页数：82页文件大小：1.41 MB来源： 液压与气动ppt课件
本课件剖析典型液压与气压系统实例，包括组合机床动力滑台、万能外圆磨床、剪板机、液压机、汽车起重机、塑料注射成型机等液压系统，以及香皂装箱机、气压传动机械手、射芯机等气压系统。
1.概述组合机床是适用于大批大量零件加工的一种金属切削机床。在机械制造业的生产线或自动线中，它是不可缺少的设备。它经常是选用事先设计好的标准化、通用化的零部件及按零件加工形状及加工工艺要求而设计的少量专用部件组合而成的高效、专用、自动化程度较高的机床。
动力滑台就是组合机床用来实现进给运动的通用部件，根据加工工艺要求，可在滑台台面上装置动力箱、多轴箱及各种专用切削头等动力部件，以完成钻、扩、铰、铣、镗和攻丝等加工工序以及完成多种复杂进给工作循环。动力滑台有机械和液压两类。
由于液压动力滑台的机械结构简单，配上电器后实现进给运动的自动工作循环容易，又可以很方便地对工进速度进行调节，因此它的应用比较广泛。
2.液压系统的工作原理现以YT4543型动力滑台为例来分析其液压系统。该滑台的工作压力为4～5MPa，最大进给力为4.5104N，进给工作速度范围为6.6～660mm/min。图8.1和表8.1分别给出了YT4543型动力滑台液压系统图及电磁铁和行程阀的动作顺序表。
该系统由限压式变量叶片泵，单杆活塞液压缸及液压元件等组成，在机、电、液的联合控制下能实现的工作循环是快进→第一次工进→第二次工进→死挡铁停留→快退→原位停止。该动力滑台对液压系统主要要求是速度换接平稳，进给速度可调且稳定，功率利用合理，系统效率高，发热少，其工作情况如下。
快进按下起动按钮，使电磁铁1YA得电吸合，先导电磁阀11左位接入系统，限压式变量叶片泵14输出的压力油经先导电磁阀进入液动换向阀12的左端油腔，液动换向阀的右端油腔回油经节流器16和先导电磁阀的左位回油箱。
液动换向阀左位接入系统工作，其油路为：进油路：过滤器→泵14→单向阀13→液动换向阀12左位→行程阀（机动换向阀）8（接通）→液压缸7左腔。回油路：液压缸7右腔→液动换向阀12左位→单向阀3→行程阀8→液压缸7左腔。
由于动力滑台空载，系统工作压力低，使液控顺序阀2关闭，液压缸实现差动连接，根据限压式变量叶片泵的特性，这时泵有最大流量，所以滑台向左快进。（注：活塞固定，缸体移动，滑台固定在缸体上。）
第一次工作进给当快进到指定位置时，滑台上的行程挡铁压下行程阀，切断原来进入液压缸无杆腔快速运动的油路。
此时电磁换向阀的电磁铁3YA处于断电状态，压力油只能经过调速阀4和电磁换向阀9的右位进入液压缸左腔，由于油液要经调速阀4而使系统压力升高，使限压式变量叶片泵的流量减少，一直到与调速阀4所通过流量相同为止，这时进入液压缸无杆腔的流量由调速阀4开口大小决定；
同时打开液控顺序阀，使液压缸右腔的油液通过液控顺序阀、背压阀1流回油箱。这样滑台的运动转换为第一次工作进给运动，其油路为：进油路：过滤器→泵14→单向阀13→液动换向阀12左位→调速阀4→电磁换向阀9右位→液压缸7左腔。
回油路：液压缸7右腔→液动换向阀12左位→液控顺序阀2→背压阀1→油箱。
第二次工作进给第二次工作进给的油路基本上和第一次工作进给油路相同，所不同的是当第一次工作进给到指定位置时，滑台上行程挡铁压下行程开关，发出电信号使电磁铁3YA得电，电磁换向阀9左位接入油路，这时液压油必须通过调速阀4和调速阀10进入液压缸7的左腔。回油路和第一次工作进给完全相同。
由于调速阀4和调速阀10是串联连接，阀10的开口要比阀4小，故滑台的进给速度进一步减小，其速度的减少是由调速阀10的开口来决定的。
死挡铁停留当滑台完成第二次工作进给后，碰上死挡铁，滑台停止运动，使液压缸7左腔压力升高，当压力升高到根据工艺要求的压力继电器5的调定值时，压力继电器发出信号给时间继电器，使滑台在死挡铁停留一定时间后再开始下一动作。停留时间由时间继电器来调定。
设置滑台死挡铁停留，主要是满足加工零件的轴肩孔深及孔端面的轴向尺寸精度和表面粗糙度的要求。由于滑台在死挡铁停留时，液压泵的供油压力升高，流量减少，直到限压式变量叶片泵的流量减少到仅能满足补偿泵和系统的泄漏量为止，此时系统处于保压和流量近似为零的状态。
快退滑台停留时间结束后，时间继电器发出滑台快退信号，使电磁铁1YA断电，2YA通电，先导电磁阀右位接入系统，液动换向阀右位也接入系统。
因滑台快退时负载小，系统压力小，使限压式变量叶片泵的流量自动恢复到最大，滑台快速退回，其油路为：进油路：过滤器→泵14→单向阀13→液动换向阀12右位→液压缸7右腔。回油路：液压缸7左腔→单向阀6→液动换向阀12右位→油箱。
6.原位停止滑台快速退回到原位，挡块压下行程开关，发出信号，使电磁铁1YA，2YA和3YA全部断电，单向阀6和液动换向阀12处在中位，滑台停止运动。此时液压泵输出的液压油经单向阀13和液动换向阀12中位流回油箱，在低压下卸荷（维持低压是为了下次起动时能使液动换向阀12动作）。
采用行程阀和液控顺序阀使系统由快进转换为工进，不仅简化了机床电路，而且转换动作平稳可靠，转换的位置精度比较高。由于滑台的运动速度比较低，又采用安装方便的电磁换向阀，完全能保证两种工作速度的转换精度要求。
（4）采用三位五通、中位为M型机能的电液换向阀，提高了滑台换向平稳性，并且滑台在原位停止时，能使液压泵处于卸荷状态，功率消耗小。另外由于采用了五通换向阀，使回路形成差动连接，简化了回路。
1.概述万能外圆磨床是工业生产中应用极为广泛的一种精加工机床。主要用途是磨削零件各种圆柱表面，圆锥表面及阶梯轴肩等。利用内圆磨头附件还可以磨削内圆和内锥表面孔等。该机床的最大磨削直径为320mm，当磨削内圆时，最大磨削直径是100mm。
磨削外圆最大长度有1000mm，1500mm，2000mm三种，成品表面粗糙度为Ra0.63～0.16。为了完成零件的上述加工，万能外圆磨床必须有以下动作：砂轮旋转；工件旋转；工作台带动工件的直线往复运动；砂轮架的周期切入运动；砂轮架的快速进退和尾座顶尖的伸缩等辅助运动。
根据磨削工艺的特点，工作台往复运动性能对磨削零件加工精度影响最大。
对外圆磨床工作台往复运动的要求如下：（1）工作台运动速度能在0.05～4m/min范围内实现无级调速，运动平稳，低速运动应无爬行。（2）工作台在工作速度范围内能完成自动换向，换向过程要平稳和无冲击，而起动、停止要迅速。
（3）换向精度要高，在同一速度下，换向点变动量（同速换向精度）应不大于0.02mm。速度由最小增至最大时换向点变动量（异速换向精度）不大于0.2mm。（4）换向前工作台在两端能够停留。
因为磨削时砂轮在工件两端一般不越出工件，为了避免工件两端因磨削时间较短而引起外圆尺寸偏大（磨削内孔时尺寸偏小），故在换向时要求在两端有停留，其停留时间在0～5s内可调。
（5）工作台可作抖动，在切入磨削时，工作台能实现高频（100～500次/min）短行程（1～3mm）换向（通常称为抖动），以提高磨削表面光洁度和磨削效率，并使砂轮磨损均匀。
2.往复直线运动换向回路磨床对换向性能要求很高，磨床液压系统的核心问题是换向回路的选择和如何实现高性能换向精度的要求。实现工作台换向的方法很多，如采用手动换向阀换向，这种换向方法虽然可靠，但不能实现工作台的自动往复运动。
若采用机动换向阀换向，可用工作机构的行程挡铁碰换向拨杆，由拨杆拨动换向阀的阀芯实现自动换向（如图8.2所示），但当工作台运动速度较低时，换向阀阀芯的移动速度也较低。
当挡铁、拨杆拨动换向阀阀芯处在中位时，阀芯有可能将阀的A、B油孔封闭或互通（图8.2是封闭状况），使液压缸两腔闭死或者是互通，结果造成使工作台失去动力而停止运动，出现所谓换向“死点”现象。
3.液压系统的工作原理该M1432A型机床的液压系统能够完成的主要运动是工作台的往复运动，砂轮架的横向快速进、退和周期进给运动，尾架顶尖的自动松开及机床导轨润滑等。图8.3为M1432A型万能外圆磨床液压系统。
M1432A型万能外圆磨床液压系统的各运动工作原理如下。(1)工作台的往复运动在M1432A型万能外圆磨床液压系统中，液压缸为活塞杆固定，缸筒移动的双杆活塞式液压缸。
图中开停阀3处于右位（即“开”的位置），先导阀1和换向阀2都处在右端位置，工作台向右运动，其主油路为：进油路：过滤器→泵→换向阀2→工作台液压缸右腔。回油路：工作台液压缸左腔→换向阀2→先导阀1→开停阀3右位→节流阀5→油箱。
当工作台向右运动到预定位置时，工作台上左挡块拨动先导阀，使它向左移动，并使它最终处于左端位置上。这时控制油路a2点接通压力油，a1点接通油箱，使换向阀也处于左端位置，于是使工作台向左运动，其主油路变为：进油路：过滤器→泵→换向阀2→工作台液压缸左腔。
回油路：工作台液压缸右腔→换向阀2→先导阀1→开停阀3右位→节流阀5→油箱。当工作台向左运动到预定位置时，工作台上右挡块碰上先导阀拨杆后发生与上述相反的变换，使工作台又改变方向向右运动。如此不停地反复进行，直到开停阀拨到左位（即“停”的位置）才使运动停止。
工作台的换向过程工作台换向时，先导阀先由挡块碰撞拨杆而移动，换向阀的控制回油先后三次改变通道，使其换向阀的阀芯产生第一次快跳、慢移和第二次快跳等过程。这样就使工作台的换向经历了预制动、终制动、端点停留和迅速反向启动的四个阶段，其具体情况如下。
当图8.3所示的先导阀被拨杆推着向左移动时，先导阀中的右制动锥逐渐将通向节流阀的通道关小，使工作台减速，实现预制动。
当工作台挡块推动先导阀直到其阀芯右部环形槽使接通压力油，左部环形槽使点接通油箱时，换向阀的控制油路为：进油路：过滤器→液压泵→精过滤器17→先导阀1→a2→单向阀I2→换向阀2阀芯右端。
换向阀阀芯左端通向油箱的回油路先后出现了三种连通方式，开始阶段如图所示状态，回油路为：回油路：换向阀2阀芯左端→a1→先导阀1→油箱。
因换向阀的回油路畅通无阻，阀芯移动速度很大，换向阀产生第一次快跳，使换向阀阀芯中部的台肩移到阀体中间沉割槽处，使液压缸两腔油路相通，造成工作台停止运动。换向阀的快跳，缩短了制动时间，提高了换向精度。
为了防止先导阀落后于换向阀利用左抖动缸推动先导阀向左快跳，其控制油路为：进油路：过滤器→液压泵→精过滤器17→先导阀1→a2→抖动缸15的左缸。回油路：抖动缸15的右缸→先导阀1→油箱。
随后，由于换向阀阀芯在压力油作用下继续左移，切断了左端直通油箱的通道，回油路改为：回油路：换向阀2阀芯左端→节流阀J1→a1→先导阀1→油箱。此时换向阀阀芯按节流阀J1（也称停留阀）调定的速度慢速移动。
由于换向阀体沉割宽度大于阀芯中部台肩的宽度，液压缸两腔油路在阀芯慢移过程中继续保持相通，使工作台停留持续一段时间（可在0~5s内调整），以满足磨削工艺要求，这就是工作台反向运动前的端点停留阶段。
最后，当阀芯慢移到其左部环形槽将通道b1和直通油箱的通道相连时，回油路又改变为：回油路：换向阀2阀芯左端→通道b1→换向阀2左部环形槽→a1→先导阀1→油箱。
此时，回油路又畅通无阻，换向阀阀芯出现第二次快跳，使主油路被迅速切换，工作台迅速反向启动，提高生产率，最终完成了全部换向过程。在反向时，先导阀和换向阀从左向右移动的换向过程与上述相同，此时只是点接通油箱而点接通压力油。
调节节流阀的开口，可使工作台在0.05~4m/min之间无级调速。
工作台液动与手动的互锁为了保证操作安全，工作台运动时，手摇工作台机构应当失效，以免手轮转动伤人。只有在工作台停止自动往复运动时，才能用手轮来摇动使工作台移动。实现工作台液动与手动互锁是由互锁缸4来实现的。
当开停阀处于图示位置时（相当开停阀“开”的位置），互锁缸内通入压力油，推动活塞使齿轮z1和z2脱开，工作台运动时就不会带动手轮转动。当开停阀处于左位（相当于开停阀“停”的位置）接入系统时，使压力油同时与工作台液压缸左右两腔相连，工作台处于停止状态。
此时，互锁缸接通油箱，在弹簧作用下，使互锁缸的活塞向上移动，齿轮z1和z2啮合，这样工作台就可以通过摇动手轮来移动。
砂轮架的横向快速进、退和周期进给运动砂轮架的横向快速进、退是操纵快动阀8并由快动缸7来实现的。在图示状态下，快动阀右位工作，使砂轮架横向快速前进到最前端位置，该位置是靠活塞与缸盖的接触来保证的。
为防止砂轮架快速运动到终点引起冲击和提高快进到终点的重复定位精度，在快动缸两端设有缓冲装置，并设有抵住砂轮架的闸缸6，用以消除丝杆螺母间的间隙。砂轮架的周期进给运动是通过进给阀12操纵，由砂轮架的进给缸11通过其活塞上的拨爪、棘轮、齿轮、丝杠螺母等传动副来实现。
砂轮架的周期进给运动可以在工作台左端停留或右端停留时进行，也可以在工作台两端停留时进行，还可以选择无进给运动，这些都由选择阀13的位置来决定的。
在图示状态下，选择阀选定的是“双向进给”，进给阀在控制油路和点每次相互变换压力时，向左或向右移动一次（因为通道d与通道和各接通一次），于是砂轮架便作一次间歇进给，进给量大小由拨爪棘轮机构调整，进给快慢及平稳性通过调整节流阀、来保证。
尾架顶尖自动松开尾架顶尖平时靠弹簧力来顶紧工件，在砂轮架处于退出位置时，尾架顶尖才能松开。为了操纵方便采用脚踏式二位三通尾架阀10进行控制。
当砂轮架处于快退工况时，若脚踏尾架阀10，使右位接入系统工作，这时压力油路为：进油路：过滤器→液压泵→快动阀8左位→尾架阀10右位→尾架缸9下腔进油使活塞上移。通过杠杆机构使顶尖向右退出。
若松开脚踏板，尾架阀复位，尾架缸下腔通过尾架阀左位与油箱接通，尾架顶尖在弹簧力的作用下将工件顶紧。为了确保工作安全，砂轮架的快进与顶尖松开应当是联锁的。图示状态是砂轮架快进的位置，由于快动阀处在右位工作，尾架缸下腔无压力油通入，所以如误踏尾架阀，尾架顶尖也不会松开。
机床的润滑及其它液压泵输出油的一部分经精过滤器17到润滑稳定器14的阻尼孔和节流器、、分别通至丝杠螺母副，V形导轨及平导轨等处供润滑用。润滑油路的压力由润滑稳定器中的压力阀调节，各润滑点上所需的流量，分别由各自的节流器来调节。
1.概述剪板机主要用于剪裁金属板，目前大、中型剪板机主传动系统一般均采用液压传动。剪板机的主要动作是：主液压缸带动剪刀片运动对板料进行剪切；其辅助动作有压料脚压住板料，防止剪切时产生的力矩使钢板翘起，剪切后托料球抬起，以减小送料时的摩擦力等。
带动刀架运动的两个主液压缸的活塞杆均与刀架固结，或连接在有固定转轴的摆式刀架上，用机械的方法保证两液压缸运动的同步。这里介绍一种采用液压插装阀构成传动系统的剪板机。它的特点是因为使用插装阀，使得剪板机实现大功率，动作快，冲击小，油液泄漏小。
2.液压系统的工作原理图8.4为用液压插装阀组成的剪板机液压系统。
在剪板机液压系统中，先导调压阀8用来调节剪切的最大工作压力，先导调压阀11用来调节轻压对线时的压力，电磁换向阀10用来选择不同的设定压力和使插装阀1开启，液压泵卸荷。插装阀2、3、4、5、共同构成一个四通阀，控制主缸、压料脚和托料球的动作。
插装阀6和单向阀7构成的单向顺序阀，保证托料球缩回和压料脚压住板料后，再由主缸带动刀架下行进行剪切。液压泵启动时，电磁换向阀10处于中位，使插装阀1控制腔接通油箱，插装阀1开启，以保证液压泵空载启动。当电磁铁2YA和3YA通电时，插装阀1关闭，为系统升压做准备；
同时插装阀3开启，压力油使托料球缩回，压料脚压下，压住待剪切的板料。系统压力随即进一步上升。当系统压力达到插装阀6的先导调压阀16的调定压力时，插装阀6开启，压力油进入两主缸的上腔。两缸下腔的回油在先导调压阀15（此处用调定系统回油背压）的控制下经插装阀5流回油箱。
两缸带动刀架空程向下。
刀架下行到使刀片接触到被剪板料时，主油路进一步升压，通过压力继电器18发讯，电磁铁4YA通电，使液压缸下腔卸荷，以充分发挥液压缸的最大剪切力，也减少系统的发热。主油路压力继续上升，对板料进行剪切。
板料被切断时，主缸的负载立即消失，为了防止液压缸上腔突然失压而引起冲击，液压缸上腔的压力下降使压力继电器复位，电磁铁4YA即断电，插装阀5关闭；主缸下腔的背压由先导调压阀15确定，以保证刀架平稳地继续下行。
刀架降至下限，压下行程开关1SQ，使电磁铁2YA和5YA通电，3YA断电，插装阀3关闭，插装阀4开启，主缸下腔进油，上腔的油液经单向阀7和已开启的插装阀2流回油箱，刀架回程。同时压料脚和插料球的油液也经插装阀2直接流回油箱，在弹簧力的作用下，压料脚抬起，托料球凸出。
刀架回程到达行程上限，压下行程开关2SQ，使所有电磁铁均断电，主缸上腔油液通过插装阀2直接流回油箱，主缸及刀架的自重依靠插装阀5在下腔油路上的背压来支承。刀架停止运动，泵通过插装阀1卸荷。
剪切前需要对线时，通过按钮使电磁铁1YA和3YA通电，与空程下行一样，托料球缩回，压料脚压下，刀架下行。这时系统工作压力由先导调压阀11调定，即使刀片接触被剪工件，由于压力较低，剪不动板料。避免了对准线时，使板料被剪断。
另外，在板料不需要全长剪断的情况下，刀架可在剪切过程中剪到所需的位置，就立即回程。为了调整设备的需要，剪板机的刀架还可以上、下点动。
1.概述液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉伸、粉末冶金、压装等等。液压机有多种型号规格，其压制力从几十吨到上万吨。
用乳化液作介质的液压机，被称作水压机，产生的压制力很大，多用于重型机械厂和造船厂等。用矿物油型液压油做介质的液压机被称作油压机，产生的压制力比水压机小，在许多工业部门得到广泛应用。
液压机多为立式，其中以四柱式液压机的结构布局最为典型，应用也最广泛。图8.5所示为液压机的外形图，他主要由充液筒1、上横梁2、上液压缸3、上滑块4、立柱5、下滑块6、下液压缸7等零部件组成。这种液压机有4个立柱，在4个立柱之间安置上、下两个液压缸3和7。
上液压缸驱动上滑块4，下液压缸驱动下滑块6。为了满足大多数压制工艺的要求，上滑块应能实现快速下行→慢速加压→保压延时→快速→原位停止的自动工作循环。下滑块应能实现向上顶出→停留→向下退回→原位停止的工作循环（图8.6）。上、下滑块的运动依次进行，不能同时动作。
2.液压系统的工作原理四柱式YB32-200型液压机液压系统如图8.7所示。在液压系统中，系统由高压轴向柱塞变量泵供油，上、下两个滑块分别由上、下液压缸带动，实现上述各种循环。
其原理如下:(1)上滑块工作循环（a）快速下行当电磁铁1YA通电后，先导阀3和上缸换向阀7左位接入系统，液控单向阀I2被打开。则系统主油路走向为：进油路：液压泵→顺序阀10→上缸换向阀7左位→单向阀I3→上液压缸5上腔。
回油路：上液压缸5下腔→液控单向阀I2→上缸换向阀7左位→下缸换向阀2中位→油箱。上滑块在自重作用下快速下行。这时，上液压缸上腔所需流量较大，而液压泵的流量又较小，其不足部分由充液筒6（副油箱）经液控单向阀I1向液压缸上腔补油。
（b）慢速加压当上滑块下行到接触工件后，因受阻力而减速，液控单向阀I1关闭，液压缸上腔压力升高实现慢速加压。这时的油路走向与快速下行时相同。（c）保压延时当上液压缸上腔压力升高到使压力继电器8动作时，压力继电器发出信号，使电磁铁1YA断电，则先导阀和上缸换向阀处于中位，保压开始。
保压时间由时间继电器（图中未画出）控制，可在0~24min内调节。（d）快速在保压延时结束时，时间继电器使电磁铁2YA通电，先导阀右位接入系统，使控制压力油推动预泄换向阀9，并将上缸换向阀右位接入系统。
这时，液控单向阀I1被打开，其主油路走向为：进油路：液压泵→顺序阀10→上缸换向阀7右位→液控单向阀I2→上液压缸5下腔。回油路：上液压缸5上腔→液控单向阀I1→充液筒（副油箱）。
这时上滑块快速，速度由液压泵流量决定。当充液筒内液面超过预定位置时，多余的油液由溢流管流回油箱。（e）原位停止当上滑块上升到挡块压下行程开关时，行程开关发出信号，使电磁铁2YA断电，先导阀和上、下缸换向阀都处于中位，则上滑块在原位停止不动。
这时，液压泵处于低压卸荷状态，油路走向为：液压泵→顺序阀10→上缸换向阀7中位→下缸换向阀2中位→油箱。
下滑块工作循环（a）向上顶出当电磁铁4YA通电使下缸换向阀右位接入系统时，下液压缸带动下滑块向上顶出。其主油路走向为：进油路：液压泵→顺序阀10→上缸换向阀7中位→下缸换向阀2右位→下液压缸1下腔。回油路：下液压缸1上腔→下缸换向阀2右位→油箱。
（b）停留当下滑块上移至下液压缸活塞碰到上缸盖时，便停留在这个位置上。此时，液压缸下腔压力由下缸溢流阀调定。（c）向下退回使电磁铁4YA断电，3YA通电，液压缸快速退回。此时的油路走向为：进油路：液压泵→顺序阀10→上缸换向阀7中位→下缸换向阀2左位→下液压缸1上腔。
回油路：下液压缸1下腔→下缸换向阀2左位→油箱。（d）原位停止原位停止是在电磁铁3YA、4YA都断电，下缸换向阀处于中位的情况下得到的。
3.液压系统的特点该液压机液压系统有以下特点：产生大的输出力是液压机液压系统的特点之一。为了获得大的压制力，除采用高压泵提高系统压力之外，还常常采用大直径的液压缸。这样，当上滑块快速下行时，就需要大的流量进入液压缸上腔。
假若此流量全部由液压泵提供，则泵的规格太大，这不仅造价高，而且在慢速加压、保压和原位停止阶段，功率损失加大。液压机上滑块的重量均较大，足可以克服摩擦力及回油阻力自行下落。该系统采用充液筒来补充快速下行时液压泵供油的不足，这样使系统功率利用更加合理。保压延时是液压机常有的工作状态。
本系统采用液控单向阀I1、I3和I6单向阀的密封性和液压管路及油液的弹性来保压。此方案结构简单，造价低，比用泵保压节省功率。但是，要求液压缸等元件密封性好。
对于高压系统，在液压缸以很高压力进行保压的情况下，假若立即启动换向阀使液压缸反向快速退回时，将会产生液压冲击。为防止这种现象发生，应对换向过程进行控制，先使高压腔压力释放以后，再切换油路。本系统采用预泄换向阀，先使液压缸上腔压力释放降低后，再使主油路换向。
其原理是在保压阶段，预泄换向阀的上位接入系统。当电磁铁2YA通电后，控制压力油经减压阀和先导阀右位进入预泄换向阀的下端腔和液控单向阀I6的控制口。由于预泄换向阀上端腔与液压缸上腔油路连通，压力很高，其下端腔的控制压力油不能使阀芯向上移动。
但是，液控单向阀I6可以在控制压力油作用下打开。I6被打开后，液压缸上腔油液经液控单向阀I6、预泄换向阀上位泄至油箱。这时，压力被释放降低，直至预泄换向阀的阀芯被推移到使下位接入系统。
然后，控制压力油经预泄换向阀下位进入上缸换向阀的右端腔，使其右位接入系统，切换主油路，实现液压缸快速退回。液压系统的特点(2/3)
下两液压缸动作的协调是由两个换向阀的互锁来保证的。只有当上缸换向阀处于中位时，下缸换向阀才能接通压力油。这样，就保证了两个液压缸不可能同时接通压力油而动作。
在拉伸操作中，为了实现“压边”工步，上液压缸活塞必须推着下液压缸活塞移动，这时，上液压缸下腔油液进入下液压缸上腔（多余油液经下液压缸换向阀中位流回油箱），而下液压缸下腔油液经下液压缸溢流阀流回油箱，压边压力由该溢流阀调节。该系统利用换向阀中位实现液压泵的卸荷。
为了保证对上缸换向阀和下缸换向阀进行控制，在液压泵出口至上缸换向阀的主油路上设有顺序阀，用来保证在换向阀处于中位时，控制油路仍有足够的压力。并且，用减压阀来调节控制油路压力。在卸荷油路上设置顺序阀，提高了液压泵的卸荷压力，增大了液压泵卸荷时的功率损失，这是不利之处。
另外，在该系统中两个液压缸各有一个溢流阀用作安全阀来实现过载保护。液压系统的特点(3/3)
1.概述图8.8是Q2-8型汽车起重机的外形图。它是由汽车1、转台2、支腿3、吊臂变幅液压缸4、基本臂5、伸缩臂6、起升机构7等组成。
（幅度为3m时），最大的起重高度为11.5m，起重装置可连续回转。由于该汽车起重机有较高的行走速度，可以和运输车队编队行驶，机动性好，用途广泛。当装上附加臂后（图中未表示），可用于建筑工地吊装预制件，吊装的最大高度为6m。
该起重机亦可在有冲击、振动、温差变化大和环境较差的条件下工作。作为起重用的汽车起重机属于工程机械，它所要求的动作比较简单，对于位置精度要求也不太高，因此可采用高压手动控制，但要求液压系统具有很高的安全可靠性。概述(2/2)
2.液压系统的工作原理图8.9为Q2-8型汽车起重机液压系统原理图。
该系统属于中高压系统，采用一个额定压力为21MPa的轴向柱塞泵作动力源，由汽车发动机通过装在汽车底盘变速箱上的取力箱传动。液压泵通过中心回转接头9、截止阀10和过滤器11，从油箱吸油，输出的压力油经手动阀组1和2串联地输送到各个执行元件。
安全阀3用于系统过载，调整压力为19MPa，实际系统工作压力由压力表12读取。这是一个单泵、开式、串联（串联式多路阀）液压系统。该系统分上车和下车两部分布置，液压泵、安全阀、阀组1及支腿部分装在下车部分，其余液压元件都装在可回转的上车部分。其中油箱也在上车部分，兼作配重。
上车和下车部分的油路通过中心回转接头连通。
转台回转、吊臂伸缩、吊臂变幅和吊重起升等五个部分。其中，前、后支腿收放回路的换向阀A、B组成一个阀组1，其余四条支回路的换向阀C、D、E、F组成一个阀组2。各换向阀均为M型中位机能三位四通手动阀，相互串联组合，可实现多缸卸荷。
根据起重工作的具体要求，操纵各阀不仅可以分别控制各执行元件的运动方向，还可以通过控制阀芯的位移量来实现节流调速。液压系统的工作原理(3/10)
且为弹性体变形，作业时很不安全，故在起重作业前必须放下前、后支腿，使汽车轮胎架空，用支腿承重。在行驶时又必须将前、后支腿收起，轮胎着地支承。为此汽车的前、后端各装置两条支腿，每条支腿均配有液压缸。
两条前支腿用一个三位四通手动换向阀组A控制收、放，而后两条支腿用另一个三位四通换向阀组B控制。
每个支腿液压缸的油路都装有一个由两个液控单向阀组成的双向液压锁，以保证支腿可靠地锁住，防止在起重作业过程中发生“软腿”现象（由液压缸上腔油路泄漏引起）或行车过程中液压支腿自行下落（由液压缸下腔油路泄漏引起）现象。液压系统的工作原理(4/10)
前支腿放下，其油路为：进油路：液压泵→换向阀A左位→液控单向阀4→前支腿液压缸无杆腔。回油路：前支腿有杆腔→液控单向阀4→换向阀A左位→换向阀B中位→换向阀C中位→换向阀D位→换向阀E中位→换向阀F中位→油箱。
当阀A在右位工作时，前支腿收回，油路基本上同前支腿放下，只不过压力油进入前支腿液压缸有杆腔。后支腿收、放液压缸用换向阀B控制，其油路路线与前支腿回路相同。液压系统的工作原理(5/10)
它通过齿轮、蜗轮蜗杆减速箱和开式小齿轮（与转盘上的内齿轮啮合）来驱动转盘回转，转盘可获得1~3r/min的低速。手动换向阀C控制马达的正转、反转、停转三种不同工况，其油路为：进油路：回油路：液压系统的工作原理(6/10)
伸缩臂套装在基本臂中，吊臂的伸缩运动是由伸缩液压缸来驱动的。为防止吊臂在停止阶段因自重作用而下滑，在吊臂伸缩回路中设置平衡阀5（属于外控式单向顺序阀）。吊臂的伸缩由换向阀D来控制伸缩臂的伸出、缩回和停止三种工况。
例如，当换向阀D在左位工作时，吊臂缩回，其油路为：进油路：液压泵→换向阀A中位→换向阀B中位→换向阀C中位→换向阀D左位→伸缩液压缸有杆腔。回油路：伸缩液压缸无杆腔→阀5中顺序阀→换向阀D左位→换向阀E中位→换向阀F中位→油箱。液压系统的工作原理(7/10)
由液压缸来改变吊臂的起落角度。变幅工作也要防止因自重而下降造成的工作不安全，故在油路中也设置了平衡阀6。换向阀E控制吊臂的增幅、减幅和停止三种工况。其油路路线类同于吊臂伸缩回路。液压系统的工作原理(8/10)
机系统中的主要工作回路。吊重的提升和落下是由一个大扭矩液压马达带动卷扬机来完成的。换向阀F控制液压马达的正、反转。液压马达的转速可通过改变发动机的转速来进行调节。油路设置平衡阀8，用以防止重物因自重而下落。
由于液压马达的内泄漏比较大，当重物吊在空中时，尽管油路中设有平衡阀，重物仍会向下缓慢下移。为此，在液压马达的驱动轴上设置制动缸，当液压马达停转时，用制动缸的弹簧使闸块将驱动轴锁住；当起升机构工作时，在系统油压作用下，制动缸使闸块松开。
当重物在悬空停止后再次起升时，若制动缸立即松闸，由于液压马达进油路来不及立刻建立足够的油压，造成重物短时间拖动马达反转而失控下滑。
为了避免这种现象的产生，在制动缸油路设置单向节流阀7，使得液压马达停转时，制动缸的弹簧使闸块抱闸迅速，而在起升机构工作时，制动缸松闸能缓慢进行（松闸时间用节流阀7调节），这就是使制动器制动快，松闸慢的回路。液压系统的工作原理(9/10)
进油路：液压泵→换向阀A中位→换向阀B中位→换向阀C中位→回油路：起升液压马达→换向阀F右位→油箱。重物下落油路为进油路：液压泵→换向阀A中位→换向阀B中位→换向阀C中位→换向阀D中位→回油路：起升液压马达→阀8→换向阀F左位→油箱。液压系统的工作原理(10/10)
1.概述塑料注射成型机简称注塑机。它将颗粒的塑料加热熔化到流动状态，以快速高压注射模腔，经过一定时间的保压，冷却凝固成为一定形状的塑料制品。
由于注塑机具有成型周期短，对各种塑料的加工适应性强，可以制造外形各异、复杂、尺寸较精确或带有金属镶嵌件的制品以及自动化程度高等优点，所以注塑机得到了广泛地应用。图8.10为塑料注射成型机外形图。
它主要有三大部分组成：（1）合模部件它是安装模具用的成型部件。主要由定模板、动模板、合模机构、合模缸和顶出装置等组成。（2）注射部件它是注塑机的塑化部件。主要由加料装置、料筒、螺杆、喷嘴、预塑装置、注射缸和注射座移动缸等组成。
（3）液压传动及电气控制系统它被安装在机身内外腔上，是注塑机的动力和操纵控制部件。主要由液压泵、液压阀、电动机、电气元件及控制仪表等组成。根据注射成型工艺，注塑机应按预定工作循环工作，如图8.11所示。
SZ-250A型塑料注射成型机属于中小型注塑机，每次最大注射容量为250cm3该注塑机对液压系统的要求是：（1）要有足够的合模力熔融的塑料通常以4～15MPa的高压射注模腔，因此合模缸必需有足够的合模力，否则在射注时导致模具离缝而产生塑料制品的溢边现象。
（2）开、合模的速度可调节在开、合模过程中，要求合模缸有慢、快、慢的速度变化，其目的为了缩短空程时间，提高生产率和保证制品质量，并避免产生冲击。（3）足够的注射座移动液压缸推力其目的为了保证喷嘴与模具浇口紧密接触。
注射压力和速度可以调节这是为了适应不同塑料品种、注射成型制品几何形状和模具浇注系统的要求。（5）保压功能其目的为使塑料注满紧贴模腔获得精确形状，另外在冷却凝固收缩过程中，熔融塑料可不断补入模腔，避免产生废品。另外，根据需要保压压力可以调节。
（6）预塑过程可调节在模腔熔体冷却凝固阶段，在料斗内的塑料颗粒通过筒内螺杆的回转卷入料筒，连续向喷嘴方向推移，同时加热塑化、搅拌和挤压为熔体。在注塑成型加工中，通常将料筒每小时塑化的重量（称塑化能力）作为生产力指标。
当料筒的结构尺寸决定后，随塑料的熔点、流动性和制品不同，要求螺杆转速可以改变，以便使预塑过程的塑化能力可以调节。（7）顶出制品顶出制品除了要求有足够的顶力外，还要求顶出速度平稳、可调。
2.液压系统的工作原理图8.12为SZ-250A型注塑机液压系统图。
现将注塑机液压系统的工作原理说明如下。(1)合模为了保证操作安全，注塑机上装有安全门。只有关闭安全门，合模缸才能工作，开始整个动作循环，此时行程换向阀6恢复常位下位，控制油液才能进入电液换向阀5右位控制腔。
合模过程是动模板慢速起动、快速前移，接近定模板时，液压系统转为低压、慢速控制，用来确认模具内没有硬质异物存在，而后，系统采用高压合模。具体动作如下。
（a）慢速合模电磁铁2YA、3YA得电，大流量液压泵1通过电磁溢流阀3卸荷，小流量液压泵2的压力由电磁溢流阀4调定，泵2的压力油经电液换向阀5右位进入合模缸左腔，推动活塞带动连杆机构慢速合模，合模缸右腔油液经电液换向阀5和冷却器回油箱。
由行程开关发出指令使电磁铁1YA得电（此前电磁铁2YA和3YA得电），泵1不再卸荷，其输出压力油与泵2一起双泵供油供给合模缸，实现快速合模，其供油压力由电磁溢流阀3调定。（c）低压慢速合模电磁铁2YA、3YA和13YA得电。
泵1卸荷，泵2的压力由远程调压阀18控制，因远程调压阀18压力调的较低，同时由于只有泵2供油，使得合模缸在低压下慢速合模，这样即使两个模板间有硬质异物，也不致造成损坏模具，起到了保护模具的作用。
（d）高压合模当动模板越过保护段，压下高压锁模行程开关时，电磁铁13YA失电（电磁铁2YA和3YA得电）。泵1卸荷，泵2供油，系统压力由高压电磁溢流阀4控制进行高压合模，并使连杆产生弹性变形，使模具牢固地被锁紧。液压系统的工作原理(3/9)
泵2的压力油经电磁换向阀9右位进入注射座移动缸右腔，使注射座整体向前移动，这样使喷嘴与模具贴紧，缸的左腔油经电磁换向阀9回油箱。(3)注射根据制品和注射工艺条件，注射螺杆以一定压力和速度将料筒前端的熔料经喷嘴注入模腔，其速度分慢速注射和快速注射两种。
（a）慢速注射电磁铁1YA、2YA、7YA、10YA和12YA得电，泵1、2的压力油经电液换向阀15左位和单向节流阀14进入注射缸右腔，其注射速度可由单向节流阀14调节。注射缸左腔油液经电液换向阀11中位流回油箱。液压系统的工作原理(4/9)
2YA、7YA、8YA、10YA和12YA得电，泵1、2的压力油经电液换向阀11右位而不经过单向节流阀14进入注射缸右腔，使注射速度加快。快、慢速注射时的压力均由远程调压阀20来控制。
(4)保压电磁铁2YA、7YA、10YA和14YA得电，泵1卸荷，泵2供油，其仅用于补充保压时泄漏量，使注射缸对模腔内保压并进行补塑。保压压力由远程调压阀19调节，泵2供油的多余的油液从电磁溢流阀4溢回油箱。液压系统的工作原理(5/9)
2YA、7YA和11YA得电，泵1、2双泵供油，压力油经电液换向阀15右位、溢流节流阀13和单向阀12进入驱动螺杆的预塑液压马达，将料斗中塑料颗粒卷入料筒，塑料颗粒被转动的螺杆带到料筒前端加热预塑，并建立起一定压力，螺杆转速由溢流节流阀来调节。
当螺杆头部熔料压力达到能克服注射缸活塞退回的阻力时，也就是螺杆的反推力大于注射缸活塞退回的阻力时，使与注射缸活塞连在一起的螺杆向后移，注射缸右腔的油液经背压阀16流回油箱，同时注射缸左腔产生局部真空，油箱的油液在大气作用下经电液换向阀11的中位进入其左腔。
当螺杆向后移到预定位置，即螺杆头部熔料达到下次注射所需量时，螺杆便停止转动，准备下次注射。与此同时，在模腔内的制品处于冷却成形阶段。液压系统的工作原理(6/9)
7YA和9YA得电。泵1卸荷，泵2的压力油一方面经电磁换向阀9的右位进入注射座移动缸右腔，使喷嘴与模具保持接触，另一方面压力油经电液换向阀11的左位进入注射缸左腔，使螺杆强制向后移，减少料筒前端压力，防止在注射座整体后退时喷嘴端部物料流出。
注射缸右腔和注射座移动缸左腔油液分别经电液换向阀11的左位和电磁换向阀9的右位流回油箱。(7)注射座整体后退防流涎动作结束，电磁铁2YA和6YA得电，泵1卸荷，泵2压力油经电磁换向阀9的左位使注射座整体后退。
注射座油缸右腔的油液经电磁换向阀9左位流回油箱，固定节流阀10是用来限制后退速度的。液压系统的工作原理(7/9)
（a）慢速开模电磁铁2YA和4YA得电，泵1卸荷，泵2压力油经电液换向阀5左位进入合模缸右腔，而左腔油液经电液换向阀5左位流回油箱，这样得到一种慢速开模。若电磁铁1YA和4YA得电，则泵2卸荷，泵1供油又可得另一种慢速开模。
（b）快速开模电磁铁1YA、2YA和4YA得电，泵1、2双泵供油，经电液换向阀5的左位进入合模缸右腔，使开模速度提高，合模缸左腔的油经电液换向阀5的左位流回油箱。液压系统的工作原理(8/9)
（a）顶出缸前进电磁铁2YA和5YA得电，泵1卸荷，泵2压力油经电磁换向阀8的左位、单向节流阀7进入顶出缸左腔，推动顶出杆顶出制品，其运动速度由单向节流阀7调节，此时压力由电磁溢流阀4调节。顶出缸右腔的油则经阀8的左位流回油箱。
（b）顶出缸后退电磁铁2YA得电，泵2压力油经电磁换向阀8的右位进入顶出杆右腔，使顶出缸活塞杆后退，顶出缸左腔的油则经电磁换向阀8的右位流回油箱。(10)螺杆前进和后退在拆卸和清洗螺杆时，螺杆要退出，此时电磁铁2YA和9YA得电。
泵2的压力油经电液换向阀11的左位进入注射缸左腔，使螺杆后退。当电磁铁2YA和8YA得电时，螺杆前进。液压系统的工作原理(9/9)
1.概述香皂装箱机的工作过程是将每480块香皂装入一个纸箱内，其组成结构如图8.13所示。香皂装箱的全部动作由托箱气缸A、装箱气缸B、托皂气缸C和计数气缸D完成。
其气压系统工作原理如图8.14所示，前3只气缸都是普通型双作用气缸，但计数气缸是个单作用气缸，并且它的气源由托皂气缸C直接供给，气压推动活塞伸出，活塞的靠弹簧作用来实现。
2.气压系统的工作原理香皂装箱机工作时，首先由人工把纸箱套在装箱框上，这时触动行程开关7，使运输带的电路接通，运输带将香皂运送过来。
这样，香皂排列在托皂板上，每排满12块，就碰到行程开关1使运输带停止运转，同时电磁铁1YA通电，托皂气缸C将托皂板托起，使香皂通过搁皂板后就搁在搁皂板上（搁皂板只能向上翻，不能向下翻）。
这时行程开关1已被松开，运输带继续运送香皂，如此动作每满12块，托皂气缸C就上下一次，并通过计数气缸D将棘轮转过一齿。棘轮圆周上共有40个齿，在棘轮同一轴上还有两个凸轮11和12，凸轮11有4个缺口，凸轮12个两个缺口，凸轮的圆周各压住一个行程开关。
棘轮就转过10个齿，这时行程开关3刚好落入凸轮11的缺口而松开。由此发出的信号使电磁铁3YA通电，装箱气缸B推动装箱板，将叠成10层的一摞120块香皂推到装箱台上，推动的距离由行程开关9位置决定。当装箱气缸B活塞杆上的挡板13碰到行程开关9时，气缸就退回。
当托皂气缸C上下20次之后，装皂台上存有两摞240块香皂，这时凸轮12上的缺口正好对正行程开关8，它发出信号，一方面使行程开关9断开，同时又将电磁铁3YA再次接通，因此装箱气缸B再次前进，直到其活塞杆上的挡板碰到行程开关6才退回。
此时，电磁铁5YA接通，托箱气缸A活塞杆伸出，使托板托住箱底。这样重复上述过程，直到将四摞480块香皂都通过装箱框装进纸箱内，这时托板又起来托住箱底，将装有香皂的纸箱送到运输带上，再由人工贴上封箱条，至此完成一次循环操作。气压系统的工作原理(2/2)
1.概述气压传动在工业机械手、特别是高速机械手中应用较多。它的压力一般在0.4~0.6MPa之内，个别的气压系统的压力可达0.8~1.0MPa，其臂力压力一般在3.0MPa以下，下面介绍160t冷挤压机上气压传动机械手。
2.气压系统的工作原理160t冷挤压机用于生产活塞销，采用冷挤压的方法直接将毛坏挤压成型。挤压机两侧分别安装有上料和下料两台机械手。机械手采用行程开关式固定程序控制，控制系统与挤压机控制系统配合，由上料机械手控制挤压机滑块的下压和原料补充，下料机械手则由挤压机滑块的回升来控制。
图8.15所示是上料机械手动作原理图。
带动齿轮3和锥形齿轮12，同时带动立柱11旋转。这样，固定在立柱上的压料气缸10及手臂随之旋转。而锥齿轮12则经锥齿轮4带动手臂使其绕手臂轴5自转，从而使工件轴心线由水平位置转成垂直位置。然后手臂伸缩气缸6推动手臂伸出，使工件轴心线对正机器轴心线。
压料气缸10随之推动压臂，将工件压入模孔，完成上料任务。最后各气缸反向动作复原，手臂伸缩气缸伸出手爪抓料并退回，至此完成一个循环动作。上料机械手的气压系统原理见图8.16。下料机械手共有两个伸缩气缸，一个使手臂伸缩，另一个夹放料，放料时工件从料槽滑入料箱，该过程比较简单。
气压系统的工作原理(2/2)
1.概述射芯机是铸造生产中广泛采用的一种制造砂芯的机器，它有许多种类型。这里介绍国产2ZZ8625型两工位全自动热芯盒射芯机主机部分（射芯工位）的气压系统，该机由一台热芯盒射芯机（主机）和两台取芯机（辅机）组合而成，有射芯和取芯两个工位。
射芯工位动作程序是工作台上升→芯盒夹紧→射砂→排气→工作台下降→打开加砂闸门→加砂→关闭加砂闸门。芯盒进出主机是借助工作台小车在射芯机和取芯机之间的往复运动来完成的。
2.气压系统的工作原理该系统采用由电器元件和气压元件组成的电磁—气混合控制系统，在生产过程自动化中应用相当广泛，实现自动、半自动和手动三种工作方式。射芯机（主机）的气压系统工作原理如图8.17所示。
加砂闸门18和环形薄膜快速射砂阀16关闭，射砂筒19内装满芯砂。按照射芯机的动作程序，将其气压系统的工作过程分为四个步骤叙述如下。(1)工作台上升和芯盒夹紧空芯盒随同工作台被小车送到顶升缸9的上方并压合行程开关1SQ，使电磁铁2YA通电，电磁换向阀6换向。
经电磁换向阀6出来的气流分为三路：第一路经快速排气阀15进入闸门密封圈17的下腔，用以提高密封圈的密封性能；第二路经快速排气阀8进入顶升缸9，升起工作台，使芯盒压紧在射砂头12的下面，将芯盒压紧；
当顶升缸中的活塞上升到顶点后，管路中气压升高，达到0.5MPa时，单向顺序阀7开启，使第三路气流进入夹紧缸11和22，将芯盒水平夹紧。气压系统的工作原理(2/4)
22内的气压大于0.5MPa后，压力继电器10压合，电磁铁3YA得电，使电磁换向阀23换向，排气阀21关闭，同时使环形薄膜快速射砂阀16的上腔排气。此时，贮气包13中压缩空气将顶起快速射砂阀16的薄膜，使贮气包的压缩空气快速进入射砂筒进行射砂。射砂时间的长短由时间继电器控制。
射砂结束后，3YA失电，电磁换向阀23复位，使快速射砂阀16关闭，排气阀21打开，排除射砂筒内的余气。(3)工作台下降射砂筒排气后，2YA失电，电磁换向阀6复位，使顶升缸靠重力下降；夹紧缸11和22同时退回原位，并使闸门密封圈17下腔排气。
当顶升缸下降到最低位置后，射好砂芯的芯盒由工作台小车带动与工作台一起被送到取芯机处去完成硬化与起模工序。气压系统的工作原理(3/4)
1YA得电，电磁换向阀5换向，闸门气缸20左行使加砂闸门打开，砂斗向射砂筒内加砂，加砂的时间长短由时间继电器控制。到达预定时间时，电磁铁1YA失电，电磁换向阀5复位，闸门气缸右行，使加砂停止。气压系统的工作原理(4/4)
3.气压系统的特点通过以上分析可知，该射芯机气压系统是由快气排气回路、顺序控制回路、电磁换向回路和调压回路等基本回路组成。由于采用电磁－气控，使此系统具有自动化程度高、动作互锁、安全保护完善和系统简单等优点。
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