液压与气动技术

1、目目 录录第一章第一章 液压传动基础知识液压传动基础知识 绪绪 论论 第二章第二章 液压动力元件液压动力元件 第三章第三章 液压执行元件液压执行元件 第四章第四章 液压控制元件液压控制元件 第五章第五章 液压辅助元件液压辅助元件 第六章第六章 液压基本回路液压基本回路 第七章第七章 典型液压传动系统典型液压传动系统 第八章第八章 液压伺服和电液比例控制技术液压伺服和电液比例控制技术 第九章第九章 液压系统的安装和使用液压系统的安装和使用 第十章第十章 液压系统的故障诊断与排除液压系统的故障诊断与排除 第十一章第十一章 气源装置及气动辅助元件气源装置及气动辅助元件 第十二章第十二章 气动执行元件

2、气动执行元件 第十三章第十三章 气动控制元件气动控制元件 第十四章第十四章 气动基本回路气动基本回路 第十五章第十五章 气压传动系统实例气压传动系统实例 绪绪 论论一、液压与气压传动的研究对象一、液压与气压传动的研究对象 液压与气压传动是以有压流体液压与气压传动是以有压流体( (压力油或压缩空气压力油或压缩空气) )为工作介质，来实现各种机械的传动和自动控制的传动为工作介质，来实现各种机械的传动和自动控制的传动形式。形式。 液压传动传递动力大，运动平稳，但由于液体粘性液压传动传递动力大，运动平稳，但由于液体粘性大，在流动过程中阻力损失大，因而不宜作远距离传动大，在流动过程中阻力损失大，因而不宜

3、作远距离传动和控制；而气压传动由于空气的可压缩性大，且工作压和控制；而气压传动由于空气的可压缩性大，且工作压力低力低( (通常在通常在1.0MPa1.0MPa以下以下) )，所以传递动力不大，运动也，所以传递动力不大，运动也不如液压传动平稳，但空气粘性小，传递过程中阻力小、不如液压传动平稳，但空气粘性小，传递过程中阻力小、速度快、反应灵敏，因而气压传动能用于远距离的传动速度快、反应灵敏，因而气压传动能用于远距离的传动和控制。和控制。 二、液压与气压传动的工作原理二、液压与气压传动的工作原理图图0-1 0-1 液压千斤顶液压千斤顶 a)a)液压千斤顶原理图液压千斤顶原理图 b)b)液压千斤顶简化

4、模型液压千斤顶简化模型1 1杠杆手柄杠杆手柄 2 2小缸体小缸体3 3小活塞小活塞 4 4、7 7单向阀单向阀 5 5吸油管吸油管 6 6、1010管道管道8 8大活塞大活塞 9 9大缸体大缸体 1111截止阀截止阀 1212通大气式油箱通大气式油箱绪绪 论论1.1.力比例关系力比例关系(0-1)(0-1) 或或 在液压和气压传动中工作压力取决于负载，而与流在液压和气压传动中工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。入的流体多少无关。2.2.运动运动关系关系(0-2)(0-2) 式中式中 A1A1、A2A2分别为小活塞和大活塞的作用面积；分别为小活塞和大活塞的作用面积； F1F1为杠杆手柄作

5、用在小活塞上的力。为杠杆手柄作用在小活塞上的力。或或式中式中 h1h1、h2h2分别为小活塞和大活塞的位移。分别为小活塞和大活塞的位移。绪绪 论论从式从式(O-2)(O-2)可知，两活塞的位移和两活塞的面积成反比。可知，两活塞的位移和两活塞的面积成反比。将将A A1 1h h1 1=A=A2 2h h2 2两端同除以活塞移动的时间两端同除以活塞移动的时间t t得：得：即即(0-3)(0-3) 式中式中v1v1、v2v2分别为小活塞和大活塞的运动速度。分别为小活塞和大活塞的运动速度。 从式从式(0-3)(0-3)可以看出，活塞的运动速度和活塞的作用面可以看出，活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比

6、。积成反比。(0-4)(0-4) 绪绪 论论如果已知进入缸体的流量如果已知进入缸体的流量q q，则活塞的运动速度为：，则活塞的运动速度为：(0-5)(0-5) 从式从式(O-5)(O-5)可得到另一个重要的基本概念，即活塞的可得到另一个重要的基本概念，即活塞的运动速度取决于进入液压运动速度取决于进入液压( (气压气压) )缸缸( (马达马达) )的流量，而与流的流量，而与流体压力大小无关。体压力大小无关。 3.3.功率关系功率关系 由式由式(O-1)(O-1)和式和式(0-3)(0-3)可得：可得：(0-6)(0-6) pqpp2211(0-7)(0-7) 绪绪 论论 由式由式(O-7)(O-

7、7)可以看出，液压与气压传动中的功率可以看出，液压与气压传动中的功率P P可可以用压力以用压力p p和流量和流量q q的乘积来表示，压力的乘积来表示，压力p p和流量和流量q q是流是流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们相当于机体传动中最基本、最重要的两个参数，它们相当于机械传动中的力和速度，它们的乘积即为功率。械传动中的力和速度，它们的乘积即为功率。 绪绪 论论(1)(1)能源装置能源装置 把机械能转换成流体的压力能的装置，一把机械能转换成流体的压力能的装置，一般最常见的是液压泵或空气压缩机。般最常见的是液压泵或空气压缩机。(2)(2)执行装置执行装置 把流体的压力能转换成机械能的装置，

8、一把流体的压力能转换成机械能的装置，一般指作直线运动的液般指作直线运动的液( (气气) )压缸、作回转运动的液压缸、作回转运动的液( (气气) )压马压马达等。达等。(3)(3)控制调节装置控制调节装置 对液对液( (气气) )压系统中流体的压力、流量和压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。例如溢流阀、节流阀、流动方向进行控制和调节的装置。例如溢流阀、节流阀、换向阀等。这些元件的不同组合成了能完成不同功能的液换向阀等。这些元件的不同组合成了能完成不同功能的液( (气气) )压系统。压系统。(4)(4)辅助装置辅助装置 指除以上三种以外的其它装置，如油箱、过指除以上三种以外的其

9、它装置，如油箱、过滤器、分水滤气器、油雾器、蓄能器等，它们对保证液滤器、分水滤气器、油雾器、蓄能器等，它们对保证液( (气气) )压系统可靠和稳定地工作有重大作用。压系统可靠和稳定地工作有重大作用。(5)(5)传动介质传动介质 传递能量的流体，即液压油或压缩空气。传递能量的流体，即液压油或压缩空气。三、液压与气压传动系统的组成三、液压与气压传动系统的组成绪绪 论论图图0-2 0-2 机床工作台液压系统的工作原理图机床工作台液压系统的工作原理图 1 1一油箱一油箱 2 2一过滤器一过滤器 3 3一液压泵一液压泵 4 4一溢流阀一溢流阀 5 5、7-7-换向阀换向阀 6 6一节流阀一节流阀 8 8

10、一液压缸一液压缸 99工作台工作台 绪绪 论论四、液压与气压传动的优缺点四、液压与气压传动的优缺点1.1.拖动能力拖动能力 (1)(1)功率质量比大功率质量比大 (2)(2)力质量比力质量比2.2.控制方式性能控制方式性能绪绪 论论气压传动与液压传动相比，有如下优点：气压传动与液压传动相比，有如下优点： (5) (5)气动元件可以根据不同场合，采用相应材料，使元件气动元件可以根据不同场合，采用相应材料，使元件能够在恶劣的环境能够在恶劣的环境( (强振动、强冲击、强腐蚀和强辐射等强振动、强冲击、强腐蚀和强辐射等) )下进行正常工作。下进行正常工作。 (1)(1)空气可以从大气中取之不竭，无介质费

11、用和供应上的空气可以从大气中取之不竭，无介质费用和供应上的困难，将用越的气体排入大气，处理方便。泄漏不会严困难，将用越的气体排入大气，处理方便。泄漏不会严重影响工作，不会污染环境。重影响工作，不会污染环境。(2)(2)空气的粘性很小，在管路中的阻力损失远远小于液压空气的粘性很小，在管路中的阻力损失远远小于液压传动系统，宜于远程传输及控制。传动系统，宜于远程传输及控制。(3)(3)工作压力低，元件的材料和制造精度低。工作压力低，元件的材料和制造精度低。(4)(4)维护简单，使用安全，无油的气动控制系统特别适用维护简单，使用安全，无油的气动控制系统特别适用于无线电元器件的生产过程，也适用于食品及医

12、药的生产于无线电元器件的生产过程，也适用于食品及医药的生产过程。过程。绪绪 论论气压传动与电气、液压传动相比有以下缺点：气压传动与电气、液压传动相比有以下缺点：(1)(1)气压传动装置的信号传递速度限制在声速气压传动装置的信号传递速度限制在声速( (约约340m340ms)s)范围内，所以它的工作频率和响应速度远不如电子装置，范围内，所以它的工作频率和响应速度远不如电子装置，并且信号要产生较大的失真和延滞，也不便于构成较复杂并且信号要产生较大的失真和延滞，也不便于构成较复杂的回路，但这个缺点对工业生产过程不会造成困难。的回路，但这个缺点对工业生产过程不会造成困难。 (2)(2)空气的压缩性远大

13、于液压油的压缩性，因此在动作的空气的压缩性远大于液压油的压缩性，因此在动作的响应能力、工作速度的平稳性方面不如液压传动。响应能力、工作速度的平稳性方面不如液压传动。 (3)(3)气压传动系统出力较小，且传动效率低。气压传动系统出力较小，且传动效率低。 绪绪 论论五、液压与气压传动的应用及发展五、液压与气压传动的应用及发展表表0-1 0-1 液压与气压传动在各类机械中的应用液压与气压传动在各类机械中的应用 行业名称行业名称应应 用用 举举 例例 行业名行业名称称 应应 用用 举举 例例工程机械 矿山机械 建筑机械 冶金机械 锻压机械 机械制造挖掘机，装载机、推土机 凿石机、开掘机、提升机、液压支

14、架打桩机、液压千斤顶、平地机 轧钢机、压力机、步进加热炉 压力机、模锻机、空气锤 组合机床、冲床、自动线、气动扳手轻工机械 灌装机械 汽车工业 铸造机械 纺织机械打包机、注塑机 食品包装机、真空镀膜机、化肥包装机 高空作业车、自卸式汽车、汽车超重机 砂型压实机、加料机、压铸机 织布机，抛砂机、印染机绪绪 论论第一章第一章 液压传动基础知识液压传动基础知识 第一节第一节 液压传动工作介质液压传动工作介质 第二节第二节 液体静力学液体静力学 第三节第三节 液体动力学液体动力学 第四节第四节 定常管流的压力损失计算定常管流的压力损失计算 第五节第五节 孔口和缝隙流动孔口和缝隙流动 第六节第六节 空穴

15、现象空穴现象 第七节第七节 液压冲击液压冲击 本章重点本章重点: :1.1.液压油的物理性质；液压油的物理性质；2.2.液体静力学和运动液体静力学和运动 学的基础知识学的基础知识。本章难点本章难点1.1.液压粘性的概念。液压粘性的概念。第一节第一节 液压传动工作介质液压传动工作介质1.1.密度密度 单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为V V，质量为质量为m m的液体的密度的液体的密度为为(1-1) 一、液压传动工作介质的性质一、液压传动工作介质的性质 表表11 11 常用工作介质的密度常用工作介质的密度 (kg(kgm m2 2) ) 种种 类类 2

16、0 20 种种 类类2020 石油基液压油 850900 增粘高水基液1003 水包油乳化液 998 水一乙二醇液1060 油包水乳化液 932 磷酸酯液11502.2.粘性粘性 液体在外力作用下流动液体在外力作用下流动( (或有流动趋势或有流动趋势) )时，分时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流动动( (或有流动趋势或有流动趋势) )时才会呈现出粘性，静止液体是时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。不呈现粘性的。 图1-1 液体的粘性示意图 液

17、体的粘度随液液体的粘度随液体的压力和温度而变。体的压力和温度而变。压力增大时，粘度增压力增大时，粘度增太。温度升高，粘度太。温度升高，粘度下降。下降。 3.3.其它性质其它性质 第一节第一节 液压传动工作介质液压传动工作介质1)1)合适的粘度，合适的粘度， =(15=(1568)68)1010-6-6m m2 2s s，较好的粘，较好的粘温特性。温特性。2)2)润滑性能好。润滑性能好。3)3)质地纯净，杂质少。质地纯净，杂质少。4)4)对金属和密封件有良好的相容性。对金属和密封件有良好的相容性。5)5)对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性。对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性。6)6)抗泡

18、沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。7)7)体积膨胀系数小，比热容大。体积膨胀系数小，比热容大。8)8)流动点和凝固点低，闪点流动点和凝固点低，闪点( (明火能使油面上油蒸气明火能使油面上油蒸气闪燃，但油本身不燃烧时的温度闪燃，但油本身不燃烧时的温度) )和燃点高。和燃点高。9)9)对人体无害，成本低。对人体无害，成本低。 二、对液压传动工作介质的要求二、对液压传动工作介质的要求第一节第一节 液压传动工作介质液压传动工作介质40三、工作介质的分类和选用三、工作介质的分类和选用1.1.分类分类表表1-2 1-2 液压系统工作介质分类液压系统工作介质分类

19、(GBllll889)(GBllll889)分分 类类名名 称称代号代号 组成和特性组成和特性 应应 用用 石石油油型型精制矿物油LHH无抗氧剂 循昂润滑油，低压液压系统普通液压油LILHH油,并改善其防锈和抗氧性 一般液压系统抗磨液压油LHMHL油，并改善其抗磨性 低、中、高液压系统，特别适合于有防磨要求带叶片泵的液压系统低温液压油LHVHM油，并改善其粘温特性 能在-20-40的低温环境中工作，用于户外工作的工程机械和船用设备的液压系统高粘度指数液压油LHRHL油，并改善其粘温特性 粘温特性优于LHV油，用于数控机床液压系统和伺服系统液压导轨油LHGHM油，并具有粘滑特性 适用于导轨和液压

20、系统共用一种油品的机床，对导轨有良好的蹑滑性和防爬性 其它液压油加入多种添加剂 用于商品质的专用液压系统 乳化乳化型型水包油乳化液LHFAE需要难燃液的场合水包油乳化液LHFB合成合成型型水乙二醇液LHFC磷酸酯液LHFDR第一节第一节 液压传动工作介质液压传动工作介质2.2.工作介质的选用原则工作介质的选用原则 (1)(1)液压系统的工作条件液压系统的工作条件(2)(2)液压系统的工作环境液压系统的工作环境 (3)(3)综合经济分析综合经济分析 表表1-31-3按液压泵类型推荐用工作介质的粘度按液压泵类型推荐用工作介质的粘度液压泵类型液压泵类型工作介质粘度工作介质粘度 (mm(mm2 2ss

21、-1-1) )液压系统温度液压系统温度5 54040液压系统温度液压系统温度40408080齿轮泵齿轮泵 3070 65165叶片泵叶片泵P7.0MPaP2.0MPa)(2.0MPa)。 (3)(3)系统中采用了专用的预泄换向阀组系统中采用了专用的预泄换向阀组8 8来实现土滑块快来实现土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击和噪声. .(4)(4)系统利用管道和油液的弹性变形来保压，方法简单，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。但对液控单向阀和液压缸等元件密封性能要

22、求较高。 第三节第三节 液压压力机液压系统液压压力机液压系统(5)(5)系统中上、下两缸的动作协调由两换向阀系统中上、下两缸的动作协调由两换向阀6 6和和1414的互的互锁来保证，一个缸必须在另一个缸静止时才能动作。但锁来保证，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，为了实现是，在拉深操作中，为了实现“压边压边”这个工步，上液这个工步，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，而下液压缸下腔中的腔的液压油进入下液压缸的上腔，而下液压缸下腔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，

23、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。但不存在动作不协调的问题。(6)(6)系统中的两个液压缸各有一个安全阀进行过载保护。系统中的两个液压缸各有一个安全阀进行过载保护。 一、概述一、概述 第四节第四节 装卸堆码机液压系统装卸堆码机液压系统二、装卸堆码机液压系统工作原理二、装卸堆码机液压系统工作原理 1. 1. 底盘行走底盘行走 2 2立柱升降立柱升降 3 3臂回转臂回转 4 4手指夹紧手指夹紧 第四节第四节 装卸堆码机液压系统装卸堆码机液压系统三、装卸堆码机液压系统的特点三、装卸堆码机液压系统的特点 第四节第四节 装卸堆码机液压系统装卸堆码机液压系统(1)

24、(1)本系统采用了并联式多路换向阀，使该机操作集中，本系统采用了并联式多路换向阀，使该机操作集中，方便和直观，同时体积重量也较小。方便和直观，同时体积重量也较小。(2)(2)采用了二级调压回路，在不同的工况下，可使用不同采用了二级调压回路，在不同的工况下，可使用不同的压力，减小了系统的功耗。的压力，减小了系统的功耗。(3)(3)在需要保持压力的地方都设置了液控单向阀，使工作在需要保持压力的地方都设置了液控单向阀，使工作可靠，确保安全；换向阀均采用手动式操纵，使动作可靠，可靠，确保安全；换向阀均采用手动式操纵，使动作可靠，且操作方便。且操作方便。(4)(4)按不同的工作要求，在系统中配置了多种类

25、型的液压按不同的工作要求，在系统中配置了多种类型的液压执行元件，如双作用活塞式液压缸执行元件，如双作用活塞式液压缸( (缸体固定与活塞杆固缸体固定与活塞杆固定式两种定式两种) )，双作用伸缩式液压缸、液压马达和摆动式液，双作用伸缩式液压缸、液压马达和摆动式液压马达等。压马达等。 本章重点：本章重点：1.1.电液伺服阀的工作原理；电液伺服阀的工作原理；2.2.电液比例控制阀的工作原理；电液比例控制阀的工作原理；3.3.计算机电液控制系统的硬件计算机电液控制系统的硬件 及软件设计。及软件设计。本章难点：本章难点：1.1.电液伺服阀的性能和特点；电液伺服阀的性能和特点；2.2.计算机电液控制系统的软

26、计算机电液控制系统的软 件设计。件设计。第八章第八章 液压伺服和电液比例控制技术液压伺服和电液比例控制技术 第一节第一节 液压伺服控制液压伺服控制 第二节第二节 电压比例控制电压比例控制 第三节第三节 计算机电液控制技术计算机电液控制技术 第一节第一节 液压伺服控制液压伺服控制一、电液伺服阀一、电液伺服阀 2.2.电液伺服阀的工作原理电液伺服阀的工作原理1.1.电液伺服阀的组成电液伺服阀的组成3.3.液压放大器的结构形式液压放大器的结构形式 第一节第一节 液压伺服控制液压伺服控制 电液伺服阀的液压放大器常用的形式有滑阀、射流管电液伺服阀的液压放大器常用的形式有滑阀、射流管和喷嘴档板三种。和喷嘴

27、档板三种。 根据滑阀的控制边数，滑阀的控制形式有单边、双边根据滑阀的控制边数，滑阀的控制形式有单边、双边和四边三种，如图和四边三种，如图8-2所示。所示。 第一节第一节 液压伺服控制液压伺服控制 根据滑阀阀芯在中位时阀口的预开口量不同，滑阀又根据滑阀阀芯在中位时阀口的预开口量不同，滑阀又分为负开口分为负开口( (正遮盖正遮盖) )、零开口、零开口( (零遮盖零遮盖) )和正开口和正开口( (负遮盖负遮盖) )三种形式，如图三种形式，如图8-38-3所示。所示。二、电液伺服系统应用举例二、电液伺服系统应用举例第一节第一节 液压伺服控制液压伺服控制一、电液比例控制阀一、电液比例控制阀 1.1.电液

28、比例压力阀电液比例压力阀第二节第二节 电液比例控制电液比例控制第二节第二节 电液比例控制电液比例控制2.2.电液比例换向阀电液比例换向阀二、电液比例控制系统二、电液比例控制系统第二节第二节 电液比例控制电液比例控制一、泵控容积调速计算机控制系统的组成一、泵控容积调速计算机控制系统的组成第三节第三节 计算机电液控制技术计算机电液控制技术二、控制系统的硬件及软件设计二、控制系统的硬件及软件设计第三节第三节 计算机电液控制技术计算机电液控制技术1.1.控制系统的硬件设计控制系统的硬件设计2.2.控制系统的软件设计控制系统的软件设计（图（图8-98-9、8-108-10） 第三节第三节 计算机电液控制

29、技术计算机电液控制技术 第九章第九章 液压系统的安装使用液压系统的安装使用 第一节第一节 液压系统的安装和调试液压系统的安装和调试 第二节第二节 液压系统的使用维护液压系统的使用维护 第一节第一节 液压系统的安装和调试液压系统的安装和调试 一、审查液压系统的设计一、审查液压系统的设计 二、安装前的技术准备工作二、安装前的技术准备工作 1.1.抓技术资料的准备与熟悉抓技术资料的准备与熟悉 2.2.物资准备高速和低速两大类物资准备高速和低速两大类 3.3.质量检查质量检查 4.4.液压元件的拆洗与测试液压元件的拆洗与测试 5.5.液压系统清洗液压系统清洗 三、液压系统调试三、液压系统调试 1.1.

30、调试目的调试目的 2.2.调试准备工作调试准备工作 3.3.调试方法与步骤调试方法与步骤 4.4.调试注意事项调试注意事项 第二节第二节 液压系统的使用维护液压系统的使用维护一、液压系统的使用保养要求一、液压系统的使用保养要求 1.1.使用维护要求使用维护要求 2.2.操作保养规程操作保养规程 3.3.点检与定检点检与定检 二、定期维护内容与要求二、定期维护内容与要求 1.1.定期紧固定期紧固 2.2.定期检查或更换密封件定期检查或更换密封件 3.3.定期清洗或更换液压件定期清洗或更换液压件 4.4.定期清洗油箱与管道定期清洗油箱与管道 5.5.定期更换滤芯定期更换滤芯 三、液压系统的主动保养

31、预防维护三、液压系统的主动保养预防维护 1 1主动保养预防维护新策略主动保养预防维护新策略 (1) (1) 定期检修定期检修 (2) (2) 检测维修检测维修 (3) (3) 主动保养预防维护主动保养预防维护 2 2液压系统失效根源液压系统失效根源 失效的发展过程如图失效的发展过程如图9-4 9-4 第二节第二节 液压系统的使用维护液压系统的使用维护第二节第二节 液压系统的使用维护液压系统的使用维护2 2液压系统失效根源液压系统失效根源 (1) (1) 液压油污染液压油污染 (2)(2)泄漏泄漏 (3)(3)液压油化学性能的变化液压油化学性能的变化 (4)(4)液压油物理性能变化液压油物理性能

32、变化 (5)(5)液体气蚀液体气蚀 (6)(6)液压系统过热液压系统过热 3 3主动保养预防维护的实施主动保养预防维护的实施 第二节第二节 液压系统的使用维护液压系统的使用维护 第十章第十章 液压系统的故障诊断与排除液压系统的故障诊断与排除 第一节第一节 液压系统故障诊断的基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 第三节第三节 液压系统典型故障实例分析液压系统典型故障实例分析 第一节第一节 液压系统故障诊断的基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 一、液压系统故障特征一、液压系统故障特征 1 1试制液压设备调试阶

33、段的故障试制液压设备调试阶段的故障 2 2液压系统运行初期的故障液压系统运行初期的故障 3 3液压系统运行中期的故障液压系统运行中期的故障 4液压系统运行后期的故障液压系统运行后期的故障 5突发性故障突发性故障 二、液压系统故障诊断步骤二、液压系统故障诊断步骤 根据图根据图10-110-1列出的步骤进行检查列出的步骤进行检查 第一节第一节 液压系统故障诊断的基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 三、重新启动的步骤三、重新启动的步骤 第一节第一节 液压系统故障诊断的基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 四、故障诊断技术四、故障诊断技术 1 1初步诊断初步诊断 看看 一看速度、

34、二看压力、三看油液、四看泄漏、五看振动一看速度、二看压力、三看油液、四看泄漏、五看振动 听听 一听噪声、二听冲击声、三听气蚀和困油的异常声、一听噪声、二听冲击声、三听气蚀和困油的异常声、 四听敲打声四听敲打声 摸摸 一摸温升、二摸振动、三摸爬行、四摸松紧程度一摸温升、二摸振动、三摸爬行、四摸松紧程度 闻闻 阅阅 问问第一节第一节 液压系统故障诊断的基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 了解设备平时运行状况。一般有六问了解设备平时运行状况。一般有六问 一问一问 液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象。液压系统工作是否正常，液压泵有无异常现象。二问二问 液压油更换时间，滤网是否清洁。液

35、压油更换时间，滤网是否清洁。三问三问 发生事故前压力调节阀或速度调节问是否调节过，发生事故前压力调节阀或速度调节问是否调节过， 有哪些不正常现象。有哪些不正常现象。四问四问 发生事故前对密封件或液压件是否更换过。发生事故前对密封件或液压件是否更换过。五问五问 发生事故前后液压系统出现过哪些不正常现象。发生事故前后液压系统出现过哪些不正常现象。六问六问 过去经常出现过哪些故障，是怎样排除的，哪位维过去经常出现过哪些故障，是怎样排除的，哪位维 修人员对故障原因与排除方法比较清楚。修人员对故障原因与排除方法比较清楚。 第一节第一节 液压系统故障诊断的基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 2

36、 2仪器专项检测仪器专项检测 压力检测压力检测 测流量测流量 测温升测温升 测噪声测噪声 检测液压元件检测液压元件 在线检测在线检测 3 3综合确诊综合确诊 第一节第一节 液压系统故障诊断的基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 五、诊断故障原因的方法 1方框图分析法方框图分析法 ( (图图10-3)10-3) 2鱼刺图分析法鱼刺图分析法 ( (图图10-4)10-4) 3逻辑流程图分析法逻辑流程图分析法 4液压系统图分析法液压系统图分析法 1) 1) 理解液压系统理解液压系统 2)2)了解安装调试过程了解安装调试过程 3)3)评价液压系统评价液压系统 第一节第一节 液压系统故障诊断的

37、基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 第一节第一节 液压系统故障诊断的基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 第一节第一节 液压系统故障诊断的基本方法与步骤液压系统故障诊断的基本方法与步骤 第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 一、压力不正常一、压力不正常（图（图10-610-6、图、图10-710-7）第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 二、流量不正常二、流量不正常（图（图10-810-8、图、图10-910-9）第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 第二节第二节 液压系统常见故障诊

38、断与排除液压系统常见故障诊断与排除 三、液压冲击三、液压冲击 （图（图10-1010-10）第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 四、运动不正常四、运动不正常（图（图10-1110-11）五、噪声过大五、噪声过大（图（图10-1210-12、1313、1414、1515）第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 第二节第二节 液压系统常见

39、故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 六、过分振动六、过分振动 （图（图10-1610-16）第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 七、过高的温度七、过高的温度 （图（图10-1710-17、图、图10-1810-18）第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 八、泄漏八、泄漏 （图（图10-1910-19）第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 九、爬行九、爬行 （图（图10-2010-20）第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系

40、统常见故障诊断与排除 十、液压卡紧十、液压卡紧减小液压卡紧力的主要措施：减小液压卡紧力的主要措施：1)1)在阀芯台肩上开均压槽。在阀芯台肩上开均压槽。2)2)使阀芯环面略带顺锥度。使阀芯环面略带顺锥度。3)3)提高机械加工和装配质量。提高机械加工和装配质量。4)4)在高灵敏度重要液压系统中，采用电磁或在高灵敏度重要液压系统中，采用电磁或 机械手段使阀芯高频振动。机械手段使阀芯高频振动。 第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 十一、气穴现象十一、气穴现象 （图（图10-2110-21）第二节第二节 液压系统常见故障诊断与排除液压系统常见故障诊断与排除 第三节第三节

41、液压系统典型故障实例分析液压系统典型故障实例分析 例例10-1 在图在图10-22所示二级调压回路中，液压系统循环所示二级调压回路中，液压系统循环运行，当二位二通电磁换向阀运行，当二位二通电磁换向阀4通电右位工作时，液压系通电右位工作时，液压系统突然产生较大的液压冲击。统突然产生较大的液压冲击。 例例10-2 图图10-24所示为采用液控单向阀的平衡回路、回路所示为采用液控单向阀的平衡回路、回路中泵中泵1为定量泵，三位四通电磁换向阀中位机能为为定量泵，三位四通电磁换向阀中位机能为H型。型。故障现象是，当液压缸向下运行时，活塞断续地向下跳动，故障现象是，当液压缸向下运行时，活塞断续地向下跳动，并

42、因此而引起激烈地振动；致使系统无法正常工作。并因此而引起激烈地振动；致使系统无法正常工作。 第三节第三节 液压系统典型故障实例分析液压系统典型故障实例分析 第十一章第十一章 气源装置及气动辅助元件气源装置及气动辅助元件 第一节第一节 气源装置气源装置 第二节第二节 气源净化装置气源净化装置 第三节第三节 其它辅助元件其它辅助元件 第四节第四节 供气系统的管道设计供气系统的管道设计 本章重点：本章重点：1.1.压缩空气站的组成及空气压缩空气站的组成及空气 压缩机工作原理压缩机工作原理2.2.油雾器的工作原理油雾器的工作原理3.3.供气系统的管道设计供气系统的管道设计 本章难点：本章难点：1.1.

43、油雾器的结构及工作原理油雾器的结构及工作原理第一节第一节 气源装置气源装置 一、压缩空气站概述一、压缩空气站概述 压缩空气站是气压系统的动力源装置压缩空气站是气压系统的动力源装置。如图如图llll- -l l所示所示 图图11-1 11-1 压缩空气站净化流程示意图压缩空气站净化流程示意图1 1一压缩机一压缩机 2 2一冷却器一冷却器 3 3一分离器一分离器 4 4一储气罐一储气罐 5 5一干燥气一干燥气 6 6一过滤器一过滤器 7 7一储气罐一储气罐8 8一加热器一加热器9 9一四通阀一四通阀 二、空气压缩机二、空气压缩机 空气压缩机是气动系统的动力源，它把电动机输出的机空气压缩机是气动系统

44、的动力源，它把电动机输出的机械能转换成气压能输送给气动系统。按工作原理主要可分为械能转换成气压能输送给气动系统。按工作原理主要可分为容积式和速度式容积式和速度式( (叶片式叶片式) )两类两类。容积式压缩机按结构不同又容积式压缩机按结构不同又可分为活塞式、膜片式和螺杆式等；速度式按结构不同可分可分为活塞式、膜片式和螺杆式等；速度式按结构不同可分为离心式和轴流式等为离心式和轴流式等。 第一节第一节 气源装置气源装置 第二节第二节 气源净化装置气源净化装置 一、空气过滤器一、空气过滤器 图图11-411-4所示为普通所示为普通空气过滤器空气过滤器( (二次过滤器二次过滤器) )的结构图的结构图。

45、二、除油器二、除油器 图图11-511-5所示所示：当压当压缩空气进入除油器后产缩空气进入除油器后产生流向和速度的急剧变生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来油滴和水滴分离出来。 第二节第二节 气源净化装置气源净化装置 三、空气干燥器三、空气干燥器 (1)(1)冷冻式干燥器冷冻式干燥器 (2)(2)吸附式干燥器吸附式干燥器 图图11-611-6所示为一种所示为一种不加热再生式干燥不加热再生式干燥器器。 第二节第二节 气源净化装置气源净化装置 四、后冷却器四、后冷却器 套管式冷却器如图套管式冷却器如图11-711-7

46、； 列管式冷却器如图列管式冷却器如图1111- -8 8 第二节第二节 气源净化装置气源净化装置 五、储气罐五、储气罐 储气罐一般采用圆筒状焊接结构，有立式和卧式两种储气罐一般采用圆筒状焊接结构，有立式和卧式两种。 后冷却器、除油器和储气罐都属手压力容器，制造完毕后冷却器、除油器和储气罐都属手压力容器，制造完毕后，应进行水压试验。目前，在气压传动中，冷却器、除油后，应进行水压试验。目前，在气压传动中，冷却器、除油器和储气罐三者一体的结构形式已被采用，这使压缩空气站器和储气罐三者一体的结构形式已被采用，这使压缩空气站的辅助设备大为简化的辅助设备大为简化 第二节第二节 气源净化装置气源净化装置 第

47、三节第三节 其它辅助元件其它辅助元件 一、油雾器一、油雾器 1 1. .油雾器的工作原理油雾器的工作原理( (图图11-9)11-9)2 2. .普通型油雾器结构普通型油雾器结构( (图图11-10)11-10)第三节第三节 其它辅助元件其它辅助元件 3.3.油雾器的主要性能指标油雾器的主要性能指标 (1)(1)流量特性指油雾器中通过其额定流量时，输入压力与流量特性指油雾器中通过其额定流量时，输入压力与输出压力之差输出压力之差 (2)(2)起雾空气流量起雾空气流量 (3)(3)油雾粒径油雾粒径 (4)(4)加油后恢复滴油时间加油后恢复滴油时间 第三节第三节 其它辅助元件其它辅助元件 二、消声器

48、二、消声器 1 1阻性消声器阻性消声器 2 2抗性消声器抗性消声器 3 3阻抗复合消声器阻抗复合消声器 第三节第三节 其它辅助元件其它辅助元件 三、转换器三、转换器 1 1气电转换器及电气转换器气电转换器及电气转换器( (图图11-12)11-12)2 2气液转换器气液转换器( (图图11-13)11-13)第三节第三节 其它辅助元件其它辅助元件 四、程序器四、程序器 其结构形式有码盘式、凸轮式、棘轮式、穿孔带式、穿其结构形式有码盘式、凸轮式、棘轮式、穿孔带式、穿孔卡式等。常见的是码盘式和凸轮式。图孔卡式等。常见的是码盘式和凸轮式。图11-1411-14所示为一码所示为一码盘式程序器的工作原理

49、图。盘式程序器的工作原理图。 第三节第三节 其它辅助元件其它辅助元件 五、延时器五、延时器 气动延时器的工作气动延时器的工作原理如图原理如图11-1511-15所示所示。 第三节第三节 其它辅助元件其它辅助元件 第四节第四节 供气系统的管道设计供气系统的管道设计 一、供气系统管道一、供气系统管道 (1)(1)压缩空气站内气源管道压缩空气站内气源管道 (2)(2)厂区压缩空气管道厂区压缩空气管道 (3)(3)用气车间压缩空气管道用气车间压缩空气管道 二、供气系统管道设计的原则二、供气系统管道设计的原则 1 1从供气的压力和流量要求考虑从供气的压力和流量要求考虑 2 2从供气的质量要求考虑从供气的

50、质量要求考虑 3 3从供气的可靠性、经济性考虑从供气的可靠性、经济性考虑 (11-1) 3从供气的可靠性、经济性考虑(1)(1)单树枝状管网供气系统单树枝状管网供气系统(2)(2)环状管网供气系统环状管网供气系统 (3)(3)双树枝状管网供气系统双树枝状管网供气系统 第四节第四节 供气系统的管道设计供气系统的管道设计 第十二章第十二章 气动执行元件气动执行元件 第一节第一节 气气 缸缸 第二节第二节 气动马达气动马达 本章重点本章重点: :1.1.气缸的工作原理及其气缸的工作原理及其 组成组成2.2.气动马达的工作原理气动马达的工作原理 及其组成及其组成本章难点本章难点: :1.1.气缸的压力

51、特性曲线气缸的压力特性曲线 第一节第一节 气气 缸缸 一、气缸的分类一、气缸的分类 1 1按压缩空气对活塞端面作用力的方向分按压缩空气对活塞端面作用力的方向分 (1)(1)单作用气缸单作用气缸 ( (2)2)双作用气缸双作用气缸 2 2按气缸的结构特征分按气缸的结构特征分 (1)(1)活塞式气缸活塞式气缸 (2)(2)薄膜式气缸薄膜式气缸 (3)(3)伸缩式气缸伸缩式气缸 3 3按气缸的安装形式分按气缸的安装形式分 (1)(1)固定式气缸固定式气缸 (2)(2)轴销式气缸轴销式气缸 (3)(3)回转式气缸回转式气缸 (4)(4)嵌入式气缸嵌入式气缸 4 4按气缸的功能分按气缸的功能分 (1)(

52、1)普通气缸普通气缸 (2)(2)缓冲气缸缓冲气缸 (3)(3)气一液阻尼缸气一液阻尼缸 (4)(4)摆动气缸摆动气缸 (5)(5)冲击气缸冲击气缸 (6)(6)步进气缸步进气缸 二、气缸的工作特性二、气缸的工作特性 1 1气缸的输出力气缸的输出力单作用式气缸单作用式气缸( (图图12-1a)12-1a)的输出推力为的输出推力为 双作用式气缸双作用式气缸( (如图如图12-1b12-1b所示所示) )输出的推力为输出的推力为 第一节第一节 气气 缸缸 (12-1) (12-2) 2 2气缸的压力特性气缸的压力特性 气缸的压力特性曲线，如图气缸的压力特性曲线，如图12-212-23 3气缸的速度

53、气缸的速度第一节第一节 气气 缸缸 (12-4)4 4气缸的耗气量气缸的耗气量 气缸的耗气量与气缸的活塞直径气缸的耗气量与气缸的活塞直径D D、活塞杆直径、活塞杆直径d d、活塞、活塞的行程的行程L L以及单位时间往复次数以及单位时间往复次数N N有关。以图有关。以图12-1b12-1b所示的单所示的单出杆双作用式气缸为例，活塞杆伸出和退回行程的耗气量出杆双作用式气缸为例，活塞杆伸出和退回行程的耗气量分别为分别为 若活塞每分钟往返若活塞每分钟往返N N次，则每分钟活塞运动的耗气量为次，则每分钟活塞运动的耗气量为 活塞往复一次所耗压缩空气量为活塞往复一次所耗压缩空气量为 第一节第一节 气气 缸缸

54、 (12-5) (12-6) (12-7) (12-8) 实际耗气量应为实际耗气量应为 当实际消耗的压缩空气量为当实际消耗的压缩空气量为VVs s时，其自由空气的消时，其自由空气的消耗量耗量VVszsz为为 式中式中 p p为气体的工作压力为气体的工作压力(MPa)(MPa) 第一节第一节 气气 缸缸 (12-9) (12-10) 三、气缸的主要尺寸及结构设计三、气缸的主要尺寸及结构设计 ( (一一) )气缸的主要尺寸设计气缸的主要尺寸设计 1 1气缸直径气缸直径D D 所求得的所求得的DD值，一般要提高值，一般要提高2020再圆整到系列标准值。再圆整到系列标准值。 2 2活塞行程活塞行程L

55、L 活塞的行程活塞的行程L L一般根据实际需要确定，通常一般根据实际需要确定，通常L L值取值取 (0.5(0.55)5)DD 3 3气缸进、排气口直径气缸进、排气口直径d0 ;d0 ;一般取一般取 v v=10=1025m25ms s 第一节第一节 气气 缸缸 (12-11) (12-12) ( (二二) )气缸的主要结构设计气缸的主要结构设计 1 1气缸筒的结构尺寸设计气缸筒的结构尺寸设计 (1)(1)气缸简直径气缸简直径( (即为气缸内径即为气缸内径) )DD可由式可由式(12-11)(12-11)求出求出 (2)(2)气缸筒的长度气缸筒的长度l l 长度长度l l应为活塞的行程应为活塞

56、的行程L L和活塞宽度和活塞宽度HH之和之和 (3) (3)气缸筒的壁厚气缸筒的壁厚 第一节第一节 气气 缸缸 (12-13) (12-14) 2 2活塞的结构设计活塞的结构设计 活塞的外径即是气缸的内径，二者的配合精度，取决于采活塞的外径即是气缸的内径，二者的配合精度，取决于采用何种形式的密封圈，一般多采用用何种形式的密封圈，一般多采用H8H8f9f9配合，活塞表面粗糙配合，活塞表面粗糙度度Ra0Ra08m8m。活塞的宽度取决于密封圈的排数，一般采用两排。活塞的宽度取决于密封圈的排数，一般采用两排密封圈。活塞上沟槽的深度和宽度根据所选用的密封圈来确定。密封圈。活塞上沟槽的深度和宽度根据所选用

57、的密封圈来确定。 3 3活塞杆及其强度校核活塞杆及其强度校核 当活塞杆的长度当活塞杆的长度L10dL10d时，要进行强度校核，即活塞杆的直径时，要进行强度校核，即活塞杆的直径 当活塞杆的计算长度当活塞杆的计算长度L10dL10d时，要进行压杆稳定性校核时，要进行压杆稳定性校核 第一节第一节 气气 缸缸 (12-15) 4 4气缸的缓冲机构气缸的缓冲机构( (如图如图12-3) 12-3) 5 5气缸的其它结构设计气缸的其它结构设计 图图12-412-4为一常用普通气为一常用普通气缸的结构图缸的结构图 第一节第一节 气气 缸缸 四、其它常用气缸四、其它常用气缸1 1气一液阻尼缸气一液阻尼缸 图图

58、12-512-5为串联式为串联式气一液阻尼缸的工作原理气一液阻尼缸的工作原理图图 2 2薄膜气缸薄膜气缸 图图12-612-6所示的为薄膜气缸所示的为薄膜气缸第一节第一节 气气 缸缸 3 3. .摆动式气缸摆动式气缸( (摆动马达摆动马达) ) 图图1212- -7 7单叶片式摆动气缸工作原理图单叶片式摆动气缸工作原理图. . 第一节第一节 气气 缸缸 4.4.冲击气缸冲击气缸 图图12-812-8所所示为普通型冲击气缸的结构示意图示为普通型冲击气缸的结构示意图。 第一节第一节 气气 缸缸 第一第一、二、三、二、三阶段如图阶段如图12-9a12-9a、12-9b12-9b、12-912-9c

59、c 第一节第一节 气气 缸缸 第二节第二节 气动马达气动马达 气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装置置。在气压传动中使用最广泛的是叶片式和活塞式气动马达在气压传动中使用最广泛的是叶片式和活塞式气动马达。 图图12-1012-10所示的为双向旋转叶片式气马达的工作原理图所示的为双向旋转叶片式气马达的工作原理图。 图图12-1112-11是在一定工作压力下作出的叶片式气马达的特性曲线是在一定工作压力下作出的叶片式气马达的特性曲线。 第十三章第十三章 气动控制元件气动控制元件 本章重点：本章重点：1.1.气动压力、流量和方气动压力、流量

60、和方 向阀的共组原理；向阀的共组原理；2.2.气动逻辑元件的工作气动逻辑元件的工作 原理；原理；3.3.气动比例阀及气动伺气动比例阀及气动伺 服阀的组成和工作原理。服阀的组成和工作原理。本章难点：本章难点：1.1.双稳元件的工作原理双稳元件的工作原理 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 第三节第三节 流量控制阀流量控制阀 第四节第四节 气动逻辑元件气动逻辑元件 第五节第五节 气动比例阀及气动伺服阀气动比例阀及气动伺服阀 第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 一、方向控制阀的分类一、方向控制阀的分类 气动换向阀和液压换向阀相似，分类方法也大致气动换向阀和液压换向