液壓與氣壓傳動ppt課件

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液壓與氣壓傳動 液壓與氣壓傳動 2 返回 第1章緒論 3 1 1 1液壓傳動的工作原理及圖形符號1 液壓傳動的工作原理液壓千斤頂是常見的液壓傳動裝置 現(xiàn)以液壓千斤頂為例簡述液壓傳動的工作原理 由圖可知 7和8組成上下移動的舉升液壓缸 6 5 4和2 9組成手動液壓泵 向7中供油 當提起6 使4向上移動時 4下腔容積增大 形成局部真空 此時2打開 通過1從12中吸油 當壓下6 使4向下移動時 4下腔壓力升高 此時2關(guān)閉 9打開 液體經(jīng)3流入7的下腔 使8向上移動 頂起重物 第1章緒論 返回 1 吸油管 2 9 單向閥 3 10 油管 4 小活塞 5 小液壓缸 6 杠桿 7 大液壓缸 8 大活塞 11 截止閥 12 油箱 4 2 液壓傳動的圖形符號在實際工程中 除某些特殊情況外 液壓傳動系統(tǒng)中各液壓元件一般采用國家標準規(guī)定的圖形符號來表示 這些符號只表示液壓元件的職能 不表示液壓元件的結(jié)構(gòu)和參數(shù) 通常稱為職能符號 我國國家標準GB T786 1 2009規(guī)定了液壓傳動的圖形符號 右圖為磨床工作臺液壓傳動裝置的圖形符號 1油箱 2過濾器 3液壓泵 4溢流閥 5 7為換向閥 6節(jié)流閥 8活塞 9液壓缸 10工作臺 第1章緒論 1 1液壓與氣壓傳動的工作原理及圖形符號 5 1 1 2氣壓傳動的工作原理及圖形符號1 氣壓傳動的工作原理現(xiàn)以氣動剪切機為例簡述氣壓傳動的工作原理 圖示位置為剪切前的狀態(tài) 右圖中 1空氣壓縮機 2冷卻器 3分水濾氣器 4儲氣罐 5空氣過濾器 6溢流減壓閥 7油霧器 8行程閥 9氣控換向閥 10氣缸 第1章緒論 1 1液壓與氣壓傳動的工作原理及圖形符號 6 2 氣壓傳動的圖形符號如下圖所示為氣動剪切機的圖形符號 1空氣壓縮機 2冷卻器 3分水濾氣器 4儲氣罐 5空氣過濾器 6溢流減壓閥 7油霧器 8行程閥 9氣控換向閥 10氣缸 第1章緒論 1 1液壓與氣壓傳動的工作原理及圖形符號 7 1 2 1液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的組成1 液壓傳動系統(tǒng)的組成液壓傳動系統(tǒng)主要由動力裝置 執(zhí)行元件 控制元件 輔助元件和工作介質(zhì)五部分組成 動力元件主要是指各種類型的液壓泵 它是液壓傳動系統(tǒng)的動力源 執(zhí)行元件主要是指各種類型的液壓缸和液壓馬達 控制調(diào)節(jié)元件主要是指各種類型的液壓控制閥 如溢流閥 節(jié)流閥 換向閥等 輔助元件主要是指各種類型的油箱 過濾器 油管 管接頭 壓力計等 工作介質(zhì)主要是指各種類型的液壓油 2 氣壓傳動系統(tǒng)的組成氣壓傳動系統(tǒng)的組成與液壓傳動系統(tǒng)相似 是由氣源裝置 執(zhí)行元件 控制元件 輔助元件和工作介質(zhì)組成的 不同于液壓傳動系統(tǒng)的是氣壓傳動系統(tǒng)的工作介質(zhì)為空氣 1 2液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的組成和應(yīng)用 返回 第1章緒論 8 1 2 2液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用1 液壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用目前 液壓傳動系統(tǒng)在下述幾方面有普遍的應(yīng)用 1 進給運動的傳動裝置 如磨床的砂輪架和工作臺 銑床 刨床 組合機床的工作臺 六角車床 自動車床的刀架或轉(zhuǎn)塔刀架 2 往復(fù)運動的傳動裝置 如龍門刨床的工作臺 牛頭刨床或插床的滑枕 3 仿形裝置 如車床 銑床 刨床上的仿形加工 精度可達0 01 0 02mm 4 輔助裝置 如機床上的夾緊裝置 齒輪箱變速操縱裝置 絲杠螺母間隙消除裝置 垂直移動部件平衡裝置 分度裝置 工件和刀具裝卸裝置 工件輸送裝置等 5 靜壓支承 如重型機床 高速機床 高精度機床上的軸承 導(dǎo)軌 絲杠螺母機構(gòu)等 第1章緒論 1 2液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的組成和應(yīng)用 9 1 2 2液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用2 氣壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用目前 氣壓傳動系統(tǒng)在下述幾方面有普遍的應(yīng)用 1 機械制造業(yè) 如機械加工生產(chǎn)線上工件的裝夾及搬送 鑄造生產(chǎn)線上的造型 搗固 合箱等 2 電子及電器行業(yè) 如硅片的搬運 元器件的插裝與錫焊 家用電器的組裝等 3 石油 化工業(yè) 如石油提煉加工 氣體加工 化肥生產(chǎn)等 4 輕工食品包裝業(yè) 如酒類 油類 煤氣等的罐裝及各種食品的包裝等 5 機器人 如裝配機器人 噴漆機器人 搬運機器人 爬墻機器人和焊接機器人等 返回 第1章緒論 1 2液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的組成和應(yīng)用 10 1 3 1液壓傳動的特點1 液壓傳動的優(yōu)點 1 工作平穩(wěn) 反應(yīng)快 沖擊小 能實現(xiàn)頻繁啟動和換向 2 易于實現(xiàn)過載保護 3 易于實現(xiàn)無級調(diào)速 4 控制 調(diào)節(jié)比較簡單 操縱方便 易于實現(xiàn)自動化 與電力傳動配合使用能實現(xiàn)復(fù)雜的順序動作和遠程控制 5 體積小 質(zhì)量輕 慣性小 結(jié)構(gòu)緊湊 而且能傳遞較大的力或轉(zhuǎn)矩 6 易于實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動和直線運動 且液壓元件的排列布置靈活 7 易于實現(xiàn)系列化 標準化 通用化 易于設(shè)計 制造和推廣使用 8 在液壓傳動系統(tǒng)中 功率損失所產(chǎn)生的熱量可由流動的液體帶走 因此 可避免機械本體產(chǎn)生過度溫升 第1章緒論 1 3液壓與氣壓傳動的特點及發(fā)展趨勢 返回 11 1 3 1液壓傳動的特點2 液壓傳動的缺點 1 由于采用液體傳遞壓力 系統(tǒng)不可避免地存在泄漏 因而傳動效率較低 不宜遠距離傳動 2 液壓傳動不但對油溫的變化較為敏感 使負載的速度不易保持穩(wěn)定 而且對液體的清潔程度要求較高 3 為減少泄漏 液壓元件的制造精度要求較高 導(dǎo)致成本較高 4 當液壓傳動系統(tǒng)發(fā)生故障時 不易查找原因且維修困難 5 液壓傳動系統(tǒng)運行時的噪聲較大 第1章緒論 1 3液壓與氣壓傳動的特點及發(fā)展趨勢 12 1 3 2氣壓傳動的特點優(yōu)點 氣壓傳動主要具有使用方便 組裝方便 快速性好 安全可靠 儲存方便 可實現(xiàn)遠距離傳輸 可實現(xiàn)過載保護以及便于清潔等 缺點 氣壓傳動主要具有速度穩(wěn)定性差 需要凈化和潤滑 輸出力小以及排放空氣的噪聲大等缺點 第1章緒論 1 3液壓與氣壓傳動的特點及發(fā)展趨勢 13 1 3 3液壓與氣壓傳動的發(fā)展趨勢1 液壓傳動產(chǎn)品的發(fā)展趨勢液壓傳動產(chǎn)品的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面 1 采用高壓化的液壓元件 其連續(xù)工作壓力可達40MPa 瞬間最高壓力可達48MPa 2 調(diào)節(jié)和控制方式多樣化 3 進一步改善液壓傳動產(chǎn)品的調(diào)節(jié)性能 從而提高液壓傳動系統(tǒng)的效率 4 發(fā)展與機械傳動和電力傳動組合的具有節(jié)能儲能的復(fù)合式調(diào)節(jié)傳動裝置 5 進一步降低噪聲 6 應(yīng)用液壓插裝閥技術(shù) 該技術(shù)具有緊湊結(jié)構(gòu) 減少漏油的優(yōu)點 第1章緒論 1 3液壓與氣壓傳動的特點及發(fā)展趨勢 14 1 3 3液壓與氣壓傳動的發(fā)展趨勢2 液壓傳動產(chǎn)品的發(fā)展趨勢氣壓傳動產(chǎn)品的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在小型化 組合化 精密化 高速化 無油 無味 無菌化 高壽命 高可靠性和智能診斷功能 低功耗節(jié)能 機電一體化 應(yīng)用新技術(shù) 新工藝 新材料等幾個方面 返回 第1章緒論 1 3液壓與氣壓傳動的特點及發(fā)展趨勢 15 實訓(xùn)1液壓千斤頂?shù)牟鹧b及其工作原理的分析實訓(xùn)要求 1 分析液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?加深對液壓傳動系統(tǒng)的認識 2 掌握液壓傳動的條件及液壓傳動裝置的基本組成 實訓(xùn)2參觀氣動剪切機并觀察其工作過程實訓(xùn)要求 1 了解氣壓傳動的應(yīng)用及特點 2 理解氣動系統(tǒng)各組成部分的功用 第1章緒論 1 4實訓(xùn)項目 返回 16 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 返回 17 在各種液壓傳動系統(tǒng)中 液壓元件都發(fā)揮了重要作用 無論液壓傳動系統(tǒng)簡單還是復(fù)雜 都必須依靠液壓元件來實現(xiàn)其動作 例如 如圖所示的液壓升降梯 必須依靠各種液壓元件來實現(xiàn)動力的轉(zhuǎn)換 達到傳遞物料的最終目的 2 1液壓傳動的工作介質(zhì) 返回 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 18 液壓油是液壓傳動系統(tǒng)中的工作介質(zhì) 它對液壓傳動裝置起著潤滑 冷卻和防銹的作用 其質(zhì)量直接影響液壓傳動系統(tǒng)的工作性能 1 液壓油的分類液壓油可分為石油基液壓油和難燃液壓油 常見的石油基液壓油有普通石油基液壓油 專用石油基液壓油 抗磨石油基液壓油 高黏溫指數(shù)石油基液壓油等 難燃液壓油主要有合成難燃液壓油和含水難燃液壓油兩種 合成難燃液壓油主要有含添加劑液壓油 水 乙二醇液壓油和乳化液 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 1液壓傳動的工作介質(zhì) 19 2 液壓油的物理特性1 可壓縮性大小一般用體積壓縮系數(shù) 單位壓力變化時液壓油體積的相對變化量 或體積彈性模量K K 1 表示 2 黏性黏性的大小用黏度來衡量 黏度是選擇液壓油的主要指標 是影響液壓油流動的重要物理性質(zhì) 最常用的是絕對黏度 其符號是 單位為N s m2或Pa s 在相同溫度下流體的絕對黏度與密度之比稱為運動黏度 符號為 單位是m2 s 返回 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 1液壓傳動的工作介質(zhì) 20 3 液壓傳動系統(tǒng)對液壓油的要求 液壓油的選用1 液壓傳動系統(tǒng)對液壓油的要求 1 適宜的黏度 2 潤滑性能好 在液壓傳動系統(tǒng)中 除液壓元件外 其他一些具有相對滑動的零件也要用液壓油來潤滑 因此 液壓油應(yīng)具有良好的潤滑性能 3 良好的化學(xué)穩(wěn)定性 即對加熱 氧化 水解 相容都具有良好的穩(wěn)定性 4 良好的黏溫性能 5 具有防銹性和防腐性 6 比熱容和熱傳導(dǎo)率大 熱膨脹系數(shù)小 7 抗泡沫性好 抗乳化性好 8 純凈 雜質(zhì)少 9 凝固點低 閃點和燃點高 返回 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 1液壓傳動的工作介質(zhì) 21 3 液壓傳動系統(tǒng)對液壓油的要求 液壓油的選用2 液壓油的選用正確合理地選用液壓油 是保證液壓傳動裝置高效運轉(zhuǎn)的前提 一般是先確定適用的黏度范圍 再選擇合適的液壓油品種 同時還要考慮液壓傳動系統(tǒng)工作的特殊要求 如在寒冷地區(qū)工作的液壓傳動系統(tǒng)要求液壓油的黏溫指數(shù)高 低溫流動性好 凝固點低 伺服系統(tǒng)要求液壓油油質(zhì)純凈 可壓縮性小 高壓系統(tǒng)要求液壓油抗磨性好 在選用液壓油時 黏度是一個重要的參數(shù) 黏度的高低將對運動部件的潤滑 縫隙的泄漏 液壓油流動時的壓力損失以及液壓傳動系統(tǒng)的發(fā)熱溫升等產(chǎn)生影響 所以在環(huán)境溫度較高 工作壓力高或運動速度較低時 為減少泄漏 應(yīng)選用黏度較高的液壓油 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 1液壓傳動的工作介質(zhì) 22 2 2 1液壓泵的工作原理和性能參數(shù)1 液壓泵的工作原理液壓泵屬于容積式液壓機械 它是利用密封油腔容積的大小變化來工作的 右圖中 1 偏心輪 2 柱塞 3 缸體 4 彈簧 5 壓油單向閥 6 吸油單向閥 7 密封油腔 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 2液壓動力裝置 返回 23 2 2 1液壓泵的工作原理和性能參數(shù)1 液壓泵的主要性能參數(shù)1 壓力 1 額定壓力 2 最高允許壓力 3 工作壓力 4 吸入壓力2 轉(zhuǎn)速 1 額定轉(zhuǎn)速 2 最高轉(zhuǎn)速 3 最低轉(zhuǎn)速3 排量和流量 1 排量V 2 流量 理論流量 實際流量 額定流量4 功率 效率 1 功率 輸入功率 輸出功率 理論功率 2 效率 機械效率 容積效率 總效率5 噪聲dB 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 返回 2 2液壓動力裝置 2 2 2齒輪泵齒輪泵按齒輪嚙合形式的不同分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩種 按齒形曲線的不同分為漸開線齒形齒輪泵和非漸開線齒形齒輪泵兩種 其中外嚙合齒輪泵的應(yīng)用最為廣泛 外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)1 后泵蓋 2 滾針軸承 3 泵體 4 主動齒輪 5 前泵蓋 6 傳動軸 7 鍵 8 從動齒輪 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 2液壓動力裝置 25 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 2 2齒輪泵1 齒輪泵的工作原理齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn) 外嚙合齒輪泵連續(xù)不斷地吸油和壓油 齒輪嚙合點處的齒面接觸線將吸油腔和壓油腔分開 起到了配油 配流 作用 因此 不需要單獨設(shè)置配油裝置 這種配油方式稱為直接配油 2 2液壓動力裝置 26 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 2 2齒輪泵2 影響齒輪泵正常工作的因素齒輪泵因受其自身結(jié)構(gòu)的影響 在工作過程中會出現(xiàn)泄漏 徑向不平衡力和困油現(xiàn)象 1 泄漏 1 泵體的內(nèi)圓和齒頂徑向間隙的泄漏 2 齒面嚙合處間隙的泄漏 3 齒輪端面間隙的泄漏 2 徑向不平衡力3 困油現(xiàn)象 2 2液壓動力裝置 齒輪泵的徑向壓力分布情況 27 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 2 3葉片泵葉片泵輸出流量均勻 脈動小 噪聲小 但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 對油液的污染比較敏感 它可分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵兩種 1 單作用葉片泵單作用葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周進行一次吸油 壓油 并且流量可調(diào)節(jié) 故又稱為變量泵 由于其主要零件在工作時要受徑向不平衡力的作用 因而工作情況較差 圖中 1 配油盤 2 轉(zhuǎn)子 3 定子 4 葉片 2 2液壓動力裝置 28 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 2 3葉片泵2 雙作用葉片泵雙作用葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周進行兩次吸油 壓油 并且流量不可調(diào)節(jié) 故又稱為定量泵 由于其主要零部件在工作時受徑向平衡力的作用 因而工作情況較好 應(yīng)用較廣 從雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)可以看出 兩個吸油口和兩個壓油口對稱分布 徑向壓力平衡 軸承上不受附加載荷作用 所以又稱為卸荷式葉片泵 又因為其排量不可變 所以又稱為定量葉片泵 2 2液壓動力裝置 29 2 2 3柱塞泵1 柱塞泵的分類及工作原理根據(jù)柱塞的布置和運動方向與傳動主軸相對位置的不同 柱塞泵可分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩大類 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 返回 2 2液壓動力裝置 軸向柱塞泵的工作原理1 斜盤 2 柱塞 3 缸體 4 配油盤 5 傳動軸 a 壓油口 b 吸油口 30 2 2 3柱塞泵2 柱塞泵的特點及使用1 柱塞泵的特點柱塞泵的優(yōu)點包括工作壓力 容積效率及總效率均最高 可傳輸?shù)墓β首畲?轉(zhuǎn)速范圍較寬 使用壽命較長 良好的雙向變量能力 柱塞泵的缺點包括對介質(zhì)潔凈度要求較苛刻 流量脈動較大 噪聲大 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 造價高 維修困難 2 柱塞泵的使用由于柱塞泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 材料及加工精度要求較高 加工量大 價格昂貴 因而在現(xiàn)代液壓工程技術(shù)中 各種柱塞泵主要在中高壓 輕系列和中系列柱塞泵最高壓力為20 35MPa 高壓 重系列柱塞泵最高壓力為40 56MPa 和超高壓 特種柱塞泵最高壓力大于56MPa 液壓傳動系統(tǒng)中作為功率傳輸元件使用 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 2液壓動力裝置 31 2 3 1液壓馬達液壓馬達是把液壓能轉(zhuǎn)換為機械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置 1 液壓馬達的分類及工作原理1 軸向柱塞式的液壓馬達2 葉片式液壓馬達 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 3液壓執(zhí)行元件 1 斜盤 2 柱塞 3 缸體 4 配油盤 返回 32 2 3 1液壓馬達2 液壓馬達的選用高速液壓馬達大多有較大的噪聲 且低速性能不佳 它與對應(yīng)的液壓泵具有相同原理和結(jié)構(gòu) 軸向柱塞式液壓馬達應(yīng)用廣泛 容積效率較高 調(diào)整范圍較大 穩(wěn)定轉(zhuǎn)速較低 但耐沖擊振動性較差 油液要求過濾清潔 價格也較高 葉片式液壓馬達慣性小 動作靈敏 但容積效率不夠高 機械特性軟 適用于轉(zhuǎn)速較高 轉(zhuǎn)矩不大而要求啟動換向頻繁的場合 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 3液壓執(zhí)行元件 33 2 3 2液壓缸 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 返回 2 3液壓執(zhí)行元件 單桿式液壓缸的結(jié)構(gòu)1前端蓋 2活塞密封圈 3活塞 4活塞桿 5缸體 6拉桿 7活塞桿密封圈 8后端蓋 9防塵圈 10泄油口 11導(dǎo)向套 12固定密封圈 13節(jié)流閥 14單向閥 34 2 3 2液壓缸緩沖裝置 當液壓傳動系統(tǒng)中運動元件的質(zhì)量較大 運動速度較高 v 0 2m s 時 由于其慣性力較大 因而具有很大的動量 在這種情況下 活塞運動到缸筒的終端時 會與缸蓋發(fā)生機械碰撞 產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲 嚴重影響運動精度 甚至?xí)鹗鹿?所以在大型 高速或高精度的液壓設(shè)備中 常設(shè)有緩沖裝置 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 3液壓執(zhí)行元件 1 針形節(jié)流閥 2 單向閥 35 2 4 1方向控制閥方向控制閥簡稱為方向閥 主要用來通 斷油路或切換油路的方向 以滿足對執(zhí)行元件的啟 停和運動方向的要求 方向控制閥按其用途可分為單向閥和換向閥兩大類 1 單向閥1 普通單向閥簡稱單向閥 又稱止回閥 只允許液體沿一個方向通過 反向被截止 主要性能要求是當其有正向液體通過時 其開啟壓力和壓力損失要小 當其反向截止時 密封性要好 1 直通式單向閥 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 返回 36 2 4 1方向控制閥1 單向閥1 普通單向閥 2 直角式單向閥在該單向閥中 壓力油從進油口P1流入 頂開閥芯后 直接經(jīng)閥體的鑄造流道從出油口P2流出 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 37 2 4 1方向控制閥2 液控單向閥液控單向閥是指可用來實現(xiàn)逆向流動的單向閥 液控單向閥包括不帶卸荷閥芯的簡式液控單向閥和帶卸荷閥芯的卸載式液控單向閥兩種 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 1 簡式液控單向閥 控制壓力最小要達到主油路工作壓力的30 50 2 卸載式液控單向閥 控制壓力約為主油路工作壓力的5 1控制活塞 2閥芯 3卸壓閥芯 38 2 4 1方向控制閥2 換向閥1 換向閥的工作原理換向閥按其結(jié)構(gòu)可分為轉(zhuǎn)閥式換向閥和滑閥式換向閥 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 上圖為轉(zhuǎn)閥式換向閥 右圖為滑閥式換向閥 39 2 4 1方向控制閥2 換向閥2 換向閥的操縱方式 1 手動換向閥 手動換向閥是利用手動杠桿等機構(gòu)來改變閥芯和閥體的相對位置 從而實現(xiàn)換向的裝置 閥芯靠鋼球 彈簧等定位使其保持確定的位置 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 40 2 4 1方向控制閥2 換向閥2 換向閥的操縱方式 3 電動換向閥 2 機動換向閥 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 1 滾輪 2 閥芯 3 閥體 4 彈簧 1 閥體 2 閥芯 3 6 彈簧 4 7 彈簧座 5 推桿 8 后蓋 41 2 4 1方向控制閥2 換向閥2 換向閥的操縱方式 4 液動換向閥1 3 電磁鐵 2 電磁閥閥芯 4 單向閥 5 液動閥閥芯 6 節(jié)流閥 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 5 電液動換向閥 42 2 4 2壓力控制閥壓力控制閥簡稱為壓力閥 是用來調(diào)節(jié)和控制液壓傳動系統(tǒng)中油液壓力的裝置 壓力控制閥按其功能和用途可分為溢流閥 減壓閥 順序閥和壓力繼電器等 它們都是利用作用在閥芯上的液壓力與彈簧力相平衡的原理進行工作 1 溢流閥結(jié)構(gòu)不同 溢流閥可分為直動式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥兩類 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 43 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 2 4 2壓力控制閥溢流閥 直動式溢流閥1 調(diào)節(jié)桿 2 調(diào)節(jié)螺母 3 調(diào)壓彈簧 4 鎖緊螺母 5 上蓋 6 閥體 7 閥芯 8 螺塞 先導(dǎo)式溢流閥1 主閥閥芯 2 3 4 阻尼孔 5 先導(dǎo)閥閥座 6 先導(dǎo)閥閥體 7 先導(dǎo)閥閥芯 8 調(diào)壓彈簧 9 主閥彈簧 10 主閥閥體 11 閥套 44 2 4 2壓力控制閥2 減壓閥在液壓傳動系統(tǒng)中 減壓閥是一種利用液體過縫隙產(chǎn)生壓力損失 使其出油口壓力低于進油口壓力的壓力控制閥 右圖為先導(dǎo)式定值減壓閥 1為主閥閥芯 2 5為阻尼孔 3 6為控制油通道 4為彈簧 7為先導(dǎo)閥閥芯 8為先導(dǎo)閥彈簧腔 9為先導(dǎo)閥回油通道 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 45 2 4 2壓力控制閥3 順序閥順序閥是利用油液壓力作為控制信號實現(xiàn)油路的通 斷 以控制執(zhí)行元件順序動作的壓力控制閥 1 內(nèi)控式順序閥內(nèi)控式順序閥簡稱為順序閥 右圖為內(nèi)控式順序閥2 外控式順序閥外控式順序閥又稱為液控式順序閥 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 1 調(diào)節(jié)螺母 2 調(diào)壓彈簧 3 端蓋 4 閥體 5 閥芯 6 控制活塞 7 底蓋 8 油路通道 46 2 4 2流量控制閥流量控制閥簡稱為流量閥 主要用來調(diào)節(jié)通過閥口的流量 以滿足對執(zhí)行元件運動速度的要求 流量控制閥均以節(jié)流單元為基礎(chǔ) 利用改變閥口通流截面的大小或通流通道的長短來改變液阻 以達到調(diào)節(jié)通過閥口流量的目的 1 節(jié)流閥如圖所示為一種典型的節(jié)流閥 壓力油從進油口P1流入 經(jīng)節(jié)流口后從出油口P2流出 節(jié)流閥閥芯1在彈簧4的推力作用下 始終緊靠在推桿2上 調(diào)節(jié)頂蓋上的手柄3 借助推桿2可推動閥芯1做軸向移動 通過閥芯1的軸向移動 改變了節(jié)流口的開口大小 實現(xiàn)了對流量的調(diào)節(jié) 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 1 閥芯 2 推桿 3 手柄 4 彈簧 47 2 4 2流量控制閥2 調(diào)速閥調(diào)速閥與節(jié)流閥的不同之處在于調(diào)速閥帶有壓力補償裝置 它由定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)組成 如圖所示為調(diào)速閥 由溢流閥調(diào)定的液壓泵出油口壓力為p1 壓力油進入調(diào)速閥后 先流過定差減壓閥閥口 壓力降為pm 分別經(jīng)孔道f和e后進入c腔和d腔 作用在定差減壓閥閥芯的下端面 油液經(jīng)節(jié)流閥閥口后 壓力又由pm降為p2 進入執(zhí)行元件 液壓缸 與外部負載相平衡 同時壓力為p2的油液經(jīng)孔道a流入b腔 作用在定差減壓閥閥芯的上端面 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 4液壓控制元件 1 定差減壓閥 2 節(jié)流閥 48 2 5 1儲能器1 重力式儲能器2 彈簧式儲能器3 氣液式儲能器1 氣液直接作用氣液式2 活塞氣液式3 氣囊氣液式 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 5液壓輔助元件 重力式蓄能器 彈簧式蓄能器1 殼體 2 彈簧 3 活塞 4 進油腔 氣液式蓄能器1 液壓油 2 氣體 3 活塞 返回 49 2 5 2密封裝置液壓傳動系統(tǒng)中的密封裝置有多種形式 如活塞環(huán)密封 機械密封 金屬密封墊圈 橡膠墊片 橡膠密封圈等 其中 橡膠密封圈造價低廉 易于更換 且密封效果較好 應(yīng)用廣泛 1 O型密封圈2 Y型密封圈3 V型密封圈 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 5液壓輔助元件 啟動摩擦阻力較小 適應(yīng)性好 動密封時啟動摩擦阻力較大 使用壽命短 摩擦力較小 運動平穩(wěn) 適用于高速 高壓的動密封 接觸面長 密封性能好 耐高壓 壽命長 但其摩擦力較大 50 實訓(xùn)1液壓泵的拆裝1 齒輪泵2 葉片泵3 柱塞泵 第2章液壓傳動系統(tǒng)的基本組成 2 6實訓(xùn)項目 實訓(xùn)2液壓閥的拆裝1 溢流閥2 減壓閥3 節(jié)流閥4 調(diào)速閥 實訓(xùn)目的 1 進一步理解常用液壓泵和液壓閥的結(jié)構(gòu)組成及其工作原理 2 掌握正確拆卸 裝配及安裝連接液壓泵和液壓閥的方法 3 培養(yǎng)職業(yè)素質(zhì) 注意工具的正確選擇和使用 4 在實際動手過程中 培養(yǎng)解決問題的能力 實訓(xùn)內(nèi)容 返回 51 第3章液壓基本回路 返回 52 3 1方向控制回路 返回 第3章液壓基本回路 3 1 1換向回路換向回路的作用是使液壓缸和與之相連的主機運動部件在其行程終端迅速 平穩(wěn) 準確地變換運動方向 1 簡單換向回路右圖簡單換向回路采用手動換向閥 換向精度和平穩(wěn)性不高 常用于換向不頻繁且無須自動化的場合 對速度和慣性較大的液壓傳動系統(tǒng) 采用機動換向閥較為合理 有較高的換向位置精度 電磁換向閥易于實現(xiàn)自動化 但只適用于小流量 平穩(wěn)性要求不高的場合 對于流量超過63L min 對換向精度與平穩(wěn)性有一定要求的液壓傳動系統(tǒng) 宜采用液動換向閥或電液動換向閥 2 有特殊要求的換向回路 53 第3章液壓基本回路 3 1方向控制回路 3 1 1鎖緊回路鎖緊回路的作用是切斷液壓缸的進油路和出油路 使其不因外力的作用而發(fā)生位移或竄動 能準確地停留在原定的位置上 1 換向閥中位機能鎖緊回路由于負載較大時液壓缸內(nèi)壓力較高會引起內(nèi)泄漏 導(dǎo)致位置不能完全鎖定 因而這種鎖緊回路的應(yīng)用范圍受到限制 一般只用于鎖緊要求不太高或只需短暫鎖緊的場合 2 液控單向閥鎖緊回路由于液控單向閥具有良好的反向密封性能 能在液壓缸不工作時使活塞在兩個方向的任意位置上迅速 平穩(wěn) 可靠且長時間地鎖緊 采用液控單向閥鎖緊回路 必須注意換向閥中位機能的選擇 1 2 液控單向閥 3 溢流閥 4 三位四通換向閥 54 返回 第3章液壓基本回路 3 2壓力控制回路 3 2 1調(diào)壓回路調(diào)壓回路的功用是使液壓傳動系統(tǒng)整體或某一部分的壓力保持恒定或不超過某個限定值 調(diào)壓回路可分為有級調(diào)壓回路和無級調(diào)壓回路 1 有級調(diào)壓回路1 單級調(diào)壓回路2 多級調(diào)壓回路 1 溢流閥 2 先導(dǎo)式溢流閥 1 先導(dǎo)式溢流閥 2 二位二通換向閥 3 溢流閥 55 第3章液壓基本回路 3 2壓力控制回路 3 2 1調(diào)壓回路2 無級調(diào)壓回路圖中可通過改變先導(dǎo)式比例電磁溢流閥的輸入電流來實現(xiàn)無級調(diào)壓 這種調(diào)壓回路容易實現(xiàn)遠距離控制和計算機控制 而且具有壓力切換平穩(wěn)的優(yōu)點 56 第3章液壓基本回路 3 2壓力控制回路 3 2 2減壓回路液壓傳動系統(tǒng)中某一部分油路具有低于系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定壓力 這一部分油路稱為減壓回路 減壓回路一般由減壓閥實現(xiàn) 如右圖所示為二級減壓回路 在先導(dǎo)式減壓閥1的控制油口接二位二通換向閥2和溢流閥3 當二位二通換向閥2關(guān)閉時 壓力由先導(dǎo)式減壓閥1調(diào)定 當二位二通換向閥2開啟時 壓力由溢流閥3調(diào)定 且溢流閥3的調(diào)定壓力低于先導(dǎo)式減壓閥1的調(diào)定壓力 1 先導(dǎo)式減壓閥 2 二位二通換向閥 3 溢流閥 57 第3章液壓基本回路 3 2壓力控制回路 3 2 3卸荷回路卸荷回路的功能是在液壓泵不停轉(zhuǎn)的情況下 使其在很低壓或很小的流量下工作 以減少功率損耗和系統(tǒng)發(fā)熱 1 利用換向閥中位機能的卸荷回路在低壓小流量系統(tǒng)中 常利用H K或M形中位機能卸荷 如右圖所為利用換向閥M形中位機能的卸荷回路 當執(zhí)行元件停止工作時 三位四通換向閥1處于中位 使液壓泵與油箱連通 從而實現(xiàn)卸荷 1 三位四通換向閥 2 溢流閥 58 第3章液壓基本回路 3 2壓力控制回路 3 2 3卸荷回路2 利用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路如右圖所示為利用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路 圖中先導(dǎo)式溢流閥1的控制油口處接一個二位二通換向閥2 當二位二通換向閥2通電時 先導(dǎo)式溢流閥1的控制油口與油箱相通 即先導(dǎo)式溢流閥1的主閥上腔直通油箱 定量泵輸出的液壓油將以很低的壓力開啟先導(dǎo)式溢流閥1的溢流口而流回油箱 從而實現(xiàn)卸荷 此時先導(dǎo)式溢流閥1處于全開狀態(tài) 1 先導(dǎo)式溢流閥 2 二位二通換向閥 59 第3章液壓基本回路 3 2壓力控制回路 3 2 3平衡回路平衡回路就是利用液壓元件的阻力損失在液壓缸的下腔內(nèi)施加一個壓力 以平衡運動部件產(chǎn)生的重力 1 采用單向順序閥的平衡回路如右圖所示為采用單向順序閥的平衡回路 調(diào)節(jié)圖中單向順序閥1 又稱為平衡閥 的開啟壓力 使其稍大于立式液壓缸下腔的背壓 當活塞下行時 由于回路上存在一定的背壓 因而可支承負載 使活塞平穩(wěn)下落 當三位四通換向閥2處于中位時 活塞停止運動 1 單向順序閥 2 三位四通換向閥 60 第3章液壓基本回路 3 2壓力控制回路 3 2 3平衡回路2 采用液控單向閥的平衡回路如右圖所示為采用液控單向閥的平衡回路 圖中回油路上的可調(diào)單向節(jié)流閥2可用來保證活塞向下運動的平穩(wěn)性 假如回油路上沒有可調(diào)單向節(jié)流閥2 當活塞下行時 液控單向閥1將被控制油路打開 由于活塞的回油腔中無背壓 因而活塞會加速下降 使液壓缸上腔供油不足 從而導(dǎo)致液控單向閥1因控制油路失壓而關(guān)閉 1 液控單向閥 2 可調(diào)單向節(jié)流閥 3 三位四通換向閥 61 第3章液壓基本回路 3 3速度控制回路 3 3 1調(diào)速回路調(diào)速回路的功能是調(diào)定執(zhí)行元件的工作速度 1 節(jié)流調(diào)速回路1 進油節(jié)流調(diào)速回路2 回油節(jié)流調(diào)速回路3 旁路節(jié)流調(diào)速回路 返回 62 第3章液壓基本回路 3 3速度控制回路 3 3 1調(diào)速回路2 容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路通過改變回路中變量泵或變量馬達的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度 適用于高速 大功率的液壓傳動系統(tǒng) 1 變量泵和定量執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路 右圖為變量泵和定量執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路 1 變量泵 2 安全閥 3 單向閥 4 二位四通換向閥 5 液壓缸 6 低壓輔助油泵 7 低壓溢流閥 8 定量馬達 63 第3章液壓基本回路 3 3速度控制回路 3 3 1調(diào)速回路2 容積調(diào)速回路2 定量泵和變量馬達的容積調(diào)速回路 該調(diào)速回路通過改變變量馬達的排量來改變其輸出轉(zhuǎn)速 以實現(xiàn)對其速度的調(diào)節(jié) 右圖中1 定量泵 2 安全閥 3 三位四通換向閥 4 變量馬達 5 低壓溢流閥 6 補油泵 64 第3章液壓基本回路 3 3速度控制回路 3 3 1調(diào)速回路2 容積調(diào)速回路3 變量泵和變量馬達的容積調(diào)速回路 變量泵和變量馬達的容積調(diào)速回路是上述兩種調(diào)速回路的組合 其調(diào)速特性具有上述兩種調(diào)速回路的特點 右圖中 1 3 7 9 單向閥 2 雙向變量泵 4 補油泵 5 溢流閥 6 壓力閥 8 雙向變量馬達 65 第3章液壓基本回路 3 3 1調(diào)速回路3 聯(lián)合調(diào)速回路聯(lián)合調(diào)速回路又稱為容積節(jié)流調(diào)速回路 該調(diào)速回路采用壓力反饋式變量泵供油 通過流量控制元件改變流入或流出執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度 如右圖所示為限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路 3 3速度控制回路 1 變量泵 2 調(diào)速閥 3 二位二通換向閥 4 液壓缸 5 背壓閥 66 第3章液壓基本回路 3 3速度控制回路 3 3 2快速運動回路為了提高生產(chǎn)效率 機床執(zhí)行元件常常要求實現(xiàn)空行程 或空載 的快速運動 這時要求液壓傳動系統(tǒng)的流量大且壓力低 1 采用差動連接的快速運動回路右圖中 1 液壓泵 2 安全閥 3 三位五通換向閥 4 液壓缸 5 行程閥 6 卸荷閥 7 調(diào)速閥2 采用蓄能器的快速運動回路這種回路的關(guān)鍵在于能量儲存和釋放的控制方式 常用于液壓缸間歇式工作中 3 采用雙泵供油的快速運動回路具有功率利用合理 效率高 且速度換接較平穩(wěn)的優(yōu)點 因此 它在速度相差較大的機床中應(yīng)用很廣泛 67 第3章液壓基本回路 3 3 3速度換接回路速度換接回路的功用就是使液壓執(zhí)行機構(gòu)在一個工作循環(huán)中 從一種運動速度換接到另一種運動速度 這種轉(zhuǎn)換不僅包括快速轉(zhuǎn)慢速的換接 還包括兩個慢速之間的換接 1 速度換接方式 1 人工控制速度換接 是指每個動作均由人工直接進行控制的速度換接 如手動換向閥采用手動控制的速度換接 電磁換向閥采用按鈕或腳踏開關(guān)控制的速度換接等 2 壓力信號控制速度換接 是指隨著執(zhí)行元件負載的變化 液壓傳動系統(tǒng)中各部分的壓力將發(fā)生變化 可使壓力繼電器 電接點壓力表動作 發(fā)出電信號 控制電磁換向閥動作 實現(xiàn)動作轉(zhuǎn)換 3 位置信號控制速度換接 常采用行程開關(guān)將位置信號轉(zhuǎn)變成電信號 通過電液轉(zhuǎn)換元件 電磁閥 比例閥等 對液壓傳動系統(tǒng)進行控制 3 3速度控制回路 68 第3章液壓基本回路 3 3速度控制回路 3 3 3速度換接回路2 常用的速度換接回路1 快速運動和工作進給運動的速度換接回路2 兩種工作進給的速度換接回路 1 液壓泵 2 二位四通換向閥 3 液壓缸 4 行程閥 5 單向閥 6 節(jié)流閥 7 安全閥 1 3 調(diào)速閥 2 單向閥 4 二位二通換向閥 5 三位四通換向閥 69 第3章液壓基本回路 3 4多元件控制回路 3 4 1順序動作回路順序動作回路的功能是使多個液壓缸按照預(yù)定順序依次動作 按其控制方式可分為壓力控制順序動作回路 行程控制順序動作回路和時間控制順序動作回路 1 壓力控制順序動作回路壓力控制順序動作回路就是利用油路本身的壓力變化來控制液壓缸的先后動作順序的回路 它主要包括利用壓力繼電器控制的順序動作回路和利用順序閥控制的順序動作回路 如右圖所示為利用壓力繼電器控制的順序動作回路 1 液壓泵 2 9 三位四通換向閥 3 5 6 8 壓力繼電器 4 7 液壓缸 10 溢流閥 返回 70 第3章液壓基本回路 3 4多元件控制回路 3 4 1順序動作回路2 行程控制順序動作回路行程控制順序動作回路是利用執(zhí)行元件到達一定位置時 發(fā)出訊號來控制液壓缸的先后動作順序的 它可以利用行程開關(guān) 行程閥或順序缸來實現(xiàn) 3 時間控制順序動作回路時間控制順序動作回路是利用延時元件 如延時閥 時間繼電器等 使多個液壓缸按時間完成順序動作的回路 這種順序動作回路由于通過節(jié)流閥的流量受負載和溫度的影響 所以延時不易準確 一般要與行程控制方式配合使用 行程控制順序動作回路1 液壓泵 2 5 三位四通換向閥 3 4 液壓缸 6 溢流閥 71 第3章液壓基本回路 3 4多元件控制回路 3 4 2同步回路在多缸工作的液壓傳動系統(tǒng)中 常常會遇到要求兩個或兩個以上的執(zhí)行元件同時動作的情況 并要求它們在運動過程中克服負載 摩擦阻力 泄漏 制造精度和結(jié)構(gòu)變形上的差異 維持相同的速度或相同的位移 即做同步運動 1 液壓缸機械連接同步回路液壓缸機械連接同步回路是用剛性梁 齒輪 齒條等機械零件在兩個液壓缸的活塞桿間實現(xiàn)剛性連接以實現(xiàn)位移的同步 這種同步回路采用剛性連接結(jié)構(gòu) 具有簡單經(jīng)濟 能基本上保證位置同步要求的優(yōu)點 但由于機械零件在制造 安裝上的誤差 因而同步精度不高 同時 兩個液壓缸的負載差異不宜過大 否則會造成卡死現(xiàn)象 72 第3章液壓基本回路 3 4多元件控制回路 3 4 2同步回路2 串聯(lián)液壓缸同步回路如右圖所示為串聯(lián)液壓缸同步回路 3 流量控制式同步回路 1 采用調(diào)速閥控制的同步回路是指采用調(diào)速閥調(diào)節(jié)液壓缸活塞的運動速度 結(jié)構(gòu)簡單 同步精度較低 一般為5 7 2 采用電液比例調(diào)速閥或電液伺服閥控制的同步回路規(guī)格尺寸大 價格貴 用于兩個液壓缸相距較遠而同步精度要求很高的場合 3 采用同步液壓缸和同步液壓馬達的容積式同步回路是將兩相等容積的油液分配給尺寸相同的兩個執(zhí)行元件 以實現(xiàn)兩個執(zhí)行元件的同步 其具有同步精度高 系統(tǒng)效率高的優(yōu)點 1 液壓泵 2 3 三位四通換向閥 4 液控單向閥 5 6 液壓缸 73 第3章液壓基本回路 3 5實訓(xùn)項目 實訓(xùn)內(nèi)容 實訓(xùn)1調(diào)壓回路實訓(xùn)2快速運動回路記錄不同情況下系統(tǒng)的壓力pA觀察不同位置時液壓缸活塞的運動速度 1 液壓泵 2 壓力計 3 三位四通換向閥 4 液壓缸 5 溢流閥 1 蓄能器 2 二位三通換向閥 返回 74 第4章典型液壓傳動系統(tǒng) 返回 75 返回 第4章典型液壓傳動系統(tǒng) 4 1組合機床動力滑臺液壓傳動系統(tǒng) 4 1 1概述 Q2 8型汽車起重機外形簡圖1 載重汽車 2 回轉(zhuǎn)機構(gòu) 3 支腿 4 吊臂變幅缸 5 吊臂伸縮缸 6 起升機構(gòu) 7 基本臂 YT4543型動力滑臺的液壓系統(tǒng)原理圖 76 第4章典型液壓傳動系統(tǒng) 4 1組合機床動力滑臺液壓傳動系統(tǒng) 4 1 2工作原理1 快進進油路 泵1 單向閥2 換向閥6 左位 行程閥11 下位 液壓缸左腔 回油路 液壓缸的右腔 換向閥6 左位 單向閥5 行程閥11 下位 液壓缸左腔 形成差動連接 2 第一次工作進給進油路 泵1 單向閥2 換向閥6 左位 調(diào)速閥7 換向閥12 右位 液壓缸左腔 回油路 液壓缸右腔 換向閥6 左位 順序閥4 背壓閥3 油箱 3 第二次工作進給二位二通換向閥將通路切斷 進油必須經(jīng)調(diào)速閥7 8才能進入液壓缸 此時由于調(diào)速閥8的開口量小于閥7 所以進給速度再次降低 其他油路情況同一工進 77 第4章典型液壓傳動系統(tǒng) 4 1組合機床動力滑臺液壓傳動系統(tǒng) 4 1 2工作原理4 止擋塊停留當滑臺工作進給完畢之后 碰上止擋塊的滑臺不再前進 停留在止擋塊處 同時系統(tǒng)壓力升高 當升高到壓力繼電器9的調(diào)整值時 壓力繼電器動作 經(jīng)過時間繼電器的延時 再發(fā)出信號使滑臺返回 滑臺的停留時間可由時間繼電器在一定范圍內(nèi)調(diào)整 5 快退進油路 泵1 單向閥2 換向閥6 右位 液壓缸右腔 回油路 液壓缸左腔 單向閥10 換向閥6 右位 油箱 6 原位停止液壓缸失去液壓動力源 滑臺停止運動 液壓泵輸出的油液經(jīng)換向閥6直接回油箱 泵卸荷 78 第4章典型液壓傳動系統(tǒng) 4 2液壓機液壓傳動系統(tǒng) 4 2 1概述液壓機是用于調(diào)直 壓裝 冷沖壓 冷擠壓和彎曲等工藝的壓力加工機械 它是最早應(yīng)用液壓傳動的機械之一 液壓機液壓系統(tǒng)是用于機器的主傳動 以壓力控制為主 系統(tǒng)壓力高 流量大 功率大 應(yīng)該特別注意如何提高系統(tǒng)效率和防止液壓沖擊 液壓機主缸的工作循環(huán)要求有 快進 減速接近工件及加壓 保壓延時 泄壓 快速回程及保持活塞停留在行程的任意位置 等基本動作 當有輔助缸時 如需頂料 頂料缸的動作循環(huán)一般是 活塞上升 停止 向下退回 薄板拉伸則要求有 液壓墊上升 停止 壓力回程 等動作 有時還需要壓邊缸將料壓緊 返回 79 第4章典型液壓傳動系統(tǒng) 4 2液壓機液壓傳動系統(tǒng) 4 2 2工作原理如圖所示為雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)采用恒功率變量柱塞泵供油 1 濾油器 2 變量泵 3 42 遠程調(diào)壓閥 4 電磁溢流閥 5 6 7 13 14 19 29 30 31 32 33 40 管路 8 12 21 22 23 24 25 單向閥 9 節(jié)流閥 10 電磁換向閥 11 電液動換向閥 15 27 壓力表開關(guān) 16 26 壓力表 17 壓力繼電器 18 44 二位三通電液換向閥 20 高位油箱 28 安全閥 34 壓邊缸 35 拉伸缸 36 拉伸滑塊 7 壓邊滑塊 38 頂出塊 39 頂出缸 41 先導(dǎo)溢流閥 43 手動換向閥 80 第4章典型液壓傳動系統(tǒng) 4 2液壓機液壓傳動系統(tǒng) 4 2 2工作原理1 啟動按啟動按鈕 電磁鐵全部處于失電狀態(tài) 恒功率變量泵輸出的油以很低的壓力經(jīng)電磁溢流閥的溢流回油箱 泵空載啟動 2 拉伸滑塊和壓邊滑塊快速下行進油路 濾油器1 變量泵2 管路5 單向閥8 三位四通電液換向閥11的P口到A口 單向閥12 管路14 管路31 缸35上腔 回油路 缸35下腔 管路13 電液換向閥11的B口到T口 換向閥10油箱 3 減速 加壓拉伸和壓邊滑塊與板料接觸之前 首先發(fā)出一個電信號 使閥10的電磁鐵6YA失電 左位工作 主缸回油須經(jīng)節(jié)流閥9回油箱 實現(xiàn)慢進 4 拉伸 壓緊回油路為 缸35下腔 管路13 電液換向閥11的B口到T口 節(jié)流閥9油箱 返回 5 保壓保壓時間由壓力繼電器17控制的時間繼電器調(diào)整 6 快速回程進油路 濾油器1 泵2 管路5 單向閥8 閥11右位的P口到B口 管路13 主缸35下腔 回油路 主缸35上腔 閥23 高位油箱20 7 原位停止主缸35下腔封閉 主缸停止不動 8 頂出缸上升頂出壓力由遠程調(diào)壓閥42設(shè)定 9 頂出缸下降閥43左位工作 頂出缸在自重作用下下降 回油經(jīng)閥43 44回油箱 該系統(tǒng)采用高壓大流量恒功率變量泵供油和利用拉伸滑塊自動充油的快速運動回路 既符合工藝要求 又節(jié)省了能量 81 第4章典型液壓傳動系統(tǒng) 4 3實訓(xùn)項目 實訓(xùn)1液壓機械手液壓傳動系統(tǒng) 1 了解工業(yè)生產(chǎn)中典型的液壓傳動系統(tǒng) 2 理解液壓傳動系統(tǒng)的工作原理 右圖為JS 1型液壓機械手液壓傳動系統(tǒng)圖 返回 82 第4章典型液壓傳動系統(tǒng) 4 3實訓(xùn)項目 實訓(xùn)2液壓機械手液壓傳動系統(tǒng) 1 了解該系統(tǒng)的基本組成 2 了解該系統(tǒng)的工作原理 Q2 8型汽車起重機的液壓傳動系統(tǒng)原理圖 83 返回 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 84 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 1氣源裝置及氣動輔助元件 氣壓傳動是利用壓縮空氣作為傳遞動力的工作介質(zhì) 利用氣動元件構(gòu)成控制回路 使氣動元件按照預(yù)先設(shè)定的動作順序或條件運動的一種自動化技術(shù) 如圖所示為大型運輸帶張力控制氣動系統(tǒng)示意圖 返回 85 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 1氣源裝置及氣動輔助元件 5 1 1氣源裝置氣源裝置主要是指空氣壓縮機內(nèi)的裝置 是為氣動設(shè)備提供滿足要求的壓縮空氣的動力源 如圖所示為氣源裝置的組成及布置示意圖 1 自動排水器 2 12 儲氣罐 3 單向閥 4 13 安全閥 5 空氣壓縮機 6 電動機 7 壓力開關(guān) 8 壓力計 9 截止閥 10 冷卻器 11 油水分離器 86 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 1氣源裝置及氣動輔助元件 5 1 1氣源裝置1 空氣壓縮機按其工作原理可分為容積型空氣壓縮機和速度型空氣壓縮機 容積型空氣壓縮機的工作原理是使單位體積內(nèi)空氣分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力 速度型空氣壓縮機的工作原理是將氣體分子的動能轉(zhuǎn)化為壓力能以提高壓縮空氣的壓力 活塞式容積型空氣壓縮機的工作原理1 排氣閥 2 氣缸 3 活塞 4 活塞桿 5 滑塊 6 連桿 7 曲柄 8 吸氣閥 9 彈簧 87 返回 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 1氣源裝置及氣動輔助元件 5 1 1氣源裝置2 冷卻器作用是將空氣壓縮機排出的壓縮空氣的溫度由140 170 降至40 50 這樣就可使壓縮空氣中的油霧和水蒸氣迅速達到飽和并凝結(jié)成油滴和水滴 以便經(jīng)油水分離器排出 3 儲氣罐儲氣罐的主要作用如下 1 儲氣罐可用來儲存一定量的壓縮空氣 以調(diào)節(jié)空氣壓縮機輸出氣量與用戶耗氣量之間出現(xiàn)的不平衡狀況 從而保證連續(xù) 穩(wěn)定的氣流輸出 2 當出現(xiàn)空氣壓縮機停頓 突然停電等意外事故時 可用儲氣罐中儲存的壓縮空氣實施緊急處理 以保證安全 3 儲氣罐可降低壓縮空氣溫度 分離壓縮空氣中的部分水分和油分 水冷式冷卻器 88 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 1氣源裝置及氣動輔助元件 5 1 1氣源裝置4 空氣干燥器對于一些精密機械 儀表等裝置需使用空氣干燥器進一步清除水分 不能清除油分 空氣干燥器可分為吸附式空氣干燥器 冷凍式空氣干燥器和高分子隔膜式空氣干燥器三種 如右圖所示為吸附式空氣干燥器 它是利用具有吸附性能的吸附劑來吸附水分以達到干燥的目的 其除水效果最好 如硅膠 鋁膠或分子篩等吸附劑可根據(jù)需要進行選用 焦炭也可作為吸附劑 其具有成本低 使用簡便的優(yōu)點 吸附式空氣干燥器 89 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 1氣源裝置及氣動輔助元件 5 1 2氣動輔助裝置1 分水濾氣器2 油霧器3 消聲器 1 擋水板 2 濾芯 3 濾杯 4 旋風擋板 5 排放螺栓 分水濾氣器不能分離懸浮油霧粒子 這是由于處于干燥狀態(tài)的微小油粒 2 3 m 很難附著于固體表面 因此 需要使用帶凝聚式濾芯的油霧器使油霧粒子與空氣分離 普通型油霧器也稱為全量式油霧器 它可使霧化后的油霧全部隨壓縮空氣輸出 噪聲的強弱隨排氣的速度 排量和空氣通道的形狀而變化 排氣速度和功率越大 噪聲也越大 為了降低噪聲可在排氣口安裝消聲器 目前使用的消聲器種類繁多 但根據(jù)消聲原理不同可分為阻性消聲器 抗性消聲器 阻抗復(fù)合式消聲器及多孔擴散式消聲器 90 返回 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 1氣源裝置及氣動輔助元件 5 1 2氣動輔助裝置4 管道連接裝置5 氣液轉(zhuǎn)換裝置 1 上蓋 2 緩沖板 3 筒體 4 浮子 5 下蓋 6 拉桿 7 油位計 管道連接裝置包括管子和各種管接頭 其作用是將氣動執(zhí)行元件 氣動控制元件以及氣動輔助元件等連接成一個完整的氣動系統(tǒng) 管子可分為硬管和軟管兩種 如總氣管和支氣管等一些固定不動的 不需要經(jīng)常裝拆的地方 使用硬管 連接運動部件和臨時的回路應(yīng)使用軟管 軟管可分為純銅管 塑料管 尼龍管 橡膠管 金屬編織塑料管以及撓性金屬導(dǎo)管等 常用的是純銅管和尼龍管 氣壓能 液壓能 91 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 2氣動執(zhí)行元件 5 2 1氣缸氣缸是氣動系統(tǒng)的執(zhí)行元件之一 它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能并驅(qū)動工作機構(gòu)作往復(fù)直線運動或擺動的裝置 與液壓缸比較 它具有結(jié)構(gòu)簡單 制造容易 工作壓力低和動作迅速等優(yōu)點 故應(yīng)用十分廣泛 1 氣缸的分類氣缸種類很多 結(jié)構(gòu)各異 分類方法也多 常用的有以下幾種 1 按壓縮空氣在活塞端面作用力的方向不同分為單作用氣缸和雙作用氣缸 2 按結(jié)構(gòu)特點不同分為活塞式氣缸 薄膜式氣缸 柱塞式氣缸和擺動式氣缸等 3 按安裝方式可分為耳座式氣缸 法蘭式氣缸 軸銷式氣缸 凸緣式氣缸 嵌入式氣缸和回轉(zhuǎn)式氣缸等 4 按功能分為普通氣缸 緩沖氣缸 氣 液阻尼缸 沖擊氣缸和步進氣缸等 返回 92 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 2氣動執(zhí)行元件 5 2 1氣缸2 氣缸的工作原理大多數(shù)氣缸的工作原理與液壓缸相同 介紹幾種具有特殊用途的氣缸 1 氣 液阻尼缸 a 為串聯(lián)式氣 液阻尼缸 它由氣缸和液壓缸串聯(lián)而成 b 為并聯(lián)式氣 液阻尼缸 它由氣缸和液壓缸并聯(lián)而成 其工作原理和作用與串聯(lián)式氣 液阻尼缸相同 1 氣缸 2 液壓缸 3 高位油箱 93 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 2氣動執(zhí)行元件 5 2 1氣缸2 氣缸的工作原理2 薄膜式氣缸薄膜式氣缸是一種利用膜片在壓縮空氣作用下產(chǎn)生變形來推動活塞桿作直線運動的氣缸 薄膜式氣缸與活塞式氣缸相比較 具有結(jié)構(gòu)緊湊 簡單 成本低 維修方便 壽命長和效率高等優(yōu)點 3 沖擊氣缸沖擊氣缸是把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞和活塞桿的高速運動 輸出動能 產(chǎn)生較大的沖擊力 打擊工件做功的一種氣缸 右圖所示為沖擊氣缸結(jié)構(gòu)示意圖 1 缸體 2 中蓋 3 缸體 4 端蓋 5 活塞 6 排氣塞 7 端蓋 94 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 2氣動執(zhí)行元件 5 2 2氣動馬達氣動馬達是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機械能的裝置 氣動馬達有葉片式 活塞式 齒輪式等類型 使用最廣泛的是葉片式和活塞式 如右圖所示 當壓縮空氣從進氣口進入氣室后立即噴向葉片1 作用在葉片的外伸部分 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩帶動轉(zhuǎn)子2作逆時針轉(zhuǎn)動 輸出機械能 若進氣 出氣口互換 則轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn) 輸出相反方向的機械能 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的離心力和葉片底部的氣壓力 彈簧力 圖中未畫出 使得葉片緊貼在定子3的內(nèi)壁上 以保證密封 提高容積效率 雙向旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達1 葉片 2 轉(zhuǎn)子 3 定子 95 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 3氣動控制元件 5 3 1壓力控制閥壓力控制閥主要用來控制氣動系統(tǒng)中氣體的壓力 按照其作用可分為以下三類 1 當輸入壓力變化時 能保證輸出壓力不變的壓力控制閥 如減壓閥 定值器等 2 用于保持一定的輸入壓力的壓力控制閥 如溢流閥等 3 根據(jù)不同的壓力進行某種控制的壓力控制閥 如順序閥 平衡閥等 1 減壓閥減壓閥按其調(diào)壓方式可分為直動式減壓閥和先導(dǎo)式減壓閥兩種 直動式減壓閥是借助彈簧力直接操縱的調(diào)壓方式 先導(dǎo)式減壓閥是采用預(yù)先調(diào)整好的氣壓來代替直動式調(diào)壓彈簧進行調(diào)壓的 一般先導(dǎo)式減壓閥的流量 壓力特性比直動式減壓閥的好 返回 96 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 3氣動控制元件 5 3 1壓力控制閥1 減壓閥1 直動式減壓閥直動式減壓閥有穩(wěn)定的壓力輸出 2 先導(dǎo)式減壓閥先導(dǎo)式減壓閥的流量 壓力特性比直動式減壓閥的好 直動式減壓閥1 調(diào)節(jié)手柄 2 調(diào)壓彈簧 3 溢流閥 4 膜片 5 閥桿 6 反饋導(dǎo)管 7 進氣閥門 8 復(fù)位彈簧 先導(dǎo)式減壓閥1 膜片 2 噴嘴 3 擋板 4 上氣室 5 中氣室 6 下氣室 7 閥芯 8 排氣口 9 固定節(jié)流口 97 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 3氣動控制元件 5 3 1壓力控制閥2 溢流閥工作壓力超過調(diào)定壓力時 自動向外排氣 溢流閥是保持回路工作壓力恒定的壓力控制閥 而安全閥是防止氣動系統(tǒng)過載 保證氣動系統(tǒng)安全的壓力控制閥 1 調(diào)節(jié)手柄 2 調(diào)壓彈簧 3 活塞 1 直動式溢流閥 2 先導(dǎo)式溢流閥 98 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 3氣動控制元件 5 3 1壓力控制閥3 順序閥順序閥一般很少單獨使用 往往與單向閥配合在一起 構(gòu)成單向順序閥 如下圖所示 單向順序閥1 調(diào)節(jié)手柄 2 彈簧 3 活塞 4 單向閥 99 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 3氣動控制元件 5 3 2方向控制閥方向控制閥是氣動系統(tǒng)中通過改變壓縮空氣的流動方向和氣流的通 斷 來控制執(zhí)行元件起動 停止及運動方向的氣動元件 1 單向型方向控制閥只允許氣流在一個方向上通過 而反方向上則完全關(guān)閉 1 單向閥當氣流反向流動時 受氣壓力和彈簧力的作用 活塞關(guān)閉 P口和A口不相通 彈簧的作用是增加單向閥的密封性 防止低壓泄漏 100 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 3氣動控制元件 5 3 2方向控制閥1 單向型方向控制閥2 快速排氣閥快速排氣閥用于氣動執(zhí)行元件和裝置需快速排氣的場合 為了更好地利用快速排氣閥的快排特性 一般應(yīng)將該閥直接安裝在氣缸的排氣口上 這對于大缸徑氣缸及缸與閥之間管路較長的回路 尤為重要 101 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 3氣動控制元件 5 3 2方向控制閥2 換向型方向控制閥1 電磁換向閥易于實現(xiàn)電氣的聯(lián)合及遠距離控制 響應(yīng)快 應(yīng)用普遍 種類繁多 2 氣壓控制換向閥多用于組成全氣閥控制的氣動系統(tǒng)或易燃 易爆以及高凈化場合等 3 機械控制換向閥機械控制換向閥又稱為行程閥 此閥常依靠凸輪 擋塊或其他機械外力推動閥芯 使閥換向 多用于行程控制 作為信號閥使用 4 人力控制換向閥人力控制換向閥的操作機構(gòu)露在外部 為防止被人誤動作 應(yīng)有保護措施 可分為手動人力控制換向閥和腳踏人力控制換向閥兩種 5 延時換向閥利用延時控制的氣動元件稱為延時換向閥 它是一種時間控制元件 102 第5章氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成 5 3氣動控制元件 5 3 3流量控制閥在氣動系統(tǒng)中 流量控制閥就是通過變閥的通流截面積來實現(xiàn)流量控