电液控制电路在生产设备中的应用

液压传动系统能够提供较大的驱动力，并且运动传递平稳、均匀、可靠、控制方便。当液压系统和电气控制系统组合构成电液控制系统时，很容易实现自动化，电液控制被广泛地应用在各种机床设备上。电液控制是通过电气控制系统控制液压传动系统按给定的工作运动要求完成动作。液压传动系统的工作原理及工作要求是分析电液控制电路工作的一个重要环节。

1.液压系统组成

如图3-28a所示，液压传动系统主要由4个部分组成：

（1）动力装置（液压泵及传动电动机）。

（2）执行机构（液压缸或液压马达）。

（3）控制调节装置（压力阀、调速阀、换向阀等）。

（4）辅助装置（油箱、油管等）。

由电动机拖动的液压泵为电液系统提供压力油，推动执行件液压缸活塞移动或者液压马达转动，输出动力。控制调节装置中，压力阀和调速阀用于调定系统的压力和执行件的运动速度，方向阀用于控制液流的方向或接通、断开油路，控制执行件的运动方向和构成液压系统工作的不同状态，满足各种运动的要求。辅助装置提供油路系统。

液压系统工作时，压力阀和调速阀的工作状态是预先调整好的固定状态，只有方向阀根据工作循环的运动要求而变化工作状态，形成各工步液压系统的工作状态，完成不同的运动输出。因此对液压系统工作自动循环的控制，就是对方向阀工作状态进行控制。

方向阀因其阀结构的不同而有不同的操作方式，可用机械、液压和电动方式改变阀的工作状态，从而改变液流方向，或接通、断开油路。电液控制中是采用电磁铁吸合推动阀芯移动，改变阀工作状态的方式，实现控制。

图3-28 组合机床液压动力滑台电液控制系统

2.电磁换向阀

由电磁铁推动改变工作状态的阀称为电磁换向阀，其图形符号如图3-29所示。从图3-29a可知两位阀的工作状态，当电磁阀线圈通电时，换向阀位于一种通油状态；线圈失电时，在弹簧力的作用，换向阀复位处于另一种通油状态；电磁阀线圈的通断电控制了油路的切换。图3-29d为三位阀，阀上装有两个线圈，分别控制阀的两种通油状态；当两电磁阀线圈都不通电时，换向阀处于第3种的中间位通油状态；需注意的是两个电磁阀线圈不能同时得电，以免阀的状态不确定。

图3-29 电磁换向阀图形符号(www.xing528.com)

a）二位二通阀 b）二位三通阀 c）二位四通阀 d）三位四通阀 e）三位五通阀

电磁换向阀有两种，即交流电磁换向阀和直流电磁换问阀，由阀上电磁阀线圈所用电源种类确定，实际使用中根据控制系统和设备需要而定。电液控制系统中，控制电路根据液压系统工作要求控制电磁换向阀线圈的通断电来实现所需运动输出。

3.液压系统工作自动循环控制电路

组合机床液压动力滑台工作自动循环控制是一典型的电液控制，下面将其作为例子，分析液压系统工作自动循环的控制电路。

液压动力滑台是机床加工工件时完成进给运动的动力部件，由液压系统驱动，自动完成加工的自动循环。滑台工作循环的工步顺序与内容，各工步之间的转换主令，和电动机驱动的自动工作循环控制一样，由设备的工作循环图给出。电液控制系统的分析通常分为3步：

1）工作循环图分析。以确定工步顺序及每步的工作内容，明确各工步的转换主令。

2）液压系统分析。分析液压系统的工作原理，确定每工步中应通电的电磁阀线圈，并将分析结果和工作循环图给出的条件通过动作表的形式列出，动作表上列有每个工步的内容、转换主令和电磁阎线圈通电状态。

3）控制电路分析。根据动作表给出的条件和要求，逐步分斩电路如何在转换主令的控制下完成电磁阀线圈通断电的控制。

液压动力滑台一次工作进给的控制如图3-30所示。电路液压动力滑台的自动工作循环计有4个工步：滑台快进、工进、快退及原位停止，分别由行程开关SQ₂、SQ₃、SQ₁及SB₁控制循环的起动和工步的切换。对应于4个工步，液压系统有4个工作状态，满足活塞的4个不同运动要求。

其工作原理如下：动力滑台快进，要求电磁换向阀YV_l在左位，压力油经换向阀进入液压缸左腔，推动活塞右移，此时电磁换向阀YV₂也要求位于左位，使得油缸右腔回油经YV₂阀返回液压缸左腔，增大液压缸左腔的进油量，活塞快速向前移动。为实现上述油路工作状态，电磁阀线圈YV_1-1必须通电，使阀YV₁切换到左位，YV_2-1通电使YV₂切换到左位。动力滑台前移到达工进起点时，压下行程开关SQ₂，动力滑台进入工进的工步。动力滑台工进时，活塞运动方向不变，但移动速度改变，此时控制活塞运动方向的阀YV₁仍在左位，但控制液压缸右腔回油通路的阀YV₂切换到右位，切断右腔回油进入左腔的通路，而使液压缸右腔的回油经调速阀流回油箱，调速阀节流控制回油的流量，从而限定活塞以给定的工进速度继续向右移动，YV_1-1保持通电，使阀YV₁仍在左位，但YV_2-1断电，使阀YV₂在弹簧力的复位作用下切换到右位，满足工进油路的工作状态。工进结束后，动力滑台在终点压动终点限位开关SQ₃，转入快退工步。滑台快退时，活塞的运动方向与快进、工进时相反，此时液压缸右腔进油，左腔回油，阀YV₁必须切换到右位，改变油的通路，阀YV₁切换以后，压力油经阀YV₁进入液压缸的右腔，左腔回油经YV₁直接回油箱，通过切断YV_1-1的线圈电路使其失电，同时接通YV_1-2的线圈电路使其通电吸合，阀YV₁切换到右位，满足快退时液压系统的油路状态。动力滑台快速退回到原位以后，压动原位行程开关SQ_l，即进入停止状态。此时要求阀YV₁位于中间位的油路状态，YV₂处于右位，当电磁阀线圈YV_1-1、YV_1-2、YV_2-1均失电时，即可满足液压系统使滑台停在原值的工作要求。

控制电路中SA为选择开关，用于选定滑台的工作方式。开关扳在自动循环工作方式时，按下起动按钮SB₁，循环工作开始，其工作过程如电器动作顺序图3-30所示。SA扳到手动调整工作方式时，电路不能自锁持续供电，按下按钮SB₁可接通YV_1-1与YV_2-1线圈电路，滑台快速前进，松开SB₁，YV_1-1与YV_2-1线圈失电，滑台立即停止移动，从而实现点动向前调整的动作。SB₂为滑台快速复位按钮，当由于调整前移或工作过程中突然停电的原因，滑台没有停在原位不能满足自动循环工作的起动条件，即原位行程开关SQ₁必须处于受压状态时，通过压下复位按钮SB₂，接通YV_1-2线圈电路，滑台即可快速返回至原位，压下SQ₁后停机。

图3-30 液压动力滑台电器动作顺序图

在上述控制电路的基础上，加上一延时元件，可得到具有进给终点延时停留的自动循环控制电路，其工作循环图及控制电路图如图3-31所示。当滑台工进到终点时，压动终点限位开关SQ3。接通时间继电器KT的线圈电路，KT的动断触点使YV_1-1线圈失电，阀Y圈1切换到中间位置，使滑台停在终点位，经一定时间的延时后，KT的延时动合触点接通滑台快速退回的控制电路，滑台通过进入快迟的工步，退回原位后行程开关SQ1被压下，切断电磁阀线圈YV_1-2的电路，滑台停在原位，其他工步的控制和调整控制方式，带有延时停留的控制电路与无终点延时停留的控制电路相同。