云天课件-中职《机械基础》第十章-气动传动与液压传动

1、机械基础P.196 课件制作：重庆市涪陵区职教中心 数控组 胡志恒全国中职机械类统编教材（高教版）栾学钢等主编第十章 气压传动与液压传动 （动画版） 气压传动、液压传动、机械传动、电气传动为四大传动。 气压传动与液压传动是以气体或液体作介质来传递运动和动力。其显著的特点是执行元件可直接获得直线运动，不必经过复杂的变向、变速机构，且能传递较大的功率。 气压传动、液压传动的应用很广，在许多场合可代替机械传动。任务描述第十章 气压传动与液压传动P.196 气压传动与液压传动的基本常识气压传动与液压传动气压传动概述液压传动概述气压传动的应用气压传动元件气压执行元件气压控制阀 方向、压力、流量 液压传动

2、的应用第十章 气压传动与液压传动P.196工作原理传动组成传动特点工作原理基本概念传动组成传动特点空压机、后冷却器贮气罐、辅助元件常用液压元件液压基本回路 液压泵、液压缸、控制阀、辅助元件压力控制回路调压回路方向控制回路速度控制回路本章知识结构教学要求（1）了解气压传动的基本常识（2）理解液压传动的基本常识（3）了解气压传动的应用 （4）理解液压元件与基本回路的应用P.196第十章 气压传动与液压传动P.196第一节 气压传动与液压传动的基本常识 一、 气压传动概述 1、气压传动的工作原理 气压传动是以气体作为工作介质来传递动力的一种运动方式，靠气体的压力来产生作用。多用于机床夹具的夹紧装置中

3、。 气压传动实例：气动切割机 气压系统介绍P.196第一节 气压传动与液压传动的基本常识 一、 气压传动概述 1、气压传动的工作原理 剪切过程分析： 复位过程分析：P.197第一节 气压传动与液压传动的基本常识 一、 气压传动概述 2、气压传动系统的组成 气压系统组成： （1）能源元件：空压机、贮气罐、气源净化处理等装置。 （2）执行元件：如气缸，把空气的压力能转换为活塞直线运动的机械能。 （3）控制元件：用于对控制压缩空气的压力、流量、流动方向进行调节控制。如减压阀、换向阀、行程阀、节流阀等。 （4）辅助元件：如油雾器、管件及接头、压力表等等。P.198第一节 气压传动与液压传动的基本常识

4、一、 气压传动概述 3、气压系统的特点 与液压传动及机械传动相比。 （4）压力储存方便，贮能罐可保用一段时间。 （5）可远距离传输。 （6）清洁无污染。 （7）缺点：速度稳定性差、输出压力不大、噪声较大。 （1）传动介质是空气，无成本，用后直排大气。 （2）反应快速，有过载保护作用。 （3）安全可靠，能适应各种条件恶劣的场合。 P.198第一节 气压传动与液压传动的基本常识 二、 液压传动概述 1. 液压传动的工作原理 液压传动是以液体（油液）作为工作介质来传递动力的一种运动方式，靠油液的压力来产生作用。多用于工程机械、机床等行业中。 液压传动系统的工作过程P.199第一节 气压传动与液压传动

5、的基本常识 二、 液压传动概述 1. 液压传动的工作原理 液压传动实例：机床工作台 液压系统介绍机床液压工作台P.200第一节 气压传动与液压传动的基本常识 二、 液压传动概述 2. 液压传动基本概念 （1）压力 指单位面积上所受作用力，实际上是指压强。 p = F/A 单位：PaP.198第一节 气压传动与液压传动的基本常识 二、 液压传动概述 2. 液压传动基本概念 （1）压力 指单位面积上所受作用力，实际上是指压强。 单位：Pa 由帕斯卡定律：连通器中的液体压力处处相等，得： 讨论：液压系统中的工作压力取决于外负载的大小。P.200第一节 气压传动与液压传动的基本常识 二、 液压传动概述

6、 2. 液压传动基本概念 （2）流量与平均速度 流量：指单位时间t内流过某一截面处的液体体积V。 平均速度： 讨论：在一个无分支的管道中，各横截面上的流量处处相等，截面积小的地方流速大，反之流速小。P.200第一节 气压传动与液压传动的基本常识 二、 液压传动概述 2. 液压传动基本概念 （3）功率 指单位时间内所作的功。 液压缸的输出功率：为液压缸中活塞的运动速度 v 与外负载 F 的乘积。 也可 液压泵的输出功率：为液压泵的出口压力与输出实际流量的乘积。P.201第一节 气压传动与液压传动的基本常识 二、 液压传动概述 3. 液压传动的组成 (1) 动力元件 液压泵。 (2) 执行元件 液

7、压缸。 (3) 控制元件 换向阀、压力阀和流量阀。 (4) 辅助元件 过滤器、蓄能器和各种管接头等。P.201第一节 气压传动与液压传动的基本常识 二、 液压传动概述 4、液压传动的特点 （1）速度可无级调速。 速度、扭矩、功率都可任意的控制与调节。特别适合于作直线往返运动的工作场合。如液压传动磨床工作台、液压牛头刨床、液压起重机。 （2）传递功率大，相比其它传动，可用于大功率传动。 （3）液压元件已标准化、系列化，便于设计、制造和维修。 （4）便于控制和调节。有过载保护作用。 （5）存在内、外泄漏，降低流量和压力。 （6）油液粘度受温度变化大。 （7）液压元件比较精密，因此制造、使用和维修较

8、困难。P.201第二节 气压传动的应用 一、 气压传动的气源元件一、气压传动元件 1、空气压缩站 为气压传动提供动力源，由空压机、冷却器和贮气罐组成。 气压传动的组成：气源装置、控制元件、执行元件和辅助元件。空压机分水排水器贮气罐P.201第二节 气压传动的应用 一、 气压传动的气源元件 2. 空气压缩机 空气压缩机是产生压缩空气的装置。最常用的空气压缩机是往复活塞式。 P.203第二节 气压传动的应用 一、 气压传动的气源元件 3. 后冷却器 冷却器安装在空压机的出口。作用是对压缩空气进行降温；将空气中的水分分离出来，提高空气的纯度，保证空气的压力。P.203第二节 气压传动的应用 一、 气

9、压传动的气源元件 4.贮气罐 贮存压缩空气，常称气包，为消除气体的压力脉动。P.204第二节 气压传动的应用 一、 气压传动的气源元件 5. 辅助元件 辅助元件主要有空气过滤器、干燥器、油雾器、管道及接头等。油雾器减压阀空气过滤器P.204第二节 气压传动的应用 二、 气压传动的执行元件 气缸、气马达是气压传动的执行元件。按结构特征按压缩空气的进气方向的数量气缸（移动）活塞式柱塞式膜片式单作用双作用气缸执行元件气马达： 如 风钻、气动扳手（转动）P.204第二节 气压传动的应用 二、 气压传动的执行元件 气缸、气马达是气压传动的执行元件。双作用活塞气缸换向阀节流阀单向阀单作用气缸P.205第二

10、节 气压传动的应用 三、 气压控制阀 气动控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量和方向的各类控制阀，其作用是保证气动执行元件（如气缸、气马达等）按设计的程序正常地进行工作。 气压控制阀类型：按作用可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。进程调速回程调速P.205第二节 气压传动的应用 三、 气压控制阀 1、方向控制阀 控制气体流动的方向。在图形符号上的排气口符号为三角形，排出的空气是直通大气。 （1）单向阀 控制气体单向流动。如图所示。P.206第二节 气压传动的应用 三、 气压控制阀 1、方向控制阀 （2）换向阀 控制气体流动方向（通路）。 注意换向阀的“通”和“位”。换向阀P.206第

11、二节 气压传动的应用 三、 气压控制阀 1、方向控制阀 （2）换向阀 控制气体流动方向（通路）。 注意换向阀的“通”和“位”。换向阀P.206第二节 气压传动的应用 三、 气压控制阀 2、压力控制阀 有调压阀（减压阀）、顺序阀和安全阀等。 （1）调压阀（减压阀） 将空气站传来的压力减到每台装置所需的压力，并使减压后的压力稳定在所需压力值上。P.206第二节 气压传动的应用 三、 气压控制阀 2、压力控制阀 （2）顺序阀 顺序阀是依靠气路中压力的作用而控制执行元件按顺序动作的压力控制阀，它根据弹簧的预压缩量来控制其开启压力。P.206第二节 气压传动的应用 三、 气压控制阀 2、压力控制阀 （3

12、）安全阀 当储气罐或回路中压力超过某调定值，要用安全阀向外（大气中）放气，安全阀在系统中起过载保护作用。P.206第二节 气压传动的应用 三、 气压控制阀 3、流量控制阀 在气压传动系统中，有时需要控制气缸的运动速度，需要调节压缩空气的流量来实现。 流量控制阀（节流阀）就是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件。P.206第二节 气压传动的应用 三、 气动控制装置的应用 气动控制装置制造、纺织行业、矿山机械、包装行业、机器人等领域有广泛的应用，如锻压机械的空气锤、风镐、气流无梭纺纱织布、轮胎加气等等。 铁床夹具（气动虎钳）P.207第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 液压传动广泛用

13、于机床、工程机械、压力加工、塑料机械、交通机械等行业中。 液压元件的组成： 动力元件 液压泵。 执行元件 液压缸。 控制元件 换向阀、压力阀和流量阀。 辅助元件 过滤器、蓄能器和各种管接头等。 用图形符号表示的液压系统。 机床工作台液压系统 P.207第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 1. 液压泵 液压泵是液压系统的动力元件。液压泵将电动机输出的机械能转化为液压油的压力能。 液压站 液压系统一般将液压泵、油箱、滤油器、安全阀等元件集成在一起组成液压泵站。P.208第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 1. 液压泵 液压泵的类别 按流量是否可变：有定量泵、变量泵； 按结构形式分：

14、有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵； 按油泵进出口是否可逆：单向泵、双向泵。 一般以单向定量泵（如齿轮泵）、单向变量泵较为多见。单向定量泵双向定量泵单向变量泵双向变量泵P.208第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 1. 液压泵 （1）齿轮泵 齿轮泵是一种单向定量泵，有外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种，多种于低压泵（2.5MPa）其中前一种较为常见，如机油润滑泵。单向定量泵内啮合齿轮泵外啮合齿轮泵P.208第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 1. 液压泵 （1）齿轮泵 外啮合齿轮泵特点： 体积小，重量轻，结构紧凑，工作可靠，自吸性能好，对油液污染不敏感，便于 制造、维修。但效率低，流量脉动大

15、，噪声高。 用途：工程机械、机床低压系统。单向定量泵 内啮合齿轮泵特点： 结构紧凑，使用寿命长、流量脉动小。但加工精度高、造价高。P.209第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 1. 液压泵 （2）叶片泵 特点：叶片泵的结构较齿轮泵复杂,但其工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长。多用于机床、自动线等中低液压系统中，但其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感。 叶片泵可以做成定量、变量泵，单向、双向泵。P.209第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 1. 液压泵 （3）柱塞泵 柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵。

16、特点：柱塞泵压力高，结构紧凑，效率高，流量调节方便，故在需要高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如龙门刨床、拉床、液压机、工程机械、矿山冶金机械、船舶上得到广泛的应用。 柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。轴向柱塞泵径向柱塞泵P.209第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 2. 液压缸 （1）液压缸 液压缸作用：是液压系统的执行元件，它完成液体压力能转换成机械能的过程，实现执行元件的直线往复运动。 液压缸分类：可分为活塞式、柱塞式和摆动式三类。（本书仅介绍活塞式） 活塞式液压缸分为双出杆和单出杆两种。 单出杆活塞式液压缸 活塞往返速度不等

17、双出杆活塞式液压缸 活塞往返速度相等P.210第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 2. 液压缸 （1）液压缸 液压缸的固定方式 缸筒和缸盖的连接 法兰式、螺纹式、拉杆式。 活塞和活塞杆的连接 螺纹连接、锥销连接。 密封装置： 内密封和外密封 缸固定活塞固定 （2）液压缸的结构 P.211第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 P.211第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 液压控制阀的作用：是用来控制液压系统中油液的流动方向并调节压力和流量。 液压控制阀分为三大类： 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 P.212第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3

18、. 液压控制阀 （1）方向控制阀 作用：控制液压系统中油液的流动方向，以达到执行元件换向、切换油路的目的。 方向控制阀有单向阀和投向阀两种。 单向阀： P.212第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （1）方向控制阀 液控单向阀： P.213第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （1）方向控制阀 换向阀 作用：利用阀芯相对于阀体的位置的变化，实现油路的切换或关断，使执行元件起动、停止或变换运动方向。 换向阀的类型 按阀的工作位置和通路可分为“几位几通”。 换向阀的类型 按阀的工作位置和通路可分为“几位几通”。P.213第三节 液压传动的应用 一、

19、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （1）方向控制阀 换向阀 换向阀的类型 按阀的操纵控制方式分：有手动、电磁、机动、液控等方式。P.213第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （1）方向控制阀 换向阀 换向阀原理P.212第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （1）方向控制阀 换向阀 中位滑阀机能 很多三位换向阀的左、右位通路相似，而中位通路各不相同，可实现不同的中位机能。P.214第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （2）压力控制阀 作用：压力控制阀用于实现系统压力的控制。常见的有溢流阀、顺序阀和减压阀。 溢流阀 将系

20、统中多余油液经溢流阀流回油箱，同时可调节系统中的最高压力，起安全保护作用。P.214第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （2）压力控制阀 直动式溢流阀 结构简单，调节方便，常用于低压系统中。P.214第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （2）压力控制阀 先导式溢流阀 结构较为复杂，由先导阀和主阀两个部份组成。 P.214第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （2）压力控制阀 顺序阀 作用：使两个以上的执行元件按压力大小实现顺序动作。 P.214第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （2）压力控制

21、阀 顺序阀 作用：使两个以上的执行元件按压力大小实现顺序动作。 P.214第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （2）压力控制阀 顺序阀 顺序阀工作原理P.214第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （2）压力控制阀 减压阀 作用：降低并稳定液压系统中某一局部的油液压力。 减压阀分为定值、定差、定比三种，其中定值减压阀多用。 P.214第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （2）压力控制阀 减压阀工作原理：减压口 直动式减压阀 减压口：进口压力通过小缝隙产生压力损失，使出口压力降低。 稳定出口压力： 当出口P2，弹簧推动阀

22、杆左移，减压口开大，出口压力损失减小，P2。 当出口P2，出口控制油压推动阀杆右移，减压口缩小，出口压力损失增大，P2。P.215第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （2）压力控制阀 溢流阀、顺序阀和减压阀比较：外形相似看铭牌。压 力控制阀图形符号 功 能 常 态出 口控制油来 源泄油口溢流阀 溢流并限定系统最高压力 常闭回油箱 进口 无顺序阀 在调定压力下才打开出口实现顺序控制 常闭进入下一支路 进口 有减压阀 将系统压力减压至某一支路 常通进入下一减压支路 出口 有P.215第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （3）流量控制阀 工作原理：

23、依靠改变阀口流通面积大小来调节通过阀口的流量。 作用：通过调节进入或流出执行元件的流量来调节执行元件的运动速度。 注意：在定量泵供油时，如果没有溢流阀分流，单独的流量控制阀不能实现流量控制。 类型：有节流阀和调速阀两种。P.215第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （3）流量控制阀 工作原理：依靠改变阀口流通面积大小来调节通过阀口的流量。 作用：通过调节进入或流出执行元件的流量来调节执行元件的运动速度。 注意：在定量泵供油时，如果没有溢流阀分流，单独的流量控制阀不能实现流量控制。 类型：有节流阀和调速阀两种。P.215第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3.

24、液压控制阀 （3）流量控制阀 普通节流阀 三种节流口P.216第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 3. 液压控制阀 （3）流量控制阀 调速阀：是由一个节流口和一个减压阀（定差）串接而成，可以稳定节流口前后的压力差保持不变，可以稳定出口流量，进而稳定执行元件的运动速度。P.216第三节 液压传动的应用 一、 常用液压元件 4. 液压辅助元件 主要有：蓄能器、过滤器、油箱、热交换器及管件等。 （2）过滤器：过滤油液中的杂质。 （1）蓄能器：靠压缩空气的压力来实现蓄能。 （3）油箱：储油、散热。P.216第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 液压系统由基本回路组成。 基本回路：能实现某

25、一方面功能的液压回路。主要有压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路；每一个回路都有一个关键元件。 例：右图所示的简单液压系统中，就能找出：调压回路、减压回路、调速回路、方向控制回路等。P.216第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 1（包括教材序号2）. 压力控制回路： 工作原理：利用各种压力控制阀来控制调节系统或局部油路上的工作压力，满足液压系统不同执行元件对工作压力的不同要求。 压力控制回路主要有调压回路、减压回路、卸载回路、平衡回路、保压回路等等。 调压回路 当系统中没有节流阀时，活塞快速移动，不能改变速度，此时溢流阀起最高限压的安全作用。P.216第三节 液压传动的应用 二、

26、液压基本回路 1. 压力控制回路： 工作原理：利用各种压力控制阀来控制调节系统或局部油路上的工作压力，满足液压系统不同执行元件对工作压力的不同要求。 压力控制回路主要有调压回路、减压回路、卸载回路、平衡回路、保压回路等等。 调压回路 当系统中有节流阀时，进入油缸的流量可以调节，活塞可调移动；多余的流量通过溢流阀排除。此时溢流阀起溢流，并使系统压力稳定在调定压力上。P.216第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 1. 压力控制回路： 工作原理：利用各种压力控制阀来控制调节系统或局部油路上的工作压力，满足液压系统不同执行元件对工作压力的不同要求。 压力控制回路主要有调压回路、减压回路、卸载回

27、路、平衡回路、保压回路等等。 调压回路 当系统中有节流阀，且在先导式溢流阀的控制油口上接入一个远程调压阀（另一溢流阀）时，除完成前述功能外，还可以起到多级（远程）调压作用。P.216第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 1. 压力控制回路： 其它压力控制回路减压回路卸荷回路平衡回路P.216第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 1. 压力控制回路： 其它压力控制回路平衡回路减压回路卸荷回路P.217第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 3. 方向控制回路： 方向控制回路用于控制油液通、断及流向，进而控制执行元件的启动、停止、运动方向、定位等操作。其关键元件是各型换向阀。 二位

28、换向阀： 能实现油路的通、断，可能进行两个方向油路的切换，使执行元件实现正反运动。P.217第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 3. 方向控制回路： 三位换向阀： 除能实现油路的通、断，使执行元件实现正反运动外，三位阀还有中位机能，不同的中位机能可以使系统获得不同的控制特性，如锁紧、卸荷、浮动等。锁紧浮动并卸荷差动浮动卸荷锁紧并卸荷P.217第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 4. 速度控制回路： 功能：通过控制进入执行元件（如液压缸）中的流量大小来控制执行元件的运动速度。关键元件是变量泵或节流阀、调速阀。 液压缸的运动速度: （1） 采用变量泵的调速回路： P.217第三节

29、液压传动的应用 二、 液压基本回路 4. 速度控制回路： 功能：通过控制进入执行元件（如液压缸）中的流量大小来控制执行元件的运动速度。关键元件是变量泵或节流阀、调速阀。 液压缸的运动速度: （1） 采用变量泵的调速回路： P.218第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 4. 速度控制回路： （1） 采用流量控制阀的调速回路 采用定量泵时，要采用节流节流阀或调速阀来控制进入液压缸的流量，同时还要用流溢阀配合分流才能实现调速。 根据流量控制阀的安放位置不同，有进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种基本形式。 特点：结构简单、价廉，但负载变化对速度的影响较大，低速效率低。 P.218第三

30、节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 4. 速度控制回路： （1） 采用流量控制阀的调速回路 进油节流调速 将节流阀串联在液压泵和液压缸之间，用来控制进入液压缸的流量达到调速的目的。定量泵多余的油液通过溢流阀流回油箱。P.218第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 4. 速度控制回路： （1） 采用流量控制阀的调速回路 回油节流调速 将节流阀串联在液压缸的回油路上，借助节流阀控制液压缸的排油流量达到调速的目的。定量泵多余的油液通过溢流阀流回油箱。P.218第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 例101 液压自动车床液压控制系统分析 该系统中包括有压力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。 分快进、工进、快退、卸荷四个阶段。 P.216第三节 液压传动的应用 二、 液压基本回路 例101 液压自动车床液压控制系统分析 该系统中包括有压力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。 分快进、工进、快退、卸荷四个阶