典型液压系统原理分析(大学课件).ppt

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1、液压系统由基本回路组成，它表示一个系统的基本工作原理，即系统执行元件所能实现的各种动作。液压系统图都是按照标准图形符号绘制的，原理图仅仅表示各个液压元件及它们之间的连接与控制方式，并不代表它们的实际尺寸大小和空间位置。,教学要求,重点难点,本章目录,第八章 典型液压系统,了解液压技术在国民经济各行各业中的应用；熟悉各种液压元件在液压系统中的作用及各种基本回路的构成；掌握液压元件的结构、工作原理、特点和各种基本回路的应用；熟悉液压系统的控制方式、职能符号及其相关标准，多读多练；熟悉各典型液压系统的工作原理及特点。,教学要求,重点难点,液压系统的阅读方法和步骤；液压系统中液压元件的工作原理、作用，

2、液压系统中所有液压元件之间的联系；将液压系统划分为若干个液压基本回路，液压系统的工作循环，各种基本回路的应用；写出电磁铁动作循环表（传动链或等效油路图）。,本章目录,第二节 YT4543型液压动力滑台液压系统,第三节 MLS3-170型采煤机及其液压牵引系统,第四节 日立EX400单斗全液压挖掘机液压系统,第五节 YB200压力机液压系统,第六节 SZ250/160塑料注射机液压系统,第一节 液压系统图的阅读和分析方法,第一节 液压系统图的阅读和分析方法,液压系统图的阅读 要能正确而又迅速地阅读液压系统图，首先必须掌握液压元件的结构、工作原理、特点和各种基本回路的应用，了解液压系统的控制方式、

3、职能符号及其相关标准。其次，结合实际液压设备及其液压原理图多读多练，掌握各种典型液压系统的特点。阅读液压系统图步骤：1 全面了解设备功能、工作循环和对液压系统提出的各种要求。2 仔细研究液压系统中所有液压元件及它们之间的联系，弄清各个液压元件的类型、原理、性能和功用。3 分析并写出各执行元件动作循环和相应的油液所经过的路线。,液压系统图的分析 在读懂液压系统图的基础上，还必须进一步对该系统进行一些分析，这样才能评价液压系统的优缺点，使设计的液压系统性能不断完善。液压系统图的分析应注意：1 液压基本回路的确定是否符合主机的动作要求；2 主油路之间、主油路与控制油路之间有无矛盾和干涉现象；3 液压

4、元件的代用、变换和合并是否合理、可行；4 液压系统性能的改进方向。,第二节 YT4543动力滑台液压系统,组合机床动力滑台液压系统概述,YT4543液压动力滑台功能,组合机床是由通用部件和专用部件组成的高效专用、自动化程度较高的机床。它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等加工工序和工作台转位、定,位、夹紧、输送等辅助动作。动力滑台是组合机床的通用部件，上面安装有各种旋转刀具，通过液压系统可使这些刀具按一定动作循环完成轴向进给运动。,2023年5月22日星期一,湖南工程学院液压与气压传动,YT4543型动力滑台动作循环,快进-工进-死挡铁停留-快退-原位停止 快进-一工进-二工进-死挡铁停留-快退-

5、原位停止 YT4543型动力滑台液压系统组成 1）由限压式变量叶片泵供油；2）用电液换向阀换向；3）用行程阀实现快进速度和工进速度的切换；4）用电磁阀实现两种工进速度的切换；5）用调速阀使进给速度稳定。,最大进给力：45kN 运动速度：快速运动 6.5m/min、工进速度 6.6mm/min 最大行程：1m(4号长度）定位精度：0.02mm,YT4543型动力滑台参数,组合机床动力滑台液压系统工作原理,液压缸差动联接和变量泵以实现快速运动。,按下启动按钮，三位五通电液动换向阀5 的先导电磁换向阀1YA 得电，使之阀芯右移，左位进入工作状态。,差动快进,用行程阀、液控顺序阀实现快进与工进的转换。

6、,当快进行程结束，滑台上的挡铁压下行程阀。,一工进,二工进,二位二通电磁换向阀实现一工进和二工进之间速度的换接。,当一工进结束，滑台上的挡铁压下行程开关使3YA通电。,为保证进给的尺寸精度，采用了死挡铁停留来限位。,当动力滑台第二次工作进给终了碰上死挡铁，液压缸停止不动，系统的压力进一步升高，达到压力继电器15的调定值时，经过时间继电器的延时，再发出电信号，使滑台退回。,死挡铁停留,在时间继电器延时动作前，滑台停留在死挡块限定的位置上。,时间继电器发出电信号后，电液换向阀右位工作。,这时系统的压力较低，变量泵2 输出流量大，动力滑台快速退回。由于活塞杆的面积大约为活塞的一半，所以动力滑台快进和

7、快退的速度大致相等。,快退,当动力滑台退回到原始位置时，挡块压下行程开关，电液换向阀处于中位，动力滑台停止运动，变量泵卸荷。,原位停止,电磁铁动作顺序表,采用了限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，保证了稳定的低速运动，有较好的速度刚性和较大的调速范围。回油路上的背压阀使滑台能承受负值负载；采用限压式变量泵和液压缸的差动连接实现快进，能量利用合理；采用了行程阀和顺序阀实现快进和工进的换接，动作可靠，转换位置精度高；采用了三位五通 M型中位机能的电液换向阀换向，提高了换向平稳性，减少了能量损失。,组合机床动力滑台液压系统特点,第三节 MLS3-170型采煤机及其液压牵引系统,MLS3-170型

8、采煤机概述,图为 MLS3-170型采煤机外形结构示意图，在割煤滚筒1的螺旋形叶片上装有截齿，当滚筒在煤壁内旋转时、便可将煤切下，并装入工作面刮板输送机2的溜槽中运走。采煤机骑在输送机的槽帮 上。沿工作面全长有一条张紧的牵引锚链，它与采煤机牵引部的牵引链轮9相啮和，链轮转动，就牵引着采煤机沿煤壁往复运动，连续采煤。,MLS3-170型采煤机液压牵引系统工作原理,如图示为MLS3-170型采煤机液压牵引系统，主泵1为具有恒功率变量机构的斜轴式轴向柱塞泵，马达2为与主泵同规格的斜轴式定量柱塞马达。主泵恒功率变量机构的结构包括泵位调节器、液压恒功率调节器和电机恒功率调节器三个部分。液压恒功率调节器1

9、7由装在开关活塞16中的一个小柱塞17.1和平衡弹簧17.2构成。电机恒功率调节器18包括一个行程可调的小活塞和一个三位四通电磁阀18.2。,恒速运动,当开关阀11位下位时，开关活塞右移（收缩），松开V形槽板（解锁），系统便以给定的牵引速度和牵引方向开始工作。,液压缸12由电磁阀19控制。阀19同时还控制齿条活塞液压缸20，通过齿轮、丝杆调节泵位调节器，以调定牵引速度。由于开关阀11操纵缸的控制油液是通过齿条活塞的中心轴向外输送的，因此，阀19启动后，首先就推动操纵液压缸打开开关阀11解锁，然后才使齿条活塞运动，给定牵引速度或换向。,速度换接,停止,开关活塞16的位置由开关阀11控制。开关阀位

10、于上位时，开关活塞左移（外伸），压迫V形槽板，使泵位调节器回零（上锁），系统停止牵引。,防止反向运转,为了避免换向操作时系统突然反向运转，在丝杠轴上装有一个开关圆盘23，盘周边开有一个缺口，当插销落入此缺口时，信号灯亮，电磁阀19的电源切断，表示主泵已到达零位，系统原方向的牵引运动停止，然后继续反向摇手柄或启动反向按钮，实现系统换向和给定牵引速度。,快速保护,超压关闭阀8和高压安全阀9用于系统超压时的快速保护。当系统压力达到其额定压力（15MPa）时，超压关闭阀8下位工作，泵3来的油断路。开关阀上位工作，开关活塞16左腔通油箱，开关活塞16迅速上锁，系统停止牵引；同时系统的高压油经阀8、阀5回

11、油箱。高压油路压力降低，超压关闭阀又自动复位，使系统又处于待启动状态。如果超压关闭阀由于故障而在调 定压力下不能及时动作，则系统压力将继续升高 而使高压安全阀9开启（调定压力大于15MPa）溢流，保护系统；,热交换回路,辅助泵3、单向阀组、节流阀4、背压阀5与冷却器14构成了系统的热交换回路。背压阀5的调定压力为1.5MPa,为系统提供低压控制油液，为系统提供低压控制 油液，溢流阀10的调 定压力为2.5MPa。手动充油泵6给系统 启动前充油，同时经 排气孔7排除系统中 残留的气体。,MLS3-170型采煤机液压牵引系统特点,采煤机上行采煤时，泵向马达供油，马达正转，绞车缠绕钢丝绳；正常工作时

12、绞车钢丝绳和采煤机牵引线速度相等，系统压力恒定。若有微小差异，系统压力有变化，恒压泵可自动调节绞盘转速使二者线速度相同；若采煤机突然下滑则液压马达处于泵状态，系统压力升高，钢丝绳牵引力加大防止采煤机下滑。若下滑超速时，泵和采煤机停止运转，液压机械系统使绞车制动；采煤机下行采煤时泵保持恒压，马达也处于泵状态，此时采煤机的牵引速度和绞车放绳速度一致。,第四节 日立EX400单斗全液压挖掘机液压系统,液压挖掘机概述,液压挖掘机的发展非常迅速。目前采用电子控制负荷传感系统的最新型的液压挖掘机，将液压系统、电子系统和其它机械系统合并成一个集成组件，即机电一体化系统。由于具有先进的智能技术，司机在操纵挖掘

13、机时，可根据作业工况选择合适的功能模式，使可自动进行合适的挖掘作业，并具有极高的可靠性，大大提高生产率，减轻了操作人员的劳动强度。,单斗液压挖掘机的组成及作业程序,单斗液压挖掘机工作工程由动臂升降、斗杆收放、铲斗转动、平台回转、整机行走等动作组成。为了提高作业效率，在一个循环作业中可以组成复合动作。1.挖掘作业 铲斗和斗杆复合进行工作。2.回转作业 动臂提升同时平台回转。3.卸料作业 斗杆和铲斗工作同时大臂可调整位 置高度。4.返回 平台回转、动臂和斗杆配合回到挖掘开 始位置，进入下一个挖掘循环，在挖掘过程中 应避免平台回转。单斗液压挖掘机示意图和作业程序,单斗液压挖掘机示意图,1铲斗 2铲斗

14、缸 3斗杆 4斗杆缸 5动臂 6动臂缸 7回转机械 8行走机构,单斗液压挖掘机作业程序,单斗液压挖掘机及液压系统的主要参数,双泵双回路单斗液压挖掘机液压系统,图示是单斗式液压挖掘机的定量型双泵双回路液压系统原理图，其主要性能参数：单铲斗容量1m3，发动机功率110KW，系统工作压力28MPa。,无干扰动作,多路阀、分别由三个手动换向阀组成串联回路，泵1、2分别向多路阀、控制的液动机供油，从而是分属于两回路中的任意两机构，在轻载及重载下都能实现无干扰的同时动作。,快速动作,一般挖掘机的动臂、斗杆机构常需要快速动作，因此设置了合流阀13。当阀13左位工作时，两泵并联合流，共同向动臂、斗杆缸16、1

15、5供油。此挖掘机的生产效率机器发动机的功率利用率较高。左、右行走马达5、6也分别属于两回路，因此，即使左、右行走机构的阻力不等，也易保证挖掘行走的直线性。,快慢速转换,左、右行走马达均为双排柱塞的内曲线马达，阀7可使两排柱塞实现串、并联的转换，从而达到快、慢两档速度的转换。,制动,在各换向阀与相应液压动机之间皆装有缓冲阀23，做各分支回路的安全、制动阀用。行走、回转机构的惯性很大，制动时经装在相应液压马达附近的单项阀补油，为保证可靠补油，还装有背压阀19，调整压力为0.7MPa。动臂、斗杆和铲斗机构中还装有单向节流阀17，防止这些机构在自重作用下超速下降。限速阀10用以防止挖掘机下坡时超速溜坡

16、。溢流阀11、18用以限制泵1、2的最大工作压力。在马达壳体（渗漏腔）上引出两个油口（参见马达3的油路），一油口通过阻尼20与又背压回油路相通，另一油口直接与油箱相通（无背压）防止马达运转时热冲击的发生。使用了阀20，使系统的背压回路仍维持一定背压。,动臂、斗杆和铲斗机构中装有单向节流阀17，防止这些机构在自重作用下超速下降。动臂、斗杆两机构要求短时锁紧，可操纵相应换向阀回中位。限速阀10用以防止挖掘机下坡时超速溜坡。溢流阀11、18用以限制泵1、2的最大工作压力。为了防止热冲击现象发生，在马达壳体（渗漏腔）上引出两个油口（参见马达3的油路），一油口通过阻尼20与又背压回油路相通，另一油口直接

17、与油箱相通（无背压）。流动，还可以冲洗掉壳体内的磨损物。使用了阀20，使系统的背压回路仍维持一定背压。因为履带挖掘机属移动设备，液压油箱不能太大，所以该机设风冷式冷却器21，以保证油温不超过80。,双泵双回路单斗液压挖掘机液压系统特点,返回,第五节 YB32-200压力机液压系统,压力机液压系统概述,压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成型、打包等工艺中广泛应用的压力加工机械。上液压缸驱动上滑块完成快速下行-慢速加压-保压-泄压-快速回程-原位停止的动作循环。下液压缸驱动下滑块完成向上顶出-向下退回-停止的动作循环；在作薄板拉伸时，下液压缸驱动下滑块完成浮动压边下行-停止-顶出的动

18、作循环。,压力机液压系统组成,YB32-200型万能液压机的液压系统组成：上滑块、下滑快、底座、模具、工作缸、顶出缸。参数：最大总作用力 200t，压力32MPa,压力机液压系统以压力控制为主，压力高，流量大，且压力、流量变化大。在满足系统对压力要求的条件下，要注意提高系统效率和防止产生液压冲击。,三梁四柱式压力机,8.2 YB32-200型液压机液压系统,2023年5月22日星期一,湖南工程学院液压与气压传动,8.2 YB32-200型液压机液压系统,三梁四柱式压力机,主油缸：快进、加压、保压、快退。顶出缸：顶出、退回;顶出、浮动。,压力机液压系统工作原理,工作循环,液压泵为恒功率式变量轴向

19、柱塞泵，用来供给系统以高压油，其压力由远程调压阀调定。,主油缸,顶出缸,主缸活塞快速下行,启动按钮，电磁铁1YA通电，先导阀和主缸换向阀左位接入系统，主油路经 液压泵顺序阀主缸换向阀单向阀3 主缸上腔；回油路经主缸下腔液控单向阀2主缸换向阀顶出缸换向阀油箱。这时主缸活塞连同上滑块在自重作用下快速下行，尽管泵已输出最大流量，但主缸上腔仍因油液不足而形成负压，吸开充液阀1，充液筒内的油便补入主缸上腔。,主缸活塞慢速加压,上滑块快速下行接触工件后，主缸上腔压力升高，充液阀1关闭，变量泵通过压力反馈，输出流量自动减小，此时上滑块转入慢速加压。,压力升高，1阀关闭,压力升高，泵流量减小,当系统压力升高到

20、压力继电器的调定值时，压力继电器发出信号使 1YA断电，先导阀和主缸换向阀恢复到中位。此时液压泵通过换向阀中位卸荷，主缸上腔的高压油被活塞密封环和单向阀所封闭，处于保压状态。接受电信号后的时间继电器开始延时，保压延时的时间可在 024min 内调整。,主缸保压延时,主缸泄压后快速返回,保压结束后，时间继电器使电磁铁2YA 通电，先导阀右位接入系统，控制油路中的压力油打开液控单向阀6，使主缸上腔的油液开始泄压。压力降低后预泄换向阀下位接入系统，控制油路使主缸换向阀处于右位工作，实现上滑块的快速返回。其进油路经 液压泵顺序阀主缸换向阀液控单向阀2主缸下腔。回油路经 主缸上腔充液阀1充液筒。充液筒内

21、液面超过预定位置时，多余的油液由溢流管流回油箱。单向阀4用于主缸换向阀由左位回到中位时补油；单向阀5用于主缸换向阀由右位回到中位时排油至油箱。,主缸活塞原位停止,上滑块回程至挡块压下行程开关，电磁铁2YA 断电，先导阀和主缸换向阀都处于中位，这时上滑块停止不动，液压泵在较低压力下卸荷。,顶出缸活塞 向上顶出,电磁铁4YA 通电时，顶出缸换向阀右位接入系统。其进油路经液压泵 顺序阀 主缸换向阀 顶出缸换向阀 顶出缸；回油路经顶出缸上腔 顶出缸换向阀 油箱。,顶出缸活塞向下退回和原位停止,4YA断电、3YA通电时油路换向，顶出缸活塞向下退回。当挡块压下原位开关时，电磁铁3YA断电，顶出缸换向阀处于

22、中位，顶出缸活塞原位停止。,顶出缸活塞浮动压边,薄板拉伸压边时，顶出缸既要保持一定压力，又能随着主缸上滑块一起下降。4YA先通电、再断电，顶出缸下腔的油液被顶出缸换向阀封住。当主缸上滑块下压时，顶出缸活塞被迫随之下行，顶出缸下腔回油经下缸溢流阀流回油箱，从而得到所需的压边力。,压力机液压系统特点,系统采用高压、大流量恒功率变量泵供油和利用上滑块自重加速、充液阀1补油的快速运动回路，功率利用合理；液压机是典型的以压力控制为主的液压系统。本机具有远程调压阀控制的调压回路、使控制油路获得稳定低压2MPa的减压回路、高压泵的低压（约2.5MPa）卸荷回路、利用管道和油液的弹性变形及靠阀、缸密封的保压回

23、路、采用液控单向阀的平衡回路；采用电液换向阀，适合高压大流量液压系统的要求；系统中的两个液压缸各有一个安全阀进行过载保护；两缸换向阀采用串联接法，这也是一种安全措施。,第六节 SZ32-250/160注塑机,注塑机液压系统概述,塑料注射成型机简称注塑机。它将颗粒状的塑料加热成熔融状，用注射装置快速高压注入模腔，保压一段时间，冷却成型为塑料制品。注塑机的工作循环如下：合模注射座前进注射保压冷却（预塑）注射座后退开模顶出制品顶出缸后退合模 以上动作分别由合模缸、注射座移动缸、预塑液压马达、注射缸、顶出缸完成。,要有足够的合模力；要有可调节的合模、开模速度，快慢 速之比达50100；要有可调节的注射

24、压力和注射速度；要有求保压和可调的保压压力；系统应设安全联锁装置；参数：最大注射量：250ml 最大合模力：1600kN,注塑机液压系统要求,注塑机液压系统组成,注塑机采用了液压机械式合模机构。合模液压缸通过对称五连杆机构推动模板进行开模与合模。连杆机构具有增力和自锁作用，依靠连杆弹性变形所产生的预紧力来保证所需的合模力。液压系统多级压力是通过多个远程调压阀获得，压力值大小由压力计26、37示出。多级速度是靠变量泵和节流阀组合而获得。（附液压系统图）,注塑机液压系统图,返回,注塑机液压系统工作原理,关安全门,将注塑机的安全门关上，行程换向阀8恢复常态位置，控制油才得以进入电液换向阀7，合模缸才

25、能动作，开始整个动作循环。,合模,快速合模 电磁铁19YA、3YA、5YA通电，系统压力由阀29调整，液压泵输出的压力油（由于负载小，所以压力低、流量大）经阀3、阀7进入合模缸左腔，推动活塞带动连杆进行快速合模，合模缸右腔的油液经阀7和过滤器9、冷却器40回油箱。,慢速、高压合模 电磁铁5YA、15YA通电，系统压力由高压溢流阀38控制。由于压力高而流量小，利用高压油来进行高压合模，模具闭合并使连杆产生弹性变形，从而牢固地锁紧模具。,慢速、低压合模 电磁铁5YA通电，系统压力由低压远程调压阀35控制，由于是低压合模，缸的推力较小，即使在两个模板间有硬质异物，继续进行合模动作也不致损坏模具表面，

26、从而起保护模具的作用。合模缸的速度受固定节流孔L的影响，因此是慢速移动。,注射座前移,电磁铁8YA、17YA通电，系统压力由阀32调整，液压泵的压力油经阀13进入注射座移动液压缸14的右腔，推动注射座整体向前移动，缸14左腔的油液经阀13和过滤器39、冷却器40回油箱。,注射,注射过程按慢、快、慢三种速度注射。快、慢速注射时系统的压力由阀31调节。,慢速注射 电磁铁8YA、11YA、13YA、16YA通电，液压泵输出的压力油经阀21、阀20进入注射缸17的右腔，缸17左腔的油液经阀16、过滤器39和冷却器40回油箱。由于节流阀20的作用，使注射缸的活塞带动注射螺杆进行慢速注射，注射速度由节流阀

27、20进行调节。,快速注射 电磁铁8YA、13YA、16YA通电，液压泵输出的压力油经阀1、阀19进入注射缸右腔，由于不再经过节流阀20，压力油即可大量进入注射缸17右腔，所以注射缸17左腔回油经阀16回油箱，使注射活塞得到快速运动。,保压,电磁铁8YA、13YA、16YA、18YA通电，系统压力由阀27控制。由于保压时只需要极少的油液，所以系统中的压力高，使液压泵2处于高压、小流量状态下运转。,电磁铁8YA、12YA、14YA通电，液压泵输出的压力油经电液换向阀21、节流阀22驱动预塑液压马达23。液压马达23使螺杆旋转，料斗中的塑料颗粒进入料筒，并被转动着的螺杆带至前端，进行加热塑化。注射缸

28、17右腔的油液在螺杆反推力的作用下，经单向阀19、阀21和阀24回油箱。阀24作背压阀用，其背压力的大小可以调节。同时注射缸左腔产生局部真空，液压马达的部分回油经阀16被吸入注射缸左腔。液压马达的转速可由节流阀22调节。,预塑,防流涎,电磁铁8YA、10YA、17YA通电，系统压力由阀32调节，液压泵输出的压力油经阀16进入注射缸14的右腔，使喷嘴继续与模具保持接触，从而防止了喷嘴端部流涎。,注射座后退,电磁铁9YA、17YA通电，系统压力由阀32调节。液压泵输出的压力油经阀13进入注射座液压缸14的左腔，右腔通油箱，使注射座后退。,开模,慢速开模 电磁铁4YA、15YA通电，系统压力由阀38

29、限定，液压泵输出的压力油经固定节流孔L、阀7、阀9进入合模缸10的右腔，左腔则经阀7回油箱，使液压缸10的活塞后退而完成开模动作。,慢速开模 电磁铁3YA、4YA、19YA通电，系统压力由阀29控制。由于此时液压泵输出的压力油不再经过固定节流孔L，而经过阀3、阀9进入合模缸10的右腔，所以开模速度提高。在开模完成之前，开模速度又减慢，压力降低，以减少冲击。,顶出缸动作,顶出缸前进 电磁铁7YA、17YA通电，系统压力由阀32调定。液压泵输出的压力油经阀11进入顶出缸12左腔，顶出缸右腔则经阀11回油，推动顶出杆顶出制品。,顶出缸后退 电磁铁6YA、17YA通电，液压泵输出的压力油经阀11进入顶

30、出缸12的右腔，顶出缸左腔则经阀11回油，顶出缸后退。,注塑机液压系统特点,采用了液压机械增力合模机构，保证了足够的合模力，防止了高压注射时模具离缝产生塑料溢边；还可采用增压缸合模装置。考虑到塑料品种、制品的几何形状和模具浇注系统不同，因而注射成型过程中的压力和速度是可调的。系统中采用了节流调速回路和多级调压回路；为了使塑料充满容腔而获得精确的形状，同时在塑料制品冷却收缩过程中，熔融塑料可不断补充，以防止充料不足而出现残次品，在注射动作完成后，注射缸仍通压力油来实现保压。为了保证安全，注塑机安全门未关闭时，行程阀8切断了电液动换向阀7左端的控制油路，合模缸左腔不能通压力油，从而合模缸不能合模。,