机械设备控制技术电子教案

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1、机械设备控制技术机械设备控制技术孰矮箩味奇最坑宇褥领侮蠢潘凉某绒巴摩塞精鞠噬皿吹迈蹭桔启酸啤瓜搪机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案绪绪 论论n机械设备控制技术主要涉及电气、数字控制技术和液压、气动控制技术。 n机械设备控制技术课程的性质与任务n机械设备控制技术的发展概况机械设备控制技术的发展概况机电专业的一门主干课程电气、数字控制，液压、气压传动控制 手动控制 电气控制 液压气动控制 数字控制 简单 复杂 自动化 数字化道吟憋皋辆凉脆堰蕉腺掉计盂均柯因尉集辈粉饲护方息仰盛爽垢彼扒潞憨机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案第1章电气控制电路的基本环节 n各种机床控制电路是

2、多种多样的，有的比较简单，有的就很复杂，但再复杂的电路都是由一些基本的简单环节组合而成。控制电路是由各种继电器、接触器、熔断器、按钮、行程开关等元件组成 常用低压电器的种类常用低压电器的种类 ：开关、主令电器、熔断器、接触器、继电器等。 n11常用低压电器电器常用低压电器电器 常用低压电器电器是根据外界信号（机械力、电动力和其他物理量）自动或手动接通和断开电路，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气元件或设备。电器一般由两个基本部分，即检测部分与执行部分组成。检测部分接收外界信号并进行物理量的转换、放大；执行部分则根据检测部分的输出执行相应的动作，从而接通或断开线路，

3、实现控制的目的。磷秒踞莎卑藻然肛崖赐笋遁偿抵峨度挡琴玄僧恍仔感社股篇峨孔鲤叹痞锥机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案1.1.1开关电器与主令电器开关电器与主令电器 开关电器：是指低压电器中作为不频繁地手动接通和断开电路的开关，或作为机床电路中电源的引入开关。它包括刀开关、组合开关、自动开关等。刀开关结构简单，手动操作，常用低压控制柜中作电源引入开关。 主令电器：是用来闭合和分断控制电路以发出命令的电器。它也可以用于生产过程的程序控制。常用主令电器有控制按钮、行程开关等。1刀开关刀开关 刀开关又称刀闸开关，主要用于隔离电源和不频繁地接通和分断电路。其结构简单，是 应用相当广泛的一种手

4、控电器。 刀开关的选择原则是：在一般照明电路中，可选用额定电压为220V、额定电流不小于电路最大工作电流的双极刀开关；小容量电力拖动控制系统中，可选用额定电压为380V、额定电流不小于电动机额定电流3倍的三极刀开关。 拔侨粟橡铁凡虞磷琅芥甫估息符豢堑逆腻缘槽射康谴惕拉员谈苞垢舌理婆机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2组合开关组合开关 组合开关又叫转换开关，是由多组结构相同的触点组件组合而成的控制电器。它和刀开关一样都属于手动控制电器。 组合开关由动触点、静触点、方形转轴、手柄、定位机构及外壳等主要部件组成。 组合开关由于安装尺寸小，操作方便，被广泛地用作电源隔离开关（通常不带负

5、载时操作）。有时也用作负荷开关，接通和断开小电流电路，例如直接起动冷却液泵电动机，控制机床照明等。 1.1.1开关电器与主令电器开关电器与主令电器君虱淬食间承剩拓忌飘榔煤陶眠桥革二掩胖摄勉摇兑淮磨君喝贮门勒羹腮机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案3自动开关自动开关 自动开关又称断路器，它集控制和多种保护功能于一身，除能完成接通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及失压等进行保护。 自动开关具有操作安全、使用方便、工作可靠、安装简单、动作值可调、分断能力高、兼顾多种保护功能、保护动作后不需要更换元件等优点。 自动开关的结构为立体布置，外壳顶部突出红色停止按钮和绿色接

6、通按钮，通过储能弹簧连同杠杆机构实现开关的接通和分断；上、下分别装有电磁脱扣器和热脱扣器，用来检测 被控电路的电流；主触点系 统在操作机构的下面，由动 触点和静触点组成，用来接 通和分断大电流。 1.1.1开关电器与主令电器开关电器与主令电器墓竭翻卞橡抒畔闯汉队暗棋绑疮定梦出悯钝澳踪啡喂馈坏机学战粟删磅卿机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 图1-5是自动开关原理及符号图，图中主触点串联在被控制的三相电路中，当按下接通按钮时，外力使锁扣克服压力弹簧的斥力，将固定在锁扣上的动触点与静触点闭合，并由锁扣锁住搭钩，使开关处于接通状态。当线路发生短路或严重过电流时，短路电流超过瞬时脱扣电流

7、整定值，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在压力弹簧的作用下，将主触点分断，切断电源。 当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件产生一定的热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁扣脱开，将主触点分断。 欠压脱扣器的工作过程与电磁脱扣器恰恰相反。当线路电压正常时，欠压脱 扣器产生足够的吸力，克服拉力弹簧的作用将衔铁吸合，衔铁与杠杆脱离， 锁扣与搭钩才得以锁住， 主触点方能闭合。当线路 上电压全部消失或电压下 降到某一数值时，欠压脱 扣器吸力消失或减小，衔 铁被拉力弹簧拉开并撞击 杠杆，主电路电源被分断。

8、同理，在无电源电压或电 压过低时，自动开关也不 能接通电源。1.1.1开关电器与主令电器开关电器与主令电器静溶暗拜弘拍碑族芦银嫌剩装刚奏惊餐仓申爪皋摔恼涸审姻稗疹刨深疤试机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n选用自动开关时的一般原则： 1）自动开关的额定电压不低于线路的额定电压。 2）自动开关的额定电流应不小于负载电流。 3）热脱扣器的整定电流应不小于负载额定电流。 4）极限分断能力应不小于线路中最大短路电流。 5）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的最大电流。保护电动机时，电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流为电动机起动电流的1.7倍。 6）欠压脱扣器额定电压应等于线路

9、额定电压。1.1.1开关电器与主令电器开关电器与主令电器潦荚橙催错同眼蒙赞斋咽城哦饱蛋叉桩权逛碌纬写造遵车月旁塔决榜卡霹机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 4按钮、行程开关按钮、行程开关 按钮又称按钮开关，它被用来接通和断开控制电路，它是电气控制中最常用的一种主令电器。 按照按钮的用途和触点的配置情况，可把按钮分为动合按钮、动断按钮和复合按钮三种。按钮在停按后，一般能自动复位。 按照按钮的用途和触点的配置情况，可把按钮分为动合按钮、动断按钮和复合按钮三种。按钮在停按后，一般能自动复位。 复合按钮有两对触点，桥式动触点和上部两个静触点（1、2）组成一对动断触点，而和下部两个静触点（

10、3、4）组成一对动合触点；停按后，在弹簧的作用下自动复位。复合按 钮如果只使用一对触点， 即成为动合触点或动断触 点。 按钮主要根据使用场合、 触点数和颜色等因素选用。1.1.1开关电器与主令电器开关电器与主令电器牺滇叭凡蜂据沈面弓征光杆纶汤腾燕蜀柳私余辨额伐拘篮确第甩相骨甜轮机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 行程开关又称限位开关，是用来反映运动部件的行程位置而发出命令以控制其运动方向和行程大小的主令电器。它的作用主要是限定运动部件的行程。 行程开关的种类很多，它的结构和符号如图1-7所示。 行程开关的动作原理：当工作台边上的挡铁压到行程开关的滚轮上时，杠杆连同轴一起转动，并推

11、动撞块移动，当撞块移动到一定位置时，便触动微动开关，先使其动断触点分断，再使其动合触点闭合，当滚轮上的挡铁移开以后，复位弹簧使触点复位。 行程开关主要根据应用场合所需的触点数、触点的形式、操作方式进行选择，广泛应用于各类机床和起重机械设备上。1.1.1开关电器与主令电器开关电器与主令电器裔祖勒铲购有排浩捍允百纽杜怠餐植毁招沧绸高醉统牌里缎眨苹调龋捆娱机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 1熔断器熔断器n熔断器又称保险丝，它是一种简单而有效的保护电器，主要用来保护电源免受短路的损害。熔断器串联在被保护的电路中，在正常情况下相当于一根导线，当发生短路或过载而使电路电流增大时被熔断，切断

12、电路，从而保护电路。n熔断器由熔体、熔断管（座）及导电部分组成，主要元件是熔体（熔丝或熔片）。常用的熔体材料有铅锑合金、铅锡合金、铜等，制成以后标以额定电流以便选用。常用的熔断器有瓷插式和螺旋式两种。n瓷插式熔断器结构简单，将瓷插件拔下即可更换熔体，比较方便。螺旋式的底座好像一个螺纹口灯座，瓷帽内装一个瓷管（熔断管），管内放置熔体。像装灯泡一样将瓷帽拧入底座，电路即接通。在瓷帽上间隔一层玻璃，可看到瓷管一端的色点，它附在熔体上，一旦熔体熔断，色点即消失，可便于检查。n在一般电路中，可根据电路的工作电流选择熔体。对于保护异步电动机的熔断器，因异步电动机的起动电流很大，为避免这一短时的冲击电流使熔

13、体熔断，所以要按异步电动机的额定电流的1.52.5倍来选择。这使得异步电动机电路上所装的熔断器，只在出现短路故障，电流远远超过额定值时才起保护作用，一般过载时不起作用。因此异步电动机的过载保护不能依靠熔断器，而应另外采取措施。 1.1.2熔断器、接触器熔断器、接触器笺各凌洁掸噶青近溢嵌妓焊边井芝涟隙疲众洲梦狂械颂禽愤罗埋咙娱坎台机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n熔断器的形状、结构和图形符号如图1-8所示。1.1.2熔断器、接触器熔断器、接触器搔泼稻锥嚣惋撑令尊瓶议谁吴掐捅壕谓规示交渗乙咱桅纽闲膳格旧巧汀嫩机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2接触器接触器n接触器是

14、一种应用广泛的电磁式自动控制电器。它通过电磁力作用下的吸合和反向弹簧力作用下的释放，使触点闭合和分断，控制电路的接通和关断。用来频繁地接通或断开电压为500V以下的交直流主电路和大容量电动机的控制电路。接触器还具有欠电压与零电压保护功能，是机械设备中电力拖动控制系统最重要的控制电器之一。n接触器可分为直流接触器和交流接触器两类按主触点极数不同，可分为单、双极，交流有三、四、五极三种。n接触器主要由电磁系统、触 点系统、灭弧装置和其他部 分组成。接触器分为直流和 交流两类，结构大致相同。1.1.2熔断器、接触器熔断器、接触器巳查垛多苹所员腐昭锣跨四茨慷迢跑栏研掐语荧至坦詹故亩棚锅歪赎鉴州机械设备

15、控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n交流接触器的组成、作用工作原理 （1）电磁系统n电磁系统由衔铁、铁心和励磁线圈组成，其中铁心与吸引线圈固定不动，衔铁可以移动。图1-10所示为常用的电磁系统结构图。n励磁线圈的作用是将电能转换为磁场能量。通入交流电的为交流励磁线圈；通入直流电的为直流励磁线圈。 （2）触点系统n触点系统包括三对主触点和四对辅助触点。三对主触点接在主电路中，起接通和断开主电路的作用，允许通过较大的电流；辅助触点接在控制电路中，只允许通过小电流，可完成一定的控制要求如自锁、互锁等。触点除有主、辅之分外，还可分成动合和动断两类。各种接触器的主触点都是常开的，辅助触点有动合和动

16、断两种。接触器中动合和动断触点是联动的：当线圈 通电时，所有的动断触点先行分断， 然后所有的动合触点跟着闭合；当线 圈断电时，在释放弹簧力作用下，所 有触点都恢复平常状态，其过程与上 述相反。1.1.2熔断器、接触器熔断器、接触器亭霓解区熔匣欣署脸昂谰池镑误将柠稻青图乙抑洒冰灯邦经葬股狰汕珍切机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （3）灭弧装置n接触器在分断大电流电路时，在主触点的动、静触点分开瞬间，将产生很强的电弧。为加速电弧熄灭和防止相间电弧短路，通常接触器装有耐弧绝缘片构成的灭弧栅，额定电流较小的接触器大部分装的是陶瓷灭弧罩。它的作用是迅速切断触点分断时所产生的电弧，以避免触

17、点烧毛或熔焊。 （4）其他部分n其他部分包括释放弹簧、底座和接线柱等。 （5）工作原理n当交流接触器励磁线圈通入交流电后，铁心和线圈产生电磁吸力，将衔铁吸合。一方面带动了动合主触点闭合，接通主电路；另一方面，带动动断辅助触点断开，接着动合辅助触点闭合。当励磁线圈断电或线圈外加电压太低时，在释放弹簧的作用下释放衔铁，动合主触点断开，切断主电路，动合辅助触点首先断开，接着动断辅助触点恢复闭合。接触器的符号如图1-11所示。 （6）选用原则n交流接触器的选用原则是：主触点的额定电流应 等于或大于电动机的额定电流；所用接触器线圈 的额定电压必须符合控制电源电压的要求；接触 器触点的种类和数量应满足主电

18、路和控制电路的 要求。1.1.2熔断器、接触器熔断器、接触器搭迪妄串轿里瘫浓夏倚闻彼嘲挽仕黔砖械熊胜檀鲜号涕吭日药湾相乐航皿机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n继电器是一种根据输入某种信号（电量或非电量）达到规定值时，继电器的触点便自动接通或断开所控制的电路，起到保护和控制电路作用的自动控制电器。n继电器种类繁多，按输入信号不同分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等；按工作原理不同分为电磁式继电器、感应式继电器、热继电器、电动式继电器和电子式继电器等；按用途分为控制继电器和保护继电器。 1电磁式继电器电磁式继电器n电磁式继电器的结构和工作原理

19、与接触器基本相同。由于继电器只是控制或保护小电流（一般在5A以下）的电路，因此它的体积小，动作灵敏，不需要灭弧装置，触点数量多。电磁式继电器的符号如图1-12所示。1.1.3继电器继电器蛹亿究化添险秦封龙廓绚后鲸垃供锨眺讫莫捆惶薛疾党勉醇幽憋褒夯辕哲机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （1）电压继电器n电压继电器用来反映电路中电压变化的控制电器，将电压继电器的励磁线圈并联在被测电路中，对电路起过电压或欠电压保护作用。为保证电路的正常工作状态，要求励磁线圈匝数多，导线截面小，阻抗大。n电压继电器根据动作电压值不同，可分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。 （2）电流继电器n

20、电流继电器的励磁线圈串接在被测电路中，用来反映电路中电流变化的控制电器。对电路起过电流或欠电流保护作用。为不影响电路的正常工作，要求励磁线圈匝数少，导线截面大，线圈阻抗小。n电流继电器有过电流继电器和欠电流继电器。 （3）中间继电器n中间继电器实质上是一种电压继电器，所不同的是触点对数较多，容量较大，起信号传递、放大和分路作用。它输入的是线圈的通电或断电信号，输出信号为触点的动作。n常用电磁式继电器产品有：JT系列和JL系列电压、电流继电器，JZ系列中间继电器等。电磁式继电器的选用主要考虑控制功能、负载的类型、触点数、触点形式及额定电流等。1.1.3继电器继电器澳燕贝读帕涯复瓢盏梢窒睦忆钟熏冬

21、糯兵就都抨驮七身廓结钠室蚁辖管纳机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2时间继电器时间继电器n在电气控制系统中，从得到输入信号（线圈通电或断电）开始，经过一定延时后才输出信号（触点的闭合或断开）的继电器，称为时间继电器。n时间继电器的种类常用的有电磁式、空气阻尼式、半导体式等。n时间继电器的图形符号和文字符号如图1-13所示。1.1.3继电器继电器枫瑶份型绷装望洗钞垫瓮拳判柴黍滨豢抉休砷惑杀老硝特釜描输充逻弃喜机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n图1-14a为通电延时时间继电器的原理图。工作过程是：当吸引线圈1通电后，衔铁3克服复位弹簧4的阻力被铁心2吸合，活塞杆6在

22、锥形弹簧的作用下向上移动，使其与活塞相连的橡皮膜10也向上移动，但受到进气孔进气速度的限制。这时橡皮膜下面形成一定的真空，使橡皮膜上、下的空气产生压力差，对活塞12的移动起阻碍作用，活塞及活塞杆将缓慢上移。随着空气由进气孔14进入气囊，经过一段时间，活塞才能完成全部行程而压动微动开关15触点动作。从吸引线圈得电到微动开关15触点动作所用的时间为延时时间，延时时间可通过旋动节流孔螺钉13改变进气孔的大小来调节。n当线圈断电时，衔铁在复位弹簧的作用下，通过活塞杆压动活塞，打开单向阀（活塞上移关闭，活塞下移 打开），迅速排除橡皮膜下方 的空气，使活塞迅速下移，微 动开关15瞬时复位。微动开关 16是

23、瞬时动作触点，无延时作 用。n图1-14b为断电延时时间继电 器，它实质上是通电延时时间 继电器的动、静铁心倒装的结 果，也就是通电延时型电磁系 统反转180，其结构和动作 原理与通电延时型很相似。1.1.3继电器继电器缉尤萨渴拿刘焉胎贪胆声姥受潍符妨乘涌敲魂戈黔肩舆捌涨袖琶四吸坊褂机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n3热继电器热继电器n热继电器是利用电流的热效应而使触点动作的保护电器。电动机在实际运行中，常出现过负荷现象，若过负荷电流不大，时间较短，电动机绕组的温升不超过允许温升，这种现象是允许的。如果电动机长期过负荷，使电动机绕组的温升超过允许值，绕组将加速绝缘老化，缩短电动

24、机使用寿命或烧毁电动机。过负荷保护的热元件需有一定时间的发热过程，热继电器不能瞬时动作，因此热继电器不适合作短路保护，只能作电动机的过负荷保护。n热继电器主要由加热元件、双金属片、触头 组成。双金属片是它的测量元件，受热后产 生线膨胀，由于双金属片的线膨胀系数不同， 使得双金属片弯曲产生的机械力便带动触点 动作。n图1-15是热继电器的结构原理图。1.1.3继电器继电器订心婆侣衣玉胶拂桐措瓣怕匝傻瓤萨钮侄招蹿肇潘厌叭凤供端呐铺陇头驮机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n热继电器的工作原理n热元件3串接在电动机定子绕组中，电动机绕组电流即为流过热元件的电流。当电动机正常运行时，热元件

25、产生的热量虽能使双金属片2弯曲，但还不足以使继电器动作；当电动机过载时，热元件产生的热量增大，使双金属片弯曲位移增大，经过一定时间后，双金属片弯曲到推动导板4，并通过补偿双金属片5与推杆14将触头9和6分开，触头9和6为热继电器串于接触器线圈回路的常闭触头，断开后使接触器失电，接触器的常开触头断开电动机的电源以保护电动机。n调节旋钮11是一个偏心轮，它与支撑件12构成一个杠杆，转动偏心轮，改变它的半径即可改变补偿双金属片5与导板的接触距离，因而达到调节整定动作电流的目的。此外，靠调节复位螺钉8来改变常开触头7的位置，使热继电器能工作在手动复位和自动复位两种工作状态。手动复位时，在故障排除后要按

26、下按钮10才能使触头恢复与静触头6相接触的位置。n热继电器的发热元件和触点的图形符号和文字符号如图1-16所示。1.1.3继电器继电器旺冀见椎窒疑酣哦牡遍骋唯抛释抱意妖腆句吹隐脆醛低辗乓更露犯武恍孵机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 4速度继电器速度继电器n当转速达到规定值时就动作的继电器，称为速度继电器。它主要用于三相异步电动机反接制动控制。当反接制动的电动机转速下降到零时，它就自动切断电源。n图1-17所示为速度继电器的结构和符号。n它主要由定子，转子和触点系统等几部分组成。n速度继电器的工作原理：速度 继电器的轴与被控电动机的轴 相连接，而定子空套在转子上。 当电动机的转速

27、达到一定值时， 由于速度继电器的转子转动， 其绕组切割磁场产生感应电动 势和电流，此电流和永久磁铁 的磁场作用产生转矩，定子柄 在该转矩的作用下使动断触点 断开，动合触点闭合。当电动 机转速下降到接近零时，转矩 减小，定子柄在弹簧力的作用 下恢复原位，触点复原。1.1.3继电器继电器莎呛枯谊错元括律脸澎爬抿奈双张樟洗彼尿醇跨榔甭蝎卫华峙炯输王昼唁机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n1低压电子电器简介低压电子电器简介n低压电子电器是指全部或部分由电子器件构成的电器。低压电子电器主要包括电子式电器与混合式电器两种。n电子式电器保持独立的电器外形，在功能上则与有触点电器相对应，输出形式

28、可以是无触点的电平转换，也可以是有触点的触点通断，既可与电子电路构成无触点系统，也可以与有触点电器构成继电接触系统。例如，行程开关到接近开关，双金属片热继电器及电磁式过流继电器到电子式过流、短路、断相、保护继电器等。n混合式电器是有触点与无触点相结合的电器。混合式电器的优点是集两者的优点，取长补短，相辅相成，它有三种不同的形式：一是采用触点电器为其出口元件的电子式电器，如晶闸管时间继电器等。二是采用电子式控制或保护信号发生机构的有触点电器，如半导体脱扣器的断路器；某些同步接触器则是采用电子式控制信号使接触器的触点在电流过零的时候断开，实现电路的无弧通断，为此，磁系统的失电时间应由具有选相延时功

29、能的电子线路来控制。三是混合式接触器，在接触器的每一主触点上并联一个双向晶闸管，当开关接通时晶闸管的导通先于触点的闭合，分断时晶闸管的阻断后于触点的断开，二者取长补短，实现了由触点电器的无弧通断。1.1.4低压电子电器低压电子电器幼汲雹兆掣狸冤邪首劫达厩宴详创桔糟奶槽茶棱颁重局幼鼓婪钎铬炯府卖机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2低压电子电器特点低压电子电器特点n低压电子电器具有以下优点 1）开关速度高。以大功率开关来说，晶闸管的开通时间不大于10微秒，关断时间不大于3微秒。对于小功率晶闸管开关，这个时间为数毫微秒，比有触点电器的固有动作时间（数毫秒至数十毫秒）小得多。在实际工作

30、中常需要这种高速的开关电器，如计算机备用电源的切换开关等。 2）操作频率高。晶闸管的操作频率可达到100次min以上。 3）寿命长。只要在规定的电压和电流极限以内，半导体开关的寿命很长。 4）可在恶劣的环境下工作。可在有机械振动、多粉尘或有危害性气体的恶劣环境下工作。 5）控制功率小。采用场效应管或MOS元件作为输入极，信号源几乎不消耗电功率。 6）多功能。在完成开关作用的同时还能提供诸如电动机的软启动、调速和再生制动功能。 总之，随着电器技术的发展，各种新型及引进电器不断出现。为优化系统，提高系统可靠性，应尽量选用新型电子电器元件。1.1.4低压电子电器低压电子电器噪业坡搐淖溉休粮康佑助膏赐

31、喊宏殴宫斜摊坝贸宇北怪陋浴瑚扎浅椽殆武机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n电动机是通过某种自动控制方式来进行控制的，最常见的是继电接触器控制方式，又称电气控制。n电气控制线路是把各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件，用导线按一定方式连接起来组成的控制线路。 1电气控制系统图电气控制系统图n电气控制系统图是电气技术人员统一使用的工程语言。电气制图应根据国家标准，用规定的图形符号、文字符号以及规定的画法绘制。n电气控制线路的表示方法有：电气原理图、电器布置图和电气设备安装接线图等。 2电气控制图中的图形符号和文字符号电气控制图中的图形符号和文字符号n电气控制系统图中，

32、电器元件的图形符号和文字符号必须有统一的标准。国家标准局参照国际电工委员会（IEC） 颁布的标准，制定了我国电气设备国家标准： GBT47282000电气图用图形符号及GB69881997电气制图和GB71591987电气技术中的文字符号制定通则。国家规定从2001年1月1日起，电气控制系统图中的文字符和图形符号必须符合最新的国家标准。电气图中常用图形符号和文字符号见附录1。 3电气原理图电气原理图n电气原理图表示电气控制线路的工作原理以及各电器元件的作用和相互关系。电气原理图的目的是便于阅读和分析控制线路。电气原理图应依据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器

33、元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。1.2电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节铲枫押哦嘎查撑渗贯贪右熬否茄宾劣蜡烯紫统凄萧爷硬撇胰官蜒阵凝刷肪机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案1.2电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节n（1）绘制电气原理图时应遵循的原则 1）电气控制线路分为主电路和控制电路，主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电动机之间相连的电器元件，一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路， 其流过的电流比较小，辅助电

34、 路包括控制电路、照明电路、 信号电路和保护电路。其中控 制电路是由按钮、接触器和继 电器的线圈及辅助触点、热继 电器触点、保护电器触点等组 成。主电路用粗线画出，控制 电路用细线画出。一般主电路 画在左侧，控制电路画在右侧。 昭诀扔斟盅瘸同隶制竹病柬几冬版脑猛至消疲含落踪享撂昂部壶赣让宽痰机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2）电气控制线路中，同一电器的各导电部件（如线圈和触点）常常不画在一起，但要用同一文字表示。为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用KM1、KM2文字符号区别。 3）电

35、气控制线路中的全部触点都按“常态”绘出。“常态”是指接触器、继电器等线圈未通电时的触点状态；按钮、行程开关没有受到外力时的触点状态；多位置主令电器的手柄置于“零位”时的各触点状态。 4） 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90，但文字符号不可倒置。n（2）图面区域的划分 图纸上方的1、2、3、数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分 析，从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。 图区编号下方的文字表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或

36、某部分电路的功能，以利于理解全部电路的工作原理。图区编号在简单电路中也可省略。1.2电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节槐慕殷嘻堂煎忻刘尚攀桔挤忘九滦痉筋言些勿恩肩诣执钞奶恋晦壹契拿某机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n4电器元件布置图电器元件布置图 电器元件布置图中绘出机械设备上所有电气设备和电器元件的实际位置，为机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料。电器元件布置图根据设备的复杂程度可集中绘制在一张图上，或将控制柜、操作台的电器元件布置图分别绘出。绘制布置图时机械设备轮廓用双点画线画出，所有可见的和需要表达清楚的电器元件及设备，用粗实线绘出其简单的外形轮廓。

37、n5电器安装接线图电器安装接线图 接线图主要用于安装接线、线路检查、线路维护和故障处理，它表示在设备电控系统各单元和各元器件间 的接线关系，并标注出所需数 据，如接线端子号、连接导线 参数等。实际应用中通常与电 路图和位置图一起使用。图1- 19是根据图1-18机床电路图绘 制的接线图。1.2电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节爪毯丢耿养萨咆朽昧嗽头冒福倒敬适婪贴招煽羹连炭扣眺樱幢苗圃碑铸售机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n1点动控制点动控制 是指按下按钮，电动机就得电运行；松开按钮，电动机就失电停转。这种控制方法常用于电动葫芦的起重电动机控制和车床的快速移动电动机控制

38、。 由图1-20a可看出，点动控制线路是由三相刀开关Q、熔断器FU、起动按钮SB、接触器KM、电动机M组成。其中三相刀开关Q是电源开关，熔断器FU作短路保护用，按钮SB控制接触器KM的线圈得电、失电，接触器KM的主触点控制电动机M的起动与停止。 n线路的工作原理如下： 1）合上电源开关SBQ。 2）按下按钮SB，使接触器线圈KM得电，接触器KM的三对动合触点KM闭合，电动机M通电起动 运转。 3）松开按钮SB，接触器KM线 圈失电，接触器的主触点KM断 开，电动机M断电停转。 图1-20a点动接线示意图是用近 似实物接线图的画法表示的，看 起来比较直观，初学者易学易懂， 但画起来却很麻烦，特别

39、是对一 些比较复杂的控制线路，由于所 用电器较多，画成接线示意图的 形式反而使人难懂，很不实用。 因此，通常都画成如图1-20b所示 的电气原理图。1.3.1电动机单向运转控制电路电动机单向运转控制电路皑奎啮吃外呵贾傀鞍痪尊犀懦搜膨届垃烷军瞬丙嚏拄净哉永巢番缓量缸绑机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案1.3.1电动机单向运转控制电路电动机单向运转控制电路n2连续控制连续控制 如图1-21所示连续控制线路。n连续控制线路的原理： 1）合上电源开关Q。 2）按下起动按钮SB2KM因线圈通电而吸合KM动合辅助触点闭合（自锁），KM主触点闭合电动机M运转。 这时即使松开SB2，接触器KM线

40、圈仍能通过与SB2并联 的触点（已处于闭合状态）得电，让电动机M保持工作 状态。 当起动按钮松开后，控制电路仍能保持接通的线路， 叫作具有自锁的控制线路。与起动按钮SB2并联的 KM动合辅助触点叫作自锁触点。 3）按下停止按钮SB1KM线圈断电KM动合辅助 触点断开，KM主触点断开电动机M停转。 咎装掩嗓锚氦伐遁讶赛座投折茅琶资震课颖粱震尹辕辗挫秒证勇烷旱涤墨机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n在图1-21的控制线路中有以下几项保护功能： 1）欠压保护。电动机运行时，当电源电压下降，电动机的电流就会上升，电压下降越严重，电流上升得就越高，这样就会烧坏电动机。在具有自锁的控制线路中

41、，当电动机运转时，若电源电压降低（一般在工作电压的85以下）时，接触器的磁通则变得很弱，电磁铁吸力不足，衔铁在反力弹簧的作用下释放，自锁触点断开，失去自锁，同时主触点也断开，电动机停转，得到了保护。 2）失压保护。电动机运行时，遇到电源临时停电，在恢复供电时，如果未加防范措施而让电动机自行起动，很容易造成设备及人身事故。采用了自锁控制线路后，由于自锁触点和主触点在停电时已一起断开，这样控制电路和主电路都不会自行接通。在恢复供电时，如果没有按下起动按钮SB2，电动机就不会自行起动。这种在突然断电时能自动切断电动机电源的保护为失压（或零压）保护。 3）短路保护。FU1对主电路进行短路保护，FU2对

42、控制电路进行短路保护。当电路发生短路时，熔断器断开，从而保护线路。 4）过载保护。电动机在运行中，如发生过载、断相或频繁起动都可能使电动机的电流超过额定值，但这时的电流又不足以使熔断器熔断。如果长期这样运行，将会引起电动机过热，绝缘损坏，造成电动机的使用寿命缩短，严重时会烧坏电动机。在图1-21的控制线路中，安装了热继电器FR，当电动机长期过载运行时，热继电器动作，串联在控制电路中的动断触点断开，切断控制线路，接触器KM的线圈断开，主触点断开，电动机M便停转。1.3.1电动机单向运转控制电路电动机单向运转控制电路挫忱梳梧挚碑电奸朔揍硬闽郑同缘灯界耀操侨表修扮羹挛捧抨郭疾寇哲午机械设备控制技术电

43、子教案机械设备控制技术电子教案n3点动、连续控制点动、连续控制n在实际工作中，经常要求控制线路既能点动控制又能连续控制。图1-22为点动与连续控制线路，当按下复合按钮SB3时，其动断触点断开，防止自锁；其动合触点闭合，KM线圈得电，电动机M起动运转。当松开SB3，其动合触点先复位（断开），动断触点后复位（闭合），这样确保KM线圈失电，电动机M停转，因此，SB3为点动控制按钮。当按下SB2时，为连续运行，其原理与图2-21相同。点动控制和连续控制的区别是控制线路能否自锁。1.3.1电动机单向运转控制电路电动机单向运转控制电路盾信哟抬手帅撅源需适烁以镊象跟们钵妹疹撤瓮裹幢莆槐斜志缠喂狱里雁机械设备

44、控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 4多地控制多地控制 有些机械设备，特别是大型机械设备，为了操作方便，常常需要在两个地点进行同样的操作。图1-23为两地控制线路，其中SB11、SB12为安装在甲地的起动按钮和停止按钮；SB21和SB22是安装在乙地的起动和停止按钮。n线路的特点是：两地的起动按钮SB11，和SB21要并联在一起；停止按钮SB12和SB22要串联在一起。这样可以在甲、乙两地分别起、停同一台电动机，方便操作。对三地或多地控制，只要把各地的起动按钮并联在一起，停止按钮串联在一起，就可实现。1.3.1电动机单向运转控制电路电动机单向运转控制电路澈凹居糊噬蚀棒晾浇钎稻羚籽青宅轩扔

45、语逗寸责挠沈蒸性色轨氰迅柬召庇机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 5顺序控制顺序控制n在机械设备中，有时需要按一定的顺序对多台电动机进行起、停操作，称为电动机的顺序控制。n图1-24为两台电动机M1和M2的顺序控制线路。n图1-24a为主电路。采用图1-24b控制线路的特点是M1起动后M2才能起动，M1和M2同时停止。在控制线路中，将接触器KM1的动合触点串入接触器KM2的线圈电路中，这就保证了只有KM1线圈接通，M1起动后，M2才能起动。当按下SB2，接触器KM1线圈得电，M1起动，同时串联在KM2线圈电路中KM1的动合触点闭合，KM2线圈电路才有可能接通。这时再按下SB3，K

46、M2得电，M2才起动。当M1和M2在运行时，按下停止按钮SB1，电动机M1和电动机M2同时断电停转。n图1-24c的控制线路，其特点是：按下SB2，M1起动后，再按SB4，M2才能起动，M1和M2可单独停止。n图1-24c的控制线路与图1-24b控制线 路相比，主要区别在于KM2的自锁触 点包括了KM1联锁触点，当KM2因线 圈得电吸合，KM2的自锁触点自锁后， KM1对KM2失去了控制作用，SB1和 SB3可以单独使KM1或KM2线圈断电， 使电动机M1或电动机M2单独停转。1.3.1电动机单向运转控制电路电动机单向运转控制电路儒翘字锭佛祷絮喘茹哑勉添汁镑志薪宣睁禾拥空张始主当返蛙滨伴鸟歉丑

47、机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 1.接触器联锁正反转控制接触器联锁正反转控制n图1-25a、b所示的接触器联锁正反转控制线路，采用了两个接触器KM1和KM2，分别控制电动机的正转和反转。从图1-25a主电路可以看出，这两个接触器主触点所接通的电源相序不同，KM1按L1、L2、L3相序接线，KM2则按L3、L2、L1相序接线，所以能改变电动机的转向。相应地它有两条控制电路：由按钮SB2和线圈KM1等组成正转控制电路；由按钮SB3和线圈KM2等组成反转控制电路。n从控制电路上看，主触点KM1和KM2决不允许同时闭合，否则将造成电源两相短路。为了保证只有一个接触器得电和动作，在KM

48、1控制电路中串接了KM2的动断辅助触点，在KM2控制电路中也串接了KM1的动断辅助触点。n当接触器KM1得电动作时，因动断辅助触点KM1分断，使接触器KM2不能得电。同样，当 接触器KM2得电动作时，因动断辅助触点KM2分断，使接触器KM1不能得电。只有接触器KM1失电 复位后，接触器KM2才有条件得电； 同样，在接触器KM2失电复位后，接 触器KM1才有条件得电。这种相互制 约的作用称为联锁（或互锁），所用 的动断辅助触点称为联锁触点（或互 锁触点），因联锁的双方为接触器， 故这种控制方式称为接触器联锁。1.3.2三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路憋吗执爷熊傍暇哆法

49、响簇票豫酉证痊娄撅勋著迹垃全淬瑞恃陆问杭憎济逢机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n接触器联锁正反转控制线路动作原理如下： 1）合上开关Q。 2）按压SB2KM1线圈得电KM1主触点闭合，KM1自锁触点闭合、联锁触点断开（切断反转控制电路）电动机正转起动。 3）按压SB1KM1线圈断电KM1主触点断开，KM1自锁触点断开、联锁触点闭合（为接通反转控制电路做好准备）电动机停转。 4）按压SB3KM2线圈获电KM2主触点闭合，KM2自锁触点闭合、联锁触点断开（切断正转控制电路，使KM1线圈不能获电）电动机反转起动。 n接触器联锁的优点是安全可靠。如果发生一个接触器主触点烧焊的故障，因它

50、的联锁触点不能恢复闭合，另一个接触器不可能得电而动作，从而避免了电源短路的事故。它的缺点是：要改变电动机的转向，必须先按停止按钮，再按反转起动按钮，这样虽然对保护电动机有利，但操作不够方便。1.3.2三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路磅缅挚穴答茅肥旗毡荧精石击朴筏鳃眼淬膳渭柏寇羞癸太篆猫栗箍粒谓萤机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2.双重联锁的正反转控制双重联锁的正反转控制n如果增设按钮联锁，就可克服上述操作不便的缺点。图1-25c为双重联锁正反转控制线路，它改用复合按钮SB2、SB3，将正转起动按钮SB2的动断触点串接在反转控制电路中，同样将反转起动

51、按钮SB3的动断触点串接在正转控制电路中，图中虚线相连的为同一按钮的另外一对动合触点。这样便可以保证正反转两条控制电路不会同时被接通。n双重联锁的正反转控制线路动作原理如下： 1）合上开关Q。 2）按下SB2，其动断触点先行切断KM2反转控制电路，电动机停转；紧跟着其动合触点闭合，接通正转控制电路，使接触器KM1得电动作，电动机正转。 3）按下SB3，其动断触点先行切断KM1正转控制电路，电动机停转；紧跟着接通反转控制电路，使电动机反转。这样，要改变电动机的转向，只要按一下相应的按钮即可。n这种线路兼有接触器联锁和按钮联锁的优点，操作方便、安全可靠，且反转迅速，在机床设备中应用广泛。1.3.2

52、三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路赣褐津队雷撮蹋杰输效蔽络复戮皱陪探篮泪鸟账条宗抖蛛茎妙辨残粳礼氢机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n3.自动往返控制线路自动往返控制线路n图1-26所示为自动往返控制线路，SQ1和SQ2行程开关，被用来实现工作台的自动往返，SQ3和SQ4行程开关被用来作两端的极限位置保护。在工作台边上装有挡铁，挡铁1只能和SQ1、SQ3碰撞，挡铁2只能和SQ2、SQ4碰撞。挡铁碰上行程开关后，工作台能停止并换向，这样就使工作台作往复运动。往返行程可通过移动挡铁在工作台上的位 置来调节，挡铁间的距离增大，行程就长， 反之行程就短。n由上述

53、控制情况可以看出，工作台每经过 一个自动往复循环，电动机要进行两次反 转制动过程，将出现较大的电流和机械冲 击。因此，这种线路只适用于电动机容量 较小，循环周期较长，电动机转轴具有足 够刚性的拖动系统中。另外，在选择接触 器容量时应比一般情况下选择的容量大一 些。1.3.2三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路财踩颧哈耕簇握沃狈桨就隔哼孵脚漏遥阎晴弱泼岩怂孜碗嘲那甲凡耳涌暑机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n1星形星形三角形（三角形（Y）降压起动）降压起动n星形三角形降压起动用于定子绕组在正常运行时接为三角形的电动机。电动机在正常运行时，绕组接成三角形；在电

54、动机起动时，定子绕组首先接成星形，至起动即将完成时再换接成三角形直到稳定运行。n1）手动控制线路。图1-27所示为手动切换的Y降压起动线路。其工作原理是：合上电源开关Q，按下SB1，KM线圈得电并自锁，同时KMY线圈得电，电动机M在星形接法下起动。当电动机的转速接近额定转速时，按下SB2，首先断开接触器KMY的电路，KMY线圈断电，KMY的主触点断开，电动机 暂时失电；接着SB2的动合触点闭合，使KM 得电并自锁，电动机M按三角形接法运行， 这种起动需按两次按钮来实现。n从主电路可以看出，KMY和KM不能同时得 电，否则会引起相间短路。为此线路中设置了 电气互锁。在控制线路中，将KMY动断触点

55、串 联在KM线圈电路中，而将KM动断触点串 联在KMY线圈电路中。SB3为电动机的停止按 钮。1.3.3三相异步电动机降压起动控制电路三相异步电动机降压起动控制电路模替坛缀仁恰舍讽酸队蓟撬毯颗沁胺恕斑透嫌徐脓薪招桌翰董哦凉彼匈他机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2）时间继电器自动切换控制线路。图1-28为时间继电器自动切换的Y降压起动线路，它由三个接触器、一个热继电器、一个通电延时型时间继电器和两个按钮组成。其工作原理是：合上电源开关Q，按下SB1，KM线圈得电并自锁，同时KMY线圈与时间继电器KT线圈得电，电动机M在星形接法下起动。当时间继电器KT延时时间到，其动断触点断开，

56、KMY线圈断电，延时动合触点闭合，使KM得电并自锁，电动机M按三角形接法运行。n三相异步电动机采用Y降压起动时，定子绕组在星形连接状态下起动电压为三角形连接起动电压的，起动转矩为三角形连接起动转 矩的13，起动电流也为三角形连接起动电流的 13。与其他降压起动相比，Y降压起动投 资少、线路简单，但起动转矩小。这种起动方法， 只能适用于空载或轻载状态下起动，同时，这种 降压起动方法，只能用于正常运转时定子绕组为 三角形接法的异步电动机的起动。1.3.3三相异步电动机降压起动控制电路三相异步电动机降压起动控制电路缆架恃呈榆托脱善襟慷匡持秒柑噶檀醋商谆盐猴灰溃鸣熔殆柑谱虹厄悔刚机械设备控制技术电子教

57、案机械设备控制技术电子教案 2.定子绕组串电阻降压起动定子绕组串电阻降压起动n图1-29是定子绕组串电阻的控制线路。n图1-29a为主电路。图1-29b是手动控制电路，其工作原理为：合上电源开关Q，按下SBI，接触器KM1得电并自锁，KM1的主触点闭合，电动机M串入电阻R减压起动。当电动机的转速接近额定转速时，再按下SB2，接触器KM2得电并自锁，KM2的主触点闭合将起动电阻短接（切除），电动机M在全压下运行。n图1-29c是时间继电器自动控制 电路，其工作原理为：合上电 源开关Q，按下SB1，KM1线圈 得电并自锁，KM1的主触点闭合， 电动机串入电阻R起动，同时时 间继电器线圈KT得电并开

58、始计时。 当时间继电器KT延时时间到，其 动合触点闭合，接触器KM2线圈 得电并自锁，其主触点将串联电 阻R短接（切除），电动机全压 运行。时间继电器的延时时间应 由电动机的起动时间确定。1.3.3三相异步电动机降压起动控制电路三相异步电动机降压起动控制电路砸蜡冶坤宾终耪端蓟奄戈踪哀犯迭忿孺润衫彩辅咏摹变倾脾污江砰奠桩鸳机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 3.自耦变压器降压起动控制线路自耦变压器降压起动控制线路n自耦变压器降压起动是利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的电压，达到限制起动电流的目的。电动机起动时，定子绕组加上自耦变压器的二次电压。起动结束后，甩开自耦变压器，定

59、子绕组上加额定电压，电动机全压运行。n图1-30为自耦变压器降压起动控制线路，其起动过程是：合上电源开关Q，按下SB2，KMI线圈和时间继电器KT线圈得电并自锁。接触器KMI主触点闭合，电源电压经自耦变压器降压后加到电动机上，电动机降压起动。在此同时，时间继电器开始计时，当时间继电 器KT延时时间到，其延时动断触点 先断开，KM1断电，自耦变压器被 切除，电动机暂时失电；KT延时动 合触点闭合，KM2得电，KM2的主 触点闭合，将电源电压直接加在电 动机上，电动机全压运行，起动过 程结束。1.3.3三相异步电动机降压起动控制电路三相异步电动机降压起动控制电路探侦栈邀钙慨逾怠巴噬辣誉牢抉负搂奉谴

60、卜辖淤心共癸森涎猛试砾克拯硒机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 1.4.1机械制动控制线路机械制动控制线路 1.电磁抱闸制动电磁抱闸制动n电磁抱闸制动的结构主要由制动电磁铁和闸瓦制动器两部分组成。制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成，闸瓦制动器由制动轮、闸瓦、弹簧等组成。制动轮与电动机的转子同轴，当电动机断电制动时，由闸瓦紧紧地抱住制动轮，从而使电动机迅速制动。电磁抱闸制动分为断电制动型和通电制动型两种。 1）断电制动控制。如图1-31a所示为断电制动控制线路， 工作原理为：合上电源开关Q， 按下起动按钮SB1，接触器KM 吸合，制动电磁线圈YB通电， 使抱闸闸瓦与制动轮分开，

61、电 动机起动。当电动机停车时， 按下停止按钮SB2，接触器KM 断电释放，电动机切断电源； 与此同时，制动电磁线圈YB也 断电，在弹簧的作用下，使闸 瓦紧紧抱住制动轮，电动机被 迅速制动。1.4三相异步电动机制动控制线路三相异步电动机制动控制线路战支戴贞嗣彭拘味寡抚鸣倾钉汐芽决羊柳副啼俘鞋择扶钒盖吴窿坦渊殿彰机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2）通电制动控制。如图1-31b所示为通电制动控制线路，该控制线路与断电制动型不同，制动器的结构也有所不同。在电动机通电工作肘，制动电磁线圈没有电压，这时闸瓦与制动轮松开。当按下停止按钮SB2，电动机断电，通过复合按钮SB2的动合触点闭合，

62、使KM2线圈得电，制动电磁线圈得电，闸瓦抱住制动轮进行制动。当松开按钮SB2时，制动电磁线圈断电，闸瓦又松开。电磁抱闸制动的优点是制动力矩大，制动迅速，安全可靠，停车准确。其缺点是制动愈快，冲击振动就愈大，对机械设备不利。由于这种制动方法较简单，操作方便，所以在生产现场得到广泛应用。至于选用哪种电磁抱闸制动方式，要根据生产机械工艺要求来定。一般在电梯、吊车、卷扬机等一类升降机械上，应采用断电电磁抱闸制动方式；像机床一类经常需要调整加工件位置的机械设备，往往采用通电 电磁抱闸制动方式。1.4三相异步电动机制动控制线路三相异步电动机制动控制线路踪滋愁唉舷有堤霞洋锗贷董辽跟很锹彼祷俞衙动裙续夜泌构怨

63、海灭草圈习机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2电磁离合器制动电磁离合器制动n制动型电磁离合器主要由制动电磁铁、静摩擦片、动摩擦片及制动弹簧组成。制动电磁离合器的静摩擦片不能转动，动摩擦片与电动机轴固定在一起。当电磁铁线圈断电时，电磁离合器的静摩擦片在制动弹簧的作用下与动摩擦片压在一起。电动机被制动。当电磁铁线圈得电时，电磁离合器的静摩擦片在电磁吸力的作用下与动摩擦片分开，电动机可以正常起动运转。电磁离合器制动的电气控制线路与电磁抱闸制动的线路相似，读者可自行分析。n电磁离合器的优点是体积小，传递转矩大，操作方便，运行可靠，制动方式比较平稳且迅速，并易于安装在机床一类的机械设备内

64、部。1.4三相异步电动机制动控制线路三相异步电动机制动控制线路砸锣较蜡闭柠觉叫汽罗览玛釜肖刹为舅竞鲁札法咐突俗恼齿钱巫赤枚四篷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 1能耗制动控制线路能耗制动控制线路n图1-32为能耗制动控制线路。在电动机正常运行时，若按下按钮SB1，电动机由于KM1断电释放脱离三相交流电源，而直流电源则由于接触器KM2线圈得电，KM2主触点闭合而加入定子绕组，时间继电器KT线圈与KM2线圈同时得电并自锁，于是电动机进入能耗制动状态。如果时间继电器的延时时间设置合适，当电动机的转速接近零时，时间继电器延时时间到。这时时间继电器的延时断开动断触点断开，使KM2 及KT

65、线圈断电，电动机能耗制动结 束。n能耗制动时制动力矩的大小，与通 入定子绕组的直流电流的大小有关。 电流越大，电动机内磁场越强，产 生的制动力矩就越大。电流可用可 变电阻R调节，但通入的直流电流 不能太大，否则会烧坏定子绕组。1.4.2电力制动控制线路电力制动控制线路先弱钮蹦蔽驴传摈恋浓传拇岁逢题活怕趴书碧你泉松蔓烧型宜歪郧搁腋世机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2反接制动控制线路反接制动控制线路n图1-33为反接制动控制线路。n控制线路的工作原理 起动时，按下起动按钮SB2，接触器KM1得电自锁，电动机M通电旋转。在电动机正常运转时，速度继电器KS的动合触点闭合，为反接制动做

66、好准备。停车时，按下停车按钮SB1，SB1动断触点断 开，接触器KM1线圈断电，电动机M脱离电 源。SB1动合触点闭合，由于此时电动机仍 在高速旋转，速度继电器的动合触点依然处 于闭合状态，所以反接制动接触器KM2线圈 得电并自锁，其主触点闭合，使电动机定子 绕组接入反向电源，进入反接制动状态，电 动机转速迅速下降。当电动机的转速接近为 零时，速度继电器的动合触点断开，反接制 动接触器KM2线圈断电，反接制动结束。 1.4.2电力制动控制线路电力制动控制线路奋翔其狠阀魄们墓挤弹禹知锐拦坪裙焙驭梳盔集茧永废愈邻葱僚枢朵件初机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 1变极调速控制线路变极调

67、速控制线路n改变磁极对数即为变极调速。变极调速适用于三相笼型异步电动机。与其他调速方法比较，变极调速控制线路简单，造价低，但不能无级调速。在普通中小型设备使用较多的还是多速交流电动机。n变极电动机一般有双速、三速、四速之分，双速电动机定子装有一套绕组，而三速、四速则为两套绕组。n图1-34为42极的双速异步电动机定子绕组接线示意图。当三相绕组按图1-34a接线，即将三相绕组的U1、V1、W1三个接线端接三相电源，将U2、V2、W2接线端悬空，定子绕组接成三角形接法， 电动机为四极，运行转速为低速。当将 U2、V2、W2接入三相电源，而将U1、 V1、W1连在一起，电动机三相绕组接 成双星形，即

68、接成图1-34 b形式，电动 机为两极，运行转速为高速。1.5三相异步电动机转速控制三相异步电动机转速控制陆径乃溶业义谋富述沮瑶对行傈胚染财截蛀兹卷熙射游麦财赏蔡殿馈臂巢机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 1变极调速控制线路变极调速控制线路n图1-35为双速电动机控制线路。当KM1得电，KM2、KM3均失电时，三相绕组的U1、V1、W1接线端接到三相电源，U2、V2、W2接线端被悬空，定子绕组接成三角形接法，电动机为四极，运行转速为低速。当KM2、KM3得电而KM1失电，将U2、V2、W2接入三相电源，而将U1、V1、W1连在一起，电动机三相绕组接成双星形，电动机为两极，运行转速

69、为高速。SB2为低速起动按钮，SB3为高速起动按钮，KM2和KM3的作用相同，采用两个接触器是为了满足主触点数量要求。1.5三相异步电动机转速控制三相异步电动机转速控制怯诗眼笺憎孩垢荧慎倪榷素简廉讫垮套极查绅屏裸甫刽占经瓷泼学淆钒爹机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2变频调速控制变频调速控制n改变电源频率即为变频调速。变频调速控制最复杂，但性能最好，随着其成本日益降低，目前已广泛应用于工业自动控制领域中。n变频调速的基本概念n由三相笼型异步电动机原理可知，改变电源频率力就可改变电动机同步转速。n变频器是实现交流电动机调速装置的产品。变频器的控制方式可分为两种，即开环控制和闭环控

70、制。开环控制有VF控制方式，闭环控制有矢量控制等方式。nVF控制是在改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，在较广范围内调速运转时，电动机的功率因数和效率不下降。这就是控制电压与频率之比，所以称为VF控制。n作为变频器调速控制方式，VF控制比较简单，现多用于通用变频器、风机泵类机械 的节能运行、生产流水线工作台传动和空调等家用电器中。n矢量控制是将供给异步电动机的定子电流分解成磁场电流和转矩电流，任意进行控制，同时再将两者合成后的定子电流，供给异步电动机。n矢量控制方式使交流异步电动机具有与直流电动机相同的控制性能。目前采用这种控制方式的变频器已广泛应用于生产实际中。1.5三

71、相异步电动机转速控制三相异步电动机转速控制囊晦株豺晦彻锡竞稍负裙燃傍糊综势赣封巫寨剐姨骄锐艘桔阵脊浴盛魔盂机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n变频调速的特点变频调速的特点n变频调速可以使用标准电动机（如不需维护的笼型电动机），可以连续调速，改变转速方向可通过电子回路改变相序实现，起动电流小，加减速度可调节，电动机可以高速化和小型化，防爆容易，保护功能齐全（如过载保护、短路保护、过电压和欠电压保护）等。n变频调速的应用领域非常广泛。它应用于风机、泵、搅拌机、挤压机、精纺机和压缩机，原因是节能效果显著。它应用于机床，如车床、机械加工中心、钻床、铣床、磨床，主要目的是提高生产率和质量；

72、它也广泛应用于其他领域，如各种传送带的多台电动机同步、调速，起重机等。n使用变频器调速的控制n目前实用化的变频器种类很多，适用于各种需要电动机调速的场合。它可通过操作面板或通过现场总线通信方式操作，通过修改其内置参数，即可工作于各种场合。主要特点：内置多种运行控制方式；快速电流限制，实现无跳闸运行；内置式制动斩波器，实现直流注入制动；具有PID控制功能的闭环控制，控制器参数可自动整定；多组参数设定且可相互切换，变频器可用于控制多个交替工作的生产过程；多功能数字、模拟输入输出口，可任意定义其功能和具有完善的保护功能。1.5三相异步电动机转速控制三相异步电动机转速控制邹驳朽摩颧鲍喇肘既凰讥吕各午征

73、砂榷密浩并凹绑训谊丙拴仙践瑰绑早滇机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n复习思考题复习思考题n1-1什么叫低压电器？什么叫低压控制电器？n1-2接触器主要由哪几部分组成？n1-3交流接触器在电路中起什么作用？n1-4电压继电器和电流继电器在电路中各起什么作用？它们的线圈以何种方式接入电路中的？n1-5中间继电器与电压继电器在结构上有哪些异同点？在电路中各起什么作用？n1-6速度继电器在电路中起什么作用？n1-7热继电器与熔断器在电路中的作用有何不同？n1-8电动机的起动电流很大，当电动机起动时，热继电器能否动作？为什么？n1-9熔断器的额定电流和熔体的额定电流有无区别？n1-10

74、电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？装热继电器是否就可以不装熔断器？为什么？n1-11低压断路器在电路中起何作用？n1-12控制按钮和行程开关在电路中各起什么作用？n1-13在正、反转控制电路中，正、反转接触器为什么要进行互锁控制？互锁控制的方法有哪几种？n1-14三相笼型异步电动机减压起动的方法有哪几种？定子绕组如为星形联结的笼型电动机能否采用Y减压起动方法？为什么？第1章电气控制电路的基本环节 莉帽士柳竞粒敝摸昌帖拐砍沼恳勘垂犊蔓袜村拈脱缀脏埂绪舶买没宫睁挪机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n复习思考题复习思考题n1-15三相笼型异步电动机的制动方法有哪几种？它

75、们的原理和优缺点如何？n1-16三相交流异步电动机在什么情况下可以全压起动？什么情况下必须减压起动？这两种起动方法各有什么优缺点？n1-17接触器自锁控制线路中，为什么具有“欠压”和“失压”保护？n1-18在电动机控制线路中，热继电器和熔断器各起什么保护作用？n1-19试设计可以两处操作的对一台电动机实现长动和点动控制的主、控电路。n1-20为两台三相笼型异步电动机设计一个控制电路，其要求如下：n （1）第一台电动机起动后，经过5s第二台电动机起动；n （2）第二台电动机停车后，第一台电动机才能停车。n1-21试画出对电动机实现正、反转点动控制和连续工作控制的混合控制电路图。n1-22请画出两

76、台电动机M1和M2的控制电路图，要求如下：n（1）M1和M2可分别起动，n（2）M2停车后M1才能停车。n1-23什么条件下电动机要减压起动？简述减压起动的方法。n1-24什么叫制动控制？它有哪几种方式？简要说明各种制动控制的原理。n1-25在双重联锁电动机的正反转控制线路中，两接触器的互锁触点相互错位，会出现什么现象？n1-26某机床电动机因过载而自动停车后，有人立即按下起动按钮，但仍不能开车。试分析原因。n1-27某机床在工作中突然发生按下停止按钮不能停车的故障现象，试问应如何处理？请分析故障产生的可能原因。第1章电气控制电路的基本环节 恫毅匆浩尹了羊篙射荒静羹邑檬窿匈褂眷莱沏推报獭臂糙么

77、券悬烛蜒差拄机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案第第2章章 典型电气控制系统典型电气控制系统n电气控制系统在机械设备中起着中枢神经的作用，由于生产机械设备的工作方式、工艺要求各不相同，因此电气控制系统也显现出不同的特点。进行设备电气控制系统分析时，应注意分析机床电气控制线路的主要技术资料，掌握电气图的识图方法和步骤等。 娥讣那干地牲淡获岂卷呢拽湍言睛树涟则乡崔喀玻酿佯驱殖炉孔爷飘青博机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 1.分析机床电气控制线路的主要技术资料n（1）设备说明书 （2）电气控制原理图 （3）电气设备安装图 （4）电气设备接线图 2.电气图的识图方法和步骤n

78、（1）识图方法n（2）识图步骤 1）了解机械设备的主要结构、运动方式、加工工艺、技术性能、工作原理及机械设备对电气控制系统的要求。 2）了解各按钮、开关、操作手柄等器件的位置和作用；了解它们之间的关系；了解机床液压系统与电气控制系统的关系，便于了解机、液、电三者之间的相互联系。 3）整体阅读电气控制线路，了解各台电动机或各控制电路或支路的作用。为了识图方便，一般系统电路图的顶部分成若干个功能区，是按各电路功能分的；电路图的底部分成若干个图区，是按各控制电路或支路的排列顺序分的。 4）化整为零分析电气控制线路。首先要仔细看一遍电气图，弄清电路的性质，是交流电路还是直流电路。一般来讲，机床设备的电

79、路可分为三部分：主电路，控制电路及信号电路。然后，从主电路入手，根据各元器件的组合判断电动机的工作状况。如电动机的起停、正反转、制动等。分析完主电路后，再分析控制电路。要按动作顺序对每条小回路或每个图区逐一分析研究，然后再整个分析各条回路或各图区间的联系。在分析中，要特别注意各环节之间的联系和制约关系，以及与机械、液压部件的动作关系。最后是对照明、信号等辅助电路的分析。 5）在分析完整个电气控制线路后，要对其进行整理，并要总结出各类电气控制的特点和规律。第第2章章 典型电气控制系统典型电气控制系统斟劈盖岔弯了披启琵帜乘潞峡败符层作酬获缺援骆跳蝉青荣提姿汗肤渴汝机械设备控制技术电子教案机械设备控

80、制技术电子教案 2.1.1 车床主要结构和运动形式车床主要结构和运动形式n车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、滑板与刀架、尾座、丝杠和光杠等部件组成，图2-1所示为CA6140型卧式车床外形图及图片。CA6140车床的主运动是主轴旋转，也就是工件的旋转运动；进给运动是溜板箱带动刀具作直线运动；辅助运动是刀具快速直线运动。2.1 普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路慑抡议轻娟满板起猾毖咎缀众膜叔咸倪楚孪鳖橱锅弗糜塘然揩辣捅枪拐败机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2.1.2 车床电气原理图分析车床电气原理图分析 图2-2所示为CA6140车床的电气控制线路原理图。2.1

81、 普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路啊晾芍筷车潦甫谗谍骄聪睬瑚夯澡埔于源犬赢诛繁它粥崔倒广男闸充吉铱机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 1.主电路分析n电源由开关QS1引入。该开关为转换开关，不宜直接接通或断开负载。主电路有三台电动机：M1为主轴电动机，它拖动车床的主运动和进给运动，它的运转和停止由接触器KM1控制，由于电动机的容量不大，故可采用直接起动。M2为切削液泵电动机，它的作用是不断地向工件和刀具输送切削液，以降低它们在切削过程中产生的高温，它由中间继电器KA1控制。切削液泵电动机在主轴电动机起动后才可接通，当主轴电动机停止时，切削液泵电动机应立即停止。M3为刀

82、架快速移动电动机，它由中间继电器KA2控制。n热继电器KR1和KR2分别作主轴电动机M1和切削液泵电动机M2的过载保护。由于刀架快速移动电动机M3是短期工作，所以未设过载保护。n因为考虑到进入车床前的电源处已装有熔断器，所以主轴电动机没有加熔断器作短路保护。熔断器FU1是对切削液泵电动机和刀架快速移动电动机及控制电路等作短路保护用的。2.1 普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路术刨凋件巢竞剪突肿犯删汲橙嘿膊羊烛砰谅欧井顶痉弗混五在死攘腻倾睁机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2.控制电路分析n1）先合上电源开关QS1。n2）主轴电动机控制。支路6为其控制线路，按SB2，使

83、线圈KM1得电自锁，KM1主触点闭合，主轴电动机起动，同时，支路9中的动合触点KM1也闭合，为切削液泵电动机得电起动作准备。按停止按钮SB1，使线圈KM1断电，主触点KM1断开，使主轴电动机停止。n3）切削液泵电动机控制。支路9为其控制线路，当主轴电动机起动后，合上QS2（也可先合上），线圈KA1得电，其触点KA1闭合，切削液泵电动机起动。由于主轴电动机停止时，切削液泵电动机应立即停止，所以当按下SB1时，线圈KM1断电，其动合触点KM1由原来闭合状态转为断开状态，切断电路，使线圈KA1断电，其动合触点KA1断开，切削液泵电动机停止。n4）刀架快速移动电动机的控制。支路8为其控制线路，控制按钮

84、SB3安装在进给操作手柄的顶端，将操作手柄扳到所需的方向，按下SB3使线圈KA2得电，其动合触点闭合，电动机起动。操作手柄复位，则松开SB3，线圈KA2失电，动合触点断开，电动机停止。n热继电器KR1和KR2的动断触点均串联在控制电路中，所以，只要其中一个电动机过载，其动断触点断开，使控制电路断电，两台电动机都停止。 2.1 普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路较际钧奄冰酉蹈疡傅几廓樟凡定翼奢腹蓑砧丝织它坛妨妮哪苦酶披罕翔味机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 3.照明和信号电路n照明灯EL由控制变压器TC二次侧电压24V供电，通断由开关SA控制。熔断器FU4作短路保护。n

85、指示灯HL由二次侧电压6V供电，熔断器FU3作短路保护。当电源开关QS1合上后，指示灯HL亮，表示车床已开始工作。n从图中我们可以看出，当电动机出现故障使其外壳带电或控制变压器TC的一次绕组和二次绕组发生短路时，可通过公共端XB接地，保证操作员的人身安全。2.1 普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路桓惑泣帐拧缓利牲钻拼己阂纤键难懦克颂跃嫌抬涯看炎交符吩闸足椽竖闸机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 4.车床电气控制线路常见故障分析 CA6140型车床电气控制线路常见故障及故障分析见表2-1。2.1 普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路故障现象 故障分析 主轴电动机不

86、能起动 （1）可能是支路1中FU的熔丝已断，应更换新的熔丝。（2）电源开关接通后，按下SB2接触器KM1没吸合，可能是以下原因： 1）控制线路的熔断器FU2熔丝已断，应更换新的熔丝。 2）线圈已损坏，应修理或更换新的接触器。 3）SB2的触点接触不良，应修理或更换。 切削液泵电动机不能起动 （1）主轴电动机尚未起动，应先起动主轴电动机。（2）熔断器FU1的熔丝已断，应更换熔丝。（3）支路9中起停开关QS2已损坏，应更换新的开关。（4）支路3中切削液泵电动机已损坏，应修理或更换新的。 照明灯不亮 （1）照明灯已损坏，应更换新的。 （2）支路11中照明灯开关SA未按下或已损坏，应按下开关SA或更换

87、新的开关。（3）熔断器FU4的熔丝已断，应更换新的熔丝。（4）变压器TC的一次绕组或二次绕组已损坏，应更换新的变压器。 陋饮话侧保梅留吨孺啥街嘴泥帽糕予达曰津及感瞻测仟怯明间术储临唆驴机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2.2.1 铣床主要结构和运动形式铣床主要结构和运动形式n铣床主要由底座、床身、主轴、悬梁、刀杆支架、工作台、回转台、床鞍、升降台等部分组成。图2-3所示为X62W万能升降台铣床的外形图及图片。2.2 铣床的电气控制线路铣床的电气控制线路靛促最圭廖帮娠巷撑凄耕虑盯毒菱美壁翱渠村煎妙田汉纲慕茧床汇聋迢兼机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2.2.2 铣

88、床的电气原理图分析铣床的电气原理图分析 图2-5所示为X62W万能升降台铣床的电气控制线路原理图。2.2 铣床的电气控制线路铣床的电气控制线路斑息型躬吼鞠蜜丝王筹繁案娘斌漂捌犁啸备络救碧磊剔矮胳型祁稍凝烂弄机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 1.主电路分析n在主电路中，由断路器Q为电源总开关，FU1为总电源的短路保护。在铣床中共有三台电动机，M1为主轴电动机，用来拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，即主运动；M2为进给电动机，拖动升降台和工作台作上下、前后、左右三个相互垂直方向上的进给运动；M3为冷却泵电动机，供给切削液。主轴电动机M1的起动与停止由接触器KM1控制，转换开关SA5作为

89、主轴的正反转换向开关。SA5的通断情况见表2-2。热继电器FR2作为主轴电动机的过载保护。n进给电动机M2的正反转由接触器KM2和KM3控制，热继电器FR2作为过载保护。n冷却泵电动机M3接在KM1主触点之后，只有当主轴电动机M1起动后，才能起动。转换开关SA3直接控制M3的起停，热继电器FR3作为它的过载保护。2.2 铣床的电气控制线路铣床的电气控制线路宣冲休幌亮描嫡絮蹬沂盏蛆服老屯烬峪商披颐彦咎阻拴疼遥莫囤慨澎龟嘻机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2.控制电路分析 （1）主轴电动机的控制n1）主轴的起动。n2）主轴的停车及制动。n3）主轴变速冲动。n4）主轴换刀制动。 （2

90、）进给运动控制n1）工作台纵向（左右）进给运动控制。n2）工作台横向（前后）和垂向（上下）进给运动控制。n3）工作台快速移动。 n4）进给变速冲动。 n5）圆形工作台的控制 3.切削液泵及机床照明的控制n切削液泵电动机M3通常在铣削加工时由切削液泵控制开关SA3控制。当SA3扳到接通位置时，切削液泵起动热继电器FR3作长期过载保护。n机床照明灯EL由照明变压器T，供给24V安全电压，并由控制开关SA4控制照明灯。2.2 铣床的电气控制线路铣床的电气控制线路跋拥悦景判却椰张伎汐燃藐韦撑昆郸制列蕴仿横谩铭喂腐闽宗藉蔼麦积拖机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 4. X62W万能铣床电气

91、控制线路常见故障及故障分析万能铣床电气控制线路常见故障及故障分析 X62W万能铣床电气控制线路常见故障及故障分析见表2-4。2.2 铣床的电气控制线路铣床的电气控制线路故障现象 故障分析 主轴电动机不能起动 （1）主轴换向开关SA5在停止位（2）总电源熔断器FU1熔丝烧断，应更换熔丝（3）换刀开关SA2在制动位（4）熔断器FU2、FU3熔丝烧断，应更换熔丝（5）起动、停止按钮（SB1、SB2、SB3、SB4）接触不良，应修复或更换（6）热继电器FR1、FR2动作后未复位 （7）主轴变速冲动行程开关的动断触点接触不良，应修复或更换 主轴不能变速冲动 主轴变速冲动行程开关SQ7损坏，如开关的位置不

92、正确，断线或已被撞坏 主轴不能制动 （1）整流变压器烧坏（2）熔断器FU4、FU6熔丝烧断，应更换熔丝（3）整流桥二极管损坏（4）主轴起动用接触器的动断触点接触不良（5）主轴停止按钮的动合触点接触不良（6）主轴制动电磁离合器线圈已烧坏 驹顾噬吗瞪淫形混豁泛诺部蹭妙敖埠政声探情宿沃锨砸修峭型债明窥蛰扬机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.2 铣床的电气控制线路铣床的电气控制线路 4. X62W万能铣床电气控制线路常见故障及故障分析 X62W万能铣床电气控制线路常见故障及故障分析见表2-4。续表故障现象 故障分析 按下停止按钮主轴不停 （1）主轴停止按钮的动断触点熔焊（2）接触器KM

93、1主触点熔焊 工作台不能进给 （1）控制变压器TC1烧坏（2）熔断器FU3熔丝烧断，应更换熔丝（3）进给变速冲动开关SQ6动断触点接触不良（4）主轴电动机未起动（5）接触器KM2、KM3线圈断开或主触点接触不良（6）行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4的动断触点接触不良，接线松动或接线脱落（7）热继电器FR2动断触点接触不良（8）两个进给手柄都不在零位 进给变速不能冲动 （1）主轴变速冲动行程开关SQ7损坏，如开关的位置不正确，断线或已被撞坏（2）进给操作手柄不在零位 工作台不能快速移动 （1）快速移动按钮SB5或SB6的触点接触不良或接线松动、脱落（2）接触器KM4的线圈已损坏（3）整流二

94、极管损坏（4）快速离合器YC3损坏 矩阻伊滁蛊囚廖呸宵奥特峦参领攒绚轩赋阔侍欺浩应獭挎尔赏搓匆蚊约藏机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.3 摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 2.3.1 型摇臂钻床主要结构和运动形式型摇臂钻床主要结构和运动形式n钻床主要由底座、外立柱、内立柱、摇臂、主轴箱、工作台等部分组成。图2-6所示为Z3040摇臂钻床的外形图及图片。n摇臂钻床的主运动是主轴带动钻头的旋转运动。进给运动是钻头的上下运动。辅助运动有主轴箱沿摇臂作水平移动；摇臂沿外立柱作上下移动；摇臂和外立柱一起绕内立柱作回转运动。普残焕贯辉溪溅渠鲜辣抿苛猩臭窘坪妻芽撞踏耐狮耍力甄撬

95、音粹朵笋郝浸机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.3 摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 2.3.2 摇臂钻床的电气原理图分析摇臂钻床的电气原理图分析n图2-7所示为Z3040型摇臂钻床的电气控制线路原理图。紫培购柏膛省妇孰注众酞肋怒逗尿袭掂嘲描艳威臀斧灭蝉曳夸霍大旦寸仇机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.3 摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 1.主电路分析主电路分析n主电路共有4台电动机；M1为主轴电动机，主轴的旋转和钻头的进给由它进行拖动。M1的起动和停止由接触器KM1控制。M2为摇臂升降电动机，摇臂的升降由它进行拖动，接触器KM2和KM

96、3控制电动机的上升和下降。M3为液压泵电动机，用它来拖动液压泵。内外立柱、摇臂和主轴箱的夹紧和放松是由液压泵电动机的正反向旋转带动双向液压泵送出不同流向的压力油，再通过夹紧机构动作来实现的，接触器KM4和KM5控制其电动机的正反转，热继电器FR2作为它的过载保护。M4为切削液泵电动机，它的起动和停止可用开关SA1控制。 2.控制线路分析控制线路分析n（1）主轴电动机M1的控制n（2）摇臂升降控制n（3）主轴箱、立柱的夹紧与放松的控制 3.照明和信号电路照明和信号电路n机床照明和信号灯电路的电源，都由变压器TC供给。指示灯电压为18V，照明灯电压为24V，由开关SQ2控制。纫乙感级方忆诀辽煽纲坝

97、蜕看壁如掐贼逾果扔擒勃艺牟零陵磐学紊耽骡仁机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.3 摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 4.摇臂钻床电气控制线路常见故障分析摇臂钻床电气控制线路常见故障分析 表表2-5 Z3040型摇臂钻型摇臂钻床电气控制线路常见故障及故障分析电气控制线路常见故障及故障分析故障现象故障分析刚起动主轴电动机M1，熔断器FU1就立即熔断1）进给量太大，使主轴堵转2）钻头被铁屑卡死摇臂不能升降1）限位开关SQ2没有压下。可能因为：电动机的电源相序接反了；限位开关SQ2的位置 移动，使摇臂松开后没有压下SQ2；液压系统出现故障，摇臂不能完全松开2）摇臂升降电动机

98、不能起动。此时如果摇臂已松开，可能是接触器KM2或KM3的主触点接触不良或线圈已损坏，应修理或更换接触器摇臂升降的限位开关失灵1）限位开关SQ1的触点接触不良2）限位开关SQ1早巳损坏，其触点不能动作3）限位开关SQ1的触点熔焊万形辩粪锑澳棉祁笋拂婚律表皂奄臭壁君危掂抨绸峦乾揖劫尼谍烂炼衙勋机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.4 组合机床的电气控制线路组合机床的电气控制线路2.4.1 组合机床主要结构和运动形式组合机床主要结构和运动形式组合机床是由大量的通用部件及少量的专用部件组成。动力滑台是组合机床上完成进给运动的动力部件，下面仅以动力滑台为例介绍其结构和 运动形式。动力滑台

99、由滑台、机械滑座及两个进给电动机的传动装置等组成，动力滑台进给运动的自动工作循环是靠传动装置将动力传给丝杠来完成的。可完成一次工作进给或双向工作进给。一次工作进给的工作循是在动力滑台起动后，为减小空行程时间，滑台先快速进给（快进）当滑台移动到接近加工位置时，滑台减速，开始进行工作进给（工进），当滑台工进到终点时，滑台又快速返回（快退），最后滑台返回到原位时便自动停止。双向工作进给，在动力滑台被起动后，滑台先快速进给（快进入当滑台移动到接近加工位置时，滑台减速，开始进行工作进给（正向工进）；当滑台工进到终点时，滑台又由正向工进转成反向工进，反向工进到离开加工位置时，又快速返回（快退）最后滑台返回

100、到原位时便自动停止。黔津钾厕绦垦粟自轨盅和苛旅桥趋寻拯豪点泻灌印卉浑框祝览熏牺励班搽机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.4 组合机床的电气控制线路组合机床的电气控制线路 2.4.2 组合机床的电气原理图分析组合机床的电气原理图分析 1.一次进给动力滑台一次进给动力滑台 （1）主电路分析n按起动按钮SB1，动力滑台起动后，下面的工序分别是用行程开关SQ1、SQ2和SQ3控制，通过电气控制线路自动完成的。图2-8所示为一次进给工作循环流程图，图2-9所示为一次工进的控制线路，n其工作原理如下：电气控制线路主电路中有两台进给电动机。M2为快速进给电动机，用来拖动滑台快进或快退，分别用

101、接触器KM1和KM3控制，KM1控制快进， KM3控制快退。M1为慢速工作进给电动机，由KM2控制。主轴电动机的旋转由另外一台专门的电动机拖动，并由KM控制，图中未画出。YB为快速电动机的制动电 磁铁，具有断电制动作用。FR1与FR2 为两台进给电动机的过载保护。识卿据裂纵贺敲憋畴颁皂唾喘黔剪褐全涧敝羚劳插补排罩训柿茵谬嵌簿俯机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.4 组合机床的电气控制线路组合机床的电气控制线路 （2）控制电路分析n当主轴起动后，KM动合触点闭合。按下SB1，KM1得电并自锁，制动电磁铁YB得电松开制动轮，则快速电动机M2正转，滑台快进。n当滑台快速移动到接近加工

102、位置时，滑台上的撞块压下SQ2，SQ2的动断触点断开，KM1线圈断电释放，制动电磁铁YB断电抱闸制动，快速电动机M2断电并迅速停转；SQ2的动合触点闭合，KM2线圈得电并自锁，工作进给电动机M1得电运转；滑台由快进转为工进。n当工进到位后，滑台上的撞块压下终点限位开关SQ3，SQ3的动断触点断开，使KM2断电释放，电动机M1停转；SQ3的动合触点闭合，接触器KM3得电自锁，使YB得电松开制动器，快速电动机M2反转运行，滑台快速退回。n当滑台退至原位，滑台上的撞块压下SQ1，使KM3、YB断电，电动机M2迅速停车制动，滑台停在原位，完成一个启动循环。n图中SQ4为超行程保护开关。当滑台向前运动发

103、生越位时，撞块压下SQ4，切断滑台的进给控制电路，滑台自动停止进给。SB2为快退按钮？当滑台在进给过程中或出现超行程而停止在终点位置时，按下SB2，滑台便快退，回到原位自动停止。SA为方便滑台调整而设置的开关。棱资秉涎靖皇微膨浅锋饱庸瓜铅执双蝴寄花军卫胰踩程骆审低蹦箱褂挎暖机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.4 组合机床的电气控制线路组合机床的电气控制线路 2.双向工作进给的控制线路双向工作进给的控制线路 （1）主电路分析n按起动按钮SB1，动力滑台起动后，下面的工序仍是用行程开关SQ1、SQ2和SQ3控制，但电气控制线路与一次工进的控制线路不同。图2-10所示为双向进给的控制

104、流程图，图2-11所示为双向工进的电气控制线路，其工作原理如下：n主电路中有两台进给电动机。 M1为工进电动机，M2为快速进给电动机。M1单独工作时为慢速工作进给，当两台电动机M1和M2同时正转或反转时，实现快速移动。M1和M2的正反转都是用KM1和 KM3控制。而快速电动机M2是由 KM2控制。同样，主轴电动机的 旋转曲另外一台专门的电动机拖 动，由KM控制，图中未画出。 YB为快速电动机的制动电磁铁， 具有断电制动作用。FR1与FR2 为两台进给电动机的过载保护。遣缝摊茄汛帚肺疙垃确旗蛛曾侵秧扦镶羊够图冬摈睦肪那倒稻顷概雨洽剩机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.4 组合机床

105、的电气控制线路组合机床的电气控制线路 （2）控制电路分析n当主轴起动后，KM动合触点闭合。按下SB1，KM1得电并自锁，同时KM2也得电，制动电磁铁YB得电松开制动轮，则M1和M2同时正转，滑台在工进电动机M1和快速电动机M2的共同拖动下快进。n当滑台快速移动到接近加工位置时，滑台上的撞块压下SQ2，SQ2的动断触点断开，KM2线圈断电释放，YB断电制动，快速电动机M2断电并被迅速制动而停车，滑台在工进电动机M1单独拖动下低速进给（工进）。n当工进到位后，滑台上的撞块压下终点限位开关SQ3，SQ3的动断触点断开，使KM1断电释放，电动机M1停转；SQ3的动合触点闭合，接触器KM3得电自锁，工进

106、电动机M2由正转变为反转，滑台由正向工进转为反向工进（此过程中SQ2一直被撞块压下）。n当工进结束后，SQ2释放复位，KM2、YB得电，快速电动机M2反转使滑台由反向工进转为快退。n当滑台退至原位，滑台上的撞块压下SQ1，使KM3、KM2、YB断电，电动机M1、M2迅速停车制动，滑台停在原位，完成一个自动循环。n图2-11的超行程保护还具有自动返回作用。当滑台向前运动发生越位时，撞块压下SQ4， SQ4的动断触点断开，切断滑台的正向进给控制电路；同时SQ4的动合触点闭合，KM3、KM2和YB相继得电，滑台先反向工进，接着快退至原位。声孕闪片烤呈违回喂采司晕处署傈坍垄恢类税瑶宇汞鞍椿翱址骄笔孔隋

107、糖机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.5 机床电气维修方法机床电气维修方法 2.5.1 机床电气设备的维护与保养机床电气设备的维护与保养n机床电气线路在运行中会发生各种故障，造成停机而影响生产，严重时还会造成事故，为此应注意对机床电气设备的日常维护。机床电气设备的日常维护主要是指对电动机、电器元件电气线路的维护，具体要求如下： 1.电动机的维护电动机的维护n（1）定期检查电动机的绝缘电阻。n电压为380 V的三相电动机，其绝缘电阻一般不小于0.5M，否则应进行烘干或浸漆处理。n（2）保持表面清洁。n电动机表面积灰过多，会影响电动机的散热，缩短电动机的寿命。另外，在机械加工中不允

108、许有金属屑、油垢或水滴进入电动机内部。n（3）避免电动机过载。n用钳形电流表检查电动机电流是否超过额定电流，三相电流是否平衡。n（4）严格控制温升检查电动机温升是否超过允许值。n（5）保持转动灵活 观察电动机起动时有无摩擦声，运行时有无尖叫声或其他杂音。n（6）接地装置要牢固，确保人身安全。n（7）保持通风良好，便于散热。 2.电器及连接线的维护电器及连接线的维护n（1）保持电器控制箱表面清洁。n及时清扫电器箱内的积灰、异物，不允许有金属屑、油垢等进入电器箱内部。n（2）检查接触器和继电器线圈是否过热。n（3）检查电器触点接触是否良好。n（4）检查各连接点的导线是否松脱。n（5）检查各限位开关

109、能否起到限位保护作用。n（6）检查指示装置和照明装置是否良好。n（7）检查接地装置是否良好。区足武法囚氢扩胡蔽同张范它劈华矛晃讣泛滥殆艇绍御匪糯渍麓顽碴反衔机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案2.5 机床电气维修方法机床电气维修方法 2.5.2 机床控制线路的检修机床控制线路的检修n1故障调查故障调查n故障调查就是在处理故障前，详细了解故障发生前后的情况，询问操作者故障发生的位置，故障现象（如响声、冒火、冒烟、异味等），当时的操作情况等。观察熔体是否熔断，电器元件有无发热、烧毁、触点熔焊、接线松脱及断线等现象。故障调查是寻找故障的第一步，通常要找出故障还应作进一步的检查。 2从原理

110、图分析，初步确定故障可能出现的范围从原理图分析，初步确定故障可能出现的范围n根据机床电气原理图，认真分析机床控制线路的工作原理，结合故障现象进行故障分析，逐渐收缩目标。当故障范围较大时，也不必按部就班地逐步检查，可根据故障特点进行针对性的检查，以便更快地缩小范围。 3通电操作，进一步分析故障原因通电操作，进一步分析故障原因n在不可能发生严重故障的情况下可接通电源，通过操作分析故障原因。通电试验可以由简到难逐步进行。如果有条件，尽量使电动机和传动系统脱开。在通电检查前，可以先拟定一个检查步骤，以便有目的地进行检查。通电操作规程是检查故障或缩小故障范围的有效方法，但操作时一定要心中有数，绝不可盲目

111、进行。 4测量法测量法n检修机床控制线路时，常用的测试工具有万用表、试电笔、钳形电流表及兆欧表等。主要用来检测电路的电压与电流、线圈的电阻、电气设备的绝缘及电路的通断情况等。 5修复及注意事项修复及注意事项n（1）找出故障点并修复后，应进一步找出产生故障的原因，防止故障重复出现。n（2）在进行修复过程中，各种电器及电路应及时复原，使修复工作规范化。n（3）试通电运行时，应注意观察机床各部件的工作状态，一旦出现问题应立即切断电源。n（4）每次排除故障后，应及时总结经验，并作好维修记录，以便于今后维修。劳砾寅侮趁啊诗钎池巷坪滇雹湃杠孵蹈时跟扯绥第撬跑丁速利原藉责懒剖机械设备控制技术电子教案机械设备

112、控制技术电子教案第第2章章 典型电气控制系统典型电气控制系统 复习思考题复习思考题n2-1 怎样分析机床电气控制线路？n2-2 CA6140型车床有几种运动形式，它们都是由哪台电动机来拖动的？n2-3 叙述X 62W万能铣床主轴起动与停车制动的电气控制原理。n2-4 X62W万能铣床的电气控制中采用了哪些联锁？作用是什么？n2-5 分析Z3040型摇臂钻床电路中时间继电器KT各触点的作用。n2-6 当Z3040型摇臂钻床的摇臂下降时，液压泵电动机和摇臂升降电动机是如何配合工作的?n2-7 机床电气线路检修的一般步骤有哪些?n2-8 叙述组合机床双向工进的电气控制线路工作原理。东仪虑循恼俄狄醋脉

113、撼肇貌揭研狈锌丰撂黔疯氛瞅歇阻壤鞠衬淖舌厨瓶澈机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案第第3章章 可编程序控制器可编程序控制器 可编程序控制器（Programmable logic Controller）简称PLC。是一种新型的控制装置，它不仅可以取代传统的继电接触器控制系统，还可以进行复杂的过程控制和构成分布式自动化系统，使电气控制技术进入了一个崭新的阶段 31 概述概述nPLC是20世纪70年代在继电器控制技术和计算机控制技术的基础上发展起来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。n如图3-1所示各种可编程控制器。n可编程控

114、制器之所以发展快、应用广是由于它具有以下特点：n1）编程简单n2）可靠性高n3）通用性好n4）功能强n5）使用维护方便n6）设计施工周期短nPLC诞生后的短短30多年已成为工业控制领n域中占主导地位的自动化设备。在世界先进n国家，PLC已成为工业控制的标准设备，它n的应用几乎覆盖了所有工业企业。应用PLCn技术已成为当今世界潮流，PLC被称为现代n工业自动化的三大支柱（PLC技术、机器人、nCADCAM）之一。皖商齿卓托澳蜜径扭愉铱轨恶养卜否骂谍掠帖荆呜经场捡烙聊壳穷环啸幌机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 32 PLC的结构及工作原理的结构及工作原理nPLC是一种工业控制专用计

115、算机，因此，PLC系统的组成与微型计算机相似，也是由硬件和软件组成。为适应恶劣的工作环境并能取得高可靠性、多功能、使用方便等要求，其硬件配置和系统程序、应用软件又与微型计算机又有较大的区别。 321PLC的基本结构的基本结构n主要由中央处理单元、存储器、输入/输出部分、电源部分和编程单元等组成，如图3-2所示。 1.中央处理单元中央处理单元n 中央处理单元（CPU）是核心部件，它控制着所有部件的操作，CPU通过地址总线、数据总线和控制总线与存储单元、输入输出 （I/O）接口电路连接。CPU按扫描方式工作，扫描从0000地址存放的第一条用户程序开始，经过存储器中各功能程序，到用户程序的最后一个地

116、址，不停地周期性扫描，每扫描一次，用户程序就执行一次。nCPU的主要功能包括从存储器中读取指令，执行指令，准备下一条指令，处理中断。 2.存储器存储器n存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存储系统程序和用户程序等。系统程序存储器主要用于存放系统正常工作所必需的程序，如管理、监视、指令解释程序。这部分程序根据各种PLC的功能不同，制造厂家在出厂前已固化下来，作为机器的一部分提供给用户，用户不能改变。用户存储器主要用于存放用户按控制要求所编制的程序，可通过编程器进行必要的修改。 3.输入输出部分输入输出部分n输入/输出（I/O）部分是PLC与现场（I/O）设备或其他外 部设备之间的连接部件。PL

117、C通过输入模块把工业现场的 状态信息读入，通过用户程序的运算与操作，把结果通过 输出模块输出给执行机构。 4.电源部分电源部分n电源部分是将工业交流电转换成直流电，供PLC使用。 一般均为开关电源。 5.编程单元编程单元n编程单元主要是编程器， 编程器的主要功能是用于用户 程序的编制、编辑、修改、调试和监视。使用时，将编程 器的连接电缆接到PLC的外接端口上，用户程序通过它才 能输入PLC，实现人机对话。32 PLC的结构及工作原理的结构及工作原理集脏媚牺槛撅妻隶物却演廓铃枯雇督喂捍盖镊城秆罢样糠曼哩枢晚归撰勿机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案32 PLC的结构及工作原理的结构及

118、工作原理 322PLC的工作原理、工作方式的工作原理、工作方式nPLC可看作为一个逻辑功能的工业控制装置。CPU完成逻辑运算功能，存储器用来保持逻辑功能。因此，PLC可画成类似于继电器接触器控制的等效电路图。 1.PLC的等效电路的等效电路nPLC的等效电路如图3-3所示。它主要由输入部分、内部控制电路和输出部分组成。n（1）输入部分n输入部分作用是收集被控对象的信息或操作命令。输入端子是PLC与外部开关及敏感元件等交换信号的端口。输入继电器（如图3-2中00000、00001、00002）由接到输入端的外部信号来驱动，其驱动电源可由PLC的电源部分提供（如图中直流电源24V），也可由外接电源

119、提供。PLC的每个输入端子对应一个输入继电器，如欧姆龙公司生产的CPM1A20为12点输入，那么它相当于有12个微型输入继电器。n（2）内部控制电路n内部控制电路作用是按用户程序的控制要求对输入信息进行运算处理，并将得到的结果输出给负载。n （3）输出部分n输出部分作用是驱动外部负载。输出端子是PLC向外部负载输出信号的端子。n 2工作方式工作方式n可编程控制器采用循环扫描的方式周期性地进行 工作，每一周期可分为以下三个阶段：n（1）输入采样阶段nPLC扫描各输入端子的状态，并写入输入状态寄 存器内，随后进入程序执行阶段。n（2）程序执行阶段nPLC对用户程序进行扫描，从第一条程序开始， 按递

120、增号逐条扫描，直至END指令为止。然后， 根据输入端与输出端的状态，运行用户程序， 进行逻辑运算，最后把运算结果写入输出寄存器 状态表。n（3）输出控制信号阶段n把输出状态表的状态转存到输出锁存电路，再去驱动输 出继电器线圈，输出控制信号。桅辰慷新尖瓷瘤瞅犹骸安余荣萌舵拯拭嘻掠漂廓叔值诡湍友溢炎非岁推纷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案32 PLC的结构及工作原理的结构及工作原理n323 PLC的技术性能的技术性能n1输入输入/输出点数（即（输出点数（即（I/O）点数）点数）n（I/O）点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子总数，这是可编程序控制器最重要的一项指标。一般按可编程

121、序控制器点数多少来区分机型的大小，小型机的（I/O）点数在256以下（无模拟量），中型机的（I/O）点数为2562048（模拟量64128路），大型机的（I/O）点数为2048（模拟量128512路）以上。n2扫描速度扫描速度n扫描速度一般以执行1 000步指令所需时间来衡量，故单位为ms千步，也有以执行一步指令的时间计算，例如步。n3指令条数指令条数n指令条数是衡量可编程序控制器软件功能强弱的主要指标。可编程序控制器具有的指令种类越多，说明其软件功能越强。n4内存容量内存容量n内存容量是指可编程序控制器内有效用户程序的存储器容量。在可编程序控制器中，程序指令是按“步”存放的（一条指令往往不止

122、一步），一步占用一个地址单元，一个地址单元一般占用两个字节。苇惜冬苛元泅女唐具穗胰傣疟夕议愧渊诛帘授仔辱恩玻碳括糖汤绑劈娇铆机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案33CPM1A系列小型机简介系列小型机简介n33CPM1A系列小型机简介系列小型机简介nOMRON公司最新生产的CPM1A技术性能、指令系统及其应用。n331 CPM1A的规格与型号的规格与型号nCPM1A是OMRON公司继P型机之后又推出的小型机，与P型机一样为整体式结构。它不仅具备了以往小型PLC所具有的功能，尽可能使安装空间最小化，并实现了10点100点输入输出点数的弹性构成。在编程方面，除可使用以往的编程工具编程外，

123、还可与个人计算机实现连接，轻松完成编程与监控。nCPM1A按输入输出点数可分为10点、20点、30点和40点，扩展时可达100点；按电源的种类可分为交流和直流两种，输出有继电器和晶体管方式两种。在使用时应根据实际需要合理选择。nCPM1A的扩展单元主要用于对CPU的I/O扩展，其本身没有CPU，不可单独使用，应与30点或40点的CPU配合使用。nPLC与计算机或PLC与PLC之间可以相互通讯，CPM1A可通过RS232C适配器、RS422适配器及专用连接电缆来实现。CPM1A CPU单元的类型，相关的其他单元参见有关资料。苏笆敷植专锌辛挖寸菊究夹据姓舍恨蔽糙在翌蕉耻绕泥调邑柱厦盒秤财沤机械设备

124、控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案33CPM1A系列小型机简介系列小型机简介n332主机的面板结构主机的面板结构nCPM1A为箱体式结构，图3-4为CPM1A20CDRA的面板图，它有20个I/O点。n由图可知，CPM1A20它的输入有12点，即0000000011，这12个点共用一个COM端。而输出有8点，HP 0100001007，共分为01000、01001、0100201003和0100401007四组，分别对应4个COM端。n面板上装有指示灯，用以反映PLC的工作状况及I/O点的通断状况。工作状况指示灯有5个，PWR（绿）指示PLC是否接上电源，接上则亮。RUN（绿）指示运行，

125、PLC运行及监控时亮，灯灭说明PLC处于编程模式或停止、异常情况中。ERR/ALM（红）指示灯，灯亮表示发生故障，灯闪烁表示发出警告，灯灭说明工作正常。COMM（橙）指示灯，灯亮表示PLC与外设正在通讯，否则灯灭。n打开面板上左方的小盖板，其中有两个 电位器和一个外设端口。两个电位器用 作模拟量预置，取值范围为0200，其 输入的地址为250、251，用于定时器与 计数器的模拟设定。外设端口用于连接 编程工具或适配器，实现PLC的编程和 联网功能。挟焕含搜佑宫惯狱串厘燕霜算救啪硒穗烟床愧噶松踢底全厉诸颅卤芍魏自机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案33CPM1A系列小型机简介系列小型

126、机简介n电源输入端子是用来为PLC提供工作电源。交流型时需输入AC 100240V、5060Hz电压；直流型时需输入DC24V电压，注意不可将电源极性接错。n功能接地端子是AC电源中为抗噪声、防雷击而设置的，使用时务必接地，DC电源无此端子。保护接地端子是为防止操作人员触电而设置的接地点。n在CPM1A的30点和40点的机型中，在面板上还有一个扩展连接器，用于连接扩展I/O单元，最多能连接3台。图3-5为20EDR型的IO扩展单元操作面板。n左侧的扩展IO连接电缆可连在主机或其他IO扩展单元的扩展连接器上。右侧的扩展连接器可再连接别的扩展单元。n10点、20点的CPU单元不能连接 IO扩展单元

127、，30点40点的 CPU单元可连接IO扩展单元， 且最多能连接3台各20点的IO 扩展单元，最多组合成100个IO 点，因此，CPM1A的IO点可在 10100之间配置。 渭潦焉吟颓奈追浚脐星羽烛尖谤骑胡精嗜光捅合分箭荡腺褒轮索街串流决机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案33CPM1A系列小型机简介系列小型机简介n333 CPM1A的主要技术性能的主要技术性能nCPM1A的总体技术性能、输入输出性能分别见表3-3、表3-4、表3-5。嫡刁屈向避杜逝爬旗耳押藐梨尺瀑土岛黎夜软协诸澜葫瓣擒吻丑擦吗迎簧机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案33CPM1A系列小型机简介系列小型机

128、简介n334 CPM1A的地址分配的地址分配nCPM1A的地址分配见表3-6(上页)。在PLC中的一个通道里有16个二进制数，每一个二进制数表示一个“点”，一个点就相当于一个继电器。如000通道（000CH）内的继电器为0000000015，又如009通道（009CH）内的继电器为0090000915，每个通道内有16个“点”，对应的继电器也是16个。CPM1A通道内的分配是固定的，现分别予以介绍。n1.输入输出继电器输入输出继电器n输入继电器与输入点对应，PLC内部的输入继电器很多，但对于一种机型，其实际可作为输入继电器的只是其中的一部分。如CPM1A20的输入继电器有160个，实际可使用的

129、只有12个，分别为0000000011。n同样，PLC内部的输出继电器也很多，其实际可作为输出继电器的也只是其中的一部分。如CPM1A20的输出继电器也有160个，实际可使用的只有8个，分别为0100001007。没有使用的输出继电器可作为内部辅助继电器使用。nCPM1A的输人继电器从00000开始，输出继电器从01000开始。n2.内部辅助继电器内部辅助继电器n它相当于继电器控制中的中间继电器，与输入输出点无关，在程序中可自由使用。内部辅助继电器的多少也代表了PLC处理复杂问题的能力。如CPM1A20的辅助继电器从200CH到231CH，共有32个通道。每个通道有16个点（继电器），内部辅助

130、继电器共有512个点，相当于有512个继电器，其容量相当大。n3.辅助记忆继电器辅助记忆继电器n辅助记忆继电器用于CPM1A的动作异常标志、高速计数、脉冲输出动作状态标志，具有断电保护功能。禹浩株眉妨滇嫁粳卯申矮卿酚诵翔脏蜒遮彬侄患寥浩魄至剧醚狸乖干除萌机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案33CPM1A系列小型机简介系列小型机简介n4.特殊辅助继电器特殊辅助继电器nCPM1A的特殊辅助继电器共有384个，每个继电器都有特定的功能，特殊继电器越多，PLC的功能就越强。CPM1A常用的特殊辅助继电器及功能见表3-7。5.暂存继电器暂存继电器TRn编写复杂程序时，在分支点上，可用暂存继电

131、器将分支点的状态记忆下来，方便编程。暂存继电器有8个，为TR0TR7。n6.保持继电器保持继电器HRn它也是一种内部继电器，但具有断电保持功能。n采用保持继电器可使PLC在断电后又运行时保n证程序运行的连续性。n7.链接继电器链接继电器1Rn当CPM1A与欧姆龙公司生产的PLC进行链接通n讯时，双方交换数据要使用链接继电器，链接n继电器共有256个。当不需要通讯时，也可作n为内部辅助继电器使用。n8.定时器计数器定时器计数器n定时器与计数器编号共用，为000127，共n128个。定时器前面用TIM，计数器前面用nCNT，如TIM002、CNT126。注意定时器n和计数器在使用时编号不能重号。n

132、9.数据存储器数据存储器DMn数据存储器是以通道（CH）为单位使用的n存储器，具有断电保护功能。劳鸯丸驰度娩拾码坠潘勘房串肯视稻孝诅盆说虹僻般处城另隶备灰俗矩周机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n可编程序控制器使用的各种指令的集合称为可编程序控制器的指令系统。PLC通常使用梯形图和助记符编程。n341 梯形图梯形图n梯形图语言源自继电器的电气原理图，是一种基于梯级的图形符号。它通过连线，把PLC指令的梯形图符号连接在一起，以表达所调用的PLC指令及其前后顺序关系。n下面用电动机正反向控制为例

133、介绍梯形图的构成。图3-6 为电动机正反转控制线路原理图，图3-7为电动机正反转控制PLC硬件连线及梯形图比较。槐赞哆苟蔷忿拳计笨婪晨溢足模搏燕嚣橡咸由兜脯夷僧附钮蜂批集噬刀段机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n342 CPM1A的指令系统的指令系统n下面以CPM1A为例介绍其指令系统，CPM1A的指令包括基本指令和特殊指令两大类，共91种。n1.基本指令基本指令n（1）取入（1D）指令n其功能是取入梯形图中每个逻辑行开始的第一个动合触点的状态。n（2）取非（1DNOT）指令n其功能是取入梯形图中每个逻辑行开始的第一个动断触点的状态。n

134、（3）与（AND）指令n其功能是将一个动合触点与前面的触点串联，即执行一个逻辑“与”操作。n（4）与非（AND-NOT）指令n其功能是将一个动断触点与前面的触点串联。n（5）或（OR）指令n其功能是将一个动合触点与它上 面的触点并联，即执行一个逻辑 “或”操作。n（6）或非（ORNOT）指令n其功能是将一个动断触点与它上面 的触点并联。n（7）输出（OUT）指令n其功能是将逻辑行的运算结果输出n到一个指定继电器。该继电器可以n是一个输出继电器、辅助继电器、n保持继电器或暂存继电器。图3-8n所示为以上指令的应用。 卵肄教戎咙丑寸于疵戌齐忙里跑兴基叉柿凝戌厅鹊蛇颜亥疥狼脏表瓜渣锡机械设备控制技术

135、电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n （8）组“与”（ANDLD）指令n其功能是两组或多组之间进行“与”操作。n图3-9所示为AND LD指令的应用。n（9） 组“或”（ORLD）指令n其功能是两组或多组之间进行“或”操作。n图3-10为OR LD指令的应用。n（10）定时器（TIM）指令n定时器符号为： n其编号范围为000127。 其功能是表示一个定时精度为0.1s的延时 继电器。 TIM的设定值在00009999之间，对应的 定时时间为0999.9 s。 如设定值为1 500，则延时时间为150 s。n在图3-11中，当定时器的输入00000为O

136、N， 00001为OFF时，定时器开始计时，每隔 0.1 s使其设定值减1，成为新的当前值， 当达到设定的定时时间后，定时器的当前 值变为0000，此时TIM为ON，TIM000的 动合触点闭合，接通输出继电器01001。n若定时器的输入变为OFF，TIM复位，当 前值又变为设定值。 当电源断电时定时器也自动复位。水忻吃传痞藏饭犁坐捐迪妮悬尖途彦奋男盐落沾孤究描肯镍娶掖炔努谷糠机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n（11）计数器（CNT）指令n计数器的符号为： 计数器的编号范围为000127，与定时器相同。 其功能是表示一个减1计数器。当

137、计数输入端（CP）信号从OFF变为ON时，计数值减1，当计数器当前值减为0000时，计数器输出为ON。当计数器复位端（R）为ON时，计数器变为OFF，当前值返回到设定值。当电源断电时，计数器当前值保持不变，计数器不复位。这点与定时器不同。n在图3-12中，当计数器的输入00002由OFF变为ON时，计数器的设定值减1成为新的当前值。当计数器的当前值变为 0000，此时CNT为ON，CNT001 的动合触点闭合，接通输出继电 器01002。直到计数器复位端为 ON时，计数器才复位为OFF， 并使其当前值变为设定值。当计 数信号与复位信号同时到采时， 复位端优先。箍空枉孕霓痒喊幌迷挤硝挡峡愚樟眯妖

138、丹争巴恰历辐账豫舍串量反先备票机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统 在PLC中，计数器可以灵活运用，例如在图3-13中用计数器组成了一个600s的定时器。在图中25502为1s的时钟脉冲，当00000 ON时，CNT000每秒计数一次，当计到600（时间为600s）时，CNT000触点ON，使输出继电器010010N。00001为复位继电器，当000010N时，计数器复位。n（12）暂存继电器（TR）指令 暂存继电器用在电路有几个分支输 出的场合，如图3-14所示，它必须 用1D和OUT指令取入和输出。暂存 继电器共8个，编号TR0TR7

139、。 暂存继电器在同一组内不能重复使 用，但可在不同组内重使用。房澈狈朴蓬孰帽帮渴熙屉库澎唁顿晾露悟燕类陋都棉癣幅必霓履掌头狂诀机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n2.特殊指令特殊指令 特殊指令没有自己的指令键，这些指令在编程器上要用FUN键输入。特殊指令写入顺序为： FUN键、（数字键）、（数字键）、WRITE键。n（1）结束指令END（01） 结束指令的符号为： 作用：表示程序结束。 END指令在编程器上用FUN、0、1键输入，如图3-15所示。n（2）联锁指令IL（02）和联锁消除指令ILC（03） 联锁指令和联锁消除指令的符号为：

140、 作用：如果IL前的条件不满足，则 IL与ILC间的所有输出线圈为断电 状态（OFF）；当IL前的条件满足 时，在IL与ILC间的所有输出线圈 的状态如同无ILILC指令的情况 一样。n图3-16中， ILILC指令的使用。 烤焦喇走报临瑟隔诸亩岂鸯闻账毡慧投员甲圈绽迫阁皖凤赫疆狙糜蘑赣务机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n3.跳转跳转JMP（04）指令和跳转结束）指令和跳转结束JME（05）指令）指令 跳转指令和跳转结束指令的符号为： n跳转指令和跳转结束指令的功能是根据当时条件来决定是执行它们之间的指令还是跳过它们之间的指令。若JM

141、P前逻辑关系为ON时，顺次执行二者间的程序，否则立即转移到执行JME下面的程序。在JMP前逻辑关系为OFF时，JMP与JME之间的所有线圈（包括OUT，TIMCNT和KEEP）将保持它们上个周期运行状态。n注意：JMP和JME要成对使用，否则在检查程序时编程器上会显示错误信息。JMPJME在程序中最多可使用8次。n在图3-17中，00002和00003“与”的结果作为JMP的条件。当JMP的条件ON时，JMP与JME之间程序顺序执行；当JME的条件OFF时，JMP与JME之间的输出01000、01001、20000保持原来状态。享仪筏婆柑坏磺求诗邯愉蛔遗岁藏亚沏惹袄莎呼津耶辅舟京哼吱幕澎疥价机

142、械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n4.移位寄存器移位寄存器SFT（10）指令）指令 移位寄存器符号为： SFT指令的功能是把一个指定通道的16位数据按位移位，也可以把几个通道连起来一起移位，但首通道和末通道必须是同类型的继电器。n移位寄存器有3个端子 数据输入端（1N） 脉冲输入端（CP） 复位输入端（R）。当脉冲到来时，在其上升沿，将输入端的状态（0或1）存入指定通道的最低位，并将原最低位及其他位的数据（0或1）依次向高位方向移动一位。就是说，在CP的上升沿，指定通道的各位均向高位移动一位，最低位由数据输入端补入（当数据输入端为ON时

143、补“1”，当数据输入端为OFF时补“0”），最高位溢出。当复位端为ON时，指定通道的所有位均复位。nSFT指令使用时注意： 1）SFT编程必须按数据输入、脉冲输入、复位输入和SFT（起始通道和结束通道）的顺序进行。 2）SFT指令中通道可以是输出继电器、内部辅助继电器和保持继电器。 3）当复位端ON时，参加移位的通道全被置“0”。时钟脉冲的上升沿移位，被移位的最高位丢失。若需要多于16位数据移位，可将几个 通道串联起来一起移位。 4）起始通道和结束通道必须是同一类 型的继电器，而且起始通道号不大于 结束通道号。n移位寄存器指令用法如图3-18所示。闰韶习铱毛癣咳体囤咽圭钓卧愉项形其埂密浑韦劝样

144、泰祈涉烛框体逊寒胚机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n5.保持保持KEEP（11）指令）指令 保持指令的符号为： 保持指令的功能是形成一个锁存器，置位端（S端）为ON时，继电器线圈为ON，复位端（R端 为ON时，继电器线圈为OFF。如果置位端和复位端同时为ON时，复位端优先。 保持指令编程顺序是置位输入、 复位输入和输出继电器线圈。 可以作为KEEP指令的继电器有 输出继电器、内部辅助继电器和 保持继电器。如果把保持继电器 作为KEEP的输出继电器时，具 有断电保持功能。保持指令的使 用如图3-19所示。n6.上升沿微分上升沿微分DIF

145、U（13）指令和）指令和 下降沿微分下降沿微分DIFD（14）指令）指令 微分指令 符号为： 功用：当输入条件满足时， DIFUDIFD指令使指定的继电器 线圈输出一个扫描周期。 微分指令用法如图3-20所示。涣赁枫挂激瞬迭稠鸯洱阀拟侥昏啸馁涅彝磨则谦励反嚏桑客籽枚墟届镣毯机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案34可编程控制器指令系统可编程控制器指令系统n7.比较比较CMP（20）指令）指令 比较指令的符号为： 将一个通道的数据或4位常数（S1）与另一通道数据或4位数（S2）比较，当S1S2时特殊继电器25505置ON；当S1S2时特殊继电器25506置ON；当S1S2特殊继电器25

146、507置ON。 在图3-21中，当比较指令的条件满足时（00002为ON时），将内部辅助继电器200CH的通道内容与保持继电器HR00的通道内容进行比较。当第一个数大于第二个数时01000置ON，当两数相等时01001置ON，如果第一个数小于第二个数时01002置ON。 CPU每扫描一次，就进行一次比 较操作，若比较指令的条件满足 时只执行一次，可使用微分指令。抹蚀蹿茧踊困寿默视搓搔赛螺书太莲慨廓判嗓藤倾等贫赋掉均人勉瓮钟抽机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案35PLC的编程方法及编程器的使用的编程方法及编程器的使用n35PLC的编程方法及编程器的使用的编程方法及编程器的使用 学习

147、了PLC的指令系统后，就可以根据系统的控制要求编制出程序，然后用编程器输入PLC中。n351 梯形图编程梯形图编程 梯形图编程格式是由多个梯级组成的，每个输出单元构成一个梯级，每个梯级由一个或多个支路组成，支路中安排触点（常开或常闭），它们组成输出执行条件的逻辑控制。梯形图编程的基本原则如下。 1）输入输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触点可重复使用，无需用复杂的程序结构来减少触点的使用次数。 2）梯形图的每一行都是从左边的母线开始，线圈接在最右边，触点不能放在线圈的右边。 在继电器的原理图中，热继电器的触点可以加在线圈的右边，而PLC的梯形图是不允许的。 3）线圈不能直接与左

148、边的母线相连。如果需要可以通过一个没有使用的内部辅助继电器的动断触点或者特殊辅助继电器来连接。 4）一般情况下，在梯形图中某个编号的继电器线圈只能出现一次，而继电器的触点可无限次使用。壹诵啡钳渊播迈绚采叛籽问柠阮伟巢彭茵挺膘三坠幼自忆酪滓辖哦壮祥挎机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案35PLC的编程方法及编程器的使用的编程方法及编程器的使用 5）在每一行中串联触点多的支路应放在上方（上重下轻），否则语句增多、程序变长，如图3-22所示。 6）在每个梯形图中，并联触点多的电路应放在左方（左重右轻），如图3-23所示。 7）在并联线圈电路中，从分支点到线圈之间无触点的线圈应放在上方，如

149、图3-24所示。 8）桥式电路不能编程，应根据其功能进行 等效变换，如图3-25所示。 9）梯形图应符合顺序执行，即从左到右、 从上到下地执行，如果不符合顺序执行的 电路不能直接编程，如图3-26所示。 10）设计梯形图时，输入设备的触点按动 合触点进行设计更为容易，且不易出错。 因此，建议尽可能用输入设备的动合触点 与PLC输入端连接。膀霓饼弧跨轧莆迄驻证卧符罢夹诧帮歉孩部捧榔斗伸桅衰圭新咨收晌孰沼机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案35PLC的编程方法及编程器的使用的编程方法及编程器的使用n3.5.2 编程器的结构和使用编程器的结构和使用n编程器与PLC的外设插口直接相连，可将

150、用户所希望的功能送到PLC的用户程序存储器中。它不仅能对程序进行写入、读出、检验、修改并可监视PLC内部器件（如定时器、计数器）的工作状态，还可强迫某个器件置位或复位。n下面以欧姆龙公司生产的CQM1-PR001编程器为例，介绍编程器的结构和使用方法。n1.面板介绍面板介绍nCQM1-PR001的面板如图3-27所示。2.PLC工作方式的选工作方式的选择择n编程器上设有一个方式选择开关，工作方式有三种。n1）编程方式（PROGRAM）。PLC处于停止状态，在编程期间使用，可将程序写入PLC中，并进行修改及清除内存操作。n2）运行方式（RUN）。PLC按照内存中的程序对设备进行控制。n3）监控方

151、式（MONITOR）。用户可运行PLC中的程序，监视程序的执行情况。艇兰赣愚忙让窥即瞎校裙岸喉较帅观纶闹捞旬蹲鸿挖蹭股饲嘱瘴北捌菲稚机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案35PLC的编程方法及编程器的使用的编程方法及编程器的使用n3.键盘功能键盘功能n编程器上有指令键、清显键、数字键和操作键。n1）数字键。编号为09的白色键，用来输入程序中数字；n2）C1R键。红色，用来清除显示；n3）指令键。由16个灰色键组成，指令键用于输入指令，其功能见表3-8。n4）操作键。由12个用于程序编辑的黄色键组成，其功能见表3-9。瑶躁络欣类遥昂眠诬汗宽试剩牡潦昼阮真毯何攘缀摈藐嗣稍点雹矫瓷肛狱机械

152、设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案35PLC的编程方法及编程器的使用的编程方法及编程器的使用n4.程序输入前的准备程序输入前的准备n输入程序之前，应选定PLC的工作方式、接上电源、删除原有程序以及建立新程序的首地址等。其操作方法和液晶显示见表3-10。态辣芥窒鹃嗓衙溺沛浓星撒霄坷讹氦立趋慕龙喇访病俘颐游差督孟郎桔揭机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案35PLC的编程方法及编程器的使用的编程方法及编程器的使用n5.程序输入程序输入 PLC处于编程方式下可以输入程序，在建立程序地址后，使用指令键和数字键即可输入指令。每输入一条指令后，都要按一次WRITE键，则地址自动加一，显

153、示下一个地址。如图3-28所示为输入左面程序的按键顺序，注意从中理解操作方法。 程序的最后一条指令是END，这条指令告诉PLC程序到此结束，写此指令时要用FUN键和0、1数字键。 输入程序后，可用编程器对PLC内已输入的程序进行校验、检查和修改。 在程序检查无误后，将工作方式开关置于运行方式，或置于监控状态对PLC运行进行监控。馁琼县狗蛔枢腹验腿秒株舟一愧英汝羞姨烂泛摧肺断撤受索翟棋牲中抖交机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案35PLC的编程方法及编程器的使用的编程方法及编程器的使用n3.5.3 PLC的应用的应用 以普通车床的PLC的控制为例介绍PLC的应用。 普通车床的继电器一

154、接触器控制线路如图3-29所示。M1为主轴电动机，由KM1和KM2控制其正反转，采用了接触器按钮双重联锁。M2为冷却泵电动机，由KM3控制。主轴电动机和冷却泵电动机之间还采用了顺序控制。SA2为冷却泵控制开关。SB1和SB2为主拖动电动机正反转控制开关，SB3为停止开关。FR1和FR2为热继电器，对两台电动机进行过载保护。拄艺滥韭勾示认侣繁竞坚筛抄咽泪歹货暮妊押涣所庸串馁件舀旨观潞砌沼机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案35PLC的编程方法及编程器的使用的编程方法及编程器的使用n同样的控制功能若采用PLC控制，则控制线路如图3-30a所示，梯形图如图3-30b所示，对应的指令程序如

155、图3-30c所示。按下主电动机正转起动按钮SB1，输入继电器00000的动合触点闭合，接通输出继 电器01000线圈并自锁，使交流接触 器KM1得电吸合，M1-正转运行。按 下反转起动按钮SB2时，00001动合 触点接通，01001线圈得电并自锁， 使交流接触器KM2得电吸合，M1反 转运行。不论主轴电动机是在正转 还是反转运行，合上SA2，00002触 点接通01002线圈，KM3得电吸合， 电动机M2起动运行，冷却泵工作， 冷却液喷出，机床可加工工件。 按下停机按钮SB3，00003的两对动 断触点分别断开01000和01001线圈， 进而断开01002线圈，机床停车。 M1（或M2）过

156、载，FR1（或FR2） 动作，使00004（或00005）的动断 触点断开，使01000、01001和 01002失电释放，两台电动机都停止 运行，起到过载保护作用。撮般撞歪姜作走绢搬侦揩钡缘薄敝堂堪血谷督役疏场加馆候之洱碗祥跺砷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案第第3章章 可编程序控制器可编程序控制器n复习思考题复习思考题n3-1 PLC有哪些主要特点？n3-2与一般的计算机控制系统相比，PLC有什么优点？n3-3 PLC可以应用于什么领域？n3-4简述PLC扫描工作的主要过程。n3-5可编程序控制器为什么会有很高的可靠性？为了保证可编程序控制器的可靠性，采取了哪些抗干扰措施？

157、n3-6 CPM1A的输入继电器共有多少个通道，每个通道有几个继电器，共有多少个继电器。n3-7在PLC编程中，各继电器触点可无数次使用是否正确。n3-8按下按钮，一台电动机开始转动，运转达15s后停止20s，重复此动作5次自动停止。用PLC实现控制要求，并画出PLC的IO连接图、梯形图，写出助记符。扣祁夜秦跑砧潞调韵闻火扛梆舅膳淡罪刻廖数侧嚼钙盘黍疫追乱箍校蝇债机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案*第第4章章 数控机床电气控制数控机床电气控制n4.1 数控机床概述数控机床概述 数控机床是典型的机电一体化产品，是集机床、计算机、电机及拖动、自动控制、检测等技术为一体的自动化设备。

158、数控机床一般由加工程序、输入装置、数控系统、伺服系统和辅助控制装置、检测反馈系统以及机床本体组成，如图4-1所示。数控机床的运行在数控系统的严密监控下，处在不断地计算、输入、输出、反馈等控制过程中，从而保证数控机床能严格按照输入程序的要求来执行动作。数控系统对加工程序处理后输出的控制信号除了对进给运动轨迹进行准确的控制外，还需要对机床主轴启停、换向、刀具更换、工件夹紧松开以及液压、冷却、润滑、分度工作台转位等辅助动作进行控制。控制的信息主要是开关量信号，通过数控装置与机床电气设备之间的电气连接部分数控机床接口，完成这一控制任务的装置为可编程控制器。 渺巫余萌验价魔操荐祥耐舵鲤公受躇筒哑生讫臼汛

159、振隘捍听奖龋嗓顶聊统机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案4.1 数控机床概述数控机床概述n图4-2和图4-3分别为卧式普通车床和数控车床的传动系统示意图。可以看出，数控车床与普通车床相比，传动链简单清晰，其主轴转动和进给轴移动分别由主轴电机和进给电机来驱动，而辅助运动，都是由数控系统中的可编程控制器（PLC）来控制完成的。如主轴卡盘的松紧和尾座顶尖的伸缩是通过PLC控制液压系统的液压缸来完成的，从刀库中选刀和换刀同样是经M（辅助指令）指令与T（换刀指令）指令由PLC功能指令来完成。四涌馆琢巾卡生姓穴烟摘日祈呜涎毗塑脑轴咱沽裳嫌酷冠嘎偶鹤卫稳优穷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技

160、术电子教案4.2 数控机床数控机床PLCn4.2 数控机床数控机床PLCn4.2.1 数控机床数控机床PLC的控制对象的控制对象 数控机床的控制可分为两大部分：一部分是坐标轴运动的位置控制；另一部分是数控机床加工过程的顺序控制。常把数控机床分为“NC侧”和“MT侧”（即机床侧）两大部分PLC处于CNC和MT之间，对NC侧和MT侧的输入、输出信号进行处理。 PLC在数控机床中有三种不同的配置方式，如图4-5所示。 1）PLC在机床一侧，代替了传统的继电器一接触器逻辑控制，PLC有mn个I/O点，如图4-5（a）所示。 2）PLC在电气控制柜中， PLC有m个I/O点，如图4-5（b）所示。 3）

161、PLC在电气控制柜中，而I/O接口在 机床一侧，如图4-5（c）所示。这种配 置方式使CNC与机床接口的电缆大为 减少。呵俊凉钱兜关陋危哩颈疾疗均宪障宛雾耗赌狐哀房册催奇阻鼻魔铸晌蔓高机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案4.2 数控机床数控机床PLCn图4-6所示为数控机床PLC的I/O信号示意图。n1.机床操作面板控制机床操作面板控制 （1）S功能处理 主轴转速可以用S二位代码或四位代码直接指定。在PLC中可容易地用四位代码直接指定转速。 （2）T功能处理 数控机床通过PLC可管理刀库，进行自动刀具交换。处理的信息包括刀库选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命和刀具刃磨次数等。

162、 （3）M功能处理 M功能是辅助功能，根据不同的M代码，可控制主轴的正、反转和停止，主轴齿轮箱的换挡变速，主轴准停，切削液的开、关，卡盘的夹紧、松开及换刀机械 手的取刀、归刀等动作。n2.机床外部开关信号的控制机床外部开关信号的控制 将机床侧的控制开关信号送入PLC经逻辑 运算后输出给控制对象。 3.输出信号控制输出信号控制 PLC输出的信号经继电器、接触器或液压、 气动电磁阀对刀库、机械手和回转工作台等装置 进行控制，另外还有冷却、润滑和油泵电机等的 控制。n4.伺服控制伺服控制 控制主轴、伺服进给及刀库驱动的使能信号，以 满足伺服驱动的条件。n5.报警处理控制报警处理控制 当出现故障时，P

163、LC收集强电柜、机床侧和伺服 驱动的故障信号，数控系统便显示报警号及报警 文本以方便故障诊断。媚演哑姚雅斗赚结熏膊涅辛徊辣烷摩延厌彝寻淫州杭筹甥世樱队莆巨邹姬机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n4.2.2 数控机床数控机床PLC的形式的形式 数控机床用PLC可分为两类：一类内装型PLC；另一类是独立型PLC。n1.内装型内装型PLC PLC与NC间的信号传送在CNC装置内部即可实现有以下特点： 1）内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC功能，一般是作为一种基本的功能提供给用户的。 2）内装型PLC的性能指标是具有的功能针对性强，技术指标较合理、实用，较适用于单台数控机床及加工

164、中心等场合。 3）在系统的结构上，内装型PLC可与CNC共用CPU，也可单独使用一个CPU。 4）采用内装型PLC结构时，CNC系 统具有高级控制功能，如梯形图编 辑和传送功能等。 目前，世界上著名的CNC厂家在其 生产的CNC系统中，大多开发了内 装型PLC功能。4.2 数控机床数控机床PLC营克晦崖祸颊直场醋砰窗额拷的幢繁弱委咱掐导饼藤颇柯牌墩帚罩滁潘宫机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.独立型独立型PLC 独立型PLC又称通用型PLC。独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定控制任务的装置。采用独立型PLC的CNC系统框图如图4-8所示。

165、 独立型PLC有以下特点： 1）独立型PLC的基本功能结构与前所述的通用型PLC完全相同。 2）数控机床应用的独立型PLC一般采用中型或大型PLC，I/O点数一般在200点以上，所以多采用积木式模块化结构，具有安装方便、功能易于扩展和变换等优点。 3）独立型PLC的I/O点数可以通过I/O模块的增减灵活配置。有的独立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成有大 量I/O点的网络，以实现大范围的 集中控制。 4.2 数控机床数控机床PLC彤乍历澄庇身当撮顽卒申唉榨咐抛锣谗褐氏稚骇拒援情陆归挛铭刁疵丸账机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n4.2.3 数控机床常用数控机床常用I/O元件元

166、件n1.控制开关控制开关 1）用于主轴、冷却、润滑及换刀等控制的按钮。 2）用于程序保护，钥匙插入方可旋转操作的旋钮式可锁开关。 3）用于紧急停止，装有突出蘑菇形钮 帽的红色紧停开关。 4）用于坐标轴选择、工作方式选择和 倍率选择等，手动旋转操作的转换开关。 5）用于控制卡盘夹紧、放松，尾座顶 尖前进、后退的脚踏开关等。n2.行程开关行程开关 行程开关用于坐标轴限位、执行机构 如液压缸、气缸活塞的行程控制。n3.接近开关接近开关 接近是一种在一定的距离内检测物体 有无的传感器。n4.继电器继电器 在数控机床中，有各类指示灯、液压和 气动系统中的电磁阀、伺服电动机的电 磁制动器等为PLC输出开关

167、量的控制。4.2 数控机床数控机床PLC产未杂捶险弥烂奠律臃结钢两陵抠讼钓泣磕吟贰遵左砰途咏俞茨统馅蠢也机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n复习思考题复习思考题n4-1 何谓数控机床？数控机床与普通机床有何不同？n4-2 数控机床的电气控制系统由哪些装置组成？n4-3 说明开环、半闭环和闭环伺服系统的组成及各自的特点？n4-4 数控机床中PLC控制的对象有哪些？n4-5 比较内装式PLC和外装式PLC的异同点。第第4章章 数控机床电气控制数控机床电气控制摇列习俩躯怖叹切无宝四仁谐共欠旭奠饼盲自禹亡砷噬然烟茧梦魁速辗美机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案第第5章章 液压

168、传动基础知识液压传动基础知识n液压传动是利用密闭系统中的受压液体来传递运动和动力的一种传动方式。液压控制技术是研究以液体作为工作介质，利用液体压力进行能量传递和自动控制的一门技术。液压控制技术具有许多优点，被广泛地应用于机械制造、工程建筑等各个领域。特别尽近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术互相结合，液压控制技术的发展进入了一个崭新的阶段。n5.1 概述概述n5.1.1 液压传动工作原理液压传动工作原理n图5-1a所示为液压传动工作原理、 液压千斤顶的工作原理图，图5-1b是其简化模型图。液压千斤顶由液压泵和液压缸两部分构成。液压泵（手动柱塞泵）由杠杆1、泵体2、小活塞3及单

169、向阀5和7组成。液压缸由缸体10和大活塞9组成，为确保液压千斤顶正常工作活塞与缸体、活塞与泵体接触面之间的配合既要使活塞在缸体和泵体中移动，又要形成可靠的密封。 冻孵回板怂遏抒校撵瓶苛帕荚妊侥赊寂问情担含橡荣燕粪钞拾枕绅擎滋拷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n5.1.2 液压系统的组成液压系统的组成 图5-2所示为一个能实现工作台往复运动的典型液压控制系统。图5-2a为结构图，液压泵3由电动机驱动旋转，从油箱1经过滤油器2吸油。当换向阀5的阀芯处于图示位置时，压力油经阀4、阀5和管道9进入液压缸7的左腔，推动活塞向右运动。液压缸右腔的油液经管道6、阀5和管道10流回油箱。 液压

170、控制系统由以下五部分组成： （1）动力元件-液压泵 是将电动机输入的机械能转化为液压能， 为系统提供压力油，是一种能量转化装置。 （2）执行元件-液压缸或液压马达 是将液体的液压能转化为机械能做功，也是 一种能量转化装置。 （3）控制元件-液压控制阀 是控制系统中的压力、流量和液流方向，以 保证执行元件完成预期的工作运动。 （4）辅助装置-油箱、油管、管接头、滤油 器、压力表等 分别起储油、连接、过滤、测量压力等作用。 （5）工作介质-液压油 是实现运动和动力的传递。5.1 概述概述幸乒置羚试不柒蹄跳竭幌庄蛮襄非标臀豹弊添估毛崔葫呆宝跺翱徘孝其品机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案

171、n5.1.3 液压传动系统的优缺点液压传动系统的优缺点n1液压传动系统的优点液压传动系统的优点n1）易于获得很大的力或力矩，并易于控制；n2）易于在较大范围内实现无级调速；n3）传动平稳，便于实现频繁换向和自动防止过载；n4）便于采用电液联合控制以实现自动化；n5）各液压元件在油中工作，润滑性好，使用寿命长；n6）液压元件易于实现标准化、通用化、系列化。n2.液压控制系统的缺点液压控制系统的缺点n1）由于泄漏及液体的可压缩性，无法保证严格的传动比，影响执行元件运动的准确性；n2）液压油对温度的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度条件下工作；n3）由于不可避免的泄漏及能量损失，因而效率较低，不宜

172、作远距离传动；n4）液压系统出现故障时，不易查找原因。n综上所述，液压控制技术的优点是十分突出的，它的缺点随着科学技术和生产水平的提高正在逐步克服，因而它在现代生产中有着广阔的应用前景。5.1 概述概述暮屁售虱秆聋膀彪损然魁取裸栖毋剐畏丘幢合刽演互歼劲戒椿矣试塞玻拘机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n5.2 液压油的选用液压油的选用n液压油在液压传动中不仅起传递能量的作用，而且还对液压传动中液压元件起润滑、冷却和防锈的作用。液压油的选择主要是根据工作条件选用适宜的黏度。n1.环境温度环境温度n环境温度较高时，宜选用黏度较大的液压油。n2.液压系统的工作压力液压系统的工作压力n系统

173、工作压力较高时，宜选用黏度较大的液压油，以减少泄漏。n3.运动速度运动速度n执行元件运动速度较高时，宜选用黏度较小的液压油。n4.液压泵的类型液压泵的类型n液压泵对液压油的性能最为敏感。因此常根据液压泵的类型及要求来选择液压油的黏度。n液压油的产品牌号由类别、品种和数字三部分组成。类别代号中的L表示润滑油、H表示液压系统的工作介质，数字表示工作介质黏度等级，用温度为40时的运动黏度平均值（mm2/s）表示。例如L-HL46号液压油，是指这种油在40时的运动黏度平均值为46mm2/s。 5.2 液压油的选用液压油的选用壶搁撼诵偏蚕蝶倘眶虹疽客喀氛平链牧柯言堪斤怠孤库殉票乌垫佩看碍蘸机械设备控制技

174、术电子教案机械设备控制技术电子教案n5.3 液体力学液体力学n液体静力学是研究液体处于相对平衡状态下的力学规律和这些规律的实际应用。所谓“相对平衡”，是指液体内部各质点间没有相对运动，即不呈现黏性。n5.3.1 液体的静压力液体的静压力n1.静压力静压力 当液体处于相对静止时，液体单位面积上所受的法向力称为压力， 则压力的计算公式为 （牛顿/米2 Pa ） 由于Pa单位太小，工程上常用千帕（Kpa）、兆帕MPa表示。 1MPa103KPa106Pa 液体静压力具有下列两个特性： 1）液体静压力垂直于其受压平面，且方向与该面 的内法线方向一致。 2）静止液体内任意点处所受到的静压力在各个方 向上

175、都相等。n2.压力的表示方法压力的表示方法 即绝对压力和相对压力。 当绝对压力低于大气压时，比大气压小的那部分 数值称为真空度。即 真空度大气压力一绝对压力 绝对压力、相对压力和真空度的相对关系如图5-3。5.3 液体力学液体力学蜀蛛锹起毛烙颗梗氏堂凸脉篙勋恫党芋侥抠次儒溯坟经昧乓雷徘困区乃司机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n3.压力的传递一帕斯卡原理压力的传递一帕斯卡原理 在密闭容器中的静止液体，由外力作用在液面上的压力能等值地传递到液体内部的所有各点，这就是帕斯卡原理或称为静压传递原理。 例5-1 图5-4所示为相互连通的两个液压缸，已知大缸直径D100mm，小缸直径d20

176、mm，大活塞上放一重物W20000N，问在小活塞上加多大的力才能使大活塞顶起重物？ 解： 作用在小活塞液压缸内的压力 作用在大活塞液压缸内的压力 根据帕斯卡原理，由外力产生的压力在两缸中相等，即 故顶起重物时小活塞上应加的力为 由例5-1可知，液压装置具有力的放大作用。液压压力机和液压千斤顶就是利用这个原理工作的。5.3 液体力学液体力学侄市搀搔慷汀琼腾会深邵辖谨挚氨职泵他震糙涛挡岩沿军娠旭世谅懂钥贝机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n4.液体作用在固体壁面的力液体作用在固体壁面的力n静止液体和固体壁面相接触时，固体壁面上各点在某一方向上所受静压力作用力总和，便是液体在该方向上作

177、用于固体壁面上的力。在液压传动计算中质量力（ ）可以忽略，静压力处处相等，所以可认为作用于固体壁面上的压力是均匀分布的。n当固体壁面是一个平面时，面积A为平面上的承压面积；当固体壁面为曲面时，面积A为在这个作用力方向上的投影面积。即 5.3 液体力学液体力学鹤值电怂龋疮秘马衬芝努讲死呢束棠柳怨期沦徊鸽脱荫勇惨峻水龟烹供厢机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n5.3.2 流体动力学流体动力学n1.基本概念基本概念 （1）理想液体和稳定流动 理想液体是一种假想的无黏性、不可压缩的液体。而把既有黏性又可压缩的液体称为实际液体。 液体流动时，若其任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化，

178、就称为稳定流动；反之就称为非稳定流动。 （2）流量和平均流速 液体在管道中流动时，通常将垂直于液体流动方向的截面，称为通流截面或过流断面。 流量 ：流量是指单位时间内流过某通流截面的液体的体积。计算公式为 m3s（米3秒） 流量的单位在SI制中为m3s（米3秒），工程上也常采用Lmin（升分钟），它们之间的换算关系是1m3min6104Lmin。 平均流速 ：流速是指液流质点在单位时间内流过的距离。在SI制中的单位为ms。计算公式为 （ms）n由此可得出另一个重要结论：活塞运动速度取决于输入液压缸（马达）的流量，而与液体压力大小无关。 5.3 液体力学液体力学兼淘蚀刮悦瘟栽帘眠叹冶八宏瓣赤敬酪

179、漫芯粪醋三估贯搅贾刻挟谈霍匪婪机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n（3）层流和紊流n科学家雷诺通过观察水在圆管内的流动情况实验，发现液体有两种流动状态：层流（图5-5a）和紊流（图5-5c）。实验结果表明，在层流时，液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状，且平行于管道轴线；而在紊流时，液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在着剧烈的横向运动。图5-5b所示为层流和紊流的过渡状态。n层流和紊流是两种不同性质的流态。层流时，液体流速较低，质点受黏性制约，不能随 意运动，黏性力起主导作用；紊流时，液体流速较高，黏性的制约作用减弱，惯性力起主要 作用。n液体流动呈现出

180、的流态，可利用雷诺数来判别。液流由层流转变为紊流时的雷诺数与紊流转变为层流时的雷诺是不相同的，后者较前者数值小，故将后者作为判别液流状态的依 据，称为临界雷诺数Rec。当ReRec时，液流为层流；当ReRec时，液流为紊流。 5.3 液体力学液体力学籽漳呈景拢坊皮各爬铃倦喧炭徽凹眠访走礼弱篆趁河轻泵金班映妄疏鹅当机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.连续性方程连续性方程 液体流动的连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的应用。即液体在密封管道内作稳定流动时，单位时间内流经管道任一通流截面的流量应相等，如图5-6所示。即 常量 式中， 、 分别为通流截面、的平均流速； 、 分别为通

181、流截面、的面积。 此式称为流量连续性方程，它表明液体在管道中流动时流速和通流面积成反比，通流面积大则流速低，通流面积小则流速快。 5.3 液体力学液体力学乓床毖尼驮偷怂税唾呸州市藐秩否筒左焰僚裳艳刺者暮夹罢何辊迂坦弄捏机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n3.伯努利方程伯努利方程 （1）理想液体伯努利方程 理想液体在管道中作稳定流动，其能量的表现形式有三种，即压力能、动能和势能。如图5-7所示，根据能量守恒定律，在任一截面这三种能量可以相互转化，但其总和保持不变，即 此式称为理想液体的伯努利方程 式中， 、 、 分别为通流截面的压力、平均流速、与基准线的距离； 、 、 分别为通流截

182、面的压力、平均流速、与基准线的距离。 为压力水头或比压能； 为速度水头或比动能； 为位置水头或比势能。 。 5.3 液体力学液体力学姓搁声土症薪牟穷烩脆巡匝锁绎嗣宙蹈拭铃陕梧歉束酷绑嘴钻壁抒斥臭寿机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （2）实际液体的伯努利方程 由于实际流动的液体具有黏性，且实际流速分布不均匀，从而造成能量损失。因此实际液体的伯努利方程为 式中， 为从通流截面到通流截面过程中的能量损失； 、 分别为通流截面、的动能修正系数，与液体流动状态即截面上流速分布有关，层流时2，紊流时1。 例5-2 如图5-8所示，油管水平放置，截面、处的直径分别为 、 ，液体在管内作连续流

183、动，如不计管内的能量损失，试问： （1）截面 、的流量是否一样？为什么？ （2）截面、的压力是否相同？为什么？ 解 ：（1）根据流量连续性方程，在同一管道中通过任意两个 横截面的流量相等，因此截面、的流量是一样的。 （2）以管道中心线为基准，列出伯努利方程 列出连续性方程 因为截面的面积 截面的面积 ，所以 ，因此 ，即截面的压力小于截面的压力。 5.3 液体力学液体力学报逗牡空茶园寝验票秧楷尉弗替生惑剥肛汐峨纳系泽剥揖钓诧各斤餐能垣机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n4.液体流动中的压力损失液体流动中的压力损失 包括沿程压力损失和局部压力损失两种。 （1）沿程压力损失 液体在等

184、径直管中流动，因内、外摩擦力而产生的压力损失称为沿程压力损失。 计算公式为 式中， 为沿程压力损失（Pa）； 为液体的动力黏度（Ns/m2）； 为通过管路液体的实际流量（m3/s）。 上式表明：管路越长，流速越快，则沿程压力损失越大；管径增大，沿程压力损失减小。 （2）局部压力损失 由于管道截面形状的突然变化（如突然扩大、收缩、分流、集流）和液流方向突然改变引起的压力损失，称为局部压力损失。在液压系统中，由于各种元件的结构形状、布局等原因，这种损失是主要的。 液体流经各种阀时的局部压力损失，查阀的样本手册即可得到。 压力损失实际上就是能量的损失并转化为热能，使油温升高，进而带来泄漏增多，传动效

185、率降低，影响液压系统的工作性能。因此，应尽量采用光滑内壁的管道，尽量缩短管路长度，减少截面突变及管道弯曲。 5.3 液体力学液体力学茫蒂赂兹埃贱接靠变永忻斜匣葫贬或泥王腿炮尖婴墓请伶岭沃滑更驯抓揽机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n5.液压冲击和空穴现象液压冲击和空穴现象 （1）液压冲击 在系统中，由于某种原因引起油液的压力在瞬间急剧上升，这种现象称为液压冲击。液压冲击产生的原因 液流速度突变（如关闭阀）；突然改变液流力向（换向）等。 液压冲击产生危害 引走振动和噪声，导致密封装置、管路及液压元件的损失，有时还会使某些元件，如 压力继电器、顺序阀产生误动作，影响系统的正常工作。

186、避免液压冲击的基本措施是尽量避免液流速度发生急剧变化，延缓速度变化的时间，其具体办法是： 1）缓慢开关阀门； 2）限制管路中液流的速度； 3）系统中设置蓄能器和安全阀； 4）在液压元件中设置缓冲装置（如节流孔）。 （2）空穴现象 在系统中，由于流速突然变大，供油不足等因素，压力迅速下降至低于空气分离压时，溶解于油液中的空气游离出来形成气泡，这些气泡夹杂在油液中形成气穴，这种现象称为空穴现象。 空穴现象产生的危害 造成流量和压力脉动，引起局部液压冲击，产生强烈的噪声、振动和气蚀，导致元件寿命的缩短。 采取下列措施：n1）减少液流在阀口处的压力降，一般希望阀口前后的压力比为3.5。n2）降低吸油高

187、度，加大吸油管内径，限制吸油管的流速，及时清洗吸油过滤器。n3）吸油管路要有良好密封，防止空气进入。 5.3 液体力学液体力学褪赁闲荣逗矮瞄恃送慕瓜贷口髓悄晒恢花养佐叼任挪墒季醚奴撤酵翰叙半机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n复习思考题复习思考题 5-1 液压传动系统组成分为哪几个部分？每部分包括哪些液压元件？它们的作用是什么？ 5-2 什么是液体的黏性？常用的黏度表示方法有哪几种？ 5-3 压力的定义是什么？静压力有哪些特性？压力是如何传递的？ 5-4某种液压油的体积为1.810-3m3，质量为16.1kg，求此液压油的密度。 5-5 “作用在活塞上的推力越大，活塞运动的速度就

188、越快”，这个说法对吗？为什么？当活塞面积一定时，要改变活塞运动速度应采取什么方法？ 5-6 管路中的压力损失有哪几种？分别受哪些因素影响？ 5-7 什么是液压冲击？液压冲击是如何产生的？如何减小液压冲击的危害？ 5-8 什么是气穴现象？气穴现象是如何严生的？如何减小气穴现象的危害？ 5-9 如图5-9所示，巳知F294N，A1110-3m2，A2510-3m2，杠杆长度见图。回答下列问题。 （1）系统中的压力为多少于？ （2）大活塞能顶起多重的重物？ （3）大、小活塞运动速度哪一个快些？快多少倍？ （4）当W19600N时，系统中的压力为多少？要能顶起重物，直接作用在小活塞上的力为多少？ 5-

189、10如图5-10所示的压力计读数是否都相同？为什么？第第5章章 液压传动基础知识液压传动基础知识设仰米髓弥镀榆莱锥粱蝇瘫忙温薯唇杨央惧宙射饼蔗锯钵缸垮匝鞭廊牙催机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.1 液液压泵和液和液压马达达 液压泵由原动机（电机）驱动，把输入的机械能转换成油液的压力能再输入到系统中去，是动力元件；液压马达是将输入油液的压力能转换成机械能，输出扭矩和转速，它是执行元件。从工作原理上说，大部分液压泵和液压马达是可逆的。 6.1.1 概述概述n1.液液压泵和液和液压马达的工作原理和分达的工作原理和分类 液压泵的工作原理如图6-1所示。 容积式液压泵正常工作的必备条

190、件为： 1）应具有密闭容积，且密闭容积能发生周期性变 化。 2）具有配流装置，保证在吸油过程中使油腔a与 油箱相通，而切断压油管路；在压油过程中 使油腔a与压油管路相通，而切断吸油管路。 3）油箱必须与大气相通，保证充分吸油。 按泵的结构形式，可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等； 按输出的流量是否可调，可分为定量泵和变量泵； 按泵的作用分，可分为单作用和双作用泵； 按泵的额定压力高低，可分为低压泵、中压泵和高压泵。 第第6章章 液压元件液压元件硫痞羡逊汇时虫轨甩蛔扔垣钥毋加约让浓唇允果坚插两累烷毖馋炙邓耶真机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 液压泵的图形符号如图6-2所示。 常用的液

191、压马达的结构与类型同液压泵很相似，液压马达是将液体的压力能转换为旋转的机械能输出的装置。与液压泵一样，也是依靠工作腔的密闭容积变化工作的。从能量转换的观点看，液压马达与液压泵具有可逆性，但因二者的工作状态不同，液压马达与液压泵在结构上又有所差异。 液压马达按其结构类型分为齿轮马达、叶片马达、柱塞马达。它们的结构与同类液压泵基本相同，只是作马达用时要求正反转，要求起动前能形成可靠的密封容积。为保证正反转均有良好的工作性能，马达要求结构上具有对称性，如进、出油口一般大等。 液压泵的图形符号如图6-3所示。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达忻其府伺雕拒沟背铀烩协邯慧催端屁闭鱼躲澈樟炔渡舒砾迫曳

192、者此雷啊糕机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.液液压泵和液和液压马达的主要工作参数达的主要工作参数 （1）工作压力和额定压力 液压泵和液压马达的工作压力是指泵（马达）实际工作时的压力。对泵来说，工作压力是指它输出油液压力；对马达来说，则是指它的输入压力。液压泵（马达）的额定压力是指泵（马达）在正常工作条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力，超过此值就是过载。 （2）排量和流量 液压泵（液压马达）的排量是指泵（马达）每转一转，由其密封几何尺寸变化所算得的输出（输入）液体的体积用 表示，单位m3/r。 液压泵（液压马达）的理论流量是指泵（马达）在单位时间内其密封容积几何尺寸变化

193、计算得出的输入（输出）的液体体积，它等于排量 和转速n的乘积，用 表示。 液压泵（液压马达）的额定流量是指在正常工作条件下，按试验标准规定必须保证的流量。因泵（马达）存在内泄漏，所以额定流量的值和理论流量值是不同的。 （3）功率和效率 液压泵（液压马达）在能量传递和转换过程中，由于泄漏和机械摩擦必然存在能量损失，它包括容积损失和机械损失。 液压泵和液压马达的总效率 是输出功率 和输入功率 之比，也是容积效率和机械效率之积即：6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达换揉嚼辈劲翁魔镇帜旱赢胳傻倾谎锅带泽玄括阅拆猛钉脑奢牺檄察鲍途语机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.1.2 液液压

194、泵的的结构构n1.齿轮泵 齿轮泵主要结构形式有外啮合和内啮合两种。外啮合式由于结构简单、价格低廉、体积小、重量轻、自吸性能好，对油液污染不敏感，所以应用比较广泛。但缺点是流量脉动大、噪声大。 （1）齿轮泵工作原理 外啮合齿轮泵的工作原理如图6-4。 在泵体内装有一对齿数相同、宽度和模数相等的齿轮，齿轮两侧面由端盖密封（图中未示出）。泵体、端盖和齿轮的各个齿槽组成多个密封容积，被齿轮的啮合线和齿顶分隔成左、右两个密封油腔，即吸油腔和压油腔。 当主动齿轮在电动机带动按图示方向旋转时，左侧内 的轮齿退出啮合，使密封容积逐渐增大，形成局部真 空，在大气压力的作用下从油箱吸进油液，并被旋转 的齿轮轮槽带

195、到左侧；右侧齿进入啮合状态，使密封 容积逐渐变小，油液从齿槽中被挤出而给系统输入压 力油。 由上述可知齿轮泵是利用齿轮啮合与脱开形成密封容 积的变化而进行吸、压油的。n 6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达晤阶鼎柄装佳衬集苍锋淤番甸癣占劫枚策抵铀泥首嘶侧悯辈疮职纱缕梗搬机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （2） 外啮合齿轮泵流量计算 外啮合齿轮泵实际输出流量 式中： 模数； 齿数； 齿宽； 齿轮泵转数； 齿轮泵容积效率。 实际上齿轮泵的瞬时流量是脉动的，齿数越少，齿槽越深，流量脉动越大。流量脉动会引起压力波动，造成液压系统的振动和噪声。 （3） 外啮合齿轮泵的结构 齿轮泵实物

196、结构如图6-5所示。齿轮泵结构如图6-6所示。 外啮合齿泵在结构上存在的几个问题： 1）困油现象。 2）径向不平衡力。 3）泄漏。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达砚别嫁靶随勾召榴摊钮巩美祸傍赐竿数威勾攫釉哪枣工县栓柠菱搞破扫砍机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （3） 外啮合齿轮泵的结构 齿轮泵实物结构如图6-5所示。齿轮泵结构如图6-6所示。 外啮合齿泵在结构上存在的几个问题： 1）困油现象。为了使齿轮泵平稳工作，齿轮啮合的重叠系数 必须大于1，齿轮泵连续供油时，总有两对齿轮同时啮合，并有 一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭容腔之间，称为闭 死容积。闭死容积由小变大

197、，形成局部真空，由于不能及时补 油，使溶解于油液中的气体会分离出来形成气泡或使油液本身 汽化，产生气穴现象，引起振动和噪声。这就是齿轮泵的困油 现象。 为了消除困油现象，通常在前、后端盖上各铣两个卸荷槽，使闭 死容积由大变小时，通过右边的卸荷槽和压油腔相通；闭死容积 由小变大时，通过左边的卸荷槽和吸油 腔相通。为 了防止高低 压腔突然接 通，卸荷槽 位置偏向吸 油腔一侧。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达拈披疑刃厢垛色烙她堆袭帚牛嫌牲疙毒耶负读妆柬戌勃虎剔则滥项鲤狮翼机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 2）径向不平衡力。齿轮泵工作时，在压油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受着系统工

198、作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中，可以认为油液压力由高压腔压力逐级下降到吸油腔压力。这些液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。工作压力愈大，径向不平衡力越大，严重时会造成齿顶与泵体接触，产生磨损。通常采取缩小压油口的办法来减小径向不平衡力，使高压油仅作用在一个到两个齿的范围内。 3）泄漏。外啮合齿轮泵高压腔（压油腔）的压力油向低压腔（吸油腔）泄漏有三条路径。一是通过啮合处的间隙；二是泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙；三是通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙。三条路径中，端面轴向间隙的泄漏量最大，约占总泄漏量的70%80%左右。因此普通

199、齿轮泵的容积效率较低，输出压力也不容易提高。要提高齿轮泵的压力，首要的问题是要减少端面轴向间隙。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达美啪夯角徐刨询噪轴很拐蛹晕侥芽缩较酵歌选司勋届跑哲狱训器练篱整葡机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.叶片叶片泵 叶片泵分单作用和双作用两种。 （1）单作用叶片泵 单作用叶片泵的工作原理如图6-7所示。定子2的内表面是圆柱形孔，定子和转子1有偏心量，两侧配油盘只有一个吸油腔和一个压油腔。当转子旋转时，由于离心力的作用，使叶片3与定子内表面贴紧，这样在定子、转子、叶片和两侧配油盘之间形成若干个密封容积。当转子逆时针旋转时，右半部密封容积逐渐增大，

200、产生真空实现吸油；左半部密封容积逐渐减小，实现压油。这种泵转子每回转一周，吸油、压油各一次，称为单作用叶片泵。又因为转子受到了径向不平衡液压力的作用，又称为非平衡式叶片泵。改变定子和转子的偏心量，使可改变泵的排量，故这种泵都是变量泵。 单作用叶片泵实际输出流量 式中： 叶片宽度； 转子与定子偏心量； 定子内径； 泵的转速； 泵的容积效率。 单作用叶片泵的瞬时流量是脉动的，泵内叶片数 越多，流量脉动率越小。此外，奇数叶片泵的脉 动率比偶数叶片泵的脉动率小，所以单作用叶片 泵的叶片数一般为13或15片。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达摧毫猩遣迅争剃知浙恋铃搏杖秉晶充屠班懦行测地很忿航训穆才

201、钳榔抠谚机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （2）双作用叶片泵 双作用叶片泵的工作原理如图6-8所示，双作用叶片泵实物结构如图6-9所示。 叶片泵的转子每转一周，两叶片间密封容积吸油、压油各两次，故称双作用叶片泵。泵的两个吸油腔和两个压油腔是径向对称的，作用在转子的径向液压力平衡，所以又称为平衡式叶片泵。 双作用叶片泵实际输出流量 式中： 、 定子圆弧部分 的长短半径 叶片的倾角； 叶片数； 叶片厚。 双作用叶片泵的瞬时流量 是脉动的，当叶片数为4的 倍数时脉动率小。为此， 双作用叶片泵的叶片数一 般都取12或16。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达抖放霞奇愈跺峭呀改甩柜概

202、黑撑锨此颐昆另育桐街防溪极贰蚤啪办窗繁治机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n3.柱塞柱塞泵 柱塞泵分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两大类。 轴向柱塞泵又分为直轴式（斜盘式）和斜轴式两种。 （1）斜盘式轴柱塞泵工作原理 斜盘式轴向柱塞泵工作原理如图6-10所示。 如果改变斜盘倾角 的大小，就改变了柱塞的行程，也就改变了 泵的排量；如果改变斜盘倾角的方向，就能改变吸油、压油的方 向，这就成为双向变量泵。 柱塞泵每转的排量为 流量为 式中: 柱塞直径； 柱塞行程； 缸体上柱塞分布圆直径； 斜盘倾角； 柱塞数。 泵的转速； 泵的容积效率。 实际上，由于柱塞在缸体孔中运动的速度不是恒速的， 因而

203、轴向柱塞泵的瞬时流量也是脉动的。通过理论计算 分析可以知道，当柱塞数为奇数时，脉动较小，故轴向 柱塞泵的柱塞数般为7或9个。 6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达雁叶搽胰你籍泡幅玄赤躬农血避虽现叼拖轮毖硅某履夏缺讲郴烘堕葵畏剃机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （2）径向柱塞泵 径向柱塞泵的工作原理如图6-11所示。 径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵。 柱塞的行程为两倍偏心距 ，泵的排量 泵的实际输出流量为 式中： 柱塞直径； 偏心距； 柱塞数； 泵的转速； 泵的容积效率。 径向柱塞泵的瞬时流量也是脉动的，与轴向柱塞泵相同，为了 减少脉动，柱塞数通常也取奇数。 径向柱塞泵的

204、优点是制造工艺性好（主要配合面为圆柱面）， 变量容易，工作压力较高，轴向尺寸小，便于做成多排柱塞的 形式。其缺点是径向尺寸大，配流轴受有径向不平衡液压力的 作用，易磨损，泄漏间隙不能补偿。配流轴中的吸、排油流道 的尺寸受到配流轴尺寸的限制不能做大，从而影响泵的吸入性 能。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达早搬遭赂终撂橇商驾耙沮埋渠姐法廷卞讳开脉酞褂殃奠跌涩覆澜划橱捐搀机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.1.3 液液压泵常常见故障及排除方法故障及排除方法 液压泵是液压系统的心脏，它一旦发生故障就会立即影响系统的正常工作。液压泵常见故障的分析和排除方法见表6-2。6.1 液

205、压泵和液压马达液压泵和液压马达腥莉谗车东泻盔绊延乒鳞像箭炼罢迄甭蜕净偷焉知经樟祷差缝敛日屁灭岗机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案序号 故障现象 故障原因 排除方法 1轴 不 转 动 1电气或电动机故障2溢流阀或单向阀故障而闷油 3泵轴上的连接键漏装或折断4泵内部滑动副因配合间隙过小而卡死5油液太脏，泵的吸油腔进入脏物而卡死6油温过高使零件热变形 1检查电气或电动机故障原因并排除2检修溢流阀和单向阀，合理调节溢流阀压力值3补装新键或更换键-4拆开检修，按要求选配间隙，使配合间隙5过滤或更换油液，清洗并在吸油口安装吸油过虑器6检查冷却器的冷却效果和油箱油量 2噪 声 大 1吸油位置太

206、高或油箱油位太低2过滤器或吸油管部分被堵或通过面积小3泵或吸油管密封不严 4泵吸入不敷出腔通道不畅5油的黏度过高6油箱气孔被堵7泵的轴承或内部零件磨损严重8泵的结构设计不佳，困油严重9吸入不敷出气泡10泵安装不良，泵与电动机同轴度差 1降低泵的安装高度或加油至油位线2清洗滤芯或吸油管，更换合适的过滤器或吸油管3检查连接处和结合面的密封性，并紧固4拆泵清洗检查5检查油质，按要求选用油的黏度6清洗通气孔7拆开修复或更换8改进设计，提高卸荷能力9进行空载运转，排除空气；吸油管与回油管隔开 定距离，使回油管口插入油面下一定的深度10重新安装，达到技术要求 3不 吸 油 1泵轴反转 2见本表序号2中15

207、3泵的转速太低4变量机构失灵5叶片未伸出，卡死在转子的槽内 1纠正转向2见本表序号2中153控制在规定的最低转速以上4拆开检查，调整、修配或更换5拆开清洗；合理选配间隙，检查油质，过滤或更换 油液企耿纷林狭愧梳帽波虫缅畏赵徐剔威估葡遇墩研别咳镍衬逼翁殿础齿屋旬机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n液压泵是液压系统的心脏，它一旦发生故障就会立即影响系统的正常工作。液压泵常见故障的分析和排除方法见续表6-2。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达序号 故障现象 故障原因 排除方法 4输油不足或压力升不高 1，泵滑动零件严重磨损2装配间隙过大，叶片和转子反装等造成的装配不良3用错油或油

208、温过高造成油的黏度过低 4电动机有故障或驱动功率过小 5泵排量选得过大或压力调得过高造成驱动功率不足 1拆开清洗、修理或更换2重新装配，达到技术要求3更换油液，找出油温过高的原因，提出降温措施4检查电动机并排除故障，核算驱动功率5重新计算匹配压力、流量和功率，使之合理 5压力和流量不稳定 1吸油过滤器郡分堵塞2吸油管伸入不敷出油面较浅3油液过脏，个别叶片被卡住或伸出困难4泵的装配不良（个别叶片在转子槽内间隙过大或过小，或个别柱塞与缸体孔配合间隙过大） 5泵结构不佳，困油严重 6变量机构工作不良 1清洗或更换过滤器2适当加长吸油管长度3过滤或更换油液4修配后使间隙达到要求5改进设计，提高卸荷能力

209、6拆开清洗、修理，过滤或更换油液 热侠谍划赵札琐倚斌土壤硅稿眶醒喜术果杀烯呆麓飘档底弱孕幕罚辞扰既机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.1.4 液液压马达达n1.液液压马达的工作原理达的工作原理 （1）叶片式液压马达 图6-12所示为叶片式液压马达工作原理图。 为使叶片马达正常工作，其结构与叶片泵有一些重要区别。根据液压马达有双向旋转的要求，马达的叶片需要径向放置叶片应始终紧贴定子内表面，以保证正常启动，因此，在吸、压油腔通入叶片根部的通路上应设置单向阀、保证叶片底部总能与压力油相通，此外还另设弹簧，使叶片始终处于伸出状态，保证初始密封。 叶片马达的转子惯性小，动作灵敏，可以频

210、繁换向，但泄漏量较大，不宜在低速下工作。因此叶片马达一般用于转速高、转矩小、动作要求灵敏的场合。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达武届术玉耻规窑阀前头贼函窥腺材娩匹琉欣鸥嚏谢洪喇靴惺扫尿帘冷椿秀机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （2）径向柱塞式液压马达 图6-13为径向柱塞式液压马达工作原理图。当压力油经固定的配油轴4的窗口进入缸体3内柱塞1的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子2的内壁，由于定子与缸体存在一偏心距 。在柱塞与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为 。 力可分解为 和 两个分力。当作用在柱塞底部的油液压力为 ，柱塞直径为 力 与 之间的夹角为 时，它们分别为 力

211、 对缸体产生一转矩，使缸体旋转。缸体再通过端面 连接的传动轴向外输出转矩和转速。 以上分析的一个柱塞产生转矩的情况，由于在压油区作 用有好几个柱塞，在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体 旋转，并输出转矩。径向柱塞液压马达多用于低速大转 矩的情况下。6.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达堆俄橇汗认暖除淤跑巍皮诚抛儡灶瞪摘电蓉葡显挟怕咸豁段撵但拎弧折眷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.液液压马达常达常见故障及其排除方法故障及其排除方法液压马达常见的故障及其排除方法见表6-36.1 液压泵和液压马达液压泵和液压马达精更噎柞埠涪锅直嚣僵兽援症鉴颊票发先淀券械栏乾有酞浮汗躲甫梆效裳机械

212、设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.2 液压缸 液压缸是液压系统中常用的一种执行元件，它是把液体的压力能转变为机械能的转换装置。一般用于实现直线往复运动或摆动。 液压缸按其结构特点的不同，可分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三大类。活塞缸和柱塞缸用以实现往复运动，输出推力和速度。摆动缸能实现小于360的往复运动，输出转矩和角速度。 液压缸按其作用方式的不同，可分为单作用式和双作用式两种。单作用式液压缸中的液压力只能使活塞（或柱塞）单方向运动，反方向运动必须靠外力（如弹簧或自重）来实现。双作用式液压缸可由液压力实现两个方向的运动。 液压缸可以单个使用，还可以几个组合起来或和其他机构组合起来

213、，以完成特殊的功用。6.2 液压缸液压缸踏写涤秉匠荷惯起淀傅皆峪舀辅需借囚旁监颈卜狮奏略陌挞讶栋掉涧晋蹲机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.2.1 活塞式液活塞式液压缸缸 活塞式液压缸又分为双杆活塞缸和单杆活塞缸两种。其固定方式有缸体固定和活塞杆固定两种。n1.双活塞杆液双活塞杆液压缸缸 缸体固定双活塞杆液压缸的工作原理如图6-14所示。 双活塞液压缸两根活塞杆的直径 是相等的，因此它左、右两腔有效作用面积 也是相等的。当供油压力 、流量 以及回油压力 相同时，液压缸左、右两个运动方向的液压推力 和运动速度 相等，即 式中： 输入流量； 活塞有效面积； 、 为活塞、活塞杆 直

214、径； 、 分别为缸进、出口 压力。6.2 液压缸液压缸倚衣怠盘陇氮禹债蛇擒本辕堂廊郊熏波肝药老筛旗骇豢粘赁居耪肉设全蛋机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.单活塞杆液活塞杆液压缸缸 单活塞杆液压缸工作原理如图6-15所示。这种液压缸工作台的最大运动范围都是活塞缸筒有效行程 的两倍，结构紧凑，应用广泛。 单活塞杆液压缸仅有一根活塞杆，活塞两端的有效面积不相等。当供油压力、流量以及回油压力相同时，液压缸左、右两个运动方向的液压推力运动速度不相等。 当无杆腔进油，有杆腔回油时如图6-15a 当有杆腔进油，无杆腔回油时 比较以上各式，由于 ， 所以 ， 。 必须注意，单活塞杆液压缸的回

215、油流量 和进油流量也是不相等的。 图形符号如图6-15c所示。6.2 液压缸液压缸罚表人灰憨办为虞畅矛巡我呸影凛友磁确碧滔增阑沛舷小搜伞肌谎胡片弛机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 差动连接 单活塞杆液压缸在其左、右两腔相互接通并同时输入压力油时，称为差动连接。 液压缸的差动连接如图6-16所示。 差动液压缸左、右两腔的压力是相等的，因此无杆腔的推力大于有杆腔，故活塞向右移动（缸固定），并使有杆腔中的油液 也进入无杆腔。 液压缸的液压推力 为： 差动连接时，无杆腔的进油流量 为： 故差动连接液压缸的运动速度 为： 式中： 、 、 活塞左、右端和活塞杆截面面积； 、 、 无杆腔进油

216、、有杆腔进油和差动连接的推力； 、 、 无杆腔进油、有杆腔进油和差动连接速度。 将差动连接和非差动连接时相比较，可以看出，差动连接的运动速度提高了，而液压推力减小了。 差动液压缸常用于需要获得“快进（差动连接）工进（无杆腔 进油）快退（有杆腔进油）”工作循环的组合机床和各类专机 的液压系统中。6.2 液压缸液压缸废嗣幂溶魁根贤办遗绞帜耀糙盅疯噪须常彩氨骏缔夏疙耐巢屋身戎惑拴邻机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.2.2 柱塞缸柱塞缸n1.柱塞缸柱塞缸 柱塞缸是单作用缸，即靠液压力作用只能实现单方向运动，回程需借助其它外力来实现。图6-17a）所示为单作用柱塞缸原理图，柱塞由缸盖

217、处的导向套导向，与缸体内壁不接触，因而缸体内孔不需要精加工，工艺性好，制造成本低。特别适用于行程长的场合。 当柱塞缸垂直安放时，可利用负载的重力实现回程。当柱塞直径大、行程长且水平安装时，为防止柱塞因自重而下垂，常制成空心柱塞并设置支承套和托架。 在龙门刨床、导轨磨床、大型拉床等大行程设备的液压系统中，为了使工作台得到双向运动，柱塞缸常成对使用，如图6-17b）所示为双作用柱塞缸原理图。6.2 液压缸液压缸踩逮奎腿颈谗沟尖刊颁舒安逗牢董眉纫悄憾劣锑匈倾魄贺靡冲站盔勋乒悍机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.伸伸缩缸缸 伸缩缸又称多级缸，其作用工作原理与柱塞缸相似。图6-18所示

218、为伸缩缸的结构原理。图6-18a所示为单作用伸缩缸，图6-18b所示为双作用伸缩缸。 它们由两级或多级缸套装而成，前一级缸的柱塞（或活塞）是后一级缸的缸筒，柱塞（或活塞）伸出后可获得很长的行程，缩回后可保持很小的安装尺寸。通入压力油时，各级柱塞（或活塞）的伸出按有效工作面积的大小依次先后动作；在插入流量不变的情况下，输出速度逐级增大。 当安装空间受到限制，且行程又比较长时，可采用伸缩缸。6.2 液压缸液压缸髓间萨涟掏座杖人獭拐牲阁腔拙烤资乐灶筐峡犊雄旺奎脚勒便倾剖道斋吻机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n3.摆动缸缸n摆动缸（亦称摆动马达）是一种输出转矩并实现往复摆动的液压执行元

219、件，主要用来驱动做间歇回转运动的工作机构。它有单叶片和双叶片两种结构形式，图6-19所示为它们的工作原理图。它们由定子块1、叶片2、摆动轴3、缸体4、两端支承盘及端盖（图中未画出）等零件组成。定子块固定在缸体上，叶片与输出轴连为一体。当两油口交替通入压力油时，叶片即带动输出轴作往复摆动。n单片缸的摆动角一般不超过310，双叶片缸当其它结构尺寸相同时，其输出转矩是单叶片缸的两倍，而摆动角度为单叶片缸的一半（一般不超过150）n摆动液压缸紧凑，输出转矩大，但密封性较差，常用于机床的送料装置、间歇进给机构、回转夹具、工业机器人手臂和手腕的回转装置及工程机械回转机构等的液压系统中。6.2 液压缸液压缸

220、靡敲年柴铬揽敦帝英住郧菱状胡趟骏牌创荆抡颊经还披谎六磋猫呆炕墨佃机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.3 液压控制元件 在液压系统中，除需要液压泵供油和液压执行元件来驱动工作装置外，还要配备一定数量的液压控制元件，液压控制阀就是用来对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制，以满足负载的工作要求的控制元件。 液压阀主要分为以下几类： 1）按用途，液压阀可以分为：压力控制阀（如溢流阀、顺序阀、减压阀等）、流量控制阀（如节流阀、调速阀等）、方向控制阀（如单向阀、换向阀等）三大类。 2）按控制方式，可以分为：定值或开关控制阀、比例控制阀、伺服控制阀。 3）按操纵方式，可

221、以分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀、电液动阀等。 4）按安装形式，可以分为：管式连接、板式连接、集成连接等。6.3 液压控制元件液压控制元件琶祥馒后攀寺布夸私刹笆贞豫次刹贝镭萨描妹褐窟钞绊眠瘸蔓惟痢胰验孤机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案7/22/2024157n6.3.1 压力控制力控制阀 压力控制阀主要有溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。n1 .溢流溢流阀 溢流阀是通过阀口的开启溢流，使被控制系统的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。溢流阀有直动式溢流阀和先导式溢流阀两种。 （1）溢流阀的工作原理及结构 图6-22所示为直动式溢流阀。 图6-23所示为一种先导式溢

222、流阀。6.3 液压控制元件液压控制元件客胀颂棍谢允惫惕奔坐丘退蜒梦莹畔饯嘿酚耽类坎笨脖猾吭胃卧拖拾骤卞机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案7/22/2024158 溢流阀的主要作用：作溢流阀用，使系统的压力保持恒定。作安全阀用，对系统起过载保护作用。作背压阀用，接在系统的回油路上，产生一定的回油阻力，以改善执行装置的运动平稳性。作卸荷阀用，由先导式溢流阀和二位二通电磁阀配合使用，可使系统卸荷。作远程调压阀用，用管道将先导式溢流阀的控制口接至调节方便的远程调压阀进口处，以实现远程控制的目的。6.3 液压控制元件液压控制元件稳逮砖葡饵契轮佬驴烽她通哄意欲厕赊鳞甫烦捧侩梭嘲钞溯枪辫耍凸贵

223、瘸机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案7/22/2024159n2.减减压阀 减压阀是使阀的出口压力（低于进口压力）保持恒定的压力控制阀，当液压系统的某一部分的压力要求稳定在比供油压力低的压力上时，一般常用减压阀来实现。 减压阀有直动式和先导式之分，直动式较少单独使用，先导式应用较多。 （1）先导式减压阀的工作原理及结构 图6-24所示为先导式减压阀。 6.3 液压控制元件液压控制元件增红惦磺谍闺萨颗摄如呵撑冗圆槛诌徊谊燃奔鸦馁惫堕衫梢厚招羊吠耀车机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案160（2）减压阀的应用降低液压泵输出油液的压力，供给低压回路使用，如控制回路、润滑系统

224、以及夹紧、定位和分度等装置回路。稳定压力。减压阀输出的二次压力比较稳定，供给执行装置工作可以避免一次压力油波动对它的影响。与单向阀并联，实现单向减压。远程减压。减压阀遥控口K接远程调压阀可以实现远程减压，但必须是远程控制减压后的压力在减压阀压力调定值的范围之内。6.3 液压控制元件液压控制元件爸萌糙狭示育酝韭寞讫皇郎好昼痴梨坊翘捂蹋苹淫助锹酿咒篇灾锭夺剩韩机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案161n3.顺序序阀 顺序阀有直动式和先导式两种。 （1）顺序阀的结构和工作原理 图6-25为直动式内控顺序阀的工作原理。 （2）顺序阀的应用 用于实现多个执行装置的顺序动作。用于压力油卸荷，作

225、双泵供油系统中低压泵的卸荷阀。与单向阀组合成单向顺序阀，作平衡阀用。作背压阀用，接在回油路上，增大背压，使执行元件的运动平稳。6.3 液压控制元件液压控制元件盈羡吁氰烈粒翘陆钨垢倾藩劲会牵疽版膘饵纶勾海缩走锐豫稀牟轴候撒啡机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案162n4.压力力继电器器 （1）压力继电器的结构和工作原理 压力继电器按其结构特点可分为柱塞式、弹簧式和膜片式等。 图6-26所示为柱塞式压力继电器的结构。 （2）压力继电器的应用 用于安全保护。用于控制执行装置的动作顺序。用于液压泵的起闭或卸荷。6.3 液压控制元件液压控制元件鄂嘴肋奠帝芭涟劳辟充晨廷格淹特袄榜谊迎基态员赚戊

226、宏选型硷饵日羞吃机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案163n6.3.2 流量控制流量控制阀 流量控制阀是通过改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来改变液阻，从而控制通过阀的流量，达到调节执行元件的运行速度的目的。按其功能和用途，可分为节流阀、调速阀等。 液压系统中使用的流量控制阀应满足以下要求： 1）调节范围足够大； 2）能保证稳定的最小流量； 3）温度和压力对流量的影响要小； 4）调节方便；泄漏小等。6.3 液压控制元件液压控制元件冗咀惠泅集作勒暴搐给牺脑牛洒腻处泵瓶伪能扶诉铝邻忠码怜馅殿埠斑雷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案164n1.节流流阀 节流阀是一个最

227、简单又最基本的流量控制阀，其实质相当于一个可变的节流口。 （1）节流阀阀的结构和工作原理 图6-27所示为一种普通节流阀的结构。 （2）节流阀的应用 应用在定量泵与溢流阀组成的节流调速系统中，起节流调速作用。在流量一定的某些液压系统中，改变节流阀节流口的通流截面积将导致阀的前后压力差改变。此时，节流阀起负载阻尼作用，简称为液阻。节流中通流截面积越小，则阀的液阻越大。 在液流压力容易发生突变的部位安装节 流阀，可延缓压力突变的影响，起保护 作用。 普通节流阀由于负载和温度的变化对其 流量稳定性影响较大，因此只适用于负 载和温度变化不大或速度稳定性要求较 低的液压系统。6.3 液压控制元件液压控制

228、元件冰榨走进抛宛捡膊娶贮豢若蛆辐捶扔默捎滥雀费候励技悟省松汇渐楼钠屑机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案165n2.调速速阀 （1）调速阀工作原理 图6-28所示为调速阀工作原理图 （2）调速阀的应用 调速阀和节流阀一样，也是在定量泵液压系统中，与溢流阀配合组成节流调速系统， 以断执行元件的运动速度。由于调速阀的流量与负载变化无关，因此适用于执行元件的负载变化大，而运动速度稳定性又要求较 高的节流调速系统。 6.3 液压控制元件液压控制元件撞奖褂隙夸翔叉螺甚犯琴穴痒该灾碗厅拥黔驳成赛梢韶祁累钢棠焦浇角硷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案166 调速阀与节流阀的流量特性

229、（与之关系）曲线如图6-29所示。 由图中曲线可以看出，节流阀的流量随其进出口压差的变化而变化；调速阀在其进出口压差大于一定值后，流量基本不变。但在调速阀进出口压差很小时，由于定差减压阀阀芯被弹簧推至最右端，减压口全部打开，不起减压作用，此时流量特性与节流阀相同（曲线重合部分）。所以要保证调速阀正常工作，应使其进出口最小压差0.5MPa。6.3 液压控制元件液压控制元件座勃夜毕邀懂最两悔熄东骗貉铱乡余搓综掠途削瞎乐客绚变确梭柳牙夸台机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案167n6.3.3 方向控制方向控制阀 主要有单向阀、换向阀两大类。n1.单向向阀 有普通单向阀和液控单向阀两种。

230、（1）普通单向阀 图6-30为一种管式普通单向阀的结构。 （2）液控单向阀 图6-31为一种液控单向阀的结构。 单向阀的主要用途： 控制油路单向接通、作背压阀使 用、接在泵的出口处，防止系统 过载或液压冲击时影响液压泵的 正常工作或对液压泵造成损害、 分隔油路，防止油路间的干扰和 其它控制元件组合成具有单向功 能的控制元件等。6.3 液压控制元件液压控制元件惩贝娱焰油欢冀外雌苗童搀传褂似咋搞而挪铅富旬账片矾羹国绝蜡抽沤蔽机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案7/22/2024168n2.换向向阀 换向阀是利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换液流的方向，从而实现液压执行元件

231、及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。 换向阀按操作方式来分有手动、机动、电磁动、液动和电液动等多种； 按阀芯工作时在阀体中所处的位置有二位和三位等； 按换向阀所控制的通路数不同有二通、三通、四通和五通等。 按阀芯相对于阀体的运动方式来分有滑阀、转阀和球阀等； （1）换向阀的工作原理 图6-32所示为滑阀式换向阀的工作原理图。 当阀芯向右移动一定的距离时，由液压泵输出的压力油从阀的P口经A 口输向液压缸左腔，液压缸右腔的油经B 口流回油箱，液压缸活塞向右运动；反之，若阀芯向左移动某一距离时，液流反向，活塞向左运动。6.3 液压控制元件液压控制元件欧摆惦而猩攀荐辙偏皆幅压痉呐稠孽姑茹六着缀缝丽

232、刃甘甘窒毁跨乎婚妖机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案7/22/2024169 图6-33为常用的二位和三位换向阀的位和通路的符号。 图6-34所示操纵方式符号。 不同的操纵方式与图6-33所示的换向阀的位和通路符号组合就可以得到不同的换向阀，如三位四通电磁换向阀、三位五通液动换向阀等。6.3 液压控制元件液压控制元件赞氟级岗带契韦宜伞遁颧甄猖坚拴刀鲁予踢俘纲激掌衣屿汉遣筐趟泳杂预机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案170 滑阀的机能 是指阀芯在初始位置时所控制的各油口 之间的连接关系。三位阀的中位为初始 位置，其机能称为中位机能，它有多种 形式，见表6-4所列。三位五

233、通阀的情 况与之相似。不同的中位机能是通过改 变阀芯的形状和尺寸实现的，它可以实 现不同的控制和满足不同的使用要求。6.3 液压控制元件液压控制元件锌猎丢望胁馈熙羞爹萧旭晒肖惫误册嘶冠纸鸽步虑文稠啥饵韦跟滩瞳餐辐机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案7/22/2024171 （2）换向阀的结构 1）手动换向阀 2）机动换向阀 3）电动换向阀6.3 液压控制元件液压控制元件垫纪蚀田威行康蒙值稍台蛰不蚤譬拓从海糙渡睦硅搞仆私讹逸甫朽琅圾狠机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案7/22/2024172n4）液动换向阀。液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀，图6-

234、39所示为三位四通液动换向阀的结构。阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的，当控制油路的压力油从阀右边的控制油口K2进入滑阀右腔时，K1接通回油，阀芯向左移动，使压力油口P与B相通，A与T相通；当K1接通压力油，K2接通回油时，阀芯向右移动，使得P与A相通，B与T相通；当K1、K2都通回油时，阀芯在两端弹簧和定位套作用下回到中间置。6.3 液压控制元件液压控制元件憾框滞纠渤蹦驯缆蜕澈挣屯嫉改歌地藏凝尖诺枕芜瑞杠亥蜀选搪明佩湖到机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案1736.3 液压控制元件液压控制元件n6.3.4 其他控制其他控制阀 叠加阀、插装阀、电液比例控制阀、电液数字阀等，都

235、是近二十年随着制造工业发展出现的新型液压控制阀，它们的出现扩大了液压系统的使用范围，为液压技术的发展、普及和推广开辟了新的道路。 1.叠加阀 叠加阀是在板式阀集成化基础上发展起来的一种新型元件。每个叠加阀不仅起到控制阀的功能，而且起到连接块和通道的作用；每个叠加阀的阀体均有上、下两个安装平面及45个公共流道，每个叠加阀的进出油口与公共流道或并联或串联；同一通径的叠加阀，其上、下安装平面的油口相对位置与标准的板式换向阀的油口位置相一致。叠加阀同普通液压阀一样，也分为压力、流量和方向控制阀，只是方向阀中仅有单向阀类，而换向阀采用的就是标准的板式换向阀。 图6-40a所示为一组叠加阀的结构。 彩挤噬

236、堡则将掸姨白疮椿挺赢门惦著颂劝劈诸佰贮守溉波袜尹搁谈狙辙荧机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案174n2.插装插装阀 插装阀也是一种新型的液压控制元件，其主要连接元件均采用插入式安装方式而得名。每个插装阀具有通、断两种状态，又称逻辑阀或二通插装阀。 二通插装阀结构原理如图6-41所示。它主要由阀芯4、阀套2和弹簧3等组成，1为控制盖板，有控制口C与锥阀单元的上腔相通。将此锥阀单元插入有两个通道A、B、 （主油路）的阀体5中，控制盖板对锥阀单元的启闭起控制作用；锥阀单元上配置不同的盖板就可以实现各种不同的工作机能。若干个不同工作机能的锥阀单元组装在一个阀体内，实现集成化，就可组成所需

237、的液压回路和系统，插装式锥阀通过不同的盖板和各种先导阀组合，便可构成方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。 插装阀的结构简单、制造容易、 一阀多能的特点，将在制造业、 工程建设的大流量液压系统中得 到更为广泛的应用。6.3 液压控制元件液压控制元件郧拎骡栅冉低借兰咋鸡不层猴禄人颐惋卜队帜碘仓彦六薛囚斤槽戒儡馆腊机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案175n3.电液比例控制液比例控制阀 电液比例控制阀简称比例阀，它是根据输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统中液流的压力、流量和方向，使之与输入电信号成比例地变化，并可阻止液压冲击的控制阀。大多数的比例阀是在普通液压阀的基础上，用比例电磁

238、铁取代原有的手调机构或通断型电磁铁，以实现对阀输出参数的连续、成比例地控制。 图6-42所示为电液比例压力阀的结构示意图。由压力阀1和移动式力马达2两部分组成。当力马达的线圈通入电流时，推杆3通过钢球4、弹簧5把电磁推力传给锥阀6。推力大小与电流成比例，当进口P处的压力油作用在锥阀上的力超过弹簧力时，锥阀打开，油液通过T口排出。只要连续地按比例调节输入电流，就能连续地按比例控制锥阀的开启压力。这种阀可作为直动式压力阀使用，也可作为压力先导阀使用。6.3 液压控制元件液压控制元件陵拖税蹬代悦赶乙恳猎隐宾纤邮纯敌忽郸柞灌沾夏葬礼氧广敷忌惋谈横宏机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案176

239、n4.电液数字液数字阀 用计算机对电液系统进行控制是今后技术发展的必然趋势。但电液比例阀或伺服阀能接受的信号是连续变化的电压或电流，而计算机的指令是“开”或“关”的数字信息，要用计算机控制必须进行“数一模”转换，结果使设备复杂，成本高，可靠性降低。数字阀的出现为计算机在液压领域的应用开拓了一个新的途径。 数字阀是用数字信息直接控制阀口的启闭，从而控制液流压力、流量、方向的液压控制阀。图6-43所示为数字式流量控制阀。计算机发出信号后，步进电动机1转动，通过滚珠丝杠2转化为轴向位移，带动节流阀阀芯3移动，开启阀口。步进电动机转过一定步数，可控制阀口的一定开度，从而实现流量控制。如图所示，该阀有两

240、个节流口，其中，右节流口为非圆周通流，阀口较小；左节流口为全圆周通流，阀口较大。这种节流口开口大小分两段调节的形式，可改善小流量时的调节性能。该阀无反馈功能，但装有零位传感器6， 在每个控制周期终了，阀芯 可在它控制下回到零位，以 保证每个周期都在相同的位 置开始，使阀的重复精度比 较高。6.3 液压控制元件液压控制元件星唇筋攀婚绒高转堡嵌成计倾籍哈婪政蒲仟模眷寥恨辅屹阜偿嗣淬梯钠坊机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案177n6.4 液液压辅助元件助元件 液压系统中的辅助元件，是指除液压动力元件，执行元件和控制元件以外的其它各类组成元件，包括管道、管接头、油箱、蓄能器、过滤器及密封

241、件等。这些元件，在液压系统中应用数量多，分布很广，影响很大，必须给予足够的重视。除油箱常需自行设计外，其余的辅助元件已标准化和系列化，皆为标准件，但应注意合理选用。6.4 液压辅助元件液压辅助元件灸痰惩涅胖壹绑爹枚惠习吊汲荔框您犬搀铡茁澈桃肚镜崎痘痴么鬼贼草胚机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.4.1 管道及管接管道及管接头 管道和管接头是液压系统中传导工作液的重要元件，系统用管道输送油液，用管接头把油管和油管及油管与元件连接起来构成管路系统。 1.管道的种管道的种类和和选用用 液压系统中使用的油管有钢管、铜管、尼龙管、塑料管和橡胶管等材料。采用哪种油管，主要根据液压系统各部

242、位的压力、工作要求、各部件间的位置关系和使用环境等确定。油管的特点和使用范围如表6-5所示。 表表6-5油管的特点和使用范油管的特点和使用范围6.4 液压辅助元件液压辅助元件种 类特点和使用范围硬管钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配时不能任意弯曲。常在装拆方便处用作压力管道（中、高压用无缝管，低压用焊接管）紫铜管易弯曲成各种形状，但承压压力一般不超过6.510 MPa，抗振能力较弱，又易使油液氧化。通常用在液压装置内配接不便之处软管尼龙管乳白色半透明，加热后可以随意弯曲成形或扩口，冷却后又能定形不变，承压能力因材质而异，自2.5 MPa至8 MPa不等塑料管质轻耐油，价格便

243、宜，装配方便，但承压能力低，长期使用会变质老化，只宜用作压力低于0.5 MPa的回油管、泄油管等橡胶管高压管由耐油橡胶夹几层钢丝编织网制成，钢丝网层数越多，耐压越高，价格越高。常用作中、高压系统中两个相对运动件之间的压力管道低压管由耐油橡胶夹帆布制成，可用作回油管道谗笋压姿棍蒲论挑巡价潭谣署森唱忌踏鹿绦拷梧北坐哇常搀谨诸曹庚闰凯机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案179n2.管接管接头 管接头是油管与油管、油管与液压件间可拆装的连接件。它应满足拆装方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通油能力大、压力损失小及工艺性好等要求。 管接头种类很多，按通路数和流向可分为直通、弯头、三通和四

244、通等；按管接头和油管的连接方式可分为扩口式、焊接式、卡套式等。应用时可参阅有关手册。管接头与液压件之间都采用螺纹连接，在中、低压系统中采用英制螺纹，外加防漏填料；在高压系统中则采用公制细牙螺纹，外加端面垫圈。常用管接头的特点及其使用范围见表6-6。6.4 液压辅助元件液压辅助元件拳先堤独稀眩粪策储抱笔踌侈珐磺琐祸岂房萝义忱厨赡怯淤丫潮炳较酣迸机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案180n6.4.2 油箱油箱 油箱用于储存系统所需的足够油液，并且有散热、沉淀杂质和分离油中气泡等作用。液压系统中的油箱有总体式和分离式两种。总体式是利用机器设备机身内腔作为油箱；分离式是单独设置油箱与主机分

245、开。油箱还有开式和闭式之分，开式油箱上部开有通气孔，使油面与大气相通，用于一般的液压系统。闭式油箱完全封闭，箱内充有压缩气体，用于水下、高空或对工作稳定性等有严格要求的地方。本节只介绍广泛应用的开式油箱。 油箱不是标准件，一般要根据具体情况自行设计， 图6-44所示是一个油箱的结构简图。图中1为吸油管，4为回油管，中间有两个隔板7 和9，隔板7用作阻挡沉淀杂物进入吸油管，隔板9用 作阻挡泡沫进入吸油管，脏物可以从放油阀8放出， 空气过滤器3设在回油管一侧的上部，兼有加油和通 气的作用，6是油面指示器，当彻底清洗油箱时可将 上盖5卸开。 如果将压力不高的压缩空气引入油箱中，使油箱中的 压力大于外

246、部压力，这就是所谓压力油箱，压力油箱 中通气压力一般为0.05MPa左右，这时外部空气和灰 尘绝无渗入的可能，这又提高液压系统的抗污染能力， 改善吸入条件都是有益的。6.4 液压辅助元件液压辅助元件靳秃闯藐魄妇捐坍邦蔫脓除衅殉作鹃酸爱嘎号勃踩酬泻撼檬呛腋溢落炯凶机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案181n6.4.3 蓄能器蓄能器 蓄能器是液压系统中一种能够储存油液的压力能并在需要时释放出来供给系统的能量储存装置。n1.蓄能器的蓄能器的类型、型、结构及特点构及特点 充气式蓄能器按结构的不同可分为活塞式、气囊式等。 活塞式蓄能器的结构如图6-45所示。 这种蓄能器的优点是结构简单，安装

247、容易，维护方便、寿命长。 缺点是由于受活塞运动时惯性和摩擦力的影响，反应不够灵敏， 不适于作吸收脉动和液压冲击用。此外，缸筒和活塞 之间有密封性能要求，且密封件磨损后，会使气液混 合，影响系统的工作稳定性。（2）气囊式蓄能器 气囊式蓄能器的结构如图6-46所示。 这种蓄能器的优点是气囊惯性小，反映灵敏，可吸收 急速的压力冲击和脉动，体积小，重量轻，是目前应 用最广泛的一种蓄能器，已形成系列化批量生产。6.4 液压辅助元件液压辅助元件彼揉巫辙片耸斑婴钦蚤明啡宴凰釉伴煌枯懂尼侯犹乔共胰淀荆抄撼癣晃巍机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案182n2.蓄能器功用蓄能器功用 （1）作应急动力源

248、 在有些液压系统中，当泵或电源发生故障，供油突然中断时，可能会发生事故。如果在液压系统中增设蓄能器作为应急动力源，当供油突然中断时，在短时间内仍可维持一定的压力，使执行元件继续完成必要的动作。 （2）作辅助动力源 当执行元件作间歇运动或只作短时间的快速运动时，为了节省能源和功率，降低油温，提高效率，可采用蓄能器做辅助动力源和液压泵联合使用的方式。当执行元件慢进或不动时，蓄能器储存液压泵的输油量，当执行元件需快速动作时，蓄能器和液压泵一起供油。 （3）补漏保压 当执行元件停止运动时间较长，且要求保压时，如果在液压系统中增设蓄能器，利用蓄能器储存的压力油补偿油路上的泄漏损失，就可保持系统所需压力。

249、此时泵可卸荷。 （4）吸收脉动压力 缓和液压冲击 在液压系统中，液压泵存在着不同程度的流量和压力脉动。另一方面，运动部件的启动、停止和换向又会产生液压冲击。压力脉动过大会影响液压系统的工作性能，冲击压力过大会使元件损坏。若在脉动源处设置蓄能器，就可达到吸收脉动压力，缓和液压冲击的效果。n3.蓄能器的安装和使用蓄能器的安装和使用 1）蓄能器一般应垂直安装，油口向下。 2）蓄能器工作时，承受液压力的作用，因此必须牢固地固定在托架或基础上。 3）泵和蓄能器之间应设置单向阀，防止泵停止工作时，蓄能器内的压力油向泵倒流而使泵反转。 4）用作吸收脉动压力时，蓄能器的安装位置应尽可能靠近振源。 5）搬运和拆

250、装蓄能器时，应先将充入蓄能器内的压缩气体排去。 6）蓄能器应安装在便于检查和维修的位置，并远离热源。6.4 液压辅助元件液压辅助元件带嫡环铀捕倪卞讶莫峭来拦靖葵枷块搀据亨榆裴苇纳从厩贸曰囚朋伐吟嫡机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案183n6.4.4 过滤器器n1.过滤器的种器的种类、结构及特点构及特点 过滤器的种类和结构特点见表6-7n2.过滤器的器的选用用 （1）过滤精度 （2）通流能力 （3）系统的压力和温度 （4）要便于清洗或更换滤芯 安装过滤器时应注意一般的过滤器 都只能单向使用，所以应安装在液 流单向通过的地方，最好不要装在 液流方向经常要改变的油路上。若 必须这样设置

251、时，应适当增设单向 阀和过滤器，以保证双向过滤。6.4 液压辅助元件液压辅助元件焰钱境讹跟真梁矽雕酋壮谊惶磁民羡糯婚漾栋恨柞金凉捣誉挤栖禹姻宠铰机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案184n6.4.5 密封装置密封装置n1.间隙密封隙密封 间隙密封是依靠相对运动零件配合表面之间的微小间隙来防止泄漏的。如图6-47所示。间隙密封属于非接触式密封n2.接触密封接触密封 在液压系统中广泛使用接触式密封，即密封圈密封。 （1）O型密封圈 O型密封圈由耐油橡胶制成，其结构如图6-48所示。 （2）唇型密封圈 1）Y型密封圈。Y型密封圈的结构如图6-49所示。密封侧呈唇型，其材料为耐油橡胶。 Y

252、型密封圈的结构简单，摩擦阻力小，适用于压力21MPa时作内径或外径的滑动密封。其缺点是在滑动速度高，压力变化大时，易产生“翻转”现象。 2）Yx型密封圈。它是一种断面的高宽比等于或大于2的 Y型密封圈，也称小Y型密封圈，其材料有耐油橡胶和聚 氨脂两种，结构如图6-50所示。 3）V型加织物密封圈。它由支承环、密封环和压环三个 型状不同的零件组成，三个环叠在一起使用， 三个环的结构如图6-51所示。 4）油封。 它由耐油橡胶制成， 常用的骨架油封结构 如图6-52所示。6.4 液压辅助元件液压辅助元件毒犯铸床松衫个潦榜汗株技蛇英垂澄架悉食划典剪堑利壳拥抹颗磅冉畅成机械设备控制技术电子教案机械设备

253、控制技术电子教案n复复习思考思考题n6-1 液压泵要完成吸油和压油的工作过程，须具备什么条件？n6-2 液压泵的工作压力取决于什么？泵的工作压力和额定压力有何区别？n6-3 什么是齿轮泵的困油现象？有何危害？如何解决？n6-4 说明叶片泵的工作原理。试述单作用叶片泵和双作用叶片泵各有什么优缺点？n6-5 为什么轴向柱塞泵适用于高压？n6-6 液压控制阀在液压系统中的作用是什么？通常分为几大类？n6-7 限压式变量叶片泵的限定压力、最大流量如何调节？n6-8 溢流阀在液压系统中起什么作用？一般安装在什么位置？直动型溢流阀与先导型n溢流阀各用在什么场合？n6-9 何谓减压阀？哪一种减压阀应用最广？

254、n6-10 何谓顺序阀？按其控制及泄油方式不同分为哪几种？各用在什么场合？n6-11从结构原理图和符号图，说明溢流阀、顺序阀、减压阀的不同特点。n6-12简述压力继电器的工作原理及作用。n6-13何谓流量控制阀？它是利用什么原理工作的？n6-14液压系统中液压泵的出口常装有单向阀，请说明其功用。n6-15何谓换向阀的“位”、“通”，绘图形符号举例说明。n6-16换向阀按操作方式分为哪几种？各适用于什么场合？n6-17何谓换向滑阀的中位机能？说明中位机能为“0”、“H”、“P”、“Y”型的三位阀的特点及在液压系统中的应用。n6-18画出插装阀图形符号，并说明其结构特点。第第6章章 液压元件液压元

255、件蒋白灯项偏捣们巳锅赦掘锥蛊辩驱播沈攀凤腰圈膳寨再繁舶僚餐蛾藉郡肛机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案第第7章章 液压基本回路液压基本回路n所谓基本回路，就是由相关液压元件组成的，能实现某种特定功能的典型油路。所谓基本回路，就是由相关液压元件组成的，能实现某种特定功能的典型油路。n7.1 压力控制回路压力控制回路n7.1.1 调压回路调压回路n调压回路的功用是控制系统或局部的最高工作压力，使其保持恒选或不超过某一预先调定的数值。n1.单级调压回路单级调压回路 如图7-1所示为单级调压回路。n2.多级调压回路多级调压回路 如图7-2所示为三级调压回路。n3.远程调压回路远程调压回路

256、如图7-3所示为远程调压回路。博融夜盖赤簿关花蒙迫挣确效呵毛秦薛今偶往州查肩棺霉国渺石妹徐组渣机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n7.1.2 减压回路减压回路 减压回路的功用是使液压系统的某一支路获得低于系统主油路工作压力的压力油。液压系统中的定位、夹紧、控制、润滑、制动及各种辅助油路一般都采用减压回路。n1.一级减压回路一级减压回路 图7-4所示为最常见的一级减压回路。n2.二级减压回路二级减压回路 图7-5所示为二级减压回路。7.1 压力控制回路压力控制回路澄掳股懦腾禄扬榨嗅苑虞搐莱勘明之酮祟花涧蹋跪侥嫁羚谆赃成可违甭剃机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n3.增

257、压回路增压回路 增压回路的功用是使系统的局部油路或某个执行机构获得比液压泵工作压力高若干倍的高压油。最简单的增压方法是采用增压缸。 如图7-6所示为采用增压缸的增压回路。当二位四通换向阀处于右位时，液压泵出口的油液进入增压缸大缸的活塞左腔，大活塞通过活塞杆推动小活塞向右运动。由于在大活塞和小活塞两边的作用力相等，而活塞有效工作面积却不等，因此小液压缸便能输出高压油。增压缸增压倍数决定于增压缸大活塞和小活塞的面积比。液压泵出口处的最大压力由溢流阀调定。工作缸靠弹簧复位，补油装置补足b腔油路的泄漏。 此回路适用于液压缸需要很大的单向作用力， 而负载行程却较短的场合。7.1 压力控制回路压力控制回路

258、士佩氮捂撅鸟糠耍义玩辙恭肮吗蓟泵纪涪胸牧锥支刀碑玩房赛选澄挑慎璃机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n4.保压回路 保压回路的功用是使液压系统中液压缸在不动的情况下维护稳定的压力。常用蓄能器、自动补油保压回路来保持系统压力。 如图7-7所示为蓄能器保压回路。 如图7-8所示为自动补油保压回路。7.1 压力控制回路压力控制回路携砒贬富概外瘫噪妇醋淬土沙樟于抬畜湖双触捧撤弓荐器世叙肢莱伙悟磊机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n5.卸荷回路卸荷回路 卸荷回路的功用是在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率损耗接近于零情况下运转。所谓“卸荷”是指液压泵以很小的输出

259、功率运转，即液压泵输出油液以很低的压力排回油箱；或液压泵输出很小流量的压力油。 采用了卸荷回路，可以避免原动机的频繁启动与停止；若在启动时先行卸荷，还可使原动机在空载下启动。 （1）用换向阀中位机能的卸荷回路 图7-9所示用换向阀中位机能的卸荷回路。采用具有中位卸荷机能的三位换向阀，中位卸荷机能有M、H、K型可以使液压泵卸荷。这种方法简单、可靠。 （2）采用先导式电磁 溢流阀的卸荷回路 图7-10所示为二位二通阀 的卸荷回路。当二位二通 换向阀电磁铁YA通电时， 溢流阀遥控口与油箱接 通，溢流阀全开，液压泵 经溢流阀排出的油以很低 的压力流回油箱。 7.1 压力控制回路压力控制回路肃宇憎传甫贝

260、刃聪英销彰狐援俏泻贿孟普何踪姓垫戌啮畴真乘士丽雨桔圾机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n6.平衡回路平衡回路平衡回路的功用是使液压缸保持一定的背压，以便平衡重力负荷，防止运动部件超速下滑。对平衡回路的要求是结构简单、闭锁性好、工作可靠。 图7-11所示为单向顺序阀组成的平衡回路。单向顺序阀的调定压力应稍大于由工作部件自重在液压缸下腔中所形成的压力，这样工作部件在静止时，顺序阀关闭而不会自行下滑；工作部件下行时，顺序阀开启使液压缸下腔产生的背压能平衡自重，不会产生超速现象。这种回路因设置背压与超越负载相平衡，故称平衡回路；因其限制了运动部件的超速运动，又称限速回路。 用单向顺序阀的

261、平衡回路由于回油腔有背压， 所以功率损失大。7.1 压力控制回路压力控制回路文太终骨碑蹬褂栋蛇竣秸钎讯读谴怀撼秩逼忠埔贴己瞅湾掂够谴相讳栗许机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n7.2 速度控制回路速度控制回路 速度控制回路是调节和变换执行元件运动速度的基本回路。包含调速回路、快速运动回路和速度变换回路。n7.2.1 调速回路调速回路 对于液压缸来讲，通过改变输入流量来实现调速；对于液压马达，既可以通过改变输入流量，也可以通过改变其排量（采用变量马达）来实现调速。 采用定量泵供油，利用节流元件来改变并联支路的油流分配，进而改变进入执行元件流量来实现调速的方法称为节流调速； 利用改变

262、液压泵或液压马达有效 工作容积（排量）来实现调速的 方法称为容积调速；如果将以上 两种调速方法结合起来，用变量 泵与节流元件相配合的调速方法， 则称为容积节流调速。 1.节流调速回路节流调速回路 有进口节流、出口节流和旁路节 流三种基本形式。 （1）进口节流调速回路 如图7-12a所示。 进口节流调速回路适用于轻载、 负载变化不大和对速度稳定性要 求不高的小功率液压系统。7.2 速度控制回路速度控制回路样丹奇捣舔蚂演驼祷邱糙铸辱陕捶崔条疵单肌弱置须警珍乾见投桩领撮赐机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n（2）出口节流调速回路 如图7-13所示出口节流调速回路。 由于进入液压缸的流量

263、受到回油路上排出流量的限制。因此用节流阀来调节液压缸的排油量，也就调节了进油量，定量泵多余的油液仍经溢流阀流回油箱，溢流阀调整压力基本稳定（定压）。 进、出油口节流调速回路相比较，出油口节流调速回路中的节流阀能使液压缸回油腔形成一定背压，因而能承受负方向负载（与液压缸运动方向相同的负载力）。而进油口节流调速回路只有在回油路上设置背压阀后，才能承受负方向负载，但这是以增加进油口节流调速回路的功率损失为代价的。出油口节流调速回路中流经节流阀而发热的油液可直接流回油箱冷却，而进油口节流调速回路中流经节流阀而发热的油液还要进入液压缸，这对热变形有严格要求的精密设备会产生不良影响。对于单出杆液压缸来说，

264、在出油口节流调速回路中，当负载变为零时，液压缸的背腔压力（有杆腔）将会增大，这对密封不利。 综上所述，进、出油口节流调速回路结构简单、造价低廉， 但效率低。适用于负载变化不大、低速小功率的场合。若用 调速阀代替回路中的节流阀，其速度刚性明显优于相应的节 流调速回路，可用于速度较高、负载较大且负载变化较大的 液压系统。但这种回路的效率比使用节流阀时更低。7.2 速度控制回路速度控制回路挽躇琶廓字喊少俄客榔省炬厄傀认宇舷散巳戎纪点套悄棕儡藉墟侣线着梦机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 旁路节流调速回路 如图7-14a所示，节流阀装在与液压缸进口油路相并联的支路上，溢流阀起安全阀作用，

265、正常工作时处于常闭状态，过载时打开。调节节流阀阀口的大小，改变了通过节流阀的流量，即改变了进入液压缸的流量，从而实现活塞运动速度的调节。 旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，泵的输出压力随负载而变化，即节流损失和输入功率随负载而变化，所以比前两种调速回路效率高。 旁油路节流调速回路负载特性很软，低速承载能力又差，故其应用比前两种回路少，只用于高速、重载，对速度平稳性要求不高的较大功率系统中，如牛头刨床主运动系统、输送机械液压系统等。 （4）用调速阀的节流调速回路 采用调速阀后回路的速度刚性提 高了，所以适用于变负载工况且 对速度稳定性要求较高的场合。 至于回路的效率仍然是很低的。 因为调

266、速阀中包含了减压阀和节 流阀的功率损失，所以，其功率 损失比采用节流阀的相应的节流 调速回路还要大些。7.2 速度控制回路速度控制回路倘刊织袋荫潮逸敝弧褒掣氓唆屏声酋综缀飞里乃舷绍屿降奎佬捞樟篓情谨机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.容积调速回容积调速回 容积调速回路有三种形式 变量泵定量执行元件容积调速回路； 定量泵变量马达容积调速回路； 变量泵变量马达容积调速回路。 （1）变量泵定量执行元件容积调速回路 图7-15a所示为变量泵和液压缸组成的开式容积调速回路。图7-15b所示为变量泵和定量马达组成的闭式容积调速回路。 图7-15c所示为定量泵变量马达容积调速回路的调节特性

267、曲线。7.2 速度控制回路速度控制回路翰烦舒狂缺萝慢昆扮扒瀑梦挂斤挚规瘩固拎敦蜒慷标做丈拆矽竭算脂吭踊机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （2）定量泵变量马达容积调速回路 如图7-16a所示为定量泵变量马达容积调速回路。 如图7-16b所示定量泵和变量马达调速回路的调速特性曲线。 （3）变量泵和变量马达容积调速回路 如图7-17a所示为变量泵和变量马达容积调速回路。 如图7-17b所示为变量泵和变量马达容积调速回路的调速特性曲线。7.2 速度控制回路速度控制回路斟内矽抢壬匹构撂拍佑蛊庄闹五蹋坊醛唤耗浮焰箍窘辽何洽拭币吐床夫戎机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n7.2

268、.2 快速运动回路快速运动回路 快速运动回路又称增速回路，是指在不增加液压泵流量的前提下，提高执行元件速度的回路。实现快速运动视方法不同有多种方案，下面介绍几种常用的快速运动回路。n1.液压缸差动连接的快速运动回路液压缸差动连接的快速运动回路 如图7-19所示差动连接回路。n2.双泵供油的快速回路双泵供油的快速回路 图7-20所示为双泵供油的快速回路。n3.采用蓄能器的快速运动回路采用蓄能器的快速运动回路 图7-21所示为采用蓄能器的快速运动回路。 7.2 速度控制回路速度控制回路辜镰之赴遏绦掇写道路帘晒查契海邀颠敞壹卢簧谚视京启拆棵郸拾吵墙盈机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n

269、7.2.3 速度换接回路速度换接回路 速度换接回路的功用是使液压执行元件在一个工作循环中从一种速度转换到另一种运动速度。速度换接不仅包括液压执行元件由快速到慢速的换接，而且还包括两个慢速之间的换接。实现这种作用的回路应该具有较高的速度换接平稳性。n1.快速换接回路快速换接回路 图7-22所示是用行程阀切换的速度换接回路。n2.两种慢速的换接回路两种慢速的换接回路 图7-23所示为调速阀2和3串联组成的慢速换接回路。7.2 速度控制回路速度控制回路茬鞠棋斤伊症津纫捞脚铸畦扭楞负劈赔琐厄棚诺枝垃完普犀中法焚忠驾少机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n7.3 方向控制回路方向控制回路 方

270、向控制回路的作用是控制液压系统中液流的通、断及流动方向的，进而达到控制执行元件启动、停止（包括锁紧）及改变运动方向的目的。n7.3.1 换向回路换向回路 对换向回路的基本要求是：换向可靠，灵敏平稳，换向精度合适。 二位阀可以使执行元件正反两个方向运动，但不能在任意位置停止。三位阀有中位，可以使执行元件在其行程中的任意位置停止，利用中位不同的滑阀机能又可使系统获得不同的性能（如M型中位滑阀机能可使执行元件停止和液压泵卸荷）。五通阀有两个回油口，执行元件正反向运动时，两回油路上设置不同的背压，可获得不同的速度。 如果执行元件是单作用液压缸或差动缸，则可用二位三通 换向阀来换向，如图7-24所示为用

271、二位三通换向阀使单作 用缸换向的回路。7.3 方向控制回路方向控制回路旋螺封居昭宴靶角架缔萌挨内椭浴碰敲菏狮闰阜肥噬侧赫膏命磁稚嫡株渗机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n7.3.2 锁紧回路锁紧回路 锁紧回路的作用是使执行元件能在任意位置停留，且停留后即使有外力作用也不会改变原来的位置。对锁紧回路的要求是可靠、迅速、平衡、持久。 锁紧的原理就是将执行元件的进、回油路封闭。利用三位四通换向阀的中位机能（O型或M型）可以使活塞在行程范围内的任意位置上停止运动，但由于换向阀（滑阀结构）的泄漏，锁紧效果差。要获得很好的锁紧效果，应采用液控单向阀。（因单向阀为锥面密封，泄漏极小）。n图7-

272、25所示为双向锁紧回路。 在液压缸两侧油路上串接液控单向阀（亦称液压锁）， 换向阀处中位时，液控单向阀关闭液压缸两侧油路，活 塞被双向锁紧，左右都不能窜动。 这种回路被广泛用于工程机械、起重运输机械等有锁紧 要求的场合。7.3 方向控制回路方向控制回路左掇忽蔚盎赂怪鲸痞悸像累候碌芝尤裙骆呵览稀傻尿镀播镑禄淡脑琅劣狐机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n7.4 多缸动作控制回路多缸动作控制回路 用一个液压泵驱动两个或两个以上的液压缸（或液压马达）工作的回路，称为多缸工作控制回路。多缸动作控制回路可以分为多缸顺序动作回路、同步回路、多缸互不干扰回路等。n7.4.1 顺序动作回路顺序动作

273、回路 顺序动作回路的功用是使多缸液压系统中的各液压缸按规定的顺序动作。按其控制方式不同分为行程控制和压力控制两种。n1.行程控制的顺序动作回路行程控制的顺序动作回路 图7-26所示为行程控制顺序动作回路。 图7-27所示为用行程开关控制顺序动作的回路。 7.4 多缸动作控制回路多缸动作控制回路郡甥窜挟牲脐覆磁台饿秉站纯镐埃愿袜淹赋蝗跪幌兔绽立寺棵杖忱殃廓帝机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.压力控制的顺序动作回路压力控制的顺序动作回路 压力控制的顺序动作可由顺序阀或压力继电器来实现。 图7-28为使用顺序阀的顺序动作回路。 图7-29所示为用压力继电器控制电磁换向阀来实现顺序

274、动作的回路。 7.4 多缸动作控制回路多缸动作控制回路辰币拒费湘吮怂擎吏箕接颐腿眶叫碍瓦郎计阻寻戚绥梯瞳坑挟河拎嚣杭都机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n7.4.2 同步回路同步回路 同步回路的功用是保证系统中两个或两个以上液压缸在运动中位移量相同或以相同的速度运动。在多液压缸液压系统中，影响多液压缸同步精度的因素较多，如液压缸的外负载、磨擦阻力、泄漏、制造质量、结构弹性变形以及油液中的含气量等。要减少或克服这些因素的影响，就要采用同步运动回路。同步运动回路分为位置同步回路和速度同步回路。n1.位置同步回路位置同步回路 位置同步是指液压系统中各执行元件在运动中或停止 时都保持相同

275、的位移量。 图7-30所示为带补偿装置 串联液压缸位置同步回路。n2.速度同步回路速度同步回路 速度同步是指液压系统中 各执行元件的运动速度相等。 图7-31所示为采用 调速阀的速度同步回路。 7.4 多缸动作控制回路多缸动作控制回路驮沥卑馈酝恫侄塔随捣赐钾矿宗趣旁坠原坚茸四攘专瞥祖挂而逗柜砂堕框机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n7.4.3 互不干扰回路互不干扰回路 多缸快慢速互不干扰回路的功用是使互不干扰回路液压系统中几个执行元件在完成各自工作循环时彼此互不影响。 图7-32所示为多缸快慢速互不干扰的回路。液压缸A和B各自要完成“快进工进快退”自动工作循环。7.4 多缸动作控

276、制回路多缸动作控制回路遮封荚恕嫡歧邀冉检曙希喀摧铀笔丽足烂域铀撤控咳阑沽衙丛馋弓青识肘机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n复习思考题复习思考题n7-1 什么是液压基本回路？按其功用可分为哪几类基本回路？为什么要调整液压系统的压力？如何调整？n7-2 在哪些调速回路中溢流阀作稳压阀？在哪些调速回路中溢流阀作安全阀？n7-3 如何调节液压执行元件的运动速度？常用的调速方式有哪些？分别叙述它们的调速原理。n7-4 按流量控制阀的安装位置不同，节流调速回路分为哪几种？比较它们的速度负载特性，并说明它们的应用场合。第第7章章 液压基本回路液压基本回路弟惟品浪源椭伸梳岗糕铅纤诵佃怀向衡络士汀

277、掌流行簧卖陇焙敞呀昆摧跺机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案第第8章章 典型液压传动系统典型液压传动系统 为了使液压设备实现特定的运动循环或工作要求，将实现各种不同运动的执行元件及其液压基本回路合理组合起来，用液压泵站集中供油，形成一个网络，就构成了设备的液压传动系统。 液压传动系统图是用规定的图形符号来画出的，这种图表明了组成液压系统的所有元件及它们之间相互连接的情况，还表明了各元件所实现的运动循环及循环的控制方式等，从而表明了整个液压系统的工作原理。 分析和阅读一个较复杂的液压系统图，大致可按以下几个步骤进行： 1）了解机械设备工况对液压系统的要求，了解在工作循环中的各个工步对

278、力、速度和方向这三个参数的质与量的要求。 2）初读液压系统图，了解系统中包含哪些元件，且以执行元件为中心，将系统分解为若干个工作单元。 3）先单独分析每一个子系统，了解其执行元件与相应的阀、泵之间的关系和哪些基本回路。参照电磁铁动作表和执行元件的动作要求，理清其液流路线。 4）根据系统中对各执行元件间的互锁、同步、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系以及如何实现这些要求。 5）在全面读懂液压系统的基础上，根据系统所使用的基本回路的性能，对系统作综合分析，归纳总结整个液压系统的特点，以加深对液压系统的理解。荔基进磅映统润杀逛黄丸选悄用脏越逛镍咐秤艺讹孽曼史信借综奔近陛壮机械设备控制技术电子教案机

279、械设备控制技术电子教案n8.1 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统 n8.1.1 概述概述n组合机床是一种高效率的机械加工专用机床，它由通用部件和专用部件组成，加工范围较宽，自动化程度较高，在机械制造业的成批和大量生产中得到了广泛的应用。n动力滑台是组合机床上实现进给运动的一种通用部件，配上动力头和不同的主轴箱可以对工件完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角、铣削及攻螺纹等加工工序。动力滑台有机械滑台和液压滑台之分。液压动力滑台是利用液压缸驱动，在电气和机械装置的配合下可以实现各种自动工作循环。如图8-1所示组合机床液压动力滑台的组成和工作循环。它对液压系统性能有主要要求是速度换接平稳

280、，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少。 现以YT4543型液压动力滑台为例分析组合机床动力滑台液压系统的工作原理和特点。该动力滑台要求进给速度范围 为6.6600mmmin，最大进 给力为4.5104N8.1 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统凰瞩句拄设谋取免曾踢已滞婉喻转牡迄脓照腮圾呜轨堡休勃湛鹃孟堆绚砸机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案8.1 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统n 图8-2所示为YT4543型动力滑台的液压系统原理图，该系统用限压式变量泵供油、电液换向阀换向液压缸差动连接来实现快进。用行程阀实现快进与工进的转换、用二位二通电

281、磁换向阀进行两个工进速度之间的转换，为了保证进给的尺寸精度，用止挡块停留来限位。通常实现的工作循环为：快进第一次工作进给止挡块停留快退原位停止。n8.1.2 T4543型动力滑台液压系统的工作原理型动力滑台液压系统的工作原理 T4543型液压动力滑台液压系统 可以实现多种自动工作循环，较典型 的工作循环是：快进第一次工作进给 （一工进）第二次工作进给（二工进） 固定挡铁停留快退一原位停止。 自动循环是由挡铁所控制的电磁铁、行 程阀及液压缸油压控制的压力继电器的 动作来实现的。航冗虑瘟缄亏蚊锅旭戳鼻环情鞘咯捶倍靳纺瞧愉席丈碍悍厅照灭懊测芽侄机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 表8-

282、1列出了YT4543型液压动力滑台动作循环顺序，可供分析油路时参考。 （1）快进 进油路：变量泵1单向阀2换向阀6（左位）行程阀11（下位）缸14左腔； 回油路：缸14右腔换向阀6（左位）单向阀5行程阀11（下位）缸14左腔。 （2）一工进 进油路：变量泵1单向阀2换向阀6（左位）调速阀8电磁阀12（右位）缸1左腔； 回油路：缸14右腔换向阀6（左位）顺序阀4背压阀3油箱。 （3）二工进 进油路：变量泵1单向阀2换向阀6（左位）调速阀8调速阀9缸14左腔； 回油路：缸14右腔换向阀6（左位）顺序阀4背压阀3油箱。 （4）停留 停留是在滑台以二进速度行进到碰上死挡铁不再前进时开始，并在系统压力进

283、一步升高，压力继 电器13发出信号后终止。 （5）快退 进油路：变量泵1单向阀2 换向阀6（右位）缸14右腔； 回油路：缸14左腔单向阀10 换向阀6（右位）油箱。 （6）停止 变量泵1单向阀2换向阀6（中位） 油箱。 8.1 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统十佑奔蜕恒驴僧及问樊慨继拖灶剪普卧秒盼贷暮硕疮阁蝉张淀岩焉嫌诀磁机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n8.1.3 YT4543型动力滑台液压系统的特点型动力滑台液压系统的特点 1）系统采用了限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路，无溢流功率损失，系统效率高，且能保证稳定的低速运动（最小进给速度可达6.6mm

284、min）、较好的速度刚性和较大的调速范围（达100左右）。 2）用限压式变量泵与差动连接液压缸来实现快进，能量利用比较合理。滑台停止运动时，液压泵在低压下卸荷，减少了能量损耗。 3）用行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接，动作可靠，换接精度高。 4）用电液换向阀换向，换向性能好。利用控制油路上的单向节流阀15、16可调节液动换向阀的换向时间，从而减小换向冲击，保证换向的平稳性。8.1 组合机床动力滑台液压系统组合机床动力滑台液压系统吊譬恃珊降涩哩咀亥吻毡六铁知酥秦督炒黔刚亨摈蜂宠泊嚎躲聋萝库埔顷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n8.2 压力机液压系统压力机液压系统 压力机是一种用

285、静压对各种材料（金属、木材、塑料、橡胶等）进行压力加工的机械。液压传动作为一种传动方式最早就应用在压力机上。由于液压传动具有易于传递很大力的突出优点，因此液压传动已成为压力机的主要传动形式。n8.2.1 液压压力机概述液压压力机概述 液压机类型很多，其中四柱式液压压力机最为典型，应用也最广泛。这种压力机由四个导向立柱、上、下横梁和滑块 组成，在上、下横梁中安置着上、 下两个液压缸，上缸驱动滑块， 实现“快速下行慢速加压保压 延时快速返回原位停止”的动 作循环；下缸为顶出缸，实现“顶 出停留退回”的动作循环，如 图8-3所示。液压系统的压力要经 常变换和调节，并能产生较大的 压制力（吨位）。工作

286、平稳性和 安全可靠性要高。在这种压力机 上，可以进行冲剪、弯曲、翻边、 拉伸、装配、冷挤、成形等多种 压力加工工艺。8.2 压力机液压系统压力机液压系统丧汁桩篆殉岛囱锡页蓖缓了耀旺鸵租澈画晰西脯名票漾移崖毛寐刃呼坤拷机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n8.2.2 YB32200型压力机液压系统工作原理型压力机液压系统工作原理 图8-4为YB32200型压力机液压系统图，该系统由一高压泵供油，控制油路的压力油由减压阀15减压后得到，现以一般的定压成型压制工艺为例，说明该压力机液压系统工作原理，其中液压机的上滑块的工作情况为： （1）快速下行 快速下行时，电磁铁1YA通电，先导阀3（

287、电磁换向阀）和上缸换向阀11（液动换向阀）左位接入系统，液控单向阀8被打开，这时系统中油液进入液压缸上腔，因上滑块在自重作用下迅速下降，而液压泵的流量较小，所以液压机顶部充液筒中的油液经液控阀6也流入液压缸上腔，其油液流动的情况为 进油路：液压泵顺序阀14上缸换向阀 11（左位）单向阀9上液压缸5上腔； 充液筒7单向阀6上液压缸5上腔； 回油路：上液压缸5下腔液控单向阀8 上缸换向阀11（左位）下缸换向阀2 （中位）油箱。8.2 压力机液压系统压力机液压系统盖否杠滚莲翰贤余宏陈塑裹哮母梭谋滩委座投恩耘壹飘蓉熔栅戎洞布袋怪机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （2）慢速加压 上滑块在

288、运行中接触到工件，这时上液压缸5上腔压力升高，液控单向阀6关闭，加压速度便由液压泵的流量来决定，主油路的油液流动情况与快速下行时相同。 （3）保压延时 保压延时是当系统中压力升高到使压力继电器10起作用，电磁铁1YA断电，先导阀3和上液压缸换向阀11都处于中位时出现的。保压时间由时间继电器控制，可在024min内调节。保压时除了液压泵在较低压力下卸荷外，系统中没有油液流动。其卸荷油路为： 液压泵顺序阀14上缸换向阀11（中位）下缸换向阀2（中位）油箱。 （4）泄压快速返回 保压时间结束后，时间继电器10发出信号，使电磁铁2YA通电。但为了防止保压状态向快速返回状态转变过快，在系统中引起压力冲击

289、并使上滑块动作不平稳而设置了预泄换向阀组12，它的功用就是在2YA通电后，其控制压力油必须在上液压缸上腔卸压后，才能进入主换向阀右腔，使主换向阀11换向。预泄换向阀12的工作原理是：在保压阶段，这个阀以上位接入系统，当电磁铁2YA通电，先导阀3右位接入系统时，控制油路中的压力油虽到达预泄换向阀组12阀芯的下端，但由于其上端的高压未曾卸除，阀芯不动。但是，由于液控单向阀I3可以在控制压力低于其主油路压力下打开，所以有 上液压缸5上腔液控单向阀I3预泄换向阀组12（上位）油箱。 于是上液压缸5上腔的油液压力被卸除，预泄换向阀组12的阀芯在控制压力油作用下向上移动，以其下位接入系统，它一方面切断上液

290、压缸5上腔通向油箱的通道，一方面使控制油路中的压力油输到上缸换向阀11阀芯的右端，使该阀右位接入系统。这时，液控单向阀8被打开： 进油路：液压泵顺序阀14上缸换向阀11（右位）液控单向阀8上液压缸5下腔； 回油路：上液压缸5上腔单向阀6充液筒。 所以，上滑块快速返回，从回油路进入充液筒中的油液，若超过预定位置时，可从充液筒中的溢流管流回油箱。由图可见，上缸换向阀11在由左位切换到中位时，阀芯右端由油箱经单向阀补油，在由右位转换到中位时，阀芯右端的油经单向阀流回油箱。8.2 压力机液压系统压力机液压系统迁沦替嘶豺烽恬聪灸嫂乎灌撇祖帐闯寺祥腰荔岳譬绎揖痴甄江笺谊庇王节机械设备控制技术电子教案机械设

291、备控制技术电子教案 （5）原位停止 原位停止是上滑块上升至预定高度，挡块压下行程开关，电磁铁2YA失电，先导阀和上缸换向阀均处于中位时得到的，这时上缸停止运动，液压泵在较低压力下卸荷，由于阀8和安全阀4的支承作用，上滑块悬空停止。 （6）液压压力机下滑块（顶出缸）的顶出和返回 下滑块向上顶出时，电磁铁3YA通电，这时有 进油路：液压泵顺序阀14上缸换向阀11（中位）下缸换向阀2（右位）下液压缸1下腔； 回油路：下液压缸1上腔下缸换向阀2（右位）油箱。 下滑块向上移动至下液压缸中活塞碰上缸盖时，便停留在这个位置上。向下退回是在电磁铁4YA断电、3YA通电时发生的，这时有 进油路：液压泵液控单向阀

292、8 上缸换向阀11（中位） 下缸换向阀2（左位） 下液压缸1上腔； 回油路：下液压缸1下腔下缸换向 阀2（右位）油箱。 原位停止是在电磁铁3YA、4YA均失 电，下缸换向阀2处于中位时得到， 系统中阀18为下缸安全阀，阀17为下 缸溢流阀，由它可以调整顶出压力。 液压机完成上述动作的电磁铁动作 见表8-2。 8.2 压力机液压系统压力机液压系统牺陈猜誓骤辐疆墟洁四拿以报驭拄怠做津拖规釉献帜裤旨抚更磁涤件邻璃机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n8.2.3 YB32200型液压压力机液压系统的特点型液压压力机液压系统的特点 1）系统中使用一个轴向柱塞式高压变量泵供油，系统工作压力由远

293、程调压阀15调定。2）系统中的顺序阀14调定压力为2.5MPa，从而保证了液压泵的卸荷压力不致太低，也使控制油路具有一定的工作压力（2.0MPa）。 3）系统中采用了专用的预泄换向阀组12来实现上滑块快速返回前的泄压，保证动作平稳，防止换向时的液压冲击和噪声。 4）系统利用管道和油液的弹性变形来保压，方法简单，但对液控单向阀和液压缸等元件密封性能要求较高。 5）系统中上、下两缸的动作协调由两换向阀11和2的互锁来保证，一个缸必须在另一个缸静止时才能动作。但是，在拉深操作中，为了实现“压边”这个工步，上液压缸活塞必须推着下液压缸活塞移动，这时上液压缸下腔的液压油进入下液压缸的上腔，而下液压缸下腔

294、中的液压油则经下缸溢流阀排回油箱，这时虽两缸同时动作，但不存在动作不协调的问题。 6）系统中的两个液压缸各有一个安全阀进行过载保护。8.2 压力机液压系统压力机液压系统杀彰宣纂聋名坪青说尺甩小淫痰犯技村珠痢誉济煞卯序哲坏拈恐岿尿归食机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n*8.3 数控机床液压系统数控机床液压系统n8.3.1 数控车床概述数控车床概述 图8-5所示为MJ50数控车床的液压系统原理图。 8.3.2 MJ50数控车床液压系统的工作原理数控车床液压系统的工作原理 （1）卡盘的夹紧与松开 当卡盘处于正卡（也称外卡）且高压夹紧状态下，夹紧力的大小由减压阀6来调整，由压力计12显

295、示卡盘压力。3YA断电、2YA通电、1YA断电时，系统压力油经阀6阀2（左位）阀1（右位）液压 缸左腔；液压缸的右腔油液经阀1 （右位）直接回油箱。活塞杆右移， 卡盘松开。 当卡盘处于正卡且在低压夹紧状 态下，夹紧力的大小由减压阀7来 调整。当1YA、3YA通电时，系统 压力油经阀7阀2（右位）阀1 （左位）液压缸右腔，卡盘夹紧； 反之，当1YA断电、3YA通电时， 系统压力油经阀7阀2（右位） 阀1（右位）液压缸左腔，卡盘 松开。*8.3 数控机床液压系统数控机床液压系统什佯碱贯吉究林你雕辉诈狭脚肯茫斡淌平畸偏抠忧捆淀领团锚怪老镍犁讣机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n（2）回

296、转刀架动作 回转刀架换刀时的动作过程是：刀盘松开刀盘转到指定的刀位刀盘复位夹紧。 二位四通电磁阀4控制刀盘的夹紧与松开。三位四通电磁阀3控制刀盘的正转和反转，单向调速阀9和10控制刀盘旋转速度。 当4YA通电时，阀4右位工作，刀盘松开；4YA断电时，阀4左位工作，刀盘夹紧。当8YA通电时，系统压力油经阀3（左位）个调速阀9液压马达，刀架正转；若7YA通电时，系统压力油经阀3（右位）调速阀10液压马达，刀架反转。 （3）尾座套筒伸缩动作 尾座套筒的伸出与缩回由一个三位四通电磁阀5控制。当电磁铁6YA通电、5YA断电时，系统压力油经减压阀8阀5（左位）液压缸左腔；液压缸右腔油液经单向调速阀11阀5

297、（左位）回油箱，套筒伸出。当电磁铁6YA断电和5YA通电时，系统压力油经减压阀8电磁阀5（右位）阀11液压缸右腔；液压缸左腔的油液经电磁阀5右）直接回油箱，套筒缩回。 套筒伸出时的工作预紧力大小通过减速阀8来调整，并由压力计13显示；伸出速度由调速阀11控制。*8.3 数控机床液压系统数控机床液压系统筋叁壮腊及读访栈关册荒辟贰屿论溯蕾藏怜械恐忱挣骏频孙搜做稀晓稼提机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 各电磁阀电磁铁的动作如表8-3所示。n8.3.2 MJ50数控车床液压系统的特点数控车床液压系统的特点 1）系统采用了单向变量泵向系统供油。 2）卡盘夹紧可在高压、低压二种状态下控制。

298、 3）液压系统各电磁阀电磁铁的动作由数控系统的PLC控制，保证了控制的 表8-3 电磁阀电磁铁的动作*8.3 数控机床液压系统数控机床液压系统电磁铁线圈动作1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA卡盘正卡高压夹紧+松开+低压夹紧+松开+卡盘反卡高压夹紧+松开+低压夹紧+松开+回转刀架刀架正转+刀架反转+刀盘松开刀盘夹紧尾座套筒伸出+套筒缩回+卵肇涣雪勿诲汇始娠狗振拄全惺绢躁移疑株蔚抠诧腹狮拘疚就污匹装牌往机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n8.4 液压设备的使用与维护液压设备的使用与维护 据统计表明，液压系统发生的故障有90是由于使用管理不善所致。因此在生产中合理使用和正

299、确维护液压设备，可以防止元件与系统遭受不应有的损坏，从而减少故障的发生，并能有效地延长使用寿命；进行主动保养和预防性维护，做到有计划地检修，可以使液压设备经常处于良好的技术状态，发挥其应有的效能。n8.4.1 液压设备的使用要求液压设备的使用要求 按设计规定和工作要求，合理调节系统的工作压力和工作速度。压力阀和流量阀调节到所要求的数值后，应将调节机构锁紧，防止松动，不得随意调节，严防调节失误造成事故。不准使用有缺陷的压力表，不允许在无压力表的情况下调压或工作；系统运行过程中，要注意油质的变化状况，要定期进行取样化验，当油液的物理化学性能指标超出使用范围，不符合使用要求时，要进行净化处理或更换新

300、油液。新更换的油液必须经过过滤后才能注入油箱。为保证油液的清洁度。过滤器的滤芯应定期更换；随时注意油液的温度。正常工作时，油液温度不应超过60。一般控制在3555之间。冬季由于温度低，油液黏度较大，应升温后再启动。当系统某部位出现异常现象时，要及时分析原因进行处理，不要勉强运行，造成事故；不准任意调整电控系统的互锁装置，不准任意移动各行程开关和限位挡铁的位置；液压设备若长期不用，应将各调节手轮全部放松，防止弹簧产生永久变形而影响元件的性能。8.4 液压设备的使用与维护液压设备的使用与维护昭郁讯金并依汐柿铃仇氯滥煞姻县她耀鱼筷宫堆缆扇阉枯晚剪靡葱官救参机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子

301、教案n8.4.2 液压设备的维护和保养液压设备的维护和保养 液压设备的维护保养分日常维护、定期检查及综合检查三个阶段进行。日常维护通常用目视、耳听及手触感觉等较简单的方法。在泵起动前、后和停止运转前，检查油量、油温、压力、漏油、噪声及振动等情况，并随之进行维护和保养，对重要的设备应填写“日常维护卡”；定期检查包括调查日常维护中发现异常现象的原因并进行排除。对需要维修的部位，必要时进行分解检修。一般与过滤器的检修期相同，通常为23个月。通过日常维护、定期检查可以把液压系统中存在的问题排除在萌芽状态，还可以为设备维修提供第一手资料，从中确定修理项目，编制检修计划、并可以从中找出液压系统出现故障的规

302、律，以及液压油、密封件和液压元件的更换周期。综合检查主要内容是检查液压装置的各元件和部件，判断其性能和寿命，并对产生故障的部位进行检修，对经常发生故障的部位提出改进意见，大约一年一次。由于液压设备类别繁多，各有其特定用途和使用要求，具体维护保养的内容应根据实际情况来确定。8.4 液压设备的使用与维护液压设备的使用与维护津绵跟洲名塌哎味狼寞羊庶擅若跑午瞒拌债股拴剂敢摩微氟遇商沸别建打机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n8.5 液压系统常见故障的分析和排除方法液压系统常见故障的分析和排除方法n8.5.1 液压系统发生故障的规律液压系统发生故障的规律 建立严格的维护和保养制度虽然可以减

303、少故障的发生，但不能完全杜绝故障。液压设备发生出现故障的概率随使用时间而变化，大致可分为三个阶段，即初期故障阶段、正常工作阶段和寿命故障阶段。初期故障阶段故障频率高，但持续时间不长。此阶段发生故障的主要原因，一是新系统设计可能存在一定问题，这时要按对系统的性能要求进行改进设计；二是系统安装工艺不合理及系统调试不当。对于此类故障，一般由泵站到执行元件依次进行诊断。保证安装精度并进行合理调试后，故障会逐渐减少，从而转入正常工作阶段。在正常工作阶段中，系统故障只有偶然发生。对于此类故障，可根据发生故障的现象寻找造成故障的元件，给予修复或更换，不一定非得从液压泵开始依次查找。由于液压元件的磨损和疲劳等

304、原因，使系统进入一个新的故障阶段，即寿命故障阶段。本来在安全使用期处于隐发状态的故障此时也就显露出来，以致系统的效率和精度都将随时间的推移而下降。这就要对液压元件和系统进行全面检查和彻底维修，已严重磨损的元件必须更换。随着时间的延长，发生故障的机率越来越高。8.5 液压系统常见故障的分析和排除方法液压系统常见故障的分析和排除方法各茅炳缓珐络瓶为以狄领艺徽剖磁弛咨导比拌枉响留则往阻兆榔铲型鲤蛾机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n8.5.2 液压系统常见故障的分析和排除方法液压系统常见故障的分析和排除方法 掌握故障发生的规律，有助于针对性地做好各个时期的使用维护工作。一个液压系统产生

305、故障的原因是多方面的，而且液压传动是在封闭情况下进行的，不能从外部直接观察，不象机械传动那样看得清楚；在测量和管路连接方面也不如电路那样来得方便。因此，当系统出现故障时，要寻找故障产生的原因往往是有一定难度的。能否分析故障产生的原因和排除故障，一方面取决于对液压传动基本知识的理解程度，另一方面有赖于实践经验的不断积累。n1.液压系统故障的分析方法液压系统故障的分析方法 当液压系统发生故障时，应进行认真仔细的分析，列出可能产生故障的一切原因，再逐个分析，排除次要因素，最后找出产生故障的主要原因。有时一种故障可能是由某一件的毛病所引起的，也可能是几个问题的综合。这不仅要了解液压系统的工作原理，而且

306、还要了解每个元件的结构原理及其作用。熟悉液压系统原理图，搞清各回路和液压元件的功能是分析故障的基础；深入实际，了解液压设备的使用及维修状况，是找出故障产生原因的关键。诊断方法有耳听、目测、手感等方式，必要时可用专用仪器和试验设备进行检测。一般应在作出正确结论之后，才考虑排除故障的具体方法。总之，通过理论知识的学习和不断积累实践经验，便可逐渐学会液压系统故障的分析和排除方法。n2.液压系统常见故障的排除方法液压系统常见故障的排除方法 液压设备在运行中常见出现的液压系统故障大致有五类，即漏油、发热、振动和噪声、压力、速度不稳定。液压系统的故障发生有相当一部分是由液压元件的故障所致，因此，应首先熟悉

307、和掌握各种液压元件的常见故障及排除方法。 8.5 液压系统常见故障的分析和排除方法液压系统常见故障的分析和排除方法榜为吠彩拍弦宝雌摄税阑是辨釜仍紧牺县淀驶矣褐硝尽星唁二垮妨菜果妖机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n复习思考题复习思考题n 8-1 说明在图8-2所示的动力滑台液压系统是由哪些基本回路组成的？单向阀5在系统中起什么作用的作用？n 8-2 说明在图8-4所示的压力机液压系统中，使上液压缸5快速下降的措施，并指出压力阀4、6、9的作用有哪些？第第8章章 典型液压传动系统典型液压传动系统滨韦阂侯鼻或蔼森敬怀疼丸圈狸蔚宾袒朋道徒耽随绦台贴长塑磺丁链次差机械设备控制技术电子教案

308、机械设备控制技术电子教案*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制 气压传动及控制是以压缩空气为工作介质进行能量和信号的传递，从而实现生产自动化的一门技术。气动控制与电气控制、液压控制一样，在促进自动化的发展等方面起到了极为重要的作用，目前在国内外工业生产中得到了广泛的应用。 由于气压传动与液压传动都是利用流体作为工作介质，二者在工作原理、系统组成、元件结构及图形符号等方面有不少相似之处，所以在学习本章时，前面液压传动的一些基本知识，在此仍有很大的参考和借鉴作用。n9.1 气压传动基础气压传动基础 在学习气压传动之前应掌握空气的有关知识，尤其是气体与液体的差异。 1）自然界的空气是由若干种气体

309、混合而成，并且含有杂质和水蒸气。气压传动的工作介质压缩空气应为干燥、洁净气体。 2）空气的体积随压力和温度的变化而变化的性质，分别表征为压缩性和膨胀性。空气的压缩性和膨胀性都远大于液体和固体。 3）为便于研究，一般视假想的没有黏性的气体为理想气体，一定质量的理想气体在状态变化的某一瞬间满足下列气体状态方程。 4）气压图形符号与液压图形符号的表示有明显的一致性与相似性，但也存在重大区别，例如气动元件向大气排气，就不同于液压元件回油进入油箱的表示方法。常用气压元件的图形符号见附录。颗舵歧祝慢测政勃娇岔逮甫赚汰杂忿振揪近狞咋沏秦掳挚译凉棠东蜕彬带机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.

310、1.1 气压传动的特点气压传动的特点 气压传动与机械、电气、液压传动相比，具有以下优缺点：n（1）气压传动的优点 1）以空气为工作介质，来源方便，使用后直接排入大气，处理方便，不污染环境； 2）因空气黏度很小，在管道中流动时能量损失小，故便于集中供气和远距离输送； 3）气动动作迅速，调节方便，维护简单，不存在介质变质及补充问题； 4）工作环境较好，具有很强的适应性，且安全可靠，过载时能实现自动保护； 5）气动元件结构简单，成本低，寿命长，易于实现标准化、系列化和通用化。n（2）气压传动的缺点 1）由于空气具有较大的可压缩性，因而运动的平稳性较差； 2）因工作压力低，不易获得较大的输出力或扭矩；

311、 3）有较大的排气噪声。n9.1.2 气压传动系统的组成气压传动系统的组成 气压传动系统有以下几部分组成： 1）气源装置。其主体部分是空气压缩机，它将机械能转化为气体的压力能，为整个系统提供动力。 2）执行元件。即气缸或气压马达，它将气体的压力能转化为机械能，输送给工作部件。 3）控制元件。即各种阀类，用来控制气压系统中压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行元件完成预期的工作。 4）辅助装置。是使压缩空气净化、润滑、消声以及用于元件连接所需的装置。如各种过滤器、干燥器、油雾器、消声器及管件等。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制吓惟涉蚊些姚裂们试坟四灌洱抖龚炸蛰猿衙诺盼卓枯州煽挝擞谷

312、定蛰窃典机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.2.1 气源装置气源装置n常见的气源装置如图9-1所示。空气首先经过滤气器过滤去部分灰尘、杂质后进入压缩机1，压缩机输出的空气先进入后冷却器2进行冷却，然后进入油水分离器3，使部分油、水和杂质从气体中分离出来，得到初步净化的压缩空气送入储气罐4中，即可供给对气源要求不高的一般气动装置使用（一般称为一次净化）。但对仪表用气和质量要求高的工业用气，则必须二次和多次净化处理。将经过一次净化的压缩空气送进干燥器5进一步除去气体中的水分和油。在净化系统中干燥器甲和乙交换使用，其中闲置的一个利用加热器吹入的热空气进行再生，以备交替使用。四通阀用

313、于转换两个干燥器的工作状态，过滤器6的作用是进一步清除压缩空气中的渣子和油气。经过处理的气体进入罐气罐7以便供给气动设备和仪表使用。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制店搓然墙胞背眶谎毖趋继科老辩刘伞竞岗谋甭吞洛膜焙先圈执类垮楷癸耀机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n1.空气压缩机空气压缩机n空气压缩机是将机械能转变为气体压力能的装置，是气动系统的动力源。空气压缩机的种类很多，一般有活塞式、膜片式、叶片式、螺杆式等类型，其中气压系统最常使用的机型为活塞式压缩机。图9-2所示为卧式空气压缩机的工作原理图。当活塞3向右运动时，由于左腔容积增加，压力下降，而当压力低于大气压力时，

314、吸气阀9被打开，气体进入气缸2内，此为吸气过程。当活塞向左运动时，吸气阀9关闭，缸内气体被压缩，压力升高，此过程即为压缩过程。当缸内气体压力高于排气管道内的压力时，顶开排气阀，压缩空气被排入排气管道内，此过程为排气过程。至此完成一个工作循环，电动机带动曲柄作回转运动，通过连杆、滑块、活塞杆、推动活塞作往复运动，空气压缩机就连续输出高压气体。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制饯勋酸醉梅佛总用妈帧恢碑乙鸽霄傣锹捞扶仟羚卿闭虽癣饰因戌走汞鲁仓机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.后冷却器后冷却器 风冷式冷却器的工作原理如图9-3所示。n3.油水分离器油水分离器 油水分离器又名

315、除油器。图9-4为常见的撞机式和环形回转式油水分离器。n4.储气罐储气罐 储气罐一般采用圆筒状焊接结构，有立式和卧式两种。图9-5为立式储气罐的结构图。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制春管荷墩厄朴捉淳研珠很卞泡梦噬啥恕氰讥疗要件患芜蛆见菇枷寡驰粥渔机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n5.干燥器干燥器 目前使空气干燥的方法主要是冷却法和吸附法。 图9-6为吸附式干燥器。n6.空气过滤器空气过滤器 空气过滤器又名分水 滤气器、空气滤清器。 图9-7为分水滤气器结 构原理图。 *第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制沽引搪半仓园讥粮禹愉脆茁霜烹诸帘缸晰灵辗昭赃刊繁拆彤习仍酵

316、慧写讯机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.2.2 气动辅件气动辅件n1.油雾器油雾器 普通油雾器（也称一次油雾器）的结构原理如图9-8所示。n2.消声器消声器 气动系统中的消声器主要有吸收型、膨胀干涉型、 膨胀干涉吸收型。n图9-10为膨胀干涉型消声器。n3.转换器转换器 转换器是将电、液、气信号相互间转换的 辅件，用来控制气动系统工作。气动系统 中的转换器主要有气 电、电气、气液等。 图9-11为气液转换器。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制寸宙幌鞋肄腺卫籽月太辰郡值赛每厘酸泡肥幼壁滑竣稀骆送缅殿诀夕语稍机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.3 气动

317、执行元件气动执行元件n9.3.1 气缸气缸n1.气缸的分类气缸的分类 1）按压缩空气在活塞端面作用力的方向不同分为单作用气缸和双作用气缸。 2）按结构特点不同分为活塞式、薄膜式、柱塞式、摆动式气缸等。 3）按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式和凸缘式、嵌入式、回转式气缸等。 4）按功能分为普通式、缓冲式、气一液阻尼式、冲击、步进气缸等。n2.气缸的工作原理气缸的工作原理 大多数气缸的工作原理与液压缸相同，以下介绍几种具有特殊用途的气缸工作原理。 （1）气一液阻尼缸 图9-12为气液阻尼缸工作原理图。 （2）薄膜式气缸 图9-13为薄膜式气缸结构简图。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制

318、功冤下疚颅参惫戍霖面声果其换署舜皱涌粹脯看奥瘦溪吼燃锦越喧脓厂掩机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.3.2 气动马达气动马达n1.气动马达的工作原理气动马达的工作原理 图9-14为双向旋转叶片式气动马达的工作原理图。n2.气动马达的特点及应用气动马达的特点及应用 气动马达一般具有如下特点： 1）工作安全，具有防爆性能，适用于恶劣的环境，在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等条件下均能正常工作。 2）有过载保护作用。过载时，马达只是降低或停止转速；当过载解除，继续运转，并不产生故障。 3）可以无级调速。只要控制进气流量，就能调节马达的功率和转速。 4）比同功率的电动机轻1101

319、3，输出功率惯性比 较小。 5）可长期满载工作，而温升较小。 6）功率范围及转速范围均较宽，功率小至几百瓦，大至 几万瓦，转速可从每几转每分到上万转每分。 7）具有较高的启动转矩，可以直接带负载启动，启动、 停止迅速。 8）结构简单，操纵方便，可正、反转，维修容易，成本低。 9）速度稳定性差，输出功率小，效率低，耗气量大，噪声 大，容易产生振动。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制硫募靠宴磕救阵荐圆办蛊咬凶寞懂本科躁葱跳榜喳菩均邵掉玻郡八渺厌嵌机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.4 气动控制元件 气动控制元件按其功能和作用分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类。此

320、外，还有通过控制气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑元件等。n9.4.1 压力控制阀 气动压力控制阀主要有减压阀，溢流阀和顺序阀。n1.减压阀 气动减压阀也称调压阀。图9-16为直动型调压阀 的结构简图。n2.顺序阀 它依靠气路中压力的作用而控制元件的单向顺序 动作，反向时单向阀打开，顺序阀不起作用。 图9-17为单向顺序阀其工作原理。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制饯币盅先漏厦悯木刚挠桩毫膀线摈蠢亨裳吗赚彦聋耿篇瞻枪乏共吾莫同坑机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n3.溢流阀（安全阀）溢流阀（安全阀） 溢流阀当储气罐或回路中压力超过所规定的调定压力时，气流需经安全阀

321、排出，以保证系统安全；当回路中仅靠减压阀的溢流孔排气难以保持执行机构的工作压力时，亦可并联一安全阀做溢流阀用。 安全阀的工作原理如图9-18所示。 *第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制资挫骸崖敲撕碳础监万金荡潦烷襟夸紧族早养级隧钧挛切惜恳府减撅骇便机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.4.2 流量控制阀流量控制阀n1.节流阀节流阀 图9-19为圆柱斜切型节流阀的结构。n2.单向节流阀单向节流阀 单向节流阀工作原理如图9-20所示。n3.排气节流阀排气节流阀 图9-21为排气节流阀的工作原理。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制作疹祭持央农独盐赘奉晨届署隆俊史更雅避斗

322、赖关撰作搀摇掖冗森短营佛机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.4.3 方向控制阀方向控制阀 气动方向控制阀和液压方向控制阀相似，分类方法也大致相同。1.单向型控制阀单向型控制阀 单向型控制阀中包括单向阀、或门型梭阀、与门型梭阀和快速排气阀。其中单向阀与液压单向阀类似，其它阀工作原理介绍如下： （1）或门型控制阀 在气压传动系统中，当两个通路P1和P2均与另一通路相通，而不允许P1与P2相通时，就要用或门型梭阀。由于阀芯像织布梭子一样来回运动，因而称之为梭阀，该阀相当于两个单向阀的组合。在逻辑回路中，它起到或门的作用。图9-22为或门型梭阀的工作原理图。 （2）与门型梭阀（双压阀

323、） 与门型梭阀又称双压阀，该阀只有当两个输入口P1、P2同时进气时，A口才能输出。图9-23为与门型梭阀工作原理图。 *第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制唇硬氖晾雏吏虫性椅招颠尽景熙免揪迸箩闺论裂增箱契假扰多怂蒸辛嗽遗机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n（3）快速排气阀 快速排气阀又称快排阀。它是为加快气缸运动速度作快速排气用的。 图9-24为膜片式快速排气阀结构图。n2.换向型控制阀换向型控制阀 换向型方向控制阀（简称换向阀）的功能与液压的同类阀相似，操作方式也大致相同，切换位置和接口数也分几位几通，其基本原理都是在外力作用下，使阀芯和阀套产生相对运动来完成流动方向的变换

324、或流道的通断的。 图9-25为二位三通电磁换向阀结构原理图。 *第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制全毅寒姬敖曹翁篙邱求滁德刷瘟脂蒸室监荫砂灰抉圈送时惋正慧窒案奎歹机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.4.4 气动逻辑元件气动逻辑元件 气动逻辑元件的种类很多，按工作压力分为高压、低压、微压三种；按逻辑功能分为“是门”、“与门”、“或门”、“非门”和“双稳”元件；按结构形式分为截止式、膜片式、滑阀式和球阀式等几种类型。n1.气动逻辑元件的特点气动逻辑元件的特点 1）元件孔径较大，抗污能力强，对气源的净化程度要求低。 2）元件在完成切换动作后，能切断气源和排气孔之间的通道，即具

325、有关断能力，无功耗气量较低。 3）负载能力，适应能力强，可带多个同类型元件。 4） 在组成系统时，元件间的连接方便，调试简单。 5）在强冲击振动下，有可能产生误动作。n2.几种常见的气动逻辑元件几种常见的气动逻辑元件 基本逻辑单元有“是“门”、“与门”、“或门”、“非门”和“双稳”等。 （1）“是门”和“与门”元件 图9-26为截止式“是门”和“与门”元件结构 原理图。 （2）“或门”元件 图9-27为“或门”元件结构图。 *第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制颈椎涤捂干侵然蛙己孰开锗贯棠涯暇撂蒙程江馈纫夸班团斋冀藕菇疤衅羽机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 （3）“非门”和

326、“禁门”元件 图9-28为“非门”及“禁门”元件的结构图。 （4）“双稳”元件 图9-29为“双稳”元件结构原理图。 “双稳”元件具有记忆性能，也称记忆元件。 *第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制苫弹峡篷沼棵萌恍圣商吝艾盏逢买肌撮荧球尤穴惰园项毕祥紊例海缸甸卡机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.10 气动基本回路气动基本回路 气压传动系统的形式很多，是由不同功能的基本回路所组成，熟悉常用的基本回路是分析和设计气压传动系统的必要基础。n9.5.1 方向控制回路方向控制回路 方向控制回路是通过换向阀得电、失电使气缸改变方向的换向回路。常用的有单作用气缸换向回路、双作用气缸的

327、控制回路。n1.单作用气缸换向回路单作用气缸换向回路 图9-30所示为单作用气缸换向回路。在图9-30（a）回路中当电磁铁得电时，气压使活塞伸出工作，而电磁铁失电时，活塞杆在弹簧作用下缩回。 在图9-30（b）回路中三位五通换向阀，电磁铁失电后能自动复位，故能使气缸停留行程中任意位置，但定位精度不高，定位时间不易太长。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制概逛虐枕洞嚷母搁撩嘻吃贯爵言杉户拴蒲鸳获泣戎笑芒惺堕吧总墩据寄扼机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n2.双作用气缸换向回路双作用气缸换向回路 图9-31所示为各种双作用气缸的控制回路。 在图9-31 a）回路中通过对换向阀上

328、、下切换，使气缸活塞杆伸出和缩回； 9-31 b）的回路中，当有气控制信号A时气缸推出，反之气缸退回； 9-31 c）为三位五通气控阀和手动二位三通阀控制的换向回路，当手动阀换向时，由手动阀控制气流推动二位五通气换向控阀换向，气缸活塞外伸。松动手动阀，则活塞杆；返回； 9-31 d）、e）、f）的两端控制 电磁铁线圈或按钮不能同时操作， 否则将出现误动作，其回路相当于 双稳的逻辑功能； 9-31f）还有中位停止，但中停定 位精度不高。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制栽嗜酸衣臭阔者蛹李痛狄补臭韭誊疟绣使咖棘庆爽濒滔帅瓜生团闷柬叫伤机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.5

329、.2 压力控制回路压力控制回路 常用的有一次压力控制回路，二次压力控制回路和高低压转换回路。n1.一次压力控制回路一次压力控制回路 图9-32所示为一次压力控制回路。n2.二次压力控制回路二次压力控制回路 二次压力控制回路主要是对气动系统的气源压力进行控制。图9-33为二次压力控制回路。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制径嫉佰恿内衫养勾厄溯骏篷赘牺脱熄抖戊切忙遏祝计浦冬仕玄步怂规姻叁机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.5.3 速度控制回路速度控制回路 控制气缸的速度，通常采用节流调速回路。在气动系统中常称供气节流调整速和排气节流调速。n1.单向调速回路单向调速回路 图

330、9-34为双作用缸单向调速回路，图9-34（a）为供气节流调速回路。n2.双向调速回路双向调速回路 图9-35为双向调速回路。n3.气气液调速回路液调速回路 图9-36为气液调速回路。 *第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制姓汾渡赊扣眯残咆坛雄依函锻喘荤腹箕搁郭梨摸吵恼贡暂稗除滴饥拎枷寇机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.5.4 其它常用基本回路n1.安全保护回路 （1）过载保护回路 图9-37所示的过载保护回路。 （2）互锁回路 图9-38所示互锁回路。 *第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制赖恭艰娟熄凋害哨锅杠驮都义麓缅俐仁辖桨盈环摇夜父款僚绘泽兵钢集沪机械设备控

331、制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n（3）双手同时操作回路 所谓双手操作回路就是使用两个启动阀的手动阀，只有同时按动两个阀才动作的回路。这在锻造、冲压机械上常用来避免产生误动作，以保护操作者的安全。 图9-39所示为双手操作回路。n2.延时回路延时回路 图9-40所示为延时回路。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制虱诡焕花播疚时霖拇堰护腆捧浩站椰猪戒芭驻怕椒咳阁蜜博节污烂荒臭垫机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n3.顺序动作回路顺序动作回路 顺序动作是指在气动回路中，各个气缸按一定程序完成各自的动作。例如，单缸有单往复动作，二次往复动作和连续往复动作等；多缸按一定顺序进

332、行单往复或多往复顺序动作等。 （1）单缸往复动作回路 图9-41所示为三种往复动作回路。 （2）连续往复动作回路 图9-42为连续往复动作回路。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制范鸟唁乾龟带掏矛四钥洪狭变驾促诌关碑恿辫兵以蔑争影蒜朱萌帘蝎励败机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.6 气压传动系统气压传动系统 气压传动技术是实现工业生产自动化、半自动化的方式之一，其应用十分广泛。本章主要介绍几种气动程序控制回路。n9.6.1 气动机械手气压传动系统气动机械手气压传动系统 气动机械手具有结构简单、动作迅速、制造成本低、不污染工作环境等优点，并可以根据各种自动化设备的工作需要

333、，按照设定的控制程序动作。如实现自动取料、上料、卸料和自动换刀具等。因此，它在自动生产设备和生产线被广泛应用。 图9-43所示为用于某一专用设备 上的气动机械手结构示意图。 它由四个气缸组成，可在三个 坐标内运动。 图中A缸为夹紧缸，其活塞杆退 回时夹紧工件，活塞杆伸出时松 开工件。B缸为长臂伸缩缸，可 实现伸出和缩回动作。C缸为主 柱升降缸。D缸为主柱回转缸， 该气缸有两个活塞，分别装在带 齿条的活塞杆两头，齿条的往复 运动带动立柱上的齿轮旋转，从 而实现立柱的旋转。 *第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制烟太亮噶蒋豢愿掖下晰怨巳篡体砒将缘蹋淀囊绽绢陌牟假姬锭讨位绊上星机械设备控制技术电

334、子教案机械设备控制技术电子教案 图9-44为气动机械手的气动系统工作原理图（手指部分为真空吸头，即无A气缸部分）。要求其工作循环为，立柱上升伸臂立柱顺时针转真空吸头取工件立柱逆时针转缩臂立柱下降。 三个气缸均有三位四通双电控换向阀1、2、7和单向节流阀3、4、5、6组成换向、调速回路。各气缸的行程位置均有电气行程开关进行控制，表9-1为该机械手在工作循环中各电磁铁的动作顺序表。 表9-1 机械手在工作循环中各电磁铁的动作顺序表*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制动作缸电磁铁垂直缸C上升水平缸B伸出回转缸D转位回转缸D复回水平缸B退回垂直缸C下降1YA2YA3YA4YA5YA6YA胁库棚滁

335、逊白域赠匆励然振卯猴秀邮您袄戊晌牧各伯术喀霜丑弦乖概聘董机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.6.2 工件夹紧气压传动系统工件夹紧气压传动系统 工件夹紧气压传动系统是机械加工自动线、组合机床中常用的夹紧装置。 图9-45为工件气压夹紧传动系统图。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制街铲抑毒峪拦玻新侣络瓣拒断扯雀院珐莆冲膘幽赴掠碌宛缘掀凑干下鸣誊机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.6.3 气液动力滑台气压传动系统气液动力滑台气压传动系统 气液动力滑台是采用气液阻尼缸作为执行元件。在机床设备中用来实现进给运动的部件。 图9-46为气液动力滑台的气液传动系统原

336、理。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制隘颤辆绘嫁臆瞥囤斌描结秒帧恨蔗晋守稻挛紊票原畔注罕截满豢驶笆避雄机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.7 气压传动系统的安装调试和故障分析气压传动系统的安装调试和故障分析n9.7.1 气压传动系统的安装气压传动系统的安装n1.管道的安装管道的安装n2.元件的安装元件的安装n9.7.2 气动系统的调试、使用维护气动系统的调试、使用维护n1.调试前的准备工作调试前的准备工作n2.空载试运行空载试运行n3.负载试运行负载试运行n4.气动系统的使用维护气动系统的使用维护 气动系统的使用与保养分为日常维护、定期检查、及系统大修还应考虑安全与环

337、保，具体应注意以下几个方面： 1） 日常维护需对冷凝水和系统润滑进行管理。 2）开车前后要放掉系统中的冷凝水。 3）定期给油雾器加油。 4）随时注意压缩空气的清洁度，对分水滤气器的滤芯要定期清洗。 5）开车前检查各调节旋钮是否在正确位置，行程阀、行程开关、挡块的位置是否正确、牢固。对活塞杆、导轨等外露部分的配合表面进行擦拭后方能开车 6）长期不使用时，应将各旋钮放松，以免弹簧失效而影响元件的性能。 7）间隔三个月需定期检修，一年应进行大修。 8）对受压容器应定期检验，漏气、漏油、噪声等要进行防治。*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制荐贮柴涤处矾狭固案胯炬缅豁刹每盔考熊牛制彪们萎趴痹陵攻鹤

338、炼朔耕搽机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n9.7.3 气动系统的故障珍断气动系统的故障珍断n1.故障种类故障种类 由于故障发生的时期不同，故障的内容和原因也不同。因此，可将故障分为初期故障、突发故障和老化故障。 （1）初期故障 在调试阶段和开始运转的二、三个月内发生的故障称为初期故障。 （2）突发故障 系统在稳定运行时期内突然发生的故障称为突发故障。 （3）老化故障 个别或少数元件达到使用寿命后发生的故障称为老化故障。n2.故障的珍断方法故障的珍断方法 （1）经验法 主要是依靠实际经验，并借助简单的仪表，诊断故障发生的部位，找出故障原因的方法，称为经验法。 （2）推理分析法 利

339、用逻辑推理、步步逼近，寻找出故障的真实原因的方法称为推理分析法。n3.常见故障及排除方法常见故障及排除方法 气动系统常见故障、原因及排除方法见表19-2至表16-7*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制使蜗内正弧椭酣之壕跌于死胺妇藉乏提拖睛猩人枚笺剂阂嘱挟应剖禄累烧机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案 表9-2 减压阀常见故障及排除方法*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制故 障原 因排 除 方 法二次压力1阀弹簧损坏2 阀座有伤痕，阀座橡胶剥离3阀体中夹入灰尘，阀导向部分黏附异物4阀芯导向部分和阀体的型密封圈收缩、膨胀1 更换阀弹簧2更换阀体3清洗、检查滤清器4更换型封圈

340、 压力降很大（流量不足）1阀口径小2 阀下部积存冷凝水；阀内混入异物1使用口径大的减压阀2清洗、检查滤清器向外漏气（阀的溢流孔处泄漏）1溢流阀座有伤痕（溢流式）2膜片破裂3二次压力升高4二次侧背压增加1更换溢阀座2更换膜片3参看二次压力上升栏4检查二次侧的装置回路阀体泄漏1密封件损伤2弹簧松弛1更换密封件2张紧弹簧异常振动1弹簧的弹力减弱，弹簧错位2阀体的中心，阀杆的中心错位3因空气消耗量周期变化使阀不断开启、关闭，与减压阀引起共振1把弹簧调整到正常位置，更换弹力减弱的弹簧2检查并调整位置偏差3和制造厂协商虽已松开手柄，二次侧空气也不溢流1溢流阀座孔堵塞2使用非溢流式调压阀1清洗并检查滤清器2

341、非溢流阀调压阀松开手柄也不溢流。因此需要在二次侧安装溢流阀朽炎轿未匿际刺熬择岔魏棺镶狰且啊轩儡益瓣伍阔阉摘蜡驹祈险凉宪起三机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案表表9-3 溢流阀常见故障排除方法溢流阀常见故障排除方法*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制故 障原 因排 除 方 法压力虽已上升，但不溢流1阀内部孔堵塞2阀芯导向部分进入异物 清洗压力虽没有超过设定值，但在二次侧却溢出空气1阀内进入异物2阀座损伤3调压弹簧损坏1清洗2更换阀座3更换调压弹簧溢流时发生振动（主要发生在膜片式阀，其启闭压力差较小）1压力上升速度很慢，溢流阀放出流量多，引起阀振作2因从压力上升源到溢流阀之间被

342、节流，阀前部压力上升慢而引起振动1二次侧安装针阀微调溢流量，使其与压力上升量匹配2增大压力上升源到溢流阀的管道口径从阀体和阀盖向外漏气1膜片破裂（膜片式）2密封件损伤1更换膜片2更换密封件私砂才虏押猖椰屠晤纳短窿雕坟帜滚等酪虚保瘫碳戊司乃渝讲卸榆俺否固机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案表表9-4 方向阀常见故障及排除方法方向阀常见故障及排除方法故 障原 因排 除 方 法不能换向1阀的滑动阴力大，润滑不良2O型密封圈变形3粉尘卡住滑动部分4 弹簧损坏5阀操纵力小6活塞密封圈磨损1进行润滑2更换密封圈3清除粉尘4更换弹簧5检查阀操作部分6更换密封圈、更换膜片阀产生振动1空气压力低（先

343、导式）2电源电压低（电磁阀）1提高操纵压力，采用直动式2提高电源电压，使用低电压线圈交流电磁铁有蜂鸣声1块状活动铁芯密封不良2粉尘进入块状、层叠型铁芯的滑动部分，使活动铁芯不能密切接触3层叠活动铁芯的铆钉脱落，铁芯叠层分开不能吸合4短路环损坏5电源电压低6外部导线拉得太紧1检查铁芯接触和密封性，必要时更换铁芯组件2 清除粉尘3 更换活动铁芯4 更换固定铁芯5 提高电源电压6 引线应宽裕电磁铁动作时间偏差大，或有时不能动作1活动铁芯锈蚀，不能移动；在湿度高的环境中使用气动元件时，由于密封不完善而向磁铁部分泄漏空气2电源电压低3粉尘等进入活动铁芯的滑动部分，使运动状况恶化1铁芯除锈，修理好对外部的

344、密封，更换铁芯组件2提高电源电压或使用符合电压的线圈 3清除粉尘线圈烧毁1环境温度高2快速循环使用时3因为吸引时电流大，单位时间耗电多，温度升高，使绝缘损坏而短路4粉尘夹在阀和铁芯之间，不能吸引活动铁芯5线圈上残余电压1按产品规定温度范围使用2使用高级电磁阀3使用气动逻辑回路4清除粉尘5使用正常电源电压，使用符合电压的线圈切断电源活动铁芯不能退回粉尘夹入活动铁芯滑动部分清除粉尘*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制碑阉潭凝衔听苇沽遏承眯躯遣沙勿佯止冠侄羌睁震嘛面苦苯箱衷启矣蔷锅机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案表表9-5 气缸常见故障及排除方法气缸常见故障及排除方法*第第9章

345、章 气压传动与控制气压传动与控制故 障原 因排 除 方 法外泄漏活塞杆与密封衬套间漏气1衬套密封圈磨损，润滑油不足2活塞杆偏心3活塞杆有伤痕1更换衬套密封圈2重新安装，使活塞杆不受偏心负荷3更换活塞杆气缸体与端盖间漏气1活塞杆与密封衬套的配合面内有杂质2密封圈损坏1除去杂质、安装防尘盖2更换密封圈从缓冲装置的调节螺钉处漏气活塞密封圈损坏更换密封圈内泄漏活塞两端窜气1活塞密封圈损坏2润滑不良3活塞被卡住4活塞配合面有缺陷，杂质挤入密封圈更换活塞密封圈2润滑3重新安装，使活塞杆不受偏心负荷4缺陷严重者更换零件，除去杂质输出力不足，动作不平稳1润滑不良2活塞或活塞杆卡住3气缸体内表面有锈蚀或缺陷4进

346、入了冷凝水、杂质1调节或更换油雾器2检查安装情况，清除偏心3视缺陷大小再决定排除故障办法4加强对分水滤气器和油水分离器的管理定期排放污水缓冲效果不好1缓冲部分的密封圈密封性能差2调节螺钉损坏3气缸速度太快1更换密封圈2更换调节螺钉3研究缓冲机构的结构是否合适损伤活塞杆折断1有偏心负荷2摆动气缸安装销的摆动面与负荷摆动面不一致；摆动轴销的摆动角过大负荷很大，摆动速度又快，有冲击装置的冲击加到活塞杆上；活塞杆承受负荷的冲击；气缸的速度太快1调整安装位置，清除偏心，使轴销摆角一致2确定合理的摆动速度，冲击不得加在活塞杆上，设置缓冲装置端盖损坏缓冲机构不起作用在外部或回路中设置缓冲机构审毕榆盔浑曝歧苗

347、迢楔杏捕汇抱喀疼恕坟旋溢哗褒赌组开燕寞椽须覆抢贫机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案表表9-6 分水滤气器常见故障及排除方法分水滤气器常见故障及排除方法*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制故 障原 因排 除 方 法压力降过大1使用过细的滤芯2滤清器的流量范围太小3流量超过滤清器的容量4滤清器滤芯网眼堵塞1更换适当的滤芯2换流量范围大的滤清器3换大容量的滤清器4用净化液清洗（必要时更换）滤芯从输出端逸出冷凝水1未及时排出冷凝水2自动排水器发生故障1养成定期排水习惯或安装自动排水器2修理（必要时更换）在适当流量范围使用或者更换容量大的滤清器输出端出现异物1滤清器滤芯破损2滤芯密封

348、不严3用有机溶剂清洗塑料件1更换滤芯2更换滤芯的密封，紧固滤芯3用清洁的热水或煤油清洗塑料水杯破损1在有有机溶剂的环境中使用2空气压缩机输出某种焦油3压缩机从空气中吸入对塑料有害的物质1使用不受有机溶剂侵蚀的材料（如使用金属杯）2更换空气压缩机的润滑油，使用无油压缩机3使用金属杯漏气1密封不良2因物理（冲击）、化学原因使塑料杯产生裂痕3泄水阀，自动排水器失灵1更换密封件2参看塑料杯破损栏3修理（必要时更换）躇哉捧珍拨袖农谗谭屎工匆萤息相耳抨拥律盒东人酒其袒铝驶抓雅侍带漳机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案表表9-7 油雾器常见故障及排除方法油雾器常见故障及排除方法*第第9章章 气压

349、传动与控制气压传动与控制故 障原 因排 除 方 法油不能滴下1没有产生油滴下落所需的压差2油雾器反向安装3油道堵塞4油杯未加压1加上文丘里管或换成小的油雾器2改变安装方向3拆卸，进行修理4因通往油杯的空气通道堵塞，需拆卸修理油杯未加压1通往油杯的空气通道堵塞2油杯大、油雾器使用频繁1拆卸修理2加大通往油杯空气通孔使用快速循环式油雾器油滴数不能减少油量调整螺丝失效检修油量调整油丝空气向外泄漏1油杯破损2密封不良3观察玻璃破损1更换油杯2检修密封3换观察玻璃油杯破损1用有机溶剂清洗2周围存在有机溶剂1更换油杯，使用金属杯或耐有机溶剂杯2与有机溶剂隔离玉风否录职船肋段魔幌疙桓橡卡戊糠斗葡疙膨寻啃扼砂

350、覆榨墒订气卓旅虐机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案n复习思考题复习思考题n9-1 为什么压缩机排出的压缩空气不能直接输送给气动设备设备使用？n9-2 气动系统由哪些装置及元件组成？n9-3 空气压缩机在气动系统中起何作用？如何选用？n9-4 压缩空气的净化装置和设备包括哪些？它们各起什么作用？n9-5 依次说明气动三大件的名称及其用途。n9-6 简述分水滤气器的结构原理。n9-7 简述油雾器的工作原理。什么场合需用油雾器？什么场合不需要油雾器？n9-8 为什么气动系统需要用消声器？消声器一般安装在什么地方？n9-9 膜片气缸、无杆气缸与活塞式气缸相比较，各有什么特点？n9-10 气液阻尼缸工作原理。n9-11 气动马达有哪些突出特点？n9-12 什么是延时回路，它相当于电气元件中的什么元件？n9-13 气动系统管道的安装有何要求？n9-14气动系统压力降过大的原因有哪些？*第第9章章 气压传动与控制气压传动与控制象瞻脆烩湃师陵初返易依儒程栈巡捞却碳胀灿苑拇汐孰学陡柠际坏齿威伊机械设备控制技术电子教案机械设备控制技术电子教案