液压与气压传动7_王积伟教授_东南大学.pptx

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1、School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动学习典型液气压传动系统的应用实例；掌握分解液气压系统构成、剖析各种元件在系统中作用以及分析系统性能的方法。分析液气压系统的步骤和方法。目的任务目的任务目的任务目的任务:重点难点重点难点:第1页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压系统液压系统液压系统液压系统应用与分析应用与分析应用与分析应用与分析 本节介绍几个液压系统的应用实例，分析它们的

2、工作原理工作原理和性能特点性能特点，从而透过这些实例，使读者掌握分析液压系统的一般步骤一般步骤和方法方法。实际的液压系统往往比较复杂，要读懂一个液压系统并非易事，通常必须分几步进行：1 1）了解并分析主机对液压系统的工作要求工作要求，逐条进行深入研究深入研究，抓住其与液压传动有关的实质性问题实质性问题。2 2）根据主机对液压系统执行元件动作循环动作循环的要求，参照有关说明，从油源到执行元件按油路初读液压系统原理图液压系统原理图。阅读时应先找控制元件和控制油路先找控制元件和控制油路，后读主后读主油路油路。每条油路都必须搞清“来龙去脉来龙去脉”，有去有回。3 3）按基本回路分解系统的功能功能，并根

3、据系统各执行元件间的同步同步、互锁互锁、顺序顺序动作动作和防干扰防干扰等方面的要求，再全面通读系统原理图，直至完全读懂。4 4）分析系统各功能要求的实现方法实现方法和系统性能系统性能的优劣，最后总结归纳出系统的特点，以加深理解。第2页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 组合机床组合机床组合机床组合机床液压系统液压系统液压系统液压系统 1.1.概述概述 图图7-17-1 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底座组合机床组合机床是一种工序

4、集中、效率较高的专用机床。它一般由通用部件（如动力头、动力滑台等）和部分专用部件（如主轴箱、夹具等）组合而成（见图7-1），具有加工能力强加工能力强、自动化自动化程度高程度高、经济性好经济性好等优点，因而被广泛应用于产品批量较大的生产流水线中，如汽车制造厂的气缸生产线等。动力滑台动力滑台是组合机床实现进给运动的一种通用部件，配上动力头和主轴箱后可以对工件完成钻、扩、铰、镗、铣、攻螺纹等孔和端面的加工工序。YT4543YT4543型液压动力滑台型液压动力滑台由液压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下可以实现各种自动工作循环。该动力滑台的台面尺寸为，进给速度范围为，最大快进速度为，最大进给推力为45

5、kN，液压系统最高工作压力为6.3MPa。第3页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动2.2.工作原理工作原理 组合机床组合机床组合机床组合机床液压系统液压系统液压系统液压系统 YT4543YT4543型动力滑台型动力滑台的液压系统图液压系统图和系统的动作循环表系统的动作循环表分别如图图7-27-2（教材P284）和表表7-17-1（教材P285）所示。由图可见，这个系统能够实现“快进快进工工进进停留停留快退快退停止停止”的半自动工作循环，其工作情况如下：（1）快进快进 快速前进时快

6、速前进时，先按下起动按钮，电磁铁电磁铁1YA1YA通电，先导阀阀1111左位左位接入系统，在控制油路驱动下，液动换向阀液动换向阀1212亦左位亦左位接入系统。由于快进时滑台负载较小，系统工作压力不高，因而变量液压泵变量液压泵1414输出最大流量，顺序阀顺序阀2 2仍处于关闭状态，这时液压缸液压缸7 7作差动连接。系统中的油液流动情况为：进油路进油路 变量液压泵变量液压泵1414单向阀单向阀1313换向阀换向阀1212（左位左位）行程阀行程阀8 8（右位右位）液液压缸压缸7 7左腔左腔；回油路回油路 液压缸液压缸7 7右腔右腔换向阀换向阀1212（左位左位）单向阀单向阀3 3行程阀行程阀8 8（

7、右位右位）液压液压缸缸7 7左腔左腔。第4页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动图图7-27-2 YT4543型动力滑台液压系统图1背压阀 2顺序阀 3单向阀 4工进调速阀5压力继电器 6单向阀 7液压缸 8行程阀9电磁阀 10二工进调速阀 11先导阀 12换向阀13单向阀 14液压泵 15压力表开关p1、p2、p3压力表接点第5页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动（

8、2）一工进一工进 当滑台快进到预定的位置，滑台上的挡块压下行程阀行程阀8 8时，第一次工作进给便开始。这时，其余液压元件所处状态不变，但由于调速阀调速阀4 4接入系统，使系统压力升高，顺序阀顺序阀2 2打开；限压式变量液压泵限压式变量液压泵1414自动减小其输出流量，以与调速阀调速阀4 4的流量相适应。2.2.工作原理工作原理 组合机床组合机床组合机床组合机床液压系统液压系统液压系统液压系统 系统中油液流动情况为：进油路进油路 变量液压泵变量液压泵1414单向阀单向阀1313换向阀换向阀1212（左位左位)调速阀调速阀4 4电磁阀电磁阀9 9（右右位位）液压缸液压缸7 7左腔左腔；回油路回油路

9、 液压缸液压缸7 7右腔右腔换向阀换向阀1212（左位左位）顺序阀顺序阀2 2背压阀背压阀1 1油箱油箱。第6页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动2.2.工作原理工作原理 组合机床组合机床组合机床组合机床液压系统液压系统液压系统液压系统（3）二工进二工进 当第一次工作进给结束，挡块压下行程开关，使电磁铁电磁铁3YA3YA通电时，第二次工作进给开始。此时，顺序阀顺序阀2 2仍打开；由于调速阀调速阀1010的开口比调速阀调速阀4 4小，系统工作压力进一步升高，限压式变量液压泵限压式变

10、量液压泵1414的输出流量与调速阀调速阀1010的流量相适应，滑台的进给速度降低。系统中油液流动情况为：进油路进油路 变量液压泵变量液压泵1414单向阀单向阀1313换向阀换向阀1212（左位左位）调速阀调速阀4 4调速阀调速阀1010液液压缸压缸7 7左腔左腔；回油路回油路 液压缸液压缸7 7右腔右腔换向阀换向阀1212（左位左位）顺序阀顺序阀2 2背压阀背压阀1 1油箱油箱 。第7页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动2.2.工作原理工作原理 组合机床组合机床组合机床组合机床液

11、压系统液压系统液压系统液压系统（4）停留停留 当滑如以第二工进速度行进到碰上死挡块时，便不再前进，开始停留。此时，油路状态不变，变量液压泵变量液压泵1414仍在继续运转，系统压力不断升高，液压泵液压泵的输出流量的输出流量减小至与系统（含液压泵）的泄漏量相适应。同时，液压缸左腔的压力亦随之升高，压力继电器压力继电器5 5动作并发信号给时间继电器（图图7-27-2中未画出）经过时间继电器的延时，使滑台停留一段时间后再返回。滑台在死挡铁处的停留时间由时间继电器调节。第8页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用

12、与分析液压与气压传动2.2.工作原理工作原理 组合机床液压系统组合机床液压系统组合机床液压系统组合机床液压系统（5）快退快退 当滑台按调定时间在死挡块处停留后，时间继电器发出信号，使电磁电磁铁铁1YA1YA断电、2YA2YA通电，先导阀先导阀1111右位右位接入系统，控制油路换向，使换向阀换向阀1212亦右位右位接入系统，因而主油路换向。由于此时滑台没有外负载，系统压力下降，限限压式变量液压泵压式变量液压泵1414的流量又自动增至最大，滑台便快速退回 系统中油液的流动情况为：进油路进油路 变量液压泵变量液压泵1414单向阀单向阀1313换向阀换向阀1212（右位右位）液压缸液压缸7 7右腔右腔

13、；回油路回油路 液压缸液压缸7 7左腔左腔单向阀单向阀6 6换向阀换向阀1212（右位右位）油箱油箱。第9页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动2.2.工作原理工作原理 组合机床组合机床组合机床组合机床液压系统液压系统液压系统液压系统（6）停止停止 当滑台快速退回到原位时，挡块压下终点开关，电磁铁电磁铁2YA2YA和3YA3YA都断电，此时先导阀先导阀1111在对中弹簧作用下处于中位，换向阀换向阀1212左右两边的控制油路都通油箱，因而换向阀换向阀1212也在其对中弹簧作用下回到中

14、位，液压缸液压缸7 7两腔封闭，滑台停止运动，变量液压泵变量液压泵1414卸荷。系统中油液的流动情况为：卸荷油路卸荷油路 变量液压泵变量液压泵1414单向阀单向阀1313换向阀换向阀1212（中位中位）油箱油箱。第10页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动3.3.性能分析性能分析 组合机床组合机床组合机床组合机床液压系统液压系统液压系统液压系统 从以上的叙述中看到，这个液压系统按其功能可以分解成由以下一些基本回路所组成：由限压式变量液压泵限压式变量液压泵、调速阀和背压阀组成的容积节

15、流调速阀和背压阀组成的容积节流加背压的调速背压的调速回路回路，液压缸差动连接的快速回路液压缸差动连接的快速回路，电液换向阀的换向回路电液换向阀的换向回路，由行程阀行程阀、电磁电磁阀阀和顺序阀顺序阀等组成的速度切换回路速度切换回路，调速阀串联的两次工进回路调速阀串联的两次工进回路以及用电液换用电液换向阀向阀MM型中位机能的卸荷回路型中位机能的卸荷回路等。这些基本回路的功能决定了该液压系统的性能。第11页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 组合机床组合机床组合机床组合机床液压系统液压

16、系统液压系统液压系统 3.3.性能分析性能分析 YT4543YT4543型型动力滑台液压系统具有以下一些性能特点性能特点：（1）系统采用了“限压式变量液压泵限压式变量液压泵-调速阀调速阀-背压阀背压阀”式调速回路式调速回路。它能保证液压缸稳定的低速运动（)、较好的速度刚性和较大的调速范围（100左右）。回油路上加背压阀可防止空气渗入系统，并能使滑台承受负向的负载。（2）系统采用了限压式变量液压泵限压式变量液压泵和液压缸差动连接液压缸差动连接两项措施来实现快进，可得较大的快进速度，且能量利用也比较合理。滑台停止运动时，采用单向阀单向阀和MM型中位机能的换向阀串联的回路型中位机能的换向阀串联的回路

17、来使液压泵在低压下卸荷，既减少了能量损耗，又使控制油路保持一定的压力，以保证下一工作循环的顺利起动。（3）系统采用了行程阀行程阀和顺序阀顺序阀实现快进快进与工进的换接工进的换接，不仅简化了油路和电路，而且使动作可靠，转换的位置精度也比较高。两次工进速度的换接，由于速度比较低，采用了由电磁阀切换的调速阀串联的回路电磁阀切换的调速阀串联的回路，既保证了必要的转换精度，又使油路的布局比较简单、灵活。采用死挡块作限位装置死挡块作限位装置，定位准确，重复精度高。（4）系统采用了换向时间可调的电液换向阀换向时间可调的电液换向阀来切换主油路，使滑台的换向更加平稳，冲击和噪声小。同时，电液换向阀的五通结构电液

18、换向阀的五通结构使滑台进和退时分别从两条油路回油，这样滑台快退时系统没有背压，也减少了压力损失。总之，这个液压系统设计比较合理，它使用元件不多，却能完成较为复杂的半自动工作循环，且性能良好。第12页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动1.1.概述概述 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 液压机液压机是一种可用于加工金属加工金属、塑料塑料、木材木材、皮革皮革、橡胶橡胶等各种材料的压力加工机械，能完成锻压锻压、冲压冲压、折边折边、冷挤冷挤、校直校直、弯曲弯曲、成形

19、成形、打包打包等种工艺，具有压力和速度可大范压力和速度可大范围无级调整围无级调整、可在任意位置输出全部功率可在任意位置输出全部功率和保持所需压力保持所需压力等许多优点，因而用途十分广泛。第13页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动1.1.概述概述 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 液压机的结构形式结构形式很多，其中以四柱式液四柱式液压机压机最为常见，通常由横梁横梁、立柱立柱、工作工作台台、滑块滑块和顶出机构顶出机构等部件组成。液压机的主运动主运动为滑块和顶出

20、机构的运动滑块和顶出机构的运动。滑块滑块由主液压缸由主液压缸（上缸上缸）驱动驱动，顶出机构由辅顶出机构由辅助液压缸助液压缸（下缸下缸）驱动驱动，其典型工作循环工作循环如图图7-37-3所示。液压机液压系统的特点是压力高压力高，流量大流量大，功率大功率大，以压力的变换压力的变换和控制控制为主。图图7-37-3 液压机的典型工作循环第14页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 3150kN3150kN插

21、装阀式液压机插装阀式液压机的液压系统图和电磁铁电磁铁动作顺序表分别如图图7-47-4（教材P287）和表表7-27-2（教材P288）所示。由图可见，这台液压机的主液压缸主液压缸（上缸上缸）能实现“快速下行快速下行慢速下行慢速下行、加压加压保压保压释压释压快速返回快速返回原位停止原位停止”的动作循环；辅助液压缸辅助液压缸（下缸下缸）能实现“向上顶出向上顶出向下退出向下退出原位停止原位停止”的动作循环。该液压机采用二通插装阀集成液压系统，由五个集成块五个集成块组成，各集成块组成元件及其在系统中的作用见表表7-37-3。第15页/共85页School of Mechanical Engineeri

22、ng东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动液压机的液压系统实现空载起动空载起动：按下起动按钮后按下起动按钮后，液压泵起动，此时所有电磁阀的电磁铁都处于断电状态，于是，三三位四通电磁阀位四通电磁阀4 4处在中位。插装阀插装阀F2F2的控制腔经阀阀3 3、阀阀4 4与油箱油箱相通，阀阀F2F2在很低的压力下被打开，液压泵输出的油液经阀阀F2F2直接回油箱。液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 第16页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用

23、与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 液压系统在连续实现上述自动工作循环时，主液压缸的工作情况工作情况如下：（1）快速下行快速下行 液压泵起动后，按下工作按钮，电磁铁电磁铁1YA1YA、3YA3YA、6YA6YA通电，使阀阀4 4和阀阀5 5下位下位接入系统，阀阀1212上位上位接入系统。因而阀阀F2F2控制腔控制腔与调压阀调压阀2 2相连，阀阀F3F3和阀阀F6F6的控制腔的控制腔则与油箱油箱相通，所以阀阀F2F2关闭，阀阀F3F3和F6F6打开，液压泵向系统输油。这时系统中油液流动情况为：进油路进油路 液压泵

24、液压泵阀阀F1F1阀阀F3F3主液压缸上腔主液压缸上腔；回油路回油路 主液压缸下腔主液压缸下腔阀阀F6F6油箱油箱。第17页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 （2）慢速下行慢速下行 当滑块以快速下行至一定位置，滑块上的挡块压下行程开关2XK时，电磁铁电磁铁6YA6YA断电，7YA7YA通电，使阀阀1212下位下位接入系统，插装阀插装阀F6F6的控制腔的控制腔与调调压阀压阀1111相连，主液压缸下

25、腔的油液经过阀阀F6F6在阀阀1111的调定压力下溢流，因而下腔产生一定背压，上腔压力随之增高，使充液阀充液阀2121关闭。进入主液压缸上腔的油液仅为液压泵的流量，滑块慢速下行。这时系统中油液流动情况为：进油路进油路 液压泵液压泵阀阀F1 F1 阀阀F3 F3 主液压缸上腔主液压缸上腔；回油路回油路 主液压缸下腔主液压缸下腔阀阀F6 F6 油箱油箱 第18页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 （3

26、）加压加压 当滑块慢速下行碰上工件时，主液压缸上腔压力升高，恒功率变量液恒功率变量液压泵压泵输出的流量自动减小，对工件进行加压。当压力升至调压阀调压阀2 2调定压力时，液压泵输出的流量全部经阀阀F2F2溢流回油箱，没有油液进入主液压缸上腔，滑块便停止运动。（4）保压保压 当主液压缸上腔压力达到所要求的工作压力时，电接点压力表电接点压力表2222发出信号，使电磁铁电磁铁1YA1YA、3YA3YA、7YA7YA全部断电全部断电，因而阀阀4 4和阀阀1212处于中位中位，阀阀5 5上位上位接入系统；阀阀F3F3控制腔控制腔通压力油，阀阀F6F6控制控制腔被封闭封闭，阀阀F2F2控制腔控制腔通油箱。所

27、示阀阀F3F3、F6F6关闭关闭，阀阀F2F2打开，打开，这样，主液压缸上腔闭锁，对工件实施保压，液压泵输出的油液经阀阀F2F2直接回油箱，液压泵卸荷。第19页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 （5）释压释压 主液压缸上腔保压一段所需时间后，时间继电器发出信号，使电磁铁电磁铁4YA4YA通电，阀阀8 8下位下位接入系统，于是，插插装阀装阀F4F4的控制腔的控制腔通过缓冲阀缓冲阀7 7及8 8与油

28、箱相通。由于缓冲阀缓冲阀7 7节节流口流口的作用，阀阀F4F4缓慢打开，从而使主液压缸上腔的压力慢慢释放，系统实现无冲击释压。第20页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 （6）快速返回快速返回 主液压缸上腔压力降低到一定值后，电接点压力表电接点压力表2222发出信号，使电磁铁电磁铁2YA2YA、4YA4YA、5YA5YA、12YA12YA都通电，于是阀阀4 4上位上位接入系统，阀阀8 8和阀阀9

29、9下位下位接入系统，阀阀2020右位右位接入系统；阀阀F2F2的控制腔的控制腔被封闭，阀阀F4F4和阀阀F5F5的控制腔都通油箱，充液阀充液阀2121的控制腔通压力油。因而阀阀F2F2关闭，阀阀F4F4、F5F5和阀阀2121打开。液压泵输出的油液全部进入主液压缸下腔，由于下腔有效面积较小，主液压缸快速返回。这时系统中油液流动情况为：进油路进油路 液压泵液压泵阀阀F1F1阀阀F5F5主液压缸下腔主液压缸下腔；回油路回油路 主液压缸上腔主液压缸上腔 阀阀F4F4油箱油箱。阀阀2121副油箱副油箱 。第21页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程

30、学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 （7）原位停止原位停止 当主液压缸快速返回到达终点时，滑块上的挡块压下行程开关行程开关1XK1XK让其发出信号，使所有电磁铁都断电，于是全部电磁阀都处于原位；阀阀F2F2的控制腔依靠阀阀4 4的的d d型中型中位机能位机能与油箱油箱相通，阀阀F5F5的控制腔的控制腔与压力油压力油相通。因而，阀阀F2F2打开，液压泵液压泵输出的油液全部经阀阀F2F2回油箱，液压泵处于卸荷 状态；阀阀F5F5关闭，封住压力油流向主液压缸下腔的通道，主液压缸主液压缸停止运

31、动。第22页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 液压机辅助液压缸液压机辅助液压缸的工作情况如下：（1）向上顶出向上顶出 工件压制完毕后，按下顶出按钮，使电磁铁电磁铁2YA2YA、9YA9YA和10YA10YA都通电，于是阀阀4 4上位上位接入系统，阀阀1616、1717下位下位接入系统；阀阀F2F2的控制腔的控制腔被封死，阀阀F8F8和F9F9的控制腔的控制腔接油箱。因而阀阀F2F2关闭，阀F8F

32、8、F9F9打开，液压泵输出的油液进入辅助液压缸下腔，实现向上顶出。此时系统中油液流动情况为：进油路进油路 液压泵液压泵阀阀F1F1阀阀F9F9辅助液压缸下腔辅助液压缸下腔；回油路回油路 辅助液压缸上腔辅助液压缸上腔阀阀F8F8油箱油箱 。第23页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 液压机辅助液压缸液压机辅助液压缸的工作情况如下：（2）向下退回向下退回 把工件顶出模子后，按下退回按钮，使9YA9Y

33、A、10YA10YA通电，8YA8YA、11YA11YA通电，于是阀阀1313、1919下位下位接入系统，阀阀1616、1717上位上位接入系统；阀阀F7F7、F10F10的的控制腔控制腔与油箱相通，阀阀F8F8的控制腔的控制腔被封死，阀阀F9F9的控制腔的控制腔通压力油。因而，阀阀F7F7、F10F10打开，阀阀F8F8、F9F9关闭。液压泵输出的油液进入辅助液压缸上腔，其下腔油液回油箱，实现向下退回。这时系统中油液流动情况为：进油路进油路 液压泵液压泵阀阀F1F1阀阀F7F7辅助液压缸上腔辅助液压缸上腔；回油路回油路 辅助液压缸下腔辅助液压缸下腔阀阀F10F10油箱油箱。第24页/共85页

34、School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 液压机辅助液压缸液压机辅助液压缸的工作情况如下：（3）原位停止原位停止 辅助液压缸到达下终点后，使所有电磁铁都断电，各电磁阀均处于原位；阀阀F8F8、F9F9关闭，阀阀F2F2打开。因而辅助液压缸上、下腔油路被闭锁，实现原位停止，液压泵经阀阀F2F2卸荷。第25页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系

35、统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 液压机液压机液压机液压机液压系统液压系统液压系统液压系统 3.3.性能分析性能分析 从上述可知，该液压机液压系统主要由压力控制回路压力控制回路、换向回路换向回路、快慢速转换回快慢速转换回路路和释压回路释压回路等组成，并采用二通插装阀集成化结构二通插装阀集成化结构。因此，可以归纳出这台液压机液压系统的以下一些性能特点：（1）系统采用高压大流量恒功率（压力补偿）变量液压泵变量液压泵供油，并配以由调压阀调压阀和电磁阀构成的电磁溢流阀电磁阀构成的电磁溢流阀，使液压泵空载起动，主、辅液压缸原位停止时液压泵均卸荷，这样既符合液压机的工艺要求既符合液压机的工艺要求，

36、又节省能量又节省能量；（2）系统采用密封性能好密封性能好、通流能力大通流能力大、压力损失小压力损失小的插装阀插装阀组成液压系统，具有油路简单油路简单、结构紧凑结构紧凑、动作灵敏动作灵敏等优点；（3）系统利用滑块的自重滑块的自重实现主液压缸快速下行，并用充液阀补油，使快动回路结构简单，使用元件少。（4）系统采用由可调缓冲阀可调缓冲阀7 7和电磁阀电磁阀4 4组成的释压回路，来减少由“保压保压”转为“快退快退”时的液压冲击，使液压机工作平稳。（5）系统在液压泵的出口设置了单向阀单向阀和安全阀安全阀，在主液压缸主液压缸和辅助液压缸的上辅助液压缸的上、下腔的进出油路下腔的进出油路上均设有安全阀安全阀；

37、另外，在通过压力油的插装阀插装阀F3F3、F5F5、F7F7、F9F9的控制油路的控制油路上都装有梭阀梭阀。这些多重保护措施保证了液压机的工作安全可靠。第26页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 汽车起重机汽车起重机汽车起重机汽车起重机液压系统液压系统液压系统液压系统 1.1.概述概述 汽车起重机机动性好，能以较快速度行走。采用液压起重机液压起重机，因而承载能力大，可在有冲击、振动和环境较差的条件下工作。其执行元件需要完成的动作较为简单动作较为简单，位置精度较低位置精度较低，大部

38、分采用手动操纵，液压系统工作压力较高。因为是起重机械，所以保证安全是至关重要的问题。第27页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动图图7-57-5 汽车起重机工作机构 汽车起重机汽车起重机汽车起重机汽车起重机液压系统液压系统液压系统液压系统 1.1.概述概述 图图7-57-5所示为汽车起重机的工作机构工作机构，它由如下五个部分构成：（1）支腿支腿 起重作业时使汽车轮胎离 开地面，架起整车，不使载荷压 轮胎并可调节整车的水平；（2）回转回转 机构使吊臂回转；（3）伸缩机构伸缩机构 用以

39、改变吊臂的长度；（4）变幅机构变幅机构 用以改变吊臂的倾角；（5）起降机构起降机构 使重物升降。第28页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 汽车起重机汽车起重机汽车起重机汽车起重机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 Q2-8Q2-8型汽车起重机型汽车起重机是一种中小型起重机中小型起重机，其液压系统如图图7-67-6（教材教材P292P292）所示。这是一种通过手动操纵来实现多缸各自动作的系统。为简化结构为简化结构，系统用一个液系统用一个液压泵给各执行元件串

40、联供油压泵给各执行元件串联供油。在轻载情况下在轻载情况下，各串联的执行元件可任意组合，使各串联的执行元件可任意组合，使几个执行元件同时动作几个执行元件同时动作，如伸缩伸缩和回转回转，或伸缩伸缩和变幅变幅同时进行等等。该系统液压泵的动力由汽车发动机通过装在底盘变速箱上的取力箱提供。液压泵的额定压力为额定压力为21MPa21MPa，排量为排量为40mL/r40mL/r，转速为转速为1500r/min1500r/min，液压泵通过中心回转接中心回转接头头9 9、开关开关1010和过滤器过滤器1111从油箱油箱吸油；输出的压力油经多路阀多路阀1 1和2 2串联地输送到各执行元件。系统工作情况与手动换向

41、阀位置的关系见表表7-47-4(教材教材P293P293)。第29页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 汽车起重机汽车起重机汽车起重机汽车起重机液压系统液压系统液压系统液压系统 2.2.工作原理工作原理 下面对各个回路动作回路动作进行叙述。（1）支腿回路支腿回路 汽车起重机的底盘前后各有两条支腿，每一条支腿由一个液压缸驱动。两条前支腿和两条后支腿分别由三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀A A和B B控制其伸出或缩回。换向阀均采用MM型中位机能型中位机能，且油路是串联的。每个液压

42、缸的油路上均设有双向锁紧回路双向锁紧回路，以保证支腿被可靠地锁住，防止在起重作业时发生“软腿软腿”现象或行车过程中支腿自行滑落。（2）回转回路回转回路 回转机构采用液压马达作为执行元件。液压马达通过蜗轮蜗杆减速箱和一对内啮合的齿轮来驱动转盘。转盘转速较低，每分钟仅为1313转转，故液压马达的转速也不高，就没有必要设置液压马达的制动回路。因此，系统中只采用一个三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀C C来控制转盘的正转正转、反转反转和不动不动三种工况。（3）伸缩回路伸缩回路 起重机的吊臂由基本臂基本臂和伸缩臂伸缩臂组成，伸缩臂套在基本臂之中，用一个由三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀D D控制的

43、伸缩液压缸来驱动吊臂的伸出和缩回。为防止因自重而使吊臂下落，油路中设有平衡回路。（4）变幅回路变幅回路 吊臂变幅就是用一个液压缸来改变起重臂的角度。变幅液压缸由三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀E E控制。同样，为防止在变幅作业时因自重而使吊臂下落，在油路中设有平衡回路。（5）起降回路起降回路 起降机构是汽车起重机的主要工作机构，它是一个由大转矩液压马达带动的卷扬机。液压马达的正、反转由三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀F F控制。起重机起升速度的调节是通过改变汽车发动机的转速从而改变液压泵的输出流量和液压马达的输入流量来实现的。在液压马达的回油路上设有平衡回路平衡回路，以防止重物自由落下

44、；此外，在液压马达上还设有由单向节流阀单向节流阀和单作用闸缸单作用闸缸组成的制动回路制动回路，使制动器张开延时而紧闭迅速，以避免卷扬机起停时发生溜车下滑现象。第30页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 汽车起重机汽车起重机汽车起重机汽车起重机液压系统液压系统液压系统液压系统 3.3.性能分析性能分析 从图图7-67-6可以看出，该液压系统由调压调压、调速调速、换向换向、锁紧锁紧、平衡平衡、制动制动、多缸卸多缸卸荷荷等回路组成，其性能特点是：（1）在调压回路中在调压回路中，用安全阀

45、安全阀限制系统最高压力；（2）在调速回路中在调速回路中，用手动调节换向阀手动调节换向阀的开度大小来调整工作机构（起降机构除外）的速度，方便灵活方便灵活，但劳动强度较大劳动强度较大；（3）在锁紧回路中在锁紧回路中，采用由液控单向阀构成的双向液压锁双向液压锁将前后支腿锁定在一定位置上，工作可靠工作可靠，且有效时间长有效时间长；（5）在平衡回路中在平衡回路中，采用经过改进的单向液控顺序阀作平衡阀单向液控顺序阀作平衡阀，以防止在起升、吊臂伸缩和变幅作业过程中因重物自重而下降，工作可靠工作可靠；但在一个方向有背压，造成一定的功率损耗；（5）在多缸卸荷回路中在多缸卸荷回路中，采用三位换向阀三位换向阀MM型

46、中位机能型中位机能并将油路串联起来，使任何一个工作机构既可单独动作，也可在轻载下任意组合地同时动作；但6个换向阀串接，也使液压泵的卸荷压力加大；（6）在制动回路中在制动回路中，采用由单向节流阀单向节流阀和单作用闸缸单作用闸缸构成的制动器制动器，工作可靠工作可靠，且制动动作快制动动作快，松开动作慢松开动作慢，确保安全确保安全。第31页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动 电液比例电液比例电液比例电液比例控制系统控制系统控制系统控制系统 1.1.概述概述 电液比例控制系统电液比例控制系

47、统中的控制元件为电液比例阀电液比例阀。它接受电信号的指令，连续地控制系统的压力压力、流量流量等参数，使之与输入电信号成比例地变化。电液比例控制系统按输出参数有无反馈可分为电液比例闭环控制系统电液比例闭环控制系统和电液比例开环控制系统电液比例开环控制系统。开环系统开环系统一般由控制装置控制装置（比例放大器和比例阀）、执行装置执行装置（液压缸或液压马达）、能源装置能源装置（定量液压泵、变量液压泵或比例变量液压泵）等组成；闭环系闭环系统统除构成开环系统的装置外，还有反馈检测装置反馈检测装置。闭环系统闭环系统较开环系统开环系统有更快响更快响应应和更高的控制精度更高的控制精度和抗干扰能力抗干扰能力。第3

48、2页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动电液比例控制系统电液比例控制系统可以对压力压力、力力、转矩转矩进行控制，对位置位置、转角转角进行控制，也可以对转速转速、速度速度进行控制。电液比例控制系统电液比例控制系统的突出优点优点是可以明显地简化系统明显地简化系统，实现复杂的程序控制实现复杂的程序控制，并可利用电液结合提高产品的机电一体化水平利用电液结合提高产品的机电一体化水平，便于信号远距离传输和计算机控制便于信号远距离传输和计算机控制。电液比例电液比例电液比例电液比例控制系统控制系统

49、控制系统控制系统 1.1.概述概述 第33页/共85页School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动2.2.液压电梯电液比例控制系统液压电梯电液比例控制系统 电液比例电液比例电液比例电液比例控制系统控制系统控制系统控制系统 电液比例速度控制电液比例速度控制通常是通过流量流量控制来实现的。这种情况下可以利用比例节流阀比例节流阀、调速阀调速阀、方向阀方向阀来实现。而在大功在大功率的系统中率的系统中可以采用电液比例变量液压泵电液比例变量液压泵或变量液压马达变量液压马达来实现。第34页/共85页School

50、of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院第七章第七章 系统应用与分析系统应用与分析液压与气压传动图图7-77-7 电梯运行电液比例速度控制系统11溢流阀 22二通比例调速阀33三通比例调速阀 44单向阀55电液安全止回阀 66柱塞缸77轿厢 88速度传感器2.2.液压电梯电液比例控制系统液压电梯电液比例控制系统 电液比例电液比例电液比例电液比例控制系统控制系统控制系统控制系统 图图7-77-7所示为电梯运行速度的控制系统原理图电梯运行速度的控制系统原理图。液压电梯的轿厢轿厢利用单作用柱塞液压缸单作用柱塞液压缸6 6顶升，轿厢及负载的质量及惯性力均由液压缸直接传递给