液压与气压传动模块四.ppt

液 压 与 气 动 技 术,模块四 电气液压系统装调及典型回路分析,模块导读,电气液压系统广泛应用于工业生产领域和工程机械中，如机床、各种产品的自动生产线、橡胶产品加工机械、锻压设备、化工产品生产设备、行走机械等电气液压系统所涉及的内容主要包括电气元件、液压元件和控制电路本模块主要针对电气液压系统所涉及的常用元件、典型的液压回路进行介绍和安装调整的指导，使学习者对典型电气液压系统的设计、安装与调整有所了解，为后续课程做铺垫模块四 电气液压系统装调及典型回路分析,学习单元一 电气液压系统装调,如图4-1所示为利用液压传动驱动的压力机示意图启动按钮开关，液压缸驱动的压头缓慢伸出，将工件Ⅱ压入工件Ⅰ的凹槽中，此时液压缸的活塞杆处于伸出状态，且保压3 min（此时的压力可维持在120～130 bar之间）后，液压缸带动压头自动返回图4-2为此压力机的电气液压回路图，结合电气液压回路图识别图中所使用的元件和在系统中所起的作用，从实验台中找出相对应的元件并进行安装与调试学习单元一 电气液压系统装调,图4-1 压力机示意图,学习单元一 电气液压系统装调,图4-2 压力机电气液压回路图,学习单元一 电气液压系统装调,要想完成此任务，需要认识既能控制液压缸运动，又能接收电气控制信号的电液转换元件——电磁换向阀；掌握能检测压力变化并传递控制信号的压力继电器（即压力开关）的工作原理，并能进行电气液压系统的安装与调整，因此本单元对这些知识进行学习和认识。

学习单元一 电气液压系统装调,知识目标 （1）掌握液压传动控制系统常用的电磁换向阀；（2）掌握执行元件与电磁换向阀的类型匹配；（3）掌握压力继电器工作原理；（4）掌握基本电气控制回路的设计学习单元一 电气液压系统装调,能力目标 （1）能够安全、正确使用液压、电气元件；（2）电磁换向阀的安装；（3）压力继电器的调整；（4）掌握电气液压控制系统的安装与调整、故障分析及排除方法学习单元一 电气液压系统装调,一、,电磁换向阀,学习单元一 电气液压系统装调,如图4-3所示为二位四通单电控电磁换向阀当电磁铁不带电时，阀芯在弹簧力的作用下处于阀体左端，P口与A口相通，B口与T口相通；当电磁铁带电时，阀芯在电磁力推动下右移，P口与B口相通，A口与T口相通图4-3 二位四通单电控电磁换向阀,学习单元一 电气液压系统装调,如图4-4所示为三位四通电磁换向阀，中位机能为中间封闭型，即O型当电磁铁Y1带电时，阀芯右移，P口与A口相通，B口与T口相通；当电磁铁Y1断电时，阀芯在弹簧力的作用下左移，回复到中间位置，P、A、B、T口互不相通；当电磁铁Y2带电时，阀芯左移，P口与B口相通，A口与T口相通。

图4-4 三位四通双电控电磁换向阀,学习单元一 电气液压系统装调,较大公称通径的换向阀需要采用先导式控制如图4-5（a）所示为外控外泄式三位四通电液换向阀，先导阀2为三位四通Y型中位机能的电磁换向阀，主阀1为三位四通O型中位机能的液动换向阀图4-5（b）为电液换向阀的职能符号，图4-5（c）为电液换向阀的简化职能符号学习单元一 电气液压系统装调,学习单元一 电气液压系统装调,二、,执行元件与电磁换向阀的类型匹配,执行元件分液压缸、摆缸、液压马达三大类执行元件与电磁换向阀的匹配见表4-1表4-1 执行元件与电磁换向阀的匹配表,学习单元一 电气液压系统装调,三、,压力继电器,学习单元一 电气液压系统装调,、四、,电气控制原理介绍,如图4-7所示，+24 V与继电器K1和两个按钮开关S1、S2串联后与0 V相连理论上继电器与正极相连也是可行的，然而，这样做会发生危险，但由于绝缘缺陷或者其他的原因会导致负极接线柱接地，形成错误导通连接而发生危险图4-7 继电器与正极相连的接线图,学习单元一 电气液压系统装调,如图4-8所示继电器控制电路图可以清楚地看出控制情况但它没有表示出单个元件的接线情况，而表示的只是理论的过程。

实际上接触器K1的,图4-8 继电器控制电路图,学习单元一 电气液压系统装调,绘制电路图时，要遵循以下规则1）开关和继电器被清晰地标注出来，且不考虑元件的机械关系2）电路图中表示的是不带电状态3）画出的元件为不操纵的状态4）图形符号的运动方向应该平行于图面，并且总是成一体地从左向右动作学习单元一 电气液压系统装调,在实际中将主电路和控制电路区分开来正如“控制电路”所说的，它的任务只是用于控制需要小功率的场合在主电路上绝大多数是通过接触器控制的高功率的耗能元件主电路和控制电路的供电可以分开或连接在一起如图4-9（a）所示为在主电路上直接控制，图4-9（b）为主电路和控制电路分开控制图4-9 控制方式,学习单元一 电气液压系统装调,信号存储或自锁电路是通过继电器的常开触点和常闭触点的不同配置来实现在中断优先的电路中（如图4-10所示），当同时按下两个按钮S1和S2，继电器K1不带电；然而，在接通优先的电路中（如图4-11所示），按下按钮S1，继电器带K1电出于安全原因的考虑，绝大多数电路采用中断优先自锁电路在断电后，当重新通电时，没有操作开关S1，继电器不会自动带电，因此可实现断电后的保护。

学习单元一 电气液压系统装调,学习单元一 电气液压系统装调,通过互锁回路可以防止电流线路相互接通例如，互锁抑制两个或更多的继电器同时接通或者开关过程的短时重叠如图4-12所示的机械互锁电路描述了使用按钮触点进行互锁的情况当同时按动两个按钮时，继电器不能带电图4-12中所描述的互锁是一个纯机械互锁图4-12 机械互锁电路,学习单元一 电气液压系统装调,如图4-13所示的交叉互锁电路中使用了继电器的常闭触点，这样会出现重叠的可能性当同时按动所属的按钮开关时，两个继电器会同时带电并吸引保护衔铁所有的触点会出现短时接通（重叠）图4-13 电气交叉互锁电路,任务实践,压力机的工作过程是启动按钮开关，液压缸驱动的压头缓慢伸出，将工件Ⅱ压入工件Ⅰ的凹槽中，此时液压缸处于位置B1处，保压3 min（此时的压力可维持在120～130 bar之间），液压缸带动压头自动返回由于压力机利用液压缸带动压头向下运动进行工件的压装，因此需要固定的压紧力，系统选用了双作用液压缸对应的控制阀选用了二位四通双电控电磁阀，由于需要系统压力达到120 bar时保压3 min，因此在液压缸运动到前终端时，双作用液压缸无杆腔进油路上安装了一个压力检测元件，即压力开关，能将120 bar的压力检测出来并发出控制信号，控制时间的元件接收到此信号3 min后通过延时继电器发出控制信号，控制换向阀复位，使液压缸返回。

为了保证压力维持在120～130 bar之间,系统中溢流阀的压力设置为130 bar如图4-14所示为压力机电气液压回路图详解，主要元件作用见表4-2完成理论任务,任务实践,图4-14 压力机电气液压回路图详解,任务实践,表4-2 主要元件作用表详解,任务实践,完成实训任务,（1）将实验元件找出，安装在实验台上2）参考图4-14（a）液压回路图用油管将液压元件连接可靠3）参考图4-14（b）电路图用红、蓝导线将线路连接好4）在不带电的前提下利用万用表检测电路连接是否有短路的情况出现5）启动开关，观察系统运行并进行调整6）总结实训过程，完成实训报告任务实践,任务实践,任务实践,实训报告格式见附录3如图4-17所示，机床的X、Y、Z三轴液压滑台进给均由液压缸驱动，根据机械加工设备动作要求，各液压缸在机床X、Y、Z三轴的动作要求是快进、工进、快退试分别设计速度切换液压回路和压力切换液压回路，并设计相应的电气回路，满足以下条件，具体任务如下任务一：液压缸快速伸出，到达N1后慢速伸出，到达N2点，油缸自动返回在实验台上完成上述电气液压控制系统安装与调试，填写实训报告任务二：液压缸以30 bar压力伸出，到达N1后系统压力转换为40 bar，到达系统最高压力时，到达N2点，油缸自动返回。

在实验台上完成上述电气液压控制系统安装与调试，填写实训报告学习单元二 典型液压回路分析,学习单元二 典型液压回路分析,图4-17 机床液压滑台示意图,根据任务要求，分析液压滑台动作组成，除要求液压缸能正常伸出、返回外，还要求在活塞杆伸出过程中，有速度、压力切换，先是快速或低压伸出，到N1位置转为工作进给（以刀具切削速度进给），到达N2位置返回设计液压回路图，除了对各种液压元件的结构和工作原理要熟悉之外，还要掌握压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路相关知识，理解液压回路实现速度切换的方法，各种机械加工的大致速度范围等学习单元二 典型液压回路分析,知识目标 （1）熟练应用各种液压元件，尤其是三类控制元件；（2）掌握典型压力控制回路实现方法；（3）掌握典型方向控制回路控制方法；（4）掌握典型速度控制回路的适用范围；（5）理解速度切换方法、思路学习单元二 典型液压回路分析,能力目标 （1）能按照液压回路图在实训设备上正确安装并调试；（2）具备典型液压系统回路图的识读能力；（3）装调过程出现问题能基本独立解决学习单元二 典型液压回路分析,学习单元二 典型液压回路分析,一、,压力控制回路,单级调压回路可保持系统压力恒定或限定系统最高工作压力。

如图4-18所示，在定量泵出口并联溢流阀，组成单级调压回路；通过调节溢流阀的溢流压力，可控制泵出口工作压力，从而控制整个系统压力，使溢流压力保持基本恒定图4-18 保持系统压力恒定,学习单元二 典型液压回路分析,如图4-19所示，在变量泵供油系统出口处并联溢流阀，限制系统最高压力，防止系统过载，这时的溢流阀又称安全阀作为安全阀，其调定压力一般要比变量泵的变量机构动作压力高1 MPa以上，才能保证该系统为变量泵供油系统性能图4-19 限定系统最高压力,学习单元二 典型液压回路分析,如图4-20所示的定量泵供油回路为两级调压回路，定量泵出口并联先导式溢流阀学习单元二 典型液压回路分析,如图4-21所示，先导式溢流阀A口接泵出口，B口接油箱学习单元二 典型液压回路分析,减压回路一般是使系统某一部分油路获得较低的、稳定的压力,一般用于夹紧、定位、分度、控制油路等如图4-22所示的定量泵供油系统为直动式减压阀减压回路学习单元二 典型液压回路分析,如果要求分支压力随时无级可调，这时可选择比例减压阀（如图4-23所示）学习单元二 典型液压回路分析,如图4-24所示，A油缸为进给缸，B油缸为夹紧缸。

因为进给缸用于驱动动力头加工工件，所以一般需要的工作压力相对较高图4-24 液压进给及压紧回路,学习单元二 典型液压回路分析,如图4-25所示，单向增压缸安装在液压缸和换向阀之间学习单元二 典型液压回路分析,如果系统需要连续输出的高压油，可采用如图4-26所示的双向增压缸增压回路学习单元二 典型液压回路分析,如图4-27所示，在保压过程中，如果没有二位三通换向阀切换，定量泵所供给的液压油几乎全部通过溢流阀流回油箱，功率损失大，发热多图4-27 液压泵保压回路,学习单元二 典型液压回路分析,如图4-28所示，当液压缸工作压力处于保压范围下限时，二位二通电磁换向阀处于断电状态，液压泵输出的压力油供给液压缸和蓄能器；当液压缸工作压力达到保压范围上限时，压力继电器发信号使二位二通电磁换向阀电磁铁Y带电，液压泵输出的压力油经溢流阀流回油箱，液压泵此时处于卸荷状态图4-28 蓄能器保压回路,学习单元二 典型液压回路分析,如图4-29所示为液压进给蓄能器保压夹紧回路图4-29 液压进给蓄能器保压夹紧回路,学习单元二 典型液压回路分析,如图4-30所示，当三位四通电磁换向阀处于中位时，因为换向阀中位为M型，P口与T口直接连通，所以这时液压泵输出的液压油直接通过换向阀中位流回油箱，液压泵工作压力很低，接近于零，这时泵处于卸荷状态。

在三位四通电磁换向阀中，H型中位机能的阀同样也可实现中位卸荷。