(tǒng)，由雙向變量泵1及雙向變量馬達(dá)2組成，它驅(qū)動(dòng)鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)，主系統(tǒng)的壓力油路通過(guò)梭閥3與恒功率控制閥4的主油口連通?？刂葡到y(tǒng)由低壓定量泵5供油，其最大工作壓力由溢流閥6調(diào)定，通過(guò)三位四通電磁閥7控制油流方向，其壓力油路通過(guò)梭閥9與恒功率控制閥4的控制油口連通，其作用是控制先導(dǎo)閥閥芯位移的大小和方向，其控制壓力稱為p控約在04.5MPa之間，二位二通電磁閥8控制泵5的卸荷與工作。

45、操縱系統(tǒng)由低壓定量泵10供油，其最大工作壓力由溢流閥11調(diào)定，其作用是操縱隨動(dòng)閥跟蹤，其操縱壓力稱為p操約為1.5MPa。操縱油泵10還可以通過(guò)單向閥14、15為閉式回路補(bǔ)油。主油路的最高工作壓力通過(guò)或門(mén)型梭閥3由先導(dǎo)式溢流閥13調(diào)定。工作原理見(jiàn)動(dòng)畫(huà)演示。 動(dòng)畫(huà)演示動(dòng)畫(huà)演示圖圖7.8 鉆機(jī)液壓伺服恒功率系統(tǒng)鉆機(jī)液壓伺服恒功率系統(tǒng)1-雙向變量油泵；雙向變量油泵；2-雙向變量馬達(dá)；雙向變量馬達(dá)；3、9-或門(mén)型梭閥或門(mén)型梭閥；4-恒功率閥；恒功率閥；5-控制油泵；控制油泵；6、11、13-溢流閥；溢流閥；7-三位四通電磁換向閥；三位四通電磁換向閥；8-二位二通卸荷閥；二位二通卸荷閥；10-操縱操縱油

46、泵（補(bǔ)油泵）；油泵（補(bǔ)油泵）；12-液壓伺服變量機(jī)構(gòu)；液壓伺服變量機(jī)構(gòu)；14、15-單單向閥向閥第43頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué) 力矩與轉(zhuǎn)速的變化過(guò)程為： 若T、p主、p控、SVn，得 T ，則n 若 T、p主、p控、SVn，得 T ，則n 從而得 PTnTnC， C代表常數(shù)即恒定功率。第44頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)性能分析本液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)主要由下列基本回路組成：雙向軸向柱塞式變量泵1雙向變量馬達(dá)2組成閉式調(diào)速回路，恒功率閥式功率恒定回路，液壓伺服變量機(jī)構(gòu)變量與換向回路，三位四通電磁閥式換向回路，操縱油泵與單向閥式雙向補(bǔ)油回路。其主要性能特點(diǎn)是：（1）主系統(tǒng)是高壓系統(tǒng)，由雙

47、向軸向柱塞式變量泵1雙向變量馬達(dá)2組成閉式調(diào)速回路，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的雙向運(yùn)動(dòng)及速度調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍大，系統(tǒng)效率高；（2）控制系統(tǒng)由低壓定量泵5供油，恒功率控制閥4 的主油口通過(guò)梭閥3與主系統(tǒng)的壓力油路連通，同時(shí)恒功率控制閥4的控制油口通過(guò)梭閥9與控制油泵5壓力油路連通，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)溢流口控制先導(dǎo)閥閥芯位移的大小，從而控制隨動(dòng)閥閥芯的位移大小和雙向軸向柱塞式變量泵1每轉(zhuǎn)排量的大??；由于將執(zhí)行元件工作腔的壓力通過(guò)恒功率閥反饋到主油泵的變量控制機(jī)構(gòu)中，提高了控制系統(tǒng)的靈敏度、精度、抗振穩(wěn)定性和工作穩(wěn)定性。通過(guò)恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)使液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速隨扭矩的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，也提高了執(zhí)行元件的功率利用率和工作時(shí)效。第45頁(yè)/共53頁(yè)燕山大學(xué)液壓伺服恒功率控制系統(tǒng)性能分析 （3）三位四通電磁閥7及或門(mén)型梭閥9控制先導(dǎo)閥閥芯位移的方向，從而控制隨動(dòng)閥閥芯的位移方向和雙向油泵的排油方向，從而實(shí)現(xiàn)了雙向定量液壓馬達(dá)的換向； （4）操縱系統(tǒng)由低壓定量泵3供油，其作用是操縱隨動(dòng)閥跟蹤先導(dǎo)閥芯，撥動(dòng)雙向軸向柱塞式變量泵1的斜盤(pán)，改變軸向柱塞泵的沖程。通過(guò)單向閥14、15補(bǔ)油回路，由操縱油泵10還可以為閉式回路補(bǔ)油。 另外，該恒功率伺服控制系統(tǒng)所采用的元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，造價(jià)低，操作及維護(hù)方便。通過(guò)液壓伺服自適應(yīng)控制使液壓馬達(dá)變速過(guò)