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第一部分  液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

一、液壓系統(tǒng)簡介

       液壓系統(tǒng)的作用為通過改變壓強(qiáng)增大作用力。液壓系統(tǒng)可分為兩類：液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)以傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)為主要功能  。液壓控制系統(tǒng)則要使液壓系統(tǒng)輸出滿足特定的性能要求（特別是動(dòng)態(tài)性能），通常所說的液壓系統(tǒng)主要指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。

一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。

1、動(dòng)力元件：動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵。

2、執(zhí)行元件：執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

3、控制元件：控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥包括溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

4、輔助元件：輔助元件包括油箱、濾油器、冷卻器、加熱器、蓄能器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位計(jì)、油溫計(jì)等。

5、液壓油：液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。

二、液壓系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)

液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):

與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、液壓傳動(dòng)的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來布置。

2、重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快。  

3、操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)2000：1）。

4、可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。  

5、一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤滑，使用壽命長。

6、很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。  

7、很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。

第一部分  液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn):  

1、由于流體流動(dòng)的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄露不僅污染場地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。  

2、由于工作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。  

3、液壓元件的制造精度要求較高，因而價(jià)格較貴。  

4、由于液體介質(zhì)的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴(yán)格的傳動(dòng)比。

5、液壓傳動(dòng)出故障時(shí)不易找出原因；使用和維修要求有較高的技術(shù)水平。

第二部分  液壓系統(tǒng)的基本應(yīng)用

 隨著機(jī)電技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)床設(shè)備的自動(dòng)化程度和精度越來越高。使特別適合于電控和自控的液壓技術(shù)，得到了更加充分的應(yīng)用。無論是在一般數(shù)控機(jī)床還是加工中心，液壓技術(shù)都是極其有效的傳動(dòng)與控制方式。

              圖1  達(dá)人數(shù)控臥式多軸鉆床上的液壓站    

下面以達(dá)人數(shù)控臥式多軸鉆床為例說明液壓技術(shù)在機(jī)床上的基本應(yīng)用

達(dá)人多軸鉆床采用液壓進(jìn)給（或伺服絲桿進(jìn)給，這里重點(diǎn)介紹液壓進(jìn)給），可以完成工件鉆孔的自動(dòng)快進(jìn)、工進(jìn)、快退及原位停止等動(dòng)作，還可以完成液壓夾具自動(dòng)夾緊、松開動(dòng)作，液壓驅(qū)動(dòng)保證進(jìn)給穩(wěn)定，進(jìn)給力均勻，延長鉆頭使用壽命。

其原理圖如下圖所示：

圖2 達(dá)人機(jī)床液壓原理圖

 該系統(tǒng)由1.油泵電機(jī)、2.溢流閥、3.單頭二位閥、4.可調(diào)式節(jié)流閥、5.三位四通閥、6.二位四通閥、油箱、濾油器、壓力表、油缸及油管等組成。

其自動(dòng)循環(huán)過程如下：

1）快進(jìn)及夾具自動(dòng)夾緊

按下工作按鈕，二位四通閥的電磁鐵YA1得電，二位四通閥右位接入系統(tǒng)，夾具加緊。之后三位四通閥中的電磁鐵YA3和單頭二位閥的電磁鐵YA4得電，三位四通閥左位和單頭二位閥上往下通接入系統(tǒng)，液壓油缸快速進(jìn)給。這時(shí)油路走向?yàn)椋?/span>

夾具進(jìn)油路：油箱→濾油器→油泵電機(jī) →二位四通閥→夾緊油缸。

夾具回油路：夾緊油缸→二位四通閥→油箱。

進(jìn)給進(jìn)油路：油箱→濾油器→油泵電機(jī) →三位四通閥→升降油缸。

進(jìn)給回油路：升降油缸→三位四通閥→單頭二位閥→油箱。

圖3 快進(jìn)及夾具自動(dòng)夾緊流程動(dòng)態(tài)圖

2）工進(jìn)

快進(jìn)至設(shè)定位置后，單頭二位閥的電磁鐵YA4斷電，單頭二位閥下往上通接入系統(tǒng)，切斷了自身的油路，使進(jìn)給系統(tǒng)回油只能從可調(diào)式節(jié)流閥方面走，則液壓油缸從快進(jìn)速度變?yōu)楣みM(jìn)速度。這時(shí)油路走向?yàn)椋?/span>

進(jìn)給進(jìn)油路：油箱→濾油器→油泵電機(jī)→二位四通閥→夾緊油缸。

進(jìn)給回油路：升降油缸→三位四通閥→可調(diào)式節(jié)流閥→油箱。

圖4  工進(jìn)流程示意圖

3）快退及夾具自動(dòng)松開

工進(jìn)完成后，三位四通閥中的電磁鐵YA2和單頭二位閥的電磁鐵YA4得電，三位四通閥右位和單頭二位閥上往下通接入系統(tǒng)，液壓油缸從工進(jìn)速度變?yōu)榭焱怂俣?。之后二位四通閥的電磁鐵YA1失電，二位四通閥左位接入系統(tǒng)，夾具松開。這時(shí)油路走向?yàn)椋?/span>

進(jìn)給進(jìn)油路：油箱→濾油器→油泵電機(jī)→三位四通閥→升降油缸。

進(jìn)給回油路：升降油缸→三位四通閥→單頭二位閥→油箱。

夾具進(jìn)油路：油箱→濾油器→油泵電機(jī)→二位四通閥→夾緊油缸。                             

夾具回油路：夾緊油缸→二位四通閥→油箱。

圖5  快退及夾具自動(dòng)松開流程動(dòng)態(tài)圖

 4）原位停止

當(dāng)機(jī)頭退回原位后，三位四通閥中的電磁鐵YA2和單頭二位閥的電磁鐵YA4全部斷電，三位四通閥中位和單頭二位閥下往上通接入系統(tǒng)，二位四通閥保持不變。升降液壓油缸兩腔由于被三位四通閥的中位封住而停止運(yùn)動(dòng)，夾具則保持在松開狀態(tài)。