液壓與氣壓傳動課件精華版普通高等教育十一五國家級重點教材普通高等工科教育機電類規(guī)劃教材液壓與氣壓傳動第4版左健民主編主講陳水勝湖北工業(yè)大學機械電子工程系2011年2月前言一課程的性質(zhì)和任務二課程的基本要求三課程內(nèi)容理論教學實驗教學56學時四教學大綱執(zhí)行說明五學時分配六教材及參考書總目錄緒論第一章流體力學基礎第二章液壓動力元件第三章液壓執(zhí)行元件第四章液壓控制元件第五章液壓輔助元件第六章液壓基本回路第七章典型液壓傳動系統(tǒng)第八章液壓伺服和電液比例控制技術第九章液壓系統(tǒng)的設計與計算緒論一液壓與氣壓傳動的研究對象二液壓與氣壓傳動的工作原理三液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的組成四液壓與氣壓傳動的優(yōu)缺點五液壓與氣壓傳動的應用及發(fā)展一液壓與氣壓傳動的研究對象二液壓與氣壓傳動的工作原理液壓傳動的工作原理1力比例關系2運動關系3功率關系三液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的組成四液壓與氣壓傳動的優(yōu)缺點五液壓與氣壓傳動的應用及發(fā)展氣壓傳動的應用液壓與氣壓傳動發(fā)展第一章流體力學基礎第一節(jié)液壓傳動的工作介質(zhì)第二節(jié)液體靜力學第三節(jié)液體動力學第四節(jié)定常管流的壓力損失計算第五節(jié)孔口和縫隙流量第六節(jié)空穴現(xiàn)象和液壓沖擊第一節(jié)液壓傳動的工作介質(zhì)3粘性三工作介質(zhì)的分類和選擇第二節(jié)液體靜力學一液體靜壓力及其特性二液體靜壓力基本方程三壓力的表示方法及單位四帕斯卡原理五液體靜壓力對固體壁面的作用力121液體靜壓力及其特性122靜力學基本方程2靜壓力基本方程式的物理意義123壓力的表示方法及單位124帕斯卡原理帕斯卡原理的應用125液體靜壓力對固體壁面的作用力第三節(jié)液體動力學基本概念液體流動基本方程131基本概念二伯努利方程第四節(jié)定常管流的壓力損失計算二沿程壓力損失三局部壓力損失第五節(jié)孔口和縫隙流量第二章液壓動力元件第一節(jié)液壓泵概述2液壓泵的特點二液壓泵的主要性能參數(shù)2排量和流量3功率和效率2液壓泵的功率3液壓泵的總效率第二節(jié)齒輪泵一外嚙合齒輪泵二外嚙合齒輪泵的排量和流量計算2流量Q三外嚙合齒輪泵的結構特點和優(yōu)缺點1泄漏2困油3徑向不平衡力4優(yōu)缺點二內(nèi)嚙合齒輪泵第三節(jié)葉片泵一單作用葉片泵2單作用葉片泵的排量和流量計算2單作用葉片泵的排量和流量計算二雙作用葉片泵二雙作用葉片泵的排量和流量計算二雙作用葉片泵的排量和流量計算三雙作用葉片泵的結構特點2定子曲線2定子曲線3葉片的傾角四提高雙作用葉片泵的壓力的措施三限壓式變量葉片泵1外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理YBX型外反饋限壓式變量葉片泵2內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵3限壓式變量葉片泵的QP特性第四節(jié)柱塞泵一1軸配油徑向柱塞泵的工作原理一2閥配油徑向柱塞泵的工作原理一3徑向柱塞泵的排量和流量二一軸向柱塞泵的工作原理二二軸向柱塞泵的排量和流量計算二三直軸式軸向柱塞泵的結構特點二三直軸式軸向柱塞泵的結構特點第五節(jié)液壓泵的噪聲一產(chǎn)生噪聲的原因二降低噪聲的措施第六節(jié)液壓泵的選用第三章液壓執(zhí)行元件第一節(jié)液壓馬達第二節(jié)液壓缸第一節(jié)液壓馬達液壓執(zhí)行元件是將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的能量轉(zhuǎn)換裝置它包括液壓缸和液壓馬達液壓馬達習慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運動的液壓執(zhí)行元件而把輸出直線運動其中包括輸出擺動運動的液壓執(zhí)行元件稱為液壓缸一液壓馬達的特點及分類1葉片式液壓馬達2徑向柱塞式液壓馬達3軸向柱塞馬達4齒輪液壓馬達三液壓馬達的性能參數(shù)第二節(jié)液壓缸液壓缸的結構和組成缸體組件活塞組件密封裝置緩沖裝置排氣裝置液壓缸的設計計算第四章液壓控制元件第一節(jié)概述第二節(jié)方向控制閥第三節(jié)壓力控制閥第四節(jié)流量控制閥第五節(jié)分流集流閥第六節(jié)插裝閥第七節(jié)電液數(shù)字控制閥第八節(jié)電液比例控制閥第一節(jié)概述第二節(jié)方向控制閥421單向閥一普通單向閥結構閥體閥芯彈簧等作用只許油液單向流動反向不通要求正向流動阻力小反向不通密封好開啟壓力003005MPA背壓閥單向閥的變形彈簧較硬開啟壓力0206MPA背壓執(zhí)行元件回油腔的壓力二液控單向閥422換向閥利用閥芯對閥體的相對運動使油路接通關斷或變換油流的方向從而實現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動機構的啟動停止或變換運動方向按閥芯相對于閥體的運動方式滑閥和轉(zhuǎn)閥按操作方式手動機動電磁動液動和電液動等按閥芯工作時在閥體中所處的位置二位和三位等按換向閥所控制的通路數(shù)不同二通三通四通和五通等1手動換向閥2機動換向閥機動換向閥又稱行程閥主要用來控制機械運動部件的行程借助于安裝在工作臺上的檔鐵或凸輪迫使閥芯運動從而控制液流方向3電磁換向閥利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯來控制液流方向它是電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)之間的信號轉(zhuǎn)換元件4液動換向閥利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥閥芯是由其兩端密封腔中油液的壓差來移動的如圖所示當壓力油從K2進入滑閥右腔時K1接通回油閥芯向左移動使P和B相通A和O相通當K1接通壓力油K2接通回油閥芯向右移動使P和A相通B和O相通當K1和K2都通回油時閥芯回到中間位置5電液換向閥三換向閥的性能和特點2滑閥的液動力換向閥小結第三節(jié)壓力控制閥43431溢流閥1直動式溢流閥2先導式溢流閥應用432減壓閥減壓閥的主要性能應用433順序閥434壓力繼電器應用壓力閥小結第四節(jié)流量控制閥441節(jié)流閥節(jié)流閥的壓力和溫度補償442調(diào)速閥45分流集流閥46插裝閥分類47電液數(shù)字控制閥1增量式數(shù)字閥結構舉例2脈寬調(diào)制式數(shù)字閥48電液比例控制閥比例閥的工作原理與分類先導式比例溢流閥先導式比例減壓閥比例調(diào)速閥液壓閥的連接第五章液壓輔助元件第一節(jié)管路和管接頭一管路管路的選擇管路的裝配二管接頭1焊接管接頭2卡套式管接頭3擴口管接頭4膠管接頭5插入快換接頭6快速接頭第二節(jié)油箱油箱的容積計算二設計油箱時的注意事項第三節(jié)過濾器一過濾器的基本要求二過濾器的型式三過濾器的安裝2安裝在泵的出口油路上3安裝在系統(tǒng)的回油路上4安裝在系統(tǒng)的分支油路上5單獨過濾系統(tǒng)四過濾器的選用第四節(jié)密封裝置一對密封裝置的要求二密封裝置的類型和特點第五節(jié)蓄能器一蓄能器的類型與結構1活塞式蓄能器2氣囊式蓄能器3其它類型蓄能器二蓄能器的功用2緩和沖擊吸收壓力脈動3保壓和補充泄漏三蓄能器容量計算四蓄能器的安裝第六節(jié)冷卻器第七節(jié)分水濾氣器第八節(jié)油霧器引射現(xiàn)象油霧器原理油霧器的使用第九節(jié)消聲器第六章液壓基本回路第一節(jié)壓力控制回路一調(diào)壓回路2二級調(diào)壓回路3多級調(diào)壓回路4連續(xù)按比例進行壓力調(diào)節(jié)的回路二減壓回路多級減壓回路三增壓回路四卸荷回路1換向閥卸荷回路2用先導型溢流閥卸荷的卸荷回路3二通插裝閥卸荷回路五保壓回路1利用液壓泵保壓的保壓回路2利用蓄能器的保壓回路3自動補油保壓回路六平衡回路第二節(jié)速度控制回路一調(diào)速回路一節(jié)流調(diào)速回路1進油節(jié)流調(diào)速回路1速度負載特性2最大承載能力3功率和效率2回油節(jié)流調(diào)速回路1速度負載特性3功率和效率3旁油路節(jié)流調(diào)速回路1速度負載特性2最大承載能力3功率與效率4采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路二容積調(diào)速回路1變量泵和定量液壓執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路2定量泵和變量馬達的容積調(diào)速回路3變量泵和變量馬達容積調(diào)速回路三容積節(jié)流調(diào)速回路1限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路2差壓式變量泵和節(jié)流閥的容積節(jié)流調(diào)速回路二快速運動回路1液壓缸差動連接回路2采用蓄能器的快速運動回路3雙泵供油回路三速度換接回路1快速與慢速的換接回路2兩種慢速的換接回路第三節(jié)多缸工作控制回路一順序動作回路1行程控制的順序動作回路2壓力控制的順序動作回路二同步回路1帶補償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路2用同步缸或同步馬達的同步回路三多缸快慢速互不干擾回路第四節(jié)其它回路第七章典型液壓傳動系統(tǒng)第一節(jié)YT4543型組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)第二節(jié)M1432型萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)第三節(jié)YB32200型液壓機液壓系統(tǒng)第四節(jié)裝卸堆碼機液壓系統(tǒng)71YT4543型組合機床液壓系統(tǒng)一概述二YT4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)特點分析72M1432A型萬能外圓磨床對外圓磨床工作臺往復運動的要求COM系統(tǒng)工作原理1工作臺往復運動2換向動作COM砂輪架橫向快速進退COM尾架頂尖松開和夾緊COM砂輪架周期進給運動COM系統(tǒng)特點73液壓壓力機液壓系統(tǒng)一、概述二、系統(tǒng)工作原理工作過程三、系統(tǒng)特點74裝卸堆碼機液壓系統(tǒng)一、概述二、工作原理三、系統(tǒng)特點第八章伺服控制系統(tǒng)和電液比例控制技術伺服系統(tǒng)又稱為隨動系統(tǒng)或跟蹤系統(tǒng)是一種自動控制系統(tǒng)在這種系統(tǒng)中執(zhí)行元件能以一定的精度自動地按照輸入信號的變化規(guī)律動作液壓與氣壓伺服系統(tǒng)是由液壓元件或氣壓元件組成的伺服系統(tǒng)81液壓伺服控制2電液伺服閥的工作原理82、電液比例控制一、電液比例控制閥83、計算機電液控制技術第九章液壓系統(tǒng)的設計計算第一節(jié)明確設計要求進行工況分析二工況分析第二節(jié)擬定液壓系統(tǒng)原理圖一所用液壓執(zhí)行元件的類型二液壓回路的選擇三液壓回路的綜合第三節(jié)液壓元件的計算和選擇一動力元件的選擇二執(zhí)行元件的選擇2液壓馬達的計算與選擇三控制元件的選擇四輔助元件的選擇第四節(jié)液壓系統(tǒng)的性能驗算二系統(tǒng)的總效率驗算第五節(jié)繪制工作圖和編制技術文件第六節(jié)液壓系統(tǒng)設計計算舉例一分析負載二確定執(zhí)行元件的主要參數(shù)三確定液壓系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)原理圖選擇基本回路將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)四選擇液壓元件五驗算液壓系統(tǒng)性能六繪制工作圖和編制技術文件砂輪架快進當手控快動閥8左位工作時液壓泵的壓力油進入快動缸7的右腔左腔油回油箱快動缸7的活塞經(jīng)絲杠螺母帶動砂輪架快進到前端位置該位置是靠活塞與缸蓋的接觸來保證的為防止活塞與缸蓋的撞擊和提高終點的重復定位精度在快動缸兩端沒有緩沖裝置在快動缸前設有抵住砂輪架的閥缸6用以消除絲桿螺母間的間隙砂輪架快退當快動閥8左位工作時快動缸左腔進入壓力油右腔接油箱活塞帶動砂輪架快退到最后位置尾架頂尖松開尾架頂尖松開采用腳踏或尾架閥10控制當砂輪架處于快退工況時腳踏尾架閥10其右位工作油路為液壓泵快動閥8左位位架閥10右位尾架缸9下腔下腔進油使活塞上移通過杠桿機構使頂尖向右退回松開零件尾架頂尖頂緊松開腳踏板尾架閥10復尾尾架缸9下腔通過尾架閥10左位于油箱接通尾架頂尖在彈簧力作用下將工件頂緊砂輪架快進與尾架頂尖松開之間的互鎖為了保證工作安全當砂輪架快進狀態(tài)時無壓力油通入尾架油路誤踏尾架閥10也不會松開工件砂輪架周期進給運動是操縱進給閥12使砂輪架進給油缸11通過活塞上的拔抓棘輪齒輪和絲杠螺母等傳動副來實現(xiàn)砂輪架的周期進給運動可以在工作臺左端停留或右端停留時進行還可以在兩端無進給這些都由選擇閥13的位置來決定的其左端進給與右端進給如左動畫所示1由活塞桿固定的雙桿液壓缸保證了左右兩個方向運動速度的一致又減少了機床占地面積2采用了結構簡單價格便宜的回油節(jié)流閥調(diào)整回路它適合應用在負載小且基本恒定的磨床工作臺往復運動系統(tǒng)另外由于回油節(jié)流閥調(diào)速使液壓缸回油腔產(chǎn)生背壓有利于工作臺運動平穩(wěn)和有助于工作臺的制動3液壓系統(tǒng)采用行程控制制動式為主兼?zhèn)鋾r間控制制動式的換向回路工作臺能實現(xiàn)預制動終制動端點停留和反向起動的換向過程使其換向精度和換向性能滿足了萬能外圓磨床的工作要求4采用了把先導閥換向閥和開停閥等制成在一個共同閥體內(nèi)的液壓操縱箱式結構它能顯著地縮小液壓元件的總體積縮短閥門通道長度減少管接頭的數(shù)目使得結構緊湊操縱方便5設置了抖動缸可實現(xiàn)工作臺抖動滿足了切入磨削的工藝要求并保證了低速換向可靠性液壓機是一種利用液體靜壓力來加工金屬塑料橡膠木材粉末等制品的機械它常用于壓制工藝和壓制成形工藝如鍛壓沖壓冷擠校直彎曲翻邊薄板拉伸粉末冶金壓裝等等液壓機有多種型號規(guī)格其壓制力從幾十噸到上萬噸用乳化液作介質(zhì)的液壓機被稱作水壓機產(chǎn)生的壓制力很大多用于重型機械廠和造船廠等用石油型液壓油做介質(zhì)的液壓機被稱作油壓機產(chǎn)生的壓制力較水壓機小在許多行業(yè)部門得到廣泛應用液壓機多為立式其中以四柱式液壓機的結構布局最為典型應用也最廣泛這種液壓機有4個立柱在4個立柱之間安置上下兩個液壓缸上液壓缸驅(qū)動上滑塊下液壓缸驅(qū)動下滑塊為了滿足大多數(shù)壓制工藝的要求上滑塊應能實現(xiàn)快速下行慢速加壓保壓延時快速返回原位停止的自動工作循環(huán)下滑塊應能實現(xiàn)向上頂出停留向下退回原位停止的工作循環(huán)上下滑塊的運動依次進行不能同時出現(xiàn)1上滑塊自動工作循環(huán)當電磁鐵1YA通電后先導閥3和上缸換向閥7左位接入系統(tǒng)液控單向閥I2被打開則系統(tǒng)主油路走向為進油路液壓泵順序閥10上缸換向閥7左位單向閥I3上液壓缸5上腔回油路上液壓缸5下腔液控單向閥I2上缸換向閥7左位下缸換向閥2中位油箱上滑塊在自重作用下快速下行這時上液壓缸所需流量較大而液壓泵的流量又較小其不足部分由充液筒副油箱6經(jīng)液控單向閥I1向液壓缸上腔補油慢速加壓當上滑塊下行到接觸工件后因受阻力而減速液控單向閥I1關閉液壓缸上腔壓力升高實現(xiàn)慢速加壓這時的油路走向與快速下行時相同保壓延時當上液壓缸上腔壓力升高到使壓力繼電器8動作時壓力繼電器發(fā)出信號使電磁鐵1YA斷電則先導閥3和上缸換向閥7處于中位保壓開始保壓時間由時間繼電器控制可在024MIN內(nèi)調(diào)節(jié)快速下行泄壓快速返回在保壓延時結束時時間斷電器使電磁鐵2YA通電先導閥右位接入系統(tǒng)使控制壓力油推動預泄換向閥9并將上缸換向閥7右位接入系統(tǒng)這時液控單向閥I1被打開其主油路走向為進油路液壓泵順序10上缸換向閥7右位液控單向閥I2上液壓缸5下腔回油路上液壓缸5上腔液控單向閥I1充液筒副油箱這時上滑塊快速返回返回速度由液壓泵流量決定當充液筒內(nèi)液面超過預定位置時多余的油液由溢流管流回油箱原位停止當上滑塊返回上升到擋塊壓下行程開關時行程開關發(fā)出信號使電磁鐵2YA斷電先導閥和換向閥都處于中位則上滑塊在原位停止不動這時液壓泵處于低壓卸荷狀態(tài)油路走向為液壓泵順序閥10上缸換向閥7中位下缸換向閥2中位油箱2下滑塊自動工作循環(huán)向上頂出當電磁鐵4YA通電使下缸換向閥2右位接入系統(tǒng)時下液壓缸1帶動下滑塊向上頂出其主油路走向為進油路液壓泵順序閥10上缸換向閥7中位下缸換向閥2右位下液壓缸1下腔停留當下滑塊上移至下液壓缸活塞碰到上缸蓋時便停留在這個位置上此時液壓缸下腔壓力由下缸溢流閥13調(diào)定向下退回使電磁鐵4YA斷電3YA通電液壓缸快速退回此時的油路走向為進油路液壓泵順序閥10上缸換向閥7中位下缸換向閥2左位下液壓缸1上腔回油路下液壓缸1下腔下腔換向閥2左位油箱原位停止原位停止是在電磁鐵3YA4YA都斷電下缸換向閥2處于中位的情況下實現(xiàn)的出力大為了獲得大的壓制力除采用高壓泵提高系統(tǒng)壓力之外還常常采用大直徑的液壓缸這樣當上滑塊快速下行時就需要大的流量進入液壓缸上腔假若此流量全部由液壓泵提供則泵的規(guī)格太大不僅造價高而且在慢速加壓保壓和原位停止階段功率損失加大由于液壓機上滑塊的重量均較大足可以克服摩擦力及回油阻力自行下落因而本系統(tǒng)采用充液筒來補充快速下行時液壓泵供油的不足這樣使系統(tǒng)功率利用更加合理保壓延時本系統(tǒng)采用液控單向閥I1I6單向閥I3的密封性和液壓管路及油液的彈性來保壓此方案結構簡單造價低比用泵保壓節(jié)省功率但是要求液壓缸等元件密封性好釋壓返回對于高壓系統(tǒng)在液壓缸以很高壓力進行保壓的情況下假若立即啟動換向閥使液壓缸反向快速退回時將會產(chǎn)生液壓沖擊為防止這種現(xiàn)象發(fā)生應對換向過程進行控制先使高壓腔壓力釋放再切換油路本系統(tǒng)采用預泄換向閥先使液壓缸上腔壓力釋放降低后再使主油路換向其原理是在保壓階段預泄換向閥的上位接入系統(tǒng)當電磁鐵2YA通電后控制壓力油經(jīng)減壓閥和先導閥3右位進入預泄換向閥9的下端腔和液控單向閥I6的控制口由于預泄換向閥上端腔與液壓缸上腔油路連路壓力很高其下端腔的控制壓力油不能使閥心向上移動但是液控單向閥I6可以在控制壓力油作用下打開I6被打開后液壓缸上腔油液經(jīng)液控單向閥I6預泄換向閥上位泄至油箱這時壓力被釋放降低直至預泄換向閥9的閥心被推移到使下位接入系統(tǒng)接著控制壓力油經(jīng)預泄換向閥9下位進入上缸換向閥7的右端腔使其右位接入系統(tǒng)切換主油路實現(xiàn)液壓缸快速退回裝卸堆碼機是一種倉儲機械現(xiàn)代化的倉庫里利用它可以實現(xiàn)紡織品包、油桶、木箱等貨物的裝卸、堆碼的機械化作業(yè)把裝卸工人從傳統(tǒng)的人背肩扛的繁重勞動中解放出來堆碼機主要有兩大部分組成液壓馬達驅(qū)動的行走地盤六自由度的圓柱坐標式機械手機械手可以完成升降、俯仰臂伸縮、回轉(zhuǎn)、手腕偏轉(zhuǎn)和手指夾緊等動作圖741為裝卸堆碼機液壓系統(tǒng)圖該系統(tǒng)由一臺定量泵供油構成一個單泵供油的并聯(lián)開式系統(tǒng)此外該系統(tǒng)采用蓄電池供電直流電動機驅(qū)動的工作方式在倉庫中沒有污染由于該機采用了液壓驅(qū)動的機械手所以比常用的叉車更為方便、靈活堆碼的高度及深度都大大高于叉車1底盤行走直流電動機帶動液壓泵轉(zhuǎn)動當控制腳踏板換向閥5左位接入系統(tǒng)時地盤行走液壓馬達開始工作驅(qū)動底盤行走其油路流動情況進油路泵3閥6腳踏換向閥5左位液壓馬達18左腔回油路液壓馬達18右腔腳踏換向閥5左腔濾油器11油箱圖741單向閥17和安全閥15用以放置液壓馬達超載在地盤行走困難時可按增力按鈕使閥9工作使溢流閥8的遠程控口堵死由閥8調(diào)壓使系統(tǒng)壓力增高行走機構行走順利底盤后退時的情況可類推2立柱升降液壓馬達驅(qū)動行走機構運行到預定位置閥5復位此時操縱多路換向閥12中閥C的手動操縱桿使閥C的左位接入系統(tǒng)此時油液的流動情況為進油路泵3閥6閥12中C左位閥31閥30伸縮缸下腔出油路伸縮缸上腔閥12中C左位濾油器11油箱立柱升降蠶蛹了伸縮式液壓缸驅(qū)動主要是為了降低該機非工作狀態(tài)的高度使它伸出時有較大的高度而縮回時的體積又比較緊湊當升降的所需的高度時閥12中C復位此時由液控單向閥30鎖緊當閥12中C由操縱桿操作至右位時立柱下降其油路流動情況為進油路泵3閥6閥12中C左位伸縮缸上腔出油路伸縮缸下降閥30閥31閥12中C右位濾油器11油箱回油路中單向節(jié)流閥31可以控制立柱下降速度提高穩(wěn)定性3臂回轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)動作右手臂回轉(zhuǎn)缸來實現(xiàn)當控制多路換向閥13中F使其作為接入系統(tǒng)時回轉(zhuǎn)缸帶動機械手臂轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動速度可以由節(jié)流閥24調(diào)節(jié)4手指夾緊手指夾緊缸負責夾緊貨物的工作手指的夾緊松開由多路換向閥控制夾緊力的大小可以由減壓閥14來控制不同的貨物要求不同的夾緊力可根據(jù)需要調(diào)整為使貨物被夾緊后能保持一定時間特意在回路中設置了液控單向閥211采用了并聯(lián)式多路換向閥使其操作集中、方便和直觀同時體積重量較小2采用了二級調(diào)壓回路在不同工況下使用不同壓力減小系統(tǒng)功耗3在需要保壓的地方都設置了液控單向閥使工作可靠確保安全換向閥均采用手動式操作使動作可靠且操作方便4按不同的工作要求在系統(tǒng)中配置了多種類型的液壓執(zhí)行元如雙作用活塞式液壓缸缸體固定和活塞桿固定兩種雙作用伸縮式液壓缸、液壓馬達和擺動時液壓馬達等在液壓進口節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路中調(diào)定節(jié)流閥的開口量后液壓缸就以某一調(diào)定速度運動通過前述章節(jié)分析可知當負載油溫等參數(shù)發(fā)生變化時這種回路將無法保證原有的運動速度因而其速度精度較低且不能滿足精確地連續(xù)無級調(diào)速要求采用電液伺服閥控制的液壓缸速度閉環(huán)控制系統(tǒng)這一系統(tǒng)不僅使液壓缸速度能任意調(diào)節(jié)而且在外界干擾很大如負載突變的工況下仍能使系統(tǒng)的實際輸出速度與設定速度十分接近即具有很高的控制精度和很快的響應性能上述速度伺服控制系統(tǒng)的職能方框圖中一個方框表示一個元件方框中的文字表明該元件的職能帶有箭頭的線段表示元件之間的相互作用即系統(tǒng)中信號的傳遞方向職能方框圖明確地表示了系統(tǒng)的組成元件各元件的職能以及系統(tǒng)中各元件的相互關系因此職能方框圖是用來表示自動控制系統(tǒng)工作過程的由職能方框圖可以看出上述速度伺服控制系統(tǒng)是由輸入元件比較元件放大及轉(zhuǎn)換元件執(zhí)行元件反饋元件和控制對象組成的液壓伺服控制是液壓伺服閥為核心的高精度控制系統(tǒng)液壓伺服閥是一種通過改變輸入信號連續(xù)、成比例地控制流量和壓力進行控制的根據(jù)輸入信號的方式不同分為電液伺服閥和機液伺服閥一、電液伺服閥電液伺服閥是電液伺服系統(tǒng)中的放大元件它把輸入的小功率電流信號轉(zhuǎn)換并放大成液壓功率負載壓力和負載流量輸出實現(xiàn)執(zhí)行元件的位移、速度、加速度及力控制它是電液伺服系統(tǒng)的核心元件其性能對整個系統(tǒng)的特性有很大影響1電液伺服閥的組成電液伺服閥通常由電氣機械轉(zhuǎn)換裝置、液壓放大器和反饋機構三部分組成電氣機械轉(zhuǎn)換裝置用來將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)角或直線位移輸出輸出轉(zhuǎn)角的裝置稱為力矩馬達直線位移的裝置稱為力馬達液壓放大器接受小功率的電氣機械轉(zhuǎn)換裝置輸入的轉(zhuǎn)角或直線位移信號對大功率的壓力油進行調(diào)節(jié)和分配實現(xiàn)控制功率的轉(zhuǎn)換和放大反饋和平衡機構是電液伺服閥輸出的流量或壓力獲得與輸入電信號成比例的特性我們可以近似的將右圖看作是電液伺服控制閥其擋板為電磁控制當無電信號輸入時擋板處于中位PS為輸入的壓力油P1和P2為左右兩噴嘴壓力此時P1P2液壓缸無位移當有電信號輸入激勵左邊電磁鐵產(chǎn)生磁場擋板向左偏移左邊噴嘴間隙減小右邊間隙增大即P1P2液壓缸向右運動當擋板向右偏轉(zhuǎn)時右邊噴嘴間隙減小即P1P2液壓缸向左運動3液壓放大器的結構形式電液伺服閥的液壓放大器常用的形式有滑閥、射流管和噴嘴擋板射流管閥射流管閥工作原理射流管閥由射流管1和接收板2組成射流管可繞O軸左右擺動一個不大的角度接收板上有兩個并列的接收孔AB它們分別與液壓缸兩腔相通壓力油從管道進入射流管后從錐形噴嘴射出經(jīng)接收孔進入液壓缸兩腔當射流管處于兩接收孔的中間位置時兩接收孔內(nèi)油液的壓力相等液壓缸不動當輸入信號使射流管繞O軸向左擺動一小角度時進入孔B的油液壓力就比進入孔A的油液壓力大液壓缸向左移動由于接收板和缸體連結在一起接收板也向左移動形成負反饋當射流管又處于兩接受孔中間位置時液壓缸停止運動射流管閥的優(yōu)點是結構簡單動作靈敏工作可靠它的缺點是射流管運動部件慣性較大工作性能較差射流能量損耗大效率較低供油壓力過高時易引起振動這種控制只適用于低壓小功率場合噴嘴擋板閥噴嘴擋板閥工作原理主要由擋板1噴嘴2和3固定節(jié)流小孔4和5等元件組成擋板和兩個噴嘴之間形成兩個可變的節(jié)流縫隙1和2當擋板處于中間位置時兩縫隙所形成的節(jié)流阻力相等兩噴嘴腔內(nèi)的油液壓力相等即P1P2液壓缸不動壓力油經(jīng)孔道4和5縫隙1和2流回油箱當輸入信號使擋板向左偏擺時可變縫隙1關小2開大P1上升P2下降液壓缸缸體向左移動因負反饋作用當噴嘴跟隨缸體移動到擋板兩邊對稱位置時液壓缸停止運動噴嘴擋板閥的優(yōu)點是結構簡單加工方便運動部件慣性小反應快精度和靈敏度高缺點是能量損耗大抗污染能力差噴嘴擋板閥常用作多級放大伺服控制元件中的前置級電液比例控制是介入普通液壓閥的開關式控制和電液伺服控制之間的控制方式其實現(xiàn)對液流壓力和流量連續(xù)的、按比例的跟隨控制信號而改變性能與電液伺服控制相比其控制的精度和響應速度較低其成本低抗污染能力強又比開關式控制好近年來在國內(nèi)外得到重視電液比例控制的核心元件是電液比例閥簡稱比例閥組成人工調(diào)節(jié)開關控制液壓閥、電機械比例轉(zhuǎn)換裝置工作過程電機械比例轉(zhuǎn)換裝置把電信號按比例的轉(zhuǎn)換成力或位移對液壓閥進行控制電液比例閥可以按輸入的電氣信號連續(xù)地、按比例地對油液的壓力、流量和方向進行遠距離控制比例閥一般都有壓力補償性能所以其壓力和流量不受負載變化的影響分類按用途和工作特點分比例壓力閥、比例流量閥和比例方向閥1電液比例壓力閥如圖所示為一種電液比例壓力閥他有壓力閥1和移動式力馬達2兩部分組成當力馬達的線圈中通入電流I時推桿3通過鋼球4、彈簧5把電磁推力傳給錐閥6推力的大小與電流I成比例當閥進油口P處的壓力油作用在錐閥上的力超過彈簧力時錐閥打開油液通過閥口由出油口T排出這個閥的閥口開度是不影響電磁推力的但當通過閥口的流量變化時由于閥座上的小孔D處壓力差的改變以及穩(wěn)態(tài)液態(tài)動力的變化等被控制的油液壓力依然會有一些變化電磁比例壓力閥1壓力閥2力馬達3推桿4鋼球5彈簧6錐閥2電液比例換向閥1閥體2閥心3對中彈簧4擋圈5定位套6銜鐵7線圈8推桿9插頭組件左右兩個電磁鐵的線圈只允許分別得電可以同時失電同時失電后對中彈簧使閥心復于中位電液比例幻想閥是電液比例換向減壓閥和液動換向閥組合而成前者作為先導級以其出口壓力來控制液動換向閥的正反向開口量大小計算機電液控制技術一般是一種以穩(wěn)態(tài)輸出為目的構成了從輸出到輸入的閉環(huán)控制系統(tǒng)是一個涉及傳感技術、計算機控制技術、信號處理技術、機械傳動技術等技術的機電一體化系統(tǒng)其操作簡單人機對話方便系統(tǒng)功能強可以實現(xiàn)多功能控制通過軟件編制可以實現(xiàn)不同算法且交易實現(xiàn)實時控制和在線檢測一、泵控容積調(diào)速計算機控制系統(tǒng)的組成泵控容積調(diào)速計算機控制系統(tǒng)具有功率大、效率高等優(yōu)點但由于液壓系統(tǒng)的工作參數(shù)的嚴重時變而又使其輸出的參數(shù)不穩(wěn)定系統(tǒng)的靜態(tài)性能和動態(tài)品質(zhì)較差泵控容積調(diào)速計算機控制系統(tǒng)系統(tǒng)結構圖右圖所示以MCS51作為主控單元對其輸出量進行檢測、控制二、控制系統(tǒng)的硬件及軟件設計控制系統(tǒng)的硬件設計控制系統(tǒng)的硬件包括輸入通道的硬件配置、輸出通道的硬件配置以及主控單元的硬件配置輸入通道只要將轉(zhuǎn)矩傳感器得到的相位差信號放大再經(jīng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量儀轉(zhuǎn)變成模擬量輸出然后轉(zhuǎn)速信號分成轉(zhuǎn)矩信號和轉(zhuǎn)矩信號分成兩路經(jīng)高共模仰制比電路進行放大選取合適的放大倍數(shù)將其電壓轉(zhuǎn)變成統(tǒng)一的量程為200MV5V的標準電壓信號再經(jīng)硬件濾波高次諧波分別將轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速信號接入AD的通道經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入8031主控單元輸出通道包括輸出電路、步進電動機和機械傳動機構后兩者對系統(tǒng)的精度影響較大設計時先確定步進電機確定其控制電路的形式根據(jù)系統(tǒng)精度要求決定步進電機和機械傳動結構之間的精度分配2控制系統(tǒng)的軟件設計圖831系統(tǒng)管理軟件的主要職能是在系統(tǒng)啟動后自動調(diào)用系統(tǒng)復位軟件使系統(tǒng)復位然后調(diào)用現(xiàn)時軟件進行顯示并完成調(diào)用其輸入控制值、采樣信號、AD轉(zhuǎn)換及濾波軟件、比較并由此調(diào)用控制算法軟件使系統(tǒng)朝著減少誤差的方向運動輸入信號AD轉(zhuǎn)換及濾波軟件控制算法及步進電動機控制軟件鍵盤及顯示軟件系統(tǒng)自動復位軟件主系統(tǒng)管理軟件泵控液壓馬達容積調(diào)速系統(tǒng)的軟件構成如右圖所示系統(tǒng)控制算法軟件是根據(jù)一定的控制策略設計出相應的控制算法并由此編寫計算機應用程序圖831近年來為了解決液壓系統(tǒng)的非線性、參數(shù)時變的問題人們提出了用人工智能的方法來實現(xiàn)控制目的這種控制方式不需要控制對象的準確模型而能較好解決系統(tǒng)中穩(wěn)定性與準確性的矛盾增加了對不確定因素的適應性常用的智能控制方法有模糊控制算法、參數(shù)自適應模糊控制算法以及規(guī)則可調(diào)整的模糊控制算法計算變化率模糊化模糊算法模糊判決被控對象測量控制量ABCUYEERE模糊控制器模糊控制系統(tǒng)原理上圖為一般模糊控制系統(tǒng)的原理圖模糊控制方法的關鍵是模糊控制器的設計模糊控制器由模糊化、模糊控制算法和模糊判決三部分組成對輸入量偏差E和DEDT進行模糊化在進行模糊運算最后進行模糊判決得到確切的控制量液壓傳動系統(tǒng)的設計是整機設計的一部分在目前液壓系統(tǒng)的設計主要還是經(jīng)驗法即使使用計算機輔助設計也是在專家的經(jīng)驗指導下進行的因而就其設計步驟而言往往隨設計的實際情況設計者的經(jīng)驗不同而各有差異但是從總體上看其基本內(nèi)容是一致的具體為1明確設計要求進行工況分析第一節(jié)2擬定液壓系統(tǒng)原理圖第二節(jié)3液壓元件的計算和選擇第三節(jié)4液壓系統(tǒng)的性能驗算第四節(jié)5繪制工作圖和編制技術文件第五節(jié)一明確設計要求設計要求是做任何設計的依據(jù)液壓傳動系統(tǒng)的設計通常要考慮以下幾方面的問題一了解主機的基本情況液壓傳動系統(tǒng)設計通常是主機設計的一部分設計要求主要是由主機根據(jù)工藝過程提出的因此要了解下列基本情況主機的工藝流程作業(yè)環(huán)境和主要技術參數(shù)主機的總體布局和對液壓系統(tǒng)在空間尺寸上的限制二明確液壓系統(tǒng)的任務與要求液壓系統(tǒng)應該完成的運動方式移動轉(zhuǎn)動或擺動液壓執(zhí)行元件承受負載的大小和性質(zhì)運動速度的大小和變化范圍液壓執(zhí)行元件的動作順序和聯(lián)鎖關系各動作的同步要求液壓系統(tǒng)的自動化程度運動平穩(wěn)性定位精度工作效率安全性和可維護性等液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境如環(huán)境的溫度濕度塵埃和外界振動等液壓系統(tǒng)的成本核算這里所指的工況分析主要指對液壓執(zhí)行元件的工作情況的分析分析的目的式了解再工作過程中執(zhí)行元件的速度負載變化的規(guī)律并將此規(guī)律用曲線表示出來作為擬定液壓系統(tǒng)方案確定系統(tǒng)主要參數(shù)壓力和流量的依據(jù)若液壓執(zhí)行元件動作比較簡單也可不作圖只需找出最大負載和最大速度即可1運動分析按設備的工藝要求把所研究的執(zhí)行元件在完成一個工作循環(huán)時的運動規(guī)律用圖表示出來這個圖稱為速度圖現(xiàn)以右圖所示的液壓缸驅(qū)動的組合機床滑臺為例說明圖A是機床的動作循環(huán)圖由圖可見工作循環(huán)為快進工進快退圖B是完成一個工作循環(huán)的速度位移曲線即速度圖能夠?qū)崿F(xiàn)快速與慢速換接的方法很多這里介紹一種在組合機床液壓系統(tǒng)中常用的行程閥的快慢速換接回路如右圖所示在該回路中活塞桿上的擋塊未壓下行程閥時液壓缸右腔的油液經(jīng)行程閥回油箱活塞快速運動當擋塊壓下行程閥時液壓缸回油經(jīng)節(jié)流閥回油箱活塞轉(zhuǎn)為慢速工進此換接過程比較平穩(wěn)換接點的位置精度高但行程閥的安裝位置不能任意布置管路連接較為復雜若將行程閥改為電磁閥安裝連接比較方便但速度換接的平穩(wěn)性可靠性以及換向精度都較差如右圖所示為兩個調(diào)速閥并聯(lián)實現(xiàn)兩種進給速度的速度換接回路在該換接回路中兩調(diào)速閥由二位三通換向閥換接它們各自獨立調(diào)節(jié)流量互不影響一個調(diào)速閥工作時另一個調(diào)速閥沒有油液通過在速度換接過程中由于原來沒工作的調(diào)速閥中的減壓閥處于最大開口位置速度換接時大量油液通過該閥將使執(zhí)行元件突然前沖一般用于速度預選的場合如右圖所示為用兩調(diào)速閥串聯(lián)的方法來實現(xiàn)兩種不同速度的換接回路在該回路中兩調(diào)速閥由二位三通換向閥換接但后接入的調(diào)速閥的開口要小否則換接后得不到所需要的速度起不到換接作用該回路的速度換接平穩(wěn)性比調(diào)速閥并聯(lián)的速度換接回路好但由于油液經(jīng)過兩個調(diào)速閥所以能量損失較大在液壓系統(tǒng)中如果由一個油源給多個液壓缸輸送壓力油這些液壓缸會因壓力和流量的彼此影響而在動作上相互牽制必須使用一些特殊的回路才能實現(xiàn)預定的動作要求常見的這類回路主要有以下三種一順序動作回路二同步回路三多缸快慢速互不干擾回路多缸液壓系統(tǒng)中的各個液壓缸嚴格地按規(guī)定順序動作的回路稱為順序動作回路這種回路在機械制造等行業(yè)的液壓系統(tǒng)中得到了普遍應用如組合機床回轉(zhuǎn)工作臺的抬起和轉(zhuǎn)位夾緊機構的定位和夾緊等都必須按固定的順序運動按控制方式不同可分為行程控制和壓力控制兩大類如右圖所示位用行程開關和電磁換向閥控制的順序運動回路在該回路中左電磁換向閥的電磁鐵通電后左液壓缸按箭頭的方向右行當它右行到預定位置時擋塊壓下行程開關2發(fā)出信號使右電磁換向閥的電磁鐵通電則右液壓缸按箭頭的方向右行當它運行到預定位置時擋塊壓下行程開關4發(fā)出信號使左電磁換向閥的電磁鐵斷電則左液壓缸按箭頭的方向左行當它左行到原位時擋塊壓下行程開關1使右電磁換向閥的電磁鐵斷電則右液壓缸按箭頭的方向左行當它左行到原位時擋塊壓下行程開關3發(fā)出信號表明工作循環(huán)結束這種用電信號控制轉(zhuǎn)換的順序運動回路使用調(diào)整方便便于更改動作順序因此應用較廣泛回路工作的可靠性取決于電器元件的質(zhì)量目前來講還可采用PLC可編程序控制器利用編程來改變行程控制這是一個發(fā)展趨勢如右圖所示位用行程換向閥又稱機動換向閥控制的順序運動回路在該回路中電磁換向閥和行程換向閥處于圖示狀態(tài)時左液壓缸和右液壓缸的活塞都處于左端位置即原位當電磁換向閥的電磁鐵通電后左液壓缸的活塞按箭頭的方向右行當液壓缸運行到預定的位置時擋塊壓下行程換向閥使其上位接入系統(tǒng)則右液壓缸的活塞按箭頭的方向右行當電磁換向閥的電磁鐵斷電后左液壓缸的活塞按箭頭的方向左行當擋塊離開行程換向閥后右液壓缸按箭頭的方向左行退回原位該回路中的運動順序與和與之間的轉(zhuǎn)換是依靠機械擋塊推壓行程換向閥的閥心使其位置變換實現(xiàn)的因此動作可靠但是行程換向閥必須安裝在液壓缸附近而且改變運動順序較困難如右圖所示位使用順序閥來實現(xiàn)兩個液壓缸順序動作的回路在該回路中當三位四通換向閥左位接入回路且順序閥D的調(diào)定壓力大于液壓缸A的最大前進工作壓力時壓力油先進入液壓缸A左腔實現(xiàn)動作液壓缸運動至終點后壓力上升壓力油打開順序閥D進入液壓缸B的左腔實現(xiàn)動作同樣地當三位四通換向閥右位接入回路且順序閥C的調(diào)定壓力大于液壓缸B的最大返回工作壓力時兩液壓缸按和的順序返回同步回路的功用是保證系統(tǒng)中的兩個或多個液壓缸在運動中的位移量相同或以相同的速度運動從理論上講對兩個工作面積相同的液壓缸輸入等量的油液即可使兩液壓缸同步但泄漏摩擦阻力制造精度外負載結構彈性變形以及油液中的含氣量等因素都會使同步難以保證為此同步要盡量克服或減少這些因素的影響有時要采取補償措施消除累積誤差下面介紹兩種較為常用的同步回路1帶補償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路2用同步缸或同步馬達的同步回路如右圖所示為兩液壓缸串聯(lián)同步回路在這個回路中液壓缸1的有桿腔A的有效面積與液壓缸2的無桿腔B的面積相等因而從A腔排除的油液進入B腔后兩液壓缸的升降便得到同步而補償措施使同步誤差在每一次下行運動中都可消除以避免誤差的積累其補償原理為當三位四通換向閥右位工作時兩液壓缸活塞同時下行若缸1的活塞先運動到底它就觸動行程開關A使閥5得電壓力油便經(jīng)閥5和液控單向閥3向缸2B腔補油推動活塞繼續(xù)運動到底誤差即被消除若缸2先到底則觸動行程開關使閥4得電控制壓力油使液控單向閥反向通道打開使缸1A腔通過液控單向閥回油其活塞即可繼續(xù)運動到底這種串聯(lián)式同步回路只適用于負載較小的液壓系統(tǒng)如右圖所示位用兩個尺寸相同的雙桿液壓缸連接的同步液壓缸3來實現(xiàn)液壓缸1和液壓缸2同步運動的回路在該回路中當同步液壓缸的活塞左移時油腔A與B中的油液使液壓缸1和液壓缸2同步上升若液壓缸1的活塞先到終點則油腔A的剩余油液經(jīng)單向閥4和安全閥5排回油箱油腔B的油繼續(xù)進入液壓缸2的下腔使之到達終點同理若液壓缸2的活塞先到達終點也可使液壓缸1的活塞相繼到終點這種同步回路的同步精度取決于液壓缸的的加工精度和密封性一般精度可達到9899由于同步缸一般不宜做得過大所以這種回路僅適用于小容量的場合若是采用同步馬達的同步回路則由于所用馬達一般為容積效率較高的柱塞式馬達所以費用較高同步控制回路也可采用分流閥同步閥控制同步對于同步精度要求較高的場合可采用比例調(diào)速閥和電液伺服閥組成的同步回路多缸快慢速互不干擾回路的功用是防止液壓系統(tǒng)中的幾個液壓缸因速度快慢的不同而在動作上的相互干擾如右圖所示為雙泵供油來實現(xiàn)多缸快慢速互不干擾回路在該回路中各液壓缸1和2工進時工作壓力大由左側的小流量液壓泵5供油用左調(diào)速閥3調(diào)節(jié)左液壓缸1的工進速度用右調(diào)速閥4調(diào)節(jié)右液壓缸2的工進速度快進時工作壓力小由右側大流量液壓泵6供油兩個液壓泵的輸出油路由二位五通換向閥隔離互不相混這樣避免了因工作壓力不同所引起的運動干擾使各液壓缸均可單獨實現(xiàn)快進工進快退的工作循環(huán)通過電磁鐵動作表可以看出自動工作循環(huán)各個階段油路走向及換向的狀態(tài)鎖緊回路的功用是使液壓缸能在任意位置上停留且停留后不會因外力作用而移動位置的回路如右圖所示的即為使用液控單向閥又稱雙向液壓鎖的鎖緊回路當換向閥處于左位時壓力油經(jīng)單向閥1進入液壓缸左腔同時壓力油亦進入單向閥2的控制油口K打開閥2使液壓缸右腔的回油可經(jīng)閥2及換向閥流回油箱活塞向右運動反之活塞向左運動到了需要停留的位置只要使換向閥處于中位因閥的中位為H型機能Y型液行所以閥1和閥2均關閉使活塞雙向鎖緊在這個回路中由于液控單向閥的閥座一般為錐閥式結構所以密封性好泄漏極少鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏這種回路被廣泛用于工程機械起重運輸機械等有鎖緊要求的場合其它回路還有節(jié)能回路等等一些回路這里不再贅述組合機床是適用于大批量生產(chǎn)的一種金屬切削機床它是由標準化通用化的零部件和按零件形狀尺寸及加工工藝要求設計的專用部件組合而成的專用高效自動化程度較高的機床廣泛應用于機械制造業(yè)生產(chǎn)線和自動線中組合機床的動力滑臺是用來實現(xiàn)進給運動的通用部件根據(jù)加工工藝要求在動力滑臺臺面上裝置動力箱多軸箱及各種專用切削頭等動力部件可以完成鉆擴絞銑鏜和攻絲等加工工序以及完成多種復雜的進給工作循環(huán)由于液壓動力滑臺的機械結構簡單可與電器配合實現(xiàn)進給運動自動工作循環(huán)又可以很方便地調(diào)節(jié)工進速度因此它的應用比較廣泛液壓動力滑臺是利用液壓缸將泵站所提供的液壓能轉(zhuǎn)變成滑臺運動所需的機械能它對液壓系統(tǒng)性能的主要要求是速度換接平穩(wěn)進給速度穩(wěn)定功率利用合理效率高發(fā)熱少1床身2動力滑臺3動力頭4主軸箱5刀具6工件7夾具8工作臺9底座組合機床滑臺技術參數(shù)工作壓力45MPA最大進給力45104N進給速度66660MMMIN左圖為YT4543型動力滑臺的液壓系統(tǒng)原理圖該系統(tǒng)采用限壓式變量泵供油電液動換向閥換向快進由液壓缸差動連接來實現(xiàn)用行程閥實現(xiàn)快進與工進的轉(zhuǎn)換二位二通電磁換向閥用來進行兩個工進速度之間的轉(zhuǎn)換為了保證進給的尺寸精度采用了止擋塊停留來限位通常實現(xiàn)的工作循環(huán)為快進第一次工作進給第二次工作進給止擋塊停留快退原位停止1快進按下啟動按鈕使電磁鐵1YA得電吸合主油路為先導電磁閥11左位接入系統(tǒng)接著液動換向閥12左位接入系統(tǒng)進油路15141312左位8右位7左腔回油路7右腔12左位38右位7左腔由于動力滑臺空載系統(tǒng)工作壓力低液控順序閥2關閉液壓缸實現(xiàn)差動連接此時泵輸出最大流量所以滑臺向左快進第一次工進當快進到指定位置時滑臺上的液壓擋鐵壓下行程閥8使其左位接入系統(tǒng)壓力油經(jīng)調(diào)速閥4而使系統(tǒng)壓力升高這樣一方面使限壓式變量葉片泵14的流量減少到與調(diào)速閥4所允許通過的流量相一致另一方面打開液控順序閥2使液壓缸差動連接斷開這樣滑臺的運動轉(zhuǎn)換為I工進其速度大小由調(diào)速閥4調(diào)節(jié)其主油路為進油路141312左位49右位7左腔回油路7右腔12左位21油箱第二次工進第一次工作進給到位時滑臺上行程擋鐵壓下行程開關使電磁鐵3YA得電電磁閥9左位接入系統(tǒng)此時壓力油通過調(diào)速閥4又通過調(diào)速閥10進入油缸7左腔回油路與I工進時相同由于閥10的開口比閥4的小故滑臺的速度大小由閥10決定4止擋塊停留當II工進完成后滑臺碰上死擋鐵而停止運動時油缸7左腔壓力升高當壓力升高到壓力繼電器5調(diào)定值時壓力繼電器5發(fā)出信號給時間繼電器停留時間由時間繼電器調(diào)定滑臺在死擋鐵停留時液壓泵供油壓力升高流量減少其輸出流量為液壓泵和系統(tǒng)的泄漏量5快退滑臺停留時間結束后時間繼電器發(fā)出信號使電磁鐵1YA斷電2YA通電電磁閥11右位接入系統(tǒng)接著液動換向閥12右位接入系統(tǒng)因滑臺快退時負載小系統(tǒng)壓力低變量泵自動恢復到最大流量滑臺快速退回其主油路為進油路1514件差閥12右位液壓缸7右腔回油路液壓缸7左腔單向閥6閥12右位油箱6原位停止滑臺快速退回到原位擋塊壓下原位行程開關使1YA2YA和3YA全部斷電閥1112處于中位滑臺停止運動此時液壓泵輸出的液壓右經(jīng)單向閥13和閥12中位流回油箱由于閥13的壓降使泵在低壓下卸荷維持一定的低壓是為了下一次啟動時能使閥12動作液壓系統(tǒng)工作過程簡圖快進第一次工作進給第二次工作進給止擋塊停留快退原位停止原位停止快退止擋塊停留二次工進一次工進快進3YA2YA1YA行程閥電磁鐵電磁鐵行程閥動作萬能外圓磨床是工業(yè)生產(chǎn)中應用極為廣泛的一種精加工機床主要用來磨削圓柱表面圓錐表面及階梯軸肩等利用內(nèi)圈磨頭附件還可以磨削內(nèi)圓和內(nèi)錐表面萬能外圓磨床工作臺直線往復運動和抖動砂輪架快速進退運動和周期進給運動尾座頂尖的松開運動等都是用液壓傳動來實現(xiàn)的加工參數(shù)最大磨削外圓直徑320MM因最大長度有1000MM1500MM2000MM最大磨削內(nèi)圓直徑100MM磨削零件表面粗糙度可達到RA063RA016根據(jù)磨削工作的特點工作臺往復運動的性能對磨削加工精度影響最大工作臺往復運動速度能在0054MMIN范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速運動平穩(wěn)低速運動無爬行工作臺在工作速度范圍內(nèi)能完成自動換向換向過程要平穩(wěn)無沖擊而停止啟動要迅速換向精度高同速換向精度不大于002MM異速換向精度不大于02MM工作臺運動到兩端換向前能夠停留停留時間在05S內(nèi)可調(diào)工作臺可作抖動在切入磨削時工作臺能實現(xiàn)高頻100500次MIN短行程13MM換向通常稱為抖動以提高磨削表面光潔度和磨削效率系統(tǒng)工作原理液壓傳動系統(tǒng)由工作臺直線往復運動砂輪架橫向快速進退運動砂輪架周期進給尾座頂尖的自動松開及機床導軌潤滑等部分組成磨削外圓表面的工作過程工件夾在頭架卡盤里尾架頂尖頂緊工件頭架驅(qū)動工件轉(zhuǎn)動工作臺往復運動砂輪架快速前進砂輪電機驅(qū)動砂輪轉(zhuǎn)動磨削工件工件磨削完成時砂輪架快退工作臺往復運動停止松開頂尖取下工件當開停閥處于右位時先導閥都處于右端位置工作臺向右運動主油路的油液流動情況為進油路液壓泵換向閥右位工作臺液壓缸右腔回油路工作臺液壓缸左腔換向閥右位先導閥右位開停閥右位節(jié)流閥油箱當工作臺向右移動到預定位置時工作臺上的左擋板撥動先導閥閥芯并使它的最終處于左端位置上這時控制油路上的A2點接通高壓油、A1點接通油箱使換向閥亦處于其左端位置上于是主油路的油液流動變?yōu)檫M油路液壓泵換向閥左位工作臺液壓缸左腔回油路工作臺液壓缸左腔換向閥左位開停閥右位節(jié)流閥油箱這時工作臺向左運動并在其右擋塊撥桿后發(fā)生與上述情況向反的變化使工作有改變方向向右運動反復進行直到開停閥撥向左位時才停止工作臺換向時先導閥1先由左擋塊碰撞撥桿而移動換向閥2Y移動其控制回油先后三次改變回路使其閥心產(chǎn)生第一次快跳慢進和第二次快跳的移動過程使得工作臺換向經(jīng)歷了預制動終制動端點停留和反向啟動的四個階段工作臺預制動工作臺在擋快碰撞撥桿使先導閥1的閥心向左移動先導閥閥心向右制動閥心上錐面逐漸關小液壓缸回油通道使工作臺減速此時換向閥2閥心還沒有移動所以稱預制動工作臺終制動當先導閥1的閥心左一道使A2接通壓力油A1接通油箱時換向閥2的閥心左端回油先后有三種連通方式換向閥2的控制油路為進油路過濾器液壓泵精過濾器17先導閥件差A2單向閥I2換向閥2閥心右端回油路換向閥閥心左端A1先導閥1油箱因回油路暢通無阻閥心移動很快換向閥2產(chǎn)生第一次快跳當閥心左端將A1封死第一次快跳完了此時閥心中部臺肩剛好移到閥體中間沉割槽中使液壓缸兩腔油路相通工作臺停止運動換向閥的快跳縮短了終制動的時間提高了換向精度為了防止先導閥1左移動落后于換向閥2利用左抖缸推動先導閥1的閥心幾乎與換向閥2閥心快跳同時向左快跳其控制油路為進油路過濾器液壓泵精過濾器17先導閥1A2抖動缸15左缸回油路抖動缸15右缸先導閥1油箱工作臺端點停留當換向閥2的閥心左移到其左端將A1封死時第一次快跳結束此時其閥心左端的回油路為回油路換向閥2閥心左端節(jié)流閥J1A1先導閥1油箱此時換向閥2閥心按節(jié)流閥J1又稱停留閥調(diào)定的速度移動由于換向閥體沉割槽寬度大于閥心中部臺肩寬度液壓缸兩腔油路在閥心移動過程中始終保持相通使工作臺得到05S的端點停留時間工作臺反向啟動當換向閥2的閥心左移到其左部環(huán)形槽將通道B1和直通油箱的通道A1時會油路又暢通無阻換向閥的閥心出現(xiàn)第二次快跳使主油路被迅速切換工作臺迅速反向啟動回路結構如圖所示節(jié)流閥串聯(lián)在泵與執(zhí)行元件之間的進油路上它由定量泵溢流閥節(jié)流閥及液壓缸或液壓馬達組成通過改變節(jié)流閥的開口量即通流截面積AT的大小來調(diào)節(jié)進入液壓缸的流量Q1進而改變液壓缸的運動速度定量泵輸出的多余流量由溢流閥溢流回油箱為完成調(diào)速功能不僅節(jié)流閥的開口量能夠調(diào)節(jié)而且必須使溢流閥始終處于溢流狀態(tài)在該調(diào)速回路中溢流閥的作用一是調(diào)整并基本恒定系統(tǒng)壓力二是將泵輸出的多余流量溢流回油箱缸在穩(wěn)定工作時其受力平衡方程為P1A1FP2A2式中P1P2分別為液壓缸進油腔和回油腔的壓力由于回油腔通油箱P20F為液壓缸的負載A1A2分別為液壓缸無桿腔和有桿腔的有效面積所以P1FA1因為某液壓泵的供油壓力PP為定值則節(jié)流閥兩端的壓力差為PPPP1PPFA1由式154可知經(jīng)節(jié)流閥進入液壓缸的流量為Q1KATPMKATPPFA1M故液壓缸的運動速度為VQA1KA