液壓傳動第八章

1、第八章 液壓系統(tǒng)分析液壓系統(tǒng)分析液壓系統(tǒng)分析閱讀一個較復雜的液壓系統(tǒng)圖可以按照以下步驟： （1）明確主機的功用、動作以及對于液壓系統(tǒng)的要求；（2）確定系統(tǒng)的類型；（3）對于一定的操作，分析油流循環(huán)路線和執(zhí)行元件產(chǎn)生的動作；（4）分析各個元件的作用，并搞清在什么時候起作用；（5）對系統(tǒng)進行評價，找出系統(tǒng)的特點。第一節(jié)第一節(jié) 液壓系統(tǒng)分類液壓系統(tǒng)分類開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)單泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)單泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)定量系統(tǒng)和變量系統(tǒng)定量系統(tǒng)和變量系統(tǒng)串聯(lián)、并聯(lián)、單連和復聯(lián)系統(tǒng)串聯(lián)、并聯(lián)、單連和復聯(lián)系統(tǒng)調速方式調速方式換向閥的操作方式換向閥的操作方式開式循環(huán)系統(tǒng)、閉式循環(huán)系統(tǒng)開

2、式循環(huán)系統(tǒng)、閉式循環(huán)系統(tǒng)4136527圖8-2 閉式循環(huán)系統(tǒng)圖8-1 開式循環(huán)系統(tǒng)圖8-1 開式循環(huán)系統(tǒng)圖8-2 閉式循環(huán)系統(tǒng)單泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)單泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng) 單泵系統(tǒng)中主機使用一臺液壓泵驅動多單泵系統(tǒng)中主機使用一臺液壓泵驅動多個工作機構，其特點是結構簡單、成本低，個工作機構，其特點是結構簡單、成本低，但由于各個執(zhí)行元件要求的壓力和流量不同，但由于各個執(zhí)行元件要求的壓力和流量不同，原動機的功率難以得到充分的利用。原動機的功率難以得到充分的利用。 多泵系統(tǒng)是液壓系統(tǒng)中有兩臺以上的液多泵系統(tǒng)是液壓系統(tǒng)中有兩臺以上的液壓泵，各泵可以單獨驅動一個執(zhí)行機構，又壓泵，各泵可以單獨驅動一個執(zhí)行機構，又可

3、以多泵合流驅動一個執(zhí)行機構，以提高執(zhí)可以多泵合流驅動一個執(zhí)行機構，以提高執(zhí)行機構的速度，還可以實現(xiàn)復合動作（主機行機構的速度，還可以實現(xiàn)復合動作（主機同時有兩個以上的動作），以提高生產(chǎn)率。同時有兩個以上的動作），以提高生產(chǎn)率。多泵系統(tǒng)比單泵系統(tǒng)功率利用率高，但造價多泵系統(tǒng)比單泵系統(tǒng)功率利用率高，但造價也高。也高。定量系統(tǒng)和變量系統(tǒng)定量系統(tǒng)和變量系統(tǒng)系統(tǒng)中采用了定量元件被稱為定量系統(tǒng)。系統(tǒng)中采用了定量元件被稱為定量系統(tǒng)。定量系統(tǒng)特點是結構簡單、成本低，但定量系統(tǒng)特點是結構簡單、成本低，但在功率利用率方面不太合理，特別是單在功率利用率方面不太合理，特別是單泵定量系統(tǒng)，功率利用率比較差。泵定量系統(tǒng)，

4、功率利用率比較差。系統(tǒng)中采用了變量元件就叫變量系統(tǒng)。系統(tǒng)中采用了變量元件就叫變量系統(tǒng)。變量系統(tǒng)，特別是恒功率變量系統(tǒng)使原變量系統(tǒng)，特別是恒功率變量系統(tǒng)使原動機的功率利用充分，得到較為理想的動機的功率利用充分，得到較為理想的特性。特性。 串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)圖8-3 串聯(lián)系統(tǒng)圖8-4 并聯(lián)系統(tǒng)圖8-3 串聯(lián)系統(tǒng)圖8-4 并聯(lián)系統(tǒng)單聯(lián)系統(tǒng)、復聯(lián)系統(tǒng)單聯(lián)系統(tǒng)、復聯(lián)系統(tǒng)圖8-5 單聯(lián)系統(tǒng)圖8-6 復聯(lián)系統(tǒng)12345612346785圖8-5 單聯(lián)系統(tǒng)圖8-6 復聯(lián)系統(tǒng)調速方式調速方式 液壓系統(tǒng)中調速方式可以分為有級調速和無級調速，液壓系統(tǒng)中調速方式可以分為有級調速和無級調速，無級調速又

5、可以分為節(jié)流調速、容積調速、容積節(jié)無級調速又可以分為節(jié)流調速、容積調速、容積節(jié)流調速流調速3 3種形式。種形式。有級調速用在多泵或多馬達的系統(tǒng)中，特點是效率高，有級調速用在多泵或多馬達的系統(tǒng)中，特點是效率高，比容積調速造價要低，調速特性比較差。比容積調速造價要低，調速特性比較差。節(jié)流調速的特點是結構簡單、造價低廉、維護方便、節(jié)流調速的特點是結構簡單、造價低廉、維護方便、調速范圍大，微調性能好，缺點是由于節(jié)流損失和溢調速范圍大，微調性能好，缺點是由于節(jié)流損失和溢流損失造成效率低，發(fā)熱高。節(jié)流調速適合小功率或流損失造成效率低，發(fā)熱高。節(jié)流調速適合小功率或不常調速的的場合。不常調速的的場合。容積調速

6、回路是通過改變液壓泵或液壓馬達的排量來容積調速回路是通過改變液壓泵或液壓馬達的排量來實現(xiàn)無級調速的，它不需要節(jié)流和溢流，所以效率高實現(xiàn)無級調速的，它不需要節(jié)流和溢流，所以效率高發(fā)熱少，功率利用合理，但調速范圍比節(jié)流調速小，發(fā)熱少，功率利用合理，但調速范圍比節(jié)流調速小，微調性能不如節(jié)流調速好，且結構復雜，造價高。容微調性能不如節(jié)流調速好，且結構復雜，造價高。容積調速適用大功率液壓系統(tǒng)。積調速適用大功率液壓系統(tǒng)。換向閥的操作方式換向閥的操作方式換向閥的操作方式有直動式和先換向閥的操作方式有直動式和先導操作兩大類，直動式的有電磁導操作兩大類，直動式的有電磁閥、行程閥、手動換向閥等；先閥、行程閥、手動

7、換向閥等；先導操作中又分為節(jié)流式先導操作導操作中又分為節(jié)流式先導操作和減壓式先導操作。小功率的液和減壓式先導操作。小功率的液壓系統(tǒng)一般都采用直動操作，大壓系統(tǒng)一般都采用直動操作，大功率的液壓系統(tǒng)往往采用先導操功率的液壓系統(tǒng)往往采用先導操作。作。 第二節(jié)第二節(jié) 組合機床動力滑臺液組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)壓系統(tǒng)組合機床是由通用部件和部分專用部件組組合機床是由通用部件和部分專用部件組成的高效、專用、自動化程度較高的機床。成的高效、專用、自動化程度較高的機床。它能完成鉆、擴、鉸、鏜、銑、攻絲等工它能完成鉆、擴、鉸、鏜、銑、攻絲等工序以及工作臺轉位、定位、卡緊、輸送等序以及工作臺轉位、定位、卡緊、輸送等

8、輔助動作，可用來組成自動線。輔助動作，可用來組成自動線。這里只介紹組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)。這里只介紹組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)。動力滑臺上一般安裝著各種旋轉著的刀具，動力滑臺上一般安裝著各種旋轉著的刀具，其液壓系統(tǒng)的功能是使這些刀具作軸向進其液壓系統(tǒng)的功能是使這些刀具作軸向進給運動，并完成一定的動作循環(huán)。給運動，并完成一定的動作循環(huán)。YT4543YT4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)工型動力滑臺液壓系統(tǒng)工作原理作原理 8910113YA121YA2YA13141515圖8-7 YT4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)0快 退停止原位留停二工進快 進一工進23467該液壓系統(tǒng)特點該液壓系統(tǒng)特點 限壓式變量泵和進油

9、調速回路組成的容限壓式變量泵和進油調速回路組成的容積節(jié)流調速回路積節(jié)流調速回路差動連接快速運動回路差動連接快速運動回路電液換向閥的換向回路電液換向閥的換向回路由行程閥、電磁閥和液控行程閥聯(lián)合控由行程閥、電磁閥和液控行程閥聯(lián)合控制的速度切換回路制的速度切換回路用中位為用中位為M M型機能的電液換向閥的卸荷回型機能的電液換向閥的卸荷回路等。路等。 動力滑臺液壓系統(tǒng)特點動力滑臺液壓系統(tǒng)特點1.1.采用了限壓式變量泵和調速閥組成的采用了限壓式變量泵和調速閥組成的容積節(jié)流調速回路。它既滿足系統(tǒng)調速容積節(jié)流調速回路。它既滿足系統(tǒng)調速范圍大，低速穩(wěn)定性好的要求，又提高范圍大，低速穩(wěn)定性好的要求，又提高了系統(tǒng)

10、的效率。進給時，回油路上增加了系統(tǒng)的效率。進給時，回油路上增加了一個背壓閥，這樣作一方面是為了改了一個背壓閥，這樣作一方面是為了改善速度穩(wěn)定性（避免空氣滲入系統(tǒng)，提善速度穩(wěn)定性（避免空氣滲入系統(tǒng)，提高傳動剛度），另一方面是為了使滑臺高傳動剛度），另一方面是為了使滑臺能承受一定的和運動方向一致的切削力。能承受一定的和運動方向一致的切削力。動力滑臺液壓系統(tǒng)動力滑臺液壓系統(tǒng)2.2.采用限壓式變量泵和差動連接兩個采用限壓式變量泵和差動連接兩個措施實現(xiàn)快進，這樣既能得到較高的措施實現(xiàn)快進，這樣既能得到較高的快進速度，又不致使系統(tǒng)效率過低?？爝M速度，又不致使系統(tǒng)效率過低。動力滑臺快進和快退速度都是最大進動

11、力滑臺快進和快退速度都是最大進給速度的給速度的1010倍，泵的流量自動變化，倍，泵的流量自動變化，即在快速行程時輸入最大流量，工進即在快速行程時輸入最大流量，工進時只輸出與液壓缸需要相適應的流量，時只輸出與液壓缸需要相適應的流量，死擋塊停留時只輸出補償泄漏所需的死擋塊停留時只輸出補償泄漏所需的流量。系統(tǒng)無溢流損失，效率高。流量。系統(tǒng)無溢流損失，效率高。動力滑臺液壓系統(tǒng)動力滑臺液壓系統(tǒng)3.3.采用行程閥和液控順序閥使快進轉采用行程閥和液控順序閥使快進轉換為工進，動作平穩(wěn)可靠，轉換的位換為工進，動作平穩(wěn)可靠，轉換的位置精度比較高，兩個工進之間的換接置精度比較高，兩個工進之間的換接則由于兩者速度都較

12、低，采用電磁閥則由于兩者速度都較低，采用電磁閥完全能保證換接精度。完全能保證換接精度。動力滑臺液壓系統(tǒng)動作循環(huán)表動力滑臺液壓系統(tǒng)動作循環(huán)表元件動作1YA2YA3YA壓力繼電器行程閥快進+-導通一工進+-切斷二工進+-+-切斷死擋塊停留+-+切斷快退-+-切斷導通原位停止-導通第三節(jié)第三節(jié) 液壓壓力機液壓系統(tǒng)液壓壓力機液壓系統(tǒng)明確主機對于液壓系統(tǒng)的要求明確主機對于液壓系統(tǒng)的要求從執(zhí)行元件開始，逐個認定系統(tǒng)圖中所用的各從執(zhí)行元件開始，逐個認定系統(tǒng)圖中所用的各個液壓元件個液壓元件依動作循環(huán)的各個工況，列寫出油的流動路線依動作循環(huán)的各個工況，列寫出油的流動路線在分析液壓系統(tǒng)時，總結該系統(tǒng)的特點在分析液

13、壓系統(tǒng)時，總結該系統(tǒng)的特點該主機對液壓系統(tǒng)的要求該主機對液壓系統(tǒng)的要求1為完成一般的壓制工藝，要求主缸(上液壓缸)驅動上滑塊能實現(xiàn)“快速下行慢速加壓保壓延時卸壓快速返回原位停止”的工作循環(huán)；要求頂出缸驅動下滑塊實現(xiàn)“向上頂出停留向下退回原位停止”的動作循環(huán)。 3壓力機在工作過程中，空行程和加壓行程的速度差異非常大，則需要的流量差異也就比較大，而且在空行程和加壓行程中壓力也相差懸殊。因此要求功率利用合理，工作平穩(wěn)，安全可靠。2液壓系統(tǒng)中的壓力要能保證產(chǎn)生較大的壓制力，并能方便調節(jié)。4YA203213SQ2SQ1SQ165YA1YA9810主缸151411754672YA1213圖8-8 YT32

14、-200型四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)圖頂出缸1718213YA197YA32-200YA32-200型型四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)特點四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)特點采用高壓大流量恒功率變量泵供油，既符合工采用高壓大流量恒功率變量泵供油，既符合工藝要求，又節(jié)省能量藝要求，又節(jié)省能量利用活塞滑塊自重的作用實現(xiàn)快速下行，并用利用活塞滑塊自重的作用實現(xiàn)快速下行，并用充液閥對主缸充液。這種快速運動回路結構簡充液閥對主缸充液。這種快速運動回路結構簡單，使用元件少。單，使用元件少。采用單向閥采用單向閥1313保壓。為了減少由保壓轉換為快保壓。為了減少由保壓轉換為快速回路時的液壓沖擊，采用卸荷閥速回路時的液壓沖擊，采用卸

15、荷閥1111和帶卸載和帶卸載小閥芯的液控單向閥小閥芯的液控單向閥1414組成的泄壓回路組成的泄壓回路頂出缸與主缸運動互鎖。只有換向閥頂出缸與主缸運動互鎖。只有換向閥6 6處于中位，處于中位，主缸不運動時，壓力油才能進入閥主缸不運動時，壓力油才能進入閥2121，使頂出，使頂出缸運動。這是一種安全措施。缸運動。這是一種安全措施。第四節(jié)第四節(jié) 汽車起重機液壓系統(tǒng)汽車起重機液壓系統(tǒng)起升機構要求能調速且微調性能好，以適應安裝就位作業(yè)的需要，此外還有下降限速、定位鎖緊的要求 支腿在起重作業(yè)中和行駛過程中防止出現(xiàn)“軟腿”、行駛過程中自行下落，在起重作業(yè)中要防止出現(xiàn)對支腿的誤操作 對液壓系統(tǒng)對液壓系統(tǒng)有以下要

16、求有以下要求 變幅機構和動臂伸縮機構有下降限速和定位鎖緊的要求 圖8-9 Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)圖圖8-9 Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)圖452167389101112131415161718ABCDEFQ2-8Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)特點汽車起重機液壓系統(tǒng)特點該起重機是小型起重機，馬達的驅動部件該起重機是小型起重機，馬達的驅動部件制動問題不突出，故沒有設置緩沖補油回制動問題不突出，故沒有設置緩沖補油回路，這樣使系統(tǒng)結構簡單、造價低廉路，這樣使系統(tǒng)結構簡單、造價低廉 起升機構沒有設置有級調速回路，起升機起升機構沒有設置有級調速回路，起升機構的調速主要是通過調節(jié)發(fā)動機的油門來構的調速主要是通

17、過調節(jié)發(fā)動機的油門來實現(xiàn)，微調性可利用換向閥節(jié)流調速來保實現(xiàn)，微調性可利用換向閥節(jié)流調速來保證，同樣也是為了降低造價證，同樣也是為了降低造價 Q2-8Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)特點汽車起重機液壓系統(tǒng)特點工作機構采用統(tǒng)一的專用平衡閥，將鎖工作機構采用統(tǒng)一的專用平衡閥，將鎖緊與限速的功能合用一個元件來完成緊與限速的功能合用一個元件來完成 系統(tǒng)采用了鎖緊回路和制動器，不僅滿系統(tǒng)采用了鎖緊回路和制動器，不僅滿足了工作要求，還提高了安全性足了工作要求，還提高了安全性 系統(tǒng)中六個換向閥串聯(lián)，油路循環(huán)路線系統(tǒng)中六個換向閥串聯(lián)，油路循環(huán)路線比較長，壓力損失比較大比較長，壓力損失比較大 第五節(jié)第五節(jié) 輪式裝載機

18、液壓系統(tǒng)輪式裝載機液壓系統(tǒng) 1 1 輪式裝載機采用液壓轉向，轉向油路要求流輪式裝載機采用液壓轉向，轉向油路要求流量穩(wěn)定；量穩(wěn)定；2 2 為了卸土卸得干凈，鏟斗要能自由落體運動，為了卸土卸得干凈，鏟斗要能自由落體運動，以便產(chǎn)生振斗動作，卸土開始翻斗時油缸小腔壓以便產(chǎn)生振斗動作，卸土開始翻斗時油缸小腔壓力比較高，應防止過載，自動翻斗后小腔應能夠力比較高，應防止過載，自動翻斗后小腔應能夠補油；補油；3 3 為了滿足裝卸作業(yè)，在換向閥處于中位時應能為了滿足裝卸作業(yè)，在換向閥處于中位時應能使動臂停留在任意位置，另一方面為了滿足平整使動臂停留在任意位置，另一方面為了滿足平整作業(yè)，動臂應能夠浮動；作業(yè)，動臂

19、應能夠浮動；4 4裝載機的工裝在工作中要防止點頭現(xiàn)象的發(fā)生裝載機的工裝在工作中要防止點頭現(xiàn)象的發(fā)生; ;5 5為了減少能量損失，減少系統(tǒng)發(fā)熱，應盡量減為了減少能量損失，減少系統(tǒng)發(fā)熱，應盡量減少溢流時間。少溢流時間。 4152367891011121314圖8-10 ZL50裝載機液壓系統(tǒng)圖圖8-10 ZL50裝載機液壓系統(tǒng)圖p1p2p311ABCZL50ZL50輪式輪式裝載機液壓系統(tǒng)的特點裝載機液壓系統(tǒng)的特點1 1.兩個工裝換向閥為串并聯(lián)，適合各種作兩個工裝換向閥為串并聯(lián)，適合各種作業(yè)方式；業(yè)方式；2 2.采用三泵系統(tǒng)，用雙泵單路穩(wěn)流閥，不采用三泵系統(tǒng)，用雙泵單路穩(wěn)流閥，不僅保證了轉向流量的穩(wěn)

20、定，在發(fā)動機高速僅保證了轉向流量的穩(wěn)定，在發(fā)動機高速時，工作油泵的流量大，可以提高生產(chǎn)率；時，工作油泵的流量大，可以提高生產(chǎn)率；3 3.工裝換向閥配有單向閥，有效地解決了工裝換向閥配有單向閥，有效地解決了“點頭點頭”問題；問題；4 4.系統(tǒng)裝有自動復位裝置，使安全閥很少系統(tǒng)裝有自動復位裝置，使安全閥很少溢流，大大降低了能量損失。溢流，大大降低了能量損失。YW-60YW-60履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)履帶式挖掘機液壓系統(tǒng) 1 1 動臂、斗桿、鏟斗要能單獨動作動臂、斗桿、鏟斗要能單獨動作, ,又能復合動作；又能復合動作；2 2 在挖掘機的作業(yè)過程中，工作裝置的動作和回轉機構的在挖掘機的作業(yè)過程中，工作裝

21、置的動作和回轉機構的動作既能單獨進行又能復合動作；動作既能單獨進行又能復合動作；3 3 為保證生產(chǎn)率，單獨動作速度比復合動作速度高一倍；為保證生產(chǎn)率，單獨動作速度比復合動作速度高一倍；4 4 挖掘機的左右行走要求獨立驅動，以便能夠轉向；同時挖掘機的左右行走要求獨立驅動，以便能夠轉向；同時也要能夠復合動作（同步動作）以保證行走的直線性能；也要能夠復合動作（同步動作）以保證行走的直線性能；5 5 挖掘機的挖掘阻力多變，且無法事先確定，故需要自動挖掘機的挖掘阻力多變，且無法事先確定，故需要自動無級調速，以保證充分利用發(fā)動機的功率；無級調速，以保證充分利用發(fā)動機的功率；6 6 要求液壓系統(tǒng)安全可靠，各

22、個作業(yè)油缸具有良好的過載要求液壓系統(tǒng)安全可靠，各個作業(yè)油缸具有良好的過載保護，回轉機構和行走機構要有可靠的制動和限速措施保護，回轉機構和行走機構要有可靠的制動和限速措施7 7 為使系統(tǒng)持續(xù)工作，要求油溫低于為使系統(tǒng)持續(xù)工作，要求油溫低于8585，溫升低于，溫升低于45458 8 為了減輕司機的操作疲勞，最好采用先導操作或電液伺為了減輕司機的操作疲勞，最好采用先導操作或電液伺服操作服操作 13-回轉馬達 14-緩沖補油限速閥 15-多路換向閥（兩組） 16-單向節(jié)流閥 17-動臂缸 18-斗桿缸 19-鏟斗缸 20-手動減壓閥式先導閥 21-轉換閥13-回轉馬達 14-緩沖補油限速閥 15-多路

23、換向閥（兩組） 16-單向節(jié)流閥 17-動臂缸 18-斗桿缸 19-鏟斗缸 20-手動減壓閥式先導閥 21-轉換閥1-操縱液壓泵 A、B-雙聯(lián)液壓泵 4-蓄能器 5-電磁閥 6-冷卻用液壓馬達 7-冷卻風扇 8-散熱器 9、10-濾油器 11-行走馬達（兩個） 12-中型回轉接頭1-操縱液壓泵 A、B-雙聯(lián)液壓泵 4-蓄能器 5-電磁閥 6-冷卻用液壓馬達 7-冷卻風扇 8-散熱器 9、10-濾油器 11-行走馬達（兩個） 12-中型回轉接頭10109 98 87 76 61111圖8-11 YW-60挖掘機液壓系統(tǒng)圖圖8-11 YW-60挖掘機液壓系統(tǒng)圖鏟斗鏟斗5 53 34 4A AB B1 12121回轉回轉斗 桿斗 桿回轉回轉1515動 臂動 臂鏟斗鏟斗201212161617171313191914141818三、三、YW-60YW-60履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)系統(tǒng)的特點系統(tǒng)的特點 系統(tǒng)采用了液壓聯(lián)系的總功率變量泵，能系統(tǒng)采用了液壓聯(lián)系的總功率變量泵，能夠充分利用發(fā)動機的功率；夠充分利用發(fā)動機的功率； 采用了減壓閥式先導操作，在操作時既輕采用了減壓閥式先導操作，在操作時既輕便又有操作力和位置的感覺；便又有操作力和位置的感覺； 系統(tǒng)采