第八章 液壓與氣動基礎

1、第八章 液壓與氣動基礎 你知道嗎？你知道嗎？ n 這臺挖掘機的力量有這么大，這臺挖掘機的力量有這么大， 它的手臂動作這么靈活，是它的手臂動作這么靈活，是 因為應用了液壓傳動。因為應用了液壓傳動。 n平面磨床工作時，其工作 臺需要頻繁地作直線往復 運動，而且要根據(jù)加工工 件的實際情況，對工作臺 的運動行程和運行速度進 行調節(jié)，只有采用液壓傳 動才能方便地實現(xiàn)這種運 動的自動控制。 井倉自動送料裝置是物料傳送系統(tǒng)常用的 傳動裝置，它采用氣動傳動，以壓縮空氣為動 力源，動作靈敏快捷，并且對所送物料和環(huán)境 不會造成污染。 8-1 液壓與氣動的工作原理及組成 8-2 液壓泵和空氣壓縮機 8-3 液壓缸和

2、氣缸 8-4 控制閥 8-5 輔助裝置 8-6 基本回路 第八章 液壓與氣動基礎 8-1 概述 一、液壓與氣壓傳動的工作原理及組成 二、液壓與氣壓傳動的特點 三、液壓與氣動系統(tǒng)壓力和流量的概念 一、液壓與氣壓傳動的工作原理及組成 n工作原理 是利用運動著的壓力流體（液體或氣 體）迫使系統(tǒng)內密封容積發(fā)生改變來傳遞運動和 動力。 n液壓和氣動系統(tǒng)工作時要經過壓力能與機械能之 間的轉換， 實例分析1 n驅動機床工作臺的液壓傳動系統(tǒng) 動畫演示 圖81 機床工作臺液壓傳動系統(tǒng) a）工作原理圖 b）、c） 手動換向閥切換位置 d）圖形符號圖 1壓力表 2液壓泵 3過濾器 4油箱 5輸油管 6溢流閥 7節(jié)流

3、閥 8手動換向閥 9液壓缸 提示：提示： 換向換向換向閥換向閥 調速調速節(jié)流閥節(jié)流閥 調壓調壓溢流閥溢流閥 實例分析2 n機罩升、降的氣動系統(tǒng) 圖82 氣動系統(tǒng)圖 1機罩 2氣缸 3節(jié)流閥 4手動換向閥 液壓與氣壓傳動系統(tǒng)組成 動力元件動力元件：液壓泵或氣源裝置，液壓泵或氣源裝置，其功能是將原動機輸入其功能是將原動機輸入 的機械能轉換成流體的壓力能，為系統(tǒng)提供動力的機械能轉換成流體的壓力能，為系統(tǒng)提供動力 執(zhí)行元件執(zhí)行元件：液壓缸或氣缸液壓缸或氣缸、液壓馬達或氣馬達，功能、液壓馬達或氣馬達，功能 是將流體的壓力能轉換成機械能，輸出力和速度或轉矩和是將流體的壓力能轉換成機械能，輸出力和速度或轉矩

4、和 轉速），以帶動負載進行直線運動或旋轉運動轉速），以帶動負載進行直線運動或旋轉運動 控制元件控制元件：壓力、流量和方向控制閥壓力、流量和方向控制閥，作用是控制和，作用是控制和 調節(jié)系統(tǒng)中流體的壓力、流量和流動方向，以保證執(zhí)行元調節(jié)系統(tǒng)中流體的壓力、流量和流動方向，以保證執(zhí)行元 件達到所要求的輸出力（或力矩）、運動速度和運動方向件達到所要求的輸出力（或力矩）、運動速度和運動方向 輔助元件輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置，包保證系統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置，包 括管道、管接頭、油箱或儲氣罐、過濾器和壓力計括管道、管接頭、油箱或儲氣罐、過濾器和壓力計 液壓與氣壓傳動系統(tǒng)能量關系 能量轉換

5、：機械能機械能 壓力能壓力能 機械能機械能 二、液壓傳動與氣動傳動的特點 n液壓傳動和氣動所用的工作介質不同，所以它們 又各有其特點 液壓傳動以液壓油為工作介質 氣動的工作介質為壓縮空氣 傳動介質的粘度 n粘度是反映油液粘性的主要指標， 粘度大則表明油液運動時的內摩擦力大，油液不易流 動。粘度大的油液適用于重載、低速的系統(tǒng)； 反之，粘度小的油液流動性好，適用于輕載、高速的 系統(tǒng)。 n影響油液粘度的主要因素是溫度， 溫度升高會使油液的粘度變小，溫度下降會使油液粘 度增大。 因此，環(huán)境溫度高時，宜選用粘度較大的油液；環(huán)境 溫度低時，宜選用粘度較小的油液。 n氣動系統(tǒng)的工作介質是經過處理的空氣。 空

6、氣的粘度與油液相比要小得多。 氣體的粘度取決于氣體分子間動量的交換，所以空氣 的粘度隨著溫度的升高而增大。 n液壓傳動的特點 優(yōu)點是： 在功率相同的條件下， 液壓系統(tǒng)體積小，重量輕，結構緊湊； 并且運行平穩(wěn)，能方便地實現(xiàn)換向和無級變 速，易于實現(xiàn)程序控制和過載保護； 元件能自行潤滑，壽命長。 缺點是： 油液容易泄漏，傳動比不準確且傳動效率低； 系統(tǒng)的性能受溫度變化的影響大，不宜在很 高或很低的溫度條件下工作； 另外，制造精度要求較高，成本較高，同時 使用和維護要求的技術水平也較高。 n氣動傳動的特點 與液壓傳動相比，氣動傳動具有以下特點： 以空氣為工作介質，提取方便，用后可排入大氣， 能源可貯

7、存，成本低廉。 空氣的粘性很小，流動時能量損失小，便于集中 供氣和遠距離輸送。 氣動動作迅速，調節(jié)方便，維護簡單，易于實現(xiàn) 過載保護及自動控制。 工作環(huán)境適應性強，在易燃、易爆、振動等環(huán)境 下仍能可靠地工作。 氣動元件結構簡單，成本低，壽命長。 但氣動系統(tǒng)輸出的動力不大，且由于空氣的可壓 縮性大，系統(tǒng)性能受載荷變化的影響較大，動作 穩(wěn)定性差。 三、液壓與氣動系統(tǒng)壓力和流量的概念 n壓力的形成及其傳遞 流體的壓力（壓強）是指流體或容器壁單位面 積上所受的法向力，通常用p表示， 法定單位：Pa（N/ m2），壓力值較大時用 kPa（103Pa）或MPa（106Pa）。 液壓千斤頂是常見的 起重裝置

8、，它以體積小、 重量輕、攜帶方便且能獲 得較大的力，而得到廣泛 的應用。尤其是在汽車的 使用和維修方面，幾乎成 為必備的維修工具。 液壓千斤頂 動畫演示 n帕斯卡定律：密封容器中的靜止流體，在一處 受到壓力作用時，這個壓力可以等值地傳遞到連 通容器內的所有點上。 液壓傳動中，液體中壓力的傳遞遵循帕斯卡定 律 圖84 壓力形成及其傳遞 1小活塞 2大活塞 3連通管 1 12 GF p AA 2 11 GA FA 流體傳動系統(tǒng)中壓力 的大小是由外負載決 定的。 思考：若空載，即 W=0，則p=？ 例1：試分析如圖所示液壓系統(tǒng)，當外負載F0或F0時（圖 a），系統(tǒng)中液壓泵的輸出壓力為多少？當外負載為

9、一塊固 定擋鐵時（圖b），即F 時，系統(tǒng)中液壓泵的輸出壓力 又是多少? 解：由公式p可得 F0時，p0； F0時，p； F 時，p 。 液壓傳動系統(tǒng)中的壓力 【結果分析】 n進一步印證“流體傳動系統(tǒng)內壓力的大小取決于 外負載”的原理。 n當外負載趨于無窮時，若不停止供油，又沒有安 全措施，液壓缸內壓力會無限升高直至破壞。 流量與平均流速 n流量 單位時間內流過某通流截面的流體體積稱 為流量，用Q表示，單位為m3/s或L/min，換算 關系為 1m3 /s 6104 L/min n平均流速 指流體單位時間內在管道 （或缸） 內的流動距離，用v表示，單位為m/s 。 n流量和平均流速之間的關系為

10、Q面積平均流速 即 QAv 式中 Q 管道內流體的流量，L/min ； A 管道的橫截面積或活塞的橫截面積，m2 ； v 管道內流體的平均流速，m/s 。 n根據(jù)質量守恒定律和流體流動的連續(xù)性，對流量 與平均流速之間關系可得出以下結論: 在無分支管道內流動的流體， Q1Q2Q3。 流速與過流斷面積成反比， A 1v 1A 2v 2A 3v 3， 液壓、氣動系統(tǒng)一旦組成，其管 道（或缸）的截面積就已確定，調 節(jié)執(zhí)行元件的運動速度只需調節(jié) 流量，且運動速度與系統(tǒng)內的壓 力大小無關。 流體流動的連續(xù)性 例2：如圖所示連通系統(tǒng)，假若小活塞1面積 A11.2104 m2 ， 大活塞2面積 A29.610

11、4 m2，管道3的截面積A30.16104 m2。 己知小活塞向下移動速度v1 0.2 m/s ，試求大活塞的上升速度 v2和油液在管道3內的流速v3。 解：則大活塞向上運動的速度v2為 2 11 A vA 4 4 106 . 9 0.2101.2 v20.025 0.025 （m/sm/s ） 油液在管道內的運動速度油液在管道內的運動速度v3為為 3 11 A vA 4 4 1061 . 0 0.2101.2 v31.5 1.5 （m/sm/s） 壓力形成及其傳遞壓力形成及其傳遞 【結果分析】 n由以上結果可驗證，在無分支管道中流動的流體， 管道截面積小處的平均流速大，而管道截面積大 處的平

12、均流速小。 82 液壓泵和空氣壓縮機 一、液壓泵和空氣壓縮機的基本工作原理 及其分類 二、容積式液壓泵（油泵） 三、容積式空氣壓縮機（氣泵） 四、液壓泵和空氣壓縮機的圖形符號 液壓泵和空氣壓縮機的作用 n液壓泵和空氣壓縮機是液壓系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)中的 動力元件，它們能將原動機 （電動機、內燃機等） 輸出的機械能轉換為壓力油或壓縮空氣的壓力能。 一、液壓泵和空氣壓縮機的基本工作原理 容積泵的工作原理 n依靠密封容積的變化進行 工作的泵稱為容積式泵， 工作介質為液體時稱為 容積式液壓泵，工作介質 為空氣稱為容積式空氣壓 縮機。 動畫演示 密封容腔密封容腔 n基本特點: 具有一個或若干個周期性變化的密封

13、容積 具有配流裝置 （單向閥） 油箱內液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣 壓力 二、容積式液壓泵（油泵） n在液壓傳動中常用容積式液壓泵，按結構不同 分為 齒輪泵、 葉片泵 柱塞泵。 液壓泵液壓泵 動畫演示 n結構：由一對齒數(shù)相 等的齒輪，泵體，前、 后端蓋和傳動軸 外嚙合齒輪泵結構 1.齒輪泵 外嚙合齒輪泵工作原理 n密封腔:（多個）由齒槽、泵 體和端蓋圍成 n齒輪泵沒有單獨的配流裝置， 齒輪的嚙合線起配流作用 n定量泵，流量、壓力有脈動 n徑向液壓力不平衡 n一般只用于低壓輕載系統(tǒng)中 動畫演示 2.葉片泵 n單作用葉片泵 密封腔 ：葉片、定子內 表面、轉子和配油盤 泵轉子轉動一周，每個 密

14、封空間完成一次吸油 和一次壓油 可作為單向變量泵，也 可作為雙向變量泵； 徑向受力不平衡，工作 壓力不宜過高。 圖89 單作用葉片泵工作原理 1轉子 2葉片 3配油盤 4定子 5泵體 動畫演示 n雙作用葉片泵 定子內表面近似橢圓形， 由兩段長圓弧、兩段短 圓弧和四段過渡曲線組 成； 轉子旋轉一周，每個密 封腔完成兩次吸油和兩 次壓油， 定量泵 轉子受力平衡，適用于 中壓液壓系統(tǒng)。 圖810 雙作用葉片泵工作原理 1轉子 2葉片 3定子 4配油盤 動畫演示 3.柱塞泵 n軸向柱塞泵 圖811 軸向柱塞泵工作原理 1轉動軸 2斜盤 3柱塞 4泵體 5配油盤 泵體旋轉一周， 每個柱塞往復運動一次，完

15、成 一次吸油和一次壓油 改變斜盤傾角的大小，就能改變柱塞往復運 動行程的大小，從而改變泵的流量； 改變斜盤的傾斜方向，可以改變泵進、出油口 的位置。 n徑向柱塞泵 對于徑向柱塞泵，調節(jié)轉子偏心距e的大小，可以 改變泵的輸油量； 若改變偏心距的方向，則可改變泵的輸油方向。 圖812 徑向柱塞泵工作原理 1壓油口 2吸油口 3襯套4柱塞 5轉子 6配流軸 7定子 動畫演示 齒輪泵、葉片泵、柱塞泵比較 n齒輪泵結構簡單，易于制造，價格便宜，工作可 靠，維護方便；流量和壓力脈動大，并產生振動 和噪聲，因此一般只用于低壓輕載系統(tǒng)中。 n葉片泵流量均勻、運轉平穩(wěn)、噪聲小；但對油的 過濾要求較高，結構較復雜

16、，價格較高。 n柱塞泵一般效率較高，輸出壓力可以較大，多用 于高壓液壓系統(tǒng)。 三、容積式空氣壓縮機（氣泵） n容積式空氣壓縮機按結構不同有 活塞式 膜片式 滑片式空氣壓縮機。 n活塞式空氣壓縮機應用廣泛按結構又分 立式 臥式兩種。 活塞式空氣壓縮機 1.立式活塞空氣壓縮機的工作原理 圖814 立式活塞空壓機工作原理 1活塞 2氣缸 3排氣閥4排氣管 5空氣濾清器 6進氣管 7進氣閥 2. 臥式活塞空氣壓縮機的工作原理 臥式活塞空氣壓縮機工作原理 1排氣閥 2缸體 3活塞 4連桿 5曲柄 6進氣閥 四、液壓泵和空氣壓縮機的圖形符號 n為了方便繪制液壓、氣動系統(tǒng)圖，國標對液壓、 元件規(guī)定了統(tǒng)一的圖

17、形符號。 n液壓泵及空氣縮壓機常見的圖形符號見表。 類類 型型 液壓泵液壓泵 空氣壓空氣壓 縮機縮機 單向單向 定量定量 雙向雙向 定量定量 單向變單向變 量量 雙向變雙向變 量量 圖圖 形形 符符 號號 液壓泵和空氣壓縮機的選用 n應以系統(tǒng)中執(zhí)行元件所需的最大流量和最大 工作壓力為依據(jù)，綜合考慮各種因素； n確定型號時，要使其銘牌上標定的流量（或 排量）和壓力均大于系統(tǒng)所要求的流體最大 流量和最大壓力。 83 液壓缸和氣缸 一、雙桿活塞缸 二、單桿活塞缸 三、液壓缸、氣缸的密封和緩沖 四、液壓缸的排氣裝置 n按結構特點的不同分為 活塞式應用最廣 雙活塞桿 單活塞桿 柱塞式 擺動式 活塞式缸

18、a）雙桿活塞缸 b）單桿活塞缸 n液壓缸（油缸）和氣缸是液壓系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)中 的執(zhí)行元件。 n職能：將流體的壓力能轉換為機械能；輸入量是 流體的流量和壓力，輸出的是直線運動速度和力。 一、雙桿活塞缸 圖817 雙桿活塞缸 a）外形圖 b）結構圖 c）圖形符號 1法蘭盤 2密封圈 3導向套 4密封墊 5活塞 6缸體 7活塞桿 8缸蓋 結構動畫演示 n左、右兩腔的有效面積A相等。 n交替進入缸兩腔的流體壓力p和流量Q不變時，活 塞缸在左、右兩個方向上產生的推力F和運動速度 v分別相等。 n雙桿活塞缸按固定方式不同有缸體固定和活塞桿 固定兩種。 缸體固定 n工作臺運動范圍為活 塞缸有效行程L的三倍。

19、 n適用于有效行程較短 的中小型設備 活塞桿固定 n工作臺運動范圍為活 塞缸有效行程L的兩倍。 n適用于有效行程較長 的大中型設備 二、單桿活塞缸 n有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作 臺移動范圍都是活塞缸有效行程的兩倍 單桿活塞缸結構 結構動畫演示 n單桿活塞缸左、右兩腔的有效面積不等。 n當交替進入缸兩腔的流體壓力p和流量Q不變時， 活塞缸在左、右兩個方向上輸出的推力F和往復運 動速度v也不同。 動畫演示 三、液壓缸、氣缸的密封和緩沖 1.液壓缸、氣缸的密封 目的：為了盡量減少液壓油、壓縮空氣的泄漏， 阻止有害雜質侵入系統(tǒng)。 常用的密封有 間隙密封 密封圈密封兩種 2. 液壓缸、

20、氣缸的緩沖 目的：為了防止活塞運動到行程未端時， 由于慣性力的作用與缸蓋發(fā)生撞擊，從 而引起振動和噪聲，甚至損壞液壓缸、 氣缸。 措施：緩沖裝置一般是在缸體內設置緩沖結構， 也可在缸體外設置緩沖回路， 常用的緩沖結構 緩沖結構 a）錐臺式 b）三角槽式 帶雙向可調緩沖氣缸實例 圖820 帶雙向可調緩沖單桿活塞氣缸 a）結構圖 b）帶雙向可調緩沖單桿活塞缸圖形符號 四、液壓缸的排氣裝置 n液壓系統(tǒng)在安裝過程中會帶入空液壓系統(tǒng)在安裝過程中會帶入空 氣，并且油液中也會混有空氣。氣，并且油液中也會混有空氣。 使液壓缸的運動出現(xiàn)振動、爬行使液壓缸的運動出現(xiàn)振動、爬行 和前沖等現(xiàn)象和前沖等現(xiàn)象 n措施：措

21、施： 在液壓缸的最高處設置進出油在液壓缸的最高處設置進出油 口，口， 在最高處設置排氣裝置。在最高處設置排氣裝置。 排氣閥結構 a）斜孔式 b）直孔式 84 控制閥 一、方向控制閥 二、壓力控制閥 三、流量控制閥 控制閥的作用和分類 n控制閥是液壓系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)的控制元件，用以 控制和調節(jié)系統(tǒng)中流體的壓力、流量和流動方向， 以保證液壓系統(tǒng)與氣動系統(tǒng)的設計要求。 n控制閥根據(jù)其功能不同，一般分為 方向控制閥 壓力控制閥 流量控制閥 一、方向控制閥 n系統(tǒng)中用以控制流體流動方向或流體通斷的 閥，稱為方向控制閥，包括 單向閥 換向閥 1.單向閥 n使壓力流體只能沿一個方向流動，所以稱為單向 閥，也稱

22、為止回閥。 n單向閥中的彈簧一般較軟。 n圖形符號如圖c所示。 單向閥結構原理 a）單向液流閥 b）單向氣閥 c）圖形符號 1閥體 2閥芯 3彈簧 動畫演示a） 動畫演示b） 單向閥應用實例 n單向閥4、5為配流裝置 液壓千斤頂結構示意圖 1杠桿 2、7活塞 3、8液壓缸 4、5單向閥 6放油閥 9油箱 動畫演示 2.換向閥 n作用：改變壓力流體的流動方向，接通或關閉通 路，以達到控制執(zhí)行元件運動方向或啟動、停止 的目的。 n按結構不同一般分為 滑閥式、轉閥式操作方式： 手動、機動（亦稱行程閥）、電磁、液動和電液換向 閥等 n按閥芯工作時在閥體中所處的位置和換向閥所控 制的通路數(shù)不同 二位二通

23、、二位三通、二位四通、三位四通等 n按閥的安裝方式分： 管式（亦稱螺紋式）、板式和法蘭式等 （1） 換向閥的結構和工作原理 n工作原理：通過改變閥芯在閥體中的位置，使閥體上各通 口的連通方式發(fā)生變化，進而控制流體的通、斷和流向。 電磁換向閥的結構原理圖 a） 電磁鐵通電狀態(tài) b） 電磁鐵斷電狀態(tài) 動畫演示 提示 n液壓換向閥的回油口與油箱相連，而氣動換向閥的排 氣口直接通大氣 （2） 換向閥的分類及圖形符號 n換向閥的類型較多，其結構、控制方式和圖形符號各不相 同 氣動換向閥和液壓換向閥 a）手動三位四通氣動換向閥 b）三位四通電磁液壓換向閥 結構動畫演示a）結構動畫演示b） 換向閥各分類的圖

24、形表達方式 提示： n 換向閥的圖形符號中，箭頭表示流體流動通路，封閉 符號“”表示該通路不通。 n 在液壓及氣動系統(tǒng)圖中，換向閥的圖形符號與系統(tǒng)的 連接一般應畫在常態(tài)位上。 換向閥圖形符號示例 提示： n就電磁換向閥圖形符號來講，不論哪端電磁鐵通電，則靠 近它的換向閥工位接入系統(tǒng)工作； n若三位電磁換向閥兩端的電磁鐵都不通電，則其中間工位 接入系統(tǒng)工作。 （3） 三位換向閥的中位機能 n換向閥閥芯處于中間位置時各通口的連通方式稱為中 位機能。 n中位機能不同，閥的中位對系統(tǒng)的控制性能就不同。 三位四通換向閥常用的中位機能 二、壓力控制閥 n在液壓和氣動系統(tǒng)中，用來控制流體壓力高低 或利用壓力

25、變化實現(xiàn)某種動作的控制閥稱為壓 力控制閥，簡稱壓力閥。 n按其用途不同分為 溢流閥 減壓閥 順序閥 壓力繼電器 1.溢流閥 n作用： 起溢流和保持系統(tǒng)（或回路）的壓力穩(wěn)定 作用； 防止系統(tǒng)過載，起限壓保護作用。 n溢流閥按工作原理不同分 直動式 先導式 （1）液壓溢流閥 n直動式液壓溢流閥 工作時，閥芯隨著系統(tǒng)壓 力的變化而上下移動，以 此維持系統(tǒng)壓力基本穩(wěn)定 壓力波動幅度較大，用于 低壓、流量不大的系統(tǒng) 直動式液壓溢流閥 a）外形圖 b）原理圖 c）圖形符號 1閥體 2閥芯 3彈簧 4調壓螺釘 動畫演示 n先導式液壓溢流閥 先導閥的閥芯是錐閥，用于控制壓力； 主閥閥芯是滑閥，用于控制流量。

26、壓力穩(wěn)定性好， 靈敏度高，溢 流量大等優(yōu)點， 廣泛應用于中 壓液壓系統(tǒng) 先導式液壓溢流閥工作原理 a）結構圖 b）圖形符號 c）溢流開啟狀態(tài) 1調壓螺帽 2調壓彈簧 3錐閥 4主 閥彈簧 5主閥芯 原理動畫演示 結構動畫演示 n液壓溢流閥的應用 圖圖 例例 說說 明明 有溢流狀態(tài)有溢流狀態(tài) 保持系統(tǒng)壓保持系統(tǒng)壓 力恒定力恒定 無溢流狀態(tài)無溢流狀態(tài) 防止系統(tǒng)過載防止系統(tǒng)過載 溢流閥溢流閥1 1起防止起防止 系統(tǒng)過載作用，系統(tǒng)過載作用， 溢流閥溢流閥2 2作背壓作背壓 閥用閥用 （2）氣壓溢流閥 n氣壓溢流閥在系統(tǒng)中起安全保護作用。（安全閥） 當系統(tǒng)壓力超過規(guī)定值時，閥口打開，將系統(tǒng)中的一 部分氣

27、體排入大氣，使系統(tǒng)壓力不超過允許值，從而 避免事故發(fā)生。 直動式氣壓溢流閥 先導式氣壓溢流閥 n直動式氣壓溢流閥 活塞式（圖a） 球閥式（圖b） 膜片式（圖c） 直動式氣壓溢流閥 a） 活塞式 b）球閥式 c）膜片式 d）圖形符號 n先導式氣壓溢流閥 先導式氣壓溢流閥 1閥芯 2閥座 3閥體 4膜片 5閥蓋 提示： n氣壓溢流閥采用膜片式結 構其壓力特性較好，動作靈 敏，但最大開啟量較小，流 量特性較差。 n可在排氣口加裝消聲排氣 裝置 2.減壓閥 n減壓閥在系統(tǒng)中起減壓作用，它能使系統(tǒng)中的某部分或 某分支獲得比動力源的供油或供氣壓力低的穩(wěn)定壓力。 直動式 先導式 （1） 先導式液壓減壓閥 n

28、出口壓力低于先導閥 的調定值時，減壓縫 隙開至最大，進、出 口的油液壓力基本相 同，減壓閥處于非調 節(jié)狀態(tài) 液壓減壓閥 a）先導式減壓閥原理圖 b）先導式液壓減壓閥圖形符號 c）直動式液壓減壓閥圖形符號 1主閥芯 2主閥體 3主閥彈簧 4錐閥 5先導閥體 6調壓彈簧 7調壓螺帽 原理動畫演示 結構動畫演示 n當出口壓力超過先導 閥的調定值時，減壓 縫隙f減小，使出口壓 力降低，直到出口壓 力恢復為調定壓力 n減壓閥出口壓力的大 小，可通過調壓彈簧6 進行調節(jié)。 （2） 直動式氣壓減壓閥 n定值輸出減壓閥； n在減壓過程中時常伴有向 閥外排氣，所以也稱溢流 式減壓閥， n圖形符號如圖b所示。 Q

29、TY型直動式氣壓減壓閥 a）結構原理圖 b）圖形符號 1膜片 2閥芯 3復位彈簧 4溢流座 5調壓彈簧 6螺栓 7手輪 （3） 先導式氣壓減壓閥 n當輸入壓力p1瞬時上 升：p1p2C、A氣室 壓力膜片7、擋板3 微量B室壓力膜片5、 閥芯6閥口g關小 （流阻增大）p2，直 至穩(wěn)定在原設定壓力 值。 n如輸出壓力瞬時下降： 同理 內部先導式氣壓減壓閥 1旋鈕 2調壓彈簧 3擋板 4噴嘴 5、7膜片 6閥芯 d、e孔道 f排氣孔 g閥口 h固定節(jié)流孔 A上氣室 B中間氣室 C下氣室 3.順序閥 n順序閥是利用系統(tǒng)內壓力的變化對執(zhí)行元件的動作順序進 行自動控制的閥。 P進口P調定時，其出口沒有流體

30、流出； P進口P調定時，閥口開啟，將所在通道自動接通，使各 執(zhí)行元件按規(guī)定的順序動作。 n按結構和工作原理不同， 直動式 先導式 （1）液壓順序閥 液壓順序閥 a） 直動式順序閥 b）直動式順序閥圖形符號 c） 先導式順序閥圖形符號 d） 先導式順序閥 原理動畫演示 結構動畫演示 （2）氣動順序閥 n回流氣體無需通 過順序閥口，而 是直接經單向閥 口后從排氣口R （即原進氣口P） 排入大氣 氣動單向順序閥 a）結構圖 b）工作原理示意圖 c）圖形符號 1調壓手柄 2調壓彈簧 3活塞 4單向閥芯 5小彈簧 6閥體 4.壓力繼電器 n壓力繼電器是一種將液壓（或氣動）訊號轉變?yōu)殡娪?號的轉換元件。

31、n當控制流體壓力達到調定值時，它能自動接通或斷開 有關電路，使相應的電氣元件動作 （如電磁鐵、中間 繼電器等），以實現(xiàn)系統(tǒng)的預定程序及安全保護。 柱塞式最為常用 膜片式、彈簧管式 波紋管式等 液壓柱塞式壓力繼電器液壓柱塞式壓力繼電器 液壓柱塞式壓力繼電器 a）實物圖 b）結構原理圖 c）圖形符號 1柱塞 2限位擋塊 3頂桿 4調節(jié)螺桿 5微動開關 6調壓彈簧 動畫演示 三、流量控制閥 n流量控制閥是靠改變節(jié)流口的通流截面積來調 節(jié)流體流經閥口的流量，以控制執(zhí)行元件的運 動速度、信號傳遞的快慢或時間的長短等。 n流體傳動系統(tǒng)中常用的流量控制閥有 節(jié)流閥、 單向節(jié)流閥 調速閥等。 n常見的節(jié)流口形

32、式 節(jié)流口形式 a）針閥式 b）偏心槽式 c）軸向三角槽式 d）軸向縫隙式 1.液壓節(jié)流閥 n節(jié)流口采用軸向 三角槽式結構 n負荷和溫度的變 化對流量的穩(wěn)定 性影響較大 液壓節(jié)流閥 a）結構原理圖 b）圖形符號 1閥芯 2推桿 3調節(jié)手柄 4彈簧 2. 氣動單向節(jié)流閥 n由單向閥和節(jié)流閥 并聯(lián)組成 氣動單向節(jié)流閥 a結構原理圖 b圖形符號 3.氣動排氣消聲節(jié)流閥 n不僅能調節(jié)執(zhí)行元 件的速度，還能減 小排氣噪聲 排氣消聲節(jié)流閥 a）結構原理圖 b）圖形符號 85 輔助裝置 一、液壓系統(tǒng)的主要輔助裝置 二、氣動系統(tǒng)的主要輔助裝置 一、液壓系統(tǒng)的主要輔助裝置 1.油箱 n作用：貯存系統(tǒng)工作所需的

33、油液，散發(fā)油液因工作而產 生的熱量，沉淀污物并逸出 油中氣體。 n油箱多為用鋼板焊接 n設計和選擇油箱時， 要求油箱必須具有足 夠的容積，同時結構 應盡可能的緊湊。 油箱 1吸油管 2空氣濾清器 3回油管 4箱蓋 5油面指示器 6、8隔板 7放油器 9過濾器 2.過濾器 n作用：將油液中的雜質過濾掉，保證系統(tǒng)的正常 工作。 過濾器圖形符號 n過濾器按其工作時所能過濾的顆粒大小不同分為 粗過濾器 精過濾器 n按其濾芯的材料和過濾方式不同分為 網(wǎng)式過濾器 線隙式過濾器 紙芯式過濾器 燒結式過濾器 常用過濾器 形式形式圖圖 示示結構、特點和應用結構、特點和應用 網(wǎng)式網(wǎng)式 在周圍開有很多孔的塑料或在周

34、圍開有很多孔的塑料或 金屬筒形骨架上，包著一層或金屬筒形骨架上，包著一層或 兩層銅絲網(wǎng)，其過濾精度取決兩層銅絲網(wǎng)，其過濾精度取決 于銅網(wǎng)層數(shù)和網(wǎng)孔的大小。于銅網(wǎng)層數(shù)和網(wǎng)孔的大小。 特點為結構簡單，通油能力特點為結構簡單，通油能力 大，壓力損失小，清洗方便，大，壓力損失小，清洗方便， 但過濾精度低，一般用于液壓但過濾精度低，一般用于液壓 泵的吸油管路對液壓油進行粗泵的吸油管路對液壓油進行粗 過濾過濾 線隙線隙 式式 線隙濾芯線隙濾芯 用銅線密繞在筒形骨架的外部用銅線密繞在筒形骨架的外部 來組成濾芯，依靠線間的微小來組成濾芯，依靠線間的微小 間隙過濾液壓油。濾芯用螺紋間隙過濾液壓油。濾芯用螺紋 緊

35、固在頂蓋上。液壓油從頂蓋緊固在頂蓋上。液壓油從頂蓋 進油口進入封閉殼體后，由濾進油口進入封閉殼體后，由濾 芯外部通過線隙進入濾芯中間，芯外部通過線隙進入濾芯中間， 過濾后的液壓油再從頂蓋另一過濾后的液壓油再從頂蓋另一 側的油口流出。側的油口流出。 特點為結構簡單，通流能力大特點為結構簡單，通流能力大 ，過濾精度比網(wǎng)式濾油器高，過濾精度比網(wǎng)式濾油器高， 但不易清洗，多用于回油過濾但不易清洗，多用于回油過濾 形式形式圖圖 示示結構、特點和應用結構、特點和應用 形式形式圖圖 示示結構、特點和應用結構、特點和應用 紙芯紙芯 式式 紙質濾芯紙質濾芯 紙芯用微孔濾紙制成，為增加紙芯用微孔濾紙制成，為增加

36、過濾面積，紙芯通常按過濾面積，紙芯通常按W形折形折 疊。將紙芯圍繞在帶孔的金屬疊。將紙芯圍繞在帶孔的金屬 的骨架上，同時可由金屬絲網(wǎng)的骨架上，同時可由金屬絲網(wǎng) 與濾紙一起折疊形成復合層，與濾紙一起折疊形成復合層， 以增大強度并對紙芯起保護作以增大強度并對紙芯起保護作 用。用。 特點為過濾精度較高，但堵塞特點為過濾精度較高，但堵塞 后不易清洗，須經常更換濾芯后不易清洗，須經常更換濾芯 。一般用于精密機床、數(shù)控機。一般用于精密機床、數(shù)控機 床等要求過濾精度高的液壓系床等要求過濾精度高的液壓系 統(tǒng)統(tǒng) 燒燒 結結 式式 燒結濾芯燒結濾芯 濾芯用金屬粉末燒結而濾芯用金屬粉末燒結而 成，利用顆粒間的微孔成

37、，利用顆粒間的微孔 過濾雜質。過濾雜質。 特點為濾芯過濾精度高特點為濾芯過濾精度高 ，強度大，性能穩(wěn)定，強度大，性能穩(wěn)定， 抗腐蝕性好，制造簡單抗腐蝕性好，制造簡單 ；但易堵塞，難清洗。；但易堵塞，難清洗。 適用于要求精過濾的高適用于要求精過濾的高 壓、高溫液壓系統(tǒng)。壓、高溫液壓系統(tǒng)。 形式形式圖圖 示示結構、特點和應用結構、特點和應用 3.壓力表 n用于顯示系統(tǒng)中的壓力 壓力表 a）實物圖 b）結構原理圖 c）圖形符號 1“C”形彈簧管 2指針 3刻度盤 4連桿 5扇形齒輪 6小齒輪 提示： 一般來說，儀表顯示 的壓力均為相對壓力 4.油管和管接頭 n作用：連接液壓泵、液壓缸及各類液壓控制閥

38、的通道 n材質：有鋼管、銅管、橡膠管、塑料管和尼龍管等 常用管接頭形式 形形 式式 焊接式焊接式卡套式卡套式薄壁擴口式薄壁擴口式 圖圖 示示 說說 明明 用于鋼管用于鋼管聯(lián)聯(lián)接。接。 由于油管需與球形由于油管需與球形 頭相焊接，故應采頭相焊接，故應采 用厚壁鋼管。用厚壁鋼管。 利用球面進行密利用球面進行密 封，結構簡單，連封，結構簡單，連 接牢固可靠。用于接牢固可靠。用于 壓力較高的系統(tǒng)壓力較高的系統(tǒng) 主要用于主要用于鋼管聯(lián)接。鋼管聯(lián)接。 利用卡套的彈性變利用卡套的彈性變 形夾緊油管進行密封形夾緊油管進行密封 ，拆裝簡便，但對油，拆裝簡便，但對油 管的徑向尺寸精度要管的徑向尺寸精度要 求高。求

39、高。適用于高壓系適用于高壓系 統(tǒng)統(tǒng) 用于銅管、薄壁鋼用于銅管、薄壁鋼 管以及尼龍管或塑料管以及尼龍管或塑料 管的聯(lián)接。管的聯(lián)接。 利用管套壓緊油管利用管套壓緊油管 端部的擴口進行密封端部的擴口進行密封 ，結構簡單。多用于，結構簡單。多用于 低壓系統(tǒng)低壓系統(tǒng) 二、氣動系統(tǒng)的主要輔助裝置 1.空氣過濾器 空氣預過濾器（一次過濾器） 分水過濾器（二次過濾器） 分水過濾器 空氣預過濾器 1旋風葉片 2濾芯 3存水杯 4擋水板 5手動放水閥 2.油霧器 n作用：使?jié)櫥挽F化并 隨氣流進入需要潤滑的 部件，對相對滑動的表 面進行潤滑 調節(jié)旋鈕，用調節(jié)旋鈕，用 于調節(jié)油霧噴于調節(jié)油霧噴 量的大小量的大小 儲

40、 油 杯 注儲 油 杯 注 油孔旋塞油孔旋塞 油霧器 3.消聲器 n作用：降低排氣噪聲。作用：降低排氣噪聲。 n常用的吸聲材料常用的吸聲材料 有玻璃纖維有玻璃纖維 毛氈毛氈 泡沫塑料泡沫塑料 燒結材料燒結材料 消聲器 1消聲套 2聯(lián)接螺紋 86 基本回路 一、方向控制回路 二、壓力控制回路 三、速度控制回路 四、順序動作回路 n所謂基本回路，是指由有關元件組成的并且 有某一特定功能的典型回路。 n常用的基本回路按功能不同分為 方向控制回路 壓力控制回路 速度控制回路 順序動作回路 一、方向控制回路 n作用：控制執(zhí)行元件啟動、停止或改變運動方向 的回路。 n包括： 換向回路 鎖緊回路 1.換向回

41、路 n圖示狀態(tài)是換向閥左位接入 系統(tǒng)工作（電磁鐵1YA通電， 2YA斷電）， 進油路：液壓泵換向閥 P口A口液壓缸左腔。 活塞向右移動。 回油路：液壓缸右腔換 向閥B口T口油箱。 液壓換向回路 動畫演示 n當換向閥切換至右位接 入系統(tǒng)工作時（電磁鐵 1YA斷電，2YA通電） 進油路：液壓泵換 向閥P口B口液 壓缸右腔。活塞向左 移動。 回油路：液壓缸左腔 換向閥A口T口 油箱。 液壓換向回路 n當換向閥切換至中位接 入系統(tǒng)工作（電磁鐵 1YA、2YA均斷電）， 進、出液壓缸的油路被 封閉，活塞停止運動。 液壓換向回路 n回路中的排氣直接排入大氣 n按鈕式換向閥1、2為“與門”邏輯關系，該回路

42、又稱雙手操作安全回路 氣動換向回路 2.鎖緊回路 n鎖緊回路是使執(zhí)行元件能在任意位置上停留，且停 留后不會在外力作用下發(fā)生位移的回路。 a）三位四通電磁 換向閥O型（或M 型）中位機能進 行鎖緊 b）采用液控單 向閥的鎖緊回路。 因液控單向閥的 密封性好，故鎖 緊效果較好 鎖緊回路 動畫演示b） n對系統(tǒng)整體或某一部分壓力進行調節(jié)和控制的回 路。 n常見的壓力控制回路有 調壓回路 減壓回路 卸荷回路 二、壓力控制回路 1.調壓回路 （1）一級調壓回路 一級調壓回路就是為系統(tǒng)提供某一穩(wěn)定壓力的回路。 調壓回路 a）液壓調壓回路 b）氣動調壓回路 1液壓溢流閥 2氣壓溢流閥 3氣罐 4壓力表 動畫

43、演示a） （2）多級調壓回路 當工作機構在各個階段需要不同的壓力時，液壓、 氣動系統(tǒng)可采用多級調壓回路。 二級調壓回路 a）液壓調壓回路 b）氣動高低壓切換回路 1、2溢流閥 3、5換向閥 4、6減壓閥 2.減壓回路 n作用：為支路或執(zhí)行元件提供低于主系統(tǒng)壓力的穩(wěn)壓流體。 減壓回路 a）液壓減壓回路 b）氣動減壓回路 1、2液壓減壓閥 3液壓溢流閥 4分水過濾器 5氣壓減壓閥 6油霧器 3.卸荷回路 n卸荷回路是在執(zhí)行元件停止運動后，不關閉拖動電機，而 使泵的輸出壓力降低到接近于零的一種泄放回路。 n主要功用：在執(zhí)行元件短時間停止工作時，避免拖動電機 和泵頻繁地停、啟，延長它們的使用壽命；同時

44、可節(jié)省動 力消耗，減小系統(tǒng)發(fā)熱。 n采用M型（或H型）中位機能的三位四通電磁換向 閥的卸荷回路 卸荷回路動畫演示a） 三、速度控制回路 n速度控制回路是用來調節(jié)或變換執(zhí)行元件運動速 度的回路， 調速回路 速度換接回路 1.調速回路 n調速回路通常指利用節(jié)流閥控制進入執(zhí)行元件的流量來調 節(jié)運動部件速度的節(jié)流調速回路。 n按節(jié)流閥安裝位置的不同，液壓節(jié)流調速回路有 進油節(jié)流調速 回油節(jié)流調速 旁路節(jié)流調速 進油節(jié)流調速 n節(jié)流閥裝在進油路上。 n回油路基本沒有壓力（p20）， 活塞的運動平穩(wěn)性差，特別是當 外載荷突然變小、消失或變向時， 活塞會發(fā)生突然前沖現(xiàn)象 動畫演示 回油節(jié)流調速 n節(jié)流閥裝在

45、回油路上。 n回油路有壓力存在，活塞 運動平穩(wěn)穩(wěn)性好，且能承 受一定的負值載荷（與活 塞運動方向相同的載荷） 動畫演示 旁路節(jié)流調速 n節(jié)流閥裝在分支油路上，與 液壓缸相并聯(lián)。 n液壓泵輸出的油液用節(jié)流閥 調節(jié)流回油箱的流量，借以 間接控制進入液壓缸的流量， 達到調速的目的 動畫演示 采用單向節(jié)流閥進行雙向調速的氣動回路 n氣動系統(tǒng)調速回路的 工作特點與液壓調速 回路完全相同，只是 氣動系統(tǒng)的排氣可直 接排入大氣。 氣動系統(tǒng)雙向調速回路 a）進氣節(jié)流調速回路 b）排氣節(jié)流調速回路 2.速度換接回路 速度換接回路的作用是將一種運動速度轉換成另一種 運動速度，以滿足執(zhí)行元件工作的需要。 （1）液壓速度換接回路 利用行程閥控制的速度 換接回路 利用行程閥控制的速度換接回路 1液壓泵 2二位四通換向閥 3液壓缸 4節(jié)流閥 5單向閥 6行程閥 動畫演示 利用液壓缸差動連接的速度換接回路 利用液壓缸差動連接的速度換接回路 動畫演示 （2）氣動速度換接回路 氣動速度換接回路 1二