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液压系统基本回路和典型传动方案

【摘要】:图5.66塑料注射成型机液压系统任务要求1.识读各种液压基本回路。归纳总结液压基本回路是由一些液压元件组成并能完成某项特定功能的典型油路结构。此回路要求换向阀压力损失小,换向平稳、泄漏小。

活动情境

观察塑料注射成型机液压系统的动作过程,如图5.65所示。

图5.66 塑料注射成型机液压系统

任务要求

1.识读各种液压基本回路。

2.掌握液压基本回路的工作原理及应用。

3.能分析典型的液压系统。

任务引领

通过观察与操作回答以下问题:

1.注射成型机模具的启闭过程和塑料注射的各个阶段的速度是否一样?

2.注射成型机在合模过程中是如何实现慢速合模转快速合模的?

3.液压泵出口处的溢流阀对整个系统起什么作用?

4.液压动力滑台采用了哪些基本回路?

归纳总结

液压基本回路是由一些液压元件组成并能完成某项特定功能的典型油路结构。任何一个液压系统,无论其多么复杂,实际上都是由一些液压基本回路组成。这些基本回路是各有其功能,如液压系统工作压力的调整、工作台运动速度的调节、运动方向的控制、液压缸的顺序动作以及实现某种工作循环等。

常用的液压基本回路,按其功能可分为方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路及顺序动作回路。

5.3.1 方向控制回路

方向控制回路是用来控制液压系统中各条油路的液流的通断及方向,使执行元件启动、停止或变换运动方向的回路。常用的方向控制回路有换向回路和锁紧回路等。

1)换向回路

利用各种方向阀来控制液流的通、断及变向,以便执行元件启动、停止和换向的回路。

此回路要求换向阀压力损失小,换向平稳、泄漏小。

如图5.67所示为二位四通电磁换向阀实现的换向回路。图5.67(a)电磁铁断电,换向阀右位,液压缸无杆腔进油,活塞左移。图5.67(b)电磁铁通电,液压缸有杆腔进油,活塞右移。

图5.67 二位四通电磁换阀实现的换向回路

图5.68是采用三位四通电磁换向阀控制的换向回路。按下启动按钮,1YA通电,2YA断电,换向阀左位工作,液压泵输出油液经换向阀进入液压缸左腔,推动活塞右移,右腔油液经B,T回油箱;当2YA通电,1YA断电,换向阀右位工作,液压泵输出油液经换向阀进入液压缸右腔推动活塞左移;当1YA,2YA都断电,换向阀处于中位,活塞停止运动。

2)锁紧回路

通过回路的控制使执行元件在运动过程中的某一位置上停留一段时间保持不动,并防止停止后窜动。使液压缸锁紧的方法是采用三位换向阀的O形或M形的滑阀机能封闭两腔,从而闭锁回路(见图5.69),利用换向阀的M形的滑阀机能锁紧回路,当lYA,2YA均断电时,三位阀处于中位,液压缸的两个油口被封闭,缸两腔充满油液,使缸在停留位置上“锁紧”,不受外力干扰。因换向阀是靠间隙密封,故有泄漏,锁紧效果不好。这种锁紧只适用于要求不高的场合。

图5.68 换向回路

图5.69 锁紧回路

当要求锁紧效果较高时,可采用液控单向阀双向锁紧。在液压缸的两侧油路上都串接液控单向阀(液压锁),活塞可在行程的任意位置上锁紧,不会因为外界因素而窜动。为保证锁紧迅速、准确,换向阀常采用H形或Y形中位机能。

液控单向阀的这种组合又称双向液压锁。这种回路被广泛用于工程机械,起重运输机械等有锁紧要求的场合。

5.3.2 压力控制回路

压力控制回路用压力阀来调节系统或系统的某一部分的压力,以实现调压、减压、增压及卸载等控制,以满足执行元件对压力的要求。按其功能不同,可分为调压回路、减压回路、平衡回路、卸荷回路、增压回路及保压回路等。

1)调压回路

调压回路的功用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个预先调好的数值,或者使执行机构在工作过程中不同阶段实现多级压力转换。一般由溢流阀来实现这一功能。

(1)单级调压回路

如图5.70所示为单级调压回路。在定量泵系统中,系统的压力由溢流阀调定压力来决定,调节溢流阀的调压弹簧就可调节泵的出口压力。当系统压力达到溢流阀的调定值时,溢流阀开启,多余油液经溢流阀回油箱。这种回路效率较低,一般用于流量不大的场合。它是液压系统中应用十分广泛的回路。

变量泵系统中,溢流阀作安全阀用,来限定系统的最高压力,防止系统过载(在任务5.2溢流阀的功用中已讲述)。

(2)多级调压回路

若系统中需要两种以上的压力,则可采用多级调压回路。

如图5.71所示为一三级调压回路。利用先导溢流阀1、远程调压阀2,3和电磁换向阀4,实现多级调压回路。当电磁换向阀4的两个电磁铁均不通电时,系统压力由阀1调定;当左边电磁铁通电时,系统压力由阀2调定;当右边电磁铁通电时,系统压力由阀3调定。但在这种调压回路中,阀2和阀3的调定压力要低于阀1的调定压力,而阀2和阀3的调定压力之间没有一定的关系。

图5.70 单级调压回路

图5.71 多级调压回路

1—先导溢流阀;2,3—远程调压阀;4—电磁换向阀

2)减压回路

在液压系统中某个执行元件或某条支路需要比系统压力低而又稳定的压力时,可采用减压回路,如控制油路、夹紧油路、润滑油路。减压回路一般由减压阀实现。

如图5.72所示为减压回路用于夹紧回路。回路中的单向阀用于防止主油路压力低于减压阀调整压力时油液倒流,起短时保压作用。

图5.72 减压回路

如图5.73所示,二级减压回路可获得两级减压。在先导式减压阀2的外控口接远程调压阀4和换向阀3。阀3关闭,压力由阀2调定;阀3开启,压力由阀4调定,阀4调定压力要低于阀2调定压力。

为了使减压回路工作可靠,减压阀的最低调整压力不应小于0.5MPa,最高调整压力至少比系统压力小0.5MPa。

3)卸荷回路

当设备短时间不工作时,可利用卸荷回路,避免电机的频繁启动。卸荷回路的功用是在液压泵不停止转动时,使其输出的流量在压力很低的情况下流回油箱,以减少功率损耗,降低系统发热,延长泵和电动机的寿命。这种卸荷方式称为压力卸荷。在低压小流量系统中,常采用M,K,H形机能的滑阀卸荷。

如图5.74所示为采用M形滑阀机能的卸载回路。当需要卸载时,只要使电磁铁同时断电,换向阀处于中位,液压泵输出的油液便经换向阀直接流回油箱,实现卸载。这是交通工程中最常用的卸载方式之一。但必须在换向阀前面设置单向阀(或在换向阀回油口设置背压阀),以使系统保持0.2~0.3MPa的压力,供控制油路用。这种卸荷回路除用M形外,还可用H形和K形。这类卸载回路,结构简单,适用于低压、小流量的液压系统。

图5.73 二级减压回路

图5.74 三位换向阀的卸荷回路

图5.75是采用电磁溢流阀卸荷回路。这种阀由先导溢流阀1和二位二通常闭的电磁阀2组成,即在先导式溢流阀的外控口接电磁换向阀2,当系统工作时,阀2处于常闭状态,阀2开启;当执行元件停止时,阀2通电阀1远控口与油箱连接,阀1全开溢流,泵卸荷,系统卸荷。该回路结构紧凑,一阀多用,也是常用的卸荷方法之一。卸荷回路种类较多,分析回路中应注意其特征。

图5.75 电磁溢流阀卸荷回路

图5.76 用增压缸的增压回路

1—泵;2—工作缸;3—单向阀;4—油箱;5—增压缸;6—二位四通手动换向阀;7—溢流阀

4)增压回路

在液压系统中,有时需超高压传动,有时需系统的某个支路上有较高的压力,一般用增压回路实现。增压回路是用来使局部油路得到比主系统油压高得多的压力。增压元件主要是增压器或增压缸。

如图5.76所示为用增压缸的增压回路。增压缸由大小两个液压缸e和f组成。e缸中的大活塞和f缸中的小活塞用活塞杆连成一体。当压力油进入液压缸e的左腔,油压就作用在大活塞上,推动大小活塞向右运动。这时,f缸就可产生更高的油压。

当工作缸活塞回程(上升)时,补充油箱4中的油液可通过单向阀3进入增压缸的f缸,以补充这一部分管路的泄漏。

5)平衡回路

液压缸垂直放置的立式设备,如立式液压机、立式机床,运动部件因自重而自行下落或因自重造成失控失速,易发生事故。采用平衡回路,可使运动平稳。平衡回路就是利用液压元件的阻力损失给液压缸下腔施加一压力,以平衡运动部件质量。通常采用单向顺序阀、外控单向顺序阀和液控单向阀。

图5.77 采用单向顺序阀的平衡回路

如图5.77所示为采用单向顺序阀的平衡回路。当1YA通电后活塞下行时,液压缸下腔的油液顶开顺序阀而回油箱,回油路上存在一定背压,活塞下行平稳。如果此顺序阀调定的背压值大于活塞和与之相连的工作部件自重在缸下腔产生的压力值时,则当换向阀处于中位时,活塞及工作部件就能被顺序阀锁住而停止运动。

5.3.3 速度控制回路

用来控制执行元件运动速度的回路,称为速度控制回路。速度控制回路包括调速回路和速度换接回路等。

1)调速回路

调速方法主要有节流调速回路、容积调速回路和容积节流调速。容积节流调速是用变量泵(限压式变量泵或压力反馈式变量泵等),由流量阀改变进入执行元件的流量,并使泵的流量与通过流量阀的流量相适应来实现调速。

(1)节流调速回路。

利用节流阀构成的调速回路是通过通流截面变化来调节进入执行元件的流量,实现调速目的。根据节流阀在回路中的位置不同,可分为进油节流、回油节流和旁路节流调速3种基本形式。节流调速回路一般采用定量泵供油。

①进油路节流调速回路。

进油节流调速回路的基本特征为:节流元件安装在执行元件的进油路上,即串联在定量泵和执行元件之间,采用溢流阀作为分流元件。如图5.78(a)所示,节流元件是调速阀。

定量泵输出的流量为一定值,供油压力由溢流阀调定,调节调速阀的开口面积就可调节进入液压缸的流量,从而调节执行元件的运动速度,多余的油液经溢流阀流回油箱。因采用溢流阀作为分流元件,故为定压式调速回路,在调速过程中,泵的输出压力基本保持常量。

进油路节流调速回路,适宜小功率、负载较稳定、对速度稳定性要求不高的液压系统。

②回油路节流调速回路。

回油路节流调速回路也是采用溢流阀作为分流元件,但调速阀安装在执行元件的回油路上,如图5.78(b)所示。调速阀用以控制液压缸回油腔的流量,从而控制进油腔的流量q1,以改变执行元件的运动速度,供油压力由溢流阀调定。

图5.78 节流调速回路

由于进入液压缸的流量受到回油路上流出流量的限制,因此,通过调速阀调节液压缸的排油量也就调节了进油量,达到调节液压缸活塞运动速度的目的。

这种调速回路回油路上有背压,运动平稳性优于进油节流调速;油液直接回油箱,易散热。用于功率不大、负载变化较大或运动平稳性要求较高的系统中。用节流阀的节流调速回路速度稳定性较差,为使速度不随负载变化而波动,可用调速阀代替节流阀。

③旁油路节流调速回路。

旁油路节流调速,其特征是节流元件与执行元件并联,主油路中无节流元件。如图5.78(c)所示,分流元件是调速阀。溢流阀起安全阀作用,在调速时是关闭的。液压泵输出的压力取决于负载,负载变化将引起泵出口压力变化。在该回路中,液压泵输出流量qp分成两部分:一部分是进入执行元件的流量q,另一部分是通过节流阀流回油箱的流量q1,即q=qp-q1。此时,溢流阀是安全阀,常态下关闭。

这种回路常用于负载较大、速度较高、运动平稳性要求不高的中等功率的液压系统。例如,牛头刨床的主传动系统。

(2)容积调速回路

容积调速回路是通过改变变量泵或变量马达的排量来实现调速。它采用变量泵和定量执行元件组成的调速回路,通过调节变量泵输油量的大小即可改变执行元件的运动速度。变量泵可采用单作用式叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵。系统中溢流阀起安全保护作用,限定系统的最高压力。这种调速回路效率高(压力、流量损失小)、发热少,但结构复杂、成本高。它适用于负载功率大、运动速度高的液压系统中。

如图5.79所示为容积调速回路中的一种。它采用变量泵和液压缸组成的调速回路,变量泵供油,溢流阀1起安全作用,溢流阀2起背压作用。

(3)容积节流复合调速回路

用变量液压泵和调速阀相配合进行调速的方法,称为容积节流复合调速,如图5.80所示。调节调速阀节流口的开口大小,就能改变进入液压缸的流量,从而改变活塞运动速度v;这种回路中变量泵输出的流量qp和进入缸中的流量q1自相适应,因此效率高,发热量小。

图5.79 容积调速回路

1,2—溢流阀

图5.80 容积节流复合调速回路

2)速度换接回路

速度换接回路使执行元件在一个工作循环中从一种运动速度变换到另一种运动速度。它包括快-慢速转换、两种慢速转换。

(1)慢速与快速的换接回路

图5.81 慢速与快速的换接回路

1—液压泵;2—溢流阀;3—O形三位四通电磁换向阀;4—二位二通电磁换向阀;5—调速阀;6—压力继电器

如图5.81所示为慢速与快速的换接回路。活塞右移过程,要实现快进—工进的转换。1YA,3YA都通电,压力油经阀4进入无杆腔,活塞实现快进;当运动部件挡块碰到行程开关使3YA断电时,阀4油路断开,调速阀进入油路。压力油经节流阀进入无杆腔,有杆腔回油,活塞以调速阀5调节的速度实现工进。

这种换接形式速度转换快,行程调节较灵活,便于实现自动化,但平稳性较差。

(2)两种慢速(二次进给)转换回路

①调速阀串联的二次进给转换回路。

如图5.82(a)所示,调速阀A,B串联在系统中。1YA通电时3YA不通电时,压力油经调速阀A、阀5左位进入液压缸的左腔,右腔回油,活塞向右第一次慢速;当1YA,3YA通电时,压力油须经调速阀A、调速阀B进入液压缸左腔,右腔回油。由于调速阀B的开口比调速阀A开口小,因此,此时活塞速度更慢。实现两种工作进给速度的转换。调速阀B的阀开口必须小于调速阀A的阀开口,否则调速阀B不起调速作用。速度转换平稳,但压力油经两个调速阀,压力损失较大。常用于组合机床中实现二次工作进给。

②调速阀并联的二次进给转换回路。

如图5.82(b)所示,调速阀A,B并联在系统中。1YA,3YA不通电时,液压油通过调速阀A,进入液压缸左腔,右腔回油,活塞获得第一次慢速;1YA,3YA同时通电时,调速阀A被堵,液压油流经调速阀B,进入液压缸左腔,右腔回油,活塞获第二次慢速。当一个调速阀工作时,另一个调速阀被堵,两个调速阀阀口大小无特定要求。

图5.82 二次进给转换回路

(a)1—泵;2—溢流阀;3—换向阀;4—单向阀;5—换向阀
(b)1—溢流阀;2—换向阀;3—换向阀

5.3.4 塑料注射成型机液压系统

塑料注射成型机简称注塑机。它将颗粒状的塑料加热熔化到流动状态,用注射装置快速高压注入模腔,保压一定时间,冷却后成型为塑料制品。

注塑机的工作循环流程如图5.83所示。

图5.83 注塑机的工作循环流程

以上动作分别由合模缸、注射座移动缸、预塑液压马达、注射缸及顶出缸完成。

SZ-250A塑料注射成型机液压系统如图5.84所示。

注塑机液压系统要求有足够的合模力,可调节的合模开模速度,可调节的注射压力和注射速度,以及保压及可调的保压压力,系统还应设有安全联锁装置。SZ-250A塑料注射成型机电磁铁动作顺序表见表5.10。

表5.10 SZ-250A塑料注射成型机电磁铁动作顺序表

1)SZ-250A型注塑机液压系统工作原理

SZ-250A型注塑机属中小型注塑机,每次最大注射容量为250cm3。其液压系统图如图5.84所示。各执行元件的动作循环主要靠行程开关切换电磁换向阀来实现。电磁铁动作顺序见表5.10。

(1)关安全门

为保证操作安全,注塑机都装有安全门。关安全门,行程阀6恢复常位,合模缸才能动作,开始整个动作循环。

(2)合模

动模板慢速启动、快速前移,接近定模板时,液压系统转回低压、慢速控制。在确认模具内没有异物存在,系统转为高压使模具闭合。这里采用了液压-机械式合模机构,合模缸通过对称五连杆机构推动模板进行开模和合模,连杆机构具有增力和自锁作用。

①慢速合模(2Y+,3Y+)。大流量泵1通过电磁溢流阀3卸载,小流量泵2的压力由溢流阀4调定,泵2压力油经电液换向阀5右位进入合模缸左腔,推动活塞带动连杆慢速合模,合模缸右腔油液经阀5和冷却器回油箱。

②快速合模(1Y+,2Y+,3Y+)。慢速合模转快速合模时,由行程开关发令使1Y得电,泵1不再卸载,其压力油经单向阀22与泵2的供油汇合,同时向合模缸供油,实现快速合模,最高压力由阀4限定。

③低压合模(2Y+,3Y+,13Y+)。泵1卸载,泵2的压力由远程调压阀18控制。因阀18所调压力较低,合模缸推力较小,故即使两个模板间有硬质异物,也不致损坏模具表面。

④高压合模(2Y+,3Y+)。泵1卸载,泵2供油,系统压力由高压溢流阀4控制,高压合模并使连杆产生弹性变形,牢固地锁紧模具。

(3)注射座前移(2Y+,7Y+

泵2的压力油经电磁换向阀9右位进入注射座移动缸右腔,注射座前移使喷嘴与模具接触,注射座移动缸左腔油液经阀9回油箱。

(4)注射

注射螺杆以一定的压力和速度将料筒前端的熔料经喷嘴注入模腔。它分慢速注射和快速注射两种。

①慢速注射(2Y+,7Y+,10Y+,12Y+)。泵2的压力油经电液换向阀15左位和单向节流阀14进入注射缸右腔,左腔油液经电液换向阀11中位回油箱,注射缸活塞带动注射螺杆慢速注射,注射速度由单向节流阀14调节,远程调压阀20起定压作用。

②快速注射(1Y+,2Y+,7Y+,8Y+,10Y+,12Y+)。泵1和泵2的压力油经电液换向阀11右位进入注射缸右腔,左腔油液经阀11回油箱。由于两个泵同时供油,且不经过单向节流阀14,注射速度加快。此时,远程调压阀20起安全作用。

(5)保压(2Y+,7Y+,10Y+,14Y+

由于注射缸对模腔内的熔料实行保压并补塑,只需少量油液,因此泵1卸载,泵2单独供油,多余的油液经溢流阀4溢回油箱,保压压力由远程调压阀19调节。

(6)预塑(1Y+,2Y+,7Y+,11Y+

保压完毕,从料斗加入的物料随着螺杆的转动被带至料筒前端,进行加热塑化,并建立起一定的压力。当螺杆头部熔料压力到达能克服注射缸活塞退回的阻力时,螺杆开始后退。后退到预定位置,即螺杆头部熔料达到所需注射量时,螺杆停止转动和后退,准备下一次注射。与此同时,在模腔内的制品冷却成型。

螺杆转动由预塑液压马达通过齿轮机构驱动。泵1和泵2的压力油经电液换向阀15右位、旁通型调速阀13和单向阀12进入马达,马达的转速由旁通型调速阀13控制,溢流阀4为安全阀。螺杆头部熔料压力迫使注射缸后退时,注射缸右腔油液经单向节流阀14、电液阀15右位和背压阀16回油箱,其背压力由阀16控制。同时,注射缸左腔产生局部真空,油箱的油液在大气压作用下经阀11中位进入其内。

(7)防流涎(2Y+,7Y+,9Y+

采用直通开敞式喷嘴时,预塑加料结束,要使螺杆后退一小段距离,减小料筒前端压力,防止喷嘴端部物料流出。泵1卸载,泵2压力油一方面经阀9右位进入注射座移动缸右腔,使喷嘴与模具保持接触,另一方面经阀11左位进入注射缸左腔,使螺杆强制后退。注射座移动缸左腔和注射缸右腔油液分别经阀9和阀11回油箱。

(8)注射座后退(2Y+,6Y+

保压结束,注射座后退。泵1卸载,泵2压力油经阀9左位使注射座后退。

(9)开模

开模速度一般为慢—快—慢。

①慢速开模(2Y+或1Y+,4Y+)。泵1(或泵2)卸载,泵2(或泵1)压力油经电液换向阀5左位进入合模缸右腔,左腔油液经阀5回油箱。

②快速开模(1Y+,2Y+,4Y+)。泵1和2合流向合模缸右腔供油,开模速度加快。

(10)顶出

①顶出缸前进(2Y+,5Y+)。泵1卸载,泵2压力油经电磁换向阀8左位、单向节流阀7进入顶出缸左腔,推动顶出杆顶出制品,其运动速度由单向节流阀7调节,溢流阀4为定压阀。

②顶出缸后退(2Y+)。泵2的压力油经阀8常位使顶出缸后退。

(11)螺杆前进和后退

为了拆卸螺杆,有时需要螺杆后退。这时,电磁铁2YA,9YA得电,泵1卸载,泵2压力油经左位进入注射缸左腔,注射缸活塞携带螺杆后退。当电磁铁2YA,8YA得电时,螺杆前进。

2)液压系统特点

①由于注射缸液压力直接作用在螺杆上,因此,注射压力pz与注射缸的油压p的比值为D2/d2(D为注射活塞直径,d为螺杆直径)。为满足加工不同塑料对注射压力的要求,一般注塑机都配备3种不同直径的螺杆,在系统压力p=14MPa时,获得注射压力pz=40~150MPa。

②为保证足够的合模力,防止高压注射时模具离缝产生塑料溢边,该注塑机采用了液压-机械增力合模机构,也可采用增压缸合模装置。

③根据塑料注射成型工艺,模具的启闭过程和塑料注射的各阶段速度不一样,而且快慢速度之比可达100,为此该注塑机采用了双泵供油系统,快速时双泵合流,慢速时泵2(流量为48 L/min)供油,泵1(流量为194L/min)卸载,系统功率利用比较合理。有时,在多泵分级调速系统中还兼用差动增速或充液增速的方法。

④系统所需多级压力,由多个并联的远程调压阀控制。如果采用电液比例压力阀来实现多级压力调节,再加上电液比例流量阀调速,不仅减少了元件,降低了压力及速度变换过程中的冲击和噪声,还为实现计算机控制创造了条件。

⑤注塑机的多执行元件的循环动作主要依靠行程开关按事先编程的顺序完成。这种方式灵活方便。

5.3.5 YT4543型液压动力滑台

组合机床能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等加工工序。动力滑台是组合机床的通用部件,通过液压系统使滑台按预定动作循环完成进给运动。液压动力滑台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。

YT4543型组合机床液压动力滑台可实现多种不同的工作循环。其中一种比较典型的工作循环是:快进—一工进—二工进—死挡铁停留—快退—停止,如图5.85所示。

图5.85 YT4543型液压动力滑台及工作循环图

1)YT4543动力滑台液压系统工作原理

YT4543动力滑台液压系统图如图5.86所示。电磁铁动作循环见表5.11。

图5.86 YT4543型液压动力滑台液压系统图

表5.11 YT4543动力滑台液压系统的动作循环表

(1)差动快进

1YA得电,电液换向阀处于左位,主油路经泵—单向阀13—液动阀12左位—行程阀8常位—液压缸左腔。回油路从液压缸右腔—阀12左位—单向阀3—阀8—液压缸左腔。

由于动力滑台空载,系统压力低,液控顺序阀2关闭,液压缸成差动连接,且变量泵14输出最大流量,滑台向左快进(活塞杆固定,滑台随缸体向左运动)。

(2)一工进

滑台上的行程挡块压下行程阀8,使原来通过阀8进入液压缸左腔的油路切断。此时电磁阀9处于常位,调速阀4接入系统,系统压力升高。压力升高一方面使液控顺序阀2打开,另一方面使限压式变量泵的流量减小,直到与经过调速阀4的流量相匹配。此时,缸的速度由调速阀4的开口决定。液压缸右腔油液通过阀12后经液控顺序阀2和背压阀1回油箱,单向阀3有效地隔开了工进的高压腔与回油的低压腔。

(3)二工进

当滑台前进到一定位置时,挡块压下行程开关时3YA得电,经阀9的通路被切断,压力油须经阀4和阀10才能进入缸的左腔。由于阀10的开口比阀4小,滑台速度减小,速度大小由调速阀10的开口决定。

(4)死挡铁停留

当滑台工进到碰上死挡铁后,滑台停止运动。液压缸左腔压力升高,压力继电器5给时间继电器发出信号,使滑台在死挡铁上停留一定时间后再开始下一动作。此时,泵的供油压力升高,流量减少,直到限压式变量泵流量减小到仅能满足补偿泵和系统的泄漏为止,系统处于需要保压的流量卸载态。

(5)快退

当滑台在死挡铁上停留一定时间后,时间继电器发出使滑台快退的信号。1YA失电,2YA得电,阀11,12处于右位。进油路由泵14—阀13—阀12右位—液压缸右腔;回油路由缸左腔—阀6—阀12右位—油箱。此时空载,系统压力很低,泵输出的流量很大,滑台向右快退。

(6)原位停止

挡块压下原位行程开关,1YA,2YA,3YA都失电,阀11,12处于中位,滑台停止运动,泵通过阀12中位卸载。

2)YT4543动力滑台液压系统采用的基本回路

(1)调速回路

由限压式变量叶片泵和进油路调速阀组成的容积节流调速回路,回油路串有背压阀。

(2)快速回路

利用限压变量泵低压大流量,加差动连接的快速回路。

(3)换向回路

电液换向阀实现换向,换向平稳可靠。

(4)速度转换回路

由行程阀、电磁阀和液控顺序阀等联合控制的速度转换回路。

(5)卸荷回路

用中位M形机能的电液换向阀的卸荷回路等。

3)YT4543动力滑台液压系统的特点

(1)调速回路

采用了由限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路,调速阀放在进油路上,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。

(2)快速运动回路

采用限压式变量泵在低压时输出的流量大的特点,并采用差动连接来实现快速前进;能量利用合理。

(3)换向回路

采用了三位五通M形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,并由压力继电器与时间继电器发出的电信号控制换向信号。

(4)快速运动与工作进给的换接回路

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。同时,利用换向后系统中的压力升高使液控顺序阀接通,系统由快速运动的差动联接转换为使回油直接排回油箱。

(5)两种工作进给的换接回路

采用了两个调速阀串联的回路结构。

自测题

一、选择题

1.如图5.87所示为双泵供油快速运动回路。当系统工作进给时,图中阀4的作用为( )。

A.起背压阀作用

B.使系统压力恒定

C.使泵2卸荷

D.使泵1卸荷

2.如图5.87所示的泵1是( )。

A.高压大流量泵

B.低压大流量泵

C.高压小流量泵

D.低压小流量泵

3.采用节流阀的进油节流调速回路中,执行元件的运动速度随着负载的增大而( )。

图5.87 双泵供油快速运动回路

A.增大 B.减小 C.不变

4.使液压缸能在任意位置停留,且停留后不会在外力作用下移动位置的回路是锁紧回路。组成锁紧回路的核心元件是( )。

A.换向阀 B.普通单向阀 C.液控单向阀

5.平面磨床工作台的运动动作可利用( )来实现。

A.单杆活塞缸 B.双杆活塞缸 C.柱塞缸

6.容积调速回路的主要优点为( )。

A.效率高 B.速度稳定性好 C.调速范围大

7.在回油路节流调速回路中当F增大时,p1是( )。

A.增大 B.减小 C.不变

8.公称压力为6.3MPa的液压泵,其出口接油箱,则液压泵的工作压力为( )。

A.6.3MPa B.0 C.6.2MPa

二、综合题

1.在图5.88中,请指出各液压泵是什么液压泵。当各图输入轴按顺时针方向旋转时,指出A,B口哪个为吸油口,哪个为压油口。

图5.88 液压泵

2.根据如图5.89所示的液压回路回答下列问题:

图5.89 液压回路

(1)如图5.89(a)所示的液压回路采用的调速方法是__________调速。

(2)图5.89(a)中,元件4的作用是_____________________________________________,元件6的作用是______________________________________________。

(3)图5.89(b)中,元件2的作用是_____________________________________________,元件6的作用是_____________________________________________。

3.在如图5.90所示的液压系统中,试分析在调压回路中各溢流阀的调整压力应如何设置,能实现几级调压。

图5.90 液压系统

4.如图5.91所示的回路,溢流阀的调整压力为5MPa,减压阀的调整压力为1.5MPa,活塞运动时负载压力为1MPa,其他损失不计。试分析:

图5.91 液压回路

(1)活塞在运动期间A,B点的压力值。

(2)活塞碰到死挡铁后A,B点的压力值。

(3)活塞空载运动时A,B两点压力各为多少?

5.如图5.92所示的液压回路,试列出电磁铁动作顺序表(通电“+”,失电“-”)。

图5.92 液压回路