現(xiàn)代氣動(dòng)與液壓技術(shù) 課件 項(xiàng)目十五 萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)的卸荷回路萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)液壓機(jī)是鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、粉末冶金、成型、打包等工藝中廣泛應(yīng)用的壓力加工機(jī)械。常用的為四柱式。液壓機(jī)液壓系統(tǒng)以壓力控制為主，壓力高，流量大，且壓力、流量變化大。在滿足系統(tǒng)對(duì)壓力要求的條件下，要注意提高系統(tǒng)效率和防止產(chǎn)生液壓沖擊。圖15-1液壓機(jī)目錄0102任務(wù)一液壓系統(tǒng)保壓回路的使用任務(wù)二液壓系統(tǒng)的卸荷回路03任務(wù)三液壓機(jī)液壓系統(tǒng)圖的識(shí)讀教學(xué)目標(biāo)認(rèn)識(shí)壓力繼電器了解蓄能器的工作原理掌握保壓回路、卸荷回路的工作過原理會(huì)識(shí)別和繪制蓄能器、壓力繼電器的圖形符號(hào)能搭建常見保壓回路和卸荷回路，并進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試能正確識(shí)讀液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)圖0102知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力養(yǎng)成善于觀察、善于記錄的好習(xí)慣培養(yǎng)安全意識(shí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)保壓回路的使用任務(wù)介紹

液壓機(jī)在進(jìn)行壓力加工的某些環(huán)節(jié)中，往往需要液壓缸保持一定的工作壓力，這就需要保壓回路，采用蓄能器補(bǔ)充液壓系統(tǒng)的泄漏進(jìn)行保壓是常見形式。

本任務(wù)要求了解蓄能器的工作原理及結(jié)構(gòu)特征，了解壓力繼電器的動(dòng)作原理，并能利用蓄能器、壓力繼電器等元器件正確搭接保壓回路，完成相關(guān)的調(diào)試。一、蓄能器1.蓄能器的工作原理

蓄能器是液壓系統(tǒng)中的儲(chǔ)能元件，它儲(chǔ)存液體的壓力能，并在需要時(shí)釋放出來供給系統(tǒng)。系統(tǒng)壓力蓄能器壓力時(shí)儲(chǔ)存能量>系統(tǒng)壓力蓄能器壓力時(shí)釋放能量<一、蓄能器2.蓄能器的類型蓄能器常用有活塞式和氣囊式兩種，以氣囊式蓄能器最為常用?；钊綒饽沂揭?、蓄能器2.蓄能器的類型圖15-2蓄能器的結(jié)構(gòu)(a)活塞式蓄能器

(b)氣囊式蓄能器

(c)蓄能器的圖形符號(hào)

1-活塞

2-缸筒

3-充氣閥

4-殼體

5-氣囊

6-提升閥a-油孔一、蓄能器（1）活塞式蓄能器

活塞式蓄能器如圖15-1(a)所示，活塞1的上部為壓縮空氣，氣體通過氣門3充入，其下部經(jīng)油孔a通入液壓系統(tǒng)中，氣體和油液在蓄能器中由活塞1隔開，利用氣體的壓縮和膨脹來儲(chǔ)存、釋放壓力能。這種蓄能器結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、安裝容易、維護(hù)方便、使用壽命長，但是因?yàn)榛钊幸欢ǖ膽T性及受到摩擦力的作用，反應(yīng)不夠靈敏，所以不宜用于緩和沖擊、脈動(dòng)以及低壓系統(tǒng)中。一、蓄能器（2）氣囊式蓄能器

氣囊式蓄能器的結(jié)構(gòu)如圖15-1（b）所示。氣囊3用耐油橡膠制成，固定在耐高壓的殼體2上部。氣囊3內(nèi)充有惰性氣體，利用氣體的壓縮和膨脹來存儲(chǔ)、釋放壓力能。液壓油從菌形閥4進(jìn)入。該結(jié)構(gòu)氣液密封性能十分可靠，氣囊慣性小，反應(yīng)靈敏，容易維護(hù)，但氣囊和殼體制造困難。一、蓄能器（3）蓄能器的作用（1）作輔助動(dòng)力源當(dāng)執(zhí)行元件間歇運(yùn)動(dòng)或只做短時(shí)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用一個(gè)蓄能器和一個(gè)較小流量的泵配合。當(dāng)執(zhí)行元件不工作時(shí)蓄能器充油，當(dāng)執(zhí)行元件需快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓄能器和液壓泵同時(shí)供油。這樣可用小流量泵獲得較快的速度，功率損耗、系統(tǒng)溫升都將降低。一、蓄能器（3）蓄能器的作用（2）系統(tǒng)保壓當(dāng)液壓系統(tǒng)要求在較長時(shí)間內(nèi)保壓時(shí)，可使用蓄能器儲(chǔ)存的液壓油補(bǔ)充其泄漏，從而使執(zhí)行件工作腔的壓力不變。這樣既降低了能耗，又使液壓泵卸荷而延長其使用壽命。一、蓄能器（3）蓄能器的作用（3）吸收壓力沖擊和脈動(dòng)當(dāng)控制閥突然關(guān)閉、快速換向或執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)突然停止時(shí)會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊，齒輪泵、柱塞泵、溢流閥等元件工作時(shí)也會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生壓力和流量的脈動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起故障?？稍跊_擊源和脈動(dòng)源附件設(shè)置蓄能器，緩和沖擊壓力和吸收脈動(dòng)。二、壓力繼電器

壓力繼電器是一種將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控制元件。其動(dòng)作原理為：當(dāng)油液壓力達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，即發(fā)出電信號(hào)，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件的動(dòng)作，使油路換向、執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，起安全保護(hù)作用等。二、壓力繼電器圖15-3柱塞式壓力繼電器

(a)結(jié)構(gòu)圖

(b)圖形符號(hào)1-柱塞

2-調(diào)節(jié)螺母

3-微動(dòng)開關(guān)(a)(b)

圖15-2為柱塞式壓力繼電器。

當(dāng)壓力繼電器下端進(jìn)油口的油壓達(dá)到調(diào)定壓力值時(shí)，推動(dòng)柱塞1上移，通過頂桿推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)3閉合，發(fā)出電信號(hào)。

當(dāng)進(jìn)油口壓力降低到調(diào)定值以下時(shí)，彈簧使柱塞下移，壓力繼電器復(fù)位切斷電信號(hào)。二、壓力繼電器二、壓力繼電器三、保壓回路1.蓄能器保壓回路圖15-4蓄能器的保壓回路

當(dāng)三位四通電磁閥左位工作時(shí)，液壓泵向液壓缸左腔供油，同時(shí)向蓄能器供油，液壓缸向左運(yùn)動(dòng)夾緊工件，進(jìn)油路的壓力逐漸升高，當(dāng)壓力達(dá)到壓力繼電器調(diào)定值時(shí)，表示工件已被夾緊，蓄能器已儲(chǔ)備了足夠的液壓油。這時(shí)壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)，使二位二通電磁閥的電磁鐵通電，控制溢流閥使液壓泵卸荷，此時(shí)單向閥自動(dòng)關(guān)閉。如果液壓缸有泄漏，油壓下降，蓄能器補(bǔ)油保壓。三、保壓回路1.蓄能器保壓回路圖15-4蓄能器的保壓回路

當(dāng)液壓缸壓力下降到壓力繼電器的閉合壓力時(shí)，壓力繼電器復(fù)位使二位二通電磁閥的電磁鐵斷電，液壓泵重新向液壓缸和蓄能器供油。保壓時(shí)間取決于蓄能器的容量和泄漏情況，調(diào)節(jié)壓力繼電器的通斷調(diào)節(jié)區(qū)間，即可調(diào)節(jié)液壓缸壓力的最大值和最小值。三、保壓回路2.多缸系統(tǒng)保壓回路

多缸系統(tǒng)中負(fù)載的變化不應(yīng)影響保壓缸內(nèi)壓力的穩(wěn)定。如圖15-4所示的回路中，當(dāng)主油路快進(jìn)時(shí)，液壓泵的壓力下降，此時(shí)單向閥關(guān)閉，把保壓油路和主油路隔開。

蓄能器用來為保壓油路保壓并補(bǔ)充泄漏。壓力繼電器的作用是當(dāng)保壓油路壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)發(fā)出電信號(hào)，使主油路動(dòng)作。圖15-5多缸系統(tǒng)的保壓回路謝謝觀看壓機(jī)液壓系統(tǒng)圖的識(shí)讀任務(wù)二液壓系統(tǒng)的卸荷回路任務(wù)介紹

液壓系統(tǒng)一旦啟動(dòng)，液壓泵一般不會(huì)停止，會(huì)一直給系統(tǒng)供油。但有些時(shí)候液壓機(jī)需要停止不動(dòng)或保持壓力等，液壓缸不需液壓油，就需要對(duì)液壓泵卸荷，需要卸荷回路。

本任務(wù)要求能掌握卸荷回路的原理，能設(shè)計(jì)繪制出常見的卸荷回路，然后根據(jù)已有的液壓元件繪制出卸荷回路圖，并用實(shí)物搭建，完成相關(guān)的調(diào)試。目錄0102卸荷回路的工作原理卸荷回路原理圖的繪制03卸荷回路的搭建及調(diào)試卸荷回路

當(dāng)液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)或需要長時(shí)間保持壓力，而液壓泵不停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)需要采用卸荷回路。

卸荷回路的功能是使液壓泵在零壓或很低壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，以減小功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長液壓泵和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

常見的液壓系統(tǒng)卸荷回路有以下幾種：

(a)M型三位閥卸荷回路(b)H型三位閥卸荷回路(c)二位閥卸荷回路卸荷回路

(a)(b)

(c)

圖15-6換向閥卸荷回路(a)M型三位閥卸荷回路(b)H型三位閥卸荷回路(c)二位閥卸荷回路1.利用換向閥卸荷

如圖15-6(a)所示，當(dāng)三位四通電磁閥處于中位時(shí)，因?yàn)槠渲形徊捎昧薓型，P口與T口直接連通，液壓泵輸出的油液直接通過換向閥中位流回油箱，液壓泵工作壓力很低，接近于零，實(shí)現(xiàn)液壓泵的卸荷。當(dāng)采用H型中位機(jī)能的閥同樣也可以實(shí)現(xiàn)卸荷，如圖15-6(b)。

如圖15-6(c)所示，當(dāng)二位二通電磁閥的電磁鐵斷電，液壓泵的油液直接通過二位二通電磁閥流入油箱，實(shí)現(xiàn)液壓泵的卸荷。卸荷回路1.利用換向閥卸荷卸荷回路2.利用先導(dǎo)式溢流閥卸荷圖15-7先導(dǎo)式溢流閥卸荷回路

如圖15-7所示，利用先導(dǎo)式溢流閥卸荷，先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口Y接一個(gè)二位二通電磁閥，二位電磁閥另一端接油箱，當(dāng)二位閥的電磁鐵得電，可使液壓泵卸荷。在此回路中二位二通電磁閥可使用較小的流量規(guī)格。卸荷回路3.利用液控順序閥卸荷圖15-8液控順序閥卸荷1-低壓大流量泵2-高壓小流量泵3-溢流閥4-液控順序閥5-三位四通電磁閥6-液壓缸7-油箱8-單向閥

在雙泵供油的液壓系統(tǒng)中，常使用圖15-8所示的卸荷回路。當(dāng)在快速行程時(shí)，兩液壓泵同時(shí)向系統(tǒng)供油；當(dāng)進(jìn)入工作階段或保壓階段后，主油路壓力升高，液控順序閥4被打開，從而使低壓大流量泵1卸荷。單向閥的作用是對(duì)高壓小流量泵2的高壓油起止回作用。溢流閥3調(diào)定工作行程系統(tǒng)的壓力。謝謝觀看萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)任務(wù)三液壓機(jī)液壓系統(tǒng)圖的識(shí)讀任務(wù)介紹

四柱式液壓機(jī)在機(jī)械加工中應(yīng)用廣，可實(shí)現(xiàn)鍛壓加工的多種工序。它有四根立柱，并有兩個(gè)液壓缸，上液壓缸驅(qū)動(dòng)滑塊，實(shí)現(xiàn)“快速下行-慢速加壓-保壓延時(shí)-卸壓換向-快速返回-原位停止”的動(dòng)作循環(huán)；下液壓缸主要為頂出提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)“向上頂出-停留-向下退回-原位停止”的動(dòng)作循環(huán)。

本任務(wù)要求根據(jù)液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)圖能正確分析出這些動(dòng)作，并能寫出其進(jìn)油路和回油路。液壓機(jī)液壓系統(tǒng)組成液壓機(jī)結(jié)構(gòu)組成及其動(dòng)作循環(huán)圖1—充液箱2—上液壓缸3—上橫梁4—滑快5—導(dǎo)向立柱6—下橫梁7—頂出液壓缸液壓機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖1、15-油箱2-過濾器3-主泵（高壓大流量）4-輔助泵5、18-三位四通電液換向閥6-先導(dǎo)式溢流閥7-調(diào)壓閥8、22-溢流閥9-二位三通電磁閥10、16-液控單向閥11、21-背壓閥12-順序閥13-二位二通液控?fù)Q向閥14-壓力繼電器17-主缸19-頂出缸20-節(jié)流閥23、24-壓力表25-單向閥圖15-12四柱式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖1.主缸動(dòng)作循環(huán)按下啟動(dòng)開關(guān)，使電磁鐵1YA、3YA得電，電液換向閥5右位工作，主泵3提供的油進(jìn)入主缸17的上腔；閥9左位工作，輔助泵4提供的油使液控單向閥10打開，主缸17下腔的油進(jìn)入油箱。由于主缸活塞及液壓機(jī)滑塊自重，使其快速向下。在主缸上腔形成局部真空，液壓機(jī)頂部油箱15的油經(jīng)過液控單向閥16也進(jìn)入主缸上腔。（1）快速下行1.主缸動(dòng)作循環(huán)（2）慢速加壓當(dāng)滑塊快接觸工件時(shí)，電磁鐵3YA斷電，閥9右位工作，閥10關(guān)閉，主缸下腔的油經(jīng)背壓閥才能11流出，主缸活塞靠自重不能下降，此時(shí)主缸上腔壓力升高，閥16關(guān)閉，由泵3提供的壓力油使其滑塊慢速向下（主缸橫截面積較大）。當(dāng)滑塊接觸工件時(shí)，上腔壓力進(jìn)一步增加，變量泵3輸出流量減少，滑塊更慢速向下加壓。1.主缸動(dòng)作循環(huán)（3）保壓延時(shí)當(dāng)主缸上腔的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力繼電器14發(fā)出電信號(hào)，使電磁鐵1YA斷電，閥5中位工作，主缸保壓，保壓時(shí)間由壓力繼電器14控制的時(shí)間繼電器控制。主泵3通過換向閥卸荷。1.主缸動(dòng)作循環(huán)（4）卸壓換向當(dāng)保壓結(jié)束，壓力繼電器14控制的時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)，使閥5上的電磁鐵2YA得電，閥5左位工作，主缸活塞換向回程。此時(shí)上腔壓力很大，液控?fù)Q向閥13上腔工作，順序閥12開啟，主泵3輸出的油液經(jīng)閥5、閥13、閥12進(jìn)入油箱，主泵3實(shí)現(xiàn)卸荷。主泵不能使主滑塊回程，但能打開液控單向閥16，主缸上腔的油經(jīng)16進(jìn)入頂部的油箱15，便實(shí)現(xiàn)卸壓。1.主缸動(dòng)作循環(huán)（5）快速返回當(dāng)上腔壓力卸壓到較低值時(shí)，閥12關(guān)閉，閥13下位接入油路，主泵3輸出的油液壓力逐漸增大，打開閥16，主缸活塞快速向上返回。（6）原位停止主缸活塞快速向上返回，壓下行程快關(guān)（未畫出），使閥5的電磁鐵2YA斷電，閥5中位工作，閥10把主缸下腔封閉，主缸原位停止。泵3的油液經(jīng)換向閥5和18卸荷。2.頂出缸動(dòng)作循環(huán)（1）向上頂出（2）向下退回按下頂出按鈕，電液換向閥18的電磁鐵5YA得電，閥18的左位工作，主泵3的液壓油進(jìn)入頂出缸下腔，頂出缸上腔的油液流回油箱，實(shí)現(xiàn)向上頂出動(dòng)作。按下退回按鈕，電液換向閥18的電磁鐵5YA斷電，4YA得電。閥18的右位工作，主泵3的液壓油進(jìn)入頂出缸上腔，頂出缸下腔的油液流回油箱，實(shí)現(xiàn)向下退回動(dòng)作。2.頂出缸動(dòng)作循環(huán)

當(dāng)4YA、5YA都斷電，電液換向閥18