（中职）机械基础第6章教学课件

1、YCF正版可修改PPT（中职）机械基础第6章教学课件项目六液压传动的构成本章概述与教学目标任务一液压传动系统的构成及工作原理任务二液压传动系统的流量和压力任务三液压传动的功率任务四液压的基本回路任务五液压传动系统实例分析下一页返回本章概述与教学目标本章概述 通过本章的学习，使学生了解国内外先进技术成果在机械设备中的应用，并清楚流体传动技术水平的高低已经成为一个国家工业发展水平的重要标志。教学目标 1。熟悉各类液压与气动墓本同路的功用、组成和应用场合。2。一掌握液压和气压的基本知识，掌担各种液澳和气动元件的工作原理、特点、应用和选用方法。3。在实际中熟悉液压和气尽的基本工作原理，能够独立计算液J

2、传动的功率。返回任务一液压传动系统的构成及工作原理一、液压传动系统的构成 图6-1所示为简化了的机床工作台液压传动系统图，电动机带动液压泵3从油箱1中吸油，并将油液送往系统，经节流阀6至换向阀7，当换向阀两端的电磁铁均不通电时，阀芯处于中间位置，如图6-1(a)所示。此时管路P,A,B,T均不相通，液压缸两腔油液均被封闭，工作台不能运动。若换向阀7左端电磁铁通电，将阀芯推向右位处于图6-1(b)所示位置，此时管路P,A相通，B,T相通，压力油经管路P、换向阀、管路A流入液压缸8的左腔;由于液压缸的缸体固定，活塞9在压力油的推动下，通过活塞杆带动工作台向右运动，同时，液压缸8右腔的油液经管路B、

3、换向阀、管路T流回油箱1。下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理当换向阀7右端电磁铁通电时，阀芯被推至左位处于图6-1(c)所示位置，压力油经管路P、换向阀、管路B流入液压缸8的右腔，推动工作台向左移动，此时，液压缸8左腔的油液经管路A、换向阀、管路T流回油箱。因此，可通过控制换向阀7两端电磁铁的通断电情况，使换向阀7的阀芯左、右移动，从而控制工作台的往复运动。上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理 工作台的运动速度可根据需要进行调整，由节流阀6和溢流阀5的配合来实现。节流阀就像自来水龙头一样，可以开大，也可以关小。当开大时，经节流阀6进入系统的油液就增多，工作台的运动速度就

4、加快，同时经溢流阀5流回油箱的油液就相应减少;当关小时，工作台的运动速度就减慢，同时经溢流阀5流回油箱的油液就相应增加，从而控制工作台的速度。工作台运动时，还要克服一定的阻力，如切削阻力和摩擦阻力等，这些阻力由液压泵输出油液的压力来克服，因此，要求液压泵输出的油液压力应能进行调节，这个功能是由溢流阀5来完成的。上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理 由以上例子可以看出，液压传动系统由以下几个部分组成: .动力元件液压泵，是能量的输入装置，它将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，向系统提供压力油。 .执行元件液压缸或液压马达，是能量的输出装置，它把液体的压力能转换为机械能，克服负载

5、，带动机械完成所需的动作。 .控制元件各种控制阀，如压力阀、流量阀、方向阀等，用来控制液压系统所需的压力、流量、方向和工作性能，以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 .辅助元件指各种管接头、油管、油箱、过滤器、蓄能器、压力计等，起连接、输油、储油、过滤、储存压力能、测量等作用，它们对保证液压系统可靠和稳定地工作，具有非常重要的作用。 .工作介质液压油，液压油是传递能量的介质，直接影响着液压系统的整体性和稳定性。上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理 二、液压油的特性 在液压传动中，液压油既是传动介质，又兼作润滑油，因此它比一般润滑油的要求更高。 1.液体的可压缩性 液体的可压缩性

6、是液体受压力作用发生体积变化的性质。一般情况下可认为液体是不可压缩的，因为压力变化引起液体体积的变化很小，对液压系统性能的影响不大。只是在压力变化较大或有动态特性要求的高压系统中，应考虑液体压缩性对系统的影响。当液体中混人空气时，其压缩性将显著增加，并严重影响液压系统的性能，故应将液压系统中油液内的空气含量减小到最低限量。上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理 2.液体的私度 液体的豁性是当液体在外力作用下流动时，液体内部各流层之间产生内摩擦力的性质。液体的豁度随液体压力和温度的变化而变化，对液压油而言，压力增大，豁度增大，但其变化量很小，在一般的中、低压系统中可以忽略不计。豁性越

7、大，内摩擦力就越大，液体的流动性就越差。豁性的大小可用茹度来衡量。但液压油的勃度受温度变化的影响十分敏感，温度升高，豁度降低。豁度的变化直接影响液压系统的性能和泄漏量。因此，豁度随温度的变化越小越好。上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理 3.其他性质 液压油还需要有其他一些性质，如润滑性、氧化安定性、抗乳化性、热安定性、抗泡沫性、防锈性以及相容性等，这些性质都对液压油的选择和使用有重要的影响。其含义较为明显，不再多作解释，可参阅有关资料。 对液压油的要求:要有适宜的豁度和良好的豁温特性;具有良好的润滑性，以减小液压元件中相对运动表面的磨损;具有良好的热安定性和氧化安定性;具有较好

8、的相容性，即对密封件、软管、涂料等无溶解等有害的影响;质量要纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等;要具有良好的抗泡沫性，抗乳化胜要好，腐蚀性要小，防锈性要好。液压油乳化会降低其润滑性，而使酸值增加，使用寿命缩短。液压油中产生泡沫会引起气穴现象;液压油用于高温场合时，为了防火安全，闪点要求要高，在温度低的环境下工作时，凝点要求要低;对人体无害，成本低。上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理三、液压传动的工作原理 我们现以液压千斤顶为例来说明液压传动的工作原理。图6-2所示为液压千斤顶的工作原理图，它分别由杠杆1、泵体2、活塞3、单向阀4和7组成的手动液压泵和活塞8,缸体9

9、等组成的举升液压缸构成。 当提起杠杆1时，活塞3上升，泵体2下腔的工作容积增大，形成局部真空，由于此时单向阀7关闭，于是油箱12中的油液在大气压力的作用下，推开单向阀4进入泵体2的下腔;当压下杠杆1时，活塞3下降，泵体2下腔的容积缩小，油液的压力升高，迫使单向阀4关闭，而单向阀7被打开，油液进入缸体9的下腔;此时截止阀11关闭，缸体油腔的工作容积增大，推动活塞8向上运动，把重物顶起。若反复提压杠杆1，就可以使重物不断上升，达到起重的目的。当打开截止阀11时，活塞8在外力和自重的作用下实现回程，上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理缸体9下腔的油液通过管路10直接流回油箱。 由此可见

10、，液压传动是一种以液体为传动介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部的压力来传递动力的传动方式。它具有以下特点: .以液体为传动介质来实现运动和动力传递。 .由于液体没有固定的形状而只有一定的体积，所以液压传动必须在密闭的容器内进行。上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理 四、液压传动的特点 液压传动与机械传动相比，具有以下优点和不足。 1.液压传动的主要优点 工作平稳、反应快、冲击小，能快速启动、制动和频繁换向;控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，易于实现自动化;单位功率的质量轻，即在输出同等功率的条件下，体积小、质量轻、惯性小、结构紧凑、动态特性好;液压元件已实现标

11、准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压传动能方便地实现无级调速，并且调速范围大;易获得很大的力和转矩，可以使传动结构简单;易于实现过载保护，同时，因采用油液作为传动介质，相对运动表面间能自行润滑，故元件的使用寿命长。上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理 2.液压传动的主要缺点 液压传动在工作过程中存在能量损失，如摩擦损失、泄漏损失等，故不宜于远距离传动;液压传动不可避免地存在泄漏，同时液体又不是绝对不可压缩的，因此不宜在传动比要求严格的场合采用;为了减少泄漏，液压元件的制造精度要求较高，因此液压元件的制造成本较高，而且对油液的污染比较敏感;液压传动对

12、油温的变化比较敏感，因此不宜在低温和高温条件下工作;液压系统故障的诊断比较困难，因此对维修人员要求很高，既需要系统地掌握液压传动的理论知识，又要具有一定的实践经验。上一页下一页返回任务一液压传动系统的构成及工作原理 五、液压传动系统的原理图 图6-1所示的简单机床的液压传动系统图，是一种半结构式的工作原理图，常称之为结构原理图。这种原理图的特点是直观性强、容易理解，但绘制起来比较麻烦。为了简化原理图的绘制，系统中各元件可用符号表示，这些符号只表示元件的职能和控制方式及外部连接口，不表示元件的具体结构和参数及连接口的实际位置和元件的安装位置。 国家标准GB/T 786.1-1993液压气动图形符

13、号，就属于职能符号。图6-1所示的液压系统用职能符号表示时如图6-3所示，这样绘制起来方便，可使系统图简单明了。上一页返回任务二液压传动系统的流量和压力一、流量和流速 液压传动是通过密封容积的变化，迫使油液流动来传递运动，实现力矩的变化的。我们需要了解有关油液流动的基本概念和相关规律。其中流量和平均流速是描述油液流动时的两个主要参数，通过这两个参数可以推算出传动系统的运动速度。 1.流量 流量用符号qv表示，是单位时间内流过管路或液压缸某一截面的油液体积。 若在时间t内，流过管路或液压缸某一截面的油液体积为V，则油液的流量:下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力2.流速 这里的流速主要是指平

14、均流速。油液通过管路或液压缸的平均流速、可用下式计算:v是油液通过管路或液压缸的平均流速，m/s;q。是油液的流量，m3/s;A是管路的通流面积或液压缸(或活塞)的有效作用面积，zm。由于油液与管路壁或液压缸壁、油液内部之间的摩擦力大小不同，因此油液流动时，在管路或液压缸某一截面上各点处的流速是不相等的，通常采用平均流速进行近似计算。上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力3.液压缸(或活塞)的运动速度液压缸(或活塞)的运动是由于流入液压缸的油液迫使密封容积增大所导致的结果，因此其运动速度与流入液压缸的油量有关。以图6- 2液压千斤顶为例，设在时间t内活塞8移动的显凰离为H，活塞的有效作

15、用面积为A，则密封容积变化即所需流入的油液的体积为月H，则流量:活塞(或液压缸)的运动速度上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力我们可以从上面的等式中得出如下结论: .活塞(或液压缸)的运动速度等于液压缸内油液的平均流速。 活塞(或液压缸)的运动速度仅与活塞(或液压缸)的有效作用面积和流入液压缸中油液的流量有关，与油液的压力无关。 .活塞(或液压缸)的有效作用面积一定时，活塞(或液压缸)的运动速度，决定于流入液压缸中油液的流量，改变流量就能改变运动速度。上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力二、液压系统中压力的形成及传递 1.压力的定义和压力分级 油液的压力是由油液的自重和油液

16、受到外力作用所产生的。在液压传动中，油液的自重与油液受到的外力相比，一般很小，可以忽略不计。这里所说的油液压力主要是指因油液表面受外力(不计入大气压力)作用所产生的压力，即相对压力或表压力。 如图6-4(a)所示，油液充满于密闭的液压缸左腔，当活塞受到向左的外力F作用时，液压缸左腔内的油液(被视为不可压缩)受活塞的作用而处于被挤压状态，同时，油液对活塞有一个反作用力FP而使活塞处于平衡状态。不考虑活塞的自重，则活塞平衡时的受力情形如图6-4(b)所示。作用于活塞的力有两个，一是外力F，另一是油液作用于活塞的力FP，两力大小相等，方向相反。上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力如果活塞的

17、有效作用面积为A，油液作用在活塞单位面积上的力则为FP/A，活塞作用在油液单位面积上的力为FlA。油液单位面积上承受的作用力称为压强，在工程上习惯称为压力，用符号P表示。即 P为油液的压力，Pa ; F是作用在油液表面上的外力，N;A是油液表面的承压面积，即活塞的有效作用面积，m2上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力液压传动中，可以按压力的大小分为五级，如表6-1所示。2.液压系统及元件的公称压力在正常工作条件下，液压系统及元件按试验标准连续运转(工作)的最高工作压力称为额定压力，超过额定压力值，液压系统便会过载，最终导致系统瘫痪。液压系统必须在额定压力以下工作。额定压力也是各种液压

18、元件的基本参数之一。额定压力应符合公称压力系列。 GB/T 2346-1988液压气动系统及元件公称压力系列对公称压力作了规定。表6-2为公称压力系列中常用部分的摘录。上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力 3.静压传递原理 液流连续性原理和静压传递原理是液压传动的两个基本原理。静止油液的压力具有下列特性:油液静压力的作用方向总是垂直指向承压表面;静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都相等，这个压力称为静压力;密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的变化值将传递给油液的各点，且其值不变。这称为静压传递原理，又叫帕斯卡定理。 液压千斤顶就是利用静压传递原理传递动力的。如图

19、6-5所示，当柱塞泵活塞1受外力F、作用(液压千斤顶压油)时，柱塞泵油腔3中油液产生的压力:上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力 此压力通过油液传递到液压缸油腔4，即油腔4中的油液以P2(P2=P1)垂直作用于液压缸活塞2，活塞2上受到作用力凡，且有: F,是作用在活塞1上的力，N;凡是作用在活塞2上的液压作用力，N;A,A:是活塞1,2的有效作用面积，m2。 上面等式表明，活塞2上所受液压作用力F2与活塞2的有效作用面积A2成正比。如果A2 A1，则只要在柱塞泵活塞1上作用一个很小的力F,，便能获得很大的力F2，用以推动重物。这就是液压千斤顶在人力作用下能顶起很重物体的原理。上一页

20、下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力例6-1如图6- 5所示，已知活塞1和2面积同前，压油时，作用在活塞1上的力F, =5. 78 x 103N。试问柱塞泵油腔3内的油液压力P，为多大?液压缸能顶起多重的重物? 解油腔3内油液的压力:上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力 4.液压传动系统中压力的建立 对于采用液压泵连续供油的液压传动系统，流动油液在某处的压力也是因为受到其后各种形式负载(如工作阻力、摩擦力、弹簧力等)的挤压而产生的。密闭容器内静止油液受到外力挤压而产生压力(静压力)。除静压力外，由于油液流动还有动压力，但在一般液压传动中，油液的动压力很小，可忽略不计。因此，液压传

21、动系统中流动油液的压力主要考虑的是静压力。上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力 图6-6所示液压传动系统中压力的建立进行分析。在图6-6 ( a)中，假定负载阻力为零(不考虑油液的自重、活塞的质量、摩擦力等因素)，由液压泵输入液压缸左腔的油液不受任何阻挡就能推动活塞向右运动，此时，油液的压力为零(p =0)。活塞的运动是由于液压缸左腔内油液的体积增大而引起的。图6-6(b)中，输入液压缸左腔的油液由于受到外界负载F的阻挡，不能立即推动活塞向右运动，而液压泵总是连续不断地供油，使液压缸左腔中的油液受到挤压(类似于图6-4中油液受到挤压的情形)，油液的压力从零开始由小到大迅速升高，作用在

22、活塞有效作用面积A上的液压作用力(pA)也迅速增大。上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力 当液压作用力足以克服外界负载F时，液压泵输出的油液迫使液压缸左腔的密封容积增大，从而推动活塞向右运动。在一般情况下，活塞做匀速运动，作用在活塞上的力相互平衡，即液压作用力等于负载阻力(pA = F )。因此，可知油液压力p=F/A.若活塞在运动过程中负载F保持不变，则油液不会再受更大的挤压，压力就不会继续上升。也就是说液压传动系统中油液的压力取决于负载的大小，并随负载大小的变化而变化。 图6-6 ( c)表示向右运动的活塞接触固定挡铁后，液压缸左腔的密封容积因活塞运动受阻停止而不能继续增大。此时

23、，若液压泵仍继续供油，油液压力会急剧升高，如果液压传动系统没有保护措施，则系统中薄弱的环节将损坏。上一页下一页返回任务二液压传动系统的流量和压力 在液压泵出口处有两个负载并联，如图6-7所示。其中负载阻力F。是溢流阀的弹簧力，另一负载阻力是作用在液压缸活塞(杆)上的力F。在油液压力较小时，溢流阀阀芯在弹簧力F0的作用下，处于阀的最下端位置，将阀的进油口P和出油口0的通路切断。随着液压泵的连续不断供油，油液压力迅速增加，当油液压力达到P0时，作用于溢流阀阀芯底部的液压作用力PcAcA。为阀芯底部有效作用面积)将克服弹簧力F。使阀芯上移，这时进油口P与出油口0连通，液压泵输出的油液由此通路流回油箱

24、。液压泵出口处的压力为Pc。设使液压缸活塞运动所需的油液压力为P，若Pc P，液压泵出口处压力的建立过程为:压力由零值开始上升，当升到P0值时，溢流阀阀芯上移，使P口和0口连通，油液由此通路流回油箱，由于Pc P，液压泵出口处的压力由零值开始上升，当升到P值时，液压作用力户克服负载阻力F，使液压缸活塞向右运动(由于P P b，引起的压力损失为上一页下一页返回任务三液压传动的功率 2.局部损失与沿程损失 油液流动引起的压力损失包括局部损失和沿程损失。 (1)局部损失油液流过管路弯曲部位、管路截面积突变部位及开关等地方，由于液流速度的方向和大小发生变化而产生的压力损失称为局部损失。在液压传动系统中

25、，由于各种液压元件的结构、形状、布局等原因，致使管路的形式比较复杂，因而局部损失是主要的压力损失。 (2)沿程损失油液在截面积相同的直管路中流动，由于管壁对油液的摩擦，油液的部分压力用于克服这一摩擦阻力，这种压力损失称为沿程损失。管路越长，沿程损失越大。 油液流动产生的压力损失，会使得油液温度升高，豁度下降，进而使泄漏现象增加，同时液压元件受热膨胀也会影响正常的工作，势必造成功率浪费，甚至“卡死，。因此必须采取措施尽量减少压力损失。一页下一页返回任务三液压传动的功率 一般情况，只要油液豁度适当，管路内壁光滑，尽量缩短管路长度和减少管路的截面变化及弯曲，是可以把压力损失控制在很小的范围内的。3.

26、压力损失的估算很多因素可以影响压力的损失，精确计算非常复杂，通常采用近似估算的方法。液压泵最高工作压力的近似计算式为:上一页下一页返回任务三液压传动的功率三、液压传动的功率计算 1.液压缸的输出功率P缸 功率等于力和速度的乘积。对于液压缸来说，其输出功率等于负载阻力F和活塞(或液压缸)运动速度:的乘积，即:上一页下一页返回任务三液压传动的功率 3.液压泵的效率和驱动液压泵的电动机功率的计算 由于液压泵在工作中也存在因泄漏和机械摩擦所造成的流量损失及机械损失，所以驱动液压泵的电动机所需的功率P,要比液压泵的输出功率P大。液压泵的总效率:上一页下一页返回任务三液压传动的功率上一页返回任务四液压的基

27、本回路液压基本回路是由一些液压元件组成并能完成某项特定功能的典型油路结构。无论多么复杂的液压系统，实际上都是由一些液压基本回路组成的。常用的液压基本回路，按其功能可以分为压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路和顺序动作回路等四大类。这些基本回路各具有其功用，如液压系统工作压力的调整、运动方向的控制、工作台运动速度的调节、液压缸的顺序动作、实现某种工作循环等。 熟练掌握这些基本回路的工作原理、组成及特点，对于了解和分析整个液压系统，以及正确使用和维护液压系统是十分必要的。下一页返回任务四液压的基本回路一、压力控制回路 压力控制回路是利用各种压力阀控制系统或系统某一部分油液压力的回路。在系统中用

28、来实现增压、减压、调压、卸荷和多级压力等控制，满足执行元件对力或转矩的要求。 1.增压回路 增压回路是用来使局部油路或个别执行元件得到比主系统油压高得多的压力。增压的方法很多。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 图6-11为采用增压液压缸的增压回路。增压液压缸由大、小两个液压缸a和b组成，a缸中的大活塞(有效作用面积A)和b缸中的小活塞(有效作用面积Ab)用一根活塞杆连接起来。当压力为P0的压力油进入液压缸a左腔时，作用在大活塞上的液压作用力F0推动大、小活塞一起向右运动，液压缸b的油液以压力P0进入工作液压缸，推动其活塞运动。 当Pd P b时起到增压作用，其原如下:在不计压力损失情形下，

29、作用在大活塞左端和小活塞右端的液压作用力F a和F b分别为上一页下一页返回任务四液压的基本回路 因为大、小活塞由一根活塞杆连接成整体，其运动速度基本上是匀速的，所以作用在其上面的力应该互相平衡，忽略摩擦力等因素的影响，则:上一页下一页返回任务四液压的基本回路 当工作液压缸活塞上升(回程)时，补充油箱中的油液可以通过单向阀进入增压液压缸的b缸，以补充这一部分管路的泄漏。 2.减压回路 在定量液压泵供油的液压系统中，溢流阀按主系统的工作压力进行调定。若系统中某个执行元件或某个支路所需要的工作压力低于溢流阀所调定的主系统压力(如控制系统、润滑系统等)。这时就要采用减压回路。减压回路主要由减压阀组成

30、。 图6-12所示为采用减压阀组成的减压回路。至控制系统和润滑系统的油液压力都低于主系统压力，可分别由相应的减压阀调节。图6-13所示为采用单向减压阀组成的减压回路。液压泵输出的压力油液，以溢流阀调定的压力进入液压缸2，以经减压阀减压后的压力进入液压缸1。采用带单向阀的减压阀是为了液压缸1活塞返程过程油液可经单向阀直接回油箱。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 3.调压回路 调压回路是根据系统负载的大小来调节系统工作压力的回路。调压回路主要由溢流阀组成。包括压力调定回路和多级压力回路两种。 (1)压力调定回路压力调定回路为由溢流阀组成的(图6-14)，用于定量液压泵系统中。必须指出，为了使系

31、统压力近于恒定，液压泵输出油液的流量除满足系统工作用油量和补偿系统泄漏外，还必须保证有油液经溢流阀流回油箱。所以，这种回路效率较低，一般用于流量不大的场合。 (2)多级压力回路当液压系统在其工作过程中需要两种或两种以上不同工作压力时，常采用多级压力回路。图6-15所示为液压缸活塞在上下运动时具有两种不同压力的二级压力回路，由两个溢流阀组成。活塞下降为工作行程，上一页下一页返回任务四液压的基本回路要求油液压力大，其压力由溢流阀1调定;活塞上升为返回行程，需要求油液压力小，由溢流阀2调定。工作过程是:人力控制换向阀阀芯右移，左位接入系统，由溢流阀1调定的压力油液(压力较大)经换向阀进入液压缸上腔，

32、推动活塞下降工作，液压缸下腔油液经换向阀卸压回油箱，溢流阀2关闭不工作。当换向阀阀芯左移(靠弹簧力复位)时，右位接入系统，液压泵输出的压力油按溢流阀2调定的压力(压力较小)经换向阀进入液压缸下腔，推动活塞上升返回，此时溢流阀1因调定压力高而关闭不工作，液压缸上腔的油液经换向阀回油箱。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 图6-16所示为三级压力回路。图中换向阀阀芯处于中位，系统压力由先导型溢流阀(主溢流阀)1调定(系统最高工作压力)。远程调压阀(小型溢流阀)2和3的进油口经换向阀与主溢流阀的远程控制油口相连。改变三位四通换向阀的阀芯位置，则可分别由溢流阀2或3调定系统压力。在这个回路中，应注意

33、主溢流阀调定的压力必须高于溢流阀2和3调定的压力，以保证在调压过程中主溢流阀关闭，而由溢流阀2或3取代主溢流阀。由于溢流阀2和3可以实现远程调压，这个回路又称远程调压回路。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 4.卸荷回路 当液压系统中的执行元件需要长时间保持压力或停止运动时，卸荷回路可以使液压泵输出的油液以最小的压力直接流回油箱，以降低驱动液压泵电动机的动力消耗，减小液压泵的输出功率，减小液压系统的发热，从而延长液压泵的使用寿命。下面介绍两种常用的卸荷回路:采用二位二通换向阀的卸荷回路和采用三位换向阀的卸荷回路。 (1)采用二位二通换向阀的卸荷回路图6-17为采用二位二通换向阀的卸荷回路。当

34、执行元件停止运动时，使二位二通换向阀电磁铁通电，其左位接入系统，这时液压泵输出的油液通过该阀流回油箱，使液压泵卸荷。应用这种卸荷回路时，二位二通换向阀的流量规格应大于液压泵的最大流量。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 (2)采用三位换向阀的卸荷回路图6-18(a)为采用三位四通换向阀的中位滑阀机能实现卸荷的回路。图示换向阀的滑阀机能为中间开启型，油口A,B,P,O全部连通。液压泵输出的油液可以经换向阀中间通道直接流回油箱，实现液压泵卸荷。此外中位滑阀机能为PO型或PAO型时也可实现液压泵卸荷图6-18(b)。二、方向控制回路 控制液流的通、断和流动方向的回路称为方向控制回路。在液压系统中用

35、于实现执行元件的启动、停止以及改变运动方向。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 1.闭锁回路 闭锁回路(又称锁紧回路)用以实现使执行元件在任意位置上停止，并防止其停止后蹿动。常用的闭锁回路如下: (1)采用滑阀机能为中间封闭或PO连接的换向阀组成的闭锁回路图6-19(a)为采用三位四通中间封闭机能换向阀的闭锁回路。当两电磁铁均断电时，弹簧使阀芯处于中间位置，液压缸的两工作油口被封闭。由于液压缸两腔都充满油液，而油液又是不可压缩的，所以向左或向右的外力均不能使活塞移动，活塞被双向锁紧。调节行程开关挡铁的位置，就可以使活塞锁紧在任意行程位置上。图6-19(b)为三位四通PO连接机能换向阀，具有相

36、同的锁紧功能。不同的是前者液压泵不卸荷，并联的其他执行元件运动不受影响，后者液压泵卸荷。这种闭锁回路结构简单，但由于换向阀密封性差，存在泄漏，所以闭锁效果较差。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 (2)采用液控单向阀的闭锁回路图6-20所示为采用液控单向阀的闭锁回路。如图阀芯处于中间位置时，液压泵卸荷，输出油液经换向阀回油箱，由于系统无压力，液控单向阀A和B关闭，液压缸左右两腔的油液均不能流动，活塞被双向闭锁。当换向阀左边电磁铁通电，阀芯右移，左位接入系统，压力油经单向阀A进入液压缸左腔，同时进入单向阀B的控制油口，打开单向阀B，液压缸右腔的油液可经单向阀B及换向阀回油箱，活塞向右运动。当换

37、向阀右边电磁铁通电时，阀芯左移，右位接入系统，压力油经单向阀B进入液压缸右腔，同时打开单向阀A，使液压缸左腔油液经单向阀A和换向阀回油箱，活塞向左运动。液控单向阀有良好的密封性，锁紧效果较好。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 2.换向回路 液压系统中执行元件运动方向的变换一般由换向阀实现。图6-21所示为采用二位四通电磁换向阀的换向回路。电磁铁通电时，阀芯右移，压力油进入液压缸左腔，推动活塞杆向右移动(工作进给);电磁铁断电时，弹簧力使阀芯左移复位，压力油进入液压缸右腔，推动活塞杆向左移动(快速退回)。 根据执行元件换向的要求，可采用二位(或三位)四通或五通控制阀，控制方式可以是人力、机械

38、、电气、直接压力和间接压力(先导)等。上一页下一页返回任务四液压的基本回路三、速度控制回路 速度控制回路是用来控制执行元件运动速度的回路。速度控制回路包括调节执行元件工作行程速度的调速回路和使不同速度相互转换的速度换接回路两种。 1.调速回路 调速回路中常用的调速方法三种:有定量泵的节流调速、变量泵的容积调速和容积节流复合调速。 (1)定量泵的节流调速回路定量泵节流调速是在定量液压泵供油的液压系统中安装节流阀，来调节进入液压缸的油液流量，从而调节执行元件工作行程速度。根据节流阀在油路中安装位置的不同，可分为进油节流调速、回油节流调速、旁路节流调速和进回油路节流调速等多种形式。常用的是进油节流调

39、速与回油节流调速两种回路。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 进油节流调速回路。进油节流调速回路是把流量控制阀装在执行元件的进油路上的调速回路，如图6-22所示。回路工作时，液压泵输出的油液(压力P。由溢流阀调定)，经可调节流阀进入液压缸右腔，推动活塞向左运动，左腔的油液则流回油箱。液压缸右腔的油液压力P,由作用在活塞上的负载阻力F的大小决定。液压缸左腔的油液压力P=0。进入液压缸油液的流量T L,由可调节流阀调节，多余的油液qv2经溢流阀流回油箱。当活塞带动执行机构以速度，可向左做匀速运动时，作用在活塞两个方向上的力互相平衡，即:上一页下一页返回任务四液压的基本回路 P1是液压缸右腔油液压

40、力;P2是液压缸左腔油液压力(俗称背压力)，本例中可视为P2 =0;F是作用在活塞上的负载阻力(如切削力、摩擦力等);A是活塞的有效作用面积。 可以得到上一页下一页返回任务四液压的基本回路进油节流调速回路一般应用于功率较小、负载变化不大的液压系统中。进油节流调速回路具有以下的特点: .速度稳定性差。由上式可知液压泵工作压力加经溢流阀调定后近于恒定，可调节流阀调定后A。也不变，活塞有效作用面积A为常量，所以活塞运动速度:将随负载F的变化而波动。 .结构简单，使用方便。由于活塞运动速度:与可调节流阀节流口通流截面积A0成正比，调节A0即可方便地调节活塞运动的速度。 .液压缸回油腔和回油管路中油液压

41、力很低(接近于零)，当采用单活塞杆液压缸在工作进给时无活塞杆腔进油，因活塞有效作用面积较大可以获得较大的推力和较低的速度。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 .由于回油腔没有背压力(回油路压力为零)，当负载突然变小、为零或为负值时，活塞会产生突然前冲(快进)，因此运动平稳性差。为了提高运动的平稳性，通常在回油管路中串接一个背压阀(换装大刚度弹簧的单向阀)或溢流阀。 .因液压泵输出的流量和压力在系统工作时经调定后均不变，所以液压泵的输出功率为定值。当执行元件在轻载低速下工作时，液压泵输出功率中有很大部分消耗在溢流阀(流量损耗)和可调节流阀(压力损耗)上，系统效率很低。功率损耗会引起油液发热，使

42、进入液压缸的油液温度升高，导致泄漏增加。 回油节流调速回路。回油节流调速回路是把流量控制阀装在执行元件的回油路上的调速回路，如图6-23所示。和前面分析相同，当活塞匀速运动时，活塞上的作用力平衡方程式为:上一页下一页返回任务四液压的基本回路上一页下一页返回任务四液压的基本回路这个公式与进油节流调速回路所得的公式一样，两种回路具有相似的调速特点，但回油节流调速回路有两个明显的优点: .可调节流阀装在回油路上，回油路上有较大的背压，因此在外界负载变化时，可起缓冲作用，运动的平稳性比进油节流调速回路要好。 ，回油节流调速回路中，经可调节流阀后压力损耗而发热，导致温度升高的油液直接流回油箱，容易散热。

43、 进油节流调速回路和回油节流调速回路的速度稳定性都较差，为了减小和避免运动速度随负载变化而波动，在回路中可用调速阀替代可调节流阀。回油节流调速回路广泛应用于功率不大、负载变化较大或运动平稳性要求较高的液压系统中。 (2)变量泵的容积调速回路图6-24为使用变量液压泵的调速回路，属于容积调速回路，它通过改变变量液压泵的输出流量实现调节执行元件的运动速度。上一页下一页返回任务四液压的基本回路液压系统在工作时，变量液压泵输出的压力油液全部进入液压缸，推动活塞运动。调节变量液压泵转子与定子之间的偏心距(单作用叶片泵或径向柱塞泵)或斜盘的倾斜角度(轴向柱塞泵)，改变泵的输出流量，就可以改变活塞的运动速度

44、，达到调速的目的。 回路中的溢流阀起安全保护作用，正常工作时常闭，当系统过载时才打开溢流，因此，溢流阀限定了系统的最高压力。与节流调速相比较，采用变量液压泵的容积调速具有压力损耗和流量损耗小的优点，因而回路发热量小，效率高，适用于功率较大的液压系统中。其缺点是变量液压泵结构复杂，价格较高。上一页下一页返回任务四液压的基本回路(3)容积、节流复合调速回路容积、节流复合调速是用变量液压泵和节流阀(或调速阀)相配合进行调速的方法。图6-25所示为由限压式变量叶片泵和调速阀组成的复合调速回路。调节调速阀节流口的开口大小，就能改变进入液压缸的流量，从而改变液压缸活塞的运动速度。如果变量液压泵的流量q v

45、，大于调速阀调定的流量qo1，由于系统中没有设置溢流阀，多余的油液没有排油通路，势必使液压泵和调速阀之间油路的油液压力升高，但限压式变量叶片泵当工作压力增大到预先调定的数值后，泵的流量会随工作压力的升高而自动减小，直到q v = qv1为止。在这种回路中，泵的输出流量与液压系统所需流量上一页下一页返回任务四液压的基本回路(即通过调速阀的流量)是相适应的，因此效率高，发热量小。同时，采用调速阀，液压缸的运动速度基本不受负载变化的影响，即使在较低的运动速度下工作，运动也较稳定。 2.速度换接回路 (1)慢速与快速的换接回路图6-26为采用短接流量阀的速度换接回路，图示位置为回油节流的慢速向左运动。

46、当二位二通电磁换向阀电磁铁通电时，流量阀(调速阀)被短接，回油直接经二位二通换向阀回油箱，活塞向左运动速度由慢速转换为快速。二位四通电磁换向阀用于实现活塞运动方向转换。两换向阀配合，可以实现快进工进工退快退的工作循环。这种回路相对来说比较简单，应用也很广泛。上一页下一页返回任务四液压的基本回路(2)二次进给回路 采用并联调速阀的二次进给回路。图6-28为两调速阀并联组成的二次进给回路，两工作进给速度分别由调速阀A和调速阀B调节。速度转换由二位三通电磁阀控制。 采用串联调速阀的二次进给回路。图6-27为两调速阀串联组成的二次进给回路，调速阀A用于第一次进给节流，调速阀B用于第二次进给节流。第一次

47、工作进给时(如图示位置)，液压泵输出的压力油液通过调速阀A后，经二位二通换向阀进入液压缸，工作进给速度由调速阀A调节。当二位二通换向阀电磁铁通电后，右位接入系统，流经调速阀A的压力油液须经调速阀B后再进入液压缸。第二次工作进给速度由调速阀B调节。 采用两调速阀串联的二次进给回路，其后一调速阀B只能控制更低的工作进给速度，使调节受到一定限制。上一页下一页返回任务四液压的基本回路四、顺序动作回路 顺序动作回路是控制液压系统中执行元件动作的先后次序的回路。在液压传动的机械中，有些执行元件的运动需要按严格的顺序依次动作。例如液压传动的机床常要求先夹紧工件，然后使工作台移动以进行切削加工，这在液压传动系

48、统中则采用顺序动作回路来实现。 按照控制的原理和方法的不同，顺序动作的方式分成压力控制、行程控制和时间控制三种。时间控制的顺序动作回路，控制准确性较低，应用较少，只用于压力较稳定、波动较小的液压系统。常用的顺序动作回路是压力控制和行程控制的顺序动作回路。以下重点介绍这两种回路。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 1.用压力控制的顺序动作回路 压力控制是利用油路本身压力的变化来控制阀口的启闭，实现各执行元件顺序动作的一种控制方式。它可以诵过顺序阀来实现和压力继电器线路来实现。 (1)采用压力继电器控制的顺序动作回路图6- 29是采用压力继电器控制的顺序动作回路。按下按钮，使二位四通换向阀1电磁

49、铁通电，左位接入系统，压力油液进入液压缸A左腔，推动活塞向右运动，回油经换向阀1流回油箱。当活塞碰上定位挡铁时，系统压力升高，使安装在液压缸A进油腔附近的压力继电器动作，发出电信号，使二位四通换向阀2电磁铁通电，左位接入系统，压力油液进入液压缸B左腔，推动活塞向右运动。实现A,B两液压缸顺序动作上一页下一页返回任务四液压的基本回路。 采用压力继电器控制的顺序动作回路有操作简单，应用普遍的优点。使用时需要注意的是，压力继电器的压力调定值应比先动作的液压缸A的最高工作压力高3 x 1055 x 105 Pa，同时又应比溢流阀调定压力低3 x 1055 x105Pa,以防止压力继电器误发信号。 (2

50、)采用顺序阀控制的顺序动作回路图6-30为采用顺序阀控制的顺序动作回路。阀A和阀B是由顺序阀与单向阀构成的组合阀单向顺序阀。系统中有两个执行元件:夹紧液压缸和加工液压缸。两液压缸按夹紧(活塞向右运动)工作进给(活塞向右运动)快退松开的顺序动作。系统工作过程如下:二位四通电磁阀通电，左位接入系统，压力油液进入夹紧液压缸左腔(由于系统压力低于单向顺序阀A的调定压力，顺序阀未开启)，活塞向右运动实现夹紧，回油经阀B的单向阀流回油箱。上一页下一页返回任务四液压的基本回路当活塞右移到达终点，工件被夹紧，系统压力升高，超过阀A中顺序阀调定值时，顺序阀开启，压力油进入加工液压缸左腔，活塞向右运动进行加工，回

51、油经换向阀回油箱。加工完毕后，二位四通电磁阀断电，右位接入系统(如图示位置)，压力油液进入加工液压缸右腔(阀B的顺序阀未开启)，回油经阀A的单向阀流回油箱，活塞向左快速运动实现快退，到达终点后，油压升高，使阀B的顺序阀开启，压力油液进入夹紧液压缸右腔，回油经换向阀回油箱，活塞向左运动松开工件，完成工作循环。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 用顺序阀控制的顺序动作回路，其顺序动作的可靠程度主要取决于顺序阀的质量和压力调定值。为了保证顺序动作的可靠准确，应使顺序阀的调定压力大于先动作的液压缸的最高工作压力(8 x 105Pa1 x 106Pa)，以避免因压力波动使顺序阀先行开启。 这种顺序动作

52、回路适用于液压缸数量不多、负载阻力变化不大的液压系统。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 2.用行程控制的顺序动作回路 (1)采用开关控制的顺序动作回路图6-31是采用位置开关控制的顺序动作回路。工作循环开始，二位四通换向阀1电磁铁通电，左位接入系统，压力油液经换向阀1进入液压缸A左腔，推动活塞右行，实现动作1。活塞右行到终点时，挡块压下位置开关SQ1,二位四通换向阀2电磁铁通电，压力油液经换向阀2进入液压缸B左腔，推动活塞右行，实现动作2。到终点时，液压缸B活塞的挡块压下位置开关 SQ2，使换向阀1电磁铁断电，右位接入系统如图示，压力油液进入液压缸A右腔，推动活塞左行复位，实现动作3。到终

53、点时，液压缸A活塞的挡块压下位置开关SQ3，使换向阀2电磁铁断电，压力油液进入液压缸B右腔，推动活塞左行复位，实现动作4。上一页下一页返回任务四液压的基本回路 这种回路各液压缸动作的顺序由电气线路保证，改变控制电气线路就能方便地改变动作顺序，调整行程也较方便，但电气线路必较复杂，回路的可靠性取决于电器元件的质量。 (2)采用行程阀控制的顺序动作回路图6-32是采用行程阀控制的顺序动作回路。工作循环开始前，两液压缸活塞如图示位置。二位四通换向阀电磁铁通电后，右位接入系统，压力油液经换向阀进入液压缸B左腔，推动活塞向右移动(动作1)，到达终点时，活塞杆上的挡块压下二位四通行程阀的滚轮，使阀芯下移，

54、压力油液经行程阀进入竖直液压缸A的上腔，推动活塞向下运动(动作2)。上一页下一页返回任务四液压的基本回路当二位四通换向阀电磁铁断电时，弹簧使左位接入系统，压力油经换向阀进入液压缸B右腔，推动活塞向左退回(动作3)，当挡块离开行程阀滚轮时，行程阀复位(图示位置)，压力油经行程阀进入液压缸A下腔，使活塞向上运动(动作4)。以上完成1-2-3-4的顺序动作。调节挡块的位置，可以控制继动作1之后，动作2的开始时刻。这种回路工作可靠，但是其缺点是行程阀只能安装在执行机构(如工作台的附近)。另外，要想改变动作顺序也非常困难。上一页返回任务五液压传动系统实例分析 本节介绍几个典型的液压系统，通过对它们的学习

55、和分析，进一步加深对各种液压元件和回路的理解，增强综合应用能力。在学习这些液压系统之前，首先要掌握阅读液压系统图的方法。读懂图纸，是学习液压系统的基础。 液压系统图表示了系统内所有各类液压元件的连接和控制情况以及执行元件实现各种运动工作的基本原理。机械设备的液压系统，是采用各种不同功能的基本回路按照设备的工作要求构成的。下一页返回任务五液压传动系统实例分析 一、机械手液压传动系统 在自动化机械或生产线中，常用机械手来夹紧、传输工件或刀具等(图6-33 )。机械手的夹紧与松开、升降、回转运动分别由执行元件夹紧液压缸7、升降液压缸8和摆动马达10实现;各液压缸的换向和顺序动作由电气线路控制三个换向

56、阀4,9,11的电磁铁来实现。系统各液压元件的作用如下:电动机15带动液压泵2经过滤器1从油箱向系统供油。单向阀3用来防止电动机停止工作时，系统中油液经液压泵倒流回油箱，使空气进入系统，影响运动的平稳性。先导型溢流阀14用来保持系统的压力为一定值，并通过压力计12观察。二位二通换向阀13的电磁铁通电时，液压系统卸荷，机械手停止工作。上一页下一页返回任务五液压传动系统实例分析三个换向阀的控制情况如表6-3所示。二、升降缸缓冲装置液压系统 图6-34所示为缓冲液压回路，由可调节流阀5和二位二通阀4并联组成的。当液压缸活塞杆带动机械手快速下降到离液压缸1下端终止位置一定距离时，与活塞杆相连的撞块压下

57、位置开关SQ2，使二位二通阀电磁铁通电而关闭油路，液压缸的回油则须经过可调节流阀流回油箱，使活塞下降速度减慢而达到缓冲。当二位四通换向阀电磁铁通电时，左位接入系统，压力油经单向顺序阀2的单向阀进入升降液压缸下腔，活塞杆带动机械手实现快速上升(撞块离开SQ2后，位置开关复位，二位二通阀电磁铁断电，复位如图示位置)，液压缸上腔油液经阀4流回油箱。当撞块上升到压下位置开关SQ1时，二位二通阀电磁铁通电而关闭油路，回油又须经可调节流阀流回油箱，从而实现上升时的缓冲。一般机械手的升降液压缸缓冲装置常采用这种液压回路。上一页下一页返回任务五液压传动系统实例分析三、数控车床液压系统 1.数控车床液压系统简介

58、 数控车床是装有程序控制系统的车床。在数控车床上进行车削加工时，由于自动化程度高，能获得较高质量的加工产品。 目前，大多数控车床上都应用了液压传动技术。机床中由液压系统实现的动作有:卡盘的夹紧与松开、刀架的夹紧与松开、刀架的正转与反转、尾座套筒的伸出与缩回。液压系统中各电磁阀的电磁铁动作是由数控系统的PLC控制实现，各电磁铁动作见表6-4.图6-35所示为MJ-50型数控车床的液压系统的原理图。上一页下一页返回任务五液压传动系统实例分析 2.液压系统的工作原理 机床的液压系统采用单向变量泵供油，系统压力调至4 MPa，压力由压力计显示150泵输出的压力油经过单向阀进入系统，其工作原理如下。 (

59、1)卡盘的夹紧与松开当卡盘处于正卡(或称外卡)且在高压夹紧状态下，夹紧力的大小由减压阀8来调整，夹紧压力由压力计14来显示。当lYA通电时，阀3左位工作，系统压力油经阀8,阀4,阀3到液压缸右腔，液压缸左腔的油液经阀3直接回油箱。上一页下一页返回任务五液压传动系统实例分析这时，活塞杆左移，卡盘夹紧。反之，当2YA通电时，阀3右位工作，系统压力油经阀8、阀4、阀3到液压缸左腔，液压缸右腔的油液经阀3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9来调整。这时，3YA通电，阀4右位工作。夹紧的过程与高夹紧时相同。卡盘反卡(或称内卡)时的工作情况与正卡相似。

60、 (2)尾座套筒的伸缩运动当6YA通电时，阀7左位工作，系统压力油经减压阀10,换向阀7到尾座套筒液压缸的左腔，液压缸右腔油液经单向调速阀13,阀7回油箱，缸筒带动尾座套筒伸出，伸出时的预紧力大小通过压力计16显示。反之，当SYA通电时，阀7右位工作，系统压力油经减压阀10、换向阀7、单向调速阀13到液压缸右腔，液压缸左腔的油液经阀7流回油箱，套筒缩回。上一页下一页返回任务五液压传动系统实例分析 (3)回转刀架的回转回转刀架换刀的过程是“刀架松开刀架转位刀架复位夹紧”，当4YA通电时，阀6右位工作，刀架松开。当8YA通电时，液压马达带动刀架正转，转速由单向调速阀11控制。若7YA通电，则液压马