電子課件-《液壓傳動(dòng)與氣動(dòng)技術(shù)(第二版)》

任務(wù)1認(rèn)識(shí)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)任務(wù)2拆彎?rùn)C(jī)液壓動(dòng)力元件的選擇模塊一液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)及動(dòng)力元件任務(wù)1認(rèn)識(shí)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成2.掌握液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理3.熟悉液壓傳動(dòng)的工作特點(diǎn)注塑機(jī)

注塑機(jī)注射系統(tǒng)向模具注射塑料的過(guò)程中，需要對(duì)模具的動(dòng)模和定模之間施加很大的力使模具處于鎖緊狀態(tài)，而當(dāng)注射結(jié)束后，又要將模具分開以便能取出制件，完成這一工作的機(jī)構(gòu)稱為鎖模機(jī)構(gòu)。那么，在注射機(jī)中采用了什么樣的傳動(dòng)方式來(lái)完成這一工作過(guò)程呢？這種方式有什么優(yōu)點(diǎn)？

注塑機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)在工作時(shí)有兩個(gè)最主要的要求：一是要求整個(gè)工作非常平穩(wěn)，以防止在鎖模過(guò)程中模具的動(dòng)模和定模之間發(fā)生大的沖擊造成模具的損壞，二是要求鎖模力足夠大且能很方便地根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。通常可以采用液壓傳動(dòng)方式來(lái)達(dá)到上述要求。一、注塑機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作過(guò)程

初始狀態(tài)：液壓泵3由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)從油箱1中吸油，然后將具有壓力能的油液輸送到管路，油液通過(guò)節(jié)流閥4和管路流至換向閥6。當(dāng)閥芯處于圖示位置（中間位置）時(shí)，這時(shí)閥口P、A、B、T互不相通，此時(shí)液壓缸里沒(méi)有壓力油輸入，活塞9不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。

鎖模工作狀態(tài)：電磁線圈7通電時(shí)，閥芯向左移動(dòng)（左位工作），這時(shí)閥口P和A相通、閥口B和T相通，壓力油經(jīng)P口流入換向閥6，經(jīng)A口流入液壓缸8的左腔，活塞9在液壓缸左腔壓力油的推動(dòng)下向右移動(dòng)并帶動(dòng)鎖模機(jī)構(gòu)的機(jī)械裝置完成鎖模動(dòng)作，而液壓缸右腔的油則經(jīng)B口和T口回到油箱1。

開模工作狀態(tài)：電磁線圈10通電，閥芯向右移動(dòng)（右位工作），這時(shí)閥口P和B相通，閥口A和T相通，壓力油通過(guò)換向閥6的B口流入液壓缸的右腔，活塞9在液壓缸右腔壓力油的推動(dòng)下向左移動(dòng)，并帶動(dòng)鎖模機(jī)構(gòu)的機(jī)械裝置完成開模動(dòng)作，而液壓缸左腔的液壓油則通過(guò)閥口A和T流回油箱1。注塑機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)二、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成

一個(gè)完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由五個(gè)相聯(lián)系的部分組成，分別叫做動(dòng)力元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件和傳動(dòng)介質(zhì)。鎖模機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的組成組成部分典型元件動(dòng)力元件液壓泵3控制元件節(jié)流閥4溢流閥5三位四通電磁換向閥6執(zhí)行元件液壓缸8輔助元件油箱、油管、過(guò)濾器2傳動(dòng)介質(zhì)液壓油三、液壓傳動(dòng)的工作特點(diǎn)

1.傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。2.液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)——借助于設(shè)置溢流閥等元件，自動(dòng)防止過(guò)載，避免發(fā)生事故。3.液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化——借助各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時(shí)，能很容易地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。4.液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，也易于設(shè)計(jì)和組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。5.液壓系統(tǒng)中存在漏油等問(wèn)題，會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。液壓技術(shù)的應(yīng)用范圍

由于液壓技術(shù)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，從民用到國(guó)防，由一般傳動(dòng)到精確度很高的控制系統(tǒng)，液壓技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用。近幾年，又在太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、船舶駕駛模擬器、地震再現(xiàn)裝置、火箭助飛發(fā)射裝置、宇航環(huán)境模擬和高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車裝置等設(shè)備中，采用了液壓技術(shù)。教學(xué)目標(biāo)1.掌握齒輪泵的主要性能參數(shù)2.掌握齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理3.掌握液壓泵的選擇方法任務(wù)2拆彎?rùn)C(jī)液壓動(dòng)力元件的選擇拆彎?rùn)C(jī)

下圖為由液壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)的折彎?rùn)C(jī),薄板工件的彎曲成形是由液壓缸帶動(dòng)壓力頭向下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，工作時(shí)液壓系統(tǒng)液壓油的最大流量為18L/min，最大工作壓力為18kgf/cm2

，通過(guò)任務(wù)1的學(xué)習(xí)，現(xiàn)已知道，向液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源的是動(dòng)力元件（液壓泵），本任務(wù)要求能夠選擇滿足折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)工作要求的動(dòng)力元件。

拆彎?rùn)C(jī)在壓制薄板時(shí)，要使薄板在壓頭向下運(yùn)動(dòng)的作用下產(chǎn)生變形從而得到所需要的形狀，就要求進(jìn)入液壓缸的壓力油的壓力和流量能使液壓缸推動(dòng)壓頭向下運(yùn)動(dòng)并克服薄板變形時(shí)產(chǎn)生的抗力。向液壓缸提供壓力油的是動(dòng)力元件（液壓泵），那么液壓泵是如何為液壓系統(tǒng)輸出壓力油的呢？怎樣根據(jù)系統(tǒng)要求來(lái)選擇液壓泵呢？一、折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)工作過(guò)程和液壓泵的種類

液壓泵6輸出的壓力油進(jìn)入液壓缸進(jìn)油口1后進(jìn)入液壓缸的上工作腔，這時(shí)與活塞桿相連的壓頭4向下運(yùn)動(dòng)，將薄板工件5壓彎。折彎?rùn)C(jī)的工作原理

液壓泵將原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)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，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。常用的液壓泵有齒輪泵、柱塞泵、葉片泵等，其中齒輪泵是機(jī)床液壓系統(tǒng)中最常用的一種液壓泵，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易、工作可靠、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

齒輪泵柱塞泵葉片泵二、齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理

齒輪泵按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩種。１．外嚙合齒輪泵（1）外嚙合齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪泵主要由：1、4—齒輪2—短軸3—長(zhǎng)軸5—前蓋板6—泵體7、9—螺釘8—后蓋板等組成外嚙合齒輪泵

當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右方吸油室由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作容積逐漸增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在外界大氣壓力的作用下，經(jīng)吸油口進(jìn)入吸油室，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左方壓油室內(nèi)，隨著齒輪的相互嚙合，壓油室密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去，從壓油口輸送到壓力管路中去。油泵在工作時(shí)，吸油和壓油是依靠吸油室和壓油室的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此這種泵也叫做容積泵。

外嚙合齒輪泵輸出的流量較均勻、構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠、維護(hù)方便，一般具有輸送流量小和輸出壓力高的特點(diǎn)。通常，齒輪泵多用于輸送黏性較大的液體，不宜輸送黏性較小的液體及含有雜質(zhì)的液體（影響壽命）。

（2）外嚙合齒輪泵的應(yīng)用場(chǎng)合二、齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理2．內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、質(zhì)量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低，在高轉(zhuǎn)速工作時(shí)有較高的容積效率。但在低速、高壓下工作時(shí)，壓力脈動(dòng)大，容積效率低，所以一般用于中、低壓系統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，常用這種泵作為補(bǔ)油泵。內(nèi)嚙合齒輪泵的缺點(diǎn)是齒形復(fù)雜、加工困難、價(jià)格較貴，且不適合高速高壓的工況。二、齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理３．齒輪泵型號(hào)的表示方法和含義

各個(gè)生產(chǎn)廠家的齒輪泵型號(hào)標(biāo)識(shí)都不相同，較為通用的型號(hào)及參數(shù)含義如下：Ｃ

Ｂ－Ｂ－２５流量（L／min）低壓（25kgf/cm2）泵齒輪二、齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理三、液壓泵的選擇

選擇液壓泵時(shí)主要要確定液壓泵的輸油量、工作壓力和結(jié)構(gòu)形式。1．齒輪液壓泵的輸油量齒輪液壓泵的輸油量可根據(jù)液壓系統(tǒng)所需的最大流量以及系統(tǒng)中的泄漏情況選擇，通常按如下公式進(jìn)行計(jì)算：2．齒輪液壓泵的工作壓力齒輪液壓泵的工作壓力按系統(tǒng)中最大工作壓力來(lái)確定，計(jì)算公式如下：3．齒輪泵的類型主要根據(jù)齒輪的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍、經(jīng)濟(jì)性、使用環(huán)境、安放位置等方面，進(jìn)行分析比較后確定齒輪泵的類型。Q泵≥K漏Q最大P泵≥K壓p最大

拆彎?rùn)C(jī)液壓泵的選擇：折彎?rùn)C(jī)作為一般的機(jī)床，整個(gè)液壓系統(tǒng)要求成本較低、維護(hù)方便，在壓制薄板的工作過(guò)程中要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，所以可以選擇外嚙齒輪泵作為系統(tǒng)的動(dòng)力元件，根據(jù)計(jì)算所得的輸油量要求和工作壓力要求，最終選定CB-B-20型外嚙合齒輪泵作為折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件。

折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上較為緊湊，液壓管道較短。因此可以取。K漏=1.1,K壓=1.3。據(jù)此分別計(jì)算出齒輪泵的輸油量和工作壓力。，齒輪泵的輸油量為：＝1.1×18=19.8（L/min）齒輪泵的工作壓力為：Q泵≥K漏Q最大＝1.3×18=23.4（kgf/cm2）P泵≥K壓p最大折彎?rùn)C(jī)液壓泵的選擇一、液壓泵的職能符號(hào)及說(shuō)明職能符號(hào)名稱說(shuō)明單向定量泵輸出的油量一定，且輸出方向不可改變單向變量泵輸出的油量可以調(diào)節(jié)，而輸出方向不可改變雙向定量泵輸出的油量一定，輸出方向可以相互間逆變雙向變量泵不僅輸出的油量可以調(diào)節(jié)，而且輸出方向也可以逆變二、液壓傳動(dòng)中的幾個(gè)重要參數(shù)1.壓力液體在單位面積上所受的法向力稱為壓力，通常用p表示，p=F∕A

2.流量單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一通道截面的液體體積稱為流量。通常所說(shuō)的流量是指平均流量，用Ｑ表示。即Ｑ=V∕t常用壓力單位換算表牛頓/米2公斤力/米2公斤力/厘米2巴(bar)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)毫米水柱毫米水銀柱0oC磅/英寸2(帕斯卡)(kgf/m2)(kgf/cm2)4oC(mmH2O)(mmHg)(lb/in2,psi)(N/m2)(Pa)牛頓/米2(帕斯卡)10.10197210.1972×10-61×10-50.986923×10-50.1019727.50062×10-3145.038×10-6(N/m2)(Pa)公斤力/米2(kgf/m2)9.8066511×10-49.80665×10-59.67841×10-51×10-80.07355590.0014223公斤力/厘米2(kgf/cm2)98.0665×1031×10410.96784110×103735.55914.2233巴(bar)1×10510197.21.019720.9806650.98692310.1972×103750.06114.5038標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)1.01325×10510332.31.03323110.3323×10376014.6959毫米水柱4oC(mmH2O)0.1019721×10-81×10-419.67841×10-5173.5559×10-31.42233×10-3毫米水銀柱0oC(mmHg)133.32213.59510.00135950.001315813.595110.0193368磅/英寸2(lb/in2,psi)6.89476×103703.0720.07030721.013250.0680462703.07251.715111液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的代表元件是什么？2液壓傳動(dòng)系統(tǒng)有哪些工作特點(diǎn)？生活和生產(chǎn)中有哪些運(yùn)用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備？3

試比較外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵的特點(diǎn)。4如何根據(jù)液壓系統(tǒng)要求來(lái)合理選擇液壓泵？任務(wù)1壓力機(jī)執(zhí)行元件的選擇任務(wù)2壓力機(jī)液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊二液壓執(zhí)行元件任務(wù)1壓力機(jī)執(zhí)行元件的選擇教學(xué)目標(biāo)1.了解液壓執(zhí)行元件的種類2.掌握液壓缸的工作原理及結(jié)構(gòu)3.熟悉特殊液壓缸的工作原理及應(yīng)用特點(diǎn)

液壓壓力機(jī)工作時(shí)，液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)主軸上下運(yùn)動(dòng)，并對(duì)放在主軸和工作臺(tái)上的工件進(jìn)行壓制，壓制后主軸復(fù)位。工作時(shí)，該液壓壓力機(jī)需要主軸產(chǎn)生的最大推力為3000kgf，工作行程為500mm，根據(jù)該液壓壓力機(jī)的工作要求，應(yīng)該如何選擇其液壓執(zhí)行元件的類型和結(jié)構(gòu)呢？執(zhí)行元件又是采用什么方式連接在液壓系統(tǒng)中的呢？點(diǎn)擊畫面觀看視頻液壓壓力機(jī)

在液壓壓力機(jī)中，主軸是靠液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)的。在液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件分為液壓缸和液壓馬達(dá)兩種，液壓缸主要驅(qū)動(dòng)負(fù)載做直線運(yùn)動(dòng)，而液壓馬達(dá)主要驅(qū)動(dòng)負(fù)載做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)任務(wù)中液壓壓力機(jī)工作時(shí)主軸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以確定其執(zhí)行元件是液壓缸。要想正確的選擇液壓缸，必須了解其工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等相關(guān)知識(shí)。一、液壓壓力機(jī)的工作分析

液壓壓力機(jī)工作時(shí)，當(dāng)搬動(dòng)控制元件，這時(shí)P口和A口相通，B口和T口相通，油箱中的液壓油在液壓泵壓油后經(jīng)控制元件的P口、A口進(jìn)入液壓缸的上腔，這時(shí)活塞在壓力油的作用下向下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)活塞桿（液壓機(jī)主軸）一起向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)接觸到放置在主軸和工作臺(tái)之間的工件時(shí)，液壓缸在壓力油的作用下產(chǎn)生足夠的推力使工件變形，完成壓制工作。同時(shí)，液壓缸下腔的油經(jīng)B口、T口回到油箱。當(dāng)壓制工作完成后，松開控制元件，這時(shí)P口和B口接通，A口和T口相通，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)P口、B口流入液壓缸下腔，活塞在壓力油的作用下帶動(dòng)活塞桿（主軸）一起向上運(yùn)動(dòng)，完成復(fù)位。

液壓壓力機(jī)中液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中最終將來(lái)自液壓泵的壓力轉(zhuǎn)化為推動(dòng)主軸運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，它是液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置液壓壓力機(jī)的工作原理二、液壓缸的分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

液壓系統(tǒng)中最常見的液壓缸主要有雙作用單出桿液壓缸和雙作用雙出桿液壓缸。雙作用單出桿液壓缸雙作用雙出桿液壓缸二、液壓缸的分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以雙作用單出桿液壓缸為例，液壓缸主要由活塞桿、活塞和缸體三部分組成。雙作用單出桿液壓缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是液壓缸內(nèi)部有兩個(gè)工作腔，一個(gè)是有活塞桿的腔，稱為有桿腔，另一個(gè)是無(wú)桿腔。

雙作用單出桿液壓缸三、液壓缸的選擇選擇液壓缸時(shí)，主要是依據(jù)工作要求來(lái)確定液壓缸的類型、連接形式和結(jié)構(gòu)尺寸的大小，這些與液壓系統(tǒng)的推力、運(yùn)動(dòng)特性、速度和工作狀況有關(guān)。1．液壓缸的類型及連接形式的選擇（1）雙作用單出桿液壓缸的常規(guī)連接和工作特點(diǎn)

雙作用單出桿液壓缸的常規(guī)連接a)無(wú)桿腔進(jìn)油b)有桿腔進(jìn)油當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度v1及推力F1為：當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度v2及推力F2為：

比較上述各式，可以看出v2>v1，F(xiàn)1>F2。

分析可知：當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)有效作用面積大、推力大、速度慢；反之，當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)有效作用面積小、推力小、速度快。三、液壓缸的選擇（2）雙作用單出桿液壓缸的差動(dòng)連接和工作特點(diǎn)

差動(dòng)連接如圖所示，當(dāng)液壓缸的兩腔同時(shí)通以壓力油時(shí)，由于作用在活塞兩端面上推力不等，產(chǎn)生推力差。在此推力差的作用下，使活塞向右運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，從液壓缸有桿腔排出的油液也進(jìn)入液壓缸的左端，使活塞實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。這種連接方式稱為差動(dòng)連接。這種兩端同時(shí)通壓力油，利用活塞兩端面積差進(jìn)行工作的單出桿液壓缸也叫差動(dòng)液壓缸。

差動(dòng)連接時(shí)液壓泵的供油量為q，無(wú)桿腔的進(jìn)油量為q1，有桿腔的排油量為q2，則活塞運(yùn)動(dòng)速度v3及推力F3為：與非差動(dòng)連接相比，同樣大小的雙作用單出桿液壓缸實(shí)行差動(dòng)連接時(shí)，活塞的速度v3大于無(wú)差動(dòng)連接時(shí)的速度v1，因而可以獲得快速運(yùn)動(dòng)。而此時(shí)產(chǎn)生的推力將變小。三、液壓缸的選擇（3）雙作用雙出桿液壓缸的工作特點(diǎn)雙作用雙出桿液壓缸

雙作用雙出桿液壓缸的活塞兩端都帶有活塞桿。因?yàn)殡p出桿液壓缸的兩活塞桿直徑相等，所以當(dāng)輸入流量和油液壓力不變時(shí)，其住返運(yùn)動(dòng)速度和推力相等。

當(dāng)輸入流量和油液壓力不變時(shí)，雙作用雙出桿液壓缸的往返運(yùn)動(dòng)速度和推力相等。則液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度v及推力F為：三、液壓缸的選擇（4）總結(jié)在兩種液壓缸的D和d值相同的情況下：◆雙作用單出桿液壓缸帶動(dòng)工件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度不相等?！綦p作用單出桿液壓缸采用常規(guī)連接時(shí)產(chǎn)生的推力最大，而差動(dòng)連接時(shí)產(chǎn)生的速度最大。◆雙作用雙出桿液壓缸產(chǎn)生的推力與雙作用單出桿液壓缸常規(guī)連接有桿腔進(jìn)油時(shí)產(chǎn)生的推力一樣大。雙作用雙出桿液壓缸兩個(gè)工作腔的有效作用面積一樣大，可以很方便地實(shí)現(xiàn)往復(fù)速度一致。◆雙作用雙出桿液壓缸的工作行程比雙作用單出桿液壓缸的工作行程要大。應(yīng)用情況如下：◆當(dāng)工作往復(fù)速度要求不一致，且對(duì)返回速度要求不高，但要求液壓缸產(chǎn)生很大的推力時(shí)，可選擇雙作用單出桿液壓缸作為執(zhí)行元件，采用常規(guī)連接形式接入液壓系統(tǒng)。◆當(dāng)要求液壓缸往返速度一致或工作行程較長(zhǎng)時(shí)，可考慮采用雙作雙出桿液壓缸。三、液壓缸的選擇2．液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸的選擇

液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸的選擇主要是指確定液壓缸的缸體內(nèi)徑（D，即活塞外徑）、缸體壁厚（δ）和液壓缸長(zhǎng)度（L）。

（1）缸體內(nèi)徑D的選擇當(dāng)推力和工作壓力已知和確定后，就可以確定缸體（活塞）的有效工作面積：

（2－9）

對(duì)于無(wú)桿腔，根據(jù)式（2－2）可推出：

（2－10）對(duì)于有桿腔，根據(jù)式（2－4）可推出：

（2－11）式中：Ｄ—缸體的內(nèi)徑（cm）;P—液壓缸需要產(chǎn)生的最大推力（kgf）；P—液壓缸的工作壓力(kgf/cm2)；d—活塞桿直徑(cm)。三、液壓缸的選擇

液壓缸的工作壓力與液壓缸需要產(chǎn)生的最大推力有關(guān)，可以通過(guò)表2-1-1確定?；钊麠U直徑d在不同的工作壓力下與缸體直徑D之間的關(guān)系見表2-1-2。最大推力F（kg）工作壓力F（kg/cm2）表2－1－1液壓缸推力F與工作壓力p

的關(guān)系工作壓力p（kg/cm2）活塞桿直徑d（cm）≤20（0.2～0.3）D20～500.5D50～1000.7D表2-1-2不同工作壓力下活塞桿直徑d與液壓缸內(nèi)徑D的關(guān)系三、液壓缸的選擇（2）缸體壁厚δ的選擇液壓缸缸體壁厚δ通常不計(jì)算，一般可按液壓缸缸體內(nèi)徑的1/10來(lái)確定，即δ=1/10D。（3）液壓缸長(zhǎng)度L的選擇液壓缸長(zhǎng)度L的確定由工作行程來(lái)決定，并考慮制造工藝性。一般液壓缸長(zhǎng)度應(yīng)不大于缸體內(nèi)徑的20～30倍，即L≤（20～30）D。一、

液壓壓力機(jī)液壓缸的類型和連接方式的確定根據(jù)液壓壓力機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的工作特點(diǎn)，最主要的是要求液壓缸能產(chǎn)生很大的推力以便完成對(duì)工件的壓制工作，而對(duì)速度要求不高。因此，選擇雙作用單出桿液壓缸作為液壓壓力機(jī)的執(zhí)行元件，并采用常規(guī)連接方式接入液壓系統(tǒng)。液壓壓力機(jī)執(zhí)行元件二、液壓壓力機(jī)液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸的確定2.缸體壁厚δ的確定根據(jù)已經(jīng)確定的缸體內(nèi)徑Ｄ，缸體壁厚δ＝1/10D=1/10×100＝10(mm)3.液壓缸長(zhǎng)度L的確定因?yàn)楸救蝿?wù)中液壓壓力機(jī)的工作行程為500mm，初步選擇液壓缸長(zhǎng)度為500mm，500mm≤（20～30）×100mm，故滿足對(duì)液壓缸長(zhǎng)度選擇的要求。綜合以上的分析和計(jì)算，最終選定液壓缸缸體內(nèi)徑為100mm，活塞桿直徑為50mm，缸體壁厚為10mm，長(zhǎng)度為500mm的雙作用單出桿液壓缸作為液壓壓力機(jī)的執(zhí)行元件，并以常規(guī)方式接入液壓壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)中。1.缸體內(nèi)經(jīng)D和活塞桿直徑d的確定根據(jù)任務(wù)要求，yeya壓力機(jī)最大推力F=3000kgf，查表2-1-1可確定系統(tǒng)工作壓力p=40kgf/cm2，代入式（2－10）可算出缸體內(nèi)徑為：

通過(guò)查閱相關(guān)的手冊(cè)，對(duì)其值進(jìn)行圓整，最終確定缸體內(nèi)徑為100mm。

因工作壓力p＝40kgf/cm2，則查表2-1-2可知d＝0.5D，因此活塞桿直徑d為：

d=0.5D＝0.5×100＝50mm其他形式的液壓缸一、柱塞缸柱塞缸a)柱塞缸的結(jié)構(gòu)b)兩個(gè)柱塞缸成對(duì)使用如圖a所示為柱塞缸，它只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的液壓傳動(dòng)，反向運(yùn)動(dòng)要靠外力（如自重或彈簧力）來(lái)完成。若需要實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，則必須成對(duì)使用，如圖b所示。這種液壓缸中的柱塞和缸筒不接觸，運(yùn)動(dòng)時(shí)由缸蓋上的導(dǎo)向套來(lái)導(dǎo)向，因此缸筒的內(nèi)壁不需精加工，它特別適用于行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合。其他形式的液壓缸二、增壓缸增壓缸a）單作用增壓缸b）雙作用增壓缸增壓缸又稱增壓器，它利用活塞和柱塞有效面積的不同使液壓系統(tǒng)中的局部區(qū)域獲得高壓。它有單作用和雙作用兩種形式，單作用增壓缸在柱塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)，不能再輸出高壓液體，需要將活塞退回到左端位置，再向右行時(shí)才又輸出高壓液體；雙作用增壓缸由兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。其他形式的液壓缸三、伸縮缸伸縮缸a）單作用伸縮缸b）雙作用伸縮缸1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)伸縮缸由兩個(gè)或多個(gè)活塞缸套裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞桿內(nèi)孔是后一級(jí)活塞缸的缸筒，伸出時(shí)可獲得很長(zhǎng)的工作行程，縮回時(shí)可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸。伸縮缸被廣泛用于起重運(yùn)輸車輛上。2.工作原理伸縮缸的外伸動(dòng)作是逐級(jí)進(jìn)行的。最大直徑的缸筒以最低的油液壓力開始外伸，當(dāng)?shù)竭_(dá)行程終點(diǎn)

稍小直徑的缸筒開始外伸

直徑最小的末級(jí)最后伸出。隨著工作級(jí)數(shù)變大，外伸缸筒直徑越來(lái)越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。其他形式的液壓缸四、齒輪缸齒輪缸由柱塞缸和一套齒條傳動(dòng)裝置組成。柱塞的移動(dòng)經(jīng)齒輪齒條傳動(dòng)裝置變成齒輪的傳動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn)工作部件的往復(fù)擺動(dòng)或間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它多用于自動(dòng)生產(chǎn)線、組合機(jī)床等轉(zhuǎn)位或分度機(jī)構(gòu)中。齒輪缸教學(xué)目標(biāo)1.掌握液壓缸的典型結(jié)構(gòu)及作用2.熟悉液壓缸的組成3.了解液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法任務(wù)2壓力機(jī)液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壓力機(jī)液壓缸

通過(guò)模塊二任務(wù)1的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)了如何根據(jù)工作要求選擇液壓壓力機(jī)液壓缸的大小，并最終選定雙作用單出桿液壓缸作為液壓壓力機(jī)的執(zhí)行元件，如下圖所示。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，只知道液壓缸的大小和類型還不夠，還需要確定液壓缸的具體結(jié)構(gòu)。本任務(wù)要求設(shè)計(jì)壓力機(jī)液壓缸的結(jié)構(gòu)。

液壓缸的結(jié)構(gòu)對(duì)液壓缸的工作性能起著至關(guān)重要的作用，液壓缸的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)格，不像液壓泵和液壓閥已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，因此有時(shí)需要自行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)液壓缸的結(jié)構(gòu)需要掌握液壓缸的組成、各組成部分的作用和常見形式，還要了解液壓缸的結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響。

提示

液壓缸的結(jié)構(gòu)對(duì)液壓缸的工作性能的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.液壓缸缸體材料和缸蓋連接形式2.活塞與活塞桿的連接形式3.密封的類型4.緩沖裝置類型5.排氣裝置的形式

一、液壓缸的典型結(jié)構(gòu)雙作用單活塞桿液壓缸1—缸蓋2—活塞桿3—活塞桿密封圈4—缸筒5—活塞6—排氣裝置7—后缸蓋8—緩沖裝置9—活塞密封圈A、B—油口液壓缸主要由缸蓋、活塞桿、活塞桿密封圈、缸筒、活塞、放氣裝置、后缸蓋、緩沖裝置、活塞密封圈組成。二、液壓缸的組成從液壓缸的典型結(jié)構(gòu)可以看出，液壓缸主要有缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個(gè)部分。1.缸筒和缸蓋一般來(lái)說(shuō)，缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式與其使用的材料有關(guān)。當(dāng)液壓缸工作壓力p＜10MPa時(shí)，使用鑄鐵；10MPa＜p＜20MPa時(shí)，使用無(wú)縫鋼管；p＞20MPa時(shí)，使用鑄鋼或鍛鋼。缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)a)法蘭連接式b)半環(huán)連接式c)螺紋連接式d)拉桿連接式e)焊接連接式1—缸蓋2—缸筒3—壓板4—半環(huán)5—防松螺母6—拉桿二、液壓缸的組成缸筒和缸蓋的常見結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)：缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)法蘭連接式

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和質(zhì)量都較大，常用于鑄鐵制造的缸筒半環(huán)連接式

缸筒壁部因開了環(huán)形槽而削弱了強(qiáng)度，為此有時(shí)要加厚缸壁。它容易加工和裝拆，質(zhì)量較輕，常用于無(wú)縫鋼管或鍛鋼制造的缸筒螺紋連接式

缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時(shí)要求保證內(nèi)外徑同心，裝拆要使用專用工具。它的外形尺寸和質(zhì)量都較小，常用于無(wú)縫鋼管或鑄鋼制造的缸筒拉桿連接式

結(jié)構(gòu)的通用性大，容易加工和裝拆，但外形尺寸較大，且較重焊接連接式

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，但缸底處內(nèi)徑不易加工，且可能引起變形2.活塞與活塞桿二、液壓缸的組成常見的活塞組件的連接形式a)螺母連接b)、c)卡環(huán)式連接d)徑向銷式連接3.密封裝置密封裝置的作用主要是防止泄漏和防塵。常見的密封裝置類型及特點(diǎn)見下表：二、液壓缸的組成密封裝置類型圖示工作特點(diǎn)間隙密封依靠運(yùn)動(dòng)零件配合面之間的微小間隙來(lái)防止泄漏。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、摩擦阻力小、可耐高溫；但泄漏大、加工要求高、磨損后無(wú)法恢復(fù)原有能力。只有在尺寸較小、壓力較低、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高的缸筒和活塞間使用摩擦環(huán)密封依靠套在活塞上的摩擦環(huán)(尼龍或其他高分子材料制成)在O形密封圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。這種材料效果較好、摩擦阻力較小且穩(wěn)定、可耐高溫，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力；但加工要求高、裝拆較不便。適用于缸筒和活塞之間的密封O形圈密封

利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動(dòng)配合面之間來(lái)防止泄漏。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力、性能可靠，可以在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間使用V形圈密封與O形圈密封相似，但V形圈密封只能承受單向的工作壓力液體常見的密封裝置的類型及工作特點(diǎn)4.緩沖裝置為了防止活塞在行程終點(diǎn)時(shí)和缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊，必須設(shè)置緩沖裝置，緩沖裝置是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時(shí)封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)，逐漸減慢運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。二、液壓缸的組成密封裝置類型圖示工作特點(diǎn)間隙緩沖當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入與其相配的缸蓋上的內(nèi)孔時(shí)，孔中的液壓油只能通過(guò)間隙δ排出，使活塞速度降低。由于配合間隙不變，故隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度的降低，小孔起緩沖作用。當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只能經(jīng)節(jié)流閥排出節(jié)流閥緩沖由于節(jié)流閥是可調(diào)的，因此緩沖作用也可調(diào)節(jié)，但仍不能解決速度減低后緩沖作用減弱的缺點(diǎn)三角槽緩沖緩沖柱塞上開有三角槽，隨著柱塞逐漸進(jìn)入配合孔中，其節(jié)流面積越來(lái)越小，解決了在行程最后階段緩沖作用過(guò)弱的問(wèn)題緩沖裝置的類型及工作特點(diǎn)5.排氣裝置液壓缸在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停放后重新工作時(shí)，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會(huì)滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行、噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。一般可在液壓缸的最高處設(shè)置進(jìn)、出油口把氣帶走，也可在最高處設(shè)置。二、液壓缸的組成液壓缸的排氣裝置a）排氣孔式b）排氣閥式1—缸蓋2—放氣小孔3—缸體4—活塞桿a)圖的排氣裝置是在液壓缸高處設(shè)置排氣孔，進(jìn)行排氣；b)圖則利用設(shè)置專門的排氣閥進(jìn)行排氣。壓力機(jī)液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一、確定液壓缸缸體材料和缸蓋連接形式

通過(guò)任務(wù)1已確定液壓壓力機(jī)的工作壓力p為40kgf/cm2，經(jīng)換算約為3.9MPa，小于10MPa，故液壓缸缸體材料可選擇鑄鐵，因鑄鐵的焊接性能很差，所以缸蓋采用螺紋連接的方式與缸體連接。

二、確定活塞與活塞桿的連接形式

考慮到壓力機(jī)工作行程為500mm，采用焊接方式將活塞與活塞桿連接的話，將增加活塞組件的加工難度；考慮到液壓壓力機(jī)工作時(shí)較為平穩(wěn)、沖擊小，同時(shí)也為了便于裝拆，故確定采用螺母連接的方式連接活塞和活塞桿。

三、確定密封件類型

活塞與缸筒間由于需要承受雙向壓力油，因此選用Ｏ形密封圈作為密封件，而活塞桿與缸蓋間只受單向壓力油作用，故采用Ｖ形密封圈即可滿足密封要求。

四、確定緩沖裝置類型

因液壓壓力機(jī)的速度通常較慢，只需采用一級(jí)緩沖墊加以緩沖。

五、確定排氣裝置

作為液壓缸必不可少的裝置，液壓壓力機(jī)的液壓缸當(dāng)然也要有排氣裝置，為了降低成本，選擇開設(shè)排氣孔的方式。壓力機(jī)液壓缸的選擇

通過(guò)上述步驟的選擇，最終確定了如下圖所示的液壓缸的結(jié)構(gòu)，它主要由活塞、活塞桿、排氣裝置、缸筒、缸蓋、密封圈等組成。

液壓壓力機(jī)液壓缸的結(jié)構(gòu)1什么是液壓執(zhí)行元件？各有什么用途？

2液壓缸的密封裝置有哪些？適用于什么場(chǎng)合？3液壓缸為何要設(shè)有緩沖裝置和排氣裝置？4兩個(gè)相同的液壓缸串聯(lián)使用，它們的無(wú)桿腔有效工作面積A1＝80cm2，有桿腔的有效工作面積A2＝50cm2，輸入油液壓力p＝0.1kPa，輸入的流量q＝12L/min。如果兩缸的負(fù)載F1＝2F2時(shí)，求兩缸各能承受多大的負(fù)載（不計(jì)一切損失）？活塞的運(yùn)動(dòng)速度各為多少？若兩缸承受相同的負(fù)載（即F1＝F2

），那么該負(fù)載的數(shù)值為多少？若缸1不承受負(fù)載（即F1＝0），則缸2能承受多大的負(fù)載？任務(wù)1平面磨床工作臺(tái)換向控制回路設(shè)計(jì)任務(wù)2液壓吊車鎖緊控制回路設(shè)計(jì)模塊三方向控制閥任務(wù)1平面磨床工作臺(tái)換向控制回路設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1.掌握換向閥的種類2.掌握換向閥的結(jié)構(gòu)及工作原理3.掌握換向閥的職能符號(hào)4.了解換向閥的應(yīng)用平面磨床

平面磨床的工作臺(tái)在工作中是由液壓傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，工作臺(tái)在工作行程中要求往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度一致，同時(shí)要求在任意位置都能鎖定。

本任務(wù)要求畫出該平面磨床工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制回路，并進(jìn)行分析。

通過(guò)任務(wù)1的學(xué)習(xí)，已經(jīng)知道，要使液壓缸往復(fù)速度一致，最簡(jiǎn)單的方法就是采用雙作用雙出桿液壓缸，因此可利用雙作用雙出桿液壓缸來(lái)驅(qū)動(dòng)該平面磨床的工作臺(tái)，這時(shí)只要使液壓油驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓缸的不同工作腔，就能使液壓缸帶動(dòng)工作臺(tái)完成往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)改變壓力油流通方向從而控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的液壓元件稱為換向閥。一、換向閥的結(jié)構(gòu)換向閥1－閥芯2－閥體3－閥芯復(fù)位彈簧4－操縱裝置T、A、P、B－油口L－排氣口換向閥主要由閥芯、閥體、閥芯復(fù)位彈簧和操作裝置組成，閥芯1在操縱裝置的作用下沿閥體內(nèi)腔移動(dòng)，從而改變個(gè)各閥口間的通斷情況，圖示為P口與B口相通，且P口與B口與T口和A口不相通，而A口與T口相通；當(dāng)閥芯在操縱裝置的作用下向右移動(dòng)，則P口和A口相通且與T口和B口不通，而A口這時(shí)與T口相通；當(dāng)操縱裝置失去作用時(shí)，閥芯在彈簧3的作用下復(fù)位至圖示位置。

換向閥上開有不同的油口，通常工作油口或稱出油口（接執(zhí)行元件），用A、B來(lái)表示，回油口（接油箱）用T或O來(lái)表示，進(jìn)油口用P來(lái)表示。二、換向閥的種類

按閥的結(jié)構(gòu)形式分有：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式、錐閥式。

按閥的操縱方式分有：手動(dòng)式、機(jī)動(dòng)式、電磁式、液動(dòng)式、電液動(dòng)式、氣動(dòng)式。

按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)有：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等。三、換向閥的換向機(jī)能

換向閥中的“通”和“位”是換向閥的重要概念，不同的“通”和“位”構(gòu)成了不同類型的換向閥。

位：閥芯相對(duì)于閥體應(yīng)有不同的工作位置通：換向閥與液壓系統(tǒng)油路相連的油口數(shù)不同“通”和“位”的滑閥式換向閥主體部分的結(jié)構(gòu)形式和圖形符號(hào)名稱結(jié)構(gòu)原理圖圖形符號(hào)

二位二通二位三通二位四通三位四通四、換向閥的滑閥機(jī)能

三位換向閥的閥芯處于中間位置時(shí)（常態(tài)位置），其油口間的通路有各種不同的連接方式，以適應(yīng)各種不同的工作要求。這種常態(tài)時(shí)的內(nèi)部通路形式稱為滑閥機(jī)能。型式符號(hào)中位油口狀況、特點(diǎn)及應(yīng)用O型P、A、B、T四口全封閉，液壓缸閉鎖，可用于多個(gè)換向閥并聯(lián)工作。H型P、A、B、T口全通；活塞浮動(dòng)，在外力作用下可移動(dòng)，泵卸荷。

Y型P封閉，A、B、T口相通；活塞浮動(dòng)，在外力作用下可移動(dòng)，泵不卸荷。

K型P、A、T口相通，B口封閉；活塞處于閉鎖狀態(tài)，泵卸荷。M型P、T口相通，A與B口均封閉；活塞閉鎖不動(dòng)，泵卸荷，也可用多個(gè)M型換向閥并聯(lián)工作

X型四油口處于半開啟狀態(tài)，泵基本上卸荷，但仍保持一定壓力。P型P、A、B口相通，T封閉；泵與缸兩腔相通，可組成差動(dòng)回路。J型P與A封閉，B與T相通；活塞停止，但在外力作用下可向一邊移動(dòng)，泵不卸荷。

C型P與A相通；B與T封閉；活塞處于停止位置。U型P和T封閉，A與B相通；活塞浮動(dòng)，在外力作用下可移動(dòng)，泵不卸荷。

三位四通換向閥常用的滑閥機(jī)能四、換向閥的滑閥機(jī)能

1.當(dāng)系統(tǒng)有卸荷要求時(shí)：應(yīng)選用中位時(shí)油口P與T相互連通的形式，如H、K、M形。

2.當(dāng)系統(tǒng)有保壓要求時(shí)：應(yīng)選用中位時(shí)油口P封閉的形式，如O、Y形等。3.當(dāng)對(duì)執(zhí)行元件換向精度要求較高時(shí)：應(yīng)選用中位時(shí)油口A與B封閉的形式，如O、M形。

4.當(dāng)對(duì)執(zhí)行元件換向平穩(wěn)性要求較高時(shí)：應(yīng)選用中位時(shí)油口A、B與T相互連通的形式，如H、Y、X形。

5.當(dāng)對(duì)執(zhí)行元件啟動(dòng)平穩(wěn)性要求較高時(shí)：應(yīng)選用中位時(shí)油口A與B均不與T連通的形式，如O、C、P形。

滑閥中位機(jī)能選擇的一般原則為：一、平面磨床工作臺(tái)液壓控制回路設(shè)計(jì)

若活塞桿固定，當(dāng)閥左位接入回路，液壓油進(jìn)入液壓缸左腔，使得工作臺(tái)右移；如閥右位接入系統(tǒng)，液壓油進(jìn)入液壓缸右腔，使工作臺(tái)左移；而閥中位接入系統(tǒng)，液壓缸左、右腔均沒(méi)有液壓油流入，且左、右腔不相通，工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。

平面磨床工作臺(tái)液壓控制回路1－液壓缸2－電磁換向閥3－液壓泵二、回路連接電磁換向閥的方向控制回路

在液壓系統(tǒng)中，起控制執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止及換向作用的回路，稱為方向控制回路。運(yùn)動(dòng)部件的換向，一般可采用多種換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，而電磁換向閥的換向回路應(yīng)用最為廣泛，尤其在自動(dòng)化程度要求比較高的組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中被普遍應(yīng)用。二位四通電磁閥的換向回路單作用液壓缸的換向回路教學(xué)目標(biāo)1.掌握單向閥的種類2.掌握單向閥的結(jié)構(gòu)及工作原理3.掌握單向閥的職能符號(hào)任務(wù)2液壓吊車鎖緊控制回路設(shè)計(jì)4.了解單向閥的應(yīng)用液壓吊車

液壓吊車在安裝模具的過(guò)程中，對(duì)模具的吊裝定位時(shí)，要求吊車在停止運(yùn)動(dòng)時(shí)不受外界影響而發(fā)生漂移或者竄動(dòng)，而液壓吊車的上下運(yùn)動(dòng)靠液壓缸的活塞桿驅(qū)動(dòng)，這就要求液壓缸活塞桿能可靠地停留在行程的任意位置上。本任務(wù)要求設(shè)計(jì)液壓吊車鎖緊機(jī)構(gòu)的液壓控制回路圖，并進(jìn)行分析。

在平面磨床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓缸的停止是靠滑閥的中位機(jī)能實(shí)現(xiàn)的，而滑閥式換向閥為了保證閥芯和閥體間能順利滑動(dòng)，它們之間總是存在著間隙，這就造成了換向閥內(nèi)部的泄漏。平面磨床的工作方向是水平方向，在停止?fàn)顟B(tài)沒(méi)有外力施加給液壓缸，因此，換向閥內(nèi)部的泄漏對(duì)工作臺(tái)穩(wěn)定性幾乎沒(méi)有影響；而液壓吊車在工作過(guò)程中，液壓缸活塞桿長(zhǎng)時(shí)間受到較大重力的影響，此時(shí)，要保持位置不變，僅依靠換向閥的中位機(jī)能是不能保證的，這時(shí)就要利用單向閥組成鎖緊控制回路來(lái)控制液壓油的流動(dòng)，從而保證液壓缸的自鎖，防止液壓缸在重力作用下下滑。

要設(shè)計(jì)液壓吊車鎖緊機(jī)構(gòu)的液壓控制回路，必須掌握單向閥的結(jié)構(gòu)、工作原理等知識(shí)。一、普通單向閥

普通單向閥又稱止回閥，它使液體只能沿一個(gè)方向通過(guò)。1.普通單向閥的工作原理圖和圖形符號(hào)單向閥的工作原理圖和圖形符號(hào)a)工作原理圖b）一般符號(hào)c）簡(jiǎn)化符號(hào)

當(dāng)液流由A腔流入時(shí)，克服彈簧力將閥芯頂開，于是液流由A流向B；當(dāng)液流反向流入時(shí)，閥芯在液壓力和彈簧力的作用下關(guān)閉閥口，使液流截止，液流無(wú)法流向A腔。單向閥實(shí)質(zhì)上是利用流向所形成的壓力差使閥芯開啟或關(guān)閉。一、普通單向閥2.普通單向閥的典型結(jié)構(gòu)單向閥a）直角式（板式連接）b）球芯直通式（管式連接）

c）錐芯直通式（管式連接）d）實(shí)物圖e）職能符號(hào)

普通單向閥的開啟壓力一般為0.035～0.05MPa，所以單向閥中的彈簧很軟。單向閥也可以用做背壓閥。將軟彈簧更換成合適的硬彈簧，就成為背壓閥。這種閥常安裝在液壓系統(tǒng)的回油路上，用以產(chǎn)生0.2～0.6MPa的背壓力。當(dāng)控制油口無(wú)壓力油（Pk＝0）通入時(shí)，它和普通單向閥一樣，壓力油只能從A腔流向B腔，不能反向倒流。若從控制油口K通入控制油時(shí)，即可推動(dòng)控制活塞，將錐閥芯頂開，從而實(shí)現(xiàn)液控單向閥的反向開啟，此時(shí)液流可從B腔流向A腔。二、液控單向閥液控單向閥是允許液流向一個(gè)方向流動(dòng)，反向開啟則必須通過(guò)液壓控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的單向閥。液控單向閥可用做二通開關(guān)閥，也可用做保壓閥，用兩個(gè)液控單向閥還可以組成“液壓鎖”。1.液控單向閥的工作原理圖和圖形符號(hào)液控單向閥的工作原理圖和圖形符號(hào)a）工作原理圖b）詳細(xì)符號(hào)c）簡(jiǎn)化符號(hào)2.液控單向閥的典型結(jié)構(gòu)

上述兩種結(jié)構(gòu)形式按其控制活塞處的泄油方式，又均有內(nèi)泄式和外泄式之分。圖a為內(nèi)泄式，其控制活塞的背壓腔與進(jìn)油口P1相通。外泄式見圖b，它的活塞背壓腔直接通油箱，這樣反向開啟時(shí)就可減小P1腔壓力對(duì)控制壓力的影響，從而減小控制壓力PK。故一般在反向出油口壓力P1較低時(shí)采用內(nèi)泄式，高壓系統(tǒng)采用外泄式。二、液控單向閥液控單向閥有帶卸荷閥芯的卸載式液控單向閥和不帶卸荷閥芯的簡(jiǎn)式液控單向閥兩種結(jié)構(gòu)形式。

卸載式的液控單向閥a）內(nèi)泄式b）外泄式

液壓吊車液壓系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中停止位置要求較高，其本質(zhì)就是對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行鎖緊，使之不動(dòng)，這種起鎖緊作用的回路稱為鎖緊回路。鎖緊回路的功用是使液壓缸能在任意位置上停留，且停留后不會(huì)因外力作用而移動(dòng)。一、液壓吊車鎖緊回路設(shè)計(jì)液壓吊車鎖緊回路二、回路分析如圖所示即為使用液控單向閥（又稱雙向液壓鎖）的鎖緊回路。當(dāng)換向閥處于左位時(shí)，壓力油經(jīng)液控單向閥A進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)壓力油也進(jìn)入液控單向閥B的控制油口，打開閥B，使液壓缸右腔的回油可經(jīng)閥B及換向閥流回油箱，活塞向右運(yùn)動(dòng)。反之，活塞向左運(yùn)動(dòng)，到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因換向閥的中位機(jī)能為H形機(jī)能（或Y形），所以閥A和閥B均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊。在這個(gè)回路中，由于液控單向閥的閥座一般為錐閥式結(jié)構(gòu)，所以密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度高（主要取決于液壓缸的泄漏）。這種回路被廣泛用于工程機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械等有鎖緊要求的場(chǎng)合。單向閥的應(yīng)用1換向閥在液壓系統(tǒng)中起什么作用？通常有哪些類型？2什么是換向閥的“位”與“通”？3

單向閥的作用有哪些?4對(duì)單向閥的主要性能要求有哪些？5液控單向閥的主要用途有哪些？任務(wù)1半自動(dòng)車床夾緊回路設(shè)計(jì)任務(wù)2切割裝置回路設(shè)計(jì)模塊四壓力控制閥任務(wù)1半自動(dòng)車床夾緊回路設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1.掌握溢流閥、減壓閥的結(jié)構(gòu)及工作原理2.了解溢流閥、減壓閥在回路中的正確應(yīng)用3.熟悉簡(jiǎn)的壓力控制回路半自動(dòng)車床夾緊裝置

數(shù)控車床在加工工件時(shí)，工件的夾緊是由夾緊裝置——液壓卡盤來(lái)完成的。當(dāng)液壓缸右腔輸入壓力油后，活塞向箭頭所示方向運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)搖臂使卡爪向中心運(yùn)動(dòng)，從而夾緊放在卡爪中的工件。為了保證加工安全，液壓系統(tǒng)必須能夠提供穩(wěn)定的工作壓力以便夾緊工件，且壓力大小可調(diào)。

本任務(wù)要求設(shè)計(jì)半自動(dòng)車床液壓卡盤的液壓控制回路。

數(shù)控車床在進(jìn)行切削時(shí)，液壓卡盤起卡緊工件的作用，由于被加工的材質(zhì)、類型不同（如薄壁工件），這就要求液壓卡盤的夾緊力一方面能保證工件在切削過(guò)程中不松動(dòng)，同時(shí)又要防止夾緊力過(guò)大造成工件被夾變形，這就要求液壓卡盤的夾緊力是可控制的?？梢酝ㄟ^(guò)控制進(jìn)入液壓卡盤液壓缸的液壓油的壓力來(lái)控制夾緊力的大小。在液壓系統(tǒng)中，可以選用壓力控制閥來(lái)達(dá)到上述壓力控制要求。一、壓力控制閥在液壓系統(tǒng)中，控制工作液體壓力的閥稱壓力控制閥，簡(jiǎn)稱壓力閥。常用的壓力閥有溢流閥、減壓閥和順序閥等。它們的共同特點(diǎn)是利用作用于閥芯上的油液壓力和彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作。。本任務(wù)只用到溢流閥和減壓閥。1.溢流閥溢流閥a）實(shí)物圖b）職能符號(hào)c）工作原理

在液壓系統(tǒng)中常用的溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。直動(dòng)式用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)式用于中、高壓系統(tǒng)。一、壓力控制閥(1）直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥a）閥芯閉合b）閥芯彈開直動(dòng)式溢流閥能夠使作用在閥芯上的進(jìn)油壓力直接與彈簧力相平衡。P是進(jìn)油口，T是回油口，當(dāng)進(jìn)油壓力較小時(shí)，閥芯在彈簧力的作用下處于左端位置，將P和T兩油口隔開，如圖a所示。當(dāng)進(jìn)口壓力升高，在閥芯左端產(chǎn)生的作用力超過(guò)彈簧力時(shí)，閥芯右移；閥口被打開，將多余的油排回油箱，如圖b所示，保持進(jìn)口壓力近于恒定。通過(guò)調(diào)整彈簧上的調(diào)整螺母可以改變彈簧力，也就調(diào)整了溢流閥的進(jìn)口壓力值。直動(dòng)式溢流閥的滑動(dòng)阻力大（彈簧較硬），特別是當(dāng)流量較大時(shí)，閥的開口大，使彈簧有較大的變形量。這樣，閥所控制的壓力隨著溢流流量的變化而有較大的變化（壓力變化值大），故只適用于低壓系統(tǒng)中。當(dāng)進(jìn)油壓力增大到使先導(dǎo)閥打開時(shí)，液流通過(guò)主閥芯上的阻尼孔5、先導(dǎo)閥1流回油箱。由于阻尼孔的阻尼作用，使主閥芯6所受到的上下兩個(gè)方向的液壓力不相等，主閥芯在壓差的作用下上移，打開閥口，實(shí)現(xiàn)溢流，并維持壓力基本穩(wěn)定。調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥的調(diào)壓彈簧9，便可調(diào)整溢流壓力。一、壓力控制閥（2）先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥a）實(shí)物圖b）職能符號(hào)c）工作原理1－錐式先導(dǎo)閥２－先導(dǎo)閥座３－閥蓋４－閥體５－阻尼孔６－主閥芯７－主閥座８－主閥彈簧９－調(diào)壓彈簧１０－調(diào)節(jié)螺釘１１－調(diào)節(jié)手輪一、壓力控制閥（3）溢流閥在液壓系統(tǒng)中的功用1）溢流穩(wěn)壓。在液壓系統(tǒng)中用定量泵和節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)速時(shí)，溢流閥可使系統(tǒng)的壓力恒定，并且，節(jié)流閥調(diào)節(jié)的多余壓力油可以從溢流閥溢流回油箱。2）限壓保護(hù)。在液壓系統(tǒng)中用變量泵進(jìn)行調(diào)速時(shí)，變量泵的壓力隨負(fù)載變化，這時(shí)需防止過(guò)載，即設(shè)置安全閥（溢流閥用做安全閥）。在正常工作時(shí)，此閥處于常閉狀態(tài)，過(guò)載時(shí)打開閥口溢流，使壓力不再升高。3）卸荷。先導(dǎo)式溢流閥與電磁閥組成電磁溢流閥，控制系統(tǒng)卸荷。4）遠(yuǎn)程調(diào)壓。將先導(dǎo)式溢流閥的外控口接上遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，便能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。5）作背壓閥使用。在系統(tǒng)回油路上接上溢流閥，造成回油阻力，形成背壓，可改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。背壓大小可通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥的調(diào)定壓力來(lái)獲得。一、壓力控制閥2．減壓閥定壓減壓閥a）實(shí)物圖b）職能符號(hào)c）結(jié)構(gòu)圖1－主閥芯2－阻尼孔3－先導(dǎo)閥閥芯P1口是進(jìn)油口，P2口是出油口。閥不工作時(shí)，主閥芯在彈簧作用下處于最下端位置，閥的進(jìn)、出油口是相通的，即閥是常開的。若出口壓力增大，使作用在主閥芯下端的壓力大于彈簧力時(shí)，主閥芯上移，關(guān)小閥口，這時(shí)主閥處于工作狀態(tài)。若忽略其他阻力，僅考慮作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件，則可以認(rèn)為出口壓力基本上維持在某一定值——調(diào)定值上。這時(shí)如果出口壓力減小，主閥芯就下移，開大閥口，閥口處阻力減小，壓降減小，使出口壓力回升到調(diào)定值；反之，若出口壓力增大，則主閥芯上移，關(guān)小閥口，閥口處阻力加大，壓降增大，使出口壓力下降到調(diào)定值。

先導(dǎo)式減壓閥與先導(dǎo)式溢流閥相比較，有以下不同點(diǎn)：減壓閥在非工作狀態(tài)時(shí)，先導(dǎo)閥3閥口關(guān)閉，而主閥口處于最大開度狀態(tài)；用出口的壓力油控制閥口的開度，保持出口壓力基本恒定；經(jīng)先導(dǎo)閥的泄油量必須由單獨(dú)的泄油口L流回油箱。二、壓力控制回路1.調(diào)壓回路單級(jí)調(diào)壓回路

遠(yuǎn)程調(diào)壓回路三級(jí)調(diào)壓回路

（1）單級(jí)調(diào)壓回路

系統(tǒng)由液壓泵供油，采用節(jié)流閥以調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，使活塞獲得需要的運(yùn)動(dòng)速度。輸出的流量大于液壓缸的流量，多余部分的油液則從溢流閥流回油箱。這時(shí)，液壓泵的出口壓力便穩(wěn)定在溢流閥的調(diào)定壓力上。調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)節(jié)液壓泵的供油壓力。（2）遠(yuǎn)程調(diào)壓回路

先導(dǎo)式溢流閥的遙控口接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥進(jìn)油口，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的作用與溢流閥的先導(dǎo)閥相同。在這種回路中，溢流閥先導(dǎo)閥的調(diào)整壓力應(yīng)高于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥可能調(diào)節(jié)的最高壓力，在這種條件下，系統(tǒng)的工作壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥來(lái)調(diào)整。

（3）多級(jí)調(diào)壓回路電磁換向閥和溢流閥有機(jī)的組合，可以組成多級(jí)調(diào)壓回路。多級(jí)調(diào)壓是指液壓回路能實(shí)現(xiàn)二級(jí)及以上不同級(jí)別壓力的液壓調(diào)壓回路。上圖為三個(gè)溢流閥控制的三級(jí)調(diào)壓回路。在圖示位置時(shí)，系統(tǒng)壓力由溢流閥1控制；當(dāng)換向閥的電磁鐵YA1通電時(shí)，系統(tǒng)壓力由溢流閥2控制；電磁鐵YA2通電時(shí)，系統(tǒng)壓力由溢流閥3控制。三個(gè)溢流閥中2和3控制的壓力都要低于1控制的壓力。點(diǎn)擊相應(yīng)圖片觀看動(dòng)畫演示二、壓力控制回路1.減壓回路當(dāng)泵的輸出壓力是高壓而局部回路或支路要求低壓時(shí)，可以采用減壓回路，如機(jī)床液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊回路、分度以及液壓元件的控制回路等。減壓回路較為簡(jiǎn)單，一般是在所需低壓的支路上串接減壓閥。上圖所示是最簡(jiǎn)單的減壓回路，回路中的溢流閥用來(lái)穩(wěn)定整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作壓力，而減壓閥則用來(lái)調(diào)定液壓系統(tǒng)支路的工作壓力。減壓回路一、執(zhí)行元件和主控閥的確定執(zhí)行元件和主控閥的確定根據(jù)半自動(dòng)車床的工作要求，選擇液壓缸作為執(zhí)行元件，選擇單電控的二位四通換向閥作為主控閥。主回路見下圖。二、壓力控制回路的設(shè)計(jì)三、回路分析正常夾緊時(shí)：YA1通電，二位四通電磁換向閥7處于右位工作位置，YA2不通電，二位二通電磁換向閥關(guān)閉，此時(shí)，來(lái)自油泵的壓力油經(jīng)減壓閥調(diào)壓后，再經(jīng)單向閥3通過(guò)二位四通電磁換向閥7進(jìn)入液壓缸8右腔，活塞9向左移動(dòng)，工作夾緊，左腔的油經(jīng)二位四通電磁換向閥7流回油箱。夾薄壁類特殊工件時(shí)：YA1通電，二位四通電磁換向閥5處于右位工作位置，同時(shí)YA2通電，二位二通電磁換向閥4導(dǎo)通，這時(shí)，來(lái)自液壓泵的壓力油經(jīng)減壓閥2后再經(jīng)單向閥流出，因二位二通電磁換向閥4處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，進(jìn)入二位四通電磁換向閥7的油液壓力由溢流閥5控制，經(jīng)溢流閥控制的壓力油進(jìn)入液壓缸８的右腔，活塞9向左移動(dòng)，完成夾緊動(dòng)作，左腔的油經(jīng)二位四通電磁換向閥7流回油箱。注事：上述液壓卡盤液壓回路中，溢流閥６的調(diào)定壓力應(yīng)大于溢流閥5的調(diào)定壓力，而溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)小于減壓閥調(diào)定的輸出壓力，否則系統(tǒng)將不能正常工作。液壓卡盤液壓回路常見的其他壓力控制回路一、增壓回路1.采用單作用增壓缸的增壓回路當(dāng)系統(tǒng)在圖示位置工作時(shí)，系統(tǒng)油液在供油壓力p1的作用下進(jìn)入增壓缸的大活塞腔，此時(shí)在小活塞腔即可得到所需的較高壓力p2；當(dāng)二位四通電磁換向閥右位接入系統(tǒng)時(shí)，增壓缸返回，輔助油箱中的油液經(jīng)單向閥補(bǔ)入小活塞腔。因此，該回路只能間歇增壓，所以稱為單作用增壓回路。單作用增壓回路常見的其他壓力控制回路2.采用雙作用增壓缸的增壓回路

在圖示位置，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)換向閥5和單向閥1進(jìn)入增壓缸左端大、小活塞腔，右端大活塞腔中的油液流回油箱，右端小活塞腔增壓后的高壓油經(jīng)單向閥4輸出，此時(shí)單向閥2、3被關(guān)閉。當(dāng)增壓缸活塞移到右端時(shí)，換向閥得電換向，增壓缸活塞向左移動(dòng)。同理，左端小活塞腔輸出的高壓油經(jīng)單向閥3輸出，這樣，增壓缸的活塞不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩端便交替輸出高壓油，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)增壓。雙作用增壓回路常見的其他壓力控制回路二、卸荷回路

在液壓系統(tǒng)中，有時(shí)執(zhí)行元件短時(shí)間停止工作，不需要液壓系統(tǒng)傳遞能量，或者執(zhí)行元件在某段工作時(shí)間內(nèi)保持一定的力，而運(yùn)動(dòng)速度極慢，甚至停止運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，不需要液壓泵輸出油液，或只需要很小流量的液壓油，這時(shí)就需要對(duì)液壓泵進(jìn)行卸荷，相應(yīng)的回路稱為卸荷回路。如圖所示為M形中位機(jī)能卸荷回路，當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)M形閥直接回到油箱，使液壓泵在功率輸出接近于零的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的壽命。M形中位機(jī)能卸荷回路

液壓泵的卸荷有流量卸荷和壓力卸荷兩種，前者主要是使用變量泵，讓變量泵僅為補(bǔ)償泄漏而以最小流量運(yùn)轉(zhuǎn)，此方法比較簡(jiǎn)單，但泵仍處在高壓狀態(tài)下運(yùn)行，磨損比較嚴(yán)重；壓力卸荷的方法是使泵在接近零壓下運(yùn)轉(zhuǎn)教學(xué)目標(biāo)1.掌握順序閥的結(jié)構(gòu)及工作原理2.掌握順序閥在回路中的應(yīng)用3.掌握順序控制回路的控制方法任務(wù)2切割裝置回路設(shè)計(jì)切割裝置工作示意圖

切割裝置是用來(lái)對(duì)工件進(jìn)行分割、切槽等工作的裝置，它的夾緊缸裝置及切削缸裝置都是由液壓系統(tǒng)控制的。它的動(dòng)作要求是：夾緊缸夾緊工件→切削缸伸出切削工件→切削缸退回退刀→夾緊缸松開取出工件。本任務(wù)要求設(shè)計(jì)符合該要求的液壓控制回路。

在切割裝置的工作過(guò)程中，為了避免工件在未夾緊狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行切削而造成工件飛出的事故，要求只有當(dāng)夾緊缸夾緊工件后（夾的越緊、油路壓力越高），切削缸才能帶動(dòng)刀具對(duì)工件進(jìn)行切削，同時(shí)在切削完成前，夾緊缸始終要將工件夾緊。夾緊缸和切削缸這兩個(gè)執(zhí)行元件是按照一定的順序完成伸出和縮回動(dòng)作的，本任務(wù)中切削缸必須在夾緊缸夾緊時(shí)才能進(jìn)行切削。本任務(wù)有兩個(gè)執(zhí)行元件——切削缸和夾緊缸。我們把執(zhí)行元件可以依據(jù)壓力大小進(jìn)行順序動(dòng)作的液壓控制回路稱為壓力控制順序動(dòng)作回路，其中，順序閥是核心元件。順序閥一、直控順序閥

液控順序閥與直控順序閥的主要區(qū)別在于液控順序閥閥芯的下部有一個(gè)控制油口K。當(dāng)與油口K相通的外來(lái)控制油壓超出閥芯上部彈簧的調(diào)定壓力時(shí)，閥芯上移，油口P1和P2相通，液控順序閥的泄油口L接回油箱。

順序閥是把壓力作為控制信號(hào)，自動(dòng)接通或切斷某一油路，控制執(zhí)行元件做順序動(dòng)作的壓力閥。根據(jù)控制油路的不同，可分為直控順序閥（簡(jiǎn)稱順序閥）和液控順序閥（遠(yuǎn)控順序閥、外控順序閥）。液控順序閥a）實(shí)物圖b）結(jié)構(gòu)圖c）圖形符號(hào)d）作為卸荷閥時(shí)的圖形符號(hào)直動(dòng)式順序閥a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)b)a)二、液控控順序閥，一、控制回路的初步設(shè)計(jì)切割裝置控制回路圖

工作原理：

閥1和閥2是由順序閥與單向閥構(gòu)成的組合閥，稱為單向順序閥。扳動(dòng)二位四通換向閥，使其左位接入系統(tǒng)，壓力油只能進(jìn)入夾緊缸的左腔，回油經(jīng)閥2中的單向閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)夾緊動(dòng)作。活塞右行到達(dá)終點(diǎn)后，系統(tǒng)壓力升高，打開閥1中的順序閥，壓力油進(jìn)入切削缸左腔，回油經(jīng)換向閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)切削動(dòng)作。切削完畢后松開手柄，扳動(dòng)換向閥換向，使回路處于圖示狀態(tài)，壓力油先進(jìn)入切削缸右腔，回油經(jīng)閥1中的單向閥及手動(dòng)換向閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)退刀動(dòng)作?；钊笮械竭_(dá)終點(diǎn)后，油壓升高，打開閥2中的順序閥，壓力油進(jìn)入切削缸右腔，回油經(jīng)換向閥回油箱，實(shí)現(xiàn)松開動(dòng)作，至此完成一個(gè)工作循環(huán)。該回路的可靠性在很大程度上取決于順序閥的性能和壓力調(diào)定值。為了保證嚴(yán)格的動(dòng)作順序，應(yīng)使順序閥的調(diào)定壓力大于（8～10）×105Pa。否則順序閥可能在壓力波動(dòng)下先行打開，影響工作的可靠性。此回路運(yùn)用于液壓缸數(shù)目不多，阻力變化不大的場(chǎng)合。，二、控制回路鎖緊控制的完善完善后的切割裝置控制回路

工作原理：

初步設(shè)計(jì)出的回路，雖然能滿足切割裝置的動(dòng)作要求，但不能實(shí)現(xiàn)夾緊缸的鎖緊保護(hù)，為此我們對(duì)初步設(shè)計(jì)出的回路進(jìn)行完善，從而設(shè)計(jì)出如圖所示的完善后切割裝置的控制回路。其改進(jìn)之處是在夾緊缸的夾緊供油回路中增加一個(gè)液控單向閥，當(dāng)遇到特殊情況，液壓泵不供油時(shí)，液控單向閥不工作，使夾緊缸左腔的液壓油不能通過(guò)液控單向閥流回油箱，而把工件牢牢夾緊在工位上，即液控單向閥對(duì)夾緊缸進(jìn)行鎖緊。一、行程控制順序動(dòng)作回路1.用電氣行程開關(guān)控制的順序動(dòng)作回路

動(dòng)作順序?yàn)椋?為液壓缸d的活塞向右運(yùn)動(dòng)；2為液壓缸e的活塞向右運(yùn)動(dòng)；3為液壓缸d的活塞向左運(yùn)動(dòng)；4為液壓缸e的活塞向左運(yùn)動(dòng)。操作時(shí)，首先按啟動(dòng)按鈕，電磁鐵YA1通電，壓力油流入液壓缸d的左腔，活塞按箭頭1的方向移動(dòng)，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，觸動(dòng)行程開關(guān)b，電磁鐵YA2通電，壓力油進(jìn)入e的左腔，活塞按箭頭2的方向移動(dòng)，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，觸動(dòng)行程開關(guān)c，使電磁鐵YA1斷電，壓力油進(jìn)入d的右腔，活塞按箭頭3的方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)行程終點(diǎn)，壓下行程開關(guān)a，使YA2斷電，壓力油進(jìn)入液壓缸e的右腔，活塞按箭頭4的方向移動(dòng)，回至原位，循環(huán)結(jié)束。該回路動(dòng)作的先后順序由電氣線路來(lái)保證，其優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速。用電氣行程開關(guān)控制的順序動(dòng)作回路一、行程控制順序動(dòng)作回路2.用行程閥控制的順序動(dòng)作回路

動(dòng)作順序?yàn)椋簞?dòng)作開始時(shí)，扳動(dòng)換向閥，使其右位接入系統(tǒng)，水平液壓缸活塞向右移動(dòng)（動(dòng)作1），到達(dá)終點(diǎn)時(shí)撞塊將二位四通電磁閥壓下，垂直液壓缸活塞向下運(yùn)動(dòng)（動(dòng)作2），當(dāng)手動(dòng)換向閥換向以后，水平液壓缸向左退回（動(dòng)作3），當(dāng)撞塊離開行程閥的滾輪時(shí)，行程閥復(fù)位（圖示位置），垂直液壓缸活塞上升（動(dòng)作4），實(shí)現(xiàn)了按l→2→3→4的順序動(dòng)作。調(diào)節(jié)撞塊的位置，就可以控制動(dòng)作2繼動(dòng)作1之后開始的時(shí)間。用行程閥控制的順序動(dòng)作回路工作比較可靠，但行程閥只能安裝在工作臺(tái)附近，有一定的局限性，另外，改變動(dòng)作順序也比較困難。用行程閥控制的順序動(dòng)作回路

二、壓力繼電器

壓力繼電器是一種將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控制元件，當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，即發(fā)出電信號(hào)，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動(dòng)作，使油路卸壓、換向，使執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，或者關(guān)閉電動(dòng)機(jī)使系統(tǒng)停止工作，起安全保護(hù)作用。下圖為常用柱塞式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖和職能符號(hào)，當(dāng)從壓力繼電器下端進(jìn)油口通入的油液壓力達(dá)到調(diào)定壓力值時(shí)，推動(dòng)柱塞上移，此位移通過(guò)杠桿放大后推動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。改變彈簧的壓縮量即可以調(diào)節(jié)壓力繼電器的動(dòng)作壓力。壓力繼電器必須放在壓力有明顯變化的回路上才能輸出電信號(hào)。壓力繼電器a）結(jié)構(gòu)圖b）職能符號(hào)c）實(shí)物圖1溢流閥在液壓系統(tǒng)中有何作用？2直動(dòng)式溢流閥與先導(dǎo)式溢流閥的區(qū)別是什么？3減壓閥在液壓系統(tǒng)中有什么作用？4利用壓力繼電器設(shè)計(jì)一夾緊裝置的液壓回路圖，夾緊力一定，但小于系統(tǒng)壓力。5順序閥、溢流閥、減壓閥在結(jié)構(gòu)及工作原理上有什么區(qū)別？6參考圖4－2－7的動(dòng)作回路，用行程閥設(shè)計(jì)出切割裝置的控制回路。任務(wù)1平面磨床工作臺(tái)調(diào)速

回路設(shè)計(jì)任務(wù)2半自動(dòng)車床進(jìn)給控制回路

設(shè)計(jì)模塊五流量控制閥任務(wù)1平面磨床工作臺(tái)調(diào)速

回路設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1.了解節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)及工作原理2.掌握節(jié)流閥在回路中的正確應(yīng)用3.認(rèn)識(shí)液壓系統(tǒng)中的節(jié)流調(diào)速回路

在模塊三任務(wù)1中，已經(jīng)設(shè)計(jì)出了平面磨床工作臺(tái)的換向回路（見下圖），但是，這種回路只能實(shí)現(xiàn)平面磨床工作臺(tái)衡定速度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。而在實(shí)際工作中，因磨削不同的工件時(shí)需要不同的進(jìn)給速度，故要求工作臺(tái)的往復(fù)速度可以調(diào)節(jié)。

本任務(wù)要求在原有換向回路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)平面磨床工作臺(tái)的液壓調(diào)速回路。

平面磨床工作臺(tái)液壓控制回路1－液壓缸2－電磁換向閥3－液壓泵

液壓系統(tǒng)中液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度取決于兩個(gè)方面的因素：液壓缸的有效作用面積和流入液壓缸的壓力油的流量，而通常液壓缸的有效作用面積在系統(tǒng)中已經(jīng)是確定的，因此，影響液壓缸運(yùn)動(dòng)速度的因素主要是流入液壓缸的壓力油的流量。平面磨床工作臺(tái)要實(shí)現(xiàn)速度可調(diào)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，只需要調(diào)節(jié)進(jìn)入工作臺(tái)液壓缸的壓力油流量即可。在液壓系統(tǒng)中，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的壓力油的流量從而改變液壓缸運(yùn)動(dòng)速度的元器件稱為流量控制閥，最常用的流量控制閥是節(jié)流閥，前面已經(jīng)有所接觸，下面就來(lái)學(xué)習(xí)節(jié)流閥的工作原理及節(jié)流調(diào)速回路等知識(shí)。一、節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)及工作原理壓力油從進(jìn)油口P1流入，經(jīng)節(jié)流口從P2流出。節(jié)流口的形式為軸向三角溝槽式。作用于節(jié)流閥芯上的力是平衡的，因而調(diào)節(jié)力矩較小，便于在高壓下進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的手輪時(shí)，可通過(guò)頂桿推動(dòng)節(jié)流閥芯向下移動(dòng)。節(jié)流閥芯的復(fù)位靠彈簧力來(lái)實(shí)現(xiàn)；節(jié)流閥芯的上下移動(dòng)改變著節(jié)流口的開口量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流體流量的調(diào)節(jié)。

節(jié)流閥有普通節(jié)流閥和單向節(jié)流閥二種，普通節(jié)流閥可以實(shí)現(xiàn)雙向節(jié)流調(diào)節(jié)，而單向節(jié)流閥則只能對(duì)特定方向進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)。節(jié)流閥二、節(jié)流調(diào)速回路根據(jù)節(jié)流元件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

將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵和液壓缸之間，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積可改變進(jìn)入液壓缸的流量，從而調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。（1）特點(diǎn)1）活塞運(yùn)動(dòng)速度v與節(jié)流閥的通流面積A成正比，即通流面積越大，則活塞運(yùn)動(dòng)速度越高。2）由于油液經(jīng)節(jié)流閥后才進(jìn)入液壓缸，故油溫高、泄漏大；又由于沒(méi)有背壓，所以運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差。3）因?yàn)橐簤焊椎倪M(jìn)油面積大，當(dāng)通過(guò)節(jié)流閥的流量為最小穩(wěn)定流量時(shí)，可使執(zhí)行元件獲得較低的運(yùn)動(dòng)速度，所以調(diào)速范圍大。4）因啟動(dòng)時(shí)進(jìn)入液壓缸的流量受到節(jié)流閥的控制，故可減少啟動(dòng)時(shí)的沖擊。5）液壓泵在恒壓恒流量下工作，輸出功率不隨執(zhí)行元件的負(fù)載和速度的變化而變化，多余的油液經(jīng)溢流閥流回油箱，造成功率浪費(fèi)，故效率低。（2）應(yīng)用在進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路中，工作部件的運(yùn)動(dòng)速度隨外負(fù)載的增減而忽慢忽快，難以得到準(zhǔn)確的速度，故適用于輕負(fù)載或負(fù)載變化不大，以及速度不高的場(chǎng)合。進(jìn)油路節(jié)流調(diào)整速回路二、節(jié)流調(diào)速回路2.回油路節(jié)流調(diào)速回路

將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸和油箱之間，以限制液壓缸的回油量，從而達(dá)到調(diào)速的目的。（1）特點(diǎn)1）因節(jié)流閥串聯(lián)在回油路上，油液經(jīng)節(jié)流閥流回油箱，可減少系統(tǒng)發(fā)熱和泄漏，而節(jié)流閥又起背壓作用，故運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較好。同時(shí)還具有承受負(fù)值負(fù)載的能力。2）與進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速回路一樣，也是將多余油液由溢流閥溢走，造成功率損失，故效率低。3）停止后的啟動(dòng)沖擊較大。（2）應(yīng)用

回油路節(jié)流調(diào)速回路多用在功率不大，但載荷變化較大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求較高的液壓系統(tǒng)中，如磨削和精鏜的組合機(jī)床?；赜吐饭?jié)流調(diào)整速回路二、節(jié)流調(diào)速回路3.旁油路節(jié)流調(diào)速回路

將節(jié)流閥并聯(lián)在液壓泵和液壓缸的分支油路上，液壓泵輸出的流量一部分經(jīng)節(jié)流閥流回油箱，一部分進(jìn)入液壓缸，在定量泵供油量一定的情況下，通過(guò)節(jié)流閥的流量大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的流量就小，于是使執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度下降；反之則速度增高。因此通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥改變流回油箱的油量，來(lái)控制進(jìn)入液壓缸的流量，從而改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。（1）特點(diǎn)1）一方面由于沒(méi)有背壓使執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定；另一方面由于液壓泵壓力隨負(fù)載而變化，引起液壓泵泄漏也隨之變化，導(dǎo)致液壓泵實(shí)際輸出量的變化，這就增大了執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)性。2）隨著節(jié)流閥開口增大，系統(tǒng)能夠承受的最大負(fù)載將減小，即低速時(shí)承載能力小。與進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路和回油路節(jié)流調(diào)速回路相比，它的調(diào)速范圍小。3）液壓泵的壓力隨負(fù)載而變，溢流閥無(wú)溢流損耗，所以功率利用比較經(jīng)濟(jì)，效率比較高。（2）應(yīng)用

旁油路節(jié)流調(diào)速回路適用于負(fù)載變化小，對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的高速大功率的場(chǎng)合，例如牛頭刨床的主傳動(dòng)系統(tǒng)；有時(shí)侯也可用在隨著負(fù)載增大，要求進(jìn)給速度自動(dòng)減小的場(chǎng)合。旁油路節(jié)流調(diào)整速回路平面磨床工作臺(tái)調(diào)速回路設(shè)計(jì)平面磨床工作臺(tái)調(diào)速回路1－工作臺(tái)液壓缸2－換向閥3、5－單向閥4、6—節(jié)流閥7—液壓泵8—溢流閥9—過(guò)濾器10—油箱

平面磨床工作臺(tái)液壓缸為一個(gè)雙作用雙出桿式液壓缸，為了使往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)工作平穩(wěn)，采用回油節(jié)流調(diào)速回路,并使用單向閥作為速度控制元件?；芈贩治觯?/p>

換向閥2處于中間位置時(shí)：

液壓泵輸出的壓力油不能通過(guò)換向閥進(jìn)入工作臺(tái)液壓缸的油腔，工作臺(tái)處于鎖定狀態(tài)，此時(shí)，液壓泵輸出的液壓油由溢流閥回流至油箱。

當(dāng)換向閥2處于左位工作位置時(shí)：

液壓泵輸出的壓力油由換向閥2進(jìn)入液壓缸左腔油路，此時(shí)單向閥5處于導(dǎo)通狀態(tài)，壓力油直接經(jīng)單向閥5進(jìn)入液壓缸左腔，從而使工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)節(jié)流閥4可以改變回流量（此時(shí)單向閥3處于關(guān)閉狀態(tài)，右腔的油只能經(jīng)節(jié)流閥4流出），從而使工作臺(tái)向右的運(yùn)動(dòng)速度得到調(diào)節(jié)。

當(dāng)換向閥處于右位工作位置時(shí)：

液壓泵輸出的壓力油由換向閥進(jìn)入液壓缸右腔油路，此時(shí)單向閥3處于導(dǎo)通狀態(tài)，壓力油直接經(jīng)單向閥3進(jìn)入液壓缸左腔，從而使工作臺(tái)向左運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)節(jié)流閥6可以改變回流量（此時(shí)單向閥5處于關(guān)閉狀態(tài)，右腔的油只能經(jīng)節(jié)流閥6流出），從而使工作臺(tái)向右的運(yùn)動(dòng)速度得到調(diào)節(jié)。一、節(jié)流閥節(jié)流口