化学工业出版社肖春芳主编项目五项目五 典型液压系统的控制与典型液压系统的控制与运行运行【学习目标】【学习目标】1.1.培养目标培养目标 培养学生对复杂液压系统的识图能力；典型液压系统工作过程的分析能力；典型液压系统的安装与调试能力；典型液压系统的故障诊断与排除能力。其它能力见项目1。化学工业出版社肖春芳主编2.2.知识目标知识目标学习典型液压系统(如组合机床动力滑台、数控机床、YB32-200型液压压力机、汽车起重机等)的组成、工作原理及安装与调试的方法；典型液压系统中各子系统的工作过程分析、子系统间液压控制关系的分析；典型液压系统操作运行与调试、常见故障诊断与排除方法。化学工业出版社肖春芳主编任务任务1 组合机床动力滑合液压系统的组合机床动力滑合液压系统的安装与调试安装与调试【任务描述】【任务描述】 组合机床是一种高效率的专用机床。广泛应用于大批量零件加工的生产线或自动线中。组合机床根据加工工艺要求，在工作滑台台面上安装动力箱、多轴箱及各种专用切削头等动力部件，以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、铣平面、刮端面、倒角和攻螺纹等加工工序以及完成多种复杂进给工作循环。 通过观察与分析YT4543型组合机床动力滑台的工作过程，了解组合机床在机械加工设备中的应用，熟悉组合机床的操作与工作过程，掌握机床动力滑台快进、工进和快退液压系统的控制、安装与调试的基本技能，为组合机床液压系统控制与维护打好基础。化学工业出版社肖春芳主编【任务分析】【任务分析】图5.1所示为组合机床示意图。动力滑台主要由床身、动力滑台、动力头、主轴箱等部件组成，用来实现进给运动。组合机床动力滑台主要有机械滑台和液压滑台两种。现以YT4543型液压动力滑台为例分析其液压系统的工作原理及控制。动力滑台通常实现的工作循环过程为：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。化学工业出版社肖春芳主编化学工业出版社肖春芳主编本任务中将介绍快速运动回路、容积节流调速回路及速度转换回路,同时以平头倒棱机液压进给系统为例进行回路的安装与调试。 1)通过动力滑台快速进给运动的分析，掌握差动回路及系统的安装与调试技能。 2)通过动力滑台工作进给运动的分析，掌握节流调速回路及系统的安装与调试技能。 3)通过动力滑台快速退回运动的分析，掌握继电器控制回路及系统的安装与调试技能。化学工业出版社肖春芳主编【知识与技能】【知识与技能】一、一、 概述概述组合机床是一种高效率的专用机床，它由具有一定功能的通用部件（包括机械动力滑台和液压动力滑台）和专用部件组成，加工范围较广，自动化程度较高，多用于大批量生产中。液压动力滑台由液压缸驱动，根据加工需要可在滑台上配置动力头、主轴箱或各种专用的切削头等工作部件，以完成钻、扩、铰、铣、镗、刮端面、加工倒角、加工螺纹等加工工序，并可实现多种进给工作循环。化学工业出版社肖春芳主编该系统能够实现的自动工作循环为：快进第一次工进第二次工进止位钉停留快退原位停止，该系统中电磁铁和行程阀的动作顺序如表5.1所示。化学工业出版社肖春芳主编化学工业出版社肖春芳主编YT4543型液压动力滑台的液压系统1滤油器；2变量叶片泵；3、7、12单向阀；4电液换向阀；5液压缸；6行程换向阀；8压力继电器；9二位二通电磁换向阀；10、11调速阀；13液控顺序阀；14背压阀化学工业出版社肖春芳主编二、二、YT4543型动力滑台液压系统的型动力滑台液压系统的工作原理工作原理1快进控制油路进油路：滤油器1泵2阀4的先导阀的左位左单向阀阀4的主阀的左端。回油路：阀4的右端右节流阀阀4的先导阀的左位油箱。主油路进油路：滤油器1变量泵2单向阀3阀4的主阀的左位行程阀6下位液压缸5左腔。回油路：液压缸5右腔阀4的主阀的左位单向阀12行程阀6下位液压缸5左腔。化学工业出版社肖春芳主编2第一次工进其主油路如下。进油路：滤油器1泵2单向阀3阀4的主阀的左位调速阀11换向阀9右位液压缸5左腔。回油路：液压缸5右腔阀4的主阀的左位顺序阀13背压阀14油箱。化学工业出版社肖春芳主编3第二次工进其主油路如下。进油路：滤油器1变量泵2单向阀3阀4的主阀的左位调速阀11调速阀10液压缸5左腔。回油路：液压缸5右腔阀4的主阀的左位顺序阀13背压阀14油箱。化学工业出版社肖春芳主编4止位钉停留当滑台完成第二次工进时，动力滑台与止位钉相碰撞，液压缸停止不动。这时液压系统压力进一步升高，当达到压力继电器8的调定压力后，压力继电器动作，发出电信号传给时间继电器，由时间继电器延时控制滑台停留时间。在时间继电器延时结束之前，动力滑台将停留在止位钉限定的位置上，且停留期间液压系统的工作状态不变。停留时间可根据工艺要求由时间继电器来调定。设置止位钉的作用是可以提高动力滑台行程的位置精度。这时的油路同第二次工进的油路，但实际上，液压系统内的油液已停止流动，液压泵的流量已减至很小，仅用于补充泄漏油。化学工业出版社肖春芳主编5快退控制油路进油路：滤油器1变量泵2阀4的先导阀的右位右单向阀阀4的主阀的右端。回油路：阀4的主阀的左端左节流阀阀4的先导阀的右位油箱。主油路进油路：滤油器1变量泵2单向阀3电液换向阀4的主阀的右位液压缸5右腔。回油路：液压缸5左腔单向阀7电液换向阀4的主阀的右位油箱。化学工业出版社肖春芳主编6原位停止控制油路回油路：阀4的主阀的左端左节流阀阀4的先导阀的中位油箱； 阀4的主阀的右端右节流阀阀4的先导阀的中位油箱。主油路进油路：滤油器1变量泵2单向阀3阀4的先导阀的中位油箱。回油路：液压缸5左腔阀7阀4的先导阀的中位（堵塞）； 液压缸5右腔阀4的先导阀的中位（堵塞）。化学工业出版社肖春芳主编三、三、YT4543型动力滑台液压系统的型动力滑台液压系统的特点特点通过对YT4543型动力滑台液压系统的分析，可知该系统具有如下特点。（1）该系统采用了由限压式变量泵和调速阀组成的进油路容积节流调速回路，这种回路能够使动力滑台得到稳定的低速运动和较好的速度负载特性，而且由于系统无溢流损失，系统效率较高。另外，回路中设置了背压阀，可以改善动力滑台运动的平稳性，并能使滑台承受一定的反向负载。（2）该系统采用了限压式变量泵和液压缸的差动连接回路来实现快速运动，使能量的利用比较经济合理。动力滑台停止运动时，换向阀使液压泵在低压下卸荷，减少了能量损失。化学工业出版社肖春芳主编（3）系统采用行程阀和液控顺序阀实现快进与工进的速度换接，动作可靠，速度换接平稳。同时，调速阀可起到加载的作用，可在刀具与工件接触之前就能可靠地转入工作进给，因此不会引起刀具和工件的突然碰撞。（4）在行程终点采用了止位钉停留，不仅提高了进给时的位置精度，还扩大了动力滑台的工艺范围，更适合于镗削阶梯孔、刮端面等加工工序。（5）由于采用了调速阀串联的二次进给调速方式，可使起动和速度换接时的前冲量较小，并便于利用压力继电器发出信号进行控制。化学工业出版社肖春芳主编【自我检测】【自我检测】图5.3所示的YT4543型动力滑台液压系统是由哪些基本液压回路组成的?阀12在油路中起什么作用? 化学工业出版社肖春芳主编任务任务2 YB32200型液压压力机液型液压压力机液压系统的安装与调试压系统的安装与调试【任务描述】【任务描述】 液压压力机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、粉末等制品的机械，主要用来进行下料、成形加工等作业。四柱式压力机的结构布局是最为典型、应用也最广泛的液压压力机。它可以进行锻造、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉伸、粉末冶金、压装等工艺操作。 通过观察与分析YB32-200型液压压力机的工作过程，了解液压压力机在机械制造系统中的应用，熟悉四柱式压力机的操作与工作过程，掌握YB32200型液压压力机液压系统的控制、安装与调试基本技能，为液压压力机日常维护打好基础。化学工业出版社肖春芳主编【任务分析】【任务分析】 化学工业出版社肖春芳主编1一顶出缸控制机构；2一顶出液压缸；3一工作台；4一按钮站；5一液压站；6一滑块控制机构；7一立柱；8一打料机构； 9一滑块；l0一调整螺母；ll一主液压缸；l2一上横梁；l3一锁紧螺母；l4一充液系统化学工业出版社肖春芳主编图5.7所示为四柱式压力机的外形图及示意图。它主要由四个导向立柱、上横梁、下横梁和滑块等组成。为完成一般的压制工艺，要求主液压缸(上液压缸)驱动上滑块能实现“快速下行慢速加压保压延时快速返回原位停止”的工作循环；要求顶出缸(下液压缸)驱动下滑块能实现“向上顶出停留向下退回原位停止”的动作循环。化学工业出版社肖春芳主编本任务中将介绍压力继电器控制回路、保压回路。同时以液压打号机液压系统为例进行回路的安装与调试。 1)通过分析上滑块工作循环控制，掌握锁紧控制回路、卸荷回路和系统的安装与调试。 2)通过分析四柱式压力机液压系统，掌握调压回路、变量泵容积调速回路和系统的安装与调试。化学工业出版社肖春芳主编【知识与技能】【知识与技能】一、一、 概述概述液压机是对金属材料、塑料、橡胶、粉末冶金制品进行加工的设备。它在许多工业部门得到了广泛的应用。四柱式液压机用得最多，也最典型。图5.8所示为液压机的外型图。 化学工业出版社肖春芳主编1主缸工作循环；2浮动压边工作循环；3顶出缸工作循环化学工业出版社肖春芳主编YB32-200型液压压力机液压系统图化学工业出版社肖春芳主编1变量泵；2安全阀；3远程调压阀；4减压阀；5电磁换向阀；6液动换向阀；7顺序阀；8预泄换向阀；9压力继电器；10单向阀；11、12液控换向阀；13安全阀；14电液换向阀；15背压阀；16安全阀化学工业出版社肖春芳主编二、二、YB32-200型液压压力机液压系型液压压力机液压系统工作原理统工作原理YB32-200型压力机在压制工件时，其压力系统中主缸和顶处缸分别完成图5.8所示工作循环时的油路，分析如下，系统图如图5.9所示。1主缸运动（1）快速下行。按下启动按钮，电磁铁1YA通电，电磁换向阀5左位接入系统，控制油路进入液动换向阀6的左端，阀右端回油，故阀6左位接系统。主油路中的压力油经顺序阀7、换向阀6及单向阀10进入主缸上腔，并将液控单向阀11打开，使下腔回油，上滑块快速下行，缸上腔压力降低，主缸顶部充液箱的油经液控单向阀12向主缸上腔补油。油路如下。化学工业出版社肖春芳主编控制油路（使阀6左位接入系统）进油路：泵1减压阀4阀5（左）阀6左端回油路：阀6右端单向阀I2阀5（左）油箱主油路（使上滑块快速下行）化学工业出版社肖春芳主编（2）慢速加压。当主缸上滑块接触到被压制的工件时，主缸上腔压力升高，液控单向阀12关闭，且液压泵流量自动减小，滑块下移速度降低，慢速压制工件。这时除充液箱不再向液压缸上腔供油外，其余油路与快速下行油路完全相同。（3）保压延时。当主缸上腔油压升高至压力继电器9的开启压力时，压力继电器发信号，使电磁铁1YA断电，阀5换为中位。这时阀6两端油路均通油箱，因而阀6在两端弹簧力作用下换为中位，主缸上、下腔油路均被封闭保压；液压泵则经阀6中位、阀14中位卸荷。同时，压力继电器还向时间继电器发信号，使时间继电器开始延时。保压时间由时间继电器在0min24min范围内调节。保压延时的油路如下。化学工业出版社肖春芳主编（4）泄压换向。 其油路如下。控制油路。进油：泵1阀4阀5（右）I3（使I3卸荷阀芯开启）主油路回油：主缸上腔I3（卸荷阀芯槽口）阀8（上）油箱（主缸上腔泄压）化学工业出版社肖春芳主编（5）快速退回。 其油路如下。控制油路（使阀6换为右位）进油路：泵1阀4阀5（右）阀8（下）阀6右端回油路：阀6左端阀5（右）油箱主油路（上滑块快速退回）化学工业出版社肖春芳主编6）原位停止。 当上滑块返回至原始位置，压下行程开关S1时，使电磁铁2YA断电，阀5和阀6换为中位（阀8复位），主缸上、下腔封闭，上滑块停止运动。阀13为上缸安全阀，起平衡上滑块重量作用，可防止与上滑块相连的运动部件在上位时因自重而下滑。化学工业出版社肖春芳主编2顶出缸运动（1）向上顶出。 其油路如下。主油路（使下滑块上移顶出工件）进油路：泵1阀7阀6（中）阀14（右）缸下腔回油路：缸上腔阀14（右）油箱化学工业出版社肖春芳主编（2）停留。当下滑块上移到其活塞碰到缸盖时，便可停留在这个位置上。同时碰到上位开关S2，使时间继电器动作，延时停留。停留时间可由时间继电器调整。这时的油路未变。（3）向下退回。 进油路：泵1阀7阀6（中）阀14（左）缸上腔回油路：缸下腔阀14（左）油箱化学工业出版社肖春芳主编（4）原位停止。当下滑块退至原位时，滑块压下下位开关S3，使电磁铁3YA断电，阀14换为中位，运动停止。缸上腔和泵油均为阀14中位通油箱。3浮动压边（1）上位停留。（2）浮动压边。 主油路（使上下滑块同时下移，浮动压边）化学工业出版社肖春芳主编三、三、YB32200型液压压力机液压型液压压力机液压系统的特点系统的特点（1）采用了变量泵液压缸式容积调速回路。 （2）两液压缸均采用电液换向阀换向，便于用小规格的、反应灵敏的电磁阀控制高压大流量的液动换向阀，使主油路换向。 （3）采用两主换向阀中位串联的互锁回路 。（4）液压压力机是大功率立式设备。 （5）在保压延时阶段时，由多个单向阀、液控单向阀组成主缸保压回路，利用管道和油液本身的弹性变形实现保压，方法简单。由于单向阀密封好，结构尺寸小，工作可靠，因而使用和维护也比较方便。（6）系统中采用了预泄换向阀，使主缸上腔卸压后才能换向。这样可使换向平稳，无噪声和液压冲击。化学工业出版社肖春芳主编【自我检测】【自我检测】根据图5.9所示的YB32200型液压机液压系统说明以下问题：1)液压机主缸的工作循环是怎样实现的?2)为使液压机安全可靠和平稳地工作，系统中采取了哪些措施?3)液压机液压系统的主要特点是什么?化学工业出版社肖春芳主编任务任务3 数控车床液压系统数控车床液压系统【任务描述】【任务描述】 数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。现以数控车床为例分析数控机床的液压系统。数控车床是用来加工轴类或盘类的回转体零件，主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面和盘类零件的钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等，还可以完成车端面、切槽、倒角等加工。 通过观察与分析MJ-50型和CKA6150型数控车床的工作过程，了解液压技术在数控机床中的应用，熟悉数控车床的操作与工作过程，掌握数控车床液压系统的控制与维护的基本技能。化学工业出版社肖春芳主编【任务分析】【任务分析】图5.12所示为MJ一50型数控车床,MJ-50型数控车床为两坐标连续控制的卧式车床。主轴由交流伺服电机驱动，其液压系统用来完成四个工作程序，工作过程主要包括卡盘夹紧与松开及卡盘夹紧力的高低压转换、回转刀架的转位及刀架的松开与夹紧、刀架刀盘的正转与反转、尾座套筒的伸出与退回等。液压系统中各电磁铁的动作是由数控系统的PLC控制实现的。化学工业出版社肖春芳主编1脚踏开关；2对刀仪；3主轴卡盘；4主轴箱；5防护门；6压力表；7、8防护罩；9转臂；10操作面板；11回转刀架；12尾座；13滑板；14床身化学工业出版社肖春芳主编【知识与技能】【知识与技能】一、一、 概述概述装有程序控制系统的车床简称数控车床。在数控车床上进行车削加工时，其自动化程度高，能获得较高的加工质量。目前，在数控车床上，大多采用了液压传动技术，下面介绍MJ-50型数控车床的液压系统，图5.13所示为该系统的原理图。化学工业出版社肖春芳主编1变量泵；2单向阀；3、4、5、6、7换向阀；8、9、10减压阀；11、12、13单向调速阀；14、15、16压力表化学工业出版社肖春芳主编二、液压系统的工作原理二、液压系统的工作原理机床的液压系统采用单向变量泵供油，系统压力调至4MPa，压力由压力表15显示。泵输出的压力油经过单向阀进入系统，其工作原理分析如下。1卡盘的夹紧与松开 2回转刀架的回转3尾坐套筒的伸缩运动化学工业出版社肖春芳主编三、液压系统的特点三、液压系统的特点（1）采用单向变量液压泵向系统供油，能量损失小。（2）用换向阀控制卡盘，实现高压和低压夹紧的转换，并且分别调节高压夹紧或低压夹紧压力的大小。这样可根据工作情况调节夹紧力，操作方便简单。（3）用液压马达实现刀架的转位，可实现无级调速，并能控制刀架正、反转。（4）用换向阀控制尾座套筒液压缸的换向，以实现套筒的伸出或缩回，并能调节尾座套筒伸出工作时的预紧力大小，以适应不同的需要。（5）压力表14、15、16可分别显示系统相应的压力，以便于故障诊断和调试。化学工业出版社肖春芳主编【自我检测】【自我检测】附图所示的液压系统是怎样工作的?试按其动作循环表中的提示进行阅读，并将该表填写完整。化学工业出版社肖春芳主编