第6章 典型液壓系統(tǒng)

1、典型液壓系統(tǒng),組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)180噸板金沖床液壓系統(tǒng),組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng),壓系統(tǒng)使滑臺(tái)按一定動(dòng)作循環(huán)完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 組合機(jī)床能完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、銑、攻絲等加工工序。,1．設(shè)備用途 動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床的通用部件，上面安裝有各種旋轉(zhuǎn)刀具，通過(guò)液,180噸板金沖床液壓系統(tǒng),快速下降慢速下降（成型）暫停快速上升,6.2.2 180噸板金沖床液壓系統(tǒng)的工作原理參見(jiàn)圖6- 2、 圖6- 3對(duì)18

2、0噸板金沖床液壓系統(tǒng)的油路進(jìn)行分析。  1. 壓缸快速下降按下啟動(dòng)按鈕，Y1，Y3通電， 進(jìn)油路線為泵4、 泵5→電磁閥19左位→液控單向閥28→壓缸上腔。 回進(jìn)油路線為壓缸下腔→順序閥23→單向閥14→壓缸上腔。 壓缸快速下降時(shí)，進(jìn)油管路壓力低，未達(dá)到順序閥22所設(shè)定的壓力，故壓缸下腔壓力油再回壓缸上腔， 形成一差動(dòng)回路。,2. 壓缸慢速下降當(dāng)壓缸上模碰到工件進(jìn)行加壓成形時(shí)， 進(jìn)油管路壓力升高，使順序閥22打開(kāi)

3、，進(jìn)油路線為泵4→電磁閥19左位→液控單向閥28→壓缸上腔。回油路線為壓缸下腔→順序閥22→電磁閥19左位→油箱。此時(shí)，回油為一般油路，卸載閥10被打開(kāi)，泵5的壓油以低壓狀態(tài)流回油箱，送到壓缸上腔的油僅由泵4供給， 故壓缸速度減慢。,3. 壓缸暫停（降壓）當(dāng)上模加壓成型時(shí)，進(jìn)油管路壓力達(dá)到20 MPa， 壓力開(kāi)關(guān)26動(dòng)作，Y1、Y3斷電，電磁閥19、電磁閥11恢復(fù)正常位置。此時(shí)，壓缸上腔壓油經(jīng)節(jié)流閥21、電磁閥19中位流回油箱，

4、如此，可使壓缸上腔壓油壓力下降， 防止了壓缸在上升時(shí)上腔油壓由高壓變成低壓而發(fā)生的沖擊、 振動(dòng)等現(xiàn)象。4. 壓缸快速上升當(dāng)降壓完成時(shí)（通常為0.5～7 s，視閥的容量而定），Y2通電， 進(jìn)油路線如下：  泵4、泵5→電磁閥19右位→順序閥22→壓缸下腔。 ,壓缸上腔 因泵4、泵5的液壓油一齊送往壓缸下腔，故壓缸快速上升。,,6.2.3 180噸板金沖床液壓回路圖的特點(diǎn)180噸板金沖床液

5、壓系統(tǒng)包含差動(dòng)回路、 平衡回路（或順序回路）、 降壓回路、 二段壓力控制回路、 高壓和低壓泵回路等基本回路。 該系統(tǒng)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：  (1) 當(dāng)壓缸快速下降時(shí)，下腔回油由順序閥23建立背壓，以防止壓缸自重產(chǎn)生失速等現(xiàn)象。同時(shí)，系統(tǒng)又采用差動(dòng)回路，泵流量可以比較少， 亦為一節(jié)約能源的回路。 ,(2) 當(dāng)壓缸慢速下降做加壓成型時(shí)， 順序閥22由于外部引壓被打開(kāi)，壓缸下腔壓油幾乎毫無(wú)阻力地流回油箱，因此，在加壓成型時(shí)，上型模重量可完全加

6、在工件上。 (3) 在上升之前作短暫時(shí)間的降壓，可防止壓缸上升時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊現(xiàn)象，100噸以上的沖床尤其需要降壓。 (4) 當(dāng)壓缸上升時(shí),有大量壓油要流回油箱,回油時(shí),一部分壓油經(jīng)液控單向閥20流回油箱,剩余壓油經(jīng)電磁閥19中位流回油箱,如此,電磁閥19可選用額定流量較小的閥件。 (5) 當(dāng)壓缸下降時(shí),系統(tǒng)壓力由溢流閥9控制,上升時(shí),系統(tǒng)壓力由遙控溢流閥12控制，如此,可使系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量減少,防止了油溫上升。

7、,6.3 多軸鉆床液壓系統(tǒng),如圖6-4所示為一多軸鉆床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖,如圖6- 5所示為其控制動(dòng)作順序圖,三個(gè)液壓缸的動(dòng)作順序?yàn)閵A緊液壓缸下降→分度液壓缸前進(jìn)→分度液壓缸后退 →進(jìn)給液壓缸快速下降→進(jìn)給液壓缸慢速鉆削→進(jìn)給液壓缸上升→夾緊液壓缸上升 →暫停一段時(shí)間,如此就完成了一個(gè)工作循環(huán)。,1. 動(dòng)作分析 參見(jiàn)圖6-4,圖6-5 對(duì)多軸鉆床液壓系統(tǒng)油路進(jìn)行分析。1） 夾緊缸下降按下啟動(dòng)按鈕,Y3通電,控制油路的

8、進(jìn)油路線為泵3→單向閥6→減壓閥11→電磁閥13左位→夾緊缸上腔（無(wú)桿腔）?；赜吐肪€為夾緊缸下腔→電磁閥13左位→油箱。進(jìn)回油路無(wú)任何節(jié)流設(shè)施,且?jiàn)A緊缸下降所需工作壓力低,故泵以大流量送入夾緊缸,夾緊缸快速下降。夾緊缸夾住工件時(shí),其夾緊力由減壓閥11來(lái)調(diào)定。 ,圖6- 4 多軸鉆床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)(a) 系統(tǒng)圖；(b) 泵的性能曲線,,圖6-5 多軸鉆床控制動(dòng)作順序圖,2） 分度缸前進(jìn)夾緊液壓缸將工件夾緊時(shí)并觸發(fā)一微動(dòng)開(kāi)關(guān)使Y

9、5通電,進(jìn)油路線為泵3→左腔單向閥6→減壓閥11→電磁閥14左位→分度缸右腔。回油路線為分度缸左腔→電磁閥14左位→油箱。因無(wú)任何節(jié)流設(shè)施,且分度液壓缸前進(jìn)時(shí)所需工作壓力低,故泵以大流量送入液壓缸,分度缸快速前進(jìn)。3） 分度缸后退分度缸前進(jìn)碰到微動(dòng)開(kāi)關(guān)使Y6通電,分度缸快速后退,進(jìn)油路線為泵3→單向閥6→減壓閥11→電磁閥14右位→分度缸左腔?；赜吐肪€為分度缸右腔→電磁閥14右位→油箱。,4） 鉆頭進(jìn)給缸快速下降

10、分度缸后退碰到微動(dòng)開(kāi)關(guān)使Y2通電,進(jìn)油路線為泵3→單向閥6→電磁閥12右位→進(jìn)給液壓缸上腔?；赜吐肪€為進(jìn)給液壓缸下腔→凸緣操作調(diào)速閥17右位（行程減速閥）→液控單向閥16→平衡閥15→電磁閥12右位→油箱。在凸輪板未壓到滾子時(shí),回油沒(méi)被節(jié)流（回油經(jīng)由凸輪操作調(diào)速閥的減速閥）,且尚未鉆削,故泵工作壓力p=2 MPa, 泵流量Q=17 L/min,進(jìn)給缸快速下降。 ,5） 鉆頭進(jìn)給液壓缸慢速下降（鉆削進(jìn)給）當(dāng)凸輪板壓到滾

11、子時(shí),回油只能由調(diào)速閥流出,回油被節(jié)流,進(jìn)給液壓缸慢速鉆削。進(jìn)油路線同鉆頭進(jìn)給缸快速下降時(shí)的,回油路線為進(jìn)給缸下腔→調(diào)速閥17→液控單向閥16→平衡閥15→電磁閥12右位→油箱。因液壓缸出口液壓油被節(jié)流,且鉆削阻力增大,故泵工作壓力增大(p=4.8 MPa),泵流量下降（Q=1.5 L/min）,所以進(jìn)給液壓缸慢速下降。,6） 進(jìn)給缸上升當(dāng)鉆削完成碰到微動(dòng)開(kāi)關(guān),使Y1通電時(shí),進(jìn)油路線為泵3→單向閥6→電磁閥12左位→平衡閥15

12、（走單向閥）→液控單向閥16→凸輪操作調(diào)速閥17（走單向閥）→進(jìn)給缸下腔?；赜吐肪€為進(jìn)油液壓缸上腔→電磁閥12左位→油箱。進(jìn)給缸后退時(shí),因進(jìn)油、 回油路均沒(méi)被節(jié)流,泵工作壓力低,泵以大流量送入液壓缸,故進(jìn)給缸快速上升。7） 夾緊缸上升進(jìn)給缸上升碰到微動(dòng)開(kāi)關(guān),使Y4通電時(shí),進(jìn)油路線為泵3→單向閥6→減壓閥11→單向閥7→電磁閥13右位→夾緊缸下腔?；赜吐肪€為夾緊缸上腔→電磁閥13右位→油箱。因進(jìn)、回油路均沒(méi)有節(jié)流設(shè)施,且上升

13、時(shí)所需工作壓力低,泵以大流量送入液壓缸,故夾緊缸快速上升。,2. 系統(tǒng)組成及特點(diǎn) 如以該液壓缸為中心,可將液壓回路分成三個(gè)子系統(tǒng)： 鉆頭進(jìn)給液壓缸子系統(tǒng),此子系統(tǒng)由液壓缸18、 凸輪操作調(diào)速閥17、 液控單向閥16、 平衡閥15及電磁閥12所組成,此子系統(tǒng)包含速度切換（二級(jí)速度）回路、 鎖定回路、 平衡回路及換向回路等基本回路；夾緊缸子系統(tǒng),此子系統(tǒng)由液壓缸19及電磁閥18組成；分度缸子系統(tǒng),此子系統(tǒng)由分度缸20及電磁閥14所組

14、成。夾緊缸子系統(tǒng)和分度缸子系統(tǒng)均只有一基本回路 ——換向回路。,多軸鉆床液壓系統(tǒng)有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1）鉆頭進(jìn)給液壓缸的速度控制凸輪操作調(diào)速閥17,故速度的變換穩(wěn)定,不易產(chǎn)生沖擊,控制位置正確,可使鉆頭盡量接近工件。(2）平衡閥15可使進(jìn)給液壓缸上升到盡頭時(shí)產(chǎn)生鎖定作用,防止進(jìn)給液壓缸由于自重而產(chǎn)生不必要的下降現(xiàn)象,此平衡閥所建立的回油背壓閥阻力亦可防止液壓缸下降現(xiàn)象的產(chǎn)生。(3）液控單向閥16可使進(jìn)給液壓缸上升

15、到盡頭時(shí)產(chǎn)生鎖定作用,防止進(jìn)給液壓缸由于自重而產(chǎn)生不必要的下降現(xiàn)象。,(4）減壓閥11可設(shè)定夾緊缸和分度缸的最大工作壓力。 (5）單向閥7在防止分度缸前進(jìn)或進(jìn)給缸下降作用時(shí),由于夾緊缸上腔的壓油流失而使夾緊壓力下降。(6）該液壓系統(tǒng)采用變排量（壓力補(bǔ)償型）式泵當(dāng)動(dòng)力源,可節(jié)省能源。此系統(tǒng)亦可用定量式泵當(dāng)動(dòng)力源,但在慢速鉆削階段,軸向力大,且大部分壓油經(jīng)溢流閥流回油箱,能量損失大,易造成油溫上升。此系統(tǒng)可采用復(fù)合泵以達(dá)到節(jié)約能

16、源、 防止油溫上升的目的,但設(shè)備較復(fù)雜,且費(fèi)用較高。,6.4 塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng),6.4.1 概述塑料注射成型機(jī)簡(jiǎn)稱注塑機(jī)。它將顆粒狀的塑料加熱熔化到流動(dòng)狀,用注射裝置快速、高壓注入模腔,保壓一定時(shí)間,冷卻后成型為塑料制品。注塑機(jī)的工作循環(huán)為合模→注射→保壓→預(yù)塑→開(kāi)?！敵鲋破贰敵龈缀笸恕夏！鋮s定型以上動(dòng)作分別由合模缸、 預(yù)塑液壓馬達(dá)、 注射缸和頂出缸完成,另外注射座通過(guò)液壓缸可前后移動(dòng)。,注塑機(jī)液壓系統(tǒng)

17、要求有足夠的合模力,可調(diào)節(jié)的合模、 開(kāi)模速度,可調(diào)節(jié)的注射壓力和注射速度,可調(diào)節(jié)的保壓壓力,系統(tǒng)還應(yīng)設(shè)有安全聯(lián)鎖裝置。6.4.2 SZ- 250A型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理 SZ-250A型注塑機(jī)屬中小型注塑機(jī),每次最大注射容量為250 cm3。圖6- 6為其液壓系統(tǒng)圖。,圖6-6 SZ- 250A型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)圖,各執(zhí)行元件的動(dòng)作循環(huán)主要依靠行程開(kāi)關(guān)切換電磁換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn),各液壓缸及電磁鐵通、 斷電動(dòng)作順序如圖6-7所

18、示。,,圖6-7 注塑機(jī)液壓系統(tǒng)電氣控制順序動(dòng)作分析圖動(dòng)作順序圖；(b) 開(kāi)關(guān)信號(hào)圖；(c) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作圖；(d) 電磁閥線圈通、 斷電圖,圖6-7中,a0、 a1、a2、a3為合模缸的行程開(kāi)關(guān)；b0、 b1為注射座的行程開(kāi)關(guān)；c0、c1、c2為注射缸的行程開(kāi)關(guān)；d0、 d1為頂出缸的行程開(kāi)關(guān)；t1為控制慢速注射的時(shí)間；t2為控制合模保壓的時(shí)間；p為壓力開(kāi)關(guān),合模缸到達(dá)高壓值時(shí)該壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作。1. 關(guān)安全門為保證操作

19、安全,注塑機(jī)都裝有安全門。關(guān)安全門,行程閥6恢復(fù)常位,合模缸才能動(dòng)作,系統(tǒng)開(kāi)始整個(gè)動(dòng)作循環(huán)。,2. 合模 動(dòng)模板慢速啟動(dòng)、快速前移,當(dāng)接近定模板時(shí),液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)為低壓、 慢速控制。在確認(rèn)模具內(nèi)沒(méi)有異物存在,系統(tǒng)轉(zhuǎn)為高壓,使模具閉合。這里采用了液壓機(jī)械式合模機(jī)構(gòu),合模缸通過(guò)對(duì)稱五連桿結(jié)構(gòu)推動(dòng)模板進(jìn)行開(kāi)模和合模,連桿機(jī)構(gòu)具有增力和自鎖作用。(1） 慢速合模(2Y、 3Y1通電)： 大流量泵1通過(guò)電磁溢流閥3卸載,小流量泵2的壓

20、力由4調(diào)定,泵2的壓力油經(jīng)電液換向閥5右位進(jìn)入合模缸左腔,推動(dòng)活塞以帶動(dòng)連桿慢速合模,合模缸右腔油液經(jīng)閥5和冷卻器回油箱。,(2） 快速合模(1Y、 2Y、 3Y1通電)： 慢速合模轉(zhuǎn)快速合模時(shí),由行程開(kāi)關(guān)發(fā)令使1Y得電,泵1不再卸載,其壓力油經(jīng)單向閥22與泵2的供油匯合,同時(shí)向合模缸供油,實(shí)現(xiàn)快速合模,最高壓力由閥3限定。(3） 低壓合模(2Y、 3Y1、 9Y1通電)： 泵1卸載,泵2的壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥18控制。因閥18所

21、調(diào)壓力較低,合模缸推力較小,故即使兩個(gè)模板間有硬質(zhì)異物,也不致?lián)p壞模具表面。 (4） 高壓合模(2Y、 3Y1通電)： 泵1卸載,泵2供油,系統(tǒng)壓力由高壓溢流閥4控制,高壓合模,并使連桿產(chǎn)生彈性變形,牢固地鎖緊模具。 ,3. 注射座前移(2Y、 5Y1通電)在注塑機(jī)上安裝、 調(diào)試好模具后,注塑噴槍要頂住模具注塑口,故注射座要前移。泵2的壓力油經(jīng)電磁換向閥9右位進(jìn)入注射座移動(dòng)缸右腔,注射座前移使噴嘴與模具接觸,注射座移

22、動(dòng)缸左腔油液經(jīng)閥9回油箱。 4. 注射注射是指注射螺桿以一定的壓力和速度將料筒前端的熔料經(jīng)噴嘴注入模腔,分慢速注射和快速注射兩種。,(1） 慢速注射(2Y、5Y1、7Y1、8Y通電)： 泵2的壓力油經(jīng)電液換向閥15左位和單向節(jié)流閥14進(jìn)入注射缸右腔,左腔油液經(jīng)電液換向閥11中位回油箱,注射缸活塞帶動(dòng)注射螺桿慢速注射,注射速度由單向節(jié)流閥14調(diào)節(jié),遠(yuǎn)程調(diào)壓閥20起定壓作用。(2）快速注射（1Y、2Y、5Y1、6Y0

23、、7Y1、8Y通電）：泵1和泵2的壓力油經(jīng)電液換向閥11右位進(jìn)入注射缸右腔,左腔油液經(jīng)閥11回油箱。由于兩個(gè)泵同時(shí)供油,且不經(jīng)過(guò)單向節(jié)流閥14,因此注射速度加快了。此時(shí),遠(yuǎn)程調(diào)壓閥20起安全作用。,5. 保壓 (2Y、 5Y1、 7Y1、 9Y0通電)由于注射缸對(duì)模腔內(nèi)的熔料實(shí)行保壓并補(bǔ)塑,因此只需少量油液,所以泵1卸載,泵2單獨(dú)供油,多余的油液經(jīng)溢流閥4回油箱,保壓壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥19調(diào)節(jié)。6. 預(yù)塑（1Y、 2Y、

24、5Y1、 7Y0通電）保壓完畢（時(shí)間控制）,從料斗加入的熔料隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)被帶至料筒前端,進(jìn)行加熱塑化,并建立一定壓力。當(dāng)螺桿頭部熔料壓力到達(dá)能克服注射缸活塞退回的阻力時(shí),螺桿開(kāi)始后退。后退到預(yù)定位置,即螺桿頭部熔料達(dá)到所需注射量時(shí),螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)和后退,準(zhǔn)備下一次注射。與此同時(shí),在模腔內(nèi)的制品冷卻成形。,螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)由預(yù)塑液壓馬達(dá)通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。泵1和泵2的壓力油經(jīng)電液換向閥15右位、 旁通型調(diào)速閥13和單向閥12進(jìn)入馬達(dá),馬達(dá)的轉(zhuǎn)速由旁

25、通型調(diào)速閥13控制,溢流閥4為安全閥。當(dāng)螺桿頭部熔料壓力迫使注射缸后退時(shí),注射缸右腔油液經(jīng)單向節(jié)流閥14、 電液換向閥15右位和背壓閥16回油箱,其背壓力由閥16控制。同時(shí),注射缸左腔產(chǎn)生局部真空,油箱的油液在大氣壓作用下經(jīng)閥11中位進(jìn)入其內(nèi)。,7. 防流涎(2Y、 5Y1、 6Y1通電)當(dāng)采用直通開(kāi)敞式噴嘴時(shí),預(yù)塑加料結(jié)束,要使螺桿后退一小段距離以減小料筒前端壓力,防止噴嘴端部熔料流出。泵1卸載,泵2壓力油一方面經(jīng)閥9右位進(jìn)入

26、注射座移動(dòng)缸右腔,使噴嘴與模具保持接觸,另一方面經(jīng)閥11左位進(jìn)入注射缸左腔,使螺桿強(qiáng)制后退。注射座移動(dòng)缸左腔和注射缸右腔,油液分別經(jīng)閥9和閥11回油箱。8. 注射座后退(2Y、 5Y1通電)在安裝調(diào)試模具或模具注塑口堵塞需清理時(shí),注射座要離開(kāi)注塑機(jī)的定模座后退。泵1卸載,泵2壓力油經(jīng)閥9左位使注射座后退。,9. 開(kāi)模開(kāi)模速度一般為慢→快→慢,由行程控制。(1） 慢速開(kāi)模(2Y、3Y0通電)： 泵1(或泵2

27、)卸載,泵2(或泵1)壓力油經(jīng)電液換向閥5左位進(jìn)入合模缸右腔,左腔油液經(jīng)閥5回油箱。 (2） 快速開(kāi)模(1Y、2Y、3Y0通電)： 泵1和泵2合流向合模缸右腔供油,開(kāi)模速度加快。 (3） 慢速開(kāi)模（2Y、3Y0通電)： 泵1(或泵2)卸載,泵2(或泵1)壓力油經(jīng)電液換向閥5左位進(jìn)入合模缸右腔,左腔油液經(jīng)閥5回油箱。,10. 頂出(1） 頂出缸前進(jìn)(2Y、4Y通電)：泵1卸載,泵2壓力油經(jīng)電磁換

28、向閥8左位、單向節(jié)流。 閥7進(jìn)入頂出缸左腔,推動(dòng)頂出桿頂出制品,其運(yùn)動(dòng)速度由單向節(jié)流閥7調(diào)節(jié),溢流閥4為定壓閥。(2） 頂出缸后退(2Y通電)： 泵2的壓力油經(jīng)閥8常位使頂出缸后退。,6.4.3 液壓系統(tǒng)特點(diǎn)液壓系統(tǒng)一般具有以下特點(diǎn)：(1) 因注射缸液壓力直接作用在螺桿上,所以注射壓力pz與注射缸的油壓p的比值為D2/d2(D為注射缸活塞直徑, d為螺桿直徑)。為滿足加工不同塑料對(duì)注射壓力的要求,一

29、般注塑機(jī)都配備三種不同直徑的螺桿,在系統(tǒng)壓力為14MPa時(shí),獲得的注射壓力為40～150 MPa。 (2) 為保證足夠的合模力,防止高壓注射時(shí)模具開(kāi)縫產(chǎn)生塑料溢邊,該注塑機(jī)采用了液壓-機(jī)械增力合模機(jī)構(gòu),還可采用增壓缸合模裝置。,(3) 根據(jù)塑料注射成型工藝,模具的啟閉過(guò)程和塑料注射的各階段速度不一樣,而且快慢速之比可達(dá)50～100,為此,該注塑機(jī)采用了雙泵供油系統(tǒng),快速時(shí)雙泵合流,慢速時(shí)泵2(流量為48 L/min)供油,泵

30、1(流量為194 L/min)卸載,系統(tǒng)功率利用比較合理。有時(shí)在多泵分級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中,還兼用差動(dòng)增速或充液增速等方法。 (4) 系統(tǒng)所需多級(jí)壓力,并由多個(gè)并聯(lián)的遠(yuǎn)程調(diào)壓閥控制。如果采用電液比例壓力閥來(lái)實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力調(diào)節(jié),再加上電液比例流量閥調(diào)速,不僅減少了元件,降低了壓力及速度變換過(guò)程中的沖擊和噪聲,還為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制創(chuàng)造了條件。(5） 注塑機(jī)的多執(zhí)行元件的循環(huán)動(dòng)作主要依靠行程開(kāi)關(guān)按事先編程的順序完成。這種方式靈活、 方便。