液压系统原理讲解

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第十章 液压系统

冯德有

2011年4月

幻灯片2 学习目的

熟悉各种液压元件在液压系统中的作用及各种基本回 路的构成；

掌握分析液压系统的步骤和方法。

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第一节 组合机床 动力滑台液压系统

动力滑台是组合机床上实现进给运动的一种通用部件，配上动力头和主轴箱

后可以对工件完成各种加工、端面加工等工序。液压动力滑台用液压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下可以实现各种自动循环。

YT4543型动力滑台动作循环：

快进— 一工进— 二工进— 死挡铁停留 — 快退 —— 原位停止 幻灯片4

(1)组成系统的基本回路：

换向回路；快速运动回路；速度换接问路；二次进给回路；容积式节流调速回路；卸

荷回路。

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(2)各元件的作用

①变量泵14 为限压式变量泵，随负载的变化而输出不同流量的油液，以适应快速运

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⑥背压阀1 由于采用进口节流调速，液压缸8运动的平稳性差，所以在回油路上设置

背压阀1，用以提高液压缸7运动的平稳性。

⑦顺序阀2 液压缸快进时，系统压力低，顺序阀2关闭，使液压缸7形成差动联结；

在工进时，由于系统压力升高，顺序阀2打开，回油经背压阀1流回油箱 ⑧单向阀3 液压缸7工进时，单向阀3将进油路与回油路隔开.

⑨单向阀13 除防止系统的油液倒流，保护变量泵14外；在此回路中，主要是使控制

油路具有一定的压力，用以控制三位五通电液换向阀的启动。

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(3)油液流动情况

动和工作进给(低速)的要求。

②液压缸7 为活塞杆固定的差动液压缸。活塞杆较粗，无杆腔与有杆腔的有效工作面积之比为2：1，使快速进给和快速退回的速度相等。

③电液换向阀 它由三位五通液动换向阀12和三位五通电磁换向阀11组成，用以控制液压缸的运动方向。

④调速阀4和10 这两个阀串联在进油路上，实现节流调速。由调速阀4控制一工进速度(慢速)，由调速阀5控制二工进速度(更慢速)，由二位二通阀9控制两种工进速度的换接。

⑤行程阀8 用于控制快进和工进的速度换接。

① 快速前进时，电磁铁1YA通电，换向

阀12左位接入系统，顺序阀2因系统压力不高仍处于关闭状态。这时液压缸7作差动连接，变量泵14输出最大流量。系统中油液流动的情况： 进：变量泵14 13 12(左) 8(右) 7左腔； 回：液压缸71（左) 3 8(右) 7左

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② 一次工作进给在滑台前进到预定位置，挡块压下行程阀8时开始。这时系统压力升

高，顺序阀2打开；变量泵14自动减小其输出流量，以便与调速阀4的开口相适应。系统中油液流动情况为： 进油路 变量泵14 13 12(左位) 4 9(右位)

7左腔；

回油路 液压缸712(左位) 2

l

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③ 二次工作进给在一次工作进给结束，

挡块压下行程开关，电磁铁3YA通电时开始。顺序阀2仍打开，变量泵14输出流量与调速阀l0的开口相适应。系统中油液流动情况为： 进油路 变量泵14 13 12(左位) 4

10

压缸7左腔。

回油路 液压缸712(左位) 2

1

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④ 停留在滑台以二工进速度行进到碰上死挡块不再前进时开始，并在系统压力进一步

升高．压力继电器5发出信号后终止。

⑤ 快退在压力继电器5发出信号，电磁铁IYA断电、2YA通电时开始，这时系统压力

下降，变量泵14流量又自动增大。系统中油液的流动情况为 进油路 变量泵14 13 12(右位) 7右腔。

回油路 液压缸76 12(右位

)

⑥ 停止在滑台快速退回到原位，挡块压下终点开关，电磁铁2YA和3YA都断电时出

现，这时换向阀12处于中位，液压缸7两腔封闭，滑台停止运动。系统中油液的流动情况为：

卸荷油路 变量泵14 13 12(中位

)

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（4）YT4543型滑台的液压传动系统的特点

①采用“限压式变量泵一调速阀一背压阀”式调速回路能保证滑台稳定的低速运动、较

好的速度刚性和较大的调速范围，并能减少系统发热；由于在回油路上设置了背压阀，改善了运动平稳性，并能承受负负载。

② 采用“进口节流加背压阀”的调速方式，改善了运动平稳性；启动和快进转工进时

的冲击较小；死挡铁停留时，便于利用压力继电器发出信号，进行自动控制，使液压缸中不致于出现过大的压力。

③采用限压式变量泵和差动联结回路实现快进速度，能量的利用较为经济合理。

④采用行程阀和顺序阀实现快进转工进的换接，不仅能简化机床电路，而且动作可靠，

转换精度也比电气控制式的高。

⑤采用限压式变量泵，流量随压力变化自动调节，使快进转工进后，没有溢流造成的功

率损失，系统的效率较高。

⑥在工作循环中，采用“死挡铁停留”，使行程终点的重复位置精度较高，适用于镗阶

梯孔、锪孔和锪端面等工序。

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第二节 压力机液压系统

压力机是一种用静压来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械，本节介绍四

柱式压力机，在四个立柱之间安置着上、下两个液压缸，上液压缸驱动上滑块，实现

“快

原位停止”的动作循环；

下液压缸驱动

原位停止”的动作循环。

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环图

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压力机液压原理图

压力机动作循

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上滑块工作情况

快速下行 1YA通电，先导阀 3左位，上缸换向阀7左位，下缸换向阀2中位，释压阀

9上位 进油路 10 7（左）I3 缸5（上）

回油路 ：缸5（下） I2 7 2 油箱 ；

慢速加压 上滑块接触工件时开始，缸5上腔压力升高， I1关闭，油液流动与快速下

行相同；

保压延时 压力升高8作用，1YA断，3和7处于中位，保压时间由时间继电器控制 进油路 10 7（中）

2

快速返回 时间继电器使2YA通电，先导阀 3右位，上缸换向阀7右位， 进油路 10 7（右） I2 缸5（下） 回油路 ：缸5（上） I1 6 ；

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上滑块工作情况

原位

停止上滑块压行程开关使2YA断电，3和7中位，下缸换向阀2中位，释压阀9上位 释压阀9的作用是使缸5上腔释压后，压力油才能进入缸5下腔。在保压阶段，9上位

工作，当2YA通电，3右位，控制油路的压力油到9下端，但9上端的高压未释放，阀芯不动

缸5（上） I6

9

缸5上腔卸压，9上移使其下位工作，控制油到阀7右端，7右位工作

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下滑块工作情况

向上顶出 4YA通电， 进油路 10 7(中） 2（右） 缸1（下）

回油路 ：缸1（上） 2（右）

油箱 ；

向下退回 4YA断电、3YA通电 进油路 10 7（中） 2（左） 缸1（上）

回油路 ：缸1（下） 2（左） 油箱 ；

原位停止 3YA断电、4YA断电，先导阀 3右位，2中位，

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系统的特点

（1）系统使用轴向柱塞式高压变量泵，系统压力由溢流阀调定；

（2）顺序阀使泵在2.5MPa的压力下卸荷，确保控制油具有2MPa左右的压力；

（3）采用专用的QFI型释压阀来实现上滑块快速返回时上缸换向阀的换向，保证液压

机动作平稳，不会在换向时产生液压冲击和噪声。

（4）系统中上、下两缸的动作协调是由两个换向阀互锁来保证的：一个缸必须在另一

个缸静止不动时才能动作。

（5）系统中的两个液压缸各有一个安全阀进行过载保护。

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多缸顺序专用铣床

液压系统

利用顺序阀和行程开关互相配合来实现所要求的顺序动作

快进

1YA

快进

2YA

B 快 退

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