液压与气动技术 课件 05液压压力机液压系统；06上料机械手液压系统

液压与气动技术21世纪技能创新型人才培养系列教材·机械设计制造系列项目五液压压力机液压系统液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—压力控制阀和流量控制阀123目录例题讲解4液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—压力控制阀和流量控制阀123目录例题讲解4液压系统工作原理1轴向柱塞泵2、13、16、安全阀3远程调压阀4减压阀5电磁换向阀6液动换向阀7顺序阀8释压阀9压力继电器10单向阀11、12液控单向阀14电液换向阀15背压阀液压系统工作原理1、主缸工作循环

主缸应能实现“快速下行→慢速加压→保压延时→释压换向→快速退回→原位停止”的动作循环。1)快速下行

启动按钮，使得电磁铁1YA通电，电磁换向阀5和液动换向阀6左位接入系统，液控单向阀10被打开，油路走向如下。进油路：液压泵1→顺序阀→液动换向阀6（左位）→单向阀10→主缸上腔。回油路：主缸下腔→液控单向阀11→液动换向阀6（左位）→电液换向阀14（中位）→油箱。2)慢速加压

当主缸向下运动，直至接触到工作时，因受阻减速，使得主缸上腔压力升高，液控单向阀12关闭，其加压的速度由变量液压泵调节流量，而进油路和回油路的油路走向与快速下行是相同的。液压系统工作原理3)保压延时

当系统中压力升高至使得压力继电器9动作时，电磁铁1YA断电，电磁换向阀5和液动换向阀6均处于中位，保压开始，而保压时间由外部时间继电器调定，可在024min内调节。保压时除了液压泵在较低压力下卸荷外，系统中无油液流动，其卸荷油路走向为：液压泵1顺序阀7→液动换向阀6（中位）→电液换向阀14（中位）→油箱。4)释压换向

时间继电器定时结束后，电磁铁2YA通电，系统设置释压阀8是为防止保压状态结束后向快速退回状态转变过快而引起的液压冲击现象的产生。在保压延时阶段，释压阀8的主阀（二位五通）上位接入系统；当电磁铁2YA通电，电磁换向阀5右位工作，控制油路中的压力油虽进入二位五通阀阀芯下端，但由于其阀芯上端的高压油仍存在，故阀芯不动；当主缸上腔液压油从液控单向阀I3，经二位五通阀（上位），流入油箱，卸荷完成，此时二位五通阀下位接入系统。液压系统工作原理5)快速退回

主缸上腔的油液卸荷后，释压阀8下位接入系统后，控制油路油液流入液动换向阀6右位，以便实现主缸的快速退回，其油路走向如下。进油路：液压泵1→顺序阀7→液动换向阀6（右位）→液控单向阀11→主缸下腔。回油路：主缸上腔→液控单向阀12→充液筒。6)原位停止

在主缸上升至碰到行程开关，使得电磁铁2YA断电，电磁换向阀5和液控换向阀6都处于中位，主缸停止运动，而此时液压泵以较低压力卸荷。液压系统工作原理2、顶出缸工作循环

顶出缸的动作只为将模具中的工件顶出，其动作循环包括向上顶出→停留→向下退回→原位停止。1)向上顶出

当电磁铁4YA通电时，电液换向阀14右位接入系统，顶出缸活塞向上顶出，其油路走向如下：进油路：液压泵1→顺序阀7→液控换向阀6（中位）→电液换向阀14（右位）→顶出缸下腔。回油路：顶出缸上腔→电液换向阀14（右位）→油箱。2)停留

当顶出缸移动至行程终端时，在该位置上停留，此时顶出缸下腔压力由背压阀15调定，安全阀16为顶出缸限压保护。液压系统工作原理3)向下退回

若使得电磁铁4YA断电，3YA通电，顶出缸便快速退回，其油路走向如下。进油路：液压泵1→顺序阀7→液动换向阀6（中位）→电液换向阀14（左位）→顶出缸上腔。回油路：顶出缸下腔→电液换向阀14（左位）→油箱。4)原位停止

当电磁铁3YA、4YA均处于断电状态，电液换向阀14处于中位，液压泵流出的液压油经液动换向阀6中位、电液换向阀14中位，回至油箱，顶出缸原位停止。液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—压力控制阀和流量控制阀123目录例题讲解4

柱塞泵是靠柱塞在缸体柱塞孔中往复运动时造成密封工作容积的变化，实现吸油和排油的。根椐柱塞的布置和运动方向与传动主轴相对位置的不同，柱塞泵可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类，而轴向柱塞泵又可根据柱塞排列方式，分为斜轴式轴向柱塞泵和斜盘式轴向柱塞泵。轴向柱塞泵液控单向阀允许油液向一个方向流动，反向开启则必须通过液压控制来实现。液控单向阀电液换向阀电液换向阀先导式溢流阀由先导阀和主阀组成。广泛应用于高压、大流量和调压精度要求较高的场合。先导式溢流阀

直动式减压阀是利用液流流经缝隙产生压力降的原理，使得阀的出口压力低于进口压力的压力控制阀。用于要某一支路压力低于主油路压力的场合。直动式减压阀1、直动式内控顺序阀内控顺序阀简称顺序阀，其主要由阀体、阀盖、阀芯、控制活塞、调压弹簧等组成顺序阀2、直动式外控顺序阀外控顺序阀又称液控顺序阀，控制活塞动作的油源来自外控口K接通的控制油路，而与进口压力无关，因此称作外控顺序阀。顺序阀液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—压力控制阀和流量控制阀123目录例题讲解4溢流阀、减压阀和顺序阀的比较

溢流阀、减压阀和顺序阀之间有许多共同之处，它们都属于压力控制阀，简称压力阀，主要用来控制系统或回路的压力。工作原理是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡来进行工作。溢流阀、减压阀和顺序阀的比较

溢流阀减压阀顺序阀控制压力从阀的进油端引压力油去实现控制从阀的出油端引压力油去实现控制从阀的进油端或从外部油源引压力油构成内控式或外控式连接方式连接溢流阀的油路与主油路并联，阀出口直接通油箱串联在减压油路上，出口油到减压部分去工作当作为卸荷和平衡作用时，出口通油箱；当顺序控制式，出口到工作系统泄漏的回油方式泄漏由内部回油外泄回油（设置外泄口）外泄回油，当作卸荷阀用时为内泄回油阀芯状态原始状态阀口关闭，当安全阀用，阀口是常闭状态；当溢流阀、背压阀用，阀口是常开状态原始状态阀口开启，工作过程也是微开状态原始状态阀口关闭，工作过程中阀口常开作用安全作用；溢流、稳压作用；背压作用；卸荷作用减压、稳压作用顺序控制作用；卸荷作用；平衡（限速）作用；背压作用溢流阀、减压阀和顺序阀的比较

溢流阀顺序阀内控外泄式外控外泄式卸荷式（内泄）符号说明原始状态阀口关闭；以进口油压与弹簧力平衡；阀溢流口接油箱；弹簧腔内泄回油

弹簧处比溢流阀多一个外泄回油箱符号，出油口不通油箱从外部油源引入控制油，有外泄回油箱符号，出油口不通油箱控制油为内控式，与溢流阀符号一致控制油为外控式1、节流口形式流量控制原理2、节流口流量特性分析节流口的流量特性曲线薄壁小孔m＝0.5，厚壁小孔0.5<m<1细长小孔m＝1流量控制原理3、影响节流口流量稳定的因素压力差温度节流口的堵塞薄壁小孔是最理想的节流口形式流量控制原理流量控制原理 4、最小稳定流量和流量调节范围

流量阀的最小稳定流量与节流口阻塞问题有直接关系，因此与节流口的形状和结构相关。

流量阀的流量调节范围是指通过阀口的最大流量与最小稳定流量之比。液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—方向控制阀123目录例题讲解4例1：如图回路，若阀1的调定压力为4Mpa，阀2的调定压力为2Mpa，试回答下列问题：（1）阀1和阀2分别是什么阀；（2）当液压缸运动时（无负载），A点和B点的压力值分别为多少；（3）当液压缸运动至终点碰到档块时，A点和B点的压力值分别为多少。例题分析例2:如下图所示的液压系统，两液压缸有效面积为A1=A2=100cm2，缸I的负载FL=35000N，缸Ⅱ运动时负载为零，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa，3MPa和2MPa。求下列三种情况下A、B和C点的压力。1）液压泵启动后，两换向阀处于中位时；2）1YA通电，液压缸I活塞移动时及活塞运动到终点时；3）1YA断电，2YA通电，液压缸II活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。例题分析感谢您的聆听THANKSFORLISTENING液压与气动技术21世纪技能创新型人才培养系列教材·机械设计制造系列项目六上料机械手液压系统液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压基本回路123目录例题讲解4液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压基本回路123目录例题讲解4液压系统工作原理

该上料机械手具有手臂伸缩、手臂升降、手臂回转、手指夹紧以及手腕回转5个自由度，各动作由活塞式液压液压缸和摆动式液压缸等驱动实现。完成的单循环上下料动作如下：

插定位销→手臂伸出→手指张开→手指闭合夹紧→手臂上升→手臂缩回→手腕回转→拔定位销→手臂回转→插定位销→手臂伸出→手臂停留→手指张开→手指闭合夹紧→手臂缩回→手臂下降→手腕回转复位→拔定位销→手臂回转复位→系统停止。液压系统工作原理1—大流量泵；2—小流量泵；3、4—溢流阀；5、6、7、9—单向阀；8—减压阀；10、14、16、22—电液换向阀；11、13、15、17、18、23、24—单向调速阀；12—单向顺序阀；19—行程节流阀；20、25—电磁换向阀；21—液控单向阀；26—压力继电器液压系统工作原理1、机械手抓料1）、插定位销

启动双联液压泵，电磁铁1Y通电，2Y不通电，使得泵1处于卸荷状态，油液经溢流阀3回油箱，此时，泵2供油，同时12Y通电。油路走向如下：进油路：小流量泵2→单向阀6→减压阀8→单向阀9→二位三通电磁换向阀25（右位）→定位缸左腔；返回则是通过弹簧复位。2）、手臂伸出

插定位销后，系统支路压力升高，达到压力继电器26的调定值，接通电磁铁5Y，双泵输出的液压油经相应的单向阀汇流至电液换向阀14左位，进入手臂伸缩缸右腔，油路走向如下：控制油路：小流量泵2→单向阀6→电液换向阀14左位；进油路：大流量泵1→单向阀5→电液换向阀14（左位）→手臂伸缩缸右腔；回油路：手臂伸缩缸左腔→单向调速阀15（调速阀）→电液换向阀14（左位）→油箱。液压系统工作原理3）、手指张开

手臂伸出至抓料位置，行程开关动作，电磁铁1Y、9Y通电，大流量泵1卸荷，小流量泵2供油，经单向阀6、电磁换向阀20左位，进入手指夹紧缸右腔。回油路从缸左腔通过液控单向阀21及二位四通电磁换向阀阀20左位进入油箱。4）、手指闭合夹紧

手指张开后，时间继电器延时，待物料由送料机构送到指定位置时，继电器动作使电磁铁9Y断电，小流量泵2的压力油通过二位四通电磁换向阀20的右位进入缸的左腔，夹紧物料，其油路走向如下：进油路：小流量泵2→单向阀6→二位四通电磁换向阀20（右位）→液控单向阀21→手指夹紧缸左腔。回油路：手指夹紧缸右腔→二位四通电磁换向阀20（右位）→油箱。液压系统工作原理2、机械手送料1）、手臂上升

送料开始时，手臂升降缸上升，此时，大流量泵1和小流量泵2同时供油至手臂升降缸，油路走向如下：控制油路：小流量泵2→单向阀6→减压阀8→单向阀9→三位四通电液换向阀10左腔。进油路：大流量泵1→单向阀5→三位四通电液换向阀10（左位）→单向调速阀（单向阀）→单向顺序阀（单向阀）→手臂升降缸下腔。小流量泵2→单向阀6→单向阀7→三位四通电液换向阀10（左位）→单向调速阀（单向阀）→单向顺序阀（单向阀）→手臂升降缸下腔。回油路：手臂升降缸上腔→单向调速阀（调速阀）→三位四通电液换向阀10（左位）→油箱。液压系统工作原理2）、手臂缩回

手臂伸缩缸上升至设定位置，碰到行程开关，电磁铁3Y断电，电液换向阀10处于恢复至中位，电磁铁6Y通电。大流量泵1和小流量泵2一起供油至电液换向阀14右腔，压力油通过单向调速阀15进入手臂伸缩缸左腔，而右腔油液又通过电液换向阀14回油箱。3）、手腕回转

当电磁铁6Y断电，电液换向阀14复位至中位，电磁铁1Y、10Y通电，则小流量泵2单独给系统供油，流至三位四通电磁换向阀22左端，再通过单向调速阀24进入手腕回转缸，使手腕回转。4）、

拔定位销

当手腕回转到指定位置，电磁铁10Y、12Y断电，三位四通电磁换向阀22和二位三通电磁换向阀25复位，定位缸油液经二位三通电磁换向阀25左端回油箱，在弹簧力作用下，拔定位销。5）、手臂回转

定位缸无压力后，压力继电器26继续动作，接通电磁铁7Y。油路走向为小流量泵2→单向阀6→三位四通电磁换向阀16（左位）→单向调速阀18（单向阀）→手臂回转缸，完成手臂回转动作。液压系统工作原理6）、插定位销、手臂伸出

当手臂回转碰到行程开关时，电磁铁7Y断电，12Y通电，重复插定位销和手臂伸出的动作。7）、手臂停留

当手臂伸出碰到行程开关后，电磁铁5Y断电，伸缩缸停止动作，确保手臂将物料送到设定位置。“手臂停留”等待主机夹具夹紧物料，夹具夹紧物料以后，时间继电器设定。8）、手指张开

接到时间继电器信号后，电磁铁1Y和9Y通电，手指张开，同时启动时间继电器延时，等待主机夹具移走物料。9）、手指闭合夹紧

待主机夹具取走物料后，继电器发出信号，电磁铁9Y断电，手指闭合，继电器动作，完成送料环节。液压系统工作原理3、机械手返回1）、手臂缩回

当手指闭合动作结束后，电磁铁1Y断电，使得大流量泵1和小流量泵2一起供油，此时电磁铁6Y通电，其他动作同机械手送料环节的手臂缩回。2）、手臂下降

手臂缩回动作结束后，电磁铁6Y断电，电磁铁4Y通电，此时，电液换向阀10右位动作，压力油经三位四通电液换向阀10（右位）、单向调速阀13进入手臂升降缸，其油路走向如下：进油路：大流量泵1→单向阀5→三位四通电液换向阀10（右位）→单向调速阀13（单向阀）→手臂升降缸上腔。回油路：手臂升降缸下腔→单向顺序阀12（顺序阀）→单向调速阀11（调速阀）→三位四通电液换向阀10（右位）→油箱。液压系统工作原理3）、手腕回转复位

手臂升降缸下降动作结束后，电磁铁4Y断电，电磁铁1Y、11Y通电。小流量泵2供油至三位四通电磁换向阀22右位，压力油通过单向调速阀23进入手腕回转缸的容腔，使得手腕回转复位。4）、拔定位销

手腕回转复位后，电磁铁11Y、12Y断电，动作回路和前述拔定位销动作回路一样。5）、手臂回转复位

拔定位销，压力继电器发信号，电磁铁8Y通电，三位四通电磁换向阀16切换至右位动作，压力油进入手臂回转缸的容腔，手臂继续反转复位，机械手复位。4、系统停止

手臂回转复位结束后，气动形成开关，电磁铁8Y断电，电磁铁2Y通电，此时，大流量泵1和小流量泵2同时通过各自并联的溢流阀卸荷。机械手的动作循环结束，等待下一个循环指令。液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压基本回路123目录例题讲解4

单向调速阀是由一个单向阀和一个调速阀并联而成，其工作原理是油液正向通过时，可通过调试阀实现执行元件的速度控制，而反向通过时，调速阀反向关闭，油路则不起速度调节作用。单向调速阀

电磁溢流阀是由一个先导式溢流阀串联两位四通电磁换向阀组合而成，当然，也可以串联其他种类的换向阀。电磁溢流阀

行程节流阀是依靠凸轮、杠杆等机械方法控制节流阀的开度，以实现流量控制的阀。行程节流阀

摆动式液压缸也称摆动液压马达，主要用来驱动作间歇回转运动的工作机构，常用于工夹具夹紧装置、送料装置、转位装置以及需要周期性进给的系统中。摆动式液压缸分为单叶片式和双叶片式两种。摆动式液压缸

液压蓄能器是能量存贮装置，它在适当的时候把系统多余的压力油贮存起来，在需要时又释放出来供给系统，此外还能缓和液压冲击及吸收压力脉动等。蓄能器液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压基本回路123目录例题讲解4采用二位三通阀的单作用缸换向回路换向回路2、锁紧回路换向回路3、缓冲回路换向回路1、单级调压回路调压回路调压回路2、二级调压回路调压回路3、三级调压回路调压回路4、无级调压回路减压回路1、单级减压回路减压回路2、二级减压回路增压回路１、单作用增压缸的增压回路增压回路2、双作用增压缸的增压回路１、换向阀的卸荷回路卸荷回路２、先导式溢流阀卸荷回路卸荷回路１、顺序阀平衡回路平衡回路２、用单向节流阀的平衡回路平衡回路1、进油路节流阀式节流调速回路结构和调速原理节流阀串联在液压泵和执行元件之间的进油路上，即构成进油节流阀节流调速回路。节流调速回路1、进油路节流阀式节流调速速度负载特性液压缸的运动速度为：节流调速回路回路结构和调速原理在执行元件的回油路上串联一个节流阀，即构成回油节流阀节流调速回路。节流调速回路2、回油路节流阀式节流调速2、回油路节流阀式节流调速回油路节流调速和进油路节流调速的比较进油路节流调速起动冲击小。回油路节流调速，可承受一定的负方向载荷。节流调速回路回路结构和调速原理将节流阀设置在与执行元件并联的旁油路上，即构成回油节流阀节流调速回路。节流调速回路3、旁油路节流阀式节流调速速度负载特性液压缸的运动速度为：