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YCF（中职）机械基础（多学时）单元九教学课件单元九单元九 气压传动与液压传动气压传动与液压传动周静周静20162016年年3 3月月2020号号课题一 气压传动与液压传动的工作原理【学习目标】1.了解气压传动与液压传动的工作原理、基本参数和传动特点；2.理解气压传动与液压传动系统的组成及元件符号 气压传动与液压传动和同带传动、链传动、齿轮动等一样，是常用的传动形式。一、气压传动与液压传动的工作原理、特点及组成 传动类型项 目液 压 传 动气 压 传 动工作原理利用液压泵将原动机输出的机械能转变为液体的压力能，然后在控制元件的控制及辅助元件的配合下，利用执行元件将液体的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外做功。液压传动常以液压油为工作介质，依靠液体密封容积的变化来传递运动，依靠液体内部的压力传递动力的能量转换装置。利用空气压缩机将原动机输出的机械能转变为空气的压力能，然后在控制元件的控制及辅助元件的配合下，利用执行元件将空气的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外做功。气压传动以空气为工作介质，依靠气体密封容积的变化来传递运动，依靠气体内部的压力传递动力的能量转换装置。组成部分 动力部分：将原动机提供的机械能转换为液体压力能的装置,为系统提供压力油。如液压泵。气源装置：将原动机提供的机械能转换为气体压力能的装置,为系统提供压缩空气。如气泵、气站、三联件等。执行部分：将液压能转换为机械能，输出直线运动或旋转运动，并对外做功的装置。如液压缸、液压马达。执行元件：将气压能转换为机械能，输出直线运动或旋转运动，并对外做功的装置。如气缸、气动马达。控制部分：控制和调节液体的压力、流量、流动方向，以保证执行元件完成预期的工作运动。如各类阀、信号检测元件。控制元件：由主控元件、信号处理及控制元件组成，其中主控元件主要控制执行元件的运动方向；信号处理及控制元件主要控制执行元件的运动速度、时间、顺序、行程及系统压力等。如换向阀、顺序阀、压力控制阀、调速阀等辅助部分：将前三个部分连接在一起，组成一个系统，起输送、存贮、过滤、测量、密封等作用。如管件、管接头、油箱、滤油器、蓄能器、密封件、控制仪表等。辅助元件：将前三个部分连接在一起，组成一个系统，起输送、过滤净化、润滑、消音等、冷却、测量等作用。如气管、管接头、过滤器、油雾器、消音器。一、气压传动与液压传动的工作原理、特点及组成 传动类型项 目液 压 传 动气 压 传 动 工作特点 优点：无级调速。（1）能实现速度、扭矩、功率的无级调节，调速范围宽。（2)传动平稳，便于实现频繁换向和过载保护。（3）易于获得很大的力或力矩，承载能力大。（4）在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，结构紧凑。（5）液压元件已系列化、标准化，便于设计、制造。（6）易于控制和调节，便于构成“机一电一液一光”一体化，且易实现过载保护。（7）元件自润滑性好，使用寿命长。优点：（1）以空气为工作介质，用量不受限制，排气处理简单，不污染环境。（2）气动装置结构简单、轻便，安装维护简单。(3）安全可靠。可应用于易燃、易爆、多尘埃、辐射、强磁、振动、冲击等恶劣环境中。若系统过载，执行元件会停止或打滑。（4）空气流动损失小，压缩空气可集中供气，便于远距离输送。(5)与液压传动相比，具有动作迅速、反应快、维护简单，管路不易堵塞的特点，且不存在介质变质、补充和更换等问题。缺点：（1）存在泄漏，传动比不准确，传动效率低。（2）易污染环境。（3）对油液质量及元件精度、安装调整、维护要求高，维修保养较困难。（4）不宜在温度很高或很低的条件下工作。缺点：（1）速度稳定性差，气缸的动作速度受负载变化的影响较大。(2)工作压力较低，一般低于1.5MPa。不适用于重载系统。(3）噪声大，排放空气的声音很大，需要加装消音器。工程实例分析：1.图9-1-3所示为气动剪切机的气压传动系统，其工作过程具体分析如下：(a)气动剪切机的气压传动系统 图9-1-3 气动剪切机的气压传动系统1-空气压缩机，2-后冷却器，3-油水分离器，4-贮气罐，5-分水滤气器，6-减压阀，7-油雾器，8-行程阀，9-换向阀，10-气缸，11-工料 剪切前：图a中，空气压缩机1产生的压缩空气经后冷却器2、油水分离器3、贮气罐4、分水滤气器5、减压阀6、油雾器7到达换向阀9，小部分气体经节流通路a进入换向阀9的下腔A，使上腔弹簧压缩，换向阀9的阀芯位于上端；大部分压缩空气经换向阀9由b路进入气缸10的上腔，而气缸的下腔经 c路、换向阀9与大气相通，使气缸活塞处于最下端位置。剪切：当上料装置把工料11送入剪切机并到达规定位置时，工料压下行程阀8，换向阀9的阀芯下腔压缩空气经d路、行程阀8排入大气，在弹簧的推动下，换向阀9阀芯向下运动至下端；压缩空气则经换向阀9后由c路进入气缸10的下腔，上腔经b路、换向阀9与大气相通，气缸活塞向上运动，带动剪刀上行剪断工料。剪切后：工料剪下后，与行程阀8脱开，8的阀芯在弹簧作用下复位，d路堵死，换向阀9的阀芯上移，气缸活塞向下运动，又恢复到剪切前的状态。2.图9-1-4为机床工作台液压传动系统，其工作过程具体分析如下：(a)气动剪切机的气压传动系统 （b)图形符号表示的工作原理图 图9-1-4 机床工作台液压传动系统 1-油箱，2-过滤器，3-液压泵，4-压力计，5-机床工作台，6-液压缸，7-换向阀，8-节流阀，9-溢流阀 电动机带动液压泵3工作，液压泵从油箱1吸油，经过滤器2输入到压力油管中，再经节流阀8、手动换向阀7流入液压缸6。（1）当换向阀7的阀芯处于中间位置时，换向阀的进、回油口P、A、B、O均被堵死，使液压缸两油腔既不进油也不回油，活塞停止运动，工作台停止。此时，液压泵3输出的压力油液全部经过溢流阀9流回油箱1，即在液压泵继续工作的情况下，也可以使工作台在任意位置停止。（2）当手动换向阀阀芯向左拉时，则油口P与B、A与O分别相通。压力油经油口P、B流入液压缸右腔，液压缸左腔油液经油口A、O流回油箱，液压缸活塞左移，带动工作台5左移。（3）当手动换向阀阀芯向右拉时，则油口A与P相通、B与O相通，压力油经油口P、A流入液压缸左腔，液压缸右腔油液经油口B、O流回油箱，液压缸活塞右移，带动工作台5右移。二、气（液）压元件的图形符号 图形符号只表示元件的功能、操作（控制）方法及外部连接口，不表示元件的具体结构及参数、连接口的实际位置和元件的安装位置。三、气（液）压传动的基本参数1.压力:垂直压在单位面积气（液）体上的力称为压力，用字母p表示，P=F/A。其国际单位制的单位为帕斯卡，即N/m2(牛/米2)，符号为Pa。1Mpa=103kPa=106Pa2.流量:单位时间内流过某一通道截面的气（液）体体积称为流量，用字母 q表示。q=V/t 其国际单位为m3/s,工程单位为L/min,1 m3/s=6104 L/min课题二 气压传动【学习目标】1.了解气源装置及辅助元件的结构；2.了解气动控制元件与基本回路的组成、特点和应用3.能识读一般气压传动系统图。一、气压传动元件（一）气源装置及气动辅助元件1.气源装置的工作流程参图9-2-1。图9-2-1 气源装置的工作流程图气源装置的组成见表9-2-1。表9-2-1 气源装置的组成组成部分结构示意图图形符号作用空气压缩机产生压缩空气的装置，它将机械能转化为气体的压力能。使用最广泛的是活塞式压缩机。工业中使用的活塞式压缩机通常是两级的。组成部分结构示意图图形符号作用后冷却器将空气压缩机出口的压缩空气冷却至40以下，使压缩空气中的油雾和水汽达到饱和，析出并凝结成油滴和水滴分离出来，以便将其清除，达到初步净化压缩空气的目的。后冷却器有风冷式和水冷式两大类，油水分离器 手动 自动将经后冷却器降温析出的水滴和油滴等杂质从压缩空气中分离出来储气罐消除气源输出气体的压力脉动，储存一定数量的压缩空气，解决短时间内用气量大于空气压缩机输出气量的矛盾，保证供气的连续性和平稳性，并进一步分离压缩空气中的水分和油分。干燥器进一步除去压缩空气中含有的水分、油分和颗粒杂质等，使压缩空气干燥。2.气动辅助元件气动系统中主要的辅助元件参表9-2-2。表9-2-2 气动系统的主要辅助元件元件名称结构示意图图形符号 相关说明空气过滤器分离压缩空气中含有的水分、油分以及灰尘等杂质，使压缩空气得到净化。油雾器1-输入口；2-小孔；3-喷油小孔；4-输出口；5-储油杯；6-单向阀；7-可调节流阀；8-视油器；9-油塞；10-特殊单向阀；11-吸油管；把润滑油雾化后注入压缩空气中，随着压缩空气进入需要润滑的部件，达到润滑气动元件的目的。元件名称结构示意图图形符号 相关说明气动三联件空气过滤器、油雾器和减压阀装在一起称为气源处理三联件。空气过滤器安装在减压阀之前，油雾器安装在减压阀之后，即压缩空气经空气过滤器至减压阀，再经油雾器输出。消声器吸收型消声器消除和减弱当压缩空气直接从气缸或换向阀排向大气时所产生的噪声。消声器应安装在气动装置的排气口。（二）气动执行元件气动执行元件的功能是将压缩空气的压力能转换成机械能。常用的气动执行元件参表9-2-3。表9-2-3 气动执行元件元件名称结构示意图图形符号 相关说明气缸 单作用气缸压缩空气只能使活塞向一个方向运动，另一个方向的运动需要借助外力，如重力、弹簧力等。常用于行程短，对输出力和运动速度均要求不高的场合 双作用气缸压缩空气交替地从气缸两端进入并排出，推动活塞往复运动。常用于机械及包装机械设备。元件名称结构示意图图形符号 相关说明摆动气缸 叶片式摆动气缸一种在一定角度范围内往复摆动的气动执行元件，多用于物体的转位、工作的翻转、阀门的开闭等场合。气动马达 叶片式气动马达1-定子；2-转子；3-叶片将压缩空气的压力能转换成机械能，驱动机构作旋转运动，输出转矩。最常用的是叶片式和活塞式。叶片式主要用于风动工具、高速旋转机械及矿山机械等。（三）气动控制元件 气动控制元件是控制压缩空气的流动方向、压力和流量或发送信号的元件，分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。此外，还有通过控制气流方向和通断以实现各种逻辑功能的气动逻辑元件等。表9-2-4 常用气动控制元件 名称 图形符号 相关说明方向阀单向阀用来控制气流只能单向通过的方向控制阀。气体只能从p1流向p2，反向时单向阀内的通路则会被阀芯封闭。换向阀主要功能是改变气体流动方向，从而改变气动执行元件的运动方向。阀芯相对于阀体所具有的不同工作位置称为“位”，图形符号中一个方框代表一个工作位置；换向阀与系统相连的接口数目称为“通”。图形符号中“、”表示油口连通关系；“、丅”表示油口堵塞。换向阀的常用控制方法 名称 图形符号 相关说明压力控制阀减压阀（调压阀）将较高的输入压力调整符合设备使用要求的压力，并保持输出压力的稳定。溢流阀（安全阀）当贮气罐或气动回路压力超过某气压安全阀定值时，安全阀打开向外排气，起过载保护作用。顺序阀依靠回路中压力的变化来控制执行机构按顺序动作。流量控制阀节流阀通过改变阀的通流面积来调节流量，以达到改变执行机构运动速度的目的排气节流阀由节流阀和消声器组合而成。安装在排气口上，通过控制排入大气中的气体流量来改变执行机构的速度，并通过消声器减少排气声音。二、气动基本回路 气动系统与液压系统一样，无论多复杂，也都是由一些基本回路组成的。这些回路按其控制目的和功能不同，可分为换向控制回路、压力控制回路、位置控制回路和速度控制回路等，见表9-2-5。表9-2-5气动基本回路回路类型回路图相关说明压力控制回路利用减压阀控制执行元件的输出压力回路类型回路图相关说明换向控制回路 单作用气缸换向回路a图用二位三通电磁阀控制气缸上、下运动。当电磁铁通电时，气缸向上运动，失电时气缸在弹簧作用下返回。b图用三位五通先导式电磁阀控制气缸上、下和停止的回路。气缸可停于任何位置，但定位精度不高。双作用气缸换向回路图a为用小通径的手动阀控制二位五通主阀来操纵气缸换向的回路；图b为用二位五通双电控阀控制双作用缸的换向回路；图c为用两小通径的手动阀与二位四通主阀来控制气缸换向的回路；图d为用三位四通电磁换向阀控制气缸换向并有中停的回路。回路类型回路图相关说明速度控制回路 单作用气缸速度控制回路图a用两个反向安装的单向节流阀分别控制活塞杆的伸出及缩回的速度。图b中，气缸上升时可调速，下降时则通过快速排气阀排气，使气缸快速返回。双作用气缸速度控制回路图a所示为双作用气缸的进气节流调速回路。图b所示为双作用气缸的排气节流调速回路。排气节流的运动比较平稳。回路类型回路图相关说明 缓冲回路图为由速度控制阀和行程阀配合使用的缓冲回路。当活塞向右运动时，缸右腔的气体经行程阀再由三位五通阀排掉，当活塞运动到末端，活塞杆上的挡块碰到行程阀时，行程阀切换，气体就只能经节流阀排出，这样活塞运动速度就得到了缓冲。延时控制回路 延时断开回路当操作手动阀时，储气罐被充气，压力很快上升，换向阀立刻被切换并有气体输出。松开手动阀后，由于储气罐储存的压缩空气经节流阀排空需一段时间，故换向阀的控制信号延时撤除，使换向阀延时换向。延时接通回路当按下手动阀时，其输出分为两路，一路至换向阀的左侧，使该阀换向（处于左位），气缸无杆腔进气，有杆腔排气，活塞杆伸出。另一路经单向节流阀的节流阀向储气罐充气，待储气罐中的压力升高至差动型换向阀的切换压力时，该阀换向（处于右位），使有杆腔进气，无杆腔排气，活塞杆缩回。延时时间的长短可根据需要选择不同大小的储气罐或调节单向节流阀来实现。三、气动系统图的识读 本气动灌装机的动作要求为：当把需灌装的瓶子放在工作台上后，脚踩下启动按钮，气缸前伸开始灌装；在灌装完毕后气缸快速自动退回，准备第二次灌装。1图形符号的解读气压传动系统图中图形符号所对应的元件如下：1-气源；2-气动三联件；3-脚动式二位三通换向阀，4、5-机动式二位三通换向阀；6-双气控二位五通换向阀；7-快速排气阀；8-双作用气缸。2.动作回路分析（1）初始状态：压缩空气经主控阀6的右位进入气缸8的右腔，活塞杆收回至左端，并压下行程阀4。（2）灌装：脚踏下阀3：气源1-气动三联件2-换向阀3左位-换向阀4左位-换向阀6左位工作 进气路：气源1-气动三联件2-换向阀6左位-快速排气阀7-缸8左腔（活塞右移，活塞杆伸出）排气路：缸8右腔-换向阀6左位-大气 活塞杆伸出超过位置4时，阀4在弹簧力的作用下复位，右位接入系统工作，阀6 左边的控制压缩空气断开。（3）快速退回：活塞杆运行到位置5时，将行程阀5压下，使其左位接入系统工作，使主控阀6右位接入系统工作。进气路：气源1-气动三联件2-换向阀6右位-缸8右腔 排气路：缸8左腔-快速排气阀7-大气（活塞左移，活塞杆快速收回）活塞杆收回时，行程阀5在弹簧力的作用下复位；退回至4位置时，又将行程阀4压下等待下一轮动作。课题三课题三 液压传动液压传动【学习目标】1.了解液压动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件的结构,理解其工作原理；2.了解液压传动基本回路的组成、特点和应用；3.能识读一般液压传动系统图一、常用液压元件（一）液压动力元件1液压泵的工作原理 液压系统的动力元件通常为液压泵，其功能是将原动机的机械能转换成液压油的压力能，为液压系统提供具有一定压力和流量的液压油 图9-3-1 单柱塞液压泵的工作原理图 图9-3-1所示为单柱塞液压泵的工作原理图。柱塞向右移动时，密封腔a的容积变大形成局部真空，油箱中油液在大气压作用下，顶开单向阀1、关闭单向阀2，流入密封腔a，液压泵吸油；当柱塞向左移动时，密封腔a的容积变小，油液受挤压，顶开单向阀2、关闭单向阀1，压入系统，液压泵压油。原动机驱动偏心轮不断旋转，柱塞往复运动，液压泵就不断地吸油和压油，这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能输出。由此可见，液压泵是靠密封容积的交替变化实现吸油和压油的，故常称为容积式泵。2.液压泵的分类 液压泵的常用分类方法及类型参表9-3-1.表9-3-1 液压泵的分类分类方法分类方法 泵的类型泵的类型按泵的结构型式旋转式液压泵齿轮泵外啮合式内啮合式叶片泵单作用式双作用式柱塞泵轴向式径向式螺杆泵往复式液压泵按泵输出的流量能否调节定量液压泵变量液压泵按泵输油方向能否改变单向泵双向泵按泵的额定压力低压泵（压力02.5Mpa）中压泵（压力2.58Mpa）中高压泵（压力816Mpa）高压泵（压力1632Mpa）超高压泵（压力大于32Mpa）3.常用液压泵常用液压泵参表9-3-2.表9-3-2 常用液压泵类别结构示意图相关说明外啮合齿轮泵依靠泵体、泵盖、齿轮的齿槽形成多个密封腔，轮齿啮合线将左右密封腔隔开形成吸、压油腔。齿轮按图示方向旋转时，吸油腔（左侧）内的轮齿不断脱开啮合，密封容积不断增大而形成真空，吸油；压油腔（右侧）内的轮齿不断进入啮合，密封容积不断减小，压油。外啮合齿轮泵结构简单，制造方便，成本低；自吸性能好；对油液污染不敏感；但输油量不均，噪声大，只能作定量泵。主要应用于低压液压传动系统中。内啮合齿轮利用齿间密封容积的变化实现吸、压油。内啮合齿轮泵结构紧凑，工作容积大，转速高，噪声小，流量脉动小，但齿形复杂，加工困难。可以用于中低压场合。类别结构示意图相关说明叶片泵 单作用叶片泵 双作用叶片泵利用定子、转子、叶片间密封容积的变化实现吸、压油。叶片泵流量均匀，运转平稳，结构紧凑，噪声小，工作压力高，容积效率较高；但结构复杂，自吸性能差，对工作油液的污染较敏感。主要用于对速度平稳性要求较高的中压系统。类别结构示意图相关说明柱塞泵 径向柱塞泵 轴向柱塞泵 利用柱塞底部与柱塞孔间的密封容积的变化实现吸、压油。柱塞泵泄漏量小，容积效率高，能承受较高的压力，流量容易调节，但结构复杂，价格高，对油液的污染敏感。一般用于高压、大流量及流量需要调节的液压系统。4.常见液压泵的图形符号 常见液压泵的图形符号参表9-3-3.表9-3-3 常见液压泵的图形符号泵的类型单向定量泵单向变量泵双向定量泵双向变量泵图形符号（二）液压执行元件 液压缸是液压系统的执行元件，它完成液体压力能转换成机械能的过程，实现执行元件的直线往复运动。液压缸可分为活塞式、柱塞式和摆动式三种。应用最普遍的是活塞式液压缸。其结构参图9-3-2、9-3-3。其工作原理是：一端油口进油，另一端油口回油，压力油作用在活塞上形成一定的推力使得活塞杆前伸或后缩。图9-3-2 双活塞杆液压缸的结构 图9-3-3 单活塞杆液压缸的结构 常用液压缸的图形符号参表9-3-4.表9-3-4 常用液压缸的图形符号液压缸的名称 图形符号 相关说明单活塞杆液压缸单作用缸 活塞在压力油作用下只能作单方向运动，返回行程是须借助于运动件的自重或其他外力将活塞推回双作用缸 单边有杆，往复两个方向的运动都由压力油作用实现。双向推力和速度不等双活塞杆液压缸单作用缸 活塞的两侧都装有活塞杆，只能向活塞一侧供给压力油，返回行程通常利用弹簧力、重力或外力推回双作用缸 双边有杆，双向液压驱动，可实现等速往复运动伸缩液压缸单作用缸 以短缸获得长行程。用液压油由大到小逐节推出，靠外力由小到大逐节缩回双作用缸 双向液压驱动，伸出由大到小逐节推出，由小到大逐节缩回柱塞式液压缸 柱塞仅单向运动，返回行程是利用自重或负荷将柱塞推回齿条传动液压缸 活塞的往复运动经装在一起的齿条驱动齿轮获得往复回转运动（三）液压控制元件 在液压传动系统中，为了控制与调节液流的方向、压力和流量，以满足工作机械的各种要求，就要用到控制阀。控制阀又称液压阀，简称阀。控制阀分为方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀三大类。1.方向控制阀 方向控制阀是用来控制油液的流动方向。按用途分为单向阀和换向阀。(1).单向阀 单向阀控制油液只能向一个方向流动，而不能反方向流动。常用单向阀参表9-3-5.表9-3-5 常用单向阀元件名称 结构示意图图形符号相关说明 普通单向阀 当油液从P1口流入时，油液压力克服弹簧的弹力和阀芯移动的摩擦力，使阀芯右移，打开阀口，油液通过阀芯上的径向孔、轴向孔，从P2口流出。当油液从P2流入时，油液压力及弹簧力使阀芯紧压在阀体上，P2与P1口不通，油液不能流通。液控单向阀 当控制口K未通压力油时，功能与普通单向阀一样，压力油只能由P1流向P2，反向截止；控制口K通压力油时，活塞、顶杆右移，推动阀芯右移，油口P1与P2连通，允许油液双向流通。（2）换向阀 按阀芯的运动方式分为滑阀和转阀，常见的是滑阀。滑阀利用阀芯相对阀体位置的变化，实现油路接通或关断，使液压执行元件起动、停止或变换运动方向。表9-3-6 滑阀的工作原理阀芯位置工作示意图相关说明阀芯处于中位油口P、O、A、B均堵塞，液压腔两腔不通压力油，处于停止状态阀芯处于右位油口P与油口B通，油口A与油口O通,液压缸下腔进油，上腔回油，活塞向上移动。阀芯处于左位油口P与油口A通，油口B与油口O通,液压缸上腔进油，下腔回油，活塞向下移动。滑阀的结构如图9-3-4所示。图9-3-4 滑阀结构各类换向阀的图形表达方式参表9-3-7。项目 图形符号说明位一位二位三位“位”是指阀芯的工作位置数，用方格表示项目 图形符号说明位与通二位二通二位三通二位四通 箭头表示 两油口连通，但不表示流向。堵塞符号，表示油口不通流。一个方格内，箭头、堵塞符号与 方格的交点数为油口通路数，称为“通”。三位阀的中位、二位阀画有弹簧的一格为阀的常态位。常态位应画出外部连接油口（格外画短竖线）二位五通三位四通三位五通阀口标志压力油的进油口通油箱的回油口连接执行元件的工作油口PTA、B 换向阀的控制方式和复位弹簧符号画在主体符号两端任意位置上。换向阀常用的控制方式符号参表9-3-8。表9-3-8 换向阀常用的控制方式符号 控 制 方式手动按钮弹簧复位脚 踏操作弹簧复位手 柄操作带 定位的手柄操作机动式操控液 动式电 磁动式电 液式滚 轮式顶 杆式图形符号 三位换向阀在中位（常态位）时，各油口的连通方式称为中位机能。中位机能不同，阀在常态时对系统的控制性能不同。三位四通换向阀常见的中位机能型号、图形符号及特点参表9-3-9。表9-3-9 三位四通换向阀常见的中位机能型号结构简图图形符号中位通路状况、特点及应用O各油口全封闭；液压泵及系统不卸荷，液压缸闭锁。液压缸充满油，从静止到启动平稳，制动时运动惯性引起液压冲击较大，换向位置精度高。可用于多个换向阀的并联工作。H各油口全连通；液压泵及系统卸荷，活塞在液压缸中浮动。液压缸从静止到启动有冲击，制动比O型平稳，换向位置变动大。Y进油口封闭，液压缸两腔与回油口连通；泵及系统不卸荷，活塞在液压缸中浮动，液压缸从静止到启动有冲击，制动性能介于O型和H型之间P回油口封闭，液压缸两腔与进油口连通；泵及系统不卸荷，可实现差动连接，液压缸从静止到启动平稳，换向位置变动比H型小。应用广泛M进油口与回油口连通；缸闭锁，泵及系统卸荷，液压缸从静止到启动较平稳，制动性能与O型相同，可用于泵卸荷、液压缸闭锁的系统中。2.压力控制阀 利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作。表9-3-10 常见的压力控制阀元件名称结构示意图图形符号相关说明溢流阀直动式压力油经P口、径向孔、阻尼孔至阀芯下端，当系统压力超过调定值时，阀芯下端油压力克服弹簧力，阀芯上移，阀打开，溢流稳压。进油口压力可通过调压弹簧调节。结构简单，成本低，但压力稳定性差，只用于低压系统中。先导式压力油经P口及主阀芯径向孔，通过阻尼孔f到达主阀芯下端，通过阻尼孔e、b、c到达先导阀阀芯右端，当系统压力超过调定值时，先导阀芯左移，主阀芯上移，溢流稳压。进油口压力可通过调压弹簧调节。压力稳定、波动小，主要用于中压系统中。元件名称结构示意图图形符号相关说明减压阀直动式 常态时，P、A口连通，当A口压力超过调定值时，阀芯右移，P口的进油压力和流量减小，实现减压。先导式 由主阀与先导阀组成，高压油p1经减压缝隙h后降为p2，经出油口B输出。当输出压力超过调定值时，先导阀打开，主阀芯上移，减压缝隙开口减小，调节压力至调定值。出油口压力可通过调压弹簧调节。元件名称结构示意图图形符号相关说明顺序阀直动式进油口压力p1能克服弹簧力时，阀芯上移，p1口与p2口连通先导式 进油口压力p1能克服先导阀弹簧力时，先导阀阀芯、主阀芯上移，p1口与p2口连通。压力继电器压力油通过P口作用于柱赛底部，当油压力能克服弹簧力时，柱赛上移，推动顶杆上移，触动微动开关发出信号，控制电气元件动作。是一种液-电信号转换元件。3.流量控制阀 流量控制阀的作用是控制液压系统中液体的流量，它依靠改变阀口通流面积的大小来调节通过阀口的流量，达到调节执行元件运动速度的目的。表9-3-11 常用的流量控制阀元件名称结构示意图图形符号相关说明普通节流阀压力油从进油口P1进入，通过孔b、阀芯右端的节流口、孔a,再通过出油口P2流出。通过旋转手柄，使阀芯左右移动，改变节流口的通流面积调节出口流量。调速阀由减压阀和节流阀串联组成，可以使节流阀前后的压力差保持不变。一般用于运动速度要求平稳的场合。4.液压辅助元件 液压辅助元件也是液压系统的基本组成之一。常用的辅助元件参表9-3-12.表9-3-12 常用的液压辅助元件元件名称图形符号实物图功用蓄能器 储存或释放油液的压力能，补偿泄漏，保持系统压力恒定，减小系统压力的脉动冲击。过滤器 滤清油液中的杂质，保证系统管路畅通，使系统正常工作。分为粗过滤器和精过滤器。油箱 储油，散发油液中的热量，释放混在油液中的气体，沉淀油液中的杂质等。二、液压基本回路 表9-3-13 液压基本回路 回路类型回路原理图说明方向控制回路换向回路电磁铁得电，换向阀左位工作，活塞杆右移；反之，活塞杆左移。换向阀可用二位（或三位）、四通或五通；控制方式可人力、机械或电气。闭锁回路两电磁铁均失电时，液压缸的两工作油口中被封闭，可实现执行元件在任意位置停止，防止其停止后的蹿动。除“O”型机能外，还可用“M”型机能或液控单向阀实现闭锁回路。回路类型回路原理图说明压力控制回路压力调定回路通过溢流阀调定系统的压力，系统中可安装多个不同调定值的溢流阀实现系统的多级压力调定。减压回路通过减压阀使局部油路或个别执行元件得到比主系统低的压力。增压回路通过增压缸使局部油路或个别执行元件得到比主系统高的压力。卸荷回路 卸荷回路可使液压泵输出的油液以最小的压力直接流回油箱，以减小泵的输出功率，减小系统发热，延长泵的使用寿命。可采用二位二通换向阀短接或滑阀的“M”、“K”型机能实现泵的卸荷 回路类型回路原理图说明速度控制回路进油路节流调速回路 节流阀装在执行元件的进油路上，调节节流阀控制进入缸的流量。结构简单，但系统效率低，速度稳定性差。一般应用于功率较小、负载变化不大的液压系统中。回油路节流调速回路 节流阀装在执行元件的回油路上，调节节流阀控制进入缸的流量。运动的平稳性比进油节流调速回路好。广泛应用于功率不大、负载变化较大或运动平稳性要求较高的液压系统中。旁油路节流调速回路 节流阀装在与执行元件并联的旁油路上，调节节流阀控制进入缸的流量。效率较高，速度平稳性较差，仅用于高速、重载、对速度平稳性要求不高的场合。回路类型回路原理图说明速度控制回路容积调速回路 通过改变变量泵的排量，调节执行元件的运动速度。压力和流量损耗小，效率高，适用于功率较大的液压系统中。容积、节流复合调速回路同时采用变量泵、调速阀调节执行元件的运动速度。效率高，发热量小，执行元件的运动速度基本不受负载变化的影响。速度换接回路 采用流量阀短接，使执行元件实现快速与慢速的互换。也可采用调速阀的串、并联实现执行元件速度的互换。回路类型回路原理图说明顺序动作回路用压力控制的顺序动作回路 通过不同压力调定值的顺序阀或压力继电器控制执行元件实现“夹紧-工进-快退-松开”的动作顺序。普遍采用的是压力继电器控制；采用顺序阀的回路，仅适用于液压缸数量不多、负载阻力变化不大的液压系统。用行程控制的顺序动作回路 通过行程阀或行程开关控制执行元件的动作顺序。行程控制的回路，工作可靠，但改变动作顺序较困难；行程开关控制的回路，改变动作顺序和行程方便，但电气线路复杂，可靠必取决于电气元件的质量。三、液压传动系统图的识读 以MJ-50型数控车床的液压系统（如图9-3-5）为例说明液压传动系统图的识读方法。图9-3-5 MJ-50型数控车床的液压系统 1.图形符号的解读 液压系统图中图形符号所对应的元件如下：1-单向变量泵；2-单向阀；3-二位四通电磁换向阀；4、6-二位四通电磁换向阀（单电磁铁）；5-三位四通电磁换向阀（O型机能）；7-三位四通电磁换向阀（H型机能）；8、9、10-先导型减压阀；11、12、13-单向调速阀；14、15、16-压力表；17-单出杆液压缸（卡盘松夹缸）；18-液压马达（刀架转位马达）；19-单出杆液压缸（刀架松夹缸）；20-单出杆液压缸（活塞杆固定，尾座套筒伸缩缸）2.动作回路分析(1)卡盘松夹 夹紧回路：进油路：变量泵1-单向阀2-减压阀8-换向阀4左位（3YA不得电）-换向阀3左位（1YA得电，2YA失电）-缸17右腔（活塞左移）回油路：缸17左腔-换向阀3左位-油箱松开回路：进油路：变量泵1-单向阀2-减压阀8-换向阀4左位（3YA不得电）-换向阀3右位（1YA失电，2YA得电）-缸17左腔（活塞右移）回油路：缸17右腔-换向阀3右位-油箱 当卡盘处于高压夹紧状态时，夹紧力的大小由减压阀8来调整；当卡盘处于低压夹紧状态时，夹紧力的大小由减压阀9来调整（3YA得电），阀4右位工作。夹紧压力由压力表14来显示。(2)刀架松夹 刀架夹紧：进油路：变量泵1-单向阀2-换向阀6左位（4YA不得电）-缸19上腔（活塞下移）回油路：缸19下腔-换向阀6左位-油箱 刀架松开：进油路：变量泵1-单向阀2-换向阀6右位（4YA得电）-缸19下腔（活塞上移）回油路：缸19上腔-换向阀6右位-油箱（3）刀架的回转 4YA通电，刀架松开。刀架正转：进油路：变量泵1-单向阀2-换向阀5左位（8YA得电，7YA失电）-单向调速阀11中的节流阀-液压马达18的左腔（马达顺时针转）回油路：马达18的右腔-单向调速阀12中的单向阀-换向阀5左位-油箱 刀架反转：进油路：变量泵1-单向阀2-换向阀5右位（8YA失电，7YA得电）-单向调速阀12中的节流阀-液压马达18的右腔（马达逆时针转）回油路：马达18的左腔-单向调速阀11中的单向阀-换向阀5右位-油箱 等刀架转到位后，4YA断电，液压缸使刀架夹紧。（4）尾座套筒的伸缩 套筒的伸出：进油路：变量泵1-单向阀2-减压阀10-换向阀7左位（6YA得电，5YA失电）-缸20左腔（缸体左移）回油路：缸20的右腔-单向调速阀13中的单向阀-换向阀7左位-油箱 套筒的缩回：进油路：变量泵1-单向阀2-减压阀10-换向阀7右位（6YA失电，5YA得电）-单向调速阀13中的调速阀-缸20右腔（缸体右移）回油路：缸20的左腔-换向阀7右位-油箱课题四 气动（液压）传动回路的搭建【学习目标】用气压与液压元件搭建简单常用回路一、气动控制回路的搭建 在操作实验台上找出相应的元器件，搭建成图9-4-1所示的气动控制回路，要求活塞杆在手柄操纵下伸出，并能自动缩回到原位。图9-4-1 气动控制回路1.任务分析 图9-4-1所示的气动控制回路的工作过程如下：（1）初始状态：压缩空气经主控阀5的右位进入气缸6的右腔，活塞杆缩回至左端，并在a0 位置压下行程阀3，行程阀3左位接入系统。（2）活塞杆伸出 先操纵换向阀2的手柄，使其左位接入系统工作，压缩空气使阀5 的左位接入系统工作。进气路：空气压缩机1-换向阀5左位-缸6左腔（活塞右移，活塞杆伸出）排气路：缸6右腔-换向阀5左位-大气 活塞杆伸出超过位置a0时，行程阀3在弹簧力的作用下复位，右位接入系统工作，主控阀5 左边的控制压缩空气断开。（3）活塞杆退回：活塞杆伸出至位置 a1 时，将行程阀4压下，使其左位接入系统工作，压缩空气使阀5 的右位接入系统工作。进气路：空气压缩机1-换向阀5右位-缸6右腔（活塞左移，活塞杆缩回）排气路：缸左右腔-换向阀5右位-大气 活塞杆收回时，行程阀4在弹簧力的作用下复位；退回至a0位置时，又将行程阀3压下等待下一轮动作。2.搭建气动控制回路时，要遵循以下操作规程：（1）熟悉实训设备（气源的开关、气压的调整、管路的连接等）的使用方法；（2）检查所有气管是否有破损、老化，气管口是否平整；（3）打开气源时，手握气源开关观察一段时间，防止因管路没接好被打出；（4）打开气源观察、记录回路运行情况，对设备使用中出现的问题进行分析和解决；（5）完成操作后，及时关闭气源。3.设备及工具 气动综合实训台及配套工具。4.操作过程 （1）搭建步骤 根据气动控制回路中的图形符号找出各气动元件（参表9-4-1），并检查是否良好；表9-4-1 气动控制回路所用气动元件序号元件名称图形符号实物示意图数量1双作用单活塞杆气缸12双气控二位五通换向阀13机动二位三通换向阀2序号元件名称图形符号实物示意图数量4手动二位三通换向阀15三通接头若干6气管若干 在气压综合实训台上依次按照执行元件-主控阀-辅助控制阀-溢流阀的顺序 根据回路图进行主气路、控制气路的连接，管路连接；确认连接正确和可靠后，打开气源运行系统，根据气路图，调试回路实现回路的功能。（2）工艺要求 元件安装要牢固，不能出现松动；管路连接要可靠，气管插入插头要到底；管路走向要合理，避免管路过度交叉。图9-4-2 气动元件的布局与固定5.任务实施评价二、液压控制回路的搭建 在操作实验台上找出相应的元器件，搭建成图9-4-3所示的液压控制回路，要求活塞能精确停留在任意，且液压缸停止运动时，液压泵卸荷。图9-4-3 液压控制回路1.任务分析 图9-4-3所示的液压控制回路的工作过程如下：（1）活塞杆伸出 将换向阀5的手柄操纵至左位，使其左位接入系统工作。进油路：泵2-换向阀5左位-缸6左腔 回油路：缸6右腔-换向阀5左位-油箱 （2）活塞杆退回：将换向阀5的手柄操纵至右位，使其右位接入系统工作。进油路：泵2-换向阀5右位-缸6右腔 回油路：缸6左腔-换向阀5右位-油箱 （3）活塞的任意位置停留 在活塞伸出或缩回的过程，随机将换向阀5的手柄操纵至中位，使活塞停留在任意位置。2.搭建液压控制回路时，具体的操作规程：熟悉实训设备（液压泵、压力的调整、管路的连接等）的使用方法；检查所有油管是否有破损、老化，速接管口是否完好以防脱落漏油；打开液压泵时，观察一段时间，防止因管路没接好被打出或漏油；打开液压缸观察、记录回路运行情况，对设备使用中出现的问题进行分析和解决；完成操作后，及时关闭液压泵电源。3.设备及工具 液压综合实训台及配套工具。4.操作过程（1）搭建步骤 根据液压控制回路中的图形符号找出各液压元件（参表9-4-3），并检查型号是否正确，性能是否良好；表9-4-3 液压控制回路所用液压元件序号元件名称图形符号实物示意图数量1双作用单活塞杆液压缸12手动三位四通换向阀13直动式溢流阀1序号元件名称图形符号实物示意图数量4压力表15三通接头若干6油管若干 在液压综合实训台上依次按照执行元件-主控阀-辅助控制阀-溢流阀的顺序，并遵循从上至下的原则，将元件有序的安装在安装板上并固定好，如图9-4-4所示。图9-4-4 液压元件的布局与固定 根据回路图进行管路连接，并固定好管路。在连接液压元件时，要注意查看每个元件各油口的标号；确认连接正确和可靠后，启动油泵运行系统，根据图9-4-3，观察液压缸在运动中和运动终了后的变化；调试回路实现状态功能，操纵手动阀观察液压缸伸出和缩回的情况。停止泵的运转，关闭电源，拆卸管路，将元件清理放回原来位置。（2）工艺要求 元件安装要牢固，不能出现松动；管路连接要可靠，油管速接口接入要牢固；管路走向要合理，避免管路过度交叉 4.4.任务实施评价任务实施评价T h a n k Y o u!