机电一体化毕业论文

装订线机电一体化毕业论文机电一体化毕业论文题 目数控机床液压系统分析及维护专 业 机电一体化摘要在现代的工业生产过程中，数控车床得到了大量的运用，而我国也在这个领域得到了长足的发展。 数控车床主要包括电气系统、液压系统以及机械部分。因此对数控车床的维护也是生产过程中的重要组成部分。液压系统的维护，由定期维护与日常维护组成。为了在维护的过程尽量的解决问题，对液压系统应有充足的了解，而本课题则是主要介绍了典型的液压系统以及维修维护的主要方向以及办法，应此本课题的研究具有重要的现实意义。关键词：数控机床；液压系统；维护AbstractIn the modern industrial production process, the numerical control lathe obtained the massive utilization, but our country also obtained the considerable development in this domain. The numerical control lathe mainly includes the electrical system, the hydraulic system as well as the machine part.Therefore to the numerical control lathe maintenance also is in the production process important constituent. The hydraulic system maintenance, is composed by the maintenance routine and the routine maintenance. In order to as far as possible solves the problem in the maintenance process, should have the sufficient understanding to the hydraulic system, but this topic was mainly introduced the model hydraulic system as well as the service maintenance main direction as well as the means, should this topic research have the vital practical significance. Key words: Numerical control engine bed；Hydraulic system；Maintenance目 录第1章 概述.41.1 数控技术的发展趋势.41.2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计.61.3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考.8第2章常见数控机床的类型、原理及结构.9 2.1按数控机床的加工功能.9 2.2按所用进给伺服系统的类型分类.10 2.3 按所用数控装置类型分类.11第3章数控机床工作过程分析、主要元件介绍以及主要液压系统原理.12 3.1液压传动系统的组成.123.2.液压基本回路.12第4章、液压系统常见故障及处理方法.17 4.1液压系统故障诊断的一般原则.17 4.2一些常见故障的检测.18第5章、正确使用和维护液压系统.24 5.1 正确选择使用液压油、确保液压油和液压系统的清洁.245.2 防止油温过局.255.3 防止液压系统进入空气.255.4 正确执行操作规程、防止操作粗暴和随意操作作业.265.5 加强液压系统的日常维护和保养 .26第6章总结.27参考文献.28致谢 .30第1章 概述1.1 数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。1.1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料掏空的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。 数控，机床，模具设计,数控车床，数控技术 在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10m提高到5m，精密级加工中心则从35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01m)。 在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。1.1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。 在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 数控，机床，模具设计,数控车床，数控技术 1.1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的CyberProduction Center（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出IT plaza（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。1.1.4 重视新技术标准、规范的建立 1.1.4.1 关于数控系统设计开发规范 如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。 1.1.4.2 关于数控标准 数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEPNC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。 STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75）、加工程序编制时间（约35）和加工时间（约50）。 目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.12001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。1.2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计 我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的六五、七五期间以及八五的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的八五的后期和九五期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在九五末期，国产数控机床的国内市场占有率达50，配国产数控系统（普及型）也达到了10。 纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。 1)奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。 2). 初步形成了数控产业基地在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。 3).建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。 1).技术水平上，与国外先进水平大约落后1015年，在高精尖技术方面则更大。 2).产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。 3).可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。 分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。 1).认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。 2).体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。 3).机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。 4).技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。 1.3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考 1.3.1 战略考虑 我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步空芯。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际加工中心和组装中心，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。 我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，东芝事件和考克斯报告就是最好的例证。1.3.2 发展策略 从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。 强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。 在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以做得出、用得上、卖得掉为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。 在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。 随着科学技术的发展, 数控机床由于具有优越的加工特点, 在机械制造业中的应用越来越广泛, 现代工人必须掌握好数控技术装备的发展趋势和对策。第2章 常见数控机床的类型、原理及结构2.1按数控机床的加工功能2.1.1 点位控制(positioningcontrol)数控机床 控制特点：在加工平面内，从一个位置快速移动到下一个位置，并有高的定位精度。移动时不加工，到位后，第三轴进行加工。用于加工孔系（钻、镗、冲），这类数控机床有：数控钻床、镗床、冲床、三坐标测量机等。 2.1.2 .直线控制(linemotioncontrol)数控机床 控制特点：控制刀具或工作台，以适当的速度，沿平行坐标轴的方向直线移动和加工。速度在一定范围可调。用于加工台阶轴，铣削平面，这类机床有：简易数控车床、直线控制的数控铣床。还有数控组合机床。 2.1.3 轮廓控制(contouringcontrol)数控机床 控制特点：连续、按一定联系、协调控制（联动）两个以上坐标轴任何时刻的运动位置、速度和方向，使刀具相对工件按要求的轮廓轨迹运动。也称连续控制或多坐标联动数控机床。 1). 平面轮廓加工的数控机床 控制两个坐标轴联动，使刀具相对工件在某一坐标平面做平面曲线运动，从而加工由平面曲线组成的轮廓的零件。常用于车削回转曲面、铣削平面曲线轮廓零件（平面凸轮）。亦称两坐标联动数控机床。 加工平面轮廓时，无论轮廓是什么曲线组成，常用小段直线来逼近曲线： 以铣削平面轮廓为例，设当前铣刀回转中心在I/点，轮廓上的切削点为I，在单位时间内，数控系统控制刀具相对工件在X、Y两个坐标轴方向同时进给xI和yi产生合成直线位移Li，移到J点，从而在工件上加工出一小段直线IJ，逼近弧段IJ，如此连续控制X、Y轴的进给运动，便可加工出多段小直线组成的折线来逼近曲线轮廓。 这里，控制的关键是确定每个单位时间内的进给位移分量xI和yI，这是由插补运算和刀具半径补偿运算来完成的。运算条件：合成进给速度、单位时间长短、轮廓曲线方程、由刀具半径和加工裕量所决定的刀具中心偏移量。 2). 空间轮廓加工的数控机床 加工空间轮廓，根据空间曲面形状、所用刀具、加工精度和粗糙度要求等的不同，使用不同的加工方法：两轴半联动、三轴联动、四轴联动、五轴联动。 两轴半联动加工 对任何曲面，以平行于某坐标平面的平面连续剖分，得到一系列平面曲线。加工曲面时，采用球头铣刀，刀具中心在剖分坐标平面（X、Y、Z中的任意两轴）内作平面曲线的插补运动，第三轴作周期进给。就可加工出该曲面。称行切法。 三坐标联动加工 三坐标联动，刀具作空间曲线插补运动。可加工空间曲线轮廓（回珠器滚道）。还可加工曲面轮廓。加工曲面时，也采用行切法。与两轴半不同的是，刀具作空间曲线插补运动，从而，使刀具在工件上切出的轨迹是平面曲线，切痕规则，容易得到低的表面粗糙度。 四坐标联动加工 从理论上，有三轴联动，使用球头铣刀，可加工任意空间轮廓。但从加工效率和加工表面粗糙度考虑，对很多曲面，采用三坐标联动加工是不合适的，需要采用更多的坐标联动来加工。 飞机大梁是一个直纹扭曲面。若采用圆柱铣刀周边切削方式，因是直纹，在加工中，使刀具与加工型面始终保持贴合，不仅加工表面光洁，而且效率高。为了实现这种加工方式，不仅要X、Y、Z三坐标联动控制刀具刀位点在空间的位置，而且要同时控制刀具绕刀位点的摆角，使刀具始终贴合工件，且还要补偿因摆角所引起的刀位点的改变。这就是四坐标联动加工。 五坐标联动加工 对大型曲面轮廓，零件尺寸和曲率半径比较大，可用端面铣刀进行加工，以提高生产率和减少加工残留量。 加工时，使铣刀端面与切削点的切平面重合（凸面）或与切平面成某一夹角（凹面，避免产生刀刃干涉）。这时，切削点的坐标和法线方向时不断变化的，那么，刀具的刀位点和轴线也要相应变化。故需要X、Y、Z和绕两个坐标的角度联动控制，即五坐标联动控制。 三坐标以上联动的编程很复杂，需要使用自动编程系统来编制。2.2 按所用进给伺服系统的类型分类 2.2.1开环(openloop)数控机床 开环数控机床采用开环进给伺服系统。典型的开环伺服系统是有功率步进电机和驱动电源组成的伺服系统。 控制原理：数控装置根据所要求的进给速度和进给位移，输出一定频率和数量的进给指令脉冲，经驱动电路放大后，每个进给脉冲驱动功率步进电机旋转一个步距角，在经减速齿轮、丝杠螺母副，驱动工作台移动一个当量直线位移（称为脉冲当量）。 从理论上，对应一个进给脉冲，步进电机转过一个步距角，工作台移动一个当量位移，进给脉冲数量控制工作台的位移量，脉冲频率控制运动速度。无须对实际位移进行检测。所以开环数控机床没有位移检测装置。实际上，由于存在步距角误差、转动间隙和误差，实际位移与指令位移之间有误差。又由于没有检测装置检测实际位移，实际位移误差不能被补偿，所以，开环数控机床的精度较低，速度也较低。开环伺服系统多用于经济型数控机床或对旧机床进行改造。 2.2.2闭环(closedloop)数控机床 闭环伺服系统按闭环原理工作。由安装在进给执行部件上的位移检测装置直接检测的实际位移，经反馈回路反馈给数控装置，数控装置将位移指令与实际位移进行比较，根据其差值与指令进给速度的要求，按一定的规律进行转换后，得到进给伺服系统的速度指令。同时，测速元件测量伺服电机的转速，作为速度反馈信号，它与速度指令信号相比较后，其速度误差，对伺服电机的速度进行调节校正。从而控制工作台准确的按指令位移和速度运动。 位置反馈回路、速度反馈回路与主控回路构成两个封闭环，所以称闭环控制。由位置控制和速度控制构成的双闭环控制，可以获得比开环进给系统精度更高、速度更快、驱动功率更大的特性指标。 2.2.3 半闭环(semi-closedloop)数控机床 若将位置检测装置安装在伺服电机或传动丝杠的端部，间接测量执行部件的实际位移，按闭环原理控制。则构成半闭环控制。因为控制环路不包含实际需要被控制的执行部件，所以，是半闭环。由于不是直接检测实际位移进行控制，所以，精度低于闭环控制，但仍比开环的精度高。而且，控制系统的稳定性比闭环系统容易获得。现在，大多数数控机床都采用半闭环进给伺服系统。2.3 按所用数控装置类型分类 2.3.1硬线数控(NC)机床 使用硬线数控系统。它的输入处理、插补运算和控制功能，都是由专用的固定组合逻辑电路来实现。不同功能的数控机床，组合逻辑电路也不同。因而改变或增减控制和运算功能时，需要改变硬件电路。故通用性、灵活性差，制造周期长，成本高。2.3.1 计算机数控(CNC)机床 使用计算机数控装置（软线数控装置）。硬件电路由小型或微型计算机、加上通用或专用的大规模集成电路组成。输入处理、插补运算等主要数控功能几乎全部由系统软件来实现。不同功能的机床只是系统软件不同。修改或增减功能，不需变动硬件电路，只需改变系统软件。因此，具有较高的灵活性，而且，由于硬件基本上通用，有利于大量生产提高质量和可靠性，缩短制造周期和降低成本第3章 数控机床工作过程分析、主要元件介绍以及主要液压系统原理3.1液压传动系统的组成 液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1). 动力元件（油泵） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 2).执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3).控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4). 辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及油箱等，它们同样十分重要。 5). 工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。3.2.液压基本回路所谓液压基本回路就是由有关的液压元件组成用来完成某种特定功能的典型回路。一些液压设备的液压系统虽然很复杂，但它通常都由一些基本回路组成，所以掌握一些基本回路的组成、原理和特点将有助于认识分析一个完成的液压系统。3.2.1压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路，这类回路包括调压、减压、增压、保压、卸荷和平衡等多种回路。如1单级调压回路 如图所示，在液压泵出口处设置并联溢流阀2即可组成单级调压回路，从而控制了液压系统的工作压力。3.2.2 速度控制回路快速运动回路又称增速回路,其功用在于使液压执行元件在空载时获得所需的高速,以提高系统的工作效率或充分利用功率。实现快速运动的方法不同有多种方案,下面介绍一种常用的快速运动回路。差动回路：图512所示。其特点为当液压缸前进时，活塞从液压缸右侧排出的油再从左侧进入液压缸，增加进油处的一些油量，即和泵同时供应液压缸进口处的液压油，可使液压缸快速前进，但使液压缸推力变小。在液压系统中,如果由一个油源给多个液压缸输送压力油,这些液压缸会因压力和流量的彼此影响而在动作上相互牵制,必须使用一些特殊的回路才能实现预定的动作要求。同步回路在液压装置中常需使两个以上的液压缸作用步运动，理论上依靠流量控制即可达到，但若要作到精密的同步，则可采用比例式阀门或伺服阀配合电子感测元件、计算机来达成。 3.2.3 动力滑台液压系统3.2.3.1 液压动力滑台液压动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的一种通用部件，其运动是靠液压缸驱动的。滑台与其他一些通用部件可组成各种不同机床，并能按多种进给方式实现半自动工作循环。液压动力滑台虽有不同的规格，但其液压系统的组成与工作原理却基本相同,如图所示： 1-过滤器 2-变量泵 3，7，13-单向阀 4-电液换向阀 5-背压阀 6-液控顺序阀 8，9-调速阀 10-电磁换向阀 11-行程阀 12-压力继电器图3动力滑台液压系统原理图3.2.3.2 动力滑台液压系统的工作原理1).快进按下启动按钮，电磁铁1YA通电，电磁换向阀B左位接入系统，液动换向阀A在控制压力油作用下也将左位接入系统工作，其油路为：控制油路进油路：过滤器1泵2阀B（左）I1阀A左端出油路：阀A右端L2阀B（左）油箱。于是液动换向阀A的阀芯右移，使其左位接入系统（换向时间由L2调节）。 主油路进油路：过滤器1泵2单向阀3阀A（左）行程阀11缸左端 出油路：缸右腔阀A（左）单向阀7行程阀11缸左端此时由于负载较少，液压系统的工作压力较少，所以液控顺序阀7关闭，液压缸左右腔形成差动连接，泵在低压下输出最大流量，滑台快进。2).第一次工作进给当滑台块进终了时，滑台上的挡块压下行程阀11，切断了快进油路。电液换向阀4的工作状态不变，控制油路因此没有变化。而主油路中，压力油只能通过调速阀8和电磁换向阀10（右位）进入液压缸左端。由于油液流经调速阀而使液压系统压力升高，液控顺序阀开启，单向阀7关闭，液压缸右侧的油液经液控顺序阀6和背压阀5流回油箱。同时，泵2的流量也自动减少。滑台实现有调速阀8调速的第一次工作进给。主油路进油路：过滤器1泵2阀3阀A（左）阀8阀10（右）缸左侧 回油路：缸右腔阀A（左）阀6背压阀5油箱。3).第二次工作进给第二次工作进给的控制油路和第一次工作进给是时的相同，其主油路的回油路也与第一次工作进给时的相同，不同之处是主油路的进油路。当第一次工作进给终了，挡块压下形程开关，使电磁铁3YA通电，阀10左位接入系统使其油路关闭，压力有需要通过调速阀8，9进入液压缸左腔。由于调速阀9的通流截面积比调速阀8的通流截面积小，所以进给速度进一步降低，因而滑台实现由阀9调速的第二次工作进给。其猪油陆的进油路与第一次进给的不同也不仅仅是由阀9代替阀10.4).死挡铁停留 当滑台第二次工作进给完毕，碰上死挡铁后停止前进，停留在死挡铁处。这时液压缸左腔油液的压力升高，当达到压力继电器12的开启压力时，压力继电器动作，发出信号给时间继电器，由时间继电器控制停留时间。系统内的油液基本停止流动。设置死挡铁可提高滑台工作进给终点的位置精度。5).快退滑台停留时间结束时，时间继电器发出信号发出信号，使电磁铁2YA通电，1YA，3YA断电。这时地磁换向阀B的右位接通，控制油液使液动换向阀A接入系统工作。滑台返回时负载小，系统压力低，泵2的流量自动开到最大，所以动力滑台快速退回。控制油路进油路：过滤器1泵2阀B（右）I2阀A右端 回油路：阀A左端L1阀B（油）油箱。液动换向阀A有控制油路使其换为右位（换向时间由L1调节）主油路进油路：过滤器1泵2阀B（右）I2阀A右端 回油路：缸左腔 阀13阀A（右）油箱。第4章 液压系统常见故障及处理方法4.1液压系统故障诊断的一般原则正确分析故障是排除故障的前提，系统故障大部分并非突然发生，发生前总有预兆，当预兆发展到一定程度即产生故障。引起故障的原因是多种多样的，并无固定规律可寻。统计表明，液压系统发生的故障约90%是由于使用管理不善所致为了快速、准确、方便地诊断故障，必须充分认识液压故障的特征和规律，这是故障诊断的基础。以下原则在故障诊断中值得遵循：(1) 首先判明液压系统的工作条件和外围环境是否正常 需首先搞清是设备机械部分或电器控制部分故障，还是液压系统本身的故障，同时查清液压系统的各种条件是否符合正常运行的要求。(2) 区域判断 根据故障现象和特征确定与该故障有关的区域，逐步缩小发生故障的范围，检测此区域内的元件情况，分析发生原因，最终找出故障的具体所在。(3) 掌握故障种类进行综合分析根据故障最终的现象，逐步深入找出多种直接的或间接的可能原因，为避免盲目性，必须根据系统基本原理，进行综合分析、逻辑判断，减少怀疑对象逐步逼近,最终找出故障部位。(4) 故障诊断是建立在运行记录及某些系统参数基础之上的。建立系统运行记录，这是预防、发现和处理故障的科学依据；建立设备运行故障分析表，它是使用经验的高度概括总结，有助于对故障现象迅速做出判断；具备一定检测手段，可对故障做出准确的定量分析。(5) 验证可能故障原因时，一般从最可能的故障原因或最易检验的地方开始，这样可减少装拆工作量，提高诊断速度。（6）目前查找液压系统故障的传统方法是逻辑分析逐步逼近断。此法的基本思路是综合分析、条件判断。即维修人员通过观察、听、触摸和简单的测试以及对液压系统的理解，凭经验来判断故障发生的原因。当液压系统出现故障时，故障根源有许多种可能。采用逻辑代数方法，将可能故障原因列表，然后根据先易后难原则逐一进行逻辑判断，逐项逼近，最终找出故障原因和引起故障的具体条件。4.2一些常见故障的检测故障源 故障产生的原因解决措施机械元件 1. 泵与电机的联轴节不在一条中心线上 2联轴节松或出现问题 3防震装置出现问题1 重新找中心 2 应紧固或更换联轴节3 检查紧固或更换新件吸油管路阻力过大1出油口过滤器堵塞或自数过大2. 吸油管路堵塞或有泄漏发生3. 油位太低1. 检查清理或更换合适新件2检查处理3. 检查加油液压泵1 泵的防震装置出现问题2 泵的最大设定压力太大3 转轴密封或吸油口密封出现问题4 泵的控制系统紊乱1 检查紧固或更换新件 2 重新设定最大压力3 检查更换新密封4 重新调整控制系统 供、回油管路1 供、回油管路松或安装位置不好2 回油管咯堵寒或没有油1 检查紧固管路或重新走管2 检查处理或清理供油管路中的阀1. 阀因脏物堵塞2. 阀的节流或喷嘴太小1 检查清理2 检查并更换合适元件流量、比例控制1 流量控制阀震动影响到其他控制元件2 流量过大引起的噪音3 控制系统紊乱4 电磁阀因电磁力小或电压引起堵塞或控制系统故障 5 阀体因磨损或脏物堵塞出现问题6 系统压力失控1 检查处理2 适当调节流量或比例控制板3 重新调节控制系统4 检查电磁阀线包及其线路5 检查清理或更换新件6重新调整压差控制板液压油1 因油位低或油温低液压油粘度大造成吸油困难2 液压油脏损坏内部元件3 液压油起泡1 检查并处理液压油2 更换新油品3 检查原因或更换新油品4.2.1 压力不足(输出力和力矩不足)压力不足(输出力和力矩不足)故障产生原因及解决措施见表2。故障源故障产生的原因 解决措施机械元件1 电机联轴节磨损2 液压泵或电机转向不对3 防震装置出现问题4 电机或液压泵传动轴上的键被剪切 1. 检查或更换联轴节2. 检查处理3. 检查紧固或更换新减震4. 检查处理吸油管路液压泵1. 过滤器堵塞或目数过大2. 由于磨损，泵的内部出现泄漏3. 液压泵控制元件出现故障或控制压力设定值过低1 检查清理或更换合适新件2 检查处理或更换合适新件3. 检查处理或重新设定压力传感器设定值供、回油管路1 供、回油管路出现泄漏2 管路内部阻力过大或吸油口过滤器堵1. 检查处理 2. 检查清理或更换新件供油管路中的阀 1 阀的工作压力设定太低2 因阀体或密封件磨损产生的内部泄漏3 阀体的弹簧损坏4 阀的型号不对或内部节流(喷嘴)太小 1 重新调整设定压力2. 检查修复或更换新备件3. 检查更换新备件 4. 更换合适部件流量、比例控制阀1. 内部流量阻尼太大产生压降太大2流量调节阀的调节不合理或故障3. 比例控制阀工作状态不对(如零点漂移或压力设定为零时柱塞不在中间位置)4. 阀体因磨损而产生的内部泄漏或内部单向阀出现问题5. 控制阀阀芯卡住造成故障1. 检查处理2. 重新调节流量或更换新件3. 通过调整比例控制板重新调整零点或强制性复位，或检查压力传感器信号4. 检查电磁阀阀芯或单向阀或修复更换5. 检查处理或更换新件液压油1 粘度刘氏而产生的内部泄漏比较严重2 粘度太高而产生的流量受阻较大3 液压油起泡1 检查油品、油温或更换新油品2 检查油温油品3 检查原因或更换油品其他问题1 压力控制系统控制程序出现问题2 执行元件出现故障1 通过PC更改、更新控制程序2 检查处理 4.2.2 油缸或马达紧急动作(压力和流量波动较大)油缸或马达紧急动作(压力不口流量波动较大)故障产生原因及解决措施见表3。故障源故障产生的原因 解决措施机械元件吸油管路阻力过大1泵与电机的联轴节不在一条中心线上2吸油管路太小或拐弯较多3出油口过滤器堵塞或目数太大4吸油管路堵塞或有泄漏1 重新对中心2适当调整吸油管路3检查或更换过滤器4检查处理液压泵1变量输出泵的流量调节器出现问题2泵的系统压力调节装置的背压阀出现问题 1调整或更换新备件2检查调整压力或更换新备件供、回油管路 1供、回油管路缓；中不好或内部阻力太大2回油管路过滤器堵塞 1 检查调整或清理2检查清理或更换新件供油管路中的阀1 管路中阀的远程控制出现问题2 管路中的单向阀出现问题1 检查控制线路2 检查处理或更换新件流量、方向控制阀1流量控制阀震动影响到其他控制元件2流量过大引起的噪音3控制系统紊乱4电磁阀因电磁力小或电压低引起堵塞或控制系统故障5阀体因磨损或脏物堵塞出现问题，系统压力失控 1 检查处理2调节流量或更换新件3通过调整比例控制板重新调整零点或强制性复位，或检查压力传感器信号4检查电磁阀阀芯或单向阀或修复更换5检查处理或更换新件液压油1 液压油污染2液压油起泡1 更换新油品2 检查原因其他问题1在输出端没有足够大的反作用力(如降压喷嘴、减压阀)1考虑更换4.2.3 工作时液压油温度过高液压油温度过高故障产生原因及解决措施见表4。故障源 故障产生的原因解决措施液压泵1 液压泵因磨损而导致工作效率降低 2 变量泵的调节器出现故障 3 液压泵流量或速度调节的太大1 更换新备件2 检查调整或更换新备件3 重新调整流量供、回油管路1供、回油管路截面积小导致较大的摩擦力 2管路中的过滤器堵塞1考虑更换新管路2检查清理供油管路中的阀1连续工作时间过长2压力设定过高1 适当停机降温2 重新设定压力流量、方向控制阀1流量设定值过低(经泵回流量太多)或流量控制阀出现问题2比例控制阀因泄漏损失较大3信号为零时比例控制阀阀芯没有处于中间状态1 重新调整流量设定值或更换新件2 检查、处理比例阀内外部泄漏点及内部单向阀磨损情况3 通过调整比例控制阀的比例控制板重新调整零点或强制性复位，检查压力传感器信号液压油1 温度太低而产生的内部泄漏比较严重 2 温度太高而产生的流量受阻较大 3 液压油起泡1 检查油品、油温或更换新油品2 检查油温油品3 检查原因或更换油品其他问题1系统冷却能力不足或冷却效率低2液压泵一直处于负荷运转状态，液压泵压力定值低于系统压力阀设定值或系统压力传感器(压力控制开关)设定值过高3液压油量不足4冷却水温差控制开口比例的流量阀出现问题5冷却系统温差设定值过高6没有低温冷却水或冷却电机(泵)故障7低温冷却水温度过高8环境温度过高或空气相对湿度过大9列管式换热器内部结垢1检查冷却循环泵和低温)