单元七典型液压系统
学习目标:
1.掌握读懂液压系统图的阅读和分析方法
2.掌握YT4543型液压动力滑台液压系统的组成、工作原理和特点
3.掌握YB32-200型压力机液压系统的组成、工作原理和特点
4.掌握Q2- 8汽车起重机液压系统的组成、工作原理和特点
5.能绘制电磁铁动作循环表
重点与难点：
典型液压系统是对以前所学的液压件及液压基本回路的结构、工作原理、性能特点、应用，对液压元件基本知识的检验与综合，也是将上述知识在实际设备上的具体应用。本章的重点与难点均是对典型液压系统工作原理图的阅读和各系统特点的分析。对于任何液压系统，能否读懂系统原理图是正确分析系统特点的基础，只有在对系统原理图读懂的前提下，才能对系统在调速、调压、换向等方面的特点给以恰当的分析和评价，才能对系统的控制和调节采取正确的方案。因此，掌握分析液压系统原理图的步骤和方法是重中之重的内容。
1 ?分析液压系统工作原理图的步骤和方法
对于典型液压系统的分析，首先要了解设备的组成与功能，了解设备各部件的作用与运动方式，如有条件，应当实地考察所要分析的设备，在此基础上明确设备对液压系统的要求，以此作为液压系统分析的依据；其次要浏览液压系统图，了解所要分析系统的动力装置、执行元件、各种阀件的类型与功能，此后以执行元件为中心，将整个系统划分为若干个子系统油路；然后以执行元件动作要求为依据，逐一分析油路走向，每一油路均应按照先控制油路、后主油路，先进油、后回油的顺序分析；再后就是针对执行元件的动作要求，分析系统的方向控制、速度控制、压力控制的方法，弄清各控制回路的组成及各重要元件的作用；更后就是通过对各执行元件之间的顺序、同步、互锁、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系；最后归纳与总结整个液压系统的特点，加深对系统的理解。
2.在此选用YT4543型组合机床动力滑台的液压系统，作为金属切削专用机床进给部件的典型代
表。此系统是对单缸执行元件，以速度与负载的变换为主要特点。要求运动部件实现“快进一一工进一二工进一死挡铁停留一快退一原位停止”的工作循环。具有快进运动时速度高负载小与工进运动时速度低负载大的特点。系统采用限压式变量泵供油，调速阀调速的容积节流调速方式，该调速方式具有速度刚性好调速范围大的特点；系统的快速回路是采用三位五通电液换向阀与单向阀、行程阀组成的液压缸差动连接的快速运动回路，具有系统效率较高、回路简单的特点；速度的换接采用行程阀和液控顺序阀联合动作的快进与工进的速度换接回路，具有换接平稳可靠的特点；两种工进采用调速阀串联与电磁滑阀组成的速度变换回路实现两次工进速度的换接，换接平稳；采用中位机能为M型的电
液换向阀实现执行元件换向和液压泵的卸荷。该系统油路设计合理，元件使用恰当，调速方式正确，
能量利用充分。
3.YB32-200型压力机的液压系统属于锻压机械液压系统的代表，此系统以压力变换为主、功率比大、压力高，属于高压或超高压系统。压力机工作时要求带动上滑块的液压缸活塞能够自动实现“快速下行一慢速加压一保压延时一泄压一快速回程一原位停止”的动作循环，空程时速度大，加压时推力大；下滑块液压缸要求实现“顶出一退回”的动作循环，有时还需要实现“浮动”功能。该系统采用高压大流量恒功率变量泵供油，利用活塞自重充液的快
速运动回路实现主缸的快速下行，系统的效率高；采用背压阀与液控单向阀组成的平衡回路控制主缸的回油压力，既满足了主缸上滑块的中位平衡要求，又能满足油缸的加压力与变速的需要；采用单向阀的保压回路和用顺序阀的泄压回路保证了主缸回程时压力变化的平稳过渡；采用辅助泵单独为控制路供油，控制油路的油压不受主油路压力变化的影响，从而提高了系统的可靠性；主油缸油路与顶出缸油路串连的设计，使主油缸的动作与顶出缸运动的顺序得到可靠的控制，提高了设备的安全性。
第一节组合机床动力滑台液压系统
液压系统图的阅读和分析方法
一、液压系统图的阅读
要能正确而又迅速地阅读液压系统图，首先必须掌握液压元件的结构、工作原理、特点和各种基本回路的应用，了解液压系统的控制方式、职能符号及其相关标准。
阅读液压系统图一般可按以下步骤进行：
1）全面了解设备的功能、工作循环和对液压系统提出的各种要求。例如组合机床液压系统图，它是以速度转换为主的液压系统，除了能实现液压滑台的快进-工进-快退的基本循环外，还要特别注意速度转换的平稳性等指标。同时，要了解控制信号的转换以及电磁铁动作表等，这有助于我们能够有针对性的进行阅读。
2）仔细研究液压系统中所有液压元件及他们之间的联系，弄清各个液压元件的类型、原理、性能和功用。对一些用半结构图表示的专用元件，要特别注意它们的工作原理，要读懂各种控制装置及变量机构。
3）仔细分析并写出各执行元件的工作循环和相应的油液所经过的路线。为了便于阅读，最好先将液压系统中的各条油路分别进行编码，然后按执行元件划分读图单元，每个读图单元先看动作循环，再看控制回路、主油路。要特别注意系统从一种工作状态转换到另一种工作状态时，是由哪些元件发出的信号，又是使哪些控制元件动作并实现的。
二、液压系统图的分析
在读懂液压系统图的基础上，还必须进一步对该系统进行一些分析，这样才能评价液压系统优缺点，使设计的液压系统性能不断完善。
液压系统图的分析可考虑以下几个方面：
1）液压基本回路的确定是否符合主机的动作要求；
2）各主油路之间、主油路与控制油路之间有无矛盾和干涉现象；
3）液压元件的代用、变换和合并是否合理、可行；
4）液压系统性能的改进方向。
Y T4543型液压动力滑台液压系统
一、概述
组合机床是一种高效率的专用机床，它由通用部件和部分专业部件组成，其工艺范围广，自动化程度高，在成批和大量生产中得到了广泛的应用。液压动力滑台是组合机床上的一种通用部件，根据加工要求，滑台台面上可设置
动力箱、多油箱或各种用途的切削头等工作部件，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角、铣削及攻丝等工序。
为了缩短加工的辅助时间，满足各种工序的进给速度要求，动力滑台的液压系统必须具有良好的速度换接性能与调速特性。对组合机床动力滑台液压系统的要求如下：
1）在电气和机械装在的配合下，可以根据不同的加工要求，实现多种工作循环，如“快进-工进―快退―原位”或者“快进―工进―二工进―快退―原位”等工作寻呼机。
2）能实现快进和快退，YT4543型的快速运动速度为6.5m/min.
3）有较大的工进调速范围，以适应不同工序的工艺要求。YT4543型的进给范围为6.6-600mm/min
在变负载或断续负载下，能保证动力滑台进给速度的稳定。
4）进给行程终点的重复位置精度要求较高。根据不同工艺要求，可选择相应的行程终点控制方法。
5）合理解决快进和工进速度相差悬殊的问题，提高系统效率，减少发热。
6）有足够的承载能力。YT4543型的最大进给力为45kN。
二、YT4543型动力滑台液压系统工作原理
图7-1为YT4543型动力滑台液压系统图。下面以实现二次工作进给的自动循环为例，说明其工作原理。
1?快进
按下启动按钮，电磁铁1YA通电，电液换向阀7的先导阀A位工作，液动换向阀B在控制压力油下将左位接入系统。
进油路：油箱f滤油器1f泵2^单向阀3^阀7^阀11液压缸左腔。
回油路：液压缸右腔f阀阀阀11f液压缸左腔。
液压缸两腔连通，实现差动快进。由于快进阻力小，系统压力低，变量泵输出最大流量。
2.第一次工作进给
当滑台快进到预定位置时，挡块压下行程阀11,切断快进通道，这时压力油经调速阀8电磁阀
12进入液压缸左腔。由于液压泵供油压力高，顺序阀5已被打开。
进油路：油箱f滤油器1f泵2f阀3f阀7f阀8f阀12f液压缸左腔。
回油路：液压缸右腔f阀7f阀5f阀4f油箱。
工进时系统压力升高，变量泵自动减小其输出流量，且与一工进调速阀8的开口相适应。
3.第二次工作进给
一工进终了时，挡块压下行程开关使3YA通电，这时压力油经调速阀8和9进入液压缸的左腔。液压缸右腔的回油路线与一工进时相同。此时，变量泵输出的流量自动与二工进调速阀9的开口相适应。
4.死挡铁停留
在滑台以二工进速度行进碰到死挡铁时，滑台即停留在死挡铁处，此时液压缸左腔压力升高，使压力继电器13动作，发出电信号给时间继电器。停留时间由时间继电器调定。
5?快退
停留结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁1YA 3YA断电，2YA通电，这时电液方向阀7的先
导阀A右位工作，液动换向阀B在控制压力油作用下将右位接入系统。
进油路：泵2^阀3^阀7^液压缸右腔。
回油路：液压缸左腔f阀10^阀7^油箱。
滑台返回时负载小，系统压力下降，变量泵流量自动恢复到最大，且液压缸右腔的有效作用面积较小，故滑台快速退回。
6.原位停止
当滑台快退到原位时，挡块压下终点行程开关，使电磁铁2YA断电，电磁阀A和液动换向阀B都处于中位，液压缸两腔油路封闭，滑台停止运动。这时泵输出的油液经阀3和阀7排回油箱，泵在低
7-1 YT4543型动力滑台液压系统图压下卸荷。
、YT4543型动力滑台液压系统的特点
1）采用容积节流调速回路，无溢流功率损失，系统效率较高，且能保证稳定的低速运动，较好的速度刚性和较大的调速范围。
在回油路上设置背压阀，提高了滑台运动的平稳性。把调速阀设置在进油路上，具有启动冲击小、便于压力继电器发讯控制、容易获得较低速度等优点。
2）限压式变量泵加上差动连接的快速回路，既解决了快慢速度相差就悬殊的难题，又使能量利用经济合理。
3）采用行程阀实现快慢速换接，其动作的可靠性、转换精度和平稳性都较高。一工进和二工进之间的转换，由于通过调速阀8的流量很小，采用电磁阀式换接已能保证所需的转换精度。
4）限压式变量泵本身就能按预先调定的压力限制其最大工作压力，故在采用限压式变量泵的系统中，一般不需要另外设置安全阀。
5）采用换向阀式低压卸荷回路，可以减少能量损耗，结构也比较简单。
6）采用三位五通电液换向阀，具有换向性能好、滑台可在任意位置停止、快进时构成差动连接等优点。
第二节YB32-200型压力机液压系统
一、概述
液压机是工业部门广泛使用的压力加工设备，其中那个四柱式液压机最为典型，常用于可塑性材料的压制工艺，如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等，也可进行校正、压装及粉末制品的压制成形工艺。
对压力机液压系统的基本要求是：
1、为完成一般的压制工艺，要求主缸（上液压缸）驱动上滑块实现“快速下行-慢速加压保压延时一快速返回一原位停止“的工作循环；要求顶出缸（下液压缸）驱动下滑块实现”向上顶出一向下退回一原位停止“的工作循环图7-2所示。
2、液压系统中的压力要经常变换和调节，为了产生较大的压制力以满足工作要求，系统的压力较高，一般工作压力范围为10-40Mpa.
3、液压系统功率大，空行程和加压行程的速度差异大，因此要求功率利用合理。
4、液压机为高压大流量系统，对工作平稳性和安全性要求较高。
二、液压系统的工作原理
图7-3所示为YB32-200型万能液压机的液压系统。
该系统液压泵为恒功率式变量轴向柱塞泵，用来供给系统以高压油，其压力有远程调压阀调定。
1.主缸活塞快速下行
按下启动按钮，电磁铁1YA通电，先导阀和主缸换向阀左位接入系统，其主油路为：
进油路：液压泵f顺序阀f主缸换向阀f单向阀3^主缸上腔；
回油路：主缸下腔—液控单向阀2f主缸换向阀f下缸换向阀f油箱。
这时主缸活塞连同上滑块在自重作用下快速下行，尽管泵已输入最大流量，但主缸上腔仍油液不足而形成负压，吸开充液阀1充液筒内的油便补入主缸上腔。
2.主缸活塞慢速加压
上滑块快速下行接触工件后，主缸上腔压力升高，充液阀1关闭，变量泵通过压力反馈，输出流
量自动减小，此时上滑块转入慢速加压。
3.主缸保压延时
当系统压力升高到压力继电器的调定值时，压力继电器发出信号使1YA断电，先导阀和主缸换向
阀回复到中位。此时液压泵通过换向阀中位卸荷，主缸上腔的高压油被活塞密封环和单向阀所封闭，处于保压状态。接受电信号后的时间继电器开始延时，保压延时的时间可在0-24min内调整。