任务四机床进给系统液压回路分析与组装讲课讲稿.ppt

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1、机床进给系统液压回路机床进给系统液压回路分析分析(fnx)与组装与组装 第一页，共92页。任务任务(rn wu)(rn wu)引入引入 如图，机床进给系如图，机床进给系统原理图，试对该回统原理图，试对该回路进行路进行(jnxng)分析，分析，说明其工作过程及工说明其工作过程及工作原理，并在实验台作原理，并在实验台上组装、验证回路。上组装、验证回路。机床进给系统机床进给系统(xtng)液压回路液压回路第二页，共92页。相关相关(xinggun)(xinggun)知识讲解一：液压传动工作知识讲解一：液压传动工作介质介质第三页，共92页。第四页，共92页。第五页，共92页。u（1 1）粘度和压力的关

2、系）粘度和压力的关系(gun x)(gun x)u P P，FF，u 随随pp而而，压压力力较较小小时时忽忽略略，32Mpa32Mpa以以上才考虑上才考虑u（2 2）粘度和温度的关系）粘度和温度的关系(gun x)(gun x)u 温度温度，内聚力，内聚力，u 粘粘度度随随温温度度变变化化的的关关系系(gun(gun x)x)叫叫粘粘温温特性，粘度随温度的变化较小，即粘温特性较好。特性，粘度随温度的变化较小，即粘温特性较好。4 4、液体、液体(yt)(yt)的其它性质的其它性质第六页，共92页。5 5、液压油的作用、液压油的作用 工作介质工作介质传递运动和动力传递运动和动力 润滑剂润滑剂 润滑

3、运动部件润滑运动部件 密封密封粘性产生阻力粘性产生阻力 冷却冷却流动过程流动过程(guchng)(guchng)带走热量带走热量6 6、液压油的类型、液压油的类型 机械油机械油 精密机床液压油精密机床液压油 气轮机油气轮机油 变压器油等变压器油等相关知识讲解一：液压传动工作相关知识讲解一：液压传动工作(gngzu)(gngzu)介介质质第七页，共92页。7 7、液压油选用、液压油选用首先根据工作首先根据工作(gngzu)(gngzu)条件条件 （v v、p p、T T）和元件类型）和元件类型选择油液品种，然后根据粘度选择选择油液品种，然后根据粘度选择牌号牌号 慢速、高压、高温：慢速、高压、高温

4、：大（以大（以qq）通常通常 ,；液液压压缸缸往复运动时的速度比为：往复运动时的速度比为：上上式式表表明明：当当活活塞塞杆杆直直径径愈愈小小时时，速速度度(sd)比接近比接近1，在两个方向上的速度，在两个方向上的速度(sd)差值就愈小。差值就愈小。第二十四页，共92页。两两腔腔进进油油,差差动动联联接接(lin ji)(c)差动联接差动联接q 当单杆活塞缸两腔同时当单杆活塞缸两腔同时(tngsh)通入压力油时，由于无杆通入压力油时，由于无杆腔有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作腔有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活

5、塞杆向外伸出；用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时与此同时(tngsh)，又将有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，又将有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单活塞杆液压缸的这种连接方式从而加快了活塞杆的伸出速度，单活塞杆液压缸的这种连接方式被称为差动连接。被称为差动连接。第二十五页，共92页。在在忽忽略略两两腔腔连连通通(lintng)油油路路压压力力损损失失的的情情况况下下，差差动动连接液压缸的推力为：连接液压缸的推力为：活塞活塞(husi)的运动速度为：的运动速度为：(c)差动联接差动联接q第二十六页，共92页。差动连接差动连接(linj

6、i)时时,液压缸的有效作用面积是活塞液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积，工作台运动速度比无杆腔进油时的大，而杆的横截面积，工作台运动速度比无杆腔进油时的大，而输出力则较小。输出力则较小。差动连接是在不增加差动连接是在不增加(zngji)液压泵容量和功率的条件下，液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办法。实现快速运动的有效办法。(c)差动联接差动联接q第二十七页，共92页。单杆活塞单杆活塞(husi)(husi)液压缸应用液压缸应用单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作(gngzu)循环：（差动连接）（无杆腔进油）（有杆腔进油）快进 工进 快退 v3、F3 v1、F1 v2、F2 动

7、画演示动画演示(ynsh)第二十八页，共92页。液压刨床液压刨床第二十九页，共92页。结构：缸体、柱塞、导向(do xin)套、钢丝卡圈等 当活塞式液压缸行程当活塞式液压缸行程(xngchng)较长时，加工难度大较长时，加工难度大,使得制造成本增加。使得制造成本增加。某些场合所用的液压缸并不要求双向控制某些场合所用的液压缸并不要求双向控制,柱塞式液压缸柱塞式液压缸正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。二、柱塞缸二、柱塞缸第三十页，共92页。柱塞缸的特点柱塞缸的特点 柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱塞柱塞与缸筒无配合关系，缸筒

8、内孔不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系，常用于长行程机床。与缸盖上的导向套有配合关系，常用于长行程机床。为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心(kng xn)(kng xn)。柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。动画演示动画演示(ynsh)第三十一页，共92页。三、摆动三、摆动(bidng)(bidng)缸缸 摆动液压缸能实现小于摆动液压缸能实现小于360360角度的往复摆动运动，由于它角度的往复摆动运动，由于它可直接输出扭矩，故又称为摆动液压马达，常用可直接输出扭矩，故又称为

9、摆动液压马达，常用(chn yn)(chn yn)于辅助装置，如送料和转位装置、液压机械手及间歇进给机构。于辅助装置，如送料和转位装置、液压机械手及间歇进给机构。主要有单叶片式和双叶片式两种结构形式。主要有单叶片式和双叶片式两种结构形式。第三十二页，共92页。摆摆动动缸缸主主要要由由定定子子块块1、缸缸体体2、摆摆动动轴轴3、叶叶片片4、左左右右支支承承(zh chn)盘盘和和左左右右盖盖板板等等主主要要零零件件组组成成。定定子子块块固固定定在在缸缸体体上上，叶叶片片和和摆摆动动轴轴固固连连在在一一起起，当当两两油油口口相相继继通通以压力油时，叶片即带动摆动轴作往复摆动。以压力油时，叶片即带动

10、摆动轴作往复摆动。单叶片单叶片(ypin)摆动液压缸的摆角一般不超过摆动液压缸的摆角一般不超过280 ，双叶，双叶片片(ypin)摆动液压缸的摆角一般不超过摆动液压缸的摆角一般不超过150 。第三十三页，共92页。四、增压四、增压(zn y)(zn y)缸缸增压缸是活塞增压缸是活塞(husi)缸与柱塞缸组成的复合缸，但它缸与柱塞缸组成的复合缸，但它不是能量转换装置，只是一个增压器件。不是能量转换装置，只是一个增压器件。增压比为大活塞增压比为大活塞(husi)与小柱塞的面积比与小柱塞的面积比小柱塞缸输出的压力小柱塞缸输出的压力 增压能力是以降低有效流量为代价的。增压能力是以降低有效流量为代价的。

11、第三十四页，共92页。五、伸缩五、伸缩(shn su)(shn su)液压缸液压缸（多级缸）（多级缸）两个或多个活塞式缸套装两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。是后一级活塞缸的缸筒。有单作用有单作用(zuyng)伸缩液压缸伸缩液压缸和双作用和双作用(zuyng)伸缩液压缸。伸缩液压缸。不同点是单作用不同点是单作用(zuyng)回程回程靠外力，而双作用靠外力，而双作用(zuyng)靠靠液压作用液压作用(zuyng)力。力。伸伸缩缩式式液液压压缸缸的的特特点点是是：活活塞塞杆杆伸伸出出的的行行程程长长，收收缩缩后后的的结结构尺寸构尺寸(c

12、h cun)(ch cun)小，适用于翻斗汽车，起重机的伸缩臂等。小，适用于翻斗汽车，起重机的伸缩臂等。第三十五页，共92页。六、齿条六、齿条(ch tio)(ch tio)活塞缸活塞缸 齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成(z chn)的复合式缸。它将活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动，用在机床的进刀机构、回转工作台转位、液压机械手等。1 紧固紧固(jn)螺帽；螺帽；2 调节螺钉；调节螺钉；3 端盖；端盖；4 垫圈；垫圈；5 O形密封形密封圈；圈；6 挡圈；挡圈；7 缸套；缸套；8 齿条活塞；齿条活塞；9 齿轮；齿轮；l0 传动轴；传动轴；11 缸体；缸体；12 螺钉螺钉q第三十六页，共

13、92页。七、七、液压缸的结构液压缸的结构(jigu)(jigu)（活塞缸）（活塞缸）第三十七页，共92页。双双作作用用单单活活塞塞杆杆液液压压缸缸主主要要由由缸缸底底2 2、缸缸筒筒1111、缸缸盖盖1515、导导向向套套1313、活活塞塞8 8、活活塞塞杆杆1212等等组组成成。缸缸筒筒一一端端与与缸缸底底焊焊接接，另另一一端端与与缸缸盖盖采采用用螺螺纹纹连连接接。活活塞塞与与活活塞塞杆杆采采用用卡卡键键连连接接。为为了了保保证证液液压压缸缸的的可可靠靠(kko)(kko)密密封封，在在相相应应部部位位设设置置了了密密封圈封圈6 6、1010、1414、1616和防尘圈和防尘圈1919。第三

14、十八页，共92页。1、缸体组件、缸体组件(z jin)包括缸筒、缸底、缸盖、导向包括缸筒、缸底、缸盖、导向(do xin)环、支撑环等。环、支撑环等。缸筒：液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压缸筒：液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密或珩磨等精密(jngm)(jngm)加工工艺制造，要求表面粗造度在加工工艺制造，要求表面粗造度在0.10.1 m-0.4m-0.4 m m。端盖：端盖：装在缸筒两端，与缸筒形成封闭油腔，同样承受很大装在缸筒两端，与缸筒形成封闭油腔，同样承受很大的液压力，因此，端盖及其连接件都应有足够的强度。的液压力，因此，端盖及其连接件都应有足够的强度

15、。导导向向套套：对对活活塞塞杆杆或或柱柱塞塞起起导导向向和和支支承承作作用用，有有些些液液压压缸不设导向套，直接用端盖孔导向。缸不设导向套，直接用端盖孔导向。缸缸缸缸筒筒筒筒，端端端端盖盖盖盖和和和和导导导导向向向向套套套套的的的的材材材材料料料料选选选选择择择择和和和和技技技技术术术术要要要要求求求求可可可可参参参参考考考考液压设计手冊。液压设计手冊。液压设计手冊。液压设计手冊。第三十九页，共92页。(2)半环半环连接连接(linji)式式 优点优点 缺点缺点1.1.结构简单结构简单 1.1.键槽键槽(jinco)(jinco)使缸筒壁的强使缸筒壁的强度度2.2.易装卸易装卸 有所削弱有所削

16、弱 2.2.零件较多零件较多 (1)法法兰兰式式连连接接(linji)优点优点 缺点缺点 1.1.结构较简单结构较简单 外形较大外形较大2.2.易加工易加工 3.3.连接可靠，易装卸连接可靠，易装卸缸筒与缸盖的连接缸筒与缸盖的连接：第四十页，共92页。(3)焊焊接接(hnji)连连接接式式 优点优点(yudin)缺点缺点 1.连接强度高连接强度高 易引起缸筒变形易引起缸筒变形2.制造简单制造简单(4)拉拉杆杆(lgn)式式连连接接 优点优点 缺点缺点 1.缸筒最易加工缸筒最易加工 重量较重重量较重2.最易装卸最易装卸 外形尺寸较大外形尺寸较大3.结构通用性大结构通用性大第四十一页，共92页。(

17、5)螺纹螺纹(luwn)连接式连接式外螺纹连接外螺纹连接(linji)内螺纹连接内螺纹连接(linji)优点优点 缺点缺点 1.重量较轻重量较轻 端部结构复杂端部结构复杂2.外形较小外形较小 装卸要用专门工具装卸要用专门工具缸筒缸筒缸缸筒筒第四十二页，共92页。2、活塞、活塞(husi)组件组件 活塞组件活塞组件(z jin)由活塞、活塞杆和连接件等组成。由活塞、活塞杆和连接件等组成。活塞活塞(husi)(husi)与活塞与活塞(husi)(husi)杆的连接形式：杆的连接形式：活塞与活塞杆的连接最常用的有活塞与活塞杆的连接最常用的有螺纹连接螺纹连接和和半环连接形式半环连接形式。液液压压缸缸行

18、行程程较较短短、且且活活塞塞与与活活塞塞杆杆直直径径相相差差不不多多时时，可可将将活活塞塞与与活活塞杆做成整体，但在大多数情况下，活塞与活塞杆是分开的。塞杆做成整体，但在大多数情况下，活塞与活塞杆是分开的。第四十三页，共92页。在一般工作条件下，活塞在一般工作条件下，活塞(husi)(husi)和活塞和活塞(husi)(husi)杆采用螺纹固定。当缸工作压力较高或负载杆采用螺纹固定。当缸工作压力较高或负载较大，而活塞较大，而活塞(husi)(husi)杆直径又较小时，活塞杆直径又较小时，活塞(husi)(husi)杆的螺纹可能过载；另外工作机械振动较大杆的螺纹可能过载；另外工作机械振动较大时，

19、固定活塞时，固定活塞(husi)(husi)的螺母可能松动，因此需采用的螺母可能松动，因此需采用半环连接。半环连接。第四十四页，共92页。3、密封、密封(mfng)装置装置 有活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封，用以防止油液的有活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封，用以防止油液的泄漏。一般要求密封装置应具有良好的密封性、尽可能长的泄漏。一般要求密封装置应具有良好的密封性、尽可能长的寿命、制造简单、拆装方便、成本低。寿命、制造简单、拆装方便、成本低。常见的密封装置有：常见的密封装置有：间隙密封（依靠运动件间的微小间隙来防止泄漏）、间隙密封（依靠运动件间的微小间隙来防止泄漏）、活塞环密封（依靠在活塞上的活塞

20、环在活塞环密封（依靠在活塞上的活塞环在O形圈弹力作用下形圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏）贴紧缸壁而防止泄漏）密封圈密封（有密封圈密封（有Y形圈、形圈、V形圈等，利用橡胶形圈等，利用橡胶(xingjio)和塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间和塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏）。来防止泄漏）。第四十五页，共92页。4、缓冲、缓冲(hunchng)装装置置 为为了了防防止止这这种种危危害害，保保证证安安全全，应应采采取取(ciq)缓缓冲冲措措施施，对液压缸运动速度进行控制。对液压缸运动速度进行控制。当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，由于当液压缸带

21、动质量较大的部件作快速往复运动时，由于运动部件具有很大的动能，因此运动部件具有很大的动能，因此(ync)当活塞运动到液压缸当活塞运动到液压缸终端时，会与端盖碰撞，而产生冲击和噪声。这种机械冲击不终端时，会与端盖碰撞，而产生冲击和噪声。这种机械冲击不仅引起液压缸的有关部分的损坏，而且会引起其它相关机械的仅引起液压缸的有关部分的损坏，而且会引起其它相关机械的损伤。损伤。第四十六页，共92页。当当活活塞塞移移至至端端部部，缓缓冲冲柱柱塞塞开开始始插插入入(ch r)缸缸端端的的缓缓冲冲孔孔时时，活活塞塞与与缸缸端端之之间间形形成成封封闭闭空空间间，该该腔腔中中受受困困挤挤的的剩剩余余油油液液只只能能

22、从从节节流流小小孔孔或或缓缓冲冲柱柱塞塞与与孔孔槽槽之之间间的的节节流流环环缝缝中中挤挤出出，从从而而造造成成背背压迫使运动柱塞降速制动，实现缓冲。压迫使运动柱塞降速制动，实现缓冲。第四十七页，共92页。图图a)a)、b)b)为间隙缓冲，缓冲柱塞进入缸端孔时，为间隙缓冲，缓冲柱塞进入缸端孔时，孔内油液从柱塞与孔壁间的环形间隙挤出，形成孔内油液从柱塞与孔壁间的环形间隙挤出，形成缓冲压力，吸收惯性缓冲压力，吸收惯性(gunxng)(gunxng)引起的机械动能。引起的机械动能。第四十八页，共92页。图图c)c)为可变节流槽式缓冲。缓冲柱塞进入缸端孔时，回油路封闭，为可变节流槽式缓冲。缓冲柱塞进入缸

23、端孔时，回油路封闭，迫使回油经由缓冲柱塞上的节流口迫使回油经由缓冲柱塞上的节流口(轴向三角槽轴向三角槽)流出而建立缓冲流出而建立缓冲压力压力(yl)(yl)。节流口面积随柱塞行程而变化。节流口面积随柱塞行程而变化。图图d)d)为可调节流孔缓冲。缓冲柱塞进入缸端孔时，封闭了回油通为可调节流孔缓冲。缓冲柱塞进入缸端孔时，封闭了回油通路，迫使回油通过一个可调节流阀而建立缓冲压力路，迫使回油通过一个可调节流阀而建立缓冲压力(yl)(yl)。第四十九页，共92页。液压传动系统往往液压传动系统往往(wngwng)会混入空气，使系统工作不稳定，会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、爬行或前冲等现象，严重时

24、会使系统不能正常工作。产生振动、爬行或前冲等现象，严重时会使系统不能正常工作。5、排气装置、排气装置 通常有两种：一种是在液压缸的最高部位处开排气孔通常有两种：一种是在液压缸的最高部位处开排气孔，并用管道连接，并用管道连接(linji)排气阀进行排气；另一种是在排气阀进行排气；另一种是在液压缸的最高部位安放排气塞。液压缸的最高部位安放排气塞。第五十页，共92页。相关知识相关知识(zh shi)(zh shi)讲解四：流量控制阀讲解四：流量控制阀第五十一页，共92页。第五十二页，共92页。第五十三页，共92页。第五十四页，共92页。第五十五页，共92页。三、调速阀三、调速阀第五十六页，共92页。

25、第五十七页，共92页。第五十八页，共92页。第五十九页，共92页。相关相关(xinggun)(xinggun)知识讲解五：速度控制回路知识讲解五：速度控制回路第六十页，共92页。第六十一页，共92页。第六十二页，共92页。第六十三页，共92页。第六十四页，共92页。第六十五页，共92页。第六十六页，共92页。第六十七页，共92页。第六十八页，共92页。第六十九页，共92页。第七十页，共92页。第七十一页，共92页。第七十二页，共92页。第七十三页，共92页。第七十四页，共92页。第七十五页，共92页。第七十六页，共92页。第七十七页，共92页。第七十八页，共92页。第七十九页，共92页。第八十

26、页，共92页。第八十一页，共92页。第八十二页，共92页。第八十三页，共92页。第八十四页，共92页。第八十五页，共92页。第八十六页，共92页。第八十七页，共92页。1 1执行执行(zhxng)(zhxng)元件爬行故障诊断与维修方法元件爬行故障诊断与维修方法序号故障原因维修方法1液压系统中进了空气排净液压系统中的空气2液压泵流量脉动大，溢流阀振动造成系统压力脉动，引起液压缸或液压马达速度变化检修或更换液压泵或溢流阀3节流阀或调速阀阀口堵塞，系统泄漏不稳定清洗节流阀或调速阀阀口4调速阀中减压阀阀芯不灵活造成流量不稳定而引起爬行清洗或研磨调速阀中减压阀阀芯，使其运动灵活5在进油路的节流调速回路

27、中，无背压或背压不足时，外负载变化时导致执行元件速度变化而引起爬行在进油路的节流调速回路中，要加背压阀，并使背压阀压力足够6活塞杆密封压得过紧调整活塞杆密封压紧力7活塞杆弯曲校正活塞杆8导轨与缸的轴线不平行校正9导轨润滑不良加强导轨的润滑相关知识相关知识(zh shi)(zh shi)讲解六：速度控制回路故障诊讲解六：速度控制回路故障诊断与排除断与排除第八十八页，共92页。2 2负载增加时速度显著下降故障诊断与维修负载增加时速度显著下降故障诊断与维修(wixi)(wixi)方法方法序号故障原因维修方法1液压缸（或液压泵）或液压系统中其他元件的泄漏随着负载压力增大而显著增大检修或更换液压系统相关

28、元件的密封2液压油的温度异常升高，其黏度下降，导致泄漏增加检修冷却器，加强液压系统散热3调速阀中减压阀阀芯卡死于打开位置，则负载增加时，通过节流的流量下降清洗或研磨调速阀中减压阀阀芯，使其运动灵活第八十九页，共92页。3 3无法实现无法实现(shxin)(shxin)速度转换故障诊断与维修方法速度转换故障诊断与维修方法序号故障原因维修方法1用行程阀控制的快慢速转换回路中单向阀故障检修或更换单向阀2用行程阀控制的快慢速转换回路中行程阀故障检修或更换行程阀3用调速阀控制的慢速转换回路中调速阀故障检修或更换调速阀4用调速阀控制的慢速转换回路中换向阀故障检修或更换换向阀5液压缸或液压马达卡死检修或更换液压缸或液压马达第九十页，共92页。任务任务(rn wu)(rn wu)实施实施u任务实施步骤：任务实施步骤：u1.1.画出回路图并对回路进行分析画出回路图并对回路进行分析(fnx)(fnx)u2.2.根据回路领取相应液压元件根据回路领取相应液压元件u3.3.在液压实验台上组装回路在液压实验台上组装回路u4.4.运行并验证回路运行并验证回路 第九十一页，共92页。第九十二页，共92页。