液压传动教程7－典型液压传动系统（图文教程）

第七章 典型液压传动系统
液压传动系统是根据机械设备的工作要求，选用适当的液压基本回路经有机组合而成。阅读一个较复杂的液压系统图，大致可按以下步骤进行：
(1)了解机械设备工况对液压系统的要求，了解在工作循环中的各个工步对力、速度和方向这三个参数的质与量的要求。
(2)初读液压系统图，了解系统中包含哪些元件，且以执行元件为中心，将系统分解为若干个工作单元。
(3)先单独分析每一个子系统，了解其执行元件与相应的阀、泵之间的关系和哪些基本回路。参照电磁铁动作表和执行元件的动作要求，理清其液流路线。
(4)根据系统中对各执行元件间的互锁、同步、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系以及如何实现这些要求。
(5)在全面读懂液压系统的基础上，根据系统所使用的基本回路的性能，对系统作综合分析，归纳总结整个液压系统的特点，以加深对液压系统的理解。
  液压传动系统种类繁多，它的应用涉及机械制造、轻工、纺织、工程机械、船舶、航空和航天等各个领域，但根据其工作情况，典型液压系统视液压传动系统的工况要求与特点可分为如下几种。
(一) 以速度变换为主的液压系统(例如组合机床系统)
1)能实现工作部件的自动工作循环，生产率较高
2)快进与工进时，其速度与负载相差较大
3)要求进给速度平稳、刚性好，有较大的调速范围
4)进给行程终点的重复位置精度高，有严格的顺序动作
(二)以换向精度为主的液压系统(如磨床系统)
1)要求运动平稳性高，有较低的稳定速度
2)启动与制动迅速平稳、无冲击，有较高的换向频率(最高可达150次／min)
3)换向精度高，换向前停留时间可调
(三)以压力变换为主的液压系统(例如液压机系统)
1)系统压力要能经常变换调节，且能产生很大的推力
2)空程时速度大，加压时推力大，功率利用合理
3)系统多采用高低压泵组合或恒功率变量泵供油，以满足空程与压制时，其速度与压力的变化
(四)多个执行元件配合工作的液压系统(例如机械手液压系统)
1)在各执行元件动作频繁换接，压力急剧变化下，系统足够可靠，避免误动作
2)能实现严格的顺序动作，完成工作部件规定的工作循环
3)满足各执行元件对速度，压力及换向精度的要求
第一节 组合机床动力滑台液压系统
一、概述
  液压动力滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能。它对液压系统性能的主要要求是速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少。图7-1所示为YT4543型动力滑台。
图7-1 组合机床
1--床身 2--动力滑台 3--动力头 4--主轴箱 5--刀具 6--工件 7--夹具 8--工作台 9--底座

图7-2 YT4543型动力滑台液压系统原理图
  图7-2所示为YT4543型动力滑台的液压系统原理图，该系统采用限压式变量泵供油、电液动换向阀换向、快进由液压缸差动连接来实现。用行程阀实现快进与工进的转换、二位二通电磁换向阀用来进行两个工进速度之间的转换，为了保证进给的尺寸精度，采用了止挡块停留来限位。
通常实现的工作循环为；
快进第一次工作进给 第二次工作进给 止挡块停留 快退 原位停止。

二、YT4543型动力滑台液压系统的工作原理
1、快进
  按下启动按钮，电磁铁1YA得电，电液动换向阀10的先导阀阀芯向右移动从而引起主阀芯向右移，使其左位接人系统，其主油路为：
进油路：泵1 单向阀2 换向阀6(左位) 行程阀11(下位) 液压缸左腔
回油路：液压缸的右腔 换向阀6(左位) 单向阀5 行程阀1l(下位) 液压缸左腔，形成差动连接。
2．第一次工作进给
  当滑台快速运动到预定位置时，滑台上的行程挡块压下了行程阀11的阀芯，切断了该通道，使压力油须经调速阀7进入液压缸的左腔。由于油液流经调速阀，系统压力上升，打开液控顺序阀4，此时单向阀5的上部压力大于下部压力，所以单向阀5关闭，切断了液压缸的差动回路，回油经液控顺序阀4和背压阀3流回油箱使滑台转换为第一次工作进给。其油路是：
进油路：泵1 单向阀2 换向阀6(左位) 调速阀7 换向阀12(右位) 液压缸左腔；
回油路：液压缸右腔 换向阀6(左位) 顺序阀4 背压阀3 油箱。
因为工作进给时，系统压力升高，所以变量泵1的输油量便自动减小，以适应工作进给的需要，进给量大小由调速阀7调节。
3．第二次工作进给
  第一次工进结束后，行程挡块压下行程开关使3YA通电，二位二通换向阀将通路切断，进油必须经调速阀7、8才能进入液压缸，此时由于调速阀8的开口量小于阀7，所以进给速度再次降低，其它油路情况同一工进。
4．止挡块停留
  当滑台工作进给完毕之后，碰上止挡块的滑台不再前进，停留在止挡块处，同时系统压力升高，当升高到压力继电器9的调整值时，压力继电器动作，经过时间继电器的延时，再发出信号使滑台返回，滑台的停留时间可由时间继电器在一定范围内调整。
5．快退
  时间继电器经延时发出信号，2YA通电，1YA、3YA断电，主油路为：

进油路：泵1 单向阀2 换向阀6(右位) 液压缸右腔；
回油路：液压缸左腔 单向阀10 换向阀6(右位) 油箱。
6．原位停止
  当滑台退回到原位时，行程挡块压下行程开关，发出信号，使2YA断电，换向阀6处于中位，液压缸失去液压动力源，滑台停止运动。液压泵输出的油液经换向阀6直接回油箱，泵卸荷；
该系统的动作循环表和各电磁铁及行程阀动作如表7-2所示。

三、YT4543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一调速阀一背压阀式的调速回路，能保证稳定的低速运动(进给速度最小可达6.6mm／min)、较好的速度刚性和较大的调速范围(R=100mm)。
(2)系统采用了限压式变量泵和差动连接式液压缸来实现快进，能源利用比较合理。滑台停止运动时，换向阀使液压泵在低压下卸荷，减少能量损耗。
(3)系统采用了行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接，不仅简化了电气回路，而且使动作可靠，换接精度亦比电气控制高，至于两个工进之间的换接则由于两者速度都较低，采用电磁阀完全能保证换接精度。