液壓與氣動系統(tǒng)的使用與維護 教案全套 單淑梅

液壓與氣壓傳動課程教案課程名稱液壓與氣壓傳動課程編碼2013016授課教材液壓與氣動系統(tǒng)的使用與維護授課學時4授課章節(jié)名稱項目一液壓傳動基本知識認知任務一液壓傳動的工作原理、組成及特點認知任務二液壓傳動系統(tǒng)力與速度的傳遞教學目的任務一：掌握液壓傳動系統(tǒng)的組成部分及每部分的作用。了解液壓圖形符號的表現(xiàn)形式及功能。熟悉液壓傳動的優(yōu)缺點及應用。任務二：1.掌握液體的重要參數(shù)：壓力及單位、流量及單位2.了解液壓系統(tǒng)力與速度的傳遞教學重點液壓傳動的定義；液壓傳動系統(tǒng)的工作原理；液壓傳動系統(tǒng)組成部分的作用及認知；壓力與流量的概念、影響因素、表示方法。教學難點1.液壓傳動力與速度是如何傳遞的；2.壓力與負載的關(guān)系；3.速度與流量的關(guān)系。思政點培養(yǎng)社會責任感、團結(jié)協(xié)作精神項目一液壓傳動基本知識認知任務一液壓傳動的工作原理、組成及特點認知液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟硪簤簜鲃邮且悦荛]的液壓系統(tǒng)內(nèi)的液體為工作介質(zhì)，進行能量傳遞和轉(zhuǎn)換的一種傳動方式。液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D如下：液壓千斤頂由杠桿手柄、泵體、排油單向閥、吸油單向閥、油箱、截止閥、液壓缸以及連接這些元件的油管等構(gòu)成。提起手柄使小活塞向上移動，小活塞下端密封油腔容積增大，形成局部真空，這時吸油單向閥打開，通過吸油管從油箱中吸油；用力壓下手柄，小活塞下移，小活塞下腔壓力升高，吸油單向閥關(guān)閉，排油單向閥打開，下腔的油液經(jīng)管道輸入舉升油缸的下腔，迫使大活塞向上移動，頂起重物。再次提起手柄吸油時，排油單向閥自動關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會自行下落。不斷地往復扳動手柄，就能不斷地把油液壓入舉升缸下腔，使重物逐漸地升起。如果打開截止閥，舉升缸下腔的油液通過管道、截止閥流回油箱，重物就向下移動。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟怼Ｒ簤呵Ы镯敼ぷ髟韴D二、磨床工作臺的工作過程如圖磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、換向閥、節(jié)流閥、液壓缸、工作臺以及連接這些元件的油管、接頭等構(gòu)成。(b)磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)原理圖1－油箱2－濾油器3－液壓泵4－溢流閥5－節(jié)流閥6－換向閥7－液壓缸8－工作臺9、10－回油管該系統(tǒng)的工作原理是：液壓泵3由電動機驅(qū)動后，從油箱1經(jīng)濾油器2吸油，油液在泵腔中從入口的低壓到泵出口的高壓，泵輸出的壓力油通過節(jié)流閥5、換向閥6進入液壓缸7右腔，推動活塞使工作臺8向左運動。這時液壓缸8中左腔的油液經(jīng)換向閥6和回油管9排回油箱1。如果將換向閥6手柄轉(zhuǎn)換成圖（b）所示狀態(tài)，則壓力油通過節(jié)流閥5、換向閥6進入液壓缸7左腔，推動活塞使工作臺8向右運動。這時液壓缸8中右腔的油液經(jīng)換向閥6和回油管9排回油箱1。三、液壓傳動系統(tǒng)的組成部分液壓傳動系統(tǒng)基本上由五大部分組成。1.能源裝置：把機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能裝置。一般常見的是液壓泵。2.執(zhí)行元件：把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置?？梢允亲髦本€運動的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達。3.控制調(diào)節(jié)元件：對系統(tǒng)中液體壓力、流量和流動方向進行控制和調(diào)節(jié)，從而控制執(zhí)行元件的推力（或轉(zhuǎn)矩）、速度（或轉(zhuǎn)速）和運動方向（或轉(zhuǎn)向）的裝置。例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。4.輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作所需的上述三種以外的裝置。如油箱、濾油器、蓄能器、管件等。5.傳動介質(zhì)：傳遞能量及信息的液體，即液壓油。四、液壓傳動系統(tǒng)圖形符號圖所示的液壓傳動系統(tǒng)是一種半結(jié)構(gòu)式的工作原理圖，它有直觀性強、容易理解的優(yōu)點，當液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，根據(jù)原理圖檢查十分方便，但圖形比較復雜，繪制比較麻煩。我國已經(jīng)制定了一種用規(guī)定的圖形符號來表示液壓原理圖中的各元件和連接管路的國家標準，即“液壓系統(tǒng)圖圖形符號”，使用這些圖形符號可使液壓系統(tǒng)圖簡單明了，且便于繪圖。磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)圖形符號圖五、液壓傳動系統(tǒng)的特點優(yōu)點：（1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊；并且能容量大，容易實現(xiàn)較大的力及轉(zhuǎn)矩的傳遞。（2）可方便的實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍大，傳動平穩(wěn)；（3）換向容易，可靈活方便地布置傳動機構(gòu)，在不改變電機旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復運動的轉(zhuǎn)換；（4）液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制；（5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；（6）與微電子技術(shù)結(jié)合，易于實現(xiàn)自動控制；（7）容易實現(xiàn)過載保護。缺點：（1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔；（2）對液壓元件制造精度要求高，工藝復雜，成本較高；（3）液壓元件維修較復雜，故障原因不易查找；（4）液壓油泄漏和可壓縮性原因造成無法實現(xiàn)嚴格的傳動比；（5）傳動效率低，不適合遠距離傳動；（6）噪聲較大，對污染敏感，且工作時受溫度變化的影響大、油溫過冷或過熱都不宜。小結(jié)論：液壓傳動系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換過程是原動機帶動液壓泵旋轉(zhuǎn)，輸出液壓油，先將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能；液壓油驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動，再將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能對負載做功，實現(xiàn)了能量的傳遞和轉(zhuǎn)換。小任務：液壓千斤頂?shù)墓δ苷J知與操作任務二液壓傳動系統(tǒng)力與速度的傳遞一、壓力（1）液體靜壓力p當液體相對靜止時，液體單位面積上所受的法向力稱為壓力，即P=F式中p液體靜壓力，單位為N/??2或Pa（帕斯卡）。工程中也常采用KPa（千帕）或MPa（兆帕）。換算關(guān)系為：1MPa=103kPa=106Pa。當液體受到外力的作用時，就形成液體的壓力，如圖所示。外力作用形成的壓力（2）壓力的形成與傳遞在密閉容器中的靜止液體，當一處受到外力作用而產(chǎn)生壓力時，這個壓力將通過液體等值傳遞到液體內(nèi)部的所有各點。這就是靜壓傳遞原理又稱帕斯卡原理。如圖所示密閉連通器中，液體各點表示的壓力數(shù)值都相同。（忽略因液位高度不同而引起的壓力大小的差異）。密閉連通器內(nèi)壓力處處相等二、流量流量的定義：單位時間內(nèi)流過通流截面的液體體積稱為流量。液壓傳動是依靠密封容積的變化來傳遞運動的。在液壓缸中，液體的流速即為平均流速，它與活塞的運動速度相同，從而可以建立起活塞運動速度與液壓缸有效面積和流量之間的關(guān)系。當液壓缸的有效面積一定時，活塞運動速度決定于輸入液壓缸的流量。假設通流截面上各點的流速均勻分布，液體以此平均流速流過通流截面的流量與以實際流速u流過的流量相等，這時流速v稱為平均流速，即υ小結(jié)論：壓力與流量是兩個重要參數(shù)。壓力取決于負載，速度與流量成正比，壓力的大小與流量無關(guān)。小任務：磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)的組成及工作過程認知課程名稱液壓與氣壓傳動課程編碼2013016授課教材液壓與氣動系統(tǒng)的使用與維護授課學時2授課章節(jié)名稱項目二液壓油的日常維護與污染的控制任務一液壓油的日常維護任務二液壓油的選擇與污染的控制教學目的任務一1.了解液壓油的主要性質(zhì)2.了解液壓油的牌號3.掌握對液壓油的要求4.掌握液壓油的日常維護內(nèi)容任務二1.掌握液壓油類型及牌號的選擇2.了解液壓油的污染與控制：原因、危害、措施教學重點1.液壓油的主要性質(zhì);2.液壓油的選用；3.對液壓油的要求；4.液壓油污染的危害;5.液壓油污染的原因；6.液壓油污染的控制。教學難點液壓油的粘性及粘度思政點安全生產(chǎn)環(huán)境保護項目二液壓油的日常維護與污染的控制任務一液壓油的日常維護一、液壓油的主要性質(zhì)液壓系統(tǒng)中一般使用礦物油作為工作介質(zhì)，液壓油的主要物理性質(zhì)如下。1.液體的粘性和粘度粘性：液體在外力的作用下流動時，由于液體分子間內(nèi)聚力（稱為內(nèi)摩擦力）的作用，而產(chǎn)生阻止液層間的相對滑動，液體的這種性質(zhì)稱為粘性。粘性大小的表示方法：用粘度來表示大小。常用的粘度有動力粘度、運動粘度和相對粘度。1）動力粘度μ：表示液體粘性的內(nèi)摩擦系數(shù)，由實驗得出，流動液體液層間的內(nèi)摩擦力的大小與液層間的接觸面積、液體的動力粘度μ。2）運動粘度υ：動力粘度與該液體密度的比值稱為運動粘度，即υ=μ/ρ。液壓油的牌號：以40℃時的運動粘度（mm2/s）平均值來標號。3）粘度與溫度和壓力的關(guān)系：不同種類的液壓油具有不同的粘溫特性。當液體所受壓力增大時，其分子間距離減小，內(nèi)聚力增大，粘度也隨之增大。2.液體的可壓縮性液體受壓力作用產(chǎn)生容積變化的性質(zhì)，稱為液體的可壓縮性。對一般的中、低壓液壓系統(tǒng)，可壓縮性變化小，可以認為是不可壓縮的。3.液體的粘溫特性粘度隨溫度變化的性質(zhì)稱為粘溫特性。液壓油的粘度對溫度變化十分敏感，液體油溫升高粘度下降。二、液壓油的選用1.液壓油的種類液壓油主要有石油型、乳化型和合成型三大類。石油型液壓油具有潤滑性能好、腐蝕性小、粘度較高和化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點，應用最普遍。2.液壓油的選用選用液壓油時，涉及到油品和牌號的選擇。通?？筛鶕?jù)液壓元件產(chǎn)品樣本和說明書所推薦的工作介質(zhì)來選，也可根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作條件（壓力、速度、工作溫度）和環(huán)境條件等綜合因素來選擇3.對液壓油的要求在液壓系統(tǒng)中，液壓油除傳遞運動和動力外，還要起到潤滑和散熱的作用，為此，液壓油性能應滿足要求。對液壓油的要求有1）合適的粘度，較好的粘溫特性，以確保在工作溫度發(fā)生變化的條件下能準確、靈敏地傳遞動力。2）良好的潤滑性能，以減少液壓元件間相對運動表面的磨損，降低液壓系統(tǒng)故障率。3）良好的熱穩(wěn)定性，在高溫高壓條件下不易變質(zhì)，使用壽命長。4）抗泡沫性好，抗乳化性好，使油品在受機械不斷攪拌的工作條件下，產(chǎn)生的泡沫易于消失以使動力傳遞穩(wěn)定，防止液壓油乳化變酸，避免液壓油的加速氧化。5）腐蝕性小，防銹性好。防腐蝕是防止液壓油對密封件、膠管、附件等造成腐蝕導致這些元件的過早老化；防銹性是防止金屬部件生銹及污染液壓油，避免液壓元件失效及延長液壓油的使用周期。6）良好的相容性，對液壓元件金屬表面、各類油管及密封件等無溶解的有害影響。7)凝固點低、流動性好，閃點(明火能使油面上油蒸氣閃燃，但油本身不燃燒時的溫度)和燃點高，以保證液壓油在低溫和高溫環(huán)境中的工作可靠性和防火安全。小任務：液壓油的日常維護任務二、液壓油的選擇與污染的控制一、液壓油污染的危害液壓油的污染是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，液壓系統(tǒng)的故障有75%以上是由工作介質(zhì)污染所引起。液壓油污染是指液壓油中含有水分、空氣、微小固體顆粒及膠質(zhì)狀生成物等雜質(zhì)。液壓油污染后將產(chǎn)生以下危害：1．液壓油污染的危害1）堵塞過濾器，使液壓泵吸油困難，產(chǎn)生噪聲；堵塞閥類元件小孔或縫隙，使閥動作失靈；微小固體顆粒還會加劇元件的磨損，使泄漏增加。2）水分和空氣混入會降低液壓油的潤滑能力，加速氧化，產(chǎn)生氣蝕，出現(xiàn)振動，爬行等。2．液壓油污染的原因系統(tǒng)殘留物污染、外界侵入物污染和使用過程的生成物污染。3．液壓油污染的控制1）嚴格清洗液壓元件和液壓系統(tǒng)。2）嚴格控制外來污染物。3）嚴格控制油溫，液壓油溫度達到60℃后變質(zhì)速度很快。4）并定期檢查、清洗和更換濾芯。5）定期檢查和更換液壓油。小任務：液壓油的選擇與污染控制課程名稱液壓與氣壓傳動課程編碼2013016授課教材液壓與氣動系統(tǒng)的使用與維護授課學時2授課章節(jié)名稱項目三液壓泵和液壓馬達的基本功能及特點認知任務一液壓泵的基本知識認知任務二常見液壓泵的功能及特點認知任務三常見液壓馬達的功能及特點認知教學目的任務一：掌握單柱塞泵工作原理掌握單柱塞泵工作必備條件了解液壓泵基本類型任務二：掌握齒輪泵、葉片泵的工作原理掌握齒輪泵、葉片泵的性能特點掌握齒輪泵、葉片泵的適用場合任務三：掌握液壓馬達的分類及符號掌握液壓馬達的工作原理及主要參數(shù)了解液壓馬達的特點及應用教學重點1.常見液壓泵的功能及特點2.常見液壓馬達的功能及特點教學難點1.常見液壓泵的工作原理、參數(shù)2.常見液壓馬達的工作原理、參數(shù)思政點培養(yǎng)民族自豪感任務一液壓泵的基本知識認知一、單柱塞泵工作原理圖3-1所示為液壓泵的工作原理圖，柱塞2在彈簧4的作用下緊壓在偏心輪1上，當電動機帶動偏心輪轉(zhuǎn)動時，柱塞2與泵體3形成的密封腔V的容積交替變化。液壓泵是通過密封腔的變化來實現(xiàn)吸油和壓油的。其排油量的大小取決于密封腔的變化量，因而又稱容積泵。圖3-1液壓泵的工作原理圖二、液壓泵的類型和圖形符號液壓泵和按輸出流量是否可調(diào)節(jié)分為定量泵和變量泵兩類；按結(jié)構(gòu)形式可分為齒輪式、葉片式、柱塞式三大類。圖3-2液壓泵的圖形符號三、液壓泵的主要工作參數(shù)1．工作壓力和額定壓力液壓泵的工作壓力是指泵實際工作時輸出油液的壓力。液壓泵的額定壓力是指泵在正常工作條件下按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高工作壓力。2．排量和流量液壓泵的排量（用V表示）是指泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由其密封油腔幾何尺寸變化所計算得出的輸出液體的體積，即在無泄漏的情況下，其每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能輸出的液體體積。液壓泵的理論流量（用qt表示）是指泵在單位時間內(nèi)由其密封油腔幾何尺寸變化計算而得出的輸出的液體體積，泵的轉(zhuǎn)速為n時，泵的理論流量為qt＝Vn（3－1）液壓泵的額定流量是指在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定必須保證的流量。即在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下由泵輸出的流量。液壓泵的實際流量（用q表示）是液壓泵工作時實際輸出的流量，由于泵存在內(nèi)泄漏，所以實際流量小于理論流量。3．功率和效率液壓泵由電機驅(qū)動，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，輸出量是液體的壓力和流量。如果不考慮液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的理論功率Pt＝pqt＝pVn＝Ttω＝2πnTt（3－2）液壓泵的實際輸出功率等于實際輸出流量與工作壓力的乘積P=pq（3－3）液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過程中是有損失的，兩者之差值即是功率損失，功率損失可以分為容積損失和機械損失兩部分，容積損失是因為內(nèi)泄漏而造成的流量上的損失。液壓泵輸出壓力增大時內(nèi)泄漏加大，泵實際輸出的流量q減小。設泵的內(nèi)泄漏為Δq，泵的容積效率為：（3－4）機械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。用機械效率來表示泵的機械損失時，（3－5）液壓泵總效率是輸出功率與輸入功率之比，（3－6）任務二常見液壓泵的功能及特點認知一、齒輪泵的工作原理及特點認知1．外嚙合齒輪泵的工作原理圖3-3所示為外嚙合齒輪泵的工作原理。當齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作腔容積增大，形成部分真空，油箱中的油液被吸進來，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左側(cè)壓油腔去。在壓油區(qū)一側(cè)，由于輪齒逐漸進入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去。吸油腔和壓油腔由相互嚙合的輪齒以及泵體分隔開的。圖3-3齒輪泵工作原理圖2．外嚙合式齒輪泵的特點及用途特點：結(jié)構(gòu)簡單，壽命長；工作可靠，自吸能力強；對油液污染不敏感，維護容易；徑向力不平衡，壓力脈動和噪聲都較大；泄漏多，流量脈動大，排量不可調(diào)。應用：一般的齒輪泵通常多用于普通機床、工程機械、礦山機械、農(nóng)業(yè)機械以及一些輔助工況，精度、噪聲及污染要求不高或負載不太大的場合。二、葉片泵的工作原理及特點認知1．雙作用式葉片泵的工作原理如圖3-4所示為雙作用葉片泵的工作原理。密封容積的形成：由每兩個相鄰葉片、轉(zhuǎn)子外表面、定子內(nèi)表面和前后配油盤圍成（配油盤上開有通油的窗口）。密封容積的變化：左上、右下區(qū)域葉片伸出：容積↑——吸油；左下、右上區(qū)域葉片縮回：容積↓——壓油。圖3-4雙作用葉片泵工作原理圖2．單作用式葉片泵的工作原理如圖3-5所示為單作用葉片泵的工作原理。密封容積的形成：由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配油盤圍成。密封容積的變化：左半周區(qū)域葉片伸出：容積↑——吸油右半周域葉片縮回：容積↓——壓油單作用式：泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，每兩個葉片間的密封容積完成吸油、壓油各一次。圖3-5單作用葉片泵工作原理圖3．葉片泵的特點及用途特點：結(jié)構(gòu)緊湊，流量脈動小，工作平穩(wěn)，噪聲較小；泄漏少，容積效率較高，壓力較高，流量較大；雙作用式的徑向力平衡，軸承壽命長、耐久性好；單作用式易于變量；對油液污染較敏感，葉片易被雜質(zhì)咬死，過濾精度要求高，自吸性能較齒輪泵差；結(jié)構(gòu)較復雜，零件制造精度要求高。應用：廣泛用于機械制造行業(yè)中的機床、油壓機、注塑機等自動線設備中壓或中低壓液壓系統(tǒng)中。任務三常見液壓馬達的功能及特點認知一、液壓馬達的基本知識認知1．液壓馬達的分類及圖形符號2．液壓馬達的工作原理及功用圖3-6所示為葉片式液壓馬達的工作原理。葉片式液壓馬達體積小，轉(zhuǎn)動慣量小，動作靈敏，但泄漏量較大，低速工作時不穩(wěn)定。因此葉片式液壓馬達一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動作要求靈敏的場合。圖3-6葉片式液壓馬達工作原理3．液壓馬達的工主要性能參數(shù)（1）轉(zhuǎn)速和容積效率若液壓馬達的排量為V，液壓馬達入口處的流量q（又稱實際流量），容積效率為理論流量和實際流量之比，則=（3－7）n=（3－8）（2）總效率液壓馬達的總效率為輸入功率與輸出功率之比，它等于機械效率與容積效率的乘積，即（3－9）（3）轉(zhuǎn)矩T液壓馬達輸入為液壓能，其輸出為機械能，pq=2nT（3－10）實際上因為存在機械效率與容積效率問題，因而上式可寫成pq=2nT得T=（3－11）二、液壓馬達的類型及用途認知1.葉片式液壓馬達的特點及應用葉片式液壓馬達最大的特點是體積小、慣性大、動作靈敏、允許的換向頻率高。但是，它工作時泄漏較大，不適合在低速下工作,調(diào)速范圍也不能太大。故主要適用于高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩和須動作靈敏的場合，例如廣泛地應用于磨床工作臺、內(nèi)（外）圓磨床的主軸、對機械特性要求不高及調(diào)速范圍不大的夾緊裝置、以及對慣性要求較小的各種隨動系統(tǒng)的驅(qū)動中。2.柱塞式液壓馬達的特點及應用柱塞式液壓馬達分為軸向和徑向兩種，徑向柱塞馬達是低速大扭矩馬達,高速液壓馬達一般都是軸向柱塞馬達。這類馬達應用于礦山機械、建筑機械、采礦機械、采煤機械、工程機械、起重運輸機械和船舶等方面。3.齒輪式液壓馬達的特點及應用這類馬達用于高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩的場合，也用做笨重物體旋轉(zhuǎn)的傳動裝置。由于笨重物體的慣性起到飛輪作用，可以補償旋轉(zhuǎn)的波動性，因此在起重設備中應用比較多。值得注意的是，齒輪式液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的脈動性大，徑向力不平衡，在低速旋轉(zhuǎn)及負載改變時運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性較差。課程名稱液壓與氣壓傳動課程編碼2013016授課教材液壓與氣動系統(tǒng)的使用與維護授課學時4授課章節(jié)名稱項目四液壓缸的認知及結(jié)構(gòu)拆裝任務一常見液壓缸的功能及特點認知任務二活塞缸結(jié)構(gòu)的認知及拆裝教學目的任務一：1.掌握液壓缸的主要類型、工作原理及圖形符號。2.掌握活塞式液壓缸的原理和應用場合。3.掌握單桿活塞式液壓缸各種連接方式的作用、推力及速度的影響因素。4.掌握雙桿活塞缸的輸出特性與單桿活塞缸的區(qū)別。5.了解液壓缸的使用注意事項及常見故障。任務二：了解活塞缸的結(jié)構(gòu)及拆裝教學重點1.液壓缸的分類、圖形符號及功能；2.活塞式液壓缸的輸出特性；3.活塞式液壓缸的結(jié)構(gòu)組成；4.活塞式液壓缸的特點及拆裝教學難點1.單桿活塞式液壓缸不同方式產(chǎn)生的力與速度的求解。2.液壓缸的結(jié)構(gòu)。思政點1.國家自豪感2.民族榮譽感項目四液壓缸的認知及結(jié)構(gòu)拆裝任務一常見液壓缸的功能及特點認知一、液壓缸的分類按結(jié)構(gòu)形式：液壓缸可以分為活塞缸、柱塞缸和擺動缸三類。按作用方式：液壓缸可分為單作用式和雙作用式兩種?；钊缀椭讓崿F(xiàn)往復運動，擺動缸則能實現(xiàn)小于360度的往復擺動。單作用式液壓缸液壓力只能使活塞（或柱塞）單方向運動，反方向運動必須靠外力（如彈簧力或自重等）實現(xiàn)；雙作用式液壓缸可由液壓力實現(xiàn)兩個方向的運動。二、活塞式液壓缸1.雙桿活塞式液壓缸標準雙桿活塞式液壓缸的活塞兩端都有一根直徑相等的活塞桿伸出，它根據(jù)安裝方式不同又可以分為缸體固定式和活塞桿固定式兩種。液壓缸的進、出油口布置在缸體兩端，活塞通過活塞桿帶動工作臺移動，當活塞的有效行程為L時，整個工作臺的運動范圍為3L。當工作臺行程要求較長時，可采用圖活塞桿固定的形式，這種安裝形式中，工作臺的移動范圍只等于液壓缸有效行程L的兩倍(2L)。進出油口可以設置在固定不動的空心的活塞桿的兩端，使油液從活塞桿中進出，也可設置在缸體的兩端，但必須使用軟管連接。圖1雙桿活塞式液壓缸由于雙桿活塞缸兩端的活塞桿直徑通常是相等的，因此它左、右兩腔的有效面積也相等。當分別向左、右腔輸入相同壓力和相同流量的油液時，液壓缸左、右兩個方向的推力和速度相等。小結(jié)論：當分別向左、右腔輸人相同壓力和相同流量的液壓油時，雙桿活塞缸左、右兩個方向的速度和推力相等，常用于正、反兩個方向工況相同的場合，比如磨床工作臺往復運動的液壓系統(tǒng)。2.單桿活塞式液壓缸如圖2所示，單桿活塞式液壓缸只有一端帶活塞桿，也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都是活塞有效行程的兩倍。圖2單桿活塞式液壓缸由于僅一側(cè)有活塞桿，所以兩腔的有效工作面積不同，當分別向缸兩腔供油，且供油壓力和流量相同時，活塞（或缸體）在兩個方向產(chǎn)生的推力和運動速度不相等。1）圖3單桿活塞式液壓缸無桿腔進油活塞推力F1和運動速度V1分別為圖4單桿活塞式液壓缸有桿腔進油活塞推力F2和運動速度V2分別為F2=p1A2-p2A1υ無桿腔進壓力油工作時，推力大，速度低；有桿腔進壓力油工作時，推力小，速度高。因此，單桿活塞式液壓缸常用于一個方向有較大負載，運行速度較低，另一個方向為空載快速退回的設備。2)液壓缸差動連接圖5液壓缸差動連接如圖5所示，單桿活塞缸在其左、右兩腔互相接通并同時輸入壓力油時，稱為差動連接。這時，液壓缸向右移動?；钊耐屏退俣确謩e為F3=p差動連接的運動速度提高了，而液壓推力減小了。因此，單桿活塞式液壓缸常用在需要實現(xiàn)“快進（差動連接）→工進（無桿腔進油）→快退（有桿腔進油）”的工作循環(huán)。這時，通常要求“快進”和“快退”的速度相等，即υ3=υ2，則A1=2A2，D=2d（或d=0.71D）。小結(jié)論：單桿活塞缸常用于一個方向有較大負載，需要大推力，而運行速度較低；另個方向為空載或輕載，要求快速的場合。例如，各種金屬切削機床、壓力機、注射機、起重機的液壓系統(tǒng)。有些場合，需要先快進再工進，這時快進就經(jīng)常采用差動連接，比如組合機床快速送刀的動作。單桿活塞缸可完成“快進（差動連接）一工進（無桿腔進油）→快退（有桿腔進油）”的工作循環(huán)。任務二活塞缸結(jié)構(gòu)的認知及拆裝一、雙作用單桿活塞式液壓缸的結(jié)構(gòu)圖6所示為雙作用單桿活塞式液壓缸的結(jié)構(gòu)，它主要由缸底1、缸筒6、缸蓋10、活塞4、活塞桿7和導向套8等組成。缸筒一端與缸體焊接在一起，另一端與缸蓋采用螺紋聯(lián)接；活塞與活塞桿采用半環(huán)連接。為了保證液壓缸的可靠密封，在相應部位設置了密封圈3、5、9、11和防塵圈12。圖6雙作用單桿活塞式液壓缸1－缸底2－半環(huán)3、5、9、11－密封圈4－活塞6－缸筒7－活塞桿8－導向套10－缸蓋12－防塵圈13－耳軸二、活塞式液壓缸的組成缸體組件：包括缸筒、前后缸蓋和導向套等。活塞組件：由活塞、活塞桿和連接件等構(gòu)成。密封裝置：防止和減少油液的泄漏及空氣和外界污染物的侵入。根據(jù)密封的兩個配合表面之間是否有相對運動，分為動密封和靜密封兩大類。根據(jù)密封原理，又分為非接觸式密封和接觸式密封。常見的密封方法有間隙密封及“O”形、“Y”形、“V”形和組合式密封圈密封。O形密封圈的低壓側(cè)設置聚氟乙烯或尼龍制成的擋圈，雙向受高壓時，兩側(cè)都要加擋圈。Y形密封圈密封能力可隨壓力的升高而提高，并且在磨損后有一定的自動補償能力。裝配時其唇邊應對著有壓力的油腔。V形密封圈由支承環(huán)、密封環(huán)和壓環(huán)組成。密封環(huán)用橡膠或夾織物橡膠制成，壓環(huán)和支承環(huán)用金屬、夾布橡膠、合成樹脂等制成。安裝時，V形環(huán)的唇口應面向壓力高的一側(cè)。緩沖裝置：為避免活塞在行程兩端與缸蓋發(fā)生機械碰撞，產(chǎn)生沖擊和噪聲影響設備工作精度，以至損壞零件，常在大型、高速或高精度液壓設備中設置緩沖裝置。排氣裝置P：液壓系統(tǒng)混入空氣后會使其工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、噪聲、爬行和起動時突然前沖等現(xiàn)象，嚴重時會使液壓系統(tǒng)不能正常工作。為此，液壓缸需設排氣裝置。對于要求不高的液壓系統(tǒng)，往往不設專門的排氣裝置，對于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高部位設置專門的排氣裝置。小任務：液壓缸的拆裝課程名稱液壓與氣壓傳動課程編碼2013016授課教材液壓與氣動系統(tǒng)的使用與維護授課學時6授課章節(jié)名稱項目五液壓控制閥的基本功能認知及液壓系統(tǒng)分析實例任務一、液壓控制閥的基本知識認知任務二、方向控制閥的基本功能認知任務三、壓力控制閥的基本功能認知任務四、流量控制閥的基本功能認知任務五、數(shù)控車床液壓系統(tǒng)分析教學目的任務一：1.了解液壓控制閥的分類。2.掌握液壓控制閥的基本要求。3.液壓控制閥的共同點及規(guī)格。任務二：單向閥在“油路交通”中的油路“單行道”功能。換向閥在“油路交通”中的“交通警”功能。任務三：溢流閥的限壓和穩(wěn)壓功能認知。減壓閥的減壓與穩(wěn)壓功能認知。順序閥的油路“壓力開關(guān)”功能認知。壓力開關(guān)的壓電信號轉(zhuǎn)換器功能認知。任務四：流量控制閥的“油門變速器”功能認知。節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)原理及特點。任務五：MJ-50型數(shù)控車床概述。MJ-50型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)工作原理分析。數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的特點。教學重點單向閥的類型、工作原理及功用；換向閥的類型、工作原理及液壓系統(tǒng)動作方向的控制；直動式溢流閥的工作原理及液壓系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)；節(jié)流閥的工作原理及液壓系統(tǒng)速度的調(diào)節(jié)。教學難點方向控制閥工作原理及應用。壓力控制閥工作原理及應用。流量控制閥工作原理及應用。思政點職業(yè)責任感、工匠精神。善于分析、嚴肅認真的工作作風。安全生產(chǎn)、嚴謹工作作風。辯證認識問題、嚴謹求實。項目五液壓控制閥的基本功能認知及液壓系統(tǒng)分析實例任務一、液壓控制閥的基本知識認知1.根據(jù)用途不同，液壓控制閥可分為三大類。1）方向控制閥：單向閥、換向閥等。2）壓力控制閥：溢流閥、減壓閥、順序閥等。3）流量控制閥：節(jié)流閥、調(diào)速閥等。2.按操縱方式分類液壓閥按操縱方式不同可分為：手動、機動、電磁動、液動和電液動等多種。3.按連接方式可分類液壓閥按連接方式可以分為：管式（螺紋式）連接、板式連接、插裝式連接。任務二、方向控制閥的基本功能認知一、單向閥1．普通單向閥普通單向閥控制油液只能按單一方向流動，不允許倒流，簡稱單向閥。圖5－12．液控單向閥圖5-2a為液控單向閥，它比普通單向閥多一控制口，當控制口C不通壓力油時，其工作和普通單向閥一樣。正向通過，反向截止。當控制油口通壓力油時，控制活塞1便頂開閥芯2，使油液在正反方向上均可流動。圖5－2當P2油腔壓力較高時，頂開錐閥所需要的控制壓力可能很高。為了減少控制油口C的開啟壓力，在錐閥內(nèi)部可增加了一個卸荷閥芯3，見圖5-2c，在控制活塞1頂起錐閥2之前，先頂起卸荷閥芯3，使上下腔油液經(jīng)卸荷芯上的缺口溝通，使P2的壓力油泄到下腔，壓力降低。此時控制活塞便可以較小的力將錐閥芯頂起，使P1和P2兩腔完全連通。任務三、壓力控制閥的基本功能認知一、溢流閥1．溢流閥的結(jié)構(gòu)原理（1）直動式溢流閥直動式溢流閥是依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力相平衡，以控制閥的啟閉。圖5-4a為一低壓直動式溢流閥。進油口處壓力p的大小由彈簧力決定，可通過調(diào)整螺母1調(diào)整彈簧的預壓力。圖5-12c是閥芯為錐閥的溢流閥。圖5－4直動式溢流閥（2）先導式溢流閥先導式溢流閥由先導閥和主閥兩部分組成，先導閥調(diào)壓、主閥溢流。圖5-5a和圖5-5b分別為高壓、中壓先導式溢流閥的結(jié)構(gòu)圖。通過調(diào)節(jié)螺母可調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧的預壓力，從而調(diào)定液壓系統(tǒng)的壓力。閥體上有一個遠程控制口x，當x口通過二位二通閥接油箱時，主閥芯在很小的液壓力作用下便可移動，打開閥口，實現(xiàn)溢流，這時系統(tǒng)稱為卸荷。若x口接另一個遠程調(diào)壓閥，便可對系統(tǒng)壓力實現(xiàn)遠程控制。圖5－5先導式溢流閥電磁溢流閥電磁溢流閥是電磁換向閥與先導式溢流閥的組合，用于系統(tǒng)的多級壓力控制或卸荷。圖5-6為電磁溢流閥，圖5-6a）為電磁溢流閥結(jié)構(gòu)原理圖符號。5-6b）為常閉型二位二通電磁閥組合的電磁溢流閥符號。5-6c）為常開型二位二通電磁閥組合的電磁溢流閥符號。圖5－6小結(jié)論：溢流閥打開溢流后，液壓系統(tǒng)的壓力就不再升高，因此溢流閥有一下基本作用。1）限壓作用。起安全保護作用，用來限制液壓系統(tǒng)的最高壓力。2）穩(wěn)壓作用。起穩(wěn)壓溢流作用，用以保持液壓系統(tǒng)壓力的作用。二、減壓閥1．減壓閥的結(jié)構(gòu)原理減壓閥的作用是降低液壓系統(tǒng)中某一支路的油液壓力，使用一個油源能同時提供兩個或多個不同壓力的輸出。定值減壓閥簡稱減壓閥，能使出油口壓力低于進油口壓力，并能保持出口壓力近似恒定。減壓閥也分為直動式和先導式，其中先導式減壓閥應用較廣。圖5-7為先導式減壓閥的結(jié)構(gòu)圖和圖形符號。圖5－7先導式減壓閥三、順序閥1．順序閥的結(jié)構(gòu)與原理順序閥是以壓力為控制信號，自動接通或斷開某一支路的液壓閥，可以控制各執(zhí)行元件動作的先后順序。按控制方式的不同，順序閥又可分為內(nèi)控式和外控式兩種。按結(jié)構(gòu)不同，有直動式和先導式兩種。由圖5-8和圖5-9分別是直動式和先導式順序閥，順序閥和溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相似。若將圖5-8所示的順序閥的下蓋去掉外控口x的螺塞，并從外控口x引入控制壓力油來控制閥口的啟閉，這種控制方式稱為液控，若將上蓋旋轉(zhuǎn)90°或180°安裝，使泄油口y與出油口P2相通，并將外泄油口堵死，便成為外控內(nèi)泄式，閥出口接油箱，常用于泵卸荷，故稱為卸荷閥。圖5－8直動式順序閥圖5－9先導式順序閥小問題：若使夾緊缸后動，順序閥的調(diào)定壓力應如何設定？該順序閥是哪一種順序閥？四、壓力繼電器1．壓力繼電器壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的電液控制元件，當油液壓力達到壓力繼電器的調(diào)定壓力時，即發(fā)出電信號，使油路卸壓、換向、執(zhí)行元件實現(xiàn)順序動作，起安全保護作用等。圖5-10所示為柱塞式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)和圖形符號。當從壓力繼電器下端進油口通入的油液達到調(diào)定壓力值時，推動柱塞1上移，通過頂桿推動微動開關(guān)3閉合，發(fā)出電信號。當進油口壓力降低到調(diào)定值以下時，彈簧使柱塞下移，壓力繼電器復位切斷電信號。壓力繼電器發(fā)出信號時的壓力稱為開啟壓力，切斷電信號時的壓力稱為閉合壓力。圖5－10壓力繼電器小任務：壓力控制閥的基本功能認知與調(diào)壓操作。任務四、流量控制閥的基本功能認知一、節(jié)流閥1．節(jié)流特性（1）流量特性節(jié)流閥的流量特性取決于節(jié)流口的結(jié)構(gòu)形式，節(jié)流口通常有三種基本形式：薄壁小孔、細長小孔和厚壁小孔，可用小孔的流量公式來q=KAΔpm表示。（2）流量穩(wěn)定性當節(jié)流閥的通流截面積調(diào)定后，要求流量q能保持穩(wěn)定不變，以使執(zhí)行元件獲得穩(wěn)定的速度。實際上通過節(jié)流口的流量q還受其他因素的影響。1)壓差對流量的影響。節(jié)流閥兩端壓差Δp變化時,三種結(jié)構(gòu)形式的節(jié)流口中,通過薄壁小孔的流量受到壓差改變的影響最小。2)溫度對流量的影響。油溫影響到油液粘度,對于細長小孔,油溫變化時,流量也會隨之改變。3)節(jié)流口的堵塞。節(jié)流閥的節(jié)流口可能因油液中的雜質(zhì)或由于油液氧化后析出的膠質(zhì)、瀝青等引起局部堵塞，嚴重時會完全堵塞而出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。2．節(jié)流閥圖5-11所示為一種普通節(jié)流閥，這種節(jié)流閥的節(jié)流口為軸向三角槽式。閥的進出油口可互換,節(jié)流閥能正常工作的最小流量限定值稱為節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量。軸向三角槽式節(jié)流口的最小穩(wěn)定流量為30～50ml/min。它影響執(zhí)行元件的最低速度值。圖5－11節(jié)流閥二、調(diào)速閥調(diào)速閥是由定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成的組合閥。節(jié)流閥調(diào)節(jié)通過的流量，定差減壓閥能自動保持節(jié)流閥前后的壓力差為定值，使通過節(jié)流閥的流量不受負載變化的影響。圖5-12所示為調(diào)速閥的工作原理圖，調(diào)速閥的進口壓力p1由溢流閥調(diào)節(jié)，工作時基本保持恒定。壓力油由P1進入調(diào)速閥后，先經(jīng)過定差減壓閥的閥口后壓力降為p2，然后經(jīng)節(jié)流閥流出，其壓力為p3。節(jié)流閥前后的壓力油分別作用在定差減壓閥閥芯的兩端。圖5－12調(diào)速閥工作原理若調(diào)速閥出口壓力p3因負載增大而增大時，作用在減壓閥右端的力隨之增加，閥芯失去平衡而左移，于是開口增大，液阻減小，減壓閥的減壓作用減小，使p2也隨之增加，直到閥芯在新的位置上得到平衡為止。因此，壓力差基本保持不變。同理，當p3減小時，p2也隨之減小，故壓力差仍保持不變。由于定差減壓閥的自動調(diào)節(jié)作用，使節(jié)流閥前后的壓力差保持不變，從而保持了流量的穩(wěn)定。圖5－13調(diào)速閥和節(jié)流閥特性比較調(diào)速閥和節(jié)流閥特性比較如圖5-13所示。節(jié)流閥的流量隨壓差的變化較大，而調(diào)速閥在進出口壓力差Δp大于一定數(shù)值后，流量保持基本恒定。任務五、數(shù)控車床液壓系統(tǒng)分析一、概述數(shù)控車床主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件的加工，圖5-14所示為MJ-50數(shù)控車床液壓系統(tǒng)圖。圖5－14數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理圖二、數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理分析1．卡盤的夾緊與松開主軸卡盤的夾緊與松開，由電磁閥1控制?？ūP的高壓與低壓夾緊轉(zhuǎn)換，由電磁閥2控制。當卡盤處于正卡（也稱外卡）且在高壓夾緊狀態(tài)下，夾緊力的大小由減壓閥6來調(diào)節(jié)。正卡時，活塞桿左移，1YA通電、3YA斷電，油路為；進油路：泵→減壓閥6→閥2→閥1→夾緊缸右腔回油路：夾緊缸左腔→閥1（左位）→油箱卡盤松開時，2YA通電，活塞桿右移。油路為：進油路：泵→減壓閥6→閥2→閥1→夾緊缸左腔回油路：夾緊缸左腔→閥1（右位）→油箱當卡盤處于外卡且在低壓夾緊狀態(tài)下，夾緊力的大小由減壓閥7來調(diào)整?？ūP夾緊時，1YA、3YA通電，活塞桿左移。油路為：進油路：泵→減壓閥7→閥2→閥1→夾緊缸右腔回油路：夾緊缸左腔→閥1（左位）→油箱卡盤松開時，2YA、3YA通電，進油路：泵→減壓閥7→閥2→閥1→夾緊缸左腔回油路：夾緊缸左腔→閥1（右位）→油箱2.回轉(zhuǎn)刀架動作回轉(zhuǎn)刀架換刀時，首先是刀盤松開，之后刀盤就轉(zhuǎn)到指定的刀位，最后刀盤夾緊。刀盤的夾緊與松開，由電磁閥4控制。刀盤的旋轉(zhuǎn)可正反轉(zhuǎn)，由電磁閥3控制，其轉(zhuǎn)速分別由單向調(diào)速閥9和10調(diào)節(jié)控制。刀架正轉(zhuǎn)時，4YA先通電，刀盤松開；當8YA通電時，油路為：進油路：泵→閥3→單向調(diào)速閥9→液壓馬達刀架反轉(zhuǎn)時，7YA通電，油路為：進油路：泵→閥3→單向調(diào)速閥10→液壓馬達當4YA斷電時，刀盤夾緊。3.尾座套筒伸縮動作尾座套筒伸出與退回由電磁閥5控制。當6YA通電，套筒伸出時，油路為；進油路：泵→閥8→閥5（左位）→液壓缸左腔回油路：液壓缸右腔→單向調(diào)速閥11→閥5（左位）→油箱當5YA通電時，套筒退回，油路為：進油路：泵→閥8→閥5（右位）→單向調(diào)速閥11→液壓缸右腔回油路：液壓缸左腔→閥5（右位）→油箱電磁鐵動作順序見表5-1表5-1電磁鐵動作順序表電電磁鐵動作1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA卡盤正卡高壓夾緊＋－－松開－＋－低壓夾緊＋－＋松開－＋＋卡盤反卡高壓夾緊－＋－松開＋－－低壓夾緊－＋＋松開＋－＋回轉(zhuǎn)刀架刀架正轉(zhuǎn)－＋刀架反轉(zhuǎn)＋－刀盤松開＋刀盤夾緊－尾座套筒伸出－＋套筒退回＋－三、MJ-50數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的特點1）系統(tǒng)采用變量葉片泵供油，減少了能量損失。2）系統(tǒng)采用不同減壓閥調(diào)節(jié)卡盤高壓夾緊或低壓夾緊時的壓力大小、尾座套筒伸出工作時的預緊力大小，可適用不同工件的需要。3）系統(tǒng)采用雙向液壓馬達實現(xiàn)刀架的轉(zhuǎn)位，可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，并能控制刀架的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。4）系統(tǒng)采用斷電時刀盤夾緊，消除了加工過程中突然停電所引起的事故隱患。小任務：數(shù)控車床液壓系統(tǒng)分析。課程名稱液壓與氣壓傳動課程編碼2013016授課教材液壓與氣動系統(tǒng)的使用與維護授課學時2授課章節(jié)名稱項目六液壓輔助元件的功能與使用任務一蓄能器的功能與使用任務二過濾器的功能與使用任務三油箱的功能與使用任務四其他輔助元件的選用教學目的任務一：掌握蓄能器的結(jié)構(gòu)類型及特點。掌握蓄能器的工作原理及應用。了解蓄能器的安裝與使用過程中的注意事項。任務二：掌握濾油器的結(jié)構(gòu)類型及特點。掌握濾油器的工作原理及應用。了解濾油器的安裝與使用過程中的注意事項。任務三：掌握油箱的結(jié)構(gòu)類型及特點。掌握油箱的工作原理及應用。了解油箱的安裝與使用過程中的注意事項。任務四：了解管件、熱交換器、壓力表、密封元件、的結(jié)構(gòu)類型及特點。教學重點1.蓄能器的結(jié)構(gòu)功能及應用2.過濾器的結(jié)構(gòu)功能及安裝3.油箱的結(jié)構(gòu)4.其他輔助元件教學難點蓄能器的結(jié)構(gòu)過濾器的結(jié)構(gòu)思政點團結(jié)協(xié)作、人生觀、價值觀】擇業(yè)觀項目六液壓輔助元件的功能與使用任務一：蓄能器的功能與使用蓄能器是液壓系統(tǒng)中的儲能元件，它儲存液體的壓力能，并在需要時釋放出來供給系統(tǒng)。蓄能器常用有活塞式和氣囊式兩種，以氣囊式蓄能器最為常用。1．蓄能器結(jié)構(gòu)蓄能器按加載形式可分為重錘式、彈簧式和充氣式三種形式。但前兩大類已很少用，充氣式蓄能器通過壓縮氣體完成能量轉(zhuǎn)化，使用時首先向蓄能器充入預定壓力的氣體。當系統(tǒng)壓力超過蓄能器內(nèi)部壓力時，油液壓縮氣體，將油液中的壓力轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能；當系統(tǒng)壓力低于蓄能器內(nèi)部壓力時，蓄能器中的油在高壓氣體的作用下流向外部系統(tǒng)，釋放能量，選擇適當?shù)某錃鈮毫κ沁@種蓄能器的關(guān)鍵。按蓄能器的結(jié)構(gòu)不同可以將其分為直接接觸式和隔離式兩類，根據(jù)氣體和液體被隔離的方式不同，隔離式蓄能器又可以分為活塞式和氣囊式兩種。2.蓄能器的功用1）作輔助動力源：可采用一個蓄能器與一個較小流量的泵配合，在短時間內(nèi)由蓄能器與泵同時供油；所需流量較小時，泵將多余的油液向蓄能器充油。在有些場合為防止停電或驅(qū)動液壓泵的電機發(fā)生故障，蓄能器可作應急能源短期使用。2）保壓和補充泄漏：當液壓系統(tǒng)要求較長時間內(nèi)保壓時，可采用蓄能器，補充其泄漏，使系統(tǒng)壓力保持在一定的范圍內(nèi)。3）吸收壓力脈動：當閥門突然關(guān)閉或換向時，系統(tǒng)中產(chǎn)生的沖擊壓力?？捎砂惭b在產(chǎn)生沖擊處的蓄能器來吸收，使液壓沖擊的峰值降低，起緩沖作用。3．蓄能器的安裝與使用1）蓄能器應將油口向下垂直安裝，裝在管路上的蓄能器必須用支架固定。2）蓄能器與泵之間應設置單向閥，以防止壓力油向泵倒流。蓄能器與系統(tǒng)之間應設截止閥，供充氣、調(diào)整和檢修時使用。3）用于吸收壓力脈動和液壓沖擊的蓄能器，應盡量安裝在接近發(fā)生壓力脈動或液壓沖擊的部位。4）蓄能器是壓力容器，使用時必須注意安全，搬運和拆裝時應先排出壓縮氣體。任務二：過濾器的功能與使用一、過濾器的結(jié)構(gòu)過濾器的功用是清除油液中的各種雜質(zhì)，以免其劃傷、磨損、甚至卡死有相對運動的元件，或堵塞零件上的小孔及縫隙，影響系統(tǒng)的正常工作，降低液壓元件的壽命。1．網(wǎng)式過濾器網(wǎng)式過濾器由筒形骨架2上包一層或兩層銅絲網(wǎng)3組成，過濾精度由網(wǎng)孔的大小和層數(shù)決定，有80、100、180μm三個規(guī)格。網(wǎng)式過濾器結(jié)構(gòu)簡單，清洗方便，通油能力大，壓力損失小，但過濾精度低。常用于泵的吸油管路對油液進行粗濾。2．線隙式過濾器由用銅線或鋁線繞在筒形芯架1的外部而成的濾芯2和殼體3組成。流入殼體內(nèi)的油液經(jīng)線間縫隙流入濾芯內(nèi)，再從上部孔道流出。過濾精度為30～100μm，常安裝在壓力管路上。其特點是過濾精度較高，通油能力大，但不易清洗。3．紙芯式過濾器紙芯式過濾器的結(jié)構(gòu)與線隙式過濾器相似，只是濾芯為紙質(zhì)，其過濾精度為5～30μm，它的結(jié)構(gòu)緊湊，通油能力大，但無法清洗，需經(jīng)常更換濾芯。4．燒結(jié)式過濾器圖4-6所示，濾芯3通常由青銅等顆粒狀金屬燒結(jié)而成，利用顆粒間的微孔進行過濾。過濾精度高，抗腐蝕，濾芯強度大，能在較高油溫下工作，但易堵塞，難于清洗，顆粒易脫落。5．磁性過濾器磁性過濾器是利用磁鐵吸附油液中的鐵質(zhì)微粒，但一般結(jié)構(gòu)的磁性過濾器對其他污染物不起作用，所以常把它用作復式過濾器的一部分。圖4－7所示為強磁性過濾器，它采用高矯頑力的強磁性材料和阻濾網(wǎng)組合而成。二、過濾器的安裝位置1）安裝在液壓泵的吸油管路上：過濾器浸沒在油箱液面以下，使泵不致吸入較大的雜質(zhì)，可根據(jù)泵的要求用粗或普通精度的過濾器。2）安裝在壓油管路上：這種安裝方式可以有效濾除可能進入閥類元件的雜質(zhì)，一般采用過濾精度高的過濾器（10～15μm），但由于過濾器是在高壓下工作，濾芯需要有較高的強度。3）安裝在回油路：這種方式可以把系統(tǒng)內(nèi)油箱或管壁氧化層的脫落或液壓元件磨損所產(chǎn)生的顆粒過濾，以保證油箱內(nèi)液壓油清潔使泵及其他元件受到保護。任務三：油箱的功能與使用油箱的用途是貯油、散熱、分離油中空氣和沉淀油中的雜質(zhì)。在液壓系統(tǒng)中，油箱有總體式和分離式兩種。分離式油箱單獨構(gòu)成一個供油泵站，與主機分離，散熱性、維護性優(yōu)于總體式。圖示為一個分離式油箱的結(jié)構(gòu)簡圖。油箱正常工作溫度在30℃～50℃之間，最高不超過65℃。在環(huán)境溫度變化較大的場合要安裝熱交換器。一、油箱的設計要點油箱設計的好壞直接影響液壓系統(tǒng)的工作可靠性，尤其對液壓泵的壽命有重要影響，因此在設計時需要遵從以下幾個原則：(1)油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能地滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時應能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)，而工作時又能保持適當?shù)囊何弧?2)吸油管及回油管應插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。(3)吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠些，之間應設置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。隔板高度為液面高度的2/3～3/4。(4)為了保持油液清潔，油箱應有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣濾清器，注油及通氣一般都由一個空氣濾清器來完成。為便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低處設置放油閥。對于不易開蓋的油箱，要設置清洗孔，以便于油箱內(nèi)部的清理。(5)油箱底部應距地面l50mm以上，以便于搬運、放油和散熱。(6)對油箱內(nèi)表面的防腐處理要給予充分的注意。二、油箱的選用和安裝通過前面的介紹我們知道在液壓系統(tǒng)中，可以利用床身或底座內(nèi)的空間作為油箱，也可以采用獨立油箱。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，回收漏油也較方便，但油液溫度的變化容易引起床身熱變形，液壓泵的振動也會影響機械的工作性能，所以在精密機械設備中，多采用獨立油箱。任務四：其他輔助元件的選用1.油管油管用于在液壓系統(tǒng)中輸送油液，液壓系統(tǒng)中常用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、尼龍管、塑料管等多種類型。需根據(jù)安裝位置、工作壓力來選用。在高壓系統(tǒng)中常用無縫鋼管，鋼管安裝時不易彎曲，常用在拆卸方便處。紫銅管在安裝時可根據(jù)需要彎曲成任意形狀，適用于小型設備及內(nèi)部安裝不方便處，一般用在中、低壓系統(tǒng)中。在兩個相對運動件之間用橡膠軟管，尼龍管和塑料管價格便宜，但承壓能力差，可用于回油路、泄油路等處。2.管接頭管接頭用于油管與油管、油管與元件之間的連接件。圖a為擴口式管接頭，適用于銅管、薄壁鋼管、尼龍管和塑料管等低壓管路的連接。圖b為焊接式管接頭，用來連接管壁較厚的鋼管。圖c為卡套式管接頭，擰緊接頭螺母，卡套發(fā)生彈性變形而將油管夾緊，這種管接頭裝拆方便，但對于油管的尺寸精度要求較高。圖d為所示為扣式管接頭，用來連接高壓軟管。3.冷卻器圖為冷卻器實物，圖a為風冷式，圖b為水冷式。圖所示為最簡單的蛇形冷卻器，它直接安裝在油箱內(nèi)，蛇形管內(nèi)通冷卻水，將油液的熱量帶走，這種冷卻效果較差，耗水量大。圖為強制對流式多管冷卻器，油液從油口C進入，從油口B流出，冷卻水從右端蓋4上的孔D進入，通過多根水管3從左端蓋1上的孔A流出，油液在水管外面流過，三塊隔板2用來增加油液的循環(huán)距離，以改善散熱條件，冷卻效果好，它在液壓系統(tǒng)中應用較廣。也可用風冷式的冷卻器進行冷卻，但冷卻效果較水冷卻式差。冷卻器一般都安裝在回油路及低壓管路上。4．加熱器液壓系統(tǒng)中油溫過低時可使用加熱器，一般常采用結(jié)構(gòu)簡單，能按需要自動調(diào)節(jié)最高最低溫度的電加熱器。5.壓力表壓力表的種類很多，最常用的彈簧管式壓力表，如圖所示，壓力油進入扁截面金屬彎管1，彎管變形使其曲率半徑加大，端部的位移通過杠桿4使齒扇5擺動。于是與齒扇5嚙合的小齒輪6帶動指針2轉(zhuǎn)動，這時即可由刻度盤3上讀出壓力值。結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號c)實物圖小任務：液壓輔助元件的認知課程名稱液壓與氣壓傳動課程編碼2013016授課教材液壓與氣動系統(tǒng)的使用與維護授課學時4授課章節(jié)名稱項目七氣壓傳動的基本功能認知任務一氣壓傳動系統(tǒng)的功能及特點認知任務二普通氣缸和氣動馬達的功能認知任務三常用氣動控制閥及氣動基本回路的功能認知教學目的任務一：1.掌握氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理、組成及作用;2.了解氣壓傳動特點；3.認識氣動輔助元件任務二：1.了解氣缸的類型和特點，選擇和使用；2.了解氣動馬達的類型、原理及使用；任務三：1.了解常用氣動控制閥及基本回路教學重點1.氣動控制閥及基本回路2.氣動系統(tǒng)的組成教學難點氣壓傳動系統(tǒng)工作思政點國之重器、民族自豪感項目七氣壓傳動的基本功能認知任務一氣壓傳動系統(tǒng)的功能及特點認知1.氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理認知氣壓傳動，是以壓縮空氣為工作介質(zhì)進行能量傳遞、轉(zhuǎn)換和信號傳遞的一門技術(shù)。氣壓傳動的工作原理是利用空壓機把電動機或其它原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能，然后在控制元件的作用下，通過執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)換為直線運動或回轉(zhuǎn)運動形式的機械能，從而完成各種動作，并對外做功。氣動系統(tǒng)工作流程2.氣壓傳動系統(tǒng)的組成（1）氣源裝置氣源裝置是壓縮空氣的發(fā)生裝置，其主體部分是空氣壓縮機，并經(jīng)凈化裝置凈化，為各類氣壓傳動設備提供潔凈的壓縮空氣。（2）執(zhí)行元件執(zhí)行元件是氣壓傳動系統(tǒng)的能量輸出裝置，主要為氣缸和氣馬達，它們將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能。（3）控制元件用以控制壓縮空氣的壓力、流量、流動方向以保證系統(tǒng)各執(zhí)行機構(gòu)具有一定的輸出動力和速度的元件。即各類壓力閥、流量閥、方向閥和邏輯閥等。（4）輔助元件過濾器、油霧器、消聲器、干燥器和轉(zhuǎn)換器等。它們對保持系統(tǒng)正常、可靠、穩(wěn)定和持久地工作起著十分重要的作用。（5）工作介質(zhì)氣壓傳動系統(tǒng)中所用的工作介質(zhì)是空氣。3.氣壓傳動的特點（1）氣壓傳動的優(yōu)點1）工作介質(zhì)為空氣，來源經(jīng)濟方便，用過之后可直接排入大氣，處理簡單，不污染環(huán)境。2）由于空氣流動損失小，壓縮空氣可集中供氣，作遠距離輸送。3）氣壓傳動具有動作迅速、反應快、維護簡單、管路不易堵塞的特點，且不存在介質(zhì)變質(zhì)、補充和更換等問題。4）對工作環(huán)境的適應性好，可安全應用于易燃易爆場所。5）氣壓傳動裝置結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、安裝維護簡單。壓力等級低，故使用安全。6）氣壓傳動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過載自動保護。（2）氣壓傳動的缺點1）由于空氣具有可壓縮性，所以氣缸的動作速度受負載的影響比較大。2）氣壓傳動系統(tǒng)工作壓力較低，因而氣壓傳動系統(tǒng)輸出動力較小。3）工作介質(zhì)空氣沒有自潤滑性，需要另設裝置進行給油潤滑。4）噪聲較大，尤其是在超音速排氣時要加消聲器。4.過濾器過濾器的作用是濾除壓縮空氣中的油污、水分和灰塵等雜質(zhì)。常用的過濾器分一次過濾器，二次過濾器和高效過濾器。一次過濾器一次過濾器也稱簡易過濾器，它由殼體和濾芯所組成，空氣進入空壓機之前，必須經(jīng)過簡易空氣過濾器。二次過濾器二次過濾器也稱空氣過濾器或分水濾氣器。圖1所示為二次過濾器的結(jié)構(gòu)圖。其工作原理是：壓縮空氣從輸入口進入后，被引入旋風葉子1，旋風葉子上有許多成一定角度的缺口，迫使空氣沿切線方向產(chǎn)生強烈旋轉(zhuǎn)。這樣夾雜在空氣中的較大水滴、油滴和灰塵等便獲得較大的離心力與存水杯的內(nèi)壁碰撞，從空氣中分離出來沉到水杯底部。5.油霧器油霧器是一種特殊的注油裝置，它以壓縮空氣為動力，將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，隨著壓縮空氣進入需要潤滑的部位，達到潤滑氣動元件的目的。其優(yōu)點是方便、干凈、耗油量少、潤滑均勻穩(wěn)定，不需要大的貯油設備等。圖示為普通型油霧器（一次油霧器）的結(jié)構(gòu)圖。普通型油霧器的結(jié)構(gòu)原理圖6.氣動三聯(lián)件如圖，空氣過濾器、減壓閥和油霧器組合在一起構(gòu)成氣源處理裝置，通常稱為氣動三聯(lián)件。氣動三聯(lián)件a）詳細的圖形符號b）簡化的圖形符號c）外觀圖小知識：氣動三聯(lián)件連接順序應為空氣過濾器一減壓閥一油霧器，不能顛倒，氣流應按元件體上的箭頭指示方向流經(jīng)三聯(lián)件。安裝時應盡量靠近氣動設備附近。7.消聲器氣壓傳動系統(tǒng)一般不設排氣管道，用后的壓縮空氣直接排入大氣。這樣因氣體的體積急劇膨脹，會產(chǎn)生刺耳的噪聲。排氣的速度和功率越大，噪聲也越大，一般可達100～120dB。,噪聲高于85dB都要設法降低，消聲器安裝在換向閥的排氣口用來降低排氣噪聲。常用的消聲器有以下幾種：1）膨脹干涉型消聲器這種消聲器呈管狀，其直徑比排氣孔大得多，氣流在里面擴散反射，互相干涉，減弱了噪聲強度，最后經(jīng)過非吸音材料制成的開孔較大的多孔外殼排入大氣。它的特點是排氣阻力小，可消除中、低頻噪聲；缺點是結(jié)構(gòu)較大，不夠緊湊。2）吸收型消聲器這種消聲器主要依靠吸音材料消聲，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。消聲罩2為多孔的吸音材料，一般用聚苯乙烯顆?；蜚~珠燒結(jié)。當消聲器的通徑小于20mm時，多用聚苯乙烯作消聲材料制成消聲罩；當消聲器的通徑大于20mm時，消聲罩多采用鋼珠燒結(jié)，以增加強度，其消聲原理是當有壓氣體通過消聲罩時，氣流受到阻力，聲能量被部分吸收而轉(zhuǎn)化為熱能，從而降低了噪聲強度。圖4吸收型消聲器結(jié)構(gòu)簡圖1－連接螺絲2－消聲罩8.氣液轉(zhuǎn)換器在氣壓傳動系統(tǒng)中，為了獲得較平穩(wěn)的速度，常用到氣液阻尼缸或用液壓缸作執(zhí)行元件，這就需要用氣液轉(zhuǎn)換器把氣壓信號轉(zhuǎn)換成液壓信號。氣液轉(zhuǎn)換器主要有兩種，一種是直接作用式，圖所示為氣液直接接觸式轉(zhuǎn)換器，當壓縮空氣由上部輸入管輸入后，經(jīng)過管道末端的緩沖裝置使壓縮空氣作用在液壓油面上，液壓油就以與壓縮空氣相同的壓力，由轉(zhuǎn)換器主體下部的排油孔輸出到液壓缸，使其動作。氣液轉(zhuǎn)換器的儲油量應不小于液壓缸最大有效容積的1.5倍。另一種氣液轉(zhuǎn)換器是換向閥式，它是一個氣控液壓換向閥，采用此種氣液轉(zhuǎn)換器，需要另外備有液壓源。a）b）氣液轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)b）圖形符號小任務：氣源裝置及氣動輔助元件的認知任務二普通氣缸和氣動馬達的功能認知一、氣缸的分類氣缸按其結(jié)構(gòu)、形狀有多種形式，分類方法也很多，常用的有下幾種：按壓縮空氣作用在活塞面上的方向，可分為單作用氣缸和雙作用氣缸。2.按結(jié)構(gòu)特點可分為活塞式氣缸、葉片式氣缸、薄膜式氣缸、氣液阻尼缸等。3.按安裝方式可分為耳座式、法蘭式、軸銷式和凸緣式。4.按氣缸的功能可分為（1）普通氣缸主要指活塞式單作用氣缸和雙作用氣缸。（2）特殊氣缸包括氣液阻尼缸、薄膜式氣缸、沖擊式氣缸、增壓氣缸、步進氣缸、回轉(zhuǎn)氣缸等。二、單作用氣缸單作用氣缸是指壓縮空氣僅在氣缸的一端進氣，并推動活塞運動，而活塞的返回則是借助于其他外力，如重力、彈簧力等，其結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示。單作用氣缸氣缸工作時，活塞桿上輸出的推力必須克服彈簧的彈力及各種阻力，推力可用下式計算。式中F－活塞桿上的推力，單位為N；D－活塞直徑，單位為cm；p－氣缸工作壓力，單位為Pa；FS－彈簧力，單位為N；ηc氣缸的效率，一般取0.7～0.8,活塞運動速度<0.2m/s時取大值，活塞運動速度>0.2m/s時取小值。三、雙作用氣缸單活塞桿雙作用氣缸是使用得最為廣泛的一種普通氣缸，其結(jié)構(gòu)如2所示。圖2單活塞桿雙作用氣缸這種氣缸工作時活塞桿上的輸出力用下式計算。式中F1-無桿腔進氣時活塞桿上的推力，單位為N；F2-有桿腔進氣時活塞桿上的推力，單位為N；D-活塞直徑，單位為cm；p-氣缸工作壓力，單位為Pa；ηc-氣缸的效率，一般取0.7～0.8,活塞運動速度<0.2m/s時取大值，活塞運動速度>0.2m/s時取小值。四、氣動馬達的分類和工作原理氣動馬達最常用的有葉片式、活塞式和薄膜式三種。圖示是葉片式氣動馬達的工作原理，壓縮空氣由孔A輸入后，分為兩路，一路經(jīng)定子兩端密封蓋的槽進入葉片底部將葉片推出，葉片就是靠此氣壓推力和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的離心力作用而緊密地貼緊在定子內(nèi)壁上；另一路經(jīng)A孔進入相應的密封工作空間，壓縮空氣作用在兩個葉片上，由于兩葉片伸出長度不等，就產(chǎn)生了轉(zhuǎn)矩，因而葉片與轉(zhuǎn)子按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。作功后的氣體由定子上的孔C排出，剩余殘氣經(jīng)孔B排出。若改變壓縮空氣輸入方向，則可改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。葉片式氣動馬達工作原理五、氣動馬達的使用要求氣動馬達工作適應性很強，大量使用在對運動精度要求不高或需要無級調(diào)速、頻繁啟動、經(jīng)常性換向、有載啟動甚至過載運行等場合，可在電動馬達、油壓馬達、伺服馬達不適用的場合使用，一般應在氣動馬達的換向閥前安裝油霧器，以進行不間斷地潤滑。小任務：常見氣缸及氣動馬達的功能認知任務三常用氣動控制閥及氣動基本回路的功能認知一、方向控制閥按氣流在閥內(nèi)的流動方向，方向控制閥可分為單向型控制閥和換向型控制閥；按控制方式，方向閥分為手動控制、氣動控制、電磁控制、機動控制等。單向型方向控制閥單向型方向控制閥包括單向閥、或門型梭閥、與門型梭閥和快速排氣閥等。（1）單向閥圖示為單向閥的典型結(jié)構(gòu)。單向閥梭閥圖示為梭閥結(jié)構(gòu)，它有兩個輸入口P1、P2，一個輸出口A，閥芯在兩個方向上起單向閥的作用。梭閥結(jié)構(gòu)圖（3）雙壓閥只有當P1、P2同時有輸入時，A才有輸出，否則A無輸出；當P1和P2壓力不等時，則關(guān)閉高壓側(cè)，低壓側(cè)與A相通。圖示是雙壓閥應用回路。雙壓閥結(jié)構(gòu)圖（4）快速排氣閥快速排氣閥簡稱快排閥，是為了使氣缸快速排氣。圖示為快速排氣閥的結(jié)構(gòu)?？焖倥艢忾y常安裝在氣缸排氣口?？焖倥艢忾y2．換向型方向控制閥（1）氣壓控制換向閥用氣壓力來使閥芯移動換向的操作方式稱為氣壓控制。常用的多為加壓控制和差壓控制。圖為二位三通截止式氣控換向閥工作原理圖。氣壓控制換向閥工作原理圖（2）電磁控制換向閥由電磁力推動閥芯進行換向。圖a所示為二位三通電磁控制換向閥處于常態(tài)，圖b為通電狀態(tài)，圖c為圖形符號。電磁控制換向閥工作原理圖圖示為直動式雙電磁控制換向閥工作原理，圖a所示電磁鐵1通電，電磁鐵2斷電時的狀態(tài)，圖b所示為電磁鐵2通電，電磁鐵1斷電時的狀態(tài)。這種閥的兩個電磁鐵不能同時通電。圖7c所示為圖形符號。直動式雙電控二位五通換向閥圖示為先導式雙電磁控制換向閥工作原理，a所示電磁鐵1通電，電磁鐵3必須斷電，主閥K１腔進氣，K２腔排氣，P與A、B與O２接通，反之所示K２腔進氣，K１排氣，P與B、A與O１接通。先導式雙電控二位五通換向閥機械控制換向閥機械控制換向閥是靠機動（行程擋塊）或人力（手動）來使閥產(chǎn)生切換動作，其工作原理與液壓閥基本相同。二、壓力控制閥壓力控制閥主要用來控制壓縮空氣的壓力和依靠壓縮空氣壓力來控制執(zhí)行元件動作順序。壓力控制閥按其控制功能可分為減壓閥、溢流閥和順序閥三種。1．減壓閥減壓閥又稱調(diào)壓閥，可分為直動式、先導式，其中先導式又分為內(nèi)部先導式和外部先導式兩種。溢流閥溢流閥的原理溢流閥的作用是當氣動系統(tǒng)的壓力上升到調(diào)定值時，與大氣相通以保持系統(tǒng)的壓力的調(diào)定值。3．順序閥（1）單向順序閥圖示為單向順序閥的工作原理。單向順序閥的工作原理圖三、流量控制閥氣壓傳動系統(tǒng)中的流量控制閥是通過改變閥的通流面積來實現(xiàn)流量控制的元件，流量控制閥包括節(jié)流閥、排氣節(jié)流閥等。1.節(jié)流閥所示為圓柱斜切型節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)。a)結(jié)構(gòu)b)圖形符號節(jié)流閥結(jié)構(gòu)2.排氣節(jié)流閥排氣節(jié)流閥是裝在執(zhí)行元件排氣口處，調(diào)節(jié)排入大氣中氣體流量的一種控制閥，它不僅能調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度，還常帶有消聲結(jié)構(gòu)，所以也能起降低排氣噪聲的作用。圖示為排氣節(jié)流閥的工作原理。排氣節(jié)流閥結(jié)構(gòu)1－節(jié)流口2－消聲套四、方向控制回路方向控制回路是通過進入執(zhí)行元件壓縮空氣的通、斷或變向來實現(xiàn)氣壓傳動系統(tǒng)執(zhí)行元件的起動、停止和換向作用的回路。1.單作用氣缸換向回路圖a所示是用二位三通電磁閥控制的單作用氣缸換向回路，當電磁鐵通電時，活塞桿向右伸出，電磁鐵斷電時，活塞桿在彈簧作用下返回。圖b所示為三位四通電磁閥控制的單作用氣缸換向和停止回路，在兩電磁鐵均斷電時，在彈簧的作用下?lián)Q向閥在中位，使氣缸可以停在任意位置，但定位精度不高。a)用二位三通電磁閥控制b)用三位四通電磁閥控制單作用氣缸換向回路2.雙作用氣缸換向回路圖所示為各種雙作用氣缸換向回路，其工作過程比較簡單就不一一贅述了。在實際工作中，可以根據(jù)執(zhí)行元件的工作與操作方式對這些回路進行靈活選用和組合。雙作用氣缸換向回路五、壓力控制回路壓力控制回路的功用是使系統(tǒng)壓力保持在某一規(guī)定的范圍內(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。1.一次壓力控制回路一次壓力控制回路主要用來控制儲氣罐內(nèi)的壓力，使它不超過規(guī)定的壓力，如圖所示，它可以采用外控溢流閥或電接點壓力計來控制。當采用溢流閥控制時，若儲氣罐內(nèi)壓力超過規(guī)定壓力值時，溢流閥接通，壓縮機輸出的壓縮空氣由溢流閥1排入大氣，使儲氣罐內(nèi)壓力保持在規(guī)定范圍內(nèi)。當采用電接點壓力計2進行控制時，用它直接控制壓縮機的停止或轉(zhuǎn)動，這樣也可保證儲氣罐內(nèi)壓力在規(guī)定的范圍內(nèi)。采用溢流閥控制時，結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但氣量浪費大；采用電接點壓力計控制時，對電機及控制要求較高，常用于小型空氣壓縮機。一次壓力控制回路1－溢流閥2－壓力計2.二次壓力控制回路二次壓力控制回路主要是對圖所示氣路輸出的氣源壓力進行二次控制。圖10-20所示是氣缸、氣馬達系統(tǒng)中氣源常用的壓力控制回路，輸出壓力的大小由溢流式減壓閥調(diào)整，在該回路中，分水濾氣器、減壓閥、油霧器經(jīng)常聯(lián)合使用，即三聯(lián)件，并且已有組合件生產(chǎn)。a)控制回路b)圖形符號二次壓力控制回路3.高低壓轉(zhuǎn)換回路在實際應用中，某些氣壓傳動控制系統(tǒng)需要有高、低壓力的選擇，圖a所示為高低壓轉(zhuǎn)換回路，該回路由兩個減壓閥分別調(diào)出p1、p2兩種不同的壓力，氣壓傳動系統(tǒng)就能得到所需要的高壓和低壓輸出，圖b所示是利用兩個減壓閥和一個換向閥構(gòu)成的高低壓力p1和p2的自動轉(zhuǎn)換回路。a)由減壓閥控制高低壓轉(zhuǎn)換回路b)用換向閥選擇高低壓回路高低壓轉(zhuǎn)換回路三、速度控制回路由于氣壓傳動的速度控制所傳遞的功率不大，一般采用節(jié)流調(diào)速，但因氣體的可壓縮性和膨脹性遠比液體大，所以氣壓傳動中氣缸的節(jié)流調(diào)速在速度平穩(wěn)性上的控制遠比液壓傳動中的困難，速度負載特性差、動態(tài)響應慢。1.單作用氣缸速度控制回路圖所示為單作用氣缸速度控制回路，在圖a所示的回路中，活塞桿的升、降均通過節(jié)流閥調(diào)速，兩個反向安裝的單向節(jié)流閥，可分別實現(xiàn)通過進氣節(jié)流和排氣節(jié)流來控制活塞桿的伸出及縮回速度，在圖b所示的回路中，氣缸上升時可調(diào)速，下降時則通過快速排氣閥排氣，使氣缸快速返回。單作用氣缸速度控制回路小任務：常用氣動方向控制回路的構(gòu)建課程名稱液壓與氣壓傳動課程編碼2013016授課教材液壓與氣動系統(tǒng)的使用與維護授課學時6授課章節(jié)名稱項目八液壓泵典型結(jié)構(gòu)的認知及拆裝任務一齒輪泵的結(jié)構(gòu)認知及拆裝任務二葉片泵的結(jié)構(gòu)認知及拆裝任務三柱塞泵的結(jié)構(gòu)認知及拆裝教學目的任務一：掌握齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點。掌握齒輪泵的常見問題及解決辦法。任務二：1.認知定量葉片泵的結(jié)構(gòu)原理及特點。2.認知變量葉片泵的結(jié)構(gòu)原理及特點。3.掌握葉片泵應用場合。任務三：1.掌握柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點。2.掌握柱塞泵應用場合。教學重點1.齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點。2.葉片泵的結(jié)構(gòu)原理及特點。3.柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點。教學難點1.齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點。2.葉片泵的結(jié)構(gòu)特點。3.柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點。思政點民族自信、觀察能力的培養(yǎng)任務一齒輪泵的結(jié)構(gòu)認知及拆裝一、外嚙合齒輪泵的工作原理及結(jié)構(gòu)特點1．外嚙合齒輪泵的工作原理CB—B型齒輪泵是三片式結(jié)構(gòu)的低壓齒輪泵，其結(jié)構(gòu)如圖8-8所示。三片是指泵體7和泵蓋4、8，主動軸10裝有主動軸齒輪，從動軸1裝有從動齒輪。齒輪泵工作時，壓油腔的壓力高，吸油腔的壓力很低，這樣對齒輪產(chǎn)生不平衡徑向力，使軸彎曲變形，軸承磨損加快。為了減小徑向力對泵帶來的不良影響，CB型泵采取了縮小壓油口的辦法。圖8-1CB－B型齒輪泵2．外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點（1）泄漏問題一般的齒輪泵泄漏大，齒輪泵壓油腔的壓力油向吸油腔泄漏有三條路徑。一是通過齒輪嚙合處的間隙；二是泵體內(nèi)表面與齒頂圓間的徑向間隙；三是通過齒輪兩端面的軸向間隙。其中通過端面泄漏約占75%～85%，而且泄漏量隨工作壓力的提高而增大。在高壓齒輪泵中，采用自動補償端面間隙裝置，常用的有浮動軸套式和彈性側(cè)板式兩種，圖2-5a所示浮動軸套的補償原理。它利用泵的出口壓力油，引入到浮動軸套2的外側(cè)A腔，在油液壓力的作用下，使軸套緊貼齒輪4端面，自動補償了端面間隙。（2）徑向力不平衡齒輪泵在工作時，徑向力由兩部分組成，一是油液壓力沿齒頂圓作用而產(chǎn)生的徑向力，由于壓油腔的油壓高、吸油腔的油壓低而形成兩腔壓差大；二是泵體內(nèi)表面與齒頂外圓面之間存在徑向間隙，所以壓力油經(jīng)此間隙泄漏形成壓力變化。這兩個力的合力是沿吸油腔到壓油腔逐漸升高的，使齒輪和軸承受到的徑向力不平衡。為減小徑向不平衡力的影響，CB型齒輪泵采取縮小壓油口的方法，使壓油腔的壓力油僅作用在一個到兩個齒的范圍內(nèi)以減小作用面積。（3）困油現(xiàn)象齒輪泵在平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1，于是總有兩對輪齒同時嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所形成的封閉空腔之間，如圖2-7所示。這個封閉的容積隨著齒輪的轉(zhuǎn)動在不斷地發(fā)生變化。封閉容積由大變小時，被封閉的油液受擠壓并從縫隙中擠出而產(chǎn)生很高的壓力，油液發(fā)熱，并使軸承受到額外負載；而封閉容積由小變大，又會造成局部真空，使溶解在油中的氣體分離出來，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這些都將使泵產(chǎn)生強烈的振動和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。消除困油的方法，通常是在兩側(cè)蓋板上開卸荷槽（如圖2-7所示），封閉容積減少時與壓油腔相通，封閉容積增大時與吸油腔相通。二、內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及應用1．內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種，其工作原理見圖8-3，當小齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，輪齒退出嚙合容積增大而吸油，進入嚙合容積減小而壓油。在漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵腔中，小齒輪和內(nèi)齒輪之間要裝一塊月牙形隔板，把吸油腔和壓油腔隔開（圖8-3a）。擺線齒形內(nèi)嚙合泵又稱擺線轉(zhuǎn)子泵，由于小齒輪和內(nèi)齒輪相差一齒，因而不需設置隔板（圖8-3b）。a）漸開線齒形b）擺線齒形兩種圖8-3內(nèi)嚙合齒輪泵任務二葉片泵的結(jié)構(gòu)認知及拆裝一、定量葉片泵的工作原理及結(jié)構(gòu)特點1．定量葉片泵的工作原理定量葉片泵的工作原理如圖8-5所示，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，葉片在離心力和根部壓力油的作用下，而緊貼在定子內(nèi)表面，由葉片、定子的內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子的外表面和兩側(cè)配油盤間形成若干個密封工作容積，密封的容積在左上角和右下角處密封工作容積增大，吸入油液；在右上角和左下角處密封工作容積變小，將油液從壓油口壓出。圖8-5YBI型葉片泵2．定量泵的結(jié)構(gòu)特點二、變量葉片泵的工作原理及結(jié)構(gòu)特點1．變量葉片泵的工作原理如圖8-7所示為外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理。當油壓較低，定子被彈簧推在最左邊的位置上，此時偏心量最大，泵輸出流量也最大。柱塞6的一端緊貼定子，另一端則通壓力油。柱塞對定子的推力隨油壓升高而加大，當它大于調(diào)壓彈簧3的預緊力時，定子向右偏移，偏心距減小。其流量壓力特性曲線如圖8-7b所示。在圖8-7b中，曲線AB段是泵的不變量段，曲線BC段是泵的變量段，泵的實際輸出流量隨工作壓力的增加迅速下降。曲線上B點的壓力是pB，由彈簧3的預緊力確定。調(diào)節(jié)螺釘7可調(diào)節(jié)最大偏心量(初始偏心量)的大小