液壓氣動(dòng)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)電大復(fù)習(xí)資料

液壓氣動(dòng)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì) 液壓傳動(dòng)在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，但不同專業(yè)的液壓機(jī)械其工作要求、工況特點(diǎn)、動(dòng)作循環(huán)都是不同的。因此，作為液壓機(jī)械主要部分的液壓系統(tǒng)，為了滿足液壓機(jī)械的各項(xiàng)技術(shù)要求，其系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理、所采用的液壓元件和作用特點(diǎn)等也不盡相同。在教材中介紹了 YT4543 型動(dòng)力滑臺(tái)、注塑機(jī)和船舶起貨機(jī)等三種機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)，分析它們的工作原理和性能特點(diǎn)，試圖通過這些實(shí)例使學(xué)習(xí)者掌握分析液壓系統(tǒng)的一般步驟和方法。但實(shí)際的液壓系統(tǒng)都比較復(fù)雜，要讀懂液壓系統(tǒng)圖并非易事，對于初學(xué)者來說還需要通 過大量的讀圖分析，循序漸進(jìn)，積累經(jīng)驗(yàn)，才能逐步掌握分析液壓系統(tǒng)的一般步驟和方法，下面再給出幾例供學(xué)習(xí)者參考： 例 1圖示液壓機(jī)械的動(dòng)作循環(huán)為快進(jìn)、一工進(jìn)、二工進(jìn)、快退、停止。讀懂液壓系統(tǒng)原理圖，分析系統(tǒng)中油液流動(dòng)情況，填寫電磁鐵動(dòng)作順序表，并說明系統(tǒng)的特點(diǎn)。 注：圖中 a1 和 a2 分別為閥 7 和閥 9 節(jié)流口的通流面積。 （ 1）系統(tǒng)油液流動(dòng)情況 快進(jìn) 進(jìn)油路 液壓泵 2三位四通換向閥 4（左位）液壓缸無桿腔； 回油路 液壓缸有桿腔二位二通閥 10（左位）三位四通 換向閥 4（左位）油箱。 一工進(jìn) 進(jìn)油路 液壓泵 2三位四通換向閥 4（左位）液壓缸無桿腔； 回油路 液壓缸有桿腔二位二通閥 6（左位）調(diào)速閥 7三位四通換向閥 4（左位）油箱。 二工進(jìn) 進(jìn)油路 液壓泵 2三位四通換向閥 4（左位）液壓缸無桿腔； 回油路 液壓缸有桿腔二位二通閥 8（左位）調(diào)速閥 9三位四通換向閥 4（左位）油箱。 快退 進(jìn)油路 液壓泵 2三位四通換向閥 4（右位）液壓缸有桿腔； 回油路 液壓缸無桿腔三位四通換向閥 4（右位）油箱。 （ 2）電磁鐵動(dòng)作順序表 電磁鐵 動(dòng)作 1DT 2DT 3DT 4DT 5DT 快進(jìn) 一工進(jìn) 二工進(jìn) 快退 停止 注：電磁鐵吸合標(biāo)“”，電磁鐵斷開標(biāo)“”。 （ 3）液壓系統(tǒng)的特點(diǎn) 本液壓系統(tǒng)調(diào)速回路屬于回油路節(jié)流調(diào)速回路。液壓系統(tǒng)的速度換接回路是采用并聯(lián)調(diào)速閥的二次進(jìn)給回路。當(dāng)二位二通閥 6 與 8互相切換時(shí)，回油將分別通過兩個(gè)通油截面不同的調(diào)速閥返回油箱，從而實(shí) 現(xiàn)兩種不同的進(jìn)給速度。 三位四通換向閥的中位機(jī)能為 H 型，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的卸荷。 a1 a2 a1 a2 例 2圖示液壓系統(tǒng)，動(dòng)作循環(huán)為夾緊、快進(jìn)、工進(jìn)、快退、放松。試讀懂液壓系統(tǒng)圖，說明油液的流動(dòng)情況，并完成液壓系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)表。 （ 1）油液流動(dòng)情況 夾緊 進(jìn)油路 液壓泵 2減壓閥 4單向閥 5二位四通閥 6（左位）液壓缸 9 無桿腔； 回油路 液壓缸 9 有桿腔二位四通閥 6（左位）油箱。 快進(jìn) 進(jìn)油路 液壓泵 2 三位四通閥 11（左位）液壓缸 10 無桿腔； 回油路 液壓 缸 10 有桿腔三位四通閥 11（左位）二位二通閥 13（左位）油箱。 工進(jìn) 進(jìn)油路 液壓泵 2 三位四通閥 11（左位）液壓缸 10 無桿腔； 回油路 液壓缸 10 有桿腔三位四通閥 11（左位）調(diào)速閥 12油箱。 快退 進(jìn)油路 液壓泵 2三位四通閥 11（右位）液壓缸 10 有桿腔； 回油路 液壓缸 10 無桿腔三位四通閥 11（右位）二位二通閥 13（左位）油箱。 放松 進(jìn)油路 液壓泵 2減壓閥 4單向閥 5二位四通閥 6（右位）液壓缸 9 有桿腔； 回油路 液壓缸 9 無桿腔 二位四通閥 6（右位）油箱。 （ 2）系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)表 電磁鐵 動(dòng)作 1DT 2DT 3DT 4DT 缸 9 夾緊 缸 10 快進(jìn) 缸 10 工進(jìn) 缸 10 快退 缸 9 松開 停止 注：電磁鐵吸合標(biāo)“”，電磁鐵斷開標(biāo)“”。 下面的習(xí)題，請同學(xué)自行完成。 習(xí)題 圖示液壓系統(tǒng)，動(dòng)作循環(huán)為快進(jìn)、一工進(jìn)、二工進(jìn)、快 退，試讀懂液壓系統(tǒng)圖，說明油液的流動(dòng)情況，并完成液壓系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)表。 夾緊 放松 注： a1、 a2 分別為調(diào)速閥 7、 8 的通油面積。 液壓系統(tǒng)的應(yīng)用與分析（ 2） 在液壓系統(tǒng)的應(yīng)用與分析（ 1）中我們講到，實(shí)際的液壓系統(tǒng)都比較復(fù)雜，要讀懂液壓系統(tǒng)圖并非易事，對于初學(xué)者來說還需要通過大量的讀圖分析，循序漸進(jìn)，積累經(jīng)驗(yàn)，才能逐步掌握分析液壓系統(tǒng)的一般步驟和方法。下面再給出一例供學(xué)習(xí)者參考： 例題 按動(dòng)作循環(huán)表的說明閱讀圖示的液壓系統(tǒng)原理圖，說明系統(tǒng)各個(gè)動(dòng)作的油液流動(dòng)狀況，完成電氣元件的動(dòng)作循 環(huán)表，并分析系統(tǒng)的特點(diǎn)。 動(dòng)作名稱 電氣元件 1YA 2YA 11YA 12YA 21YA 22YA YJ 定位夾緊 快進(jìn) 工進(jìn)卸荷 快退 松開拔銷 原位卸荷 備注：（ 1）、兩個(gè)回路各自進(jìn)行獨(dú)立循環(huán)動(dòng)作，互不約束； （ 2） 12YA、 22YA 中任一個(gè)通電時(shí)， 1YA 便通電； 12YA、 22YA 均斷電時(shí)， 1YA 才斷電。 本系統(tǒng)由供油回路、定位夾緊回 路、工作油路、工作油路組成。、兩個(gè)回路各自進(jìn)行獨(dú)立循環(huán)動(dòng)作，互不約束，動(dòng)作順序如上表所列。 一、 油路油液流動(dòng)情況 1定位夾緊 定位缸定位： 進(jìn)油路線：高壓小流量泵 -減壓閥 -單向閥 - 2 位 4 通換向閥（左位） -定位缸無 桿腔； 回油路線：定位缸有桿腔 - 2 位 4 通換向閥左位 -節(jié)流閥 -油箱。 夾緊缸夾緊： 進(jìn)油路線：高壓小流量泵 -減壓閥 - 2 位 4 通換向閥（左位） -順序閥 -夾緊缸無桿腔； 回油路線：夾緊缸有桿腔 - 2 位 4 通換向閥（左位） -節(jié)流閥 -油箱。 當(dāng)夾緊工件后，進(jìn)油路壓力升高， 壓力繼電器（ YJ）動(dòng)作發(fā)信號(hào)，使 1YA、 11YA、 12YA 通電，啟動(dòng)油路。（或使 1YA、 21YA、 22YA通電，啟動(dòng)油路，缸快進(jìn)） 2快進(jìn) 1YA 通電， 11YA、 12YA 通電 進(jìn)油路線：低壓大流量泵 - 2 位 5 通換向閥右位 -缸有桿腔； 回油路線：缸無桿腔 - 2 位 3 通換向閥左位 - 2 位 5 通換向閥右位 -缸有桿腔。 泵輸出油液于缸兩腔互通，形成差動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。 3工進(jìn)卸荷（低） 1YA 斷電， 12YA 斷電， 11YA 通電 進(jìn)油路線：高壓小流量泵 - 2 位 5 通換向閥左位 - 2 位 3 通換向閥左缸無桿腔； 回油路線：缸有桿腔 -調(diào)速閥 -油箱。 實(shí)現(xiàn)工進(jìn)，速度可有調(diào)速閥調(diào)節(jié)，屬回油路節(jié)流調(diào)速。由于 1YA 斷電，先導(dǎo)式溢流閥 荷口通油箱，則低壓大流量泵經(jīng)溢流閥荷。 4快退 1YA 通電， 12YA 通電， 11YA 斷電 進(jìn)油路線：低壓大流量泵 - 2 位 5 通換向閥右位 -缸（）有桿腔； 回油路線：缸（）無桿腔 - 2 位 3 通換向閥右位 -油箱。 實(shí)現(xiàn)快速退回。 5、松開拔銷 2YA 通電， 1YA 斷電 進(jìn)油路線：高壓小流量泵 -減壓閥 -單向閥 - 2 位 4 通換向閥右位 -同時(shí)與定位 夾 緊缸無桿腔相通； 回油路線：夾緊缸無桿腔 -單向順序閥中的單向閥 - （合流） - 定位缸無桿腔 - - 2 位 4 通換向閥右位 -節(jié)流閥 -油箱。 6、 原位卸荷（低） 所有電器元件均斷電，處于圖示狀態(tài)。 二 、油路油液流動(dòng)情況 定位、夾緊與油路完全相同，故僅分析快進(jìn)、工進(jìn)和快退。 1定位夾緊 同油路 2快進(jìn)： 1YA 通電， 21YA 通電， 22YA 通電 進(jìn)油路線：低壓大流量泵 - 2 位 5 通換向閥右位 - 2 位 3 通換向閥左位 -缸無桿腔； 回 油路線：缸有桿腔 - 2 位 5 通換向閥右位 - 2 位 3 通換向閥左位 -缸無桿腔。 泵輸出油液與缸兩腔互通，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 3工進(jìn)卸荷（低） 21YA 通電， 22YA 斷電， 1YA 斷電 進(jìn)油路線：高壓小流量泵 -調(diào)速閥 - 2 位 3 通換向閥左位 -缸無桿腔； 回油路線：缸有桿腔 - 2 位 5 通換向閥左位 -單向閥 -油箱。 由調(diào)速閥調(diào)節(jié)工進(jìn)速度，屬進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路，由單向閥在回油路建立背壓，使工進(jìn)速度穩(wěn)定，低壓大流量泵卸荷同油路。 4、快退 1YA 通電， 22YA 通電， 21YA 斷電 進(jìn)油路線：低壓大流量泵 - 2 位 5 通換向閥右位 -缸（）有桿腔； 回油路線：缸（）無桿腔 - 2 位 3 通換向閥右位 -油箱。 電器元件動(dòng)作表 動(dòng)作名稱 電器元件 1YA 2YA 11YA 12YA 21YA 22YA YJ 定位夾緊 + 快進(jìn) + + + + + （ +） 工進(jìn)卸荷（低） + + （ +） 快退 + + + （ +） 松開拔銷 + 原位卸荷（低） 三 、系統(tǒng)特點(diǎn) 1由 分析可知回路、各自獨(dú)立，互不干擾，可以實(shí)現(xiàn)對不同工件的加工要求，擴(kuò)大了加工范圍。 2快進(jìn)、快退兩回路均由低壓大流量泵供油，且快進(jìn)時(shí)均為差動(dòng)連接，可以提高快進(jìn)速度。 3工進(jìn)時(shí)低壓大流量泵卸荷，可以節(jié)省能源，減少油液發(fā)熱。 4調(diào)速回路均為節(jié)流調(diào)速，回路為回油節(jié)流調(diào)速，回路為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，回油路加背壓，可以保證工進(jìn)速度穩(wěn)定。 5快進(jìn)、快退時(shí)，高壓小流量泵不卸荷，故仍有功率損失。 液壓系統(tǒng)中的壓力控制閥 在液壓系統(tǒng)中，壓力控制閥可以調(diào)定系統(tǒng)主回路或分支回路的壓力。按照功能分類，常用的壓力控制閥有 溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。這些壓力控制閥結(jié)構(gòu)上相似，但性能有差別，在系統(tǒng)中的作用也不盡相同。搞清它們的區(qū)別與聯(lián)系，對于學(xué)習(xí)壓力控制回路以至液壓系統(tǒng)的分析是非常重要的。 一、溢流閥 功能 溢流閥的功能是通過閥口溢流，使被控系統(tǒng)或回路的壓力保持穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓的作用。 特點(diǎn) 按照結(jié)構(gòu)，溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。對于直動(dòng)式溢流閥，當(dāng)壓力較高、流量較大時(shí)，要求調(diào)壓彈簧有很大的剛度，調(diào)節(jié)性能較差，而滑閥的泄漏也使高壓控制難以實(shí)現(xiàn)，故只能用于低壓小流量場合。先導(dǎo)式溢流閥的特點(diǎn)是用先導(dǎo)閥控制 主閥，在溢流閥主閥溢流時(shí)，溢流閥進(jìn)口壓力可維持為由先導(dǎo)閥彈簧所調(diào)定的定值。先導(dǎo)式溢流閥的另一特點(diǎn)是具有遠(yuǎn)程控制口，可很方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷或遠(yuǎn)程調(diào)壓。 溢流閥的泄漏油或流經(jīng)先導(dǎo)閥的油液在返回油箱時(shí)有內(nèi)泄和外泄兩種方式。內(nèi)泄時(shí)泄漏油流經(jīng)的彈簧腔或先導(dǎo)閥彈簧腔通過閥體內(nèi)的連接通道與出油口相通；而外泄時(shí)泄漏油或流經(jīng)先導(dǎo)閥的油液被直接單獨(dú)引回油箱。 應(yīng)用 溢流閥的主要用途：（ 1）在定量泵的出口并聯(lián)溢流閥可調(diào)節(jié)泵的出口壓力；（ 2）在變量泵的出口并聯(lián)溢流閥可對系統(tǒng)起到過載保護(hù)作用；（ 3）在回油路上接入直動(dòng)式溢流閥可使執(zhí) 行元件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；（ 4）利用先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷或遠(yuǎn)程調(diào)壓?？傊?，在系統(tǒng)中溢流閥可作為溢流閥、安全閥、背壓閥使用，可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力或使系統(tǒng)卸荷。 二、減壓閥 功能 減壓閥的功能在于使流經(jīng)減壓閥的油液壓力降低，并使與減壓閥出口連接的回路壓力保持穩(wěn)定。即減壓閥的出口壓力可維持恒定，不受進(jìn)口壓力及通過流量的影響。 特點(diǎn) 按照結(jié)構(gòu)減壓閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種，分別用于不同場合。 減壓閥的閥心處在原始位置上時(shí)，它的閥口是打開的，閥的進(jìn)、出口溝通。閥心由出口處的壓力控制，出口壓力未達(dá)到調(diào)定壓力時(shí) 閥口全開，閥心不動(dòng)。當(dāng)出口壓力達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，閥心上移，閥口關(guān)小，在調(diào)定壓力下達(dá)到平衡。當(dāng)減壓閥的出口處不輸出油液時(shí)，它的出口壓力仍能夠基本保持恒定，此時(shí)有少量油液經(jīng)先導(dǎo)閥流回油箱。 減壓閥與溢流閥的主要區(qū)別為：（ 1）減壓閥能保持出口處的壓力基本不變，而溢流閥則保持進(jìn)口處的壓力基本不變；（ 2）在不工作時(shí)，減壓閥的進(jìn)出油口互通，溢流閥的進(jìn)出油口不通；（ 3）減壓閥要求外泄，其先導(dǎo)閥的彈簧腔需通過泄油口單獨(dú)外接油箱，而溢流閥允許內(nèi)泄，其先導(dǎo)閥彈簧腔通過閥體內(nèi)的連接通道與出油口相通，不必單獨(dú)外接油箱。 應(yīng)用 減壓 閥主要用于降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，在同一系統(tǒng)中得到兩個(gè)或多個(gè)不同壓力的回路。常用于夾緊支路、潤滑支路或電液動(dòng)換向閥的控制回路。需要注意的是減壓閥具有壓力損失，當(dāng)分支油路比主油路的壓力低很多、且流量較大時(shí)，可考慮采用高、低壓泵分別供油。 三、順序閥 功能 順序閥的功能在于利用液壓系統(tǒng)中的壓力變化，控制油路通斷來控制多個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作。 特點(diǎn) 按照結(jié)構(gòu)，順序閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。直動(dòng)式順序閥結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作靈敏，但調(diào)定壓力較低，較高壓力時(shí)宜采用先導(dǎo)式順序閥。 根據(jù)控制壓力來源的不同，順序閥有內(nèi)控 式和外控式之分，請注意兩者圖形符號(hào)的區(qū)別。內(nèi)控式順序閥在進(jìn)油路壓力達(dá)到設(shè)定壓力之前，閥口一直是關(guān)閉的，達(dá)到設(shè)定壓力后閥口打開，使壓力油進(jìn)入油路；外控式順序閥閥口的開閉與油路進(jìn)口壓力無關(guān)，僅取決于控制油路壓力的大小。 順序閥與溢流閥的主要區(qū)別為：（ 1）當(dāng)順序閥的出口與負(fù)載油路相通時(shí)，泄漏油和先導(dǎo)控制油必須外泄，而溢流閥的出口與回油相通，泄漏油和先導(dǎo)控制油可外泄也可內(nèi)泄；（ 2）溢流閥的進(jìn)口壓力是限定的，即閥的調(diào)定壓力，順序閥的進(jìn)口壓力由負(fù)載決定，順序閥開啟后可隨負(fù)載增加而進(jìn)一步升高。 應(yīng)用 順序閥的主要用途為 ：（ 1）控制多個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作；（參見教材 P126 圖 7 31）（ 2）內(nèi)控式順序閥可作背壓閥使用；（ 3）與單向閥并聯(lián)組成平衡閥，鎖定執(zhí)行元件；（參見教材 P110 圖 7 11）（ 4）外控順序閥可用于雙泵供油系統(tǒng)的卸荷。（參見教材 P123 圖 7 25） 四、壓力繼電器 壓力繼電器是利用液體壓力信號(hào)控制電氣觸點(diǎn)通斷的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件，當(dāng)油液的壓力達(dá)到其設(shè)定壓力時(shí)，壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)，以控制電氣元件動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作或系統(tǒng)的安全保護(hù)和動(dòng)作互鎖。 例題 圖示 a、 b 回路參數(shù)相同，液壓缸無桿腔面積 A 50cm2，負(fù)載 FL 10000N，各閥的調(diào)定壓力如圖所示，試分別確定 a、 b 兩回路在活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)和活塞運(yùn)動(dòng)到終端停止時(shí) A、 B 兩點(diǎn)的壓力。 解： 1 a 回路由油泵、溢流閥、減壓閥、液壓缸等元件組成。 （ 1）活塞運(yùn)動(dòng)時(shí) 由液壓缸的力平衡方程 M P a210210501 0 0 0 0 64 PaAFp LBLB FAp 此時(shí) B 點(diǎn)壓力未達(dá)到減壓閥的設(shè)定壓力，減壓閥的閥口全開，進(jìn)、出油口互通， A 點(diǎn)壓力與 B 點(diǎn)壓力相等。 M Pa2 BA pp （ 2）活塞在終端停止時(shí) 活塞在終端停止時(shí)，減壓閥的出口不再輸出油液，它的出口壓力從 2MPa 升高到調(diào)定壓力，并能夠保持恒定，此時(shí)減壓閥處于工作狀態(tài)。 由于只有少量油液流經(jīng)減壓閥外泄流回油箱，油泵輸出的液壓油只能打開溢流閥返回油箱，故 A 點(diǎn)壓力應(yīng)等