全套課件：液壓與氣壓傳動 陳爽

液壓與氣壓傳動

液壓傳動部分

項(xiàng)目1了解液壓傳動基礎(chǔ)知識

流體傳動包括液體傳動和氣體傳動。以液體的靜壓能傳遞動力的液壓傳動是以油液作為工作介質(zhì)的，為此必須了解油液的種類、物理性質(zhì)，應(yīng)對油液的基本物理學(xué)規(guī)律、與液壓傳動相關(guān)的物理現(xiàn)象有一定的了解。任務(wù)1了解液壓傳動系統(tǒng)的組成在實(shí)際工作中使用的液壓千斤頂，它是利用液壓傳動系統(tǒng)來完成重物的舉升和降下.生產(chǎn)中磨床工作臺的往復(fù)運(yùn)動及運(yùn)動過程中的換向、調(diào)速與磨削進(jìn)給力的調(diào)節(jié)控制也是通過液壓傳動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。那么，什么是液壓傳動系統(tǒng)？液壓傳動系統(tǒng)是如何帶動機(jī)器完成工作的呢？又是由哪些部分組成？1.液壓傳動的工作原理：

液壓傳動在機(jī)械中應(yīng)用廣泛，各種液壓傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式可能各不相同，但其傳動原理相似?，F(xiàn)以磨床工作臺往復(fù)運(yùn)動液壓傳動系統(tǒng)為例，概括說明液壓傳動的工作原理。圖1-1磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)原理圖液壓傳動的工作原理

以受壓液體作為工作介質(zhì)，通過元件密封容積的變化來傳遞運(yùn)動；通過系統(tǒng)內(nèi)部受壓液體的壓力來傳遞動力；液壓傳動系統(tǒng)工作時(shí)，可以對液體的壓力、流量和方向的控制與調(diào)節(jié)來滿足工作部件在力、速度和方向上的要求。即液壓傳動系統(tǒng)實(shí)際是能量轉(zhuǎn)換裝置。2.液壓傳動原理圖：

液壓傳動原理圖是由代表各種液壓元件、輔件及連接形式的圖形符號組成，用以表示一個(gè)液壓系統(tǒng)工作原理的簡圖，稱為液壓傳動原理圖用圖形符號表示的磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)原理圖液壓元件的圖形符號規(guī)定和說明：

①標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件圖形符號，主要用于繪制以液壓油為工作介質(zhì)的液壓系統(tǒng)原理圖。②液壓元件的圖形符號應(yīng)以元件的靜態(tài)或零位來表示；當(dāng)組成系統(tǒng)的動作另有說明時(shí)，可作例外。③在液壓傳動系統(tǒng)中，液壓元件若無法采用圖形符號表達(dá)時(shí)，允許采用結(jié)構(gòu)簡圖表示。④元件符號只表示元件的職能和連接系統(tǒng)的通路，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示系統(tǒng)管路的具體位置和元件的安裝位置。液壓元件的圖形符號規(guī)定和說明：⑤元件的圖形符號在傳動系統(tǒng)中的布置，除有方向性的元件符號（油箱和儀表等）外，可根據(jù)具體情況水平或垂直繪制。⑥元件的名稱、型號和參數(shù)（如壓力、流量、功率和管徑等）一般應(yīng)在系統(tǒng)圖的元件表中標(biāo)明，必要時(shí)可標(biāo)注在元件符號旁邊。⑦標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定的圖形符號，可根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的原則和所列圖例的規(guī)律性進(jìn)行派生。當(dāng)無法直接引用和派生時(shí)，或有必要特別說明系統(tǒng)中某一重要元件的結(jié)構(gòu)及動作原理時(shí)，均允許局部采用結(jié)構(gòu)簡圖表示。⑧元件符號的大小以清晰、美觀為原則，根據(jù)圖樣幅面的大小斟酌處理，但應(yīng)保證圖形符號本身的比例。

液壓傳動系統(tǒng)的組成

1.動力部分2.執(zhí)行部分3.控制部分4.輔助部分5.傳動介質(zhì)

1.動力部分

動力部分供給液壓系統(tǒng)壓力油，將原動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能（液壓能）。其能量轉(zhuǎn)換元件為液壓泵，圖1-1中的液壓泵3就是動力元件。2.執(zhí)行部分將液壓泵輸入的油液壓力能轉(zhuǎn)換為帶動工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械能，以驅(qū)動工作部件運(yùn)動。執(zhí)行元件有液壓缸和液壓馬達(dá)，圖1—1中的液壓缸7就是執(zhí)行元件。3.控制部分用來控制和調(diào)節(jié)油液的壓力、流量和流動方向?？刂圃懈鞣N壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥等。4.輔助部分將前面三個(gè)部分連接在一起，組成一個(gè)系統(tǒng)，起儲油、過濾、測量和密封等作用，以保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久地工作。輔助元件有管路、接頭、油箱、過濾器、蓄能器、密封件和控制儀表等，圖1-1中的油箱1，過濾器2，進(jìn)、回油管路6、9，主供油回路10，溢流管路12都是輔助元件。5.傳動介質(zhì)

傳遞能量的流體，常用的是液壓油。

液壓傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)：

(1)主要優(yōu)點(diǎn)

(2)主要缺點(diǎn)(1)主要優(yōu)點(diǎn)1)傳動平穩(wěn)。

2)質(zhì)量輕、體積小。

3)承載能力大。

4)容易實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。

5)易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

6)液壓元件能夠自動潤滑。

7)容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動作。

8)簡化機(jī)構(gòu)。

9)便于實(shí)現(xiàn)自動化。10)便于實(shí)現(xiàn)“三化”。

(2)主要缺點(diǎn)1)液壓元件制造精度要求高。2)實(shí)現(xiàn)定比傳動困難。3)油液受溫度的影響。4)不適宜遠(yuǎn)距離輸送動力。5)油液中混入空氣易影響工作性能。6)油液容易污染。7)發(fā)生故障不容易檢查與排除。任務(wù)2了解液壓傳動的基礎(chǔ)知識

在日常生產(chǎn)工作中，僅靠人力是不可能舉起重達(dá)幾噸的汽車的。但利用液壓千斤頂將人的力量放大，就可以實(shí)現(xiàn)。那么，液壓系統(tǒng)是如何將力放大？又是依靠什么工作介質(zhì)來傳遞力，如何選用？這些問題將在液壓傳動系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)知識中一一介紹。

1.靜止液體的壓力及其性質(zhì)1)靜壓力2)靜力學(xué)方程1)靜壓力

靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為靜壓力，如果在液體內(nèi)某點(diǎn)處微小面積△A上作用有法向力面F，則△F／△A的極限就定義為該點(diǎn)處的靜壓力，用p表示。當(dāng)在液體的單位面積A上受到均勻分布的作用力F時(shí)，則靜壓力p可表示為

2)靜力學(xué)方程圖1-3靜止液體受力2.帕斯卡原理盛放在密閉容器內(nèi)的液體，其外加壓力Po發(fā)生變化時(shí)，只要液體仍保持其原來的靜止?fàn)顟B(tài)不變，液體中任一點(diǎn)的壓力均將發(fā)生同樣大小的變化。這就是說，在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值同時(shí)傳到液體的各點(diǎn)。這就是靜壓傳遞原理或稱帕斯卡原理。

3.壓力的表示方法壓力的表示方法有兩種(1)絕對壓力(2)相對壓力(1)絕對壓力以絕對真空作為基準(zhǔn)所表示的壓力，稱為絕對壓力(2)相對壓力

以大氣壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力，稱為相對壓力。由于大多數(shù)測壓儀表所測得的壓力都是相對壓力，故相對壓力也稱表壓力4.液壓油

液體是液壓傳動的工作介質(zhì)。最常用的工作介質(zhì)是液壓油。1)液壓油的性質(zhì)2)液壓油的分類和選用1)液壓油的性質(zhì)(1)密度。(2)可壓縮性。(3)粘性。2)液壓油的分類和選用(1)分類(2)液壓油的選用原則

(1)分類(2)液壓油的選用原則

①按工作機(jī)的類型選用②按液壓泵的類型選用③按液壓系統(tǒng)工作壓力選用④考慮液壓系統(tǒng)的環(huán)境溫度⑤考慮液壓系統(tǒng)的運(yùn)動速度⑥選擇合適的液壓油品種表1-2按液壓泵類型推薦用液壓油的粘度項(xiàng)目小結(jié)在本項(xiàng)目中主要講解液壓傳動有關(guān)的基礎(chǔ)知識，包括液壓傳動系統(tǒng)的組成、液壓傳動系統(tǒng)的工作原理、有關(guān)的靜力學(xué)和動力學(xué)基礎(chǔ)知識。液壓傳動系統(tǒng)實(shí)際是種能量轉(zhuǎn)換裝置。項(xiàng)目2選擇液壓動力元件動力元件起著向系統(tǒng)提供動力的作用，是系統(tǒng)不可缺少的核心元件。液壓系統(tǒng)的以液壓泵作為向系統(tǒng)提供一定的流量和壓力的動力元件，液壓泵將原動機(jī)（電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作油液的壓力能，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。任務(wù)1認(rèn)識液壓動力元件液壓壓力機(jī)（簡稱液壓機(jī)）是壓力機(jī)的一種類型，它通過液壓系統(tǒng)產(chǎn)生很大的靜壓力實(shí)現(xiàn)對工件進(jìn)行擠壓、校直、冷彎等加工。以四柱式液壓機(jī)最為典型

圖2-1

四柱液壓機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖1-床身2-工作平臺3-導(dǎo)柱4-上滑塊5-上缸6-上滑塊模具7-下滑塊模具四柱式液壓機(jī)主要由橫梁、導(dǎo)柱、工作臺、上滑塊和下滑塊頂出機(jī)構(gòu)等部件組成，結(jié)構(gòu)原理圖如圖2—1所示。液壓機(jī)的主要運(yùn)動是上滑塊機(jī)構(gòu)和下滑塊頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，上滑塊機(jī)構(gòu)由主液壓缸(上缸)驅(qū)動，頂出機(jī)構(gòu)由輔助液壓缸(下缸)驅(qū)動。四柱式液壓機(jī)液壓泵—液壓系統(tǒng)中的動力元件

在壓力機(jī)上液壓泵將原動機(jī)（電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能，它是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓泵的種類液壓泵的圖形符號液壓泵的工作原理液壓泵的種類1.按輸出流量是否可變分類2.按輸出油液的方向是否可變分類3.按結(jié)構(gòu)形式分類4.按液壓泵的壓力分類

1.按輸出流量是否可變分類

液壓泵分為定量泵和變量泵。定量泵是指泵的輸出流量是不能調(diào)節(jié)的。變量泵是指泵的輸出流量是可以調(diào)節(jié)的。2.按輸出油液的方向是否可變分類

液壓泵分為單向液壓泵和雙向液壓泵。單向液壓泵是指泵的輸出油液方向是不能變化的。雙向液壓泵是指泵的輸出油液方向是可以變化的。3.按結(jié)構(gòu)形式分類

液壓泵可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵等4.按液壓泵的壓力分類

液壓泵按壓力分為低壓泵、中壓泵、中高壓泵、高壓泵和超高壓泵低壓泵0～2.5MPa中壓泵2.5～8MPa中高壓泵8～16MPa高壓泵16～32MPa超高壓泵32以上MPa液壓泵的圖形符號液壓泵的工作原理

液壓泵都是依靠密封容積變化的原理來進(jìn)行工作的，故一般稱為容積式液壓泵。容積式液壓泵主要具有以下基本特點(diǎn)：（1）具有若干個(gè)密封且又可以周期性變化的空間。（2）油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力。（3）具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)。

齒輪泵

齒輪泵一般做成定量泵。按結(jié)構(gòu)不同，齒輪泵分為

1)外嚙合齒輪泵

2)內(nèi)嚙合齒輪泵1)外嚙合齒輪泵

圖2-3

外嚙合齒輪泵工作原理圖壓油吸油外嚙合齒輪泵圖2—4外嚙合齒輪泵剖面結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖(a)剖面結(jié)構(gòu)(b)實(shí)物圖2)內(nèi)嚙合齒輪泵

壓油吸油圖2-5內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理圖螺桿泵螺桿泵實(shí)質(zhì)上是一種外嚙合的擺線齒輪泵，泵內(nèi)的螺桿可以有兩個(gè)，也可以有三個(gè)。圖2-6所示為雙螺桿泵的工作原理圖。螺桿泵

圖2-6螺桿泵工作原理圖吸油壓油圖2-9葉片泵剖面結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖(a)剖面結(jié)構(gòu)(b)實(shí)物圖葉片泵葉片泵

根據(jù)各密封工作容積在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周吸、排油液次數(shù)的不同，葉片泵分為兩類:(1)單作用葉片泵

旋轉(zhuǎn)一周完成一次吸、排油液(2)雙作用葉片泵

旋轉(zhuǎn)一周完成兩次吸、排油液(1)單作用葉片泵單作用葉片泵多用于變量泵，工作壓力最大為7.0MPa

吸油壓油定子葉片轉(zhuǎn)子圖2-7單作用葉片泵的工作原理圖(2)雙作用葉片泵圖2-8雙作用葉片泵的工作原理圖吸油壓油定子葉片轉(zhuǎn)子柱塞泵柱塞泵是靠柱塞在缸體中作往復(fù)運(yùn)動造成密封容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油與壓油的液壓泵。

柱塞泵按柱塞的排列和運(yùn)動方向不同，可分為：（1）徑向柱塞泵（2）軸向柱塞泵

圖2-11徑向柱塞泵的實(shí)物圖1)徑向柱塞泵圖2-10徑向柱塞泵工作原理圖1-定子2-配油軸3-轉(zhuǎn)子4-柱塞5-軸向孔壓油吸油123452)軸向柱塞泵123456吸油壓油圖2-12軸向柱塞泵工作原理圖1-傳動軸2-缸體3-斜盤4-滑靴5-柱塞6-柱塞孔任務(wù)2選用液壓泵液壓泵的種類很多，結(jié)構(gòu)、性能和運(yùn)轉(zhuǎn)方式各不相同，因此應(yīng)根據(jù)不同的使用場合選擇合適的液壓泵。

1.液壓泵的性能參數(shù)

2.液壓泵的選用

3.液壓泵的使用1.液壓泵的性能參數(shù)1)壓力2)排量和流量1)壓力

①工作壓力。②額定壓力。③最高允許壓力。2)排量和流量①排量。液壓泵每轉(zhuǎn)一周，由其密封容積幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出油液的體積稱為液壓泵的排量。②理論流量。理論流量是指在不考慮液壓泵油液泄漏的情況下，在單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體體積的平均值。③實(shí)際流量。液壓泵在某一具體工況下，單位時(shí)間內(nèi)所排出的油液體積稱為實(shí)際流量。④額定流量。液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下）必須保證的流量稱為額定流量。2.液壓泵的選用選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求，首先確定液壓泵的類型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號。表2-2常用液壓泵的性能比較3.液壓泵的使用

使用液壓泵主要有以下注意事項(xiàng)：1)液壓泵啟動前，必須保證其殼體內(nèi)已充滿油液。2)液壓泵的吸油口和排油口的過濾器應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清洗。3)應(yīng)避免在油溫過低或過高的情況下啟動液壓泵。4)液壓泵的吸油管與系統(tǒng)回油管的安裝位置應(yīng)該具有一定的間隔。5)要定期清洗過濾器。6)采用橡膠軟管來連接油箱和液壓泵的吸油口。項(xiàng)目小結(jié)在本項(xiàng)目中，主要講解了液壓泵的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理和液壓泵選用的一般原則。通過學(xué)習(xí)應(yīng)掌握液壓泵的圖形符號、典型液壓泵的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和選用。項(xiàng)目3選擇液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件是將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，它包括液壓缸和液壓馬達(dá)。液壓缸主要實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動或往復(fù)擺動。液壓馬達(dá)主要實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。任務(wù)1選擇液壓缸把輸出直線運(yùn)動（其中包括輸出擺動運(yùn)動）的液壓執(zhí)行元件稱為液壓缸。液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式可以分成活塞缸、柱塞缸和擺動缸三類。按其作用方式可以分為單作用式和雙作用式兩大類。1.雙作用單出桿活塞式液壓缸圖3-1雙作用單桿活塞式液壓缸剖面結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖(c)圖形符號(a)剖面結(jié)構(gòu)(b)實(shí)物圖單出桿活塞缸1）推力和速度計(jì)算

如圖3-2(b)所示，當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動速度υ2及推力F2為：1）推力和速度計(jì)算

如圖3-2(a)所示，若泵輸入液壓缸的流量為q，壓力為p，則當(dāng)無桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動速度υ1及推力F1為：2）差動連接qq1q2A1A2Ddφ3

F3圖3-3差動連接示意圖2.雙作用雙出桿活塞式液壓缸圖3-4雙桿活塞式液壓缸結(jié)構(gòu)、實(shí)物圖和圖形符號(c)圖形符號(a)結(jié)構(gòu)圖(b)實(shí)物圖PqυF

A1A2Dd圖3-5雙作用雙出桿液壓缸運(yùn)動速度υ和推力F

3.柱塞杠

圖3-6柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號（b）圖形符號缸體柱塞導(dǎo)套密封圈油口（a）結(jié)構(gòu)示意圖4.其它類型的液壓缸

1）增壓缸2）伸縮缸3）擺動缸

1）增壓缸2）伸縮缸1）增壓缸任務(wù)2選擇液壓馬達(dá)

汽車起重機(jī)是一種使用廣泛的工程機(jī)械，這種機(jī)械能以較快速度行走，機(jī)動性好、適應(yīng)性強(qiáng)、能在野外作業(yè)、操作簡便靈活。一般在汽車起重機(jī)上采用液壓起重技術(shù)，在功能上有這樣的要求，即：使吊臂實(shí)現(xiàn)360°任意回轉(zhuǎn)，在任何位置能夠鎖定停止。那么，我們采用什么元件來實(shí)現(xiàn)這一動作要求呢？液壓馬達(dá)可以將液壓力轉(zhuǎn)化為連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。1.液壓馬達(dá)的分類和特點(diǎn)1)分類2)特點(diǎn)1)分類液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類型主要分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類；按額定轉(zhuǎn)速可分為高速液壓馬達(dá)和低速液壓馬達(dá)兩類。

2)特點(diǎn)（1）液壓馬達(dá)的排油口壓力稍大于大氣壓力，進(jìn)、出油口直徑相同。（2）液壓馬達(dá)往往需要正、反轉(zhuǎn)，所以在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有對稱性。（3）在確定液壓馬達(dá)的軸承形式時(shí)，應(yīng)保證在很寬的速度范圍內(nèi)都能正常工作。它通常采用滾動軸承或靜壓滑動軸承。（4）液壓泵在結(jié)構(gòu)上必須保證具有自吸能力，液壓馬達(dá)在啟動時(shí)必須保證較好的密封性。（5）液壓馬達(dá)一般需要外泄油口。（6）為改善液壓馬達(dá)的起動和工作性能，要求扭矩脈動小，內(nèi)部摩擦小。項(xiàng)目小結(jié)

在本項(xiàng)目中，主要講解了典型的液壓缸、液壓馬達(dá)及應(yīng)用場合。對于典型液壓缸，應(yīng)掌握它們的名稱、圖形符號，了解它們的結(jié)構(gòu)、工作時(shí)運(yùn)動速度和推力的簡單計(jì)算，為在實(shí)際工作中使用和調(diào)整液壓設(shè)備打下基礎(chǔ)。對于液壓馬達(dá)，應(yīng)掌握它們的組成、工作原理及圖形符號。項(xiàng)目4使用方向控制閥及方向控制回路方向控制閥主要用來通斷油路或改變油液流動的方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的啟動或停止，改變其運(yùn)動方向。在液壓系統(tǒng)中，控制執(zhí)行元件的啟動、停止及換向作用的回路，稱為方向控制回路。本項(xiàng)目就來分析、講解選擇使用典型的方向控制閥及典型的方向控制回路。任務(wù)1使用單向閥及鎖緊回路

汽車起重機(jī)在進(jìn)行起重作業(yè)時(shí)支腿機(jī)構(gòu)主要是依靠液壓缸活塞桿的伸縮來完成工作的，為使液壓缸能可靠地停在某處而不受外界影響，可以利用單向閥來控制液壓油的流動。單向閥和液控單向閥都屬于方向控制閥，不是壓力控制閥。但它們在壓力控制回路中有著非常重要的作用。1.普通單向閥1)工作原理和圖形符號2)單向閥的用途1)工作原理和圖形符號圖4-2單向閥實(shí)物圖2)單向閥的用途2.液控單向閥1)工作原理和圖形符號2)液控閥的用途1)工作原理和圖形符號2)液控單向閥的用途任務(wù)2使用換向閥及換向回路

圖4-7所示的平面磨床，其工作臺在工作中由液壓傳動系統(tǒng)帶動進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動，那么液壓傳動系統(tǒng)中控制換向的是哪些元件？這些元件又是如何在系統(tǒng)中工作的呢？圖4-7平面磨床示意圖工作臺1.換向閥的操縱方式和典型結(jié)構(gòu)

(b)(a)圖4-9手動換向閥結(jié)構(gòu)示意圖1)手動換向閥

手動換向閥一般是利用手動杠桿來改變閥芯位置而實(shí)現(xiàn)換向的。

2)機(jī)動換向閥

機(jī)動換向閥是借助于安裝在工作臺上的擋鐵或凸輪來迫使閥芯移動，從而達(dá)到改換油液流向的目的。機(jī)動換向閥主要用來檢測和控制機(jī)械運(yùn)動部件的行程，所以又稱為行程閥。結(jié)構(gòu)與手動換向閥相似。3)電磁換向閥圖4-10電磁換向閥工作原理圖TPAB推桿線圈閥芯彈簧銜鐵插頭組件

液壓電磁換向閥和氣動系統(tǒng)中的電磁換向閥一樣也是利用電磁線圈的通電吸合與斷電釋放，直接推動閥芯運(yùn)動來控制液流方向的。4)電液換向閥圖4-11電液換向閥工作原理圖電磁先導(dǎo)閥液動主閥(a)換向前(b)換向后

電液換向閥是由小型電磁換向閥（先導(dǎo)閥）和大型液動換向閥（主閥）兩部分組合而成。常見液壓換向閥的實(shí)物圖

2.換向閥圖形符號的含義3.換向閥的中位機(jī)能

液壓系統(tǒng)中所用的三位換向閥，當(dāng)閥芯處于中間位置時(shí)各油口的連通情況稱為換向閥的中位機(jī)能。不同的中位機(jī)能，可以滿足液壓系統(tǒng)的不同要求，在設(shè)計(jì)液壓回路時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的中位機(jī)能所具有的特性來選擇換向閥。

圖4-14

平面磨床工作臺方向控制回路YA2工作臺液壓缸電磁換向閥項(xiàng)目小結(jié)

在本項(xiàng)目中，主要講解了典型的方向控制閥、方向控制回路及應(yīng)用場合。對于典型方向控制閥，應(yīng)掌握它們的名稱、圖形符號，了解它們的結(jié)構(gòu)、工作原理，為正確分析和使用典型方向控制回路打下基礎(chǔ)。尤其要掌握換向閥的命名及三位換向閥的中位機(jī)能。對于典型方向控制回路，應(yīng)掌握它們的組成、工作原理及回路的特點(diǎn)，為今后能夠正確分析較為復(fù)雜的液壓系統(tǒng)作好準(zhǔn)備。項(xiàng)目5使用壓力控制閥及壓力控制回路液壓傳動系統(tǒng)必須能有效地控制系統(tǒng)壓力。在液壓傳動系統(tǒng)中控制油液壓力的閥稱為壓力控制閥，簡稱壓力閥。常用的壓力閥有溢流閥、減壓閥和順序閥等。壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制液壓系統(tǒng)整體或某一部分的壓力，以滿足液壓執(zhí)行元件對力或轉(zhuǎn)矩要求的回路。這類回路包括調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷和順序動作等多種回路。

任務(wù)1使用溢流閥及調(diào)壓回路1.溢流閥

2.調(diào)壓回路1.溢流閥

在液壓系統(tǒng)中常用的溢流閥有直動式和先導(dǎo)式兩種。直動式溢流閥用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)式溢流閥用于中、高壓系統(tǒng)。（1）直動式溢流閥圖5-1直動式溢流閥

圖5-2直動式溢流閥結(jié)構(gòu)圖和圖形符號

1—閥體2—閥芯3—調(diào)壓彈簧4—調(diào)節(jié)手輪(b)圖形符號1234Fp·AP口T口(a)結(jié)構(gòu)圖直動式溢流閥結(jié)構(gòu)圖和圖形符號

（2）先導(dǎo)式溢流閥

圖5-3先導(dǎo)式溢流閥剖面結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖

(a)剖面結(jié)構(gòu)(b)實(shí)物圖先導(dǎo)式溢流閥工作原理

（3）溢流閥的功能1)溢流調(diào)壓2)限壓保護(hù)3)卸荷4)遠(yuǎn)程調(diào)壓5)作背壓閥使用

(a)(b)(c)(d)(e)圖5-5溢流閥的功能溢流閥的功能

2.調(diào)壓回路

調(diào)壓回路能控制整個(gè)系統(tǒng)或局部的壓力，使之保持恒定或限定其最高值。還可以通過設(shè)定溢流閥限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載。常見的調(diào)壓回路有以下幾種：

（1）單級調(diào)壓回路（2）遠(yuǎn)程調(diào)壓回路（3）三級調(diào)壓回路

（1）單級調(diào)壓回路（2）遠(yuǎn)程調(diào)壓回路（3）三級調(diào)壓回路

圖5-8三級調(diào)壓回路任務(wù)2使用減壓閥及減壓回路圖5-11液壓鉆床工作示意圖

圖5-11所示為液壓鉆床工作示意圖，鉆頭的進(jìn)給和工件的夾緊都是由液壓系統(tǒng)來控制的。要控制液壓缸Ａ的夾緊力，就要求輸入端的液壓油壓力能夠隨輸出端的壓力降低而自動減小，實(shí)現(xiàn)這一功能的液壓元件就是減壓閥。

1.減壓閥根據(jù)減壓閥所控制的壓力不同，它可分為定壓（定值）減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥，這里主要講解定值減壓閥。（1）定值減壓閥（2）直動式減壓閥的工作原理（3）定值減壓閥的職能符號（1）定值減壓閥圖5-12定值減壓閥剖面結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖(a)剖面結(jié)構(gòu)(b)實(shí)物圖（2）直動式減壓閥的工作原理

圖5-13直動式減壓閥工作原理圖圖5-13直動式減壓閥工作原理圖（3）定值減壓閥的職能符號(a)直動式(b)先導(dǎo)式

圖5-14定值減壓閥的職能符號

2.減壓回路減壓回路的功能在于使系統(tǒng)某一支路上具有低于系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定工作壓力，如在機(jī)床的工件夾緊、導(dǎo)軌潤滑及液壓系統(tǒng)的控制油路中常需用減壓回路。最常見的減壓回路（1）一級減壓回路（2）二級減壓回路

（1）一級減壓回路圖5-15(a)一級減壓回路（2）二級減壓回路圖5-15(b)二級減壓回路任務(wù)3使用順序閥及順序動作回路在圖5-11所示的液壓鉆床的工作中，為了保證安全，液壓缸Ｂ必須在液壓缸Ａ夾緊力達(dá)到規(guī)定值時(shí)才能推動鉆頭進(jìn)給。在液壓系統(tǒng)中可以使用順序閥通過壓力信號來接通和斷開液壓回路，從而達(dá)到控制執(zhí)行元件動作的目的。

1.順序閥

順序閥是把壓力作為控制信號，自動接通或切斷某一油路，控制執(zhí)行元件做順序動作的壓力閥。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，順序閥一般可分為直控順序閥（簡稱順序閥）和液控順序閥（遠(yuǎn)控順序閥）兩種；按壓力控制方式不同可分為內(nèi)控式和外控式。（1）直動式內(nèi)控順序閥

圖5-17直動式內(nèi)控順序閥結(jié)構(gòu)圖和圖形符號1-調(diào)節(jié)手輪2-調(diào)壓彈簧3-泄油口4-閥芯5-控制柱塞(b)圖形符號P1P22345P2P11(a)結(jié)構(gòu)圖圖5-18直動式外控順序閥工作原理圖和圖形符號(b)圖形符號P1P2KKP1P2泄油口(a)結(jié)構(gòu)圖

（2）直動式外控順序閥圖5-19順序閥實(shí)物圖2.順序閥控制的順序動作回路

圖5-20順序閥控制的順序動作回路項(xiàng)目小結(jié)在本項(xiàng)目中，主要講解了典型的壓力控制閥及壓力控制回路。對于典型壓力控制閥，應(yīng)掌握它們的名稱、圖形符號，了解它們的結(jié)構(gòu)、工作原理，為正確分析和使用典型壓力控制回路打下基礎(chǔ)。對于典型壓力控制回路，應(yīng)掌握它們的組成、工作原理及回路的特點(diǎn)，為今后能夠正確分析較為復(fù)雜的液壓系統(tǒng)作好準(zhǔn)備。項(xiàng)目6使用流量控制閥及速度控制回路液壓傳動系統(tǒng)中執(zhí)行元件運(yùn)動速度的大小，由輸入執(zhí)行元件的油液流量的大小來確定。流量控制閥是依靠改變閥口通流面積的大小來控制流量的液壓閥。常用的流量控制閥有普通節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、壓力補(bǔ)償調(diào)速閥等。液壓傳動系統(tǒng)中的速度控制回路包括調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行元件的速度的調(diào)速回路、使之獲得快速運(yùn)動的快速回路、快速運(yùn)動和工作進(jìn)給速度以及工作進(jìn)給速度之間的速度換接回路。任務(wù)1使用節(jié)流閥及節(jié)流調(diào)速回路如圖6-1所示為一小型車載液壓起重機(jī)。重物的吊起和放下通過一個(gè)雙作用液壓缸的活塞桿伸出和縮回來實(shí)現(xiàn)。為保證能平穩(wěn)的吊起和放下重物，對液壓缸活塞的運(yùn)動速度必須能進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)。在液壓傳動系統(tǒng)中，主要采用變量泵供油或采用定量泵和流量控制閥來控制執(zhí)行元件的速度。1.節(jié)流閥和單向節(jié)流閥

在液壓系統(tǒng)中，用來控制油液流量的閥統(tǒng)稱為流量控制閥。流量控制閥是通過調(diào)節(jié)閥口的通流面積（節(jié)流口局部阻力）的大小或通過改變通流通道的長短來控制流量，實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)的速度調(diào)節(jié)和控制的。節(jié)流閥就是其中常用的一種。1)節(jié)流閥在液壓傳動系統(tǒng)中，節(jié)流閥是結(jié)構(gòu)最簡單的流量控制閥

圖6-2常用節(jié)流口的形式（1）針閥式節(jié)流口（2）偏心式節(jié)流口（3）軸向三角槽式節(jié)流口（4）偏心式節(jié)流口節(jié)流閥實(shí)物圖和圖形符號2)單向節(jié)流閥單向節(jié)流閥的實(shí)物及圖形符號2.節(jié)流閥的流量特性

影響節(jié)流閥流量穩(wěn)定性的因素主要有：(1)溫度的影響。(2)節(jié)流閥輸入、輸出口的壓差。

3.由節(jié)流閥組成的調(diào)速回路調(diào)速回路是用來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件工作行程速度的回路。根據(jù)節(jié)流閥在回路中的位置不同，節(jié)流調(diào)速回路分為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速、回油路節(jié)流調(diào)速和旁油路節(jié)流調(diào)速三種。1)進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路圖6-6(a)進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路

2)回油路節(jié)流調(diào)速回路

圖6-6(b)回油路節(jié)流調(diào)速回路3)旁油路節(jié)流調(diào)速回路1234567

圖6-8車載起重機(jī)液壓控制回路圖

1-液壓泵2-三位四通手動換向閥3-單向閥

4-順序閥5-液壓缸6-單向節(jié)流閥7-溢流閥任務(wù)2使用調(diào)速閥及典型速度控制回路圖6-9小型液壓鉆孔設(shè)備示意圖工件鉆頭液壓缸

如圖6-9所示的小型鉆孔設(shè)備的鉆頭的升降由一個(gè)雙作用液壓缸控制。為保證鉆孔質(zhì)量，要求鉆孔時(shí)鉆頭下降速度穩(wěn)定，不受切削量變化產(chǎn)生的進(jìn)給負(fù)載變化的影響且可以根據(jù)要求調(diào)節(jié)。這種情況采用普通單向閥就不能滿足要求，那么該如何選擇速度控制元件呢？調(diào)速閥

(1)調(diào)速閥的作用用節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)速度，但節(jié)流閥的進(jìn)、出油口壓力隨負(fù)載變化而變化，影響節(jié)流閥流量的均勻性，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度不穩(wěn)定。那么該如何解決這一問題呢？實(shí)際上，只要設(shè)法使節(jié)流閥進(jìn)、出油口壓力差保持不變，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度也就可以相應(yīng)地得到穩(wěn)定，具有這種功能的液壓元件是調(diào)速閥。(2)調(diào)速閥的工作原理及結(jié)構(gòu)(3)使用調(diào)速閥液壓回路

液壓泵溢流閥換向閥液壓缸單向閥調(diào)速閥圖6-12小型鉆孔設(shè)備液壓回路圖2.典型速度控制回路

1.快速運(yùn)動回路2.速度換接回路(1)快速運(yùn)動回路

1)差動連接回路2)雙泵供油的快速運(yùn)動回路1)差動連接回路

4123

圖6-13差動連接回路1-液壓泵2-溢流閥3-換向4-液壓缸2)雙泵供油的快速運(yùn)動回路12345678

圖6-14雙泵供油回路1-大流量泵2-小流量泵3-卸荷閥4-單向閥5-溢流閥6-換向閥7-節(jié)流閥8-液壓缸(2)速度換接回路1)快速與慢速之間的速度換接回路2)兩種慢速之間的速度換接回路1)快速與慢速之間的速度換接回路2)兩種慢速之間的速度換接回路項(xiàng)目小結(jié)在本項(xiàng)目中，主要講解了典型的流量控制閥、速度控制回路及應(yīng)用場合。對于典型流量控制閥，應(yīng)掌握它們的名稱、圖形符號，了解它們的結(jié)構(gòu)、工作原理，為正確分析和使用典型速度控制回路打下基礎(chǔ)。對于典型速度控制回路，應(yīng)掌握它們的組成、工作原理及回路的特點(diǎn)，為今后能夠正確分析較為復(fù)雜的液壓系統(tǒng)作好準(zhǔn)備。項(xiàng)目7綜合分析液壓系統(tǒng)

液壓傳動系統(tǒng)是根據(jù)液壓機(jī)械設(shè)備不同的工作要求，選用適當(dāng)?shù)幕净芈方M成的能夠完成一些特定任務(wù)的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)一般用液壓系統(tǒng)圖來表示，它是用國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件圖形符號來表示的液壓系統(tǒng)工作原理圖。本項(xiàng)目僅介紹兩個(gè)典型的液壓系統(tǒng)，通過對典型液壓系統(tǒng)的分析，加深對液壓元件、液壓基本回路的理解，掌握液壓系統(tǒng)的基本分析方法。任務(wù)1分析組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)

圖7-1臥式組合機(jī)車結(jié)構(gòu)原理圖

1-床身2-動力滑臺3-動力頭4-主軸箱

5-刀具6-工件7-夾具8-工作臺9-底座1.動力滑臺液壓系統(tǒng)回路的工作原理YT4543型動力滑臺是一種使用廣泛的通用液壓動力滑臺，該滑臺由液壓缸驅(qū)動，在電氣和機(jī)械裝置的配合下可以實(shí)現(xiàn)多種自動加工工作循環(huán)。該動力滑臺液壓系統(tǒng)最高工作壓力可達(dá)6.3MPa，屬于中低壓系統(tǒng)。圖7-2所示為YT4543型液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)采用限壓式變量泵供油、電液動換向閥換向、快進(jìn)由液壓缸差動連接來實(shí)現(xiàn)。通常實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)為：快進(jìn)→第一次工作進(jìn)給→第二次工作進(jìn)給→止擋塊停留→快退→原位停止。YT4543動力滑臺電磁鐵和行程閥動作順序

2.YT4543型動力滑臺的液壓系統(tǒng)中的基本回路

(1)限壓式變量泵、調(diào)速閥、背壓閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路；(2)差動連接的快速運(yùn)動回路；(3)電液換向閥(由先導(dǎo)電磁閥5、液動閥4組成)的換向回路；(4)行程閥和電磁閥的速度換接回路；(5)串聯(lián)調(diào)速閥的二次進(jìn)給回路；(6)采用M形中位機(jī)能三位換向閥的卸荷回路。3.YT4543型動力滑臺的液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)

1)采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流進(jìn)油路調(diào)速回路，并在回油路上設(shè)置了背壓閥，使動力滑臺能獲得穩(wěn)定的低速運(yùn)動，較好的調(diào)速剛性和較大的工作速度調(diào)節(jié)范圍。2)采用限壓式變量泵和差動連接回路，快進(jìn)時(shí)能量利用比較合理；工進(jìn)時(shí)只輸出與液壓缸相適應(yīng)的流量；止擋塊停留時(shí)，變量泵只輸出補(bǔ)償泵及系統(tǒng)內(nèi)泄漏所需要的流量。系統(tǒng)無溢流損失，效率高。3)采用行程閥和順序閥實(shí)現(xiàn)快進(jìn)與工進(jìn)的速度切換，動作平穩(wěn)可靠、無沖擊，轉(zhuǎn)換位置精度高。4)在第二次工作進(jìn)給結(jié)束時(shí)，采用止擋塊停留，這樣動力滑臺的停留位置精度高，適用于鏜端面，鏜階梯孔、锪孔和锪端面等工序使用。5)由于采用調(diào)速閥串聯(lián)的二次進(jìn)給進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速方式，可使啟動和進(jìn)給速度轉(zhuǎn)換時(shí)的前沖量較小，并有利于利用壓力繼電器發(fā)出信號進(jìn)行自動控制閱讀液壓系統(tǒng)圖的步驟1)了解機(jī)械設(shè)備工況對液壓系統(tǒng)的要求，了解在工作循環(huán)中的各個(gè)工步對力、速度和方向這三個(gè)參數(shù)的質(zhì)與量的要求。2)初讀液壓系統(tǒng)圖，了解系統(tǒng)中包含哪些元件，且以執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)分解為若干個(gè)工作單元。3)先單獨(dú)分析每一個(gè)子系統(tǒng)，了解其執(zhí)行元件與相應(yīng)的閥、泵之間的關(guān)系和那些基本回路。參照電磁鐵動作表和執(zhí)行元件的動作要求，理清其液流路線。4)根據(jù)系統(tǒng)中對各執(zhí)行元件間的互鎖、同步、防干擾等要求，分析各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系以及如何實(shí)現(xiàn)這些要求。5)在全面讀懂液壓系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)所使用的基本回路的性能，對系統(tǒng)作綜合分析，歸納總結(jié)整個(gè)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)，以加深對液壓系統(tǒng)的理解。任務(wù)2分析液壓壓力機(jī)液壓系統(tǒng)

液壓壓力機(jī)(結(jié)構(gòu)見圖2-1)對其液壓系統(tǒng)的基本要求是：1)為完成一般的壓制工藝，要求主缸（上液壓缸）驅(qū)動上滑塊能實(shí)現(xiàn)“快速下行→慢速加壓→保壓延時(shí)→快速回程→原位停止”的動作循環(huán)；要求頂出缸（下液壓缸）驅(qū)動下滑塊實(shí)現(xiàn)“向上頂出→停留→向下退回→原位停止”的工作循環(huán)。2)液壓系統(tǒng)中的壓力要能經(jīng)常變換和調(diào)節(jié)，并能產(chǎn)生較大的壓制力，以滿足工作要求。3)流量大、功率大、空行程和加壓行程的速度差異大。因此要求功率利用合理，工作平穩(wěn)性和安全可靠性要高。1.YB32-200液壓壓力機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理1)快速下行2)慢速下行3)保壓延時(shí)4)泄壓快速返回5)原位停止YB32-200液壓壓力機(jī)電磁鐵和預(yù)泄閥動作順序

2.YB32-200液壓壓力機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)1)系統(tǒng)中使用一個(gè)軸向柱塞式高壓變量泵供油，系統(tǒng)工作壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥3調(diào)定。2)系統(tǒng)中的順序閥7調(diào)定壓力為2.5Mpa，從而保證了液壓泵的卸荷壓力不致太低，也使控制油路具有一定的工作壓力（＞2.0MPa）。3)系統(tǒng)中采用了專用的預(yù)泄換向閥組8來實(shí)現(xiàn)上滑塊快速返回前的泄壓，保證動作平穩(wěn)，防止換向時(shí)的液壓沖擊和噪聲。4)系統(tǒng)利用管道和油液的彈性變形來保壓，方法簡單，但對液控單向閥和液壓缸等元件密封性能要求較高。5)系統(tǒng)中上、下兩缸的動作協(xié)調(diào)由兩換向閥６和14的互鎖來保證，一個(gè)缸必須在另一個(gè)缸靜止時(shí)才能動作。但是，在拉深操作中，為了實(shí)現(xiàn)“壓邊”這個(gè)工步，上液壓缸活塞必須推著下液壓缸活塞移動，這時(shí)上液壓缸下腔的液壓油進(jìn)入下液壓缸的上腔，而下液壓缸下腔中的液壓油則經(jīng)下缸溢流閥排回油箱，這時(shí)雖兩缸同時(shí)動作，但不存在動作不協(xié)調(diào)的問題。6)系統(tǒng)中的兩個(gè)液壓缸各有一個(gè)安全閥進(jìn)行過載保護(hù)。項(xiàng)目小結(jié)本項(xiàng)目主要講解了液壓系統(tǒng)的一般分析方法。通過舉例分析，進(jìn)一步加深對液壓元件及其功能、液壓基本回路及其作用的理解，掌握液壓系統(tǒng)的基本分析方法，為在實(shí)踐中對液壓設(shè)備進(jìn)行調(diào)試、使用和維護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二篇?dú)鈩蛹夹g(shù)部分

氣動技術(shù)作為一門技術(shù)門類至今還不到50年，隨著工業(yè)、科技飛速的發(fā)展，氣動技術(shù)的應(yīng)用涉及機(jī)械、電子、鋼鐵、汽車、輕工、紡織、化工、食品、、軍工、包裝、印刷等各個(gè)制造行業(yè)。由于氣壓傳動的動力傳遞介質(zhì)是取之不盡的空氣，對環(huán)境污染小，工程實(shí)現(xiàn)容易，所以在自動化控制領(lǐng)域中充分顯示出強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。項(xiàng)目8氣動基礎(chǔ)知識

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是氣動技術(shù)、液壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)等科學(xué)的互相滲透而形成的機(jī)電一體化技術(shù)被各種領(lǐng)域廣泛應(yīng)用后，氣動技術(shù)已成為當(dāng)今工業(yè)科技的重要組成部分。

項(xiàng)目重點(diǎn)與難點(diǎn)項(xiàng)目重點(diǎn):1.氣動系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)2.壓縮空氣的性質(zhì)3.空氣壓縮站的組成及各部分作用4.氣源調(diào)節(jié)裝置的組成和作用5.氣壓縮機(jī)的正確使用和保養(yǎng)

項(xiàng)目難點(diǎn):1.壓縮空氣的性質(zhì)

2.氣壓縮機(jī)的正確使用和保養(yǎng)

項(xiàng)目內(nèi)容任務(wù)1認(rèn)識氣動系統(tǒng)任務(wù)2選擇氣源裝置任務(wù)1認(rèn)識氣動系統(tǒng)氣動技術(shù)在機(jī)械、電子、鋼鐵、運(yùn)輸車輛及橡膠、紡織、輕工、化工、食品、包裝、印刷、煙草等各個(gè)制造行業(yè)，尤其在各種自動化生產(chǎn)裝備和生產(chǎn)線中得到了非常廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)今應(yīng)用最廣，發(fā)展最快，也最易被接受和重視的技術(shù)之一。要全面了解氣動技術(shù)首先需掌握系統(tǒng)的組成以及氣動系統(tǒng)中用以驅(qū)動的壓縮空氣的由來與特性。任務(wù)分析氣動技術(shù)由風(fēng)動技術(shù)和液壓技術(shù)演變、發(fā)展而來，作為一門獨(dú)立的技術(shù)門類至今還不到50年。由于氣壓傳動的動力傳遞介質(zhì)是取之不盡的空氣，環(huán)境污染小，工程實(shí)現(xiàn)容易，所以在自動化領(lǐng)域中充分顯示出了它強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。圖8-1氣動系統(tǒng)的回路執(zhí)行元件控制元件能源氣動系統(tǒng)的回路氣動系統(tǒng)1.氣動系統(tǒng)的基本組成2.氣動系統(tǒng)的特點(diǎn)1.氣動系統(tǒng)的基本組成

氣壓傳動系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成(1)能源裝置(2)執(zhí)行裝置(3)控制調(diào)節(jié)裝置(4)輔助裝置(5)工作介質(zhì)(1)能源裝置

把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能的裝置，主要把空氣壓縮到原有體積的1/7左右形成壓縮空氣，一般常見的是空氣壓縮機(jī)。(2)執(zhí)行裝置

把流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，主要利用壓縮空氣實(shí)現(xiàn)不同的動作，一般指氣壓缸和氣壓馬達(dá)。

(3)控制調(diào)節(jié)裝置

氣壓系統(tǒng)中流體的壓力、流量和流動方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的裝置。(4)輔助裝置

指除以上三種裝置以外的其它裝置，如各種管接頭、氣管、蓄能器、過濾器、壓力計(jì)等，它們起著連接、儲氣、過濾、儲存壓力能和測量氣壓等輔助作用，對保證氣壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久地工作有著重大作用。(5)工作介質(zhì)

壓縮空氣2.氣動系統(tǒng)的特點(diǎn)

突出的優(yōu)點(diǎn)氣動系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)突出的優(yōu)點(diǎn)

(1)氣動系統(tǒng)執(zhí)行元件的速度、轉(zhuǎn)矩、功率均可作無級調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)簡單、方便。(2)氣動系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)自動化的工作循環(huán)。氣壓系統(tǒng)中，氣體的壓力、流量和方向控制容易。與電氣控制相配合，可以方便的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作過程的控制和遠(yuǎn)程控制。(3)氣動系統(tǒng)過載時(shí)不會發(fā)生危險(xiǎn)，安全性高。(4)氣動元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造。(5)氣壓傳動工作介質(zhì)用之不盡，取之不竭，且不易污染。(6)壓縮空氣沒有爆炸和著火危險(xiǎn)，因此不需要昂貴的防爆設(shè)施。(7)壓縮空氣由管道輸送容易，而且由于空氣粘性小，在輸送時(shí)壓力損失小，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離壓力輸送。氣動系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)

(1)由于泄漏及氣體的可壓縮性，使它們無法保證嚴(yán)格的傳動比。(2)氣壓傳動傳遞的功率較小，氣動裝置的噪音也大，高速排氣時(shí)要加消聲器。(3)由于氣動元件對壓縮空氣要求較高，為保證氣動元件正常工作，壓縮空氣必須經(jīng)過良好的過濾和干燥，不得含有灰塵和水份等雜質(zhì)。(4)相對于電信號而言，氣動控制遠(yuǎn)距離傳遞信號的速度較慢，不適用于需要高速傳遞信號的復(fù)雜回路。任務(wù)實(shí)施

在實(shí)驗(yàn)臺上認(rèn)識各個(gè)元器件.，并能根據(jù)氣動系統(tǒng)回路圖找出各個(gè)元器件。掌握氣動系統(tǒng)概念、組成、特點(diǎn)及各組成部分的作用。任務(wù)2選擇氣源裝置壓縮空氣是氣動技術(shù)的控制介質(zhì)，氣動技術(shù)的最終目的是利用壓縮空氣來驅(qū)動不同的機(jī)械裝置。氣動系統(tǒng)工作時(shí)，工作介質(zhì)（空氣）中水分和固體顆粒雜質(zhì)等的含量決定著系統(tǒng)能否正常工作。因此，在氣動系統(tǒng)中必須對空氣進(jìn)行壓縮、干燥、凈化等處理。任務(wù)分析對空氣進(jìn)行壓縮、干燥、凈化，向各個(gè)設(shè)備提供潔凈、干燥的壓縮空氣的裝置稱為空氣壓縮站。空氣壓縮站（簡稱空壓站）是為氣動設(shè)備提供壓縮空氣的動力源裝置，是氣動系統(tǒng)的重要組成部分。對于一個(gè)氣動系統(tǒng)來說，一般規(guī)定：排氣量大于或等于6～12m3/min時(shí)，就應(yīng)獨(dú)立設(shè)置壓縮站；若排氣量低于6m3/min時(shí)，可將壓縮機(jī)或氣泵直接安裝在主機(jī)旁。圖8-2壓縮空氣質(zhì)量要求一般的空壓站空壓機(jī)后冷卻器儲氣罐壓縮空氣質(zhì)量要求一般的空壓站壓縮空氣質(zhì)量要求嚴(yán)格的空壓站空壓機(jī)后冷卻器儲氣罐空氣干燥器圖8-3壓縮空氣質(zhì)量要求嚴(yán)格的空壓站壓縮空氣質(zhì)量要求嚴(yán)格的空壓站

1.空氣壓縮機(jī)2.后冷卻器3.儲氣罐4.空氣干燥器

1.空氣壓縮機(jī)

(1)分類(2)工作原理(3)選用(4)使用注意事項(xiàng)(1)分類

按壓力大小空氣壓縮機(jī)可分成低壓型（0.2MPa～1.0MPa）、中壓型(1.0MPa～10MPa)和高壓型(>10MPa)。按工作原理的不同，空氣壓縮機(jī)則可分成容積型和速度型。(2)工作原理目前，使用最廣泛的是活塞式空氣壓縮機(jī)。單級活塞式空壓機(jī)通常用于需要0.3～0.7Mpa壓力范圍的場合。若壓力超過0.6MPa，其各項(xiàng)性能指標(biāo)將急劇下降，故往往采用分級壓縮以提高輸出壓力。為了提高效率，降低空氣溫度，還需要進(jìn)行中間冷卻。以采用二級壓縮的活塞式空壓機(jī)為例，其工作原理如圖8-4所示。通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)帶動活塞作往復(fù)運(yùn)動，使氣缸容積的大小發(fā)生周期性的變化，從而實(shí)現(xiàn)對空氣的吸入、壓縮和排氣。1-轉(zhuǎn)軸2-活塞3-缸體4-吸氣閥5-氣閥6-中間冷卻器1級活塞2級活塞外界空氣壓縮空氣輸出圖8-4兩級活塞式空氣壓縮機(jī)工作原理示意圖123456兩級活塞式空氣壓縮機(jī)工作原理(3)選用選擇空氣壓縮機(jī)的主要依據(jù)是氣動系統(tǒng)的工作壓力、流量和一些特殊的工作要求。選擇工作壓力時(shí)，考慮到沿程壓力損失，氣源壓力應(yīng)比氣動系統(tǒng)中工作裝置所需的最高壓力在增大20%左右。至于氣動系統(tǒng)中工作壓力較低的工作裝置，則采用減壓閥減壓供氣?？諝鈮嚎s機(jī)的輸出流量以整個(gè)氣動系統(tǒng)所需的最大理論耗氣量為依據(jù)，再考慮到泄漏等影響后加上一定的余量。(4)使用注意事項(xiàng)1)往復(fù)式空壓機(jī)所用的潤滑油一定要定期更換，應(yīng)使用不易氧化和不易變質(zhì)的壓縮機(jī)油，防止出現(xiàn)“油泥”。2)空氣壓縮機(jī)的周圍環(huán)境必須清潔、粉塵少、溫度低、通風(fēng)好，以保證吸入空氣的質(zhì)量。3)空氣壓縮機(jī)在啟動前后應(yīng)將小氣罐中的冷凝水排放掉，并定期檢查過濾器。2.后冷卻器

熱空氣冷空氣冷卻水冷卻水圖8-5

后冷卻器的工作原理及實(shí)物圖3.儲氣罐

儲氣罐的主要作用有：(1)用來儲存一定量的壓縮空氣，一方面可解決短時(shí)間內(nèi)用氣量大于空壓機(jī)輸出氣量的矛盾；另一方面可在空壓機(jī)出現(xiàn)故障或停電時(shí)，作為應(yīng)急氣源維持短時(shí)間供氣，以便采取措施保證氣動設(shè)備的安全。(2)減小空壓機(jī)輸出氣壓的脈動，穩(wěn)定系統(tǒng)氣壓。(3)進(jìn)一步降低壓縮空氣溫度，分離壓縮空氣中的部分水份和油份。

4.空氣干燥器

(1)冷凍式干燥器(2)吸附式干燥器(3)吸收式干燥器(4)高分子隔膜式干燥器(1)冷凍式干燥器

空氣出口空氣入口熱交換器致冷劑分離器1分離器2致冷機(jī)圖8-6冷凍式干燥器工作原理圖(2)吸附式干燥器截止閥(開)濾油器吸附器2加熱器干燥空氣鼓風(fēng)機(jī)潮濕空氣吸附器1熱空氣截止閥(關(guān))截止閥(開)截止閥(關(guān))圖8-7吸附式干燥器工作原理圖(3)吸收式干燥器

干燥空氣干燥劑雜質(zhì)濕空氣排放口圖8-8

吸收式干燥器工作原理圖(4)高分子隔膜式干燥器濕空氣水分干燥空氣圖8-9

高分子隔膜式干燥器工作原理圖在操作實(shí)驗(yàn)臺上認(rèn)識各個(gè)元器件，并能在操作實(shí)驗(yàn)臺上根據(jù)回路圖找出各個(gè)元器件，并能根據(jù)具體的回路圖分析出氣動系統(tǒng)的組成及各部分的作用。掌握各部分的工作原理。任務(wù)實(shí)施項(xiàng)目小結(jié)

了解氣動系統(tǒng)概念和組成，掌握氣動系統(tǒng)的特點(diǎn)及壓縮空氣的性質(zhì)掌握空氣壓縮站的組成、各部分作用，氣源調(diào)節(jié)裝置的組成和作用掌握典型元件的職能符號項(xiàng)目9使用氣動執(zhí)行元件在氣動系統(tǒng)中將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)做直線往復(fù)運(yùn)動、擺動或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的元件稱為氣動執(zhí)行元件。氣動執(zhí)行元件由于都是采用壓縮空氣作為動力源，其輸出力或力矩都不可能很大，同時(shí)由于空氣的可壓縮性，使其受負(fù)載的影響也較大。項(xiàng)目重點(diǎn)與難點(diǎn)項(xiàng)目重點(diǎn):1.氣動執(zhí)行元件的作用和分類、各種氣缸的工作原理及職能符號2.各種氣動馬達(dá)的作用、氣動馬達(dá)的工作原理、特點(diǎn)、氣動馬達(dá)的職能符號項(xiàng)目難點(diǎn):1.氣缸的工作原理2.氣動馬達(dá)的工作原理項(xiàng)目內(nèi)容任務(wù)1選擇氣缸任務(wù)2選擇氣動馬達(dá)

任務(wù)1選擇氣缸氣動執(zhí)行元件是用來將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而實(shí)現(xiàn)所需的直線運(yùn)動，擺動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動等。那么這些動作是通過哪些元件來實(shí)現(xiàn)的，這些元件的類型又有哪些？為使各種運(yùn)動順利完成，合理選擇出所需的動力裝置，先了解氣動執(zhí)行元件的類型、工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選擇方法。與液壓系統(tǒng)相似，氣動執(zhí)行元件主要有氣缸和氣動馬達(dá)。任務(wù)分析

氣缸是氣壓傳動系統(tǒng)中使用最多的一種執(zhí)行元件，用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)的直線運(yùn)動，輸出推力和位移。根據(jù)使用條件、場合的不同，其結(jié)構(gòu)、形狀也有多種形式。相關(guān)知識

1.氣缸的分類2.普通氣缸的工作原理3.緩沖裝置4.其他類型的氣缸

1.氣缸的分類

氣缸的種類很多，常見的分類方法有：(1)按氣缸活塞的受壓狀態(tài)可分為：單作用氣缸和雙作用氣缸。(2)按氣缸的結(jié)構(gòu)特征可分為：活塞式氣缸、柱塞式氣缸、薄膜式氣缸、葉片式擺動氣缸和齒輪齒條式擺動氣缸等。(3)按氣缸的安裝方式可分為：固定式氣缸、軸銷式氣缸、回轉(zhuǎn)式氣缸和嵌入式氣缸等。(4)按氣缸的功能可分為：普通氣缸和特殊功能氣缸。2.普通氣缸的工作原理

(1)單作用氣缸(2)雙作用氣缸

(1)單作用氣缸單作用氣缸只在活塞一側(cè)可以通入壓縮空氣使其伸出或縮回，另一側(cè)是通過呼吸孔開放在大氣中的。這種氣缸只能在一個(gè)方向上作功?；钊姆聪騽幼鲃t靠一個(gè)復(fù)位彈簧或施加外力來實(shí)現(xiàn)。由于壓縮空氣只能在一個(gè)方向上控制氣缸活塞的運(yùn)動，所以稱為單作用氣缸。如圖9-1所示為單作用氣缸的實(shí)物及結(jié)構(gòu)圖。圖9-1單作用實(shí)物氣缸結(jié)構(gòu)示意圖1-進(jìn)、排氣口2-活塞3-活塞密封圈4-呼吸口5-復(fù)位彈簧6-活塞桿（b）圖形符號（a）結(jié)構(gòu)圖123465單作用氣缸的特點(diǎn)1)由于單邊進(jìn)氣，因此結(jié)構(gòu)簡單，耗氣量小。2)缸內(nèi)安裝了彈簧，增加了氣缸長度，縮短了氣缸的有效行程，其行程受彈簧長度限制。3)借助彈簧力復(fù)位，使壓縮空氣的能量有一部分用來克服彈簧張力，減小了活塞桿的輸出力。而且輸出力的大小和活塞桿的運(yùn)動速度在整個(gè)行程中隨彈簧的變形而變化(2)雙作用氣缸雙作用氣缸活塞的往返運(yùn)動是依靠壓縮空氣在缸內(nèi)被活塞分隔開的兩個(gè)腔室（有桿腔、無桿腔）交替進(jìn)入和排出來實(shí)現(xiàn)的，壓縮空氣可以在兩個(gè)方向上作功。由于氣缸活塞的往返運(yùn)動全部靠壓縮空氣來完成，所以稱為雙作用氣缸。如圖9-2所示為雙作用氣缸的實(shí)物及結(jié)構(gòu)圖。(b)圖形符號圖9-2雙作用氣缸實(shí)物結(jié)構(gòu)示意圖1、6-進(jìn)、排氣口2-無桿腔3-活塞4-密封圈5-有桿腔7-導(dǎo)向環(huán)8-活塞桿(a)結(jié)構(gòu)圖245173683.緩沖裝置

在利用氣缸進(jìn)行長行程或重負(fù)荷工作時(shí)，當(dāng)氣缸活塞接近行程末端仍具有較高的速度，可能造成對端蓋的損害性沖擊。為了避免這種現(xiàn)象，應(yīng)在氣缸的兩端設(shè)置緩沖裝置。緩沖裝置的作用是當(dāng)氣缸行程接近末端時(shí)，減緩氣缸活塞運(yùn)動速度，防止活塞對端蓋的高速撞擊。1)緩沖氣缸2)緩沖器1)緩沖氣缸在端蓋上設(shè)置緩沖裝置的氣缸稱為緩沖氣缸，否則稱為無緩沖氣缸。緩沖裝置主要由節(jié)流閥、緩沖柱塞和緩沖密封圈組成。如圖9-3所示，緩沖氣缸接近行程末端時(shí)，緩沖柱塞阻斷了空氣直接流向外部的通路，使空氣只能通過一個(gè)可調(diào)的節(jié)流閥排出。由于空氣排出受阻，使活塞運(yùn)動速度下降，避免了活塞對端蓋的高速撞擊。圖9-3緩沖氣缸結(jié)構(gòu)示意圖1-活塞2-緩沖柱塞3-活塞桿4-緩沖密封圈5-可調(diào)節(jié)流(b)圖形符號12345(a)結(jié)構(gòu)圖2)緩沖器對于運(yùn)動件質(zhì)量大，運(yùn)動速度很高的氣缸，如果氣缸本身的緩沖能力不足，仍會對氣缸端蓋和設(shè)備造成損害。為避免這種損害，應(yīng)在氣缸外部另外設(shè)置緩沖器來吸收沖擊能。常用的緩沖器有彈簧緩沖器、氣壓緩沖器和液壓緩沖器。彈簧緩沖器是利用彈簧壓縮產(chǎn)生的彈力來吸收沖擊時(shí)的機(jī)械能；氣壓和液壓緩沖器都是主要通過氣流或液流的節(jié)流流動來將沖擊能量轉(zhuǎn)化為熱能，其中液壓緩沖器能承受高速沖擊，緩沖性能好。4.其他類型的氣缸

(一)直動氣缸

(二)擺動氣缸

(一)直動氣缸

1)無桿氣缸2)雙活塞桿氣缸3)雙端單活塞桿氣缸4)雙端雙活塞桿氣缸

5)導(dǎo)向氣缸6)多位氣缸7)氣囊氣缸8)氣動肌腱9)氣動手指1)無桿氣缸圖9-4機(jī)械耦合式無桿氣缸剖面結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖(a)剖面圖(b)實(shí)物圖圖9-5磁性耦合式無桿氣缸剖面結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖(a)剖面圖(b)實(shí)物圖2)雙活塞桿氣缸圖9-6雙活塞桿氣缸實(shí)物圖3)雙端單活塞桿氣缸

圖9-7雙端單活塞桿氣缸與雙端雙活塞桿氣缸實(shí)物圖(a)雙端單活塞桿氣缸

4)雙端雙活塞桿氣缸

(b)雙端雙活塞桿氣缸圖9-7雙端單活塞桿氣缸與雙端雙活塞桿氣缸實(shí)物圖123456圖9-8導(dǎo)向氣缸結(jié)構(gòu)示意圖1-端板2-導(dǎo)桿3-滑動軸承或滾動軸承支承4-活塞桿5-活塞6-缸體

5)導(dǎo)向氣缸

6)多位氣缸圖9-9多位氣缸實(shí)物圖7)氣囊氣缸

圖9-10氣囊氣缸實(shí)物圖8)氣動肌腱

圖9-11氣動肌腱實(shí)物圖9)氣動手指

(1)平行氣爪(2)擺動氣爪(3)旋轉(zhuǎn)氣爪(4)三點(diǎn)氣爪

(1)平行氣爪

圖9-12平行氣爪剖面結(jié)構(gòu)、實(shí)物圖和原理圖(a)剖面圖(b)實(shí)物圖(c)原理圖(2)擺動氣爪

擺動氣爪通過一個(gè)帶環(huán)形槽的活塞桿帶動手指運(yùn)動。由于氣爪手指耳環(huán)始終與環(huán)形槽相連，所以手指移動能實(shí)現(xiàn)自對中，并保證抓取力矩的恒定。(3)旋轉(zhuǎn)氣爪

圖9-13旋轉(zhuǎn)氣爪剖面結(jié)構(gòu)與實(shí)物圖（b）實(shí)物圖（c）原理圖（a）剖面圖(4)三點(diǎn)氣爪

圖9-14三點(diǎn)氣爪剖面結(jié)構(gòu)與實(shí)物圖（a）剖面圖（b）實(shí)物圖（c）原理圖(二)擺動氣缸

擺動氣缸是利用壓縮空氣驅(qū)動輸出軸在小于360°的角度范圍內(nèi)的作往復(fù)擺動的氣動執(zhí)行元件，多用于物體的轉(zhuǎn)位、工件的翻轉(zhuǎn)、閥門的開閉等場合。擺動氣缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為葉片式、齒輪齒條式兩大類。1.葉片式擺動氣缸

2.齒輪齒條式擺動氣缸

1.葉片式擺動氣缸

葉片式擺動氣缸（如圖9-15所示）是利用壓縮空氣作用在安裝在缸體內(nèi)的葉片上來帶動回轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動的。當(dāng)壓縮空氣作用在葉片的一側(cè)，葉片另一側(cè)排氣，葉片就會帶動轉(zhuǎn)軸向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動；改變氣流方向就能實(shí)現(xiàn)葉片轉(zhuǎn)動的反向。葉片式擺動氣缸具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作效率高的特點(diǎn)，常用于工件的分類、翻轉(zhuǎn)、夾緊。葉片式擺動氣缸可分為單葉片式和雙葉片式兩種。單葉片式輸出軸轉(zhuǎn)角大，可以實(shí)現(xiàn)小于360°的往復(fù)擺動；雙葉片式輸出軸轉(zhuǎn)角小，只能實(shí)現(xiàn)小于180°的擺動。通過擋塊裝置可以對擺動缸的擺動角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖9-15單葉片式擺動氣缸剖面結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖1--轉(zhuǎn)軸2--葉片擺動角度調(diào)節(jié)擋塊12（a）剖面圖（b）實(shí)物圖2.齒輪齒條式擺動氣缸

齒輪齒條式擺動氣缸（如圖9-16所示）利用氣壓推動活塞帶動齒條作往復(fù)直線運(yùn)動，齒條帶動與之嚙合的齒輪作相應(yīng)的往復(fù)擺動，并由齒輪軸輸出轉(zhuǎn)矩。這種擺動氣缸的回轉(zhuǎn)角度不受限制，可超過360°(實(shí)際使用一般不超過360°)，但不宜太大，否則齒條太長，給加工帶來困難。齒輪齒條式擺動氣缸有單齒條和雙齒條兩種結(jié)構(gòu)。12345圖9-16齒輪齒條擺動氣缸工作原理及剖面結(jié)構(gòu)

1-齒輪2-齒條3-活塞4-缸體5-端位緩沖（a）原理圖（b）剖面圖任務(wù)實(shí)施

在實(shí)驗(yàn)臺上要認(rèn)清各種氣缸，了解各種氣缸的工作原理，尤其掌握普通氣缸的工作原理、緩沖式氣缸的工作原理及調(diào)節(jié)方法。認(rèn)清各種氣缸的職能符號。能根據(jù)實(shí)際需要，合理、正確地選擇所需氣缸。任務(wù)2選擇氣動馬達(dá)

除氣缸以外，在實(shí)際應(yīng)用過程中，氣動馬達(dá)也是一種常用的氣動執(zhí)行元件。氣動馬達(dá)是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。任務(wù)分析

氣動馬達(dá)是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的氣動執(zhí)行元件，其作用相當(dāng)于電動機(jī)或液壓馬達(dá)，即輸出力矩帶動機(jī)構(gòu)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。相關(guān)知識

氣動馬達(dá)按結(jié)構(gòu)形式分為：葉片式、活塞式和薄膜式。在氣壓傳動中應(yīng)用最廣泛的是葉片式氣動馬達(dá)和活塞式氣動馬達(dá)。1.葉片式氣動馬達(dá)

2.活塞式氣動馬達(dá)

1.葉片式氣動馬達(dá)

葉片式氣動馬達(dá)主要由定子、轉(zhuǎn)子和葉片組成。如圖9-17所示，壓縮空氣由輸入口進(jìn)入，作用在工作腔兩側(cè)的葉片上。由于轉(zhuǎn)子偏心安裝，氣壓作用在兩側(cè)葉片上的轉(zhuǎn)矩不等，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，每個(gè)工作腔的容積在不斷變化。相鄰兩個(gè)工作腔間存在壓力差，這個(gè)壓力差進(jìn)一步推動轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動。作功后的氣體從輸出口輸出。如果調(diào)換壓縮空氣的輸入和輸出方向，就可讓轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)。葉片馬達(dá)體積小、重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，但耗氣量較大，一般用于中、小容量，高轉(zhuǎn)速的場合。圖9-17葉片式氣動馬達(dá)剖面結(jié)構(gòu)、實(shí)物圖及圖形符號

1-葉片2-轉(zhuǎn)子3-工作腔4-定子1243

（a）剖面圖（b）實(shí)物圖（c）圖形符號2.活塞式氣動馬達(dá)

活塞式氣動馬達(dá)是一種通過曲柄或斜盤將多個(gè)氣缸活塞的輸出力轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運(yùn)動的氣動馬達(dá)。活塞式氣動馬達(dá)中為達(dá)到力的平衡，氣缸數(shù)目大多為偶數(shù)。氣缸可以徑向配置和軸向配置，稱為徑向活塞式氣動馬達(dá)和軸向活塞式氣動馬達(dá)。圖9-18中所示的徑向活塞式氣動馬達(dá)剖面結(jié)構(gòu)中，五個(gè)氣缸均勻分布在氣動馬達(dá)殼體的圓周上，5個(gè)連桿都裝在同一個(gè)曲軸的曲拐上。壓縮空氣順序推動各氣缸活塞伸縮，從而帶動曲軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)。1234圖9-18活塞式氣動馬達(dá)剖面結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖1-氣缸2-連桿3-曲軸4-活塞任務(wù)實(shí)施

根據(jù)上面所學(xué)，要認(rèn)清各種氣動馬達(dá)，了解各種氣動馬達(dá)的作用，掌握氣動馬達(dá)的工作原理及特點(diǎn)，認(rèn)清各種氣動馬達(dá)的圖形符號。能根據(jù)實(shí)際需要，合理、正確地選擇所需氣動馬達(dá)。項(xiàng)目小結(jié)

在本項(xiàng)目中要了解氣動執(zhí)行元件的作用和分類。掌握各種氣缸的工作原理，尤其掌握普通氣缸的工作原理、緩沖式氣缸的工作原理及調(diào)節(jié)方法。認(rèn)清各種氣缸的職能符號。能根據(jù)實(shí)際需要，合理、正確地選擇所需氣缸。了解各種氣動馬達(dá)的作用，掌握氣動馬達(dá)的工作原理及特點(diǎn)，認(rèn)清各種氣動馬達(dá)的職能符號。能根據(jù)實(shí)際需要，合理、正確地選擇所需氣動馬達(dá)。項(xiàng)目10使用方向控制閥及方向控制回路

在氣動基本回路中,最基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)氣動執(zhí)行元件運(yùn)動方向的控制，而方向控制是由哪些氣動元件完成的？其回路是由哪些元件組成的？工作原理是什么？將在本項(xiàng)目中一一介紹。

項(xiàng)目重點(diǎn)和難點(diǎn)項(xiàng)目重點(diǎn)：1.方向控制閥的分類、結(jié)構(gòu)、圖形符號和應(yīng)用2.氣動控制系統(tǒng)回路的表示及分析方法3.方向控制回路的類型及應(yīng)用項(xiàng)目難點(diǎn)：方向控制回路的分析

項(xiàng)目內(nèi)容任務(wù)1使用方向控制閥

任務(wù)2使用方向控制回路

任務(wù)1使用方向控制閥

用于通斷氣路或改變氣流方向，從而控制氣動執(zhí)行元件起動、停止和換向的元件稱為方向控制閥。它是氣動系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種控制元件。任務(wù)分析要設(shè)計(jì)某一氣動系統(tǒng)方向控制回路，使相應(yīng)的氣動執(zhí)行元件完成相應(yīng)的運(yùn)動，就需要使用方向控制閥對機(jī)構(gòu)實(shí)行方向控制。因而須對方向控制閥的控制方法、圖形符號等有一個(gè)全面的了解。方向控制閥

1.單向閥

2.換向閥

1.單向閥

(a)原理圖（b)圖形符號圖10-1單向閥工作原理圖單向閥是用來控制氣流方向，使之只能單向通過的方向控制閥。

2.換向閥

用于改變氣體通道，使氣體流動方向發(fā)生變化從而改變氣動執(zhí)行元件的運(yùn)動方向的元件稱為換向閥。換向閥按操控方式分主要有人力操縱控制、機(jī)械操縱控制、氣壓操縱控制和電磁操縱控制四類。(1)人力操縱換向閥

依靠人力對閥芯位置進(jìn)行切換的換向閥稱為人力操縱控制換向閥，簡稱人控閥。人控閥又可分為手動閥和腳踏閥兩大類。常用的按鈕式換向閥的工作原理如圖10-2所示。人力操縱換向閥與其它控制方式相比，使用頻率較低，動作速度較慢。因操縱力不宜太大，所以閥的通徑較小，操作也比較靈活。在直接控制回路中，人力操縱換向閥用來直接操縱氣動執(zhí)行元件，用作信號閥。

（a）換向前（b）換向后（c）圖形符號圖10-2手動換向閥工作原理圖

圖10-3人控閥常用操控機(jī)構(gòu)實(shí)物圖（a）按鈕式（b）定位開關(guān)式（c）腳踏式(2)機(jī)械操縱換向閥

機(jī)械操縱換向閥是利用安裝在工作臺上凸輪、撞塊或其它機(jī)械外力來推動閥芯動作實(shí)現(xiàn)換向的換向閥。由于它主要用來控制和檢測機(jī)械運(yùn)動部件的行程，所以一般也稱為行程閥。行程閥常見的操控方式有頂桿式、滾輪式、單向滾輪式等，其換向原理與手動換向閥類似。12345（a）正向通過（b）反向通過1-氣缸2-凸塊3-滾輪4-閥桿5-行程閥閥體圖10-4單向滾輪式行程閥工作原理圖(3)氣壓操縱換向閥

氣壓控制換向閥是利用氣壓力來實(shí)現(xiàn)換向的，簡稱氣控閥。根據(jù)控制方式的不同可分為加壓控制、卸壓控制和差壓控制三種。加壓控制是指控制信號的壓力上升到閥芯動作壓力時(shí)，主閥換向，是最常用的氣控閥；卸壓控制是指所加的氣壓控制信號減小到某一壓力值時(shí)閥芯動作，主閥換向；差壓控制是利用換向閥兩端氣壓有效作用面積的不等，使閥芯兩側(cè)產(chǎn)生壓力差來使閥芯動作實(shí)現(xiàn)換向的。（a）換向前（b）換向后(c)圖形符號圖10-5單端氣控彈簧復(fù)位二位三通換向閥工作原理圖

截止式換向閥主要有以下特點(diǎn)：1)用很小的移動量就可以使閥完全開啟，閥流通能力強(qiáng)，因此便于設(shè)計(jì)成緊湊的大流量閥。2)抗粉塵和污染能力強(qiáng)，對空氣的過濾精度及潤滑要求不高，適用于環(huán)境比較惡劣的場合。3)當(dāng)閥口較多時(shí)，結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，所以一般用于三通或二通閥。4)因?yàn)橛凶璧K換向的背壓存在，閥芯關(guān)閉緊密，泄漏量小，但換向阻力也較大。(c)

圖形符號（a）閥芯在左位（b）閥芯在右位圖10-6雙端氣控二位五通換向閥工作原理圖滑閥式換向閥主要有以下特點(diǎn)：

1)換向行程長，即閥門從完全關(guān)閉到完全開啟所需的時(shí)間長。2)切換時(shí)，沒有背壓阻力，所需換向力小，動作靈敏3)結(jié)構(gòu)具有對稱性，作用在閥芯上的力保持軸向平衡，閥容易實(shí)現(xiàn)記憶功能。即控制信號在換向閥換向完成后即使消失，閥芯仍能保持當(dāng)前位置不變。4)閥芯在閥體內(nèi)滑動，對雜質(zhì)敏感，對氣源處理要求較高。5)通用性強(qiáng)，易設(shè)計(jì)成多位多通閥。只要稍微改變閥套或閥芯的尺寸、形狀就能實(shí)現(xiàn)機(jī)能的改變。(4)電磁操縱換向閥

電磁換向閥是利用電磁線圈通電時(shí)所產(chǎn)生的電磁吸力使閥芯改變位置來實(shí)現(xiàn)換向的，簡稱為電磁閥。電磁閥能夠利用電信號對氣流方向進(jìn)行控制，使得氣壓傳動系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電氣控制，是氣動控制系統(tǒng)中最重要的元件。電磁換向閥按操作方式的不同可分為直動式和先導(dǎo)式。圖10-7所示。電磁操縱換向閥1)直動式電磁換向閥直動式電磁閥是利用電磁線圈通電時(shí)，靜鐵芯對動鐵芯產(chǎn)生的電磁吸力直接推動閥芯移動實(shí)現(xiàn)換向的。直動式電磁閥由于閥芯的換向行程受電磁吸合行程的限制，只適用于小型閥。2)先導(dǎo)式電磁換向閥先導(dǎo)式電磁換向閥則是由直動式電磁閥（導(dǎo)閥）和氣控?fù)Q向閥（主閥）二部分構(gòu)成。其中直動式電磁閥在電磁先導(dǎo)閥線圈得電后，導(dǎo)通產(chǎn)生先導(dǎo)氣壓。先導(dǎo)氣壓再來推動大型氣控?fù)Q向閥閥芯動作，實(shí)現(xiàn)換向。如圖10-8所示。(a)

導(dǎo)閥(b)

主閥圖10-8先導(dǎo)式電磁換向閥工作原理圖任務(wù)實(shí)施：

根據(jù)上述所學(xué)知識，應(yīng)熟練掌握各種方向控制閥的圖形符號如圖10-9所示二位二通換向閥常通型二位三通換向閥常斷型二位三通換向閥二位五通換向閥二位四通換向閥中位封閉式三位五通換向閥圖10-9常用換向閥的圖形符號任務(wù)2使用方向控制回路

如圖10-10所示，利用一個(gè)氣缸將某方向傳送裝置送來的木料推送到與其垂直的傳送裝置上做進(jìn)一步加工。通過一個(gè)按鈕使氣缸活塞桿伸出，將木塊推出；松開按鈕，氣缸活塞桿縮回。試根據(jù)上述要求，設(shè)計(jì)工件轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的控制回路。圖10-10工件轉(zhuǎn)運(yùn)裝置示意圖任務(wù)分析對于這個(gè)課題應(yīng)根據(jù)木塊大小，確定氣缸活塞行程大小。對于行程較小的，可以采用單作用氣缸；行程如果較長，就應(yīng)采用雙作用氣缸。這就需要在掌握方向控制閥的基礎(chǔ)上，還應(yīng)對氣動控制系統(tǒng)回路的表示及分析方法、以及.方向控制回路的類型及應(yīng)用等有一個(gè)全面的了解。1.氣動回路圖

用圖形符號來表示氣動系統(tǒng)中的各個(gè)元件及其功能，并按設(shè)計(jì)需要進(jìn)行組合以構(gòu)成對一個(gè)實(shí)際控制問題的解決方案，這就構(gòu)成了氣動系統(tǒng)的回路圖。2.直接控制與間接控制

(1)直接與間接控制的定義如圖10-11所示，通過人力或機(jī)械外力直接控制換向閥換向來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件動作控制，這種控制方式稱為直接控制。間接控制則指的是執(zhí)行元件由氣控?fù)Q向閥來控制動作，人力、機(jī)械外力等外部輸入信號只是用來控制氣控?fù)Q向閥的換向，不直接控制執(zhí)行元件動作。(2)直接與間接控制的特點(diǎn)直接控制所用元件少，回路簡單，主要用于單作用氣缸或雙作用氣缸的簡單控制，但無法滿足換向條件比較復(fù)雜的控制要求。而且由于直接控制是由人力和機(jī)械外力直接操控?fù)Q向閥換向的，操作力較小，只適用于所需氣流量和控制閥的尺寸相對較小的場合。圖10-11氣缸的直接控制和間接控制回路圖(a)直接控制(b)間接控制任務(wù)實(shí)施：

對于圖10-10所示工件轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的氣動系統(tǒng)控制回路設(shè)計(jì)可采用圖10-12所示的直接控制回路來完成，也可采用圖10-13所示的間接控制回路來完成。注意：在氣動控制技術(shù)中，一般要求一個(gè)執(zhí)行元件對應(yīng)一個(gè)方向控制閥來控制其運(yùn)動方向，這個(gè)方向控制閥稱為主控閥或末級控制元件。

圖10-12工件轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的直接控制回路圖（a）采用單作用氣缸（b）采用雙作用氣缸（a）采用單作用氣缸（b）采用雙作用氣缸圖10-13工件轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的間接控制回路圖項(xiàng)目小結(jié)：

在本項(xiàng)目中，應(yīng)掌握氣動控制系統(tǒng)回路的表示及分析方法；掌握方向控制回路的類型及應(yīng)用；學(xué)會根據(jù)氣動控制系統(tǒng)回路圖能識讀出各個(gè)元器件，以及掌握方向控制回路的分析方法。

項(xiàng)目11認(rèn)識壓力控制閥及壓力控制回路

壓力控制閥主要用來控制系統(tǒng)中氣體的壓力，滿足各種壓力要求或用以節(jié)能。壓力控制回路的功用是使系統(tǒng)保持在某一規(guī)定的壓力范圍內(nèi)。常用的有一次壓力控制回路、二次壓力控制回路和高低壓轉(zhuǎn)換回路。在實(shí)際生產(chǎn)加工中，為了適應(yīng)加工不同材料或直徑工件的要求，在氣動控制系統(tǒng)的工作壓力應(yīng)該可以調(diào)節(jié)。本項(xiàng)目主要介紹各類壓力控制閥的種類工作原理和應(yīng)用以及壓力控制回路的回路分析。