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1、液压与气压传动绪论第十章气源装置及气动元件第一章液压流体力学基础第十一章气动基本回路与常用回路第二章液压泵第十二章气动逻辑系统设计第三章液压马达与液压缸第十三章气压传动系统实例第四章液压控制阀第五章液压辅件第六章液压基本回路第七章典型液压系统第八章液压系统的设计计算第九章气压与传动基础知识绪论液压与气压传动的工作原理及特征液压与气压传动的工作原理及特征液压与气压传动系统的组成液压与气压传动系统的组成液压与气压传动的优缺点液压与气压传动的优缺点液压与气压传动的工作原理和特征液压千斤顶常用于顶升重物液压千斤顶常用于顶升重物,如顶起汽如顶起汽车以便拆换轮胎车以便拆换轮胎一、特点：（1）通过具有一定压
2、力的液体来传动；（2）传动过程中须经过两次能量转换；（3）传动必须在密封容积内进行，而且容积要进行变化。二、液压传动装置本质:是一种能量转换装置，它先将机械能转换为液压能，后将液压能转换为机械能。三、运动演示液压与气压传动系统的组成液压与气压传动系统的组成能源装置将机械能转换为流体压力能的装置。执行元件将流体的压力能转换为机械能的元件。控制元件控制系统压力、流量、方 向的元件以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。辅助元件保证系统正常工作除上述三种元件外的装置。液压与气压传动的优缺点布置方便灵活。无级调速，调速范围可达2000：1。传动平稳，易于实现快速启动、制动和频繁换向。操作
3、控制方便，易于实现自动控制、中远距离控制和过载保护。标准化、系列化、通用化程度高，有利于縮短设计周期、制造周期和降低成本。传动效率不高；维护要求较高。第一章液压流体力学基础液压油液液压油液液体静力学液体静力学液体动力学液体动力学管道流动管道流动孔口流动孔口流动缝隙流动缝隙流动液压冲击和气穴现象液压冲击和气穴现象液压油液 密度 单位体积液体的质量可压缩性 对于一般液压系统，可认为油 液是不可压缩的 。 粘性 液体流动时分子之间产生的一种内摩擦力 ，用动力粘度，运动粘度，相对粘度来度量。液压油的性质对液压油液的要求有良好的润滑性；成分要纯净；有良好的化学稳定性；抗泡沫性和抗乳化性好； 粘温特性好；
4、材料相容性好； 无毒，价格便宜液压油液的选用选用液压油液首先考虑的是粘度液压系统的工作压力 压力高，要选择粘度较大的液压油液。 环境温度 - 温度高，选用粘度较大的液压油液。 运动速度 - 速度高，选用粘度较低的液压油液。 液压泵的类型液体静力学若在液体的面积A上所受的作用力F为均匀分布时，静压力可表示为 p = F / A 液体静压力在物理学上称为压强，工程实际应用中习惯称为压力。液体静压力的特性液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等。 液体静压力垂直于承压面，方向为该面内法线方向。静压力基本方程式 静压力基本方程式 p=p0+gh 液体内的压力与液体深度成正比。 静止液体中任一质点的总
5、能量 p/g+h 保持不变，即能量守恒。 压力的表示法及单位 帕斯卡原理作用在大活塞上的负载F1形成液体压力 p= F1/A1 为防止大活塞下降，在小活塞上应施加的力 F2= pA2= F1A2/A1 由此可得液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变力的方向。 液体内的压力是由负载决定的。静压力对固体壁面的作用力液体和固体壁面接触时，固体壁面将受到液体静压力的作用 当固体壁面为平面时，液体压力在该平面的总作用力 F = p A ，方向垂直于该平面。 当固体壁面为曲面时，液体压力在曲面某方向上的总作用力 F = p Ax ， Ax 为曲面在该方向的投影面积。液体动力学理想液体 假设的既无粘性又
6、不可压缩的流体称为理想流体。恒定流动 液体流动时，液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化的流动，亦称为定常流动或非时变流动流量连续性方程流量连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表达方式。 11A 1=22A2q= VA =常数伯努利方程理想流体的伯努利方程 n p1 /g + Z1 + v12 / 2g = p2 /g + Z2 + v22 / 2g=常数n 在管内作稳定流动的理想流体具有压力能，势能和动能三种形式的能量，它们可以互相转换，但其总和不变，即能量守恒。n实际流体的伯努利方程 p1/g + Z1+1v12/ 2g = p2 /g+ Z2+2 v22/ 2g + hw实际
7、流体存在粘性，流动时存在能量损失，hw 为单位质量液体在两截面之间流动的能量损失。动量方程 动量方程是用来计算流动液体作用在限制其流动的固体壁面上的总作用力。F = q（u2 - u1） 作用在液体控制体积上的外力总和等于单位时间内流出控制表面与流入控制表面的液体的动量之差。注意：F、u是矢量；流动液体作用在固体壁面上的力与作用在液体上的力大小相等、方向相反。 管道流动 由于流动液体具有粘性，以及流动时突然转弯或通过阀口会产生撞击和旋涡，因此液体流动时必然会产生阻力。 压力损失由沿程压力损失和局部压力损失两部分组成。流态、雷诺数 通过实验发现液体在管道中流动时存在两种流动状态。 层流粘性力起主
8、导作用 紊流惯性力起主导作用 液体的流动状态用雷诺数来判断。沿程压力损失液体在等直径管中流动时因摩擦而产生的损失，称为沿程压力损失。因液体的流动状态不同沿程压力损失的计算有所区别。局部压力损失 液体流经管道的弯头、接头、阀口等处时，液体流速的大小和方向发生变化，会产生漩涡并发生紊动现象，由此造成的压力损失称为局部压力损失。 整个液压系统的总压力损失应为所有沿程压力损失和所有的局部压力损失之和。 p = p + p孔口流动 在液压元件特别是液压控制阀中，对液流压力、流量及方向的控制通常是通过特定的孔口来实现的，它们对液流形成阻力，使其产生压力降，其作用类似电阻，称其为液阻。孔口流量压力公式薄壁小
9、孔 q = CdAo（2p /）1/2滑阀阀口 qCdDxv(2p/)1/2短孔 q = CdA0(2p/)1/2细长孔 q =（d 4 / 128l ）p 液流经过细长孔的流量与液体粘度成反比。流过细长孔流量受液体温度影响较大。液阻定义: 孔口前后压力降与稳态流量的比值为液阻，即在稳态下，它与流量变化所需要的压差变化成正比。 特性: R与通流面积A成反比，A=0，R为无限大；A足够大时，R0。p一定，调节A，可以改变R，从而调节流经孔口的流量。A一定，改变q， p 随之改变，这种液阻的阻力特性用于压力控制阀的内部控制。缝隙流动通过平板缝隙的流量 q = b h 3p / 12l u ob h
10、 / 2在压差作用下，流量q 与 缝隙值h 的三次方成正比，这说明液压元件内缝隙的大小对泄漏量的影响非常大。环形缝隙通过同心圆柱环形缝隙的流量公式： q = （d h 3 / 12l ）p d h uo / 2 当圆柱体移动方向和压差方向相同时取正号，方向相反时取负号。液压冲击和气穴现象液压冲击因某些原因液体压力在一瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值 ，这种现象称为液压冲击。危害瞬间压力冲击不仅引起振动和噪声，而且会损坏密封装置、管道、元件，造成设备事故。 类型 1.管道阀门突然关闭时的液压冲击 2.运动部件制动时产生的液压冲击气穴现象气穴现象在液压系统中，如果某点处的压力低于液压油液所在温度
11、下的空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会分离出来，使液体中迅速出现大量气泡。 减少气穴现象的措施 1、 减小阀孔前后的压力降，一般使压力比p1/p2 3.5。 2、尽量降低泵的吸油高度，减少吸油管道阻力。 3、各元件联接处要密封可靠，防止空气进入。 4、增强容易产生气蚀的元件的机械强度.第二章液压泵液压泵的概述柱塞泵叶片泵齿轮泵液压泵的概述 液压泵是液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。液压泵基本工作原理以单柱塞泵为例 偏心轮旋转一转，柱塞上下往复运动一次，向下运动吸油，向上运动排油。液压泵的工作原理液压泵正常工作的三个必备条件必须具有一个由运动件
12、和非运动件所构成的密闭容积； 密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大吸油，由大变小压油；密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。液压泵的主要性能参数液压泵的压力 工作压力 p ：泵工作时的出口压力，大小取决于负载。 额定压力 ps ：正常工作条件下按实验标准连续运转的最高压力。 吸入压力：泵的进口处的压力。液压泵的主要性能参数排量V：液压泵每转一转理论上应排除的油液体积，又称为理论排量或几何排量。cm3/r。平均理论流量 q t：泵在单位时间内理论上排出的油液体积 。 实际流量 q ：泵在单位时间内实际排
13、出的油液体积。q = q t- q 。瞬时理论流量 qsh ：任一瞬时理论输出的流量。额定流量 q s ：泵在额定压力，额定转速下允许连续运转的流量。容积效率v：v= q /q t 液压泵的主要性能参数泵的功率和效率输入功率 P r： 驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率，P r= T 输出功率 P：泵输出液压功率， P = p q 总效率p ：p = P / P r 泵的转速 额定转速 n s：额定压力下能连续长时间正常运转的最高转速。 最高转速 n max：额定压力下允许短时间运行的最高转速。最低转速n min：正常运转允许的最低转速。液压泵的分类和选用按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵，叶
14、片泵，柱塞泵，螺杆泵齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 叶片泵又分双作用叶片泵，单作用叶片泵 柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵 按排量能否变量分定量泵和变量泵液压泵的选用原则是否要求变量 要求变量选用变量泵。工作压力 柱塞泵的额定压力最高。 工作环境 齿轮泵的抗污能力最好。噪声指标 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵。 效率 轴向柱塞泵的总效率最高。液压泵的图形符号柱塞泵定义柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。径向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵阀配流径向柱塞泵轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜轴式无铰轴向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵工作原理工作原理缸体-均布有七个柱塞孔，柱塞底部空
15、间为密闭工作腔。柱塞-其头部滑履与定子内圆接触。定子-与缸体存在偏心。配流轴传动轴斜盘式轴向柱塞泵工作原理工作原理缸体 - 均布Z 个柱塞柱塞滑履组- 柱塞直径为d斜盘- 相对传动轴倾角为配流盘传动轴斜盘式轴向柱塞泵的工作原理斜盘式轴向柱塞泵结构图叶片泵叶片泵分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作用叶片泵只能作定量泵用，单作用叶片泵可作变量泵用。双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片槽内滑动两次，完成两次吸油和压油而得名。单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一次，故称为单作用。双作用叶片泵工作原理由定子内环、转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为四部分，传动轴带动转子旋转，叶片在
16、离心力作用下紧贴定子内表面，因定子内环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成，故有两部分密闭容积将随转子旋转而变化。工作原理单作用叶片泵工作原理定子 内环为圆转子 与定子存在偏心e，铣有z 个叶片槽叶片 在转子叶片槽内自由滑动，宽度为B左、右配流盘 铣有吸、压油窗口传动轴单作用叶片泵的工作原理齿轮泵齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的，根据啮合形式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。因螺杆的螺旋面可视为齿轮曲线作螺旋运动所形成的表面，螺杆的啮合相当于无数个无限薄的齿轮曲线的啮合.外啮合齿轮泵n结构组成一对几何参数完全相同的齿轮，齿宽为B，齿数为z泵体前后盖板长短轴工作原理 两啮合的轮齿将
17、泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。外啮合齿轮泵的结构特点泄漏与间隙补偿措施齿轮泵存在端面泄漏、径向泄漏和轮齿啮合处泄漏。端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力.工作原理困油现象与卸荷措施困油现象产生的原因 齿轮重迭系数1，在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。困油现象的危害闭死容积由大变小时
18、油液受挤压， 导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变大时，会引起汽蚀和噪声。内啮合齿轮泵工作原理 一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分割成两部分，当传动轴带动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大，为吸油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，为压油腔。特点无困油现象流量脉动小，噪声低选择液压泵的原则是否要求变量: 径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。工作压力: 柱塞泵压力最高。工作环境: 齿轮泵的抗污染能力最好。噪声指标: 低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用 叶片泵和螺杆泵，后两者瞬时流量均匀。效率: 轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高
19、；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。第三章液压马达与液压缸n液压马达n液压缸液压马达液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置, 是液压系统的执行元件。马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施，使之不能通用。马达的分类：ns500r/min 为高速液压马达ns 500r/min 为低速液压马达定量马达和变量马达液压马达图形符号:液压马达的特性参数:工作压力与额定压力:工作压力 p 大小取决于马达负载。额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力。流量与容积效率: 实际流量 qMqMtq qMt为理论流
20、量， q 为泻漏。容积效率Mv qMt / qM 1 q / qM液压马达的特性参数排量与转速 排量V为MV等于1 时输出轴旋转一周所需油液体积。转矩与机械效率 实际输出转矩 TTt-T 理论输出转矩 Ttp VMm/ 2机械效率MmTM/TMt功率与总效率M PMo/ Pmi PMo为马达输出功率，Pmi为马达输入功率。 齿轮马达当高压油p进入马达的高压腔时，处于高压腔的轮齿受到压力油的作用，根据它们的受力情况，齿轮按图示方向旋转。油液被带到低压腔。叶片马达高压油进入由叶片 定子 转子组成的密闭空间，根据它们的受力情况，推动转子旋转。转动惯量小，反应灵敏，但泄露大。轴向柱塞马达轴向柱塞马达和
21、轴向柱塞泵是互逆的。改变斜盘倾角的方向，可改变马达的旋转方向。液压缸液压缸三梁四柱式压力机液压缸塑料注射成型机液压缸功能-液压缸与马达一样，也是将液压能转变为机械能的装置，它将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。液压缸的分类按结构形式分：活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸柱塞缸摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸按作用方式分：单作用液压缸 一个方向的运动依靠液压作用力实现，另一个方 向依靠弹簧力、重力等实现；双作用液压缸 两个方向的运动都依靠液压作用力来实现；复合式缸 活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与柱塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等。双杆活塞缸双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出;根据安装方
22、式不同又分为活塞杆固定式缸筒固定式双杆活塞缸的速度推力特性v q / A 4 qv /（D 2 d 2） 缸在左右两个方向上输出的速度相等，v为缸的容积效率。F A（p1 p2）m（D 2d 2）（p1 p2）m /4 缸在左右两个方向上输出的推力相等.单杆活塞缸单杆活塞缸只有一端带活塞杆，它有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式。两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效行程的两倍。单杆活塞缸速度推力特性:向右运动速度 v1 qv /A1 4 qv /D 2 向右运动推力 F1 （A1p1 A2p2）m 向左运动速度 v2 qv /A2 4 qv /（D 2 d 2） 向左运动推力 F2 （A2 p
23、1 A1p2）m 往返速比 v v2 / v11/1（d /D）2 式中v为缸的容积效率，m为缸的机械效率柱塞缸柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸能承受一定的径向力。伸缩液压缸它由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；缩回时，活塞则由小到大依次收回。工作原理增压缸（增压器）增压比为大活塞与小柱塞的面积比 KD 2/d 2 增压能力是在降低有效流量的基础上得到的。工
24、作原理增速缸增速缸也是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，活塞缸的活塞内腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。当液压油进入柱塞缸时，活塞将快速运动；当液压油同时进入柱塞缸和活塞缸时，活塞慢速运动。工作原理摆动式液压缸当通入液压油，它的主轴能输出小于360的摆动运动的缸称为摆动式液压缸。双叶片式 摆动角度一般小于150。单叶片式 摆动角度较大，可达300缓冲装置当活塞快速运动到接近缸盖时，增大排油力，使液压缸的排油腔产生足够的缓冲压力，使活塞减速，从而避免与缸盖快速相撞。第四章液压控制阀液压阀的概述液压阀的概述方向控制阀方向控制阀压力控制阀压力控制阀流量控制阀流量控制阀插装阀和叠加阀插装阀和叠加阀
25、伺服阀伺服阀电液比例阀电液比例阀液压阀的概述液压阀的作用：在液压系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。液压阀的基本结构：包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。液压阀的工作原理：利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。液压阀的概述液压阀的分类：根据结构形式分类滑阀 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长度，因此滑阀运动存在一个死区。锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为12 20 ，阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。球阀 性能与锥阀相同。液压阀的概述根据控制方式不同分：定值或开关控制阀 被控制量为定值的阀类，
26、包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。比例控制阀 被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类，包括普通比例阀和带内反馈的电液比例阀。伺服控制阀 被控制量与（输出与输入之间的）偏差信号成比例连续变化的阀类，包括机液伺服阀和电液伺服阀。数字控制阀 用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流的压力、流量、方向的阀类。根据用途分： 压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀根据安装连接方式不同分：管式连接、板式连接、插装阀、叠加阀。液压阀的性能参数：公称通径 代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。
27、额定压力 阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极限的限制。对液压阀的基本要求：动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小，噪声低。阀口开启时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化量要小。结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。方向控制阀方向控制阀的作用：在液压系统中控制液流方向。方向控制阀包括：单向阀和换向阀单向阀包括： 普通单向阀和液控单向阀 换向阀包括： 按操作阀芯运动的方式可分为手动、 机动、 电磁动、液动、电液动等； 按结构类型分为滑阀式、转阀式和
28、球阀式； 按 阀芯在阀体中的工作位置分为二位、三 位、四位等；单向阀普通单向阀普通单向阀是一种只允许液流一个方向流动，反向则被截止的方向阀。要求正向液流通过时压力损失小，反向截止时密封性能好。图形符号工作原理 A端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液从右端流出；若 B端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。普通单向阀的应用常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。被用来分隔油路以防止高低压干扰。与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等复合阀。安装在执行
29、元件的回油路上，使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为（ 0.30.5）MPa。液控单向阀工作原理: 当控制油口不通压力油时，油液只能从p1p2；当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。注意: 控制油口不工作时，应使其通油箱，保证压力为零，否则控制活塞不能复位。换向阀换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。换向阀的分类按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通等。按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等。按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液动、电液动等。按
30、阀芯定位方式分：钢球定位式、弹簧复位式换向原理手动（机动）换向阀阀芯运动是借助于机械外力实现的。其中，手动换向阀又分为手动和脚踏两种；机动换向阀则通过安装在运动部件上的撞块或凸轮推动阀芯。二者共同的特点是工作可靠。原理演示电磁换向阀下图所示二位三通电磁换向阀，电磁铁不得电，阀芯在右端弹簧的作用下，处于左极端位置，油口p与A通，B不通；电磁铁得电产生一个电磁吸力，通过推杆推动阀芯右移，则阀左位工作，油口p与B通，A不通。电磁铁可以是直流、交流或交本整流的。 两位电磁阀有弹簧复位式（一个电磁铁）和钢球定位式（两个电磁铁）。因电磁力有限，电磁换向阀最大通流量小于100L/min。电液换向阀电液换向阀
31、是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成，液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向，称为先导阀。滑阀的中位机能多位阀在不同工作位置时，各油口的连通方式体现了换向阀的不同的控制机能，称之为滑阀的机能。对于三位阀，左、右位实现执行元件的换向，中位则能满足执行元件处于非工作状态时系统的不同要求。 滑阀机能的应用： 使泵卸载的有H、K、M型；使执行元件停止的有O、M型；使执行元件浮动的有H、Y型；使液压缸实现差动的有P型。换向阀的性能换向可靠性：换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工作位置； 换向信号撤除后阀芯能自动复位。压力损失：包括阀口压力损失和流道压力损失。换向阀的压力损失除
32、与通流量有关，还与阀的机能、阀口流动方向有关。内泄漏量：滑阀式换向阀为间隙密封，工作压力越高， 内泄漏越大。泄漏不仅带来功率损失，而且引起油液发热。因此阀芯与阀体要同心，并要有足够的封油长度。换向平稳性：就是要求换向时压力 冲击要小。手动换向阀和电液换向阀可以控制换向时间来减小换向冲击。 换向时间和换向频率：换向时间与电磁铁有关.电磁球阀简介特点 ： 无液压卡死现象，对油液污染不敏感，换向性能好； 密封为线密封，密封性能好，最高工作压力可达63MPa； 电磁吸力经杠杆放大后传给阀芯，推力大； 使用介质的粘度范围大，可直接用于高水基、乳化液； 加工、装配工艺难度较大，成本较高。 球阀换向时，中间
33、过渡为之三个油口互通，不具有多种中位机能。 主要用在超高压小流量液压系统或作插装阀的先导阀。结构：主要由阀座、球阀、操纵杆、杠杆、弹簧等组成。压力控制阀压力控制阀的作用：1、用来控制液压系统中油液压力； 1) 溢流阀 2) 减压阀2、通过压力信号实现控制。3) 顺序阀4) 压力继电器溢流阀按结构型式分： 直动式溢流阀 先导式溢流阀直动式溢流阀2、KX0=PSAP1PSQP1、F1=KXF2=PA3、k x= pA直动型溢流阀工作原理要点对应调压弹簧一定的预压缩量 xo，阀的进口压力 p 基本为一定值kx0=pA。由于阀开口大小 x 和 稳态液动力Fs的影响，阀的进口压力随流经阀口流量的增大而增
34、大。当流量为额定流量时的阀的进口压力 ps 最大，ps称为阀的调定压力。弹簧腔的泄漏油经阀内通道至阀的出口引回油箱，若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端，使阀的进口压力增大。对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的弹簧力，这样不仅使阀的调节性能变差，结构上也难以实现。适用于低压、小流量的场合。先导式溢流阀先导式溢流阀的工作原理 1、F弹=KXF液=PA 2、调压弹簧：先导阀弹簧 复位弹簧：主阀弹簧 3、调压性能较好4、遥控口先导型溢流阀工作原理要点进口压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用。因为先导阀的尺寸很小，而且通过流量是主阀额定流量的1，即使是高压阀，
35、其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔，孔径很小=0.81.2mm，孔长l = 812mm，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。适用于高压、大流量的场合。溢流阀的基本性能调压范围 ： 在规定的范围内调节时，阀的输出压力能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。压力流量特性： 溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能；又称为启闭特性或压力流量特性。启闭特性用以下参数衡量： （ps-pk）、（ps-pb）称为调压偏差，调压偏差小好 nk=pk/ps 称为开启压力比， nb=pb/ps
36、 称为闭合压力比，nk 、 nb大好。压力损失和卸载压力： 当调压弹簧预压缩量等于零或主阀上腔经遥控口直接接回油箱时，流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力称为压力损失或卸载压力。减压阀减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。按调节要求不同，有出口压力为定值的定值减压阀；进出口压力差不便的定差减压阀；进出口压力成比例的定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀。工作原理 减压阀由先导阀和主阀组成。进口压力油经主阀阀口流至出口，出口压力油引至主阀芯下腔，然后进入主阀芯上腔和先导阀前腔，当出口压力大于减压阀的调定压力时，先导阀阀口开启，主阀芯上移，主阀阀
37、口缝隙关小，减压阀才起减压作用且保证出口压力为稳定不变。减压阀的工作原理功用 减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力的二 次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制油路。特点减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；减压阀阀口常开，进出油口相通；减压阀有单独的泄油口；减压阀的出口压力又去工作，压力不为零。减压阀与溢流阀一样有遥控口。图形符号顺序阀顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀，因用于控制多个执行元件的动作顺序而得名。按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。所以，顺序阀有内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种类型。内控外泄型用于实现顺序控制。顺序阀的功用内
38、控外泄顺序阀与溢流阀相同之处：阀口常闭，进口压力控制阀口启闭，但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄油口。 内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力，而出口压力取决于负载。当负载压力高于阀的调定压力时，进口压力等于出口压力即负载压力，阀口全开；当负载压力低于调定压力时，进口压力等于调定压力，阀的开口一定。工作原理压力继电器压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。作用 实现执行元件的顺序控制或安全保护。分类 按结构特点分为柱塞式、弹簧管式和膜片式。 图示为柱塞式压力继电器。压力油作用在柱塞下端，液压力直接与弹簧力比较。当液压力大于或等于弹簧力时
39、，柱塞上移压微动开关触头，接通或断开电气线路。反之，微动开关触头复位。工作原理图形符号流量控制阀流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。流量控制原理：通用节流方程 为： q = KLAp m常用节流口结构有锥形、三角槽形、矩形、三角形等。由节流方程知，当压力差一定时，改变开口面积即改变液阻就可改变流量。节流阀节流阀实质相当于一个可变节流口，借助控制机构使阀芯相对于阀体孔运动改变阀口的过流面积。结构原理 主要零件有阀芯、阀体和螺母。阀体上右边是进油口，左边是出油口。阀芯一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀芯即可轴向移
40、动改变阀口过流面积。为平衡液压径向力，三角槽须对称布置。工作原理节流阀的流量特性与刚性 刚性 外负载波动引起阀前后压力差p 变化，即使阀的开口面积A 不变，也会导致流经阀的流量q 不稳定。定义：阀的开口面积A 一定时 ， T= p1-m/ KLAm 为节流阀的刚性T 越大，节流阀的性能越好。故薄壁孔（m=0.5 ）多作节流阀阀口。最小稳定流量 节流阀在很小开口下工作时，流经阀的流量会出现周期性脉动，甚至间歇式断流，这种现象称为节流阀的堵塞现象。因此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制，这个限制值称为节流阀的最小稳定流量。调速阀结构 调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成。工作原理 压力油p1
41、先经过定差减压阀的阀口，然后经节流阀阀口流出。节流阀进、出口压力油p2、p3经阀体内通道被引至定差减压阀阀芯的两端，(p2-p3)与定差减压阀的弹簧力进行比较，因定差减压阀阀口的压力补偿作用，使得(p2-p3)基本不变，即流经调速阀的流量基本稳定。调速阀的流量稳定性分析调速阀用于调节执行元件运动速度，并保证其速度的稳定。这是因为节流阀既是调节元件，又是检测元件。当阀口面积调定后，它一方面控制流量的大小，一方面检测流量信号并转换为阀口前后压力差反馈作用到定差减压阀阀芯的两端面，与弹簧力相比较，当检测的压力差偏离预定值时，定差减压阀阀芯产生相应位移，改变减压缝隙进行压力补偿，保证节流阀前后的压力差
42、基本不变。为保证定差减压阀的压力补偿作用，调速阀的进出口压力差应大于弹簧力和液动力所确定的最小压力差。否则无法保证流量稳定。旁通型调速阀结构原理 该阀又称为溢流节流阀，由节流阀与差压式溢流阀并联而成，节流阀的出口接执行元件，差压式溢流阀的出口接油箱。节流阀的前后压力竞发体内不同到反馈作用在差压式溢流阀阀芯的两端当其受力平衡时，压差基本不变，即流经节流阀的流量基本稳定。分流集流阀分流集流阀是用来保证多个执行元件速度同步的流量控制阀，又称为同步阀。它包括分流阀、集流阀和分流集流阀三种控制类型。分流阀结构原理：阀芯两端台肩与阀体沉割槽组成两个可变节流口3、4。固定节流孔起检测流量的作用，可变节流口起
43、压力补偿作用，其过流面积通过压力p1和p2 的反馈作用进行控制。无论负载压力p3、p4如何变化，都能保证q1q2 。插装阀和叠加阀插装阀二通插装阀是插装阀基本组件插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀。特点：阀芯为锥阀，密封性能好，且动作灵敏；通流能力大，抗污染；一阀多用，易组成各式系统，结构紧凑。特别对大流量及非矿物油介质的场合，优点更为突出。插装阀基本组件插装阀基本组件由阀芯、阀套、弹簧和密封圈组成。根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。同一通径的三种组件安装尺寸相同，但阀芯的结构形式和阀套
44、座直径不同。三种组件均有两个主油口A 和B、一个控制口x 。插装阀的工作原理插装阀单元的工作原理 记油口A、B、x的压力油的压力分别为pA、pB、px， 作用面积分别为AA、AB、Ax， 阀芯上端复位弹簧力为Ft ， 当 pxAx + Ft pAAA + pBAB 时 阀口关闭 ； 当 pxAx + Ft pAAA+ pBAB 时 阀口开启。 注意：实际工作时，阀芯的受力状况是通过油口x的通油方式控制的。 X通回油箱，阀口开启； X与进油口相通，阀口关闭。 改变油口通油方式的阀称为先导阀。插装阀的应用单向阀将方向阀组件的控制口通过阀块和盖板上的通道与油口A或B直接沟通，可组成单向阀。二通阀由一
45、个二位三通电磁滑阀控制方向阀组件控制腔的通油方式，可组成二位二通阀。W插装阀的应用三通阀三通阀由两个方向阀组件并联而成，对外形成一个压力油口、一个工作油口和一个回油口。三通插装阀的工作状态数取决于先导换向阀的工作位置数。四通阀四通阀由两个三通阀并联而成。三通阀三通阀W插装阀的应用复合控制阀阀1、2、3、4与三位四通电磁阀组成三位四通换向回路，用于液压缸的换向。阀1、2组成单向节流阀，与溢流阀共同作用用于调节液压缸的工作速度。阀3、4与远程调压阀组成单向顺序阀，用作单向背压阀。阀5与二位三通电磁阀和远程调压阀组成电磁溢流阀，用于系统的调压和卸载。叠加阀叠加阀以板式阀为基础，每个叠加阀不仅起到单个
46、阀的功能，而且还沟通阀与阀的流道。换向阀安装在最上方，对外连接油口开在最下边的底板上，其他的阀通过螺栓连接在换向阀和底板之间。由叠加阀组成的系统结构紧凑，配置灵活，设计制造周期短。伺服阀伺服阀是一种根据输入信号及输出信号反馈量连续成比例地控制流量和压力的液压控制阀。根据输入信号的方式不同，又分电液伺服阀和机液伺服阀。电液伺服阀将小功率的电信号转换为大功率的液压能输出，实现执行元件的位移、速度、加速度及力的控制。机液伺服阀的输入信号是机动或手控的位移。伺服阀控制精度高，响应速度快.电液伺服阀电液伺服阀由电气机械转换装置、液压放大器和反馈（平衡）机构三部分组成。电气机械转换装置将输入的电信号转换为
47、转角或直线位移输出，常称为力矩马达或力马达。液压放大器接受小功率的转角或位移信号，对大功率的液压油进行调节和分配，实现控制功率的转换和放大。反馈平衡机构使阀输出的流量或压力与输入信号成比例。机液伺服阀如图所示轴向柱塞泵的手动伺服变量机构的主要零件有伺服阀阀芯1、伺服阀阀套2、变量活塞5等。伺服阀芯与控制杆挂在一起，伺服阀套与变量活塞刚性连成一体。伺服阀油口a 通过油道b 与变量活塞下腔相通；油口e 通过油道f 与变量活塞上腔相通。变量活塞下腔通有泵的压力油，上腔为密闭容腔，上下腔面积比为2：1。 给控制杆输入一个位移信号，因为伺服阀的控制作用，变量活塞将跟随产生一个同方向的位移，泵的斜盘摆动为
48、某一角度，泵输出一定的排量，排量的大小与控制杆的位移信号成比例。电液比例阀电液比例阀是一种性能介于普通控制阀和电液伺服阀之间的新阀种。它既可以根据输入电信号的大小连续成比例地对油液的压力、流量、方向实现远距离控制、计算机控制.电液比例阀根据用途分为：电液比例压力阀，电液比例流量阀，电液比例方向阀。电液比例阀的控制性能低于电液伺服阀，因此广泛应用于要求不高的一般工业部门。电液比例压力阀图示为电液比例压力先导阀，它与普通溢流阀、减压阀、顺序阀的主阀组合可构成电液比例溢流阀、电液比例减压阀和电液比例顺序阀。与普通压力先导阀不同，与阀芯上的液压力进行比较的是比例电磁铁的电磁吸力，不是弹簧力（图中弹簧称
49、为传力弹簧）改变输入电磁铁电流的大小，即可改变电磁吸力，从而改变先导阀前腔压力，对主阀的进口或出口压力实现控制。电液比例流量阀工作原理 图示为位移弹簧力反馈型电液比例二通节流阀。主阀芯5为插装阀结构。当比例电磁铁输入一定电流时，产生的电磁吸力推动先导阀芯2下移，先导阀阀口开启，主阀进口压力油经R1和R2、先导阀阀口流至主阀出口。因阻尼R1作用，使主阀芯上下腔产生压力差，致使主阀芯克服弹簧力上移，主阀口开启。主阀芯向上位移使反馈弹簧3受压缩，但反馈弹簧力与先导阀芯上端电磁吸力相等时，先导阀芯和主阀芯受力平衡，主阀阀口大小与输入电流大小成比例。改变输入电流大小，即可改变阀口大小，在系统中起节流调速
50、作用。当电流输入为零时，阀口是关闭的；主阀的位移量不受比例电磁铁行程的限制，阀口的开度可以设计的较大，即阀的通流能力较大。电液比例换向阀电液比例换向阀由前置级（电液比例双向减压阀）和放大级（液动比例双向节流阀）两部分组成。前置级由比例电磁铁控制双向减压阀阀芯位移。当比例电磁铁输入电流时，减压阀芯移动，减压开口一定，经阀口减压后得到稳定的控制压力。放大级由阀体、主阀芯、左右端盖、阻尼器等零件组成。控制压力油经阻尼孔作用在主阀芯的端面时，液压力将克服弹簧力使阀芯移动，开启阀口，沟通油道。主阀开口大小取决于输入电流的大小。改变比例电磁铁的输入电流，不仅可以改变阀的工作液流方向，而且可以控制阀口大小实
51、现流量调节，即具有换向、节流复合功能。第五章液压辅件n蓄能器蓄能器n过滤器过滤器n油箱油箱n热交换器热交换器n管件管件n密封装置密封装置蓄能器功用: 蓄能器是液压系统中储存油液压力能的装置 1、作辅助动力源 2、补偿泄露和保持恒亚 3、作紧急动力源 4、吸收脉动，降低噪声 5、吸收液压冲击安装 : 1、气囊式蓄能器应垂直安装，油口向下，以保证 气囊的正常收缩。 2、蓄能器与管路之间应安装截止阀，以便充气检修；蓄能器与泵之间应安装单向阀，防止泵停车或卸载时，蓄能器的压力油倒流向泵。 3、安装在管路上的蓄能器必须用支架固定。 4、吸收冲击和脉动的蓄能器应尽可能安装在振源附近。过滤器功用 滤去油中杂
52、质，维护油液清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。 分类 表面型过滤器：网式过滤器、线隙式过滤器深度型过滤器：纸芯式过滤器、烧结式过滤器磁性过滤器：可将油液中对磁性敏感的金属颗粒吸附在上面。常与其它形式滤芯一起制成复合式过滤器。过滤器过滤器的选用过滤精度应满足系统要求 过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量，颗粒越小过滤精度越高。d0.1mm为粗滤器；d0.01mm为普通滤器；d0.005mm为精滤器；d0.001mm为特精滤器。要有足够的通流能力 通流能力指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量，应结合过滤器在系统中的安装位置选取。要有一定的机械强度 不因液压力而破坏。 要考虑一些特殊要求 如抗
53、腐蚀、磁性、发讯、不停机更换滤芯等。要清洗更换方便 过滤器的安装 安装在泵的吸油口 用于保护泵，可选择粗滤器，但要求有较大的通流能力，防止产生气穴现象。 安装在泵的出口 须选择精滤器，以保护泵以外的元件。要求能承受油路上的工作压力和压力冲击。 安装在系统的回油路上 滤去系统生成的污物，可采用滤芯强度低的过滤器。为防止过滤器阻塞，一般要并联安全阀或安装发讯装置。 安装在独立的过滤系统中 通过不断循环，专门滤去油箱中的污物。油箱功用储存系统所需的足够油液；散发油液中的热量；分离油箱中的气体及沉淀物；油箱的结构总体式结构 利用设备机体空腔作油箱，结构紧凑，散热性不好，维修不方便。分离式结构 布置灵活
54、，维修保养方便。可减少油箱发热和液压振动对工作精度的影响。油箱设计时注意的问题油箱容积的确定。为使系统回油不致溢出油箱，油面高度不超过油箱高度的0.8 倍。油箱中应设吸油过滤器，为方便清洗过滤器，油箱结构要考虑拆卸方便。油箱底部应做成适当斜度，并设置放油塞。油箱箱盖上应安装空气滤清器；大油箱还应在侧面设计清洗窗口。油箱侧壁要安装油位指示计，以指示最高、最低油位。吸油管与回油管要用隔板分开，增加油液循环的距离，使油液有足够的时间分离气泡，沉淀杂质。隔板高度一般取油面高度的3/4。吸油管距油箱底面距离H2D，距箱壁不小于3D。回油管应插入油面以下，为防止回油带入空气，回油管距箱底h2d，且排油口切
55、成45，以增大通流面积。泄油管则应在油面以上。大、中型油箱应设起吊钩或起吊孔。热交换器系统能量损失转换为热量以后，会使油液温度升高。若长时间油温过高，油液粘度下降，泄漏增加，密封老化，油液氧化，严重影响系统正常工作。为保证正常工作温度在2065，需要在系统中安装冷却器。相反，油温过低，油液粘度过大，设备启动困难，压力损失加大并引起过大的振动。此种情况下系统应安装加热器。 冷却器：要求有足够的散热面积，散热效率高，压力损失小。 加热器：有用热水或蒸气加热和用电加热两种方式管件管件是用来连接液压元件、输送液压油液的连接件。它应保证有足够的强度，没有泄漏，密封性能好，压力损失小，拆装方便。它包括油管
56、和管接头。常用油管有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。管接头是油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的的连接件。管接头与其他液压元件用国家标准米制锥螺纹和普通细牙螺纹连接。常用的管接头有扩口式、焊接式、卡套式、橡胶软管接头、快速接头。密封装置 功用: 用来防止系统油液的内外泄漏，以及外界灰尘和异物的侵入，保证系统建立必要压力。 对密封装置的要求:在一定的工作压力和温度范围内具有良好的密封性能；与运动件之间摩擦系数要小；寿命长，不易老化，抗腐蚀能力强；制造容易，维护使用方便，价格低廉。 常用的密封有:间隙密封O 型密封圈唇型密封（Y 型、Yx型、V
57、 型）组合密封装置（组合密封垫圈、橡塑组合密封装置）密封装置间隙密封：利用相对运动令渐渐微笑见习期密封作用。O形密封圈：依靠O形密封圈预压缩，消除间隙而实现密封。唇形密封圈：靠密封圈的唇口受液压力作用下变形，是唇边贴近密封面而进行密封。组合密封：有两个以上元件组成的密封装置。第六章液压基本回路n压力控制回路n速度控制回路（一）n速度控制回路（二）n方向控制回路n多执行元件控制回路液压基本回路任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。 基本回路按在液压系统中的功能可分：压力控制回路 控制整个系统或局部油路的工作压力；速度控制回路 控制和调节执行元
58、件的速度；方向控制回路 控制执行元件运动方向的变换和锁停；多执行元件控制回路 控制几个执行元件间的工作循环。压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩的要求。 包括:调压回路 卸载回路减压回路 增压回路平衡回路 保压回路泄压回路调压回路功用 调定和限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多级压力变换。一般用溢流阀来实现这一功能。工作原理 远程调压回路主溢流阀的调定压力必须大于远程调压阀的调定压力调压回路多级调压回路主溢流阀的调定压力大于两个远程调压阀的调定压力工作原理卸载回路功用 在液压系统执行元件短时间不工作时，不
59、频繁启动原动机而使泵在很小的输出功率下运转。卸载方式：压力卸载；流量卸载（仅适用于变量泵） 用换向阀中位机能的卸载回路： 可借助M型、H型或K型换向阀中位机能来实现降压卸载。卸载回路用先导型溢流阀的卸载回路 采用二位二通电磁阀控制先导型溢流阀的遥控口来实现卸载。卸载回路限压式变量泵的卸载回路限压式变量泵的卸载回路为零流量卸载卸载回路有蓄能器的卸载回路 当回路压力到达卸载溢流阀调定压力时，泵通过该阀卸载，蓄能器保持系统压力。减压回路功用 使系统某一支路具有低于系统压力调定值的稳定工作压力。原理原理增压回路功用 使系统中某一支路获得较系统压力高且流量不大的油液供应。可以通过增压元件增压缸实现工作原
60、理平衡回路功用 使执行元件的回路上保持一定的背压值，以平衡重力负载，使之不会因自重而自行下落。 图示为单向顺序阀的平衡回路保压回路功用 使系统在液压缸不动或因工件变形而产生微小位移的工况下保持稳定不变的压力。 如图所示是自动补油保压回路工作原理卸压回路功用 使执行元件高压腔中的压力缓慢地释放，以免泄压过快引起剧烈的冲击和振动。图示为用顺序阀控制的卸压回路速度控制回路（一）调速回路：调节执行元件的工作速度的回路。 包括： 定量泵节流调速回路 变量泵容积调速回路定量泵节流调速回路按流量控制阀安装位置的不同分： 进油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。 回油节流调速回路 将流量控制阀
61、串联在液压缸与油箱之间。 旁路节流调速回路 将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。 这种回路通过在泵口接一条支路将多余流量流回油箱，称为节流调速回路。进油节流调速回路工作原理流量连续性方程： qp=q1+q活塞受力平衡方程 ： p1A1=F节流阀压力流量方程： q1=KATp1/2 =KAT(pp- F/A1)1/2回油节流调速回路流量连续性方程： qp=q1+q活塞受力平衡方程 ： ppA1=p2A2+F节流阀压力流量方程：q2=KATp21/2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2特点： 进油、回油节流调速回路结构接单、价格低廉，但效率低，只用于负载变化不大、低速、小功率场合。旁路节
62、流调速回路速度负载特性方程：V V= =q q1 1/ /A A1 1= =q q t t- -p p( (F F/ /A A1 1)-)-KAKAT T( (F F/ /A A1 1) )1/21/2/ /A A1 1特点： 1、只有节流损失， 而无溢流损失，效率高。 2、低速时承载能力低，调速范围小。 3、速度负载特性差。原理变量泵容积调速回路通过改变泵的流量调节执行元件的速度，称为容积调速回路。 按改变泵排量的方法不同分： 手动调节容积调速回路： 变量泵定量马达调速 变量泵变量马达调速 自动调节容积调速回路： 恒功率变量泵调速 限压式变量泵和调速阀调速 差压式变量泵和节流阀调速变量泵定量
63、马达调速回路 回路的速度刚性受负载变化影响的原因 ： 随着负载增加，因泵和马达的泄漏增加，致使马达输出转速下降。 回路的调速范围 Re40。变量泵变量马达调速回路能实现低速大转矩输出和高速大功率输出。在低速段，先将马达排量调至最大，用变量泵调速，当泵的排量由小变大，直至最大，马达转速随之升高，输出功率也随之线性增加。此时因马达排量最大，马达能获得最大输出转矩，且处于恒转矩状态。高速段，泵为最大排量，用变量马达调速，将马达排量由大调小，马达转速继续升高，输出转矩随之降低。此时因泵处于最大输出功率状态不变，故马达处于恒功率状态。差压式变量泵和节流阀的调速回路这种回路采用差压式变量泵供油，通过节流阀
64、确定进入或流出液压缸的流量，使变量泵输出流量与液压缸所需流量相适应，且泵的压力自动随负载变化。 特点：1、回路效率高，发热小。 2、具有良好的稳速特性。速度控制回路（二）包括：包括： 快速运动回路：快速运动回路：使执行元件获得尽可能大使执行元件获得尽可能大的工作速度。的工作速度。 速度换接回路：速度换接回路：用于执行元件实现速度的用于执行元件实现速度的切换。切换。快速运动回路液压缸差动连接快速运动回路将液压缸有杆腔回油和液压泵供油合在一起进入液压缸无杆腔，活塞将快速向右运动， 差动连接与非差动连接的速度之比为 v 1/v1A1/(A1-A2)双泵供油快速运动回路采用低压大流量泵和高压小流量泵组
65、成的双联泵供油。系统高速运动时两泵同时供油，系统工作进给时由高压小流量泵供油。特点：效率高，适用于执行元件快进、工进速度差别大的场合。自重充液快速运动回路用于垂直运动部件质量较大的液压机系统。增速缸增速和采用辅助缸的快速运动回路增速缸增速回路：对于卧式液压缸，可采用增速缸实现快速运动，但结构复杂，且增速比受增速缸尺寸限制。辅助缸的快速运动回路：通过辅助缸带动主缸快速运动，回路简单易行，常用于冶金机械。速度换接回路用行程阀的速度换接回路 特点：阀安装灵活，连接方便，但速度换接的平稳性、可靠性和换接精度差。在机床液压系统中常见。工作原理液压马达串、并联双速换接回路液压马达并联回路 换向阀在左位，压
66、力油只驱动一个马达，另一马达空转；换向阀在右位，两马达并联，因进入每个马达的流量减少一半，转速相应降低一半，转矩增加一倍。两种情况回路输出功率相同。液压马达串并联回路 换向阀处于上位，两马达并联，换向阀处于下位，两马达串联。并联时马达低速旋转，输出转矩相应增加，串联时马达高速旋转。两种情况回路输出功率相同。两种慢速的换接回路这种回路可实现两种工进速度的切换。且第一种工进速度大于第二种工进速度。12方向控制回路通过控制进入执行元件液流的通、断或变向，来实现执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路称为方向控制回路。常用的方向控制回路有：换向回路锁紧回路制动回路。换向回路采用换向阀的换向回路 采用二
67、位四通换向阀、三位四通换向阀都可以使双作用执行元件换向。二位阀只能使执行元件正、反向运动，三位阀有中位，不同中位机能可使系统获得不同性能。 对于单作用液压缸用二位三通阀可使其换向，如图：锁紧回路功用 通过切断执行元件进油、出油通道而使执行元件准确的停在确定的位置，并防止停止运动后因外界因素而发生窜动。用液控单向阀的锁紧回路如图：工作原理制动回路功用 使执行元件平稳地由运动状态转换为静止状态，制动快，冲击小，制动过程中油路出现的异常高压和负压能作出迅速反应。液压缸的制动回路如图：多执行元件控制回路如果一个油源给多个执行元件供油，各执行元件因回路中压力、流量的相互影响而在动作上受到牵制。我们可以通
68、过压力、流量、行程控制来实现多执行元件预定动作的要求。顺序动作回路同步回路互不干扰回路多路换向阀控制回路顺序动作回路功用 使几个执行元件严格按照预定顺序动作。按控制方式不同，顺序动作回路分为压力控制和行程控制两种方式。 压力控制顺序动作回路： 利用液压系统工作过程中的压力变化来使执行元件按顺序先后动作。同步回路功用 能保证系统中两个或多个执行元件克服负载、摩擦阻力、泄漏、制造质量和结构变形上的差异，在运动中以相同的位移或相同的速度运动，前者为位置同步，后者为速度同步。严格地做到每一瞬间速度同步，则可保持位置同步。实际上同步回路多采用速度同步。用流量控制阀的同步回路特点：同步作用靠分流阀自动调整
69、，使用方便，但效率低，压力损失大，不宜用于低压系统。用串联液压缸的同步回路特点：此回路允许较大偏载，因偏载造成的压差不影响流量的改变，所以，同步精度高，回路效率也较高。工作原理互不干扰回路功用 使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。通过双泵供油实现多缸快慢速互不干扰回路如图：多路换向阀控制回路多路换向阀是若干个单连换向阀、安全溢流阀、单向阀和补油阀等组合成的集成阀。具有结构紧凑、压力损失小、多位性能等优点。多路换向阀控制回路按连接方式分为串联、并联、串并联三种基本油路。 主要用于工程机械、起重运输机械和其他要求集中操纵多个执行元件运动的行走机械。操纵方式多为手动操纵，当工作压力
70、较高时，则采用减压阀先导操纵。第七章典型液压系统n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压力机液压系统压力机液压系统组合机床动力滑台液压系统概述组合机床是由通用部件和专用部件组成的高效、专用、自动化程度较高的机床。它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等加工工序和工作台转位、定位、夹紧、输送等辅助动作。动力滑台是组合机床的通用部件，上面安装有各种旋转刀具，通过液压系统可使这些刀具按一定动作循环完成轴向进给运动。YT4543型动力滑台动作循环： 快进 一工进 二工进 死挡铁停留 快退 原位停止YT4543型动力滑台液压系统组成 由限压式变量叶片泵供油，用电液换向阀换向，用行程阀实现快进速度
71、和工进速度的切换，用电磁阀实现两种工进速度的切换，用调速阀使进给速度稳定。组合机床动力滑台液压系统工作原理差动快进 1Y得电，电液换向阀处于左位，主油路经泵单向阀13液动阀12左位行程阀8常位液压缸左腔。回油路从液压缸右腔阀12左位单向阀3阀8液压缸左腔。由于动力滑台空载，系统压力低，液控顺序阀2关闭，液压缸成差动连接，且变量泵14输出最大流量，滑台向左快进（活塞杆固定，滑台随缸体向左运动）。组合机床动力滑台液压系统工作原理 2、一工进 滑台上的行程挡块压下行程阀8 ，使原来通过阀8 进入液压缸左腔的油路切断。此时电磁阀9 处于常位，调速阀4 接入系统，系统压力升高。压力升高一方面使液控顺序阀
72、2 打开，另一方面使限压式变量泵的流量减小，直到与经过调速阀4 的流量相匹配。此时缸的速度由调速阀4 的开口决定。液压缸右腔油液通过阀12 后经液控顺序阀2 和背压阀1 回油箱，单向阀3 有效地隔开了工进的高压腔与回油的低压腔。 二工进 当滑台前进到一定位置时，挡块压下行程开关时3Y 得电，经阀9 的通路被切断，压力油须经阀4 和阀10 才能进入缸的左腔。由于阀10 的开口比阀4 小，滑台速度减小，速度大小由调速阀10的开口决定。组合机床动力滑台液压系统工作原理 4、死挡铁停留当滑台工进到碰上死挡铁后，滑台停止运动。液压缸左腔压力升高，压力继电器5 给时间继电器发出信号，使滑台在死挡铁上停留一
73、定时间后再开始下一动作。此时泵的供油压力升高，流量减少，直到限压式变量泵流量减小到仅能满足补偿泵和系统的泄漏为止，系统处于需要保压的流量卸载状态。 5、快退 当滑台在死挡铁上停留一定时间后，时间继电器发出使滑台快退的信号。1Y失电，2Y得电，阀11、12处于右位。进油路由泵14阀13阀12右位液压缸右腔；回油路由缸左腔阀6阀12右位油箱。由于此时空载，系统压力很低，泵输出的流量很大，滑台向右快退。 6、原位停止 挡块压下原位行程开关，1Y、2Y、3Y都失电，阀 11、12 处于中位，滑台停止运动，泵通过阀12中位 卸载。组合机床动力滑台液压系统特点采用了限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，
74、保证了稳定的低速运动，有较好的速度刚性和较大的调速范围。回油路上的背压阀使滑台能承受负值负载。采用了限压式变量泵和液压缸的差动连接实现快进，能量利用合理。采用了行程阀和顺序阀实现快进和工进的换接，动作可靠，转换位置精度高。采用了三位五通M型中位机能的电液换向阀换向，提高了换向平稳性，减少了能量损失。压力机液压系统压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成型、打包等工艺中广泛应用的压力加工机械。上液压缸驱动上滑块完成快速下行慢速加压保压泄压快速回程原位停止的动作循环。 下液压缸驱动下滑块完成向上顶出向下退回停止的动作循环；在作薄板拉伸时，下液压缸驱动下滑块完成浮动压边下行停止顶出的动作循
75、环。压力机液压系统以压力控制为主，压力高，流量大，且压力、流量变化大。在满足系统对压力要求的条件下，要注意提高系统效率和防止产生液压冲击。3150KN通用液压机液压系统组成上滑块由主缸驱动实现加压，下滑块由下缸驱动实现顶出。系统有两个泵，主泵为恒功率变量泵，最高工作压力由溢流阀4 的远程调压阀5 调定。辅助泵2是低压小流量定量泵用于供应液动阀的控制油，压力由溢流阀3 调定。主缸由中位机能为M型的电液换向阀6 实现换向；下缸的换向阀是中位机能为K型的电液换向阀21。两换向阀为串联油路，泵通过两个换向阀中位压力卸载。3150KN通用液压机液压系统工作原理1、启动 电磁铁全部不得电，主泵输出油液通过
76、阀6、21中位卸载。2、主缸快速下行电磁铁1Y、5Y 得电，阀6 处于右位，控制油经阀8 使液控单向阀9 开启。进油路：泵1阀6右位阀13主缸上腔。回油路：主缸下腔阀9阀6右位阀21中位油箱。主缸滑块在自重作用下迅速下降，泵1 虽处于最大流量状态，仍不能满足其需要，因此主缸上腔形成负压，上位油箱15 的油液经充液阀14 进入主缸上腔。3150KN通用液压机液压系统工作原理3、主缸慢速接近工件、加压当主缸滑块降至一定位置触动行程开关2S 后，5Y 失电，阀9 关闭，主缸下腔油液经背压阀10、阀6 右位、阀21 中位回油箱。这时，主缸上腔压力升高，阀14 关闭，主缸在泵1 供给的压力油作用下慢速接
77、近工件。接触工件后阻力急剧增加，压力进一步提高，泵1 的输出流量自动减小。4、保压当主缸上腔压力达到预定值时，压力继电器7发信号，使1Y失电，阀6回中位，主缸上下腔封闭，单向阀13 和充液阀14 的锥面保证了良好的密封性，使主缸保压。保压时间由时间继电器调整。保压期间，泵经阀6、21的中位卸载。3150KN通用液压机液压系统工作原理5、泄压，主缸回程保压结束，时间继电器发出信号，2Y 得电，阀6 处于左位。由于主缸上腔压力很高，液动滑阀12 处于上位，压力油使外控顺序阀11 开启，泵1输出油液经阀11 回油箱。泵1 在低压下工作，此压力不足以打开充液阀14 的主阀芯，而是先打开该阀的卸载阀芯，
78、使主缸上腔油液经此卸载阀芯开口泄回上位油箱，压力逐渐降低。当主缸上腔压力泄到一定值后，阀12 回到下位，阀11关闭，泵1 压力升高，阀14完全打开，此时进油路：泵1阀6左位阀9主缸下腔。回油路：主缸上腔阀14上位油箱15。实现主缸快速回程。3150KN通用液压机液压系统工作原理6、主缸原位停止当主缸滑块上升至触动行程开关1S，2Y失电，阀6 处于中位，液控单向阀9将主缸下腔封闭，主缸原位停止不动。泵1 输出油液经阀6、21中位卸载。7、下缸顶出及退回3Y得电，阀21 处于左位。进油路：泵1阀6中位阀21左位下缸下腔。回油路：下缸上腔阀21 左位油箱。下缸活塞上升，顶出。3Y失电，4Y得电，阀2
79、1 处于右位，下缸活塞下行，退回。8、浮动压边 下缸活塞先上升到一定位置后，阀21 处于中位，主缸滑块下压时下缸活塞被迫随之下行，下缸下腔油液经节流器19 和背压阀20 回油箱，使下缸下腔保持所需的压边压力，调整阀20 即可改变浮动压边压力。下缸上腔则经阀21中位从油箱补油。溢流阀18 为下缸下腔安全阀。通用液压机液压系统特点1、系统采用高压、大流量恒功率变量泵供油和利用上滑块自重加速、充液阀14 补油的快速运动回路，功率利用合理。2、采用背压阀10 及液控单向阀9 控制上液压缸下腔的回油压力，既满足了主机对力和速度的要求，又节省了能量。3、采用单向阀13 保压，液动阀12、顺序阀11和带卸载
80、阀芯的液控单向阀14 组成的泄压回路，减少了由保压到回程的液压冲击。第九章气压传动基础知识空气的物理性质理想气体的状态方程气体的流动规律气动元件的流通能力充气、放气温度与时间的计算空气的物理性质气压传动是以压缩空气作为工作介质进行能量的传递和控制的一种传动形式。空气的物理性质空气的组成 主要成分有氮气、氧气和一定量的水蒸气。含水蒸气的空气称为湿空气，不含水蒸气的空气称为干空气。空气的密度 单位体积内空气的质量。空气的粘度 气体在流动过程中，空气质点之间相对运动产生阻力的性质。较液体的粘度小很多，随温度的升高而升高。空气的物理性质空气的压缩性和膨胀性 体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性
81、和膨胀性。空气的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。湿空气所含水份的程度用湿度和含湿量来表示。湿度的表示方法有 绝对湿度和相对湿度之分。压缩空气的析水量压缩空气一旦冷却下来，相对湿度将大大增加，到温度降到露点以后，水蒸气就要凝析出来。理想气体的状态方程理想气体的状态方程 不计粘性的气体称为理想气体。空气可视为理想气体。一定质量的理想气体在状态变化的瞬间， 有如下气体状态方程成立 pV / T = 常量 或 p=RT气体状态变化过程 等温过程 p1V1= p2V2= 常量 绝热过程 一定质量的气体和外界没有热量交换时的状态变化过程叫做绝热过程。 p1V1k = p2V2k =常量 气
82、动系统中快速充、排气过程可视为绝热过程。气体的流动规律 气体流动基本方程 连续性方程 1v1A1 =2v2A2 （注意12） 伯努利方程 因气体可以压缩（ 常数） ，又因气体流动很快，来不及与周围环境进行热交换，按绝热状态计算，则有 v2/2+ gz + kp /（k-1）ghw= 常数因气体粘度小，不考虑摩擦阻力，则有 v2/2+ gz + kp /（k-1）= 常数在低速流动时，气体可认为是不可压缩的（ 常数），则有 v2/2+ gz + p /= 常数声速与马赫数声音引起的波称为“声波”。声波在介质中的传播速度称为声速。声音传播过程属绝热过程。气流速度与当地声速（c=341m/s）之比称
83、为马赫数 ， Ma v/c Ma 是气体流动的一个重要参数，集中反映了气流的压缩性， Ma愈大，气流密度变化越大。 当v c，Ma 1时，称为亚声速流动； 当vc，Ma 1时，超声速流动。称为声速流动，也叫临界状态流动； 当v c，Ma 1时，称为超声速流动。气体在管道中的流动特性当v 50m/s 时，不必考虑压缩性。当v 140m/s 时，应考虑压缩性。在气动装置中，气体流动速度较低，且经过压缩，可以认为不可压缩；自由气体经空压机压缩的过程中是可压缩的。气动元件的通流能力定义 气动元件的通流能力，是指单位时间内通过阀、管路等的气体质量。有效截面积由于实际流体存在粘性，流速的收缩比节流孔实际面
84、积小，此最小截面积称为有效截面积，它代表了节流孔的通流能力。不可压缩气体通过节流小孔的流量当气体以较低的速度通过节流小孔时，可以不计其压缩性，将其密度视为常数。近似公式： qm=cA 2(p1-p2)1/2式中 为空气膨胀修正系数；c 为流量系数；A 为节流孔面积。充气、放气温度与时间的计算定积容器充气问题充气时引起的温度变化向容器充气的过程视为绝热过程，容器内压力由p1升高到p2，容器内温度也由室温T1升高到T2，充气后的温度为 T2=kTs/1+p1(k-1)/p2 式中 Ts为热力学温度，设定Ts=Ti ； k为绝热指数。但容器内温度下降至室温，其内的气体压力也要下降，下降后的稳定值为
85、p=p2T1/T2充气过程充气时，容器中的压力逐渐上升，充气过程基本上分为声速和亚声速两个充气阶段。当容器中气体压力小于临界压力，在最小截面处气流的速度都是声速，流向容器的气体流量将保持为常数。 在容器中压力达到临界压力以后，管中气流的速度小于声速，流动进入亚声速范围，随着容器中压力的上升，充气流量将逐渐降低。第十章气源装置及气动元件气源装置气动辅件气动执行元件气动控制阀气动系统组成气动系统由下面几种元件及装置组成气源装置 压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化的辅助装置。它为系统提供合乎质量要求的压缩空气。执行元件 将气体压力能转换成机械能并完成做功动作的元件，如气缸、气马达。控制元件
86、控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元件；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感器及信号处理装置。气动辅件 气动系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头等。气源装置气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，是气动系统的重要组成部分。气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。气源装置由以下四部分组成气压发生装置空气压缩机；净化、贮存压缩空气的装置和设备；管道系统；气动三大件。气压发生装置空气压缩机将机械能转化为气体的压力能，供气动机械使用。空气压缩机的分类 分容积型和速度型。空气压缩机的选用原则 依据是气动
87、系统所需要的工作压力和流量两个参数。压缩空气的净化装置和设备气动系统对压缩空气质量的要求：压缩空气要具有一定压力和足够的流量，具有一定的净化程度。不同的气动元件对杂质颗粒的大小有具体的要求。 混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响，必须要设置除油、除水、除尘，并使压缩空气干燥的提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。 一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器管道系统和气动三大件气动三大件气动三大件：分水过滤器 作用是除去空气中的灰尘、杂质，并将空气中的水分分离出来。原理：回转离心、撞击，性能指标：过滤度、水分离率、滤灰效率、流量特性油雾器 特殊的注油装置。原理 当压缩空
88、气流过时，它将润滑油喷射成雾状，随压缩空气流入需要的润滑部件，达到润滑的目的。性能指标：流量特性、起雾油量减压阀 起减压和稳压作用。气动辅件消声器气缸、气阀等工作时排气速度较高，气体体积急剧膨胀，会产生刺耳的噪声。消声器是通过阻尼或增加排气面积来降低排气的速度和功率，从而降低噪声的。消声器的类型：吸收型；膨胀干涉型；膨胀干涉吸收性。气动执行元件气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置。包括气缸和气马达。实现直线运动和做功的是气缸；实现旋转运动和做功的是气马达。 气缸的分类：活塞式和膜片式活塞式又分单活塞式和双活塞式单活塞式又分有活塞杆和无活塞杆无活塞杆气缸原理 铝制缸筒2 沿轴向方向
89、开槽，为防止内部压缩空气泄漏和外部杂物侵入，槽被内部抗压密封件4 和外部防尘密封件7 密封，塑料的内外密封件互相夹持固定着。无杆活塞3 两端带有唇型密封圈，活塞两端分别进、排气，活塞将在缸筒内往复移动。通过缸筒槽的传动舌片5，该运动被传递到承受负载的导架6 上。此时，传动舌片将密封件4、7挤开，但它们在缸筒的两端仍然是互相夹持的。因此传动舌片与导架组件在气缸上移动时无压缩空气泄漏。无活塞杆气缸的结构图气动马达 气动马达的特点和应用气动马达的特点和应用 可无级调速；可无级调速； 可双向旋转；可双向旋转； 有过载保护作用，过载时转速降低或停转；有过载保护作用，过载时转速降低或停转； 具有较高的启动
90、转矩，可直接带负载启动；具有较高的启动转矩，可直接带负载启动； 输出功率相对较小，转速范围较宽；输出功率相对较小，转速范围较宽； 耗气量大，效率低，噪声大；耗气量大，效率低，噪声大； 工作可靠，操作方便。工作可靠，操作方便。 气动马达在使用中必须得到良好的润滑气动马达在使用中必须得到良好的润滑气动控制阀压力控制阀减压阀气动三大件之一，用于稳定用气压力。溢流阀只作安全阀用。顺序阀由于气缸（马达）的软特性，很难用顺序阀实现两个执行元件的顺序动作流量控制阀流量控制阀流量控制阀 用于控制执行元件运动速度。 节流阀 单向节流阀 排气节流阀方向控制阀：方向控制阀：方向控制阀：换向阀气压控制换向阀（加压控制
91、、泄压控制、差压控制）电磁控制换向阀，电、气控制换向阀机械控制换向阀人力控制换向阀单向阀 梭阀 两个单向阀的组合，相当于“或门”。 快速排气阀气动逻辑元件它是通过元件内部的可动部件的动作改变气流方向来实现一定逻辑功能的气动控制元件。气动逻辑元件的特点元件流道孔道较大，抗污染能力较强（射流元件除外）；元件无功耗气量低；带负载能力强；连接、匹配方便简单，调试容易，抗恶劣工作环境能力强；运算速度较慢，在强烈冲击和振动条件下，可能出现误动作。高压截止式逻辑元件与门与门当当a、b同时有信同时有信号，号，S口有信号输出；口有信号输出；当当a、b口只有一个有气口只有一个有气信号时，信号时，S口均无信号口均无
92、信号输出。输出。逻辑表达式逻辑表达式S=ab逻辑符号逻辑符号是门是门 当当a 口有信号输口有信号输入，气源气流（图示入，气源气流（图示 b口改为气源口改为气源p）就从）就从S口口输出。输出。逻辑表达式逻辑表达式 S=a逻辑符号逻辑符号或门n或门或门当当a、b口有一口有一个有气信号，个有气信号，S口就口就有信号输出。若有信号输出。若a、b两个口均有输入，则两个口均有输入，则信号强者将关闭信号信号强者将关闭信号弱者的阀口，弱者的阀口，S口仍口仍然有气信号输出。然有气信号输出。逻辑表达式逻辑表达式S=a+b逻辑符号逻辑符号非门非门n非门非门当当a口有信号输入，口有信号输入，S口无信号输出；当口无信号
93、输出；当a口无信号口无信号输入，输入，S口有信号输出。口有信号输出。逻辑表达式逻辑表达式S=a逻辑符号逻辑符号n禁门禁门a信号禁止信号禁止b信号输出；信号输出；无无a信号则有信号则有b信号输出（将信号输出（将图示气源口图示气源口p改为信号口改为信号口b）。）。逻辑表达式逻辑表达式S=ab逻辑符号逻辑符号或非元件n或非元件或非元件该元件有三个输入口，一个输出该元件有三个输入口，一个输出口，一个气源口。三个输入口中任一个有气口，一个气源口。三个输入口中任一个有气信号，信号，S口就无输出。口就无输出。逻辑表达式逻辑表达式S=a+b+c逻辑符号逻辑符号第十一章气动基本回路与常用回路n气动基本回路n气动
94、常用回路气动基本回路气动基本回路气动基本回路气动基本回路压力和力控制回路压力和力控制回路换向回路换向回路速度控制回路速度控制回路位置控制回路位置控制回路基本逻辑回路基本逻辑回路一次压力控制回路一次压力控制回路 电接触式压力表根据贮气罐压力控制空压机的起、停，一旦贮气罐压力超过一定值时，溢流阀起安全保护作用。简单压力控制回路 采用溢流式减压阀对气源实行定压控制。过载保护回路过载保护回路 正常工作时，阀1 得电，使阀2 换向，气缸活塞杆外伸。如果活塞杆受压的方向发生过载，则顺序阀动作，阀3 切换，阀2 的控制气体排出，在弹簧力作用下换至图示位置，使活塞杆缩回。力控制回路气动系统一般压力较低，所以往
95、往是通过改变执行元件的受力面积来增加输出力。换向回路单作用气缸换向回路 用三位五通换向阀可控制单作用气缸伸、缩、任意位置停止。 换向回路双作用气缸换向回路双作用气缸换向回路用三位五通换向阀除控制用三位五通换向阀除控制双作用缸伸、缩换向外，还可实现任意位置停止。双作用缸伸、缩换向外，还可实现任意位置停止。速度控制回路气阀调速回路单作用气缸调速回路 用两个单向节流阀分别控制活塞杆的升降速度。速度控制回路单作用气缸快速返回回路活塞返回时，气缸下腔通过快速排气阀排气。气液联动速度控制回路串联调速回路 通过两个单向节流阀，利用液压油不可压缩的特点，实现两个方向的无级调速，油杯为补充漏油而设。信号输出。
96、逻辑表达式 S = a + b逻辑符号气液联动速度控制回路气液缸并联且有中间位置停止的变速回路 气缸活塞杆端滑块空套在液压阻尼缸活塞杆上，当气缸运动到调节螺母 6 处时，气缸由快进转为慢进。液压阻尼缸流量由单向节流阀2 控制，蓄能器能调节阻尼缸中油量的变化。位置控制回路串联气缸定位 气缸由多个不同行程的气缸串联而成。换向阀1、2、3依次得电和同时失电，可得到四个定位位置。位置控制回路任意位置停止回路 当气缸负载较小时，可选择图a 所示回路，当气缸负载较大时，应选择图b 所示回路。常用基本回路安全保护回路同步动作回路往复动作回路安全保护回路双手操作回路 只有同时按下两个启动用手动换向阀，气缸才动
97、作，对操作人员的手起到安全保护作用。应用在冲床、锻压机床上。互锁回路互锁回路 该回路利用梭阀1、2、3 和换向阀4、5、6 实现互锁，防止各缸活塞同时动作，保证只有一个活塞动作。工作原理同步动作回路简单的同步回路 采用刚性零件把两尺寸相同的气缸的活塞杆连接起来。工作原理往复动作回路单往复动作回路 按下手动阀，二位五通换向阀处于左位，气缸外伸；当活塞杆挡块压下机动阀后，二位五通换至右位，气缸缩回，完成一次往复运动。连续往复动作回路连续往复动作回路 手动阀1 换向，高压气体经阀3 使阀2换向，气缸活塞杆外伸，阀3 复位，活塞杆挡块压下行程阀4 时，阀2 换至左位，活塞杆缩回，阀4 复位，当活塞杆缩
98、回压下行程阀3 时，阀2 再次换向，如此循环往复。第十二章气动逻辑系统设计n非时序逻辑问题及设计步骤n非时序逻辑设计实例气动非时序逻辑系统设计步骤非时序逻辑问题的特点是： 输入变量取值是随机的，没有时间顺序。系统输出只与输入变量的组合有关，与输入变量取值的先后顺序无关。设计步骤： 分析问题列真值表写逻辑函数化简逻辑函数绘制逻辑原理图绘控制回路图非时序逻辑系统设计举例公共汽车门用气动控制，司机和售票员各有一个气动开关控制汽车门，要求：为安全起见，司机和售票员都发出关门信号，门才关；车到站，一人发出开门信号，门就开。若汽车门用单作用缸驱动，控制阀用手动二位三通换向阀。试设计该气控回路。设：司机和售
99、票员的气动开关为a、b，开门信号记为“1”，关门信号为“0”，门开S 记为“1”。列真值表 a b s 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 写逻辑函数并化简： 积和式 S = a b+a b+ab = a+b绘制逻辑原理图abs绘控制回路图非时序逻辑系统设计举例一某生产自动线上要控制温度、压力、浓度三个参数，任意两个或两个以上达到上限，生产过程将发生事故，此时应自动报警。设计自动报警气控回路。设：温度、压力、浓度为三个输入的逻辑变量 a、b、c。达到上限记“1”，低于下限记“0”，报警记 s =1，不报警记 s =0。列真值表 a b c s 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1
100、 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1非时序逻辑系统设计举例二n写逻辑函数并化简写逻辑函数并化简：s=abc+abc+abc+abc=ab+（a+b）c非时序逻辑系统设计举例二非时序逻辑系统设计举例二画报警回路逻辑原理图和气路图画报警回路逻辑原理图和气路图第十三章气压传动系统实例气动计量系统概述 对传送带上连续供给的粒状物料进行计量，并按一定质量分装。当计量箱中的物料质量达到设定值时，要求暂停传送带上物料的供给，然后把计量好的物料卸到包装容器中。当计量箱返回到图示位置后，物料再次落入计量箱中，开始下一次的计量。气动计量装置的动作原理 气动装置在
101、停止工作一段时间后，因泄漏气缸活塞会在计量箱重力的作用下缩回。因此首先要有计量准备动作使计量箱到达图示位置。随着物料落入计量箱中，计量箱的质量不断增加，气缸 A 慢慢被压缩。计量的质量达到设定值时，气缸B 伸出，暂时停止物料的供给。计量缸换接高压气源后伸出把物料卸掉。经过一段时间的延时后，计量缸缩回，为下次计量做好准备。计量系统气动控制原理气动控制系统原理 计量准备：手动换向阀14 左位，减压阀1高压气体使计量缸A 外伸，当计量箱上凸块通过行程阀12 时，阀14 换至右位，缸A 以排气节流阀17 调节的速度下降。，当计量箱凸块切换阀12 后，阀6 换至图示位置，使止动缸B 缩回。然后把阀14
102、换至中位。 随着来自传送带的被计量物料落入计量箱，其质量逐渐增加，由于A 缸主控换向阀4 处于中位，缸内气体呈现等温压缩过程，即A 缸活塞杆慢慢缩回。当质量达到设定值时，切换行程阀13，阀13 发出信号切换阀6，使缸B 外伸，暂停计量物供给，同时切换阀5至图示位置。缸B 外伸至行程终点时无杆腔压力升高，顺序阀7 打开，缸A 主控阀4 和高低压切换阀3 被切换，高压气体使缸A 外伸。当缸A 行至终点，行程阀11 动作，经过由单向节流阀10 和气容C 组成的延时回路延时后，切换阀5，其输出信号使阀3、4换向，低压气体使缸A 以单向节流阀8 调节的速度内缩。单方向作用的阀12 动作后，发出信号切换阀6，使缸B 内缩，来自传送带上的粒状物料再次落入计量箱中计量系统气动控制特点计量缸采用行程阀发讯方式控制其顺序动作，而止动缸安装行程阀有困难，采用了顺序阀发讯方式。计量和倾倒物料都是由计量缸完成，所以系统采用了高低压切换回路，计量时用低压（3105 Pa），倾倒物料时用高压（6105 Pa）。计量质量的大小可以通过调节低压减压阀2的调定压力或调节行程阀12 的位置来进行调节。系统采用了由单向节流阀10 和气容C 组成的延时回路。
