項目8 液壓和氣壓傳動《機械基礎》項目教學課件

《機械基礎》?精品課件合集機械基礎項目八

液壓和氣壓傳動任務一

液壓傳動任務二

氣壓傳動12目錄圖1所示為液壓挖掘機，是建筑工程行業(yè)經(jīng)常使用的一種工程機械，它主要是靠液壓傳動來實現(xiàn)做功的；圖2所示為城軌車輛氣壓傳動塞拉門，它主要是通過氣壓元件控制壓縮空氣，再由壓縮空氣驅(qū)動車門的驅(qū)動風缸，通過機械傳動系統(tǒng)完成車門的開、關動作。項目導入圖1 液壓挖掘機 圖2 地鐵車輛塞拉門液壓傳動是利用密封系統(tǒng)中的受壓液體來傳遞運動和動力的，氣壓傳動是以壓縮空氣為傳動介質(zhì)的一種傳動方式。液壓傳動、氣壓傳動與其他類型的傳動相比較，具有許多突出的優(yōu)點，所以在交通運輸領域中得到了廣泛的應用。任務一

液壓傳動【引入】圖3為千斤頂工作實例，小汽車在檢查維修或更換輪胎時，需用千斤頂將車身頂起。千斤頂是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N舉升工具，千斤頂分為機械千斤頂和液壓千斤頂兩種，普遍常用的是液壓千斤頂，其原理如圖4所示。為何小小的千斤頂能將幾噸重的汽車頂起？你能說出它的工作原理嗎？1

液壓傳動圖

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千斤頂工作實例圖4 液壓千斤頂工作原理1

液壓傳動一、液壓傳動工作原理及組成（一）液壓傳動工作原理液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，利用液體的壓力，通過密封容積的變化實現(xiàn)力傳遞的。它先利用液壓泵將機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，再通過液壓缸（或液壓馬達）將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能以推動負載運動。液壓傳動的過程就是機械能—液壓能—機械能的能量轉(zhuǎn)換過程。（二）液壓傳動系統(tǒng)的組成動力元件——

液壓泵。它將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能的裝置，作為系統(tǒng)的能源。執(zhí)行元件——

液壓缸、液壓馬達。它是將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置?？刂圃?/p>

各種閥類。它是控制油液的流動方向、流量及壓力的裝置，以滿足液壓系統(tǒng)的工作要求。1

液壓傳動輔助元件——

油箱、濾油器、油管類和密封件等。這些元件擔負著儲存、輸送和凈化工作液以及散熱等任務，它也是傳動系統(tǒng)中不可缺少的部分。工作介質(zhì)——

液壓油。絕大多數(shù)液壓油為礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量。二、液壓傳動的特點（一）液壓傳動的優(yōu)點（1）在同等功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，如液壓馬達的重量只有同等功率電動機重量的

10%～20%。當液壓傳動采用高壓時，則更容易獲得很大的力或力矩。液壓系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的運動比較平穩(wěn)，能在低速下穩(wěn)定運動。當負載變化時，其運動速度也較穩(wěn)定。同時，因其慣性小、反應快，所以易于實現(xiàn)快速運動、制動和頻繁換向。在往復回轉(zhuǎn)運動時換向可達

500

次/分鐘，往復直線運動時換向可達

1

000次/分鐘。液壓傳動可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速比一般可達

100

以上，最大可達2

000以上，并且可在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。液壓傳動容易實現(xiàn)自動化，因為它是對液體的壓力、流量和流動方向進行控制或調(diào)節(jié)，操縱很方便。當液壓控制和電氣控制或氣動控制結(jié)合使用時，能實現(xiàn)較復雜的順序動作和遠程控制。液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護且液壓件能自行潤滑，因此使用壽命較長。由于液壓元件已實現(xiàn)標準化、系列化和通用化，所以液壓系統(tǒng)的設計、制造和使用都比較方便。1

液壓傳動1

液壓傳動（二）液壓傳動的缺點液壓傳動不能保證嚴格的傳動比，原因是由液壓油的可壓縮性和泄漏等因素。液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失等）。液壓傳動對油溫的變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性容易受到溫度變化的影響，因此不宜在溫度變化很大的環(huán)境中工作。為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求比較高，因此其造價較高，且對油液的污染比較敏感。液壓傳動出現(xiàn)故障的原因較復雜，而且查找困難。1

液壓傳動圖5 液壓泵工作原理三、常用液壓件及基本回路（一）液壓泵液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，是靠發(fā)動機或電動機驅(qū)動，從液壓油箱中吸入油液，形成壓力油排出，送到執(zhí)行元件的一種元件。液壓泵按結(jié)構(gòu)分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵和螺桿泵。1.

液壓泵的工作原理如右圖所示，柱塞2裝在泵體3內(nèi)，并可做左右移動，在彈簧4的作用下，柱塞2緊壓在偏心輪1的外表面上。當電機帶動偏心輪1旋轉(zhuǎn)時，偏心輪推動柱塞2左右運動，使泵體3密封容積V的大小發(fā)生周期性的變化。當密封容積V由小變大時就形成局部真空，使油箱中的油液在大氣壓的作用下，經(jīng)吸油管道頂開單向閥5進入油腔實現(xiàn)吸油。1

液壓傳動反之，當V由大變小時，油腔中油液壓力增大，頂開單向閥6流入系統(tǒng)而實現(xiàn)壓油。電機帶動偏心輪1不斷旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷地吸油和壓油。綜上所述，液壓泵是依靠密封容積的變化來實現(xiàn)吸油和壓油的。其工作過程包括吸油過程和壓油過程。要實現(xiàn)這樣的工作過程，必須具備下列條件：必須能夠形成密封容積。密封容積的大小能交替變化。要有控制元件。吸油過程中，油箱必須與大氣相通。控制元件的作用：在吸油時，密封容積與油箱相通，同時關閉供油管路；壓油時，密封容積與供油管路相通，同時關閉與油箱的連接。圖5 液壓泵工作原理1

液壓傳動2.

常用液壓泵的種類按流量是否可調(diào)節(jié)分。變量泵：輸出流量可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)的液壓泵。定量泵：流量不能調(diào)節(jié)的液壓泵。按泵結(jié)構(gòu)分。齒輪泵：體積較小，結(jié)構(gòu)較簡單，對油的清潔度要求不嚴，價格較便宜，但泵軸受不平衡力，磨損嚴重，泄漏較大。葉片泵：分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、壓力和容積效率比齒輪泵高、結(jié)構(gòu)比齒輪泵復雜。柱塞泵：容積效率高、泄漏小、可在高壓下工作，大多用于大功率液壓系統(tǒng)，但結(jié)構(gòu)復雜，材料和加工精度要求高、價格貴、對油的清潔度要求高。1

液壓傳動3.

液壓泵圖形符號液壓泵的圖形符號見下表4.

常用液壓泵介紹（1）齒輪泵。齒輪泵是由泵體和一對互相嚙合的齒輪構(gòu)成，齒輪外嚙合則為外嚙合齒輪泵，如圖4所示，齒輪內(nèi)嚙合則為內(nèi)嚙合齒輪泵，如圖5所示。齒輪的兩端由端蓋密封，這樣由泵體、齒輪的各個齒槽和端蓋形成了多個密封工作腔，同時輪齒的嚙合線又將左右兩腔隔開，形成了吸、壓油腔。液壓泵類型單向定量泵雙向定量泵單向變量泵雙向變量泵圖形符號1

液壓傳動當齒輪按左圖所示方向旋轉(zhuǎn)時，左側(cè)吸油腔內(nèi)（A腔）的輪齒相繼脫離嚙合，密封工作腔容積不斷增大，形成部分真空，在大氣壓力作用下經(jīng)吸油管從油箱吸進油液，并被旋轉(zhuǎn)的輪齒齒間槽帶入左側(cè)。左側(cè)壓油腔（B腔）由于輪齒不斷進入嚙合，使密封工作腔容積減小，油液受到擠壓被輸出送往系統(tǒng)。這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。齒輪泵由于密封容積變化范圍不能改變，故流量不可調(diào)，是定量泵。圖6

外嚙合齒輪泵 圖7 內(nèi)嚙合齒輪泵齒輪泵的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，價格便宜，工作可靠，維護方便。齒輪泵的缺點：工作中存在流量脈動和壓力脈動，并產(chǎn)生振動和噪聲；容積效率（指泵的實際流量與理論流量的比值）較低；所受的徑向液壓力不平衡。1

液壓傳動圖

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單作用葉片泵圖9 雙作用葉片泵（2）葉片泵。葉片泵分為單作用葉片泵（圖8）和雙作用葉片泵（圖9），單作用葉片泵在轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周過程中，每個密封容腔容積吸油壓油各一次，故稱為單作用葉片泵。又因這種泵的轉(zhuǎn)子受有不平衡的液壓作用力，故又稱不平衡式葉片泵。所謂雙作用葉片泵是指轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周完成兩次吸壓油過程。單作用葉片泵流量可變，可作定、變量泵用；雙作用葉片泵流量不可變，只能作定量泵用，其結(jié)構(gòu)由定子、轉(zhuǎn)子、葉片和配流盤組成。 1—定子；2—轉(zhuǎn)子；3—葉片；4—配流盤；a—吸油槽；b—排油槽1—排油口；2—轉(zhuǎn)子；3—定子；4—葉片；5—吸油口1

液壓傳動葉片泵的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力較高，流量脈動小，工作平穩(wěn)，噪聲小，壽命較長。葉片泵的缺點：吸油能力差，對油液污染比較敏感，結(jié)構(gòu)復雜，制造工藝要求比較高，成本高。圖

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單作用葉片泵圖9 雙作用葉片泵1

液壓傳動（3）柱塞泵。柱塞泵分為軸向柱塞泵（圖10）和徑向柱塞泵（圖11），其工作原理是依靠柱塞在缸體內(nèi)往復運動，使密封工作容積變化來實現(xiàn)吸油和壓油。1—配流盤；2—缸體；3—柱塞；4—斜盤圖10 軸向柱塞泵 圖11 徑向柱塞泵柱塞泵的優(yōu)點：參數(shù)高、效率高、壽命長、變量方便、單位功率的重量輕。柱塞泵的缺點：結(jié)構(gòu)較復雜，零件數(shù)較多；自吸性差；制造工藝要求較高，成本較高；油液對污染較敏感，要求較高的過濾精度，對使用和維護要求較高。（二）液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件是利用流體能量做機械功的。將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能以實現(xiàn)往復運動或回轉(zhuǎn)運動的執(zhí)行元件，分為液壓缸和液壓馬達。液壓執(zhí)行元件的優(yōu)點是單位重量和單位體積的功率很大，機械剛性好，動態(tài)響應快。因此它被廣泛應用于精密控制系統(tǒng)、航空和航天等各部門。導彈舵機采用液壓缸推動舵面，可以減輕導彈重量、提高舵系統(tǒng)的快速性和動態(tài)、靜態(tài)剛度。它的缺點是制造工藝復雜、維護困難和效率低。1.

液壓缸液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，能將液壓能轉(zhuǎn)換為直線（或旋轉(zhuǎn)）運動形式的機械能，輸出運動速度和力，它結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。液壓缸的種類很多，常常按其作用和結(jié)構(gòu)形式來分類。1

液壓傳動1

液壓傳動（1）單桿活塞缸。單桿活塞缸結(jié)構(gòu)如下圖所示，其結(jié)構(gòu)由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿等主要部分組成。缸筒11和前后端蓋2、17用四個拉桿和螺栓1緊固連成一體?；钊?通過半環(huán)6、軸套5和軸用擋圈4構(gòu)成的半環(huán)連接固定在活塞桿12上，這種連接方式工作可靠。為了保證形成的油腔具有可靠的密封和防止泄漏，在前后端蓋和缸筒之間、缸筒和活塞之間、活塞和活塞桿之間及活塞桿與后端蓋之間都分別設置了相應的密封圈3、7、8和15。為了防止活塞桿在運動時發(fā)生軸線偏斜，后端蓋和活塞桿之間還裝有導向套14，同時安裝了防塵圈16，目的是防止臟物和灰塵進入液壓缸內(nèi)部。1—螺栓；2—前端蓋；3，8—O形密封圈；4—軸用擋圈；5—軸套；6—半環(huán)；7，15—Y形密封圈；9—活塞；10—緩沖套；11—缸筒；12—活塞桿；13—進出油口；14—導向套；16—防塵圈；17—后端蓋。圖12 單桿活塞缸結(jié)構(gòu)1

液壓傳動緩沖套10可以使活塞及活塞桿在右移行程終端處減速，以防止或減弱活塞對端蓋的撞擊。端蓋上開設的油口布置在缸筒的最上方，以便回油時將油液中夾雜的少量空氣帶回油箱溢出。1—螺栓；2—前端蓋；3，8—O形密封圈；4—軸用擋圈；5—軸套；6—半環(huán)；7，15—Y形密封圈；9—活塞；10—緩沖套；11—缸筒；12—活塞桿；13—進出油口；14—導向套；16—防塵圈；17—后端蓋。圖12 單桿活塞缸結(jié)構(gòu)1

液壓傳動（2）雙桿活塞缸。雙活塞桿液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上也由缸筒組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置等五大部分組成，如下圖所示。圖13 雙桿活塞缸結(jié)構(gòu)2.

液壓馬達液壓馬達是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它是將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，它與液壓缸的不同之處在于液壓馬達輸出的是旋轉(zhuǎn)運動，而液壓缸輸出的是直線運動或擺動。液壓馬達的類型有齒輪式、葉片式和柱塞式三種。置，葉片底部應始終通有壓力油。1

液壓傳動齒輪式液壓馬達。齒輪式液壓馬達結(jié)構(gòu)與齒輪式液壓泵類似，主要用于高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩的場合，也用作笨重物體旋轉(zhuǎn)的傳動裝置。由于笨重物體的慣性起到飛輪的作用，可以補償旋轉(zhuǎn)的波動，因而齒輪式液壓馬達在起重設備中應用比較多。但是齒輪式液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的脈動較大，徑向力不平衡，在低速及負荷變化時運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性較差。葉片式液壓馬達。葉片式液壓馬達如右圖所示，它是利用作用在轉(zhuǎn)子葉片上的壓力差工作的，其輸出轉(zhuǎn)矩與液壓馬達的排量及進、出油口壓力差有關，轉(zhuǎn)速由輸入流量決定。葉片式液壓馬達的葉片一般徑向放圖14 葉片式液壓馬達1

液壓傳動（3）柱塞式液壓馬達。下圖所示為柱塞式液壓馬達結(jié)構(gòu)原理，柱塞式液壓馬達根據(jù)柱塞的排列方式不同，可分為徑向柱塞式液壓馬達和軸向柱塞式液壓馬達。柱塞泵和柱塞式液壓馬達的結(jié)構(gòu)基本相同，工作原理是可逆的，一般的柱塞泵都可用作液壓馬達。柱塞式液壓馬達由于排量較小，輸出轉(zhuǎn)矩不大，所以是一種高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達。圖15 柱塞式液壓馬達結(jié)構(gòu)原理1—斜盤；2—柱塞；3—缸體；4—配油盤（三）液壓控制元件（液壓控制閥）液壓控制閥是液壓控制系統(tǒng)中用來控制液體壓力、流量和方向的元件。其中，控制壓力的稱為壓力控制閥，控制流量的稱為流量控制閥，控制通、斷和流向的稱為方向控制閥。液壓控制閥（簡稱液壓閥）在液壓系統(tǒng)中的功用是通過控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中油液的流向、壓力和流量，使執(zhí)行器及其驅(qū)動的工作機構(gòu)獲得所需的運動方向、推力（轉(zhuǎn)矩）及運動速度（轉(zhuǎn)速）等。任何一個液壓系統(tǒng)，不論其如何簡單，都不能缺少液壓閥。同一工作目的的液壓機械設備，通過液壓閥的不同組合使用，可以組成油路結(jié)構(gòu)截然不同的多種液壓系統(tǒng)方案。因此，液壓閥是液壓系統(tǒng)中品種與規(guī)格最多、應用最廣泛、最活躍的部分（元件）。液壓系統(tǒng)能否按照既定要求正常可靠地運行，在很大程度上取決于其中所采用的各種液壓閥的性能優(yōu)劣及參數(shù)匹配是否合理。1

液壓傳動1.

壓力控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中的壓力，或利用系統(tǒng)中的壓力的變化來控制其他液壓元件動作的元件稱為壓力控制閥。它是利用作用于閥芯上液壓力與彈簧力相平衡的原理來完成工作的。1

液壓傳動圖17 先導式溢流閥壓力控制閥按用途分為溢流閥、減壓閥和順序閥。（1）溢流閥。溢流閥能控制液壓系統(tǒng)在達到調(diào)定壓力時保持恒定狀態(tài)，起溢流、穩(wěn)壓和限壓保護作用。用于過載保護的溢流閥稱為安全閥。當系統(tǒng)發(fā)生故障，壓力升高到可能造成破壞的限定值時，閥口會打開而溢流，以保證系統(tǒng)的安全。溢流閥可分為直動式溢流閥（圖16）和先導式溢流閥（圖17）兩種。圖16 直動式溢流閥1—閥體；2—閥芯；3—彈簧；4—調(diào)壓螺桿1—主閥彈簧；2—主閥芯；3—阻尼孔；4—先導閥；5－調(diào)壓彈簧1

液壓傳動（2）減壓閥。減壓閥能降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，使同一系統(tǒng)有兩個或多個不同壓力。減壓閥按它所控制的壓力功能不同，又可分為定值減壓閥（輸出壓力為恒定值）、定差減壓閥（輸入與輸出壓力差為定值）和定比減壓閥（輸入與輸出壓力間保持一定的比例）；按結(jié)構(gòu)可分為直動型減壓閥（圖18）和先導型減壓閥（圖19）。圖18 直動型減壓閥圖19 先導型減壓閥1—調(diào)壓螺栓；2—調(diào)壓彈簧；3—閥芯；4—閥體1—主閥芯；2—主閥閥體；3—主閥彈簧；4—錐閥；5—先導閥閥體；6—調(diào)壓彈簧；7—調(diào)壓螺帽；a—軸心孔；b—阻尼孔；c，d—通孔1

液壓傳動（3）順序閥。順序閥能利用液壓系統(tǒng)中的壓力變化來控制油路的通斷，從而實現(xiàn)某些液壓元件按一定的順序動作，即能使一個執(zhí)行元件（如液壓缸、液壓馬達等）動作以后，再按順序使其他執(zhí)行元件動作。按控制油路連接方式可分為內(nèi)控式和外控式順序閥，按結(jié)構(gòu)和工作原理可分為直動型順序閥（圖20）和先導型順序閥（圖21）。圖20 直動型順序閥圖21 先導型順序閥1

液壓傳動2.

流量控制閥流量控制閥利用調(diào)節(jié)閥芯和閥體間的節(jié)流口面積和它所產(chǎn)生的局部阻力對流量進行調(diào)節(jié)，從而控制執(zhí)行元件的運動速度。流量控制閥按用途分為以下5種。（1）節(jié)流閥（圖22）。節(jié)流閥在調(diào)定節(jié)流口面積后，能使載荷壓力變化不大和運動均勻性要求不高的執(zhí)行元件的運動速度基本上保持穩(wěn)定。圖22 節(jié)流閥1

液壓傳動圖23 調(diào)速閥結(jié)構(gòu)原理（2）調(diào)速閥（圖23）。調(diào)速閥在載荷壓力變化時能保持節(jié)流閥的進出口壓差為定值。這樣，在節(jié)流口面積調(diào)定以后，不論載荷壓力如何變化，調(diào)速閥都能保持通過節(jié)流閥的流量不變，從而使執(zhí)行元件的運動速度穩(wěn)定。1—減壓閥閥芯；2—節(jié)流閥閥芯；3—溢流閥1

液壓傳動圖24 單向閥結(jié)構(gòu)原理3.

方向控制閥單向閥。單向閥只允許流體在管道中單向接通，反向即切斷。如下圖所示，當壓力油從進油口P1流入，從出油口P2流出。反向時，因油口P2一側(cè)的壓力油將閥芯緊壓在閥體上，使閥口關閉，液壓油不能流動到P1一側(cè)。換向閥。換向閥可以改變不同管路間的通、斷關系，根據(jù)閥芯在閥體中的工作位置數(shù)分兩位、三位等，根據(jù)所控制的通道數(shù)分兩通、三通、四通、五通等，如二位二通、三位三通，三位五通等，根據(jù)閥芯驅(qū)動方式分手動、機動、電磁、液動等。1—減壓閥閥芯；2—節(jié)流閥閥芯；3—溢流閥1

液壓傳動一個換向閥的完整符號應具有工作位置數(shù)、通口數(shù)和在各工作位置上閥口的連通關系、控制方法以及復位、定位方法等。如下圖所示為三位四通電磁換向閥。圖25 三位四通電磁換向閥其中，“位”是指閥與閥的切換工作位置數(shù)，用方格表示。其中，“通”指閥的通路口數(shù)，即箭頭“↑”或封閉符號“⊥”與方格的交點數(shù)。三位閥的中格、兩位閥畫有彈簧的一格為閥的常態(tài)位。常態(tài)位應繪出外部連接油口（格外短豎線）的方格。工作位置數(shù)和通路數(shù)表示如下圖所示。（a）二位二通（常開） （b）二位三通 （c）二位四通（d）二位五通（e）三位五通圖26 閥的工作位置數(shù)和通路數(shù)（f）三位四通（四）液壓基本回路液壓基本回路是指由某些液壓元件和附件所構(gòu)成的能完成某種特定功能的回路。液壓基本回路根據(jù)其功能的不同可以分為方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路和順序動作控制回路四大類。1.

方向控制回路在液壓系統(tǒng)中，控制執(zhí)行元件的啟動、停止（包括鎖緊）及換向的回路。方向控制回路主要有換向回路和鎖緊回路兩種。（1）換向回路。換向回路用來控制執(zhí)行元件的運動方向。如圖27所示，當換向閥接通左位時，液壓泵的油液通往液壓缸的無桿腔，使活塞向右運動；當換向閥接通右位時，液壓泵的油液通往液壓缸的有桿腔，使活塞向左運動。圖28所示為三位四通手動換向回路。1

液壓傳動1

液壓傳動（1）換向回路。換向回路用來控制執(zhí)行元件的運動方向。如圖27所示，當換向閥接通左位時，液壓泵的油液通往液壓缸的無桿腔，使活塞向右運動；當換向閥接通右位時，液壓泵的油液通往液壓缸的有桿腔，使活塞向左運動。圖28所示為三位四通手動換向回路。圖27 二位四通電磁換向閥的換向回路圖

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三位四通手動換向閥的換向回路1

液壓傳動（2）鎖緊回路。鎖緊回路能使執(zhí)行元件能在任意位置上停留以及停止工作時防止因受外力作用而發(fā)生移動。如左圖所示，當換向閥處于中位時，液壓缸的進出口都將被封閉，此時可以將液壓缸鎖緊。右圖所示為采用液控單向閥的鎖緊回路。圖

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三位四通電磁換向閥的鎖緊回路圖30 采用液控單向閥的鎖緊回路1

液壓傳動圖

31 采用溢流閥的調(diào)壓回路2.

壓力控制回路在液壓系統(tǒng)中，利用壓力控制閥來調(diào)節(jié)系統(tǒng)或系統(tǒng)某一部分的壓力的回路稱為壓力控制回路。壓力控制回路可以實現(xiàn)調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷等功能。因此壓力控制回路主要有調(diào)壓回路、減壓回路、增壓回路和卸荷回路四種。（1）調(diào)壓回路。調(diào)壓回路能使液壓系統(tǒng)整體或某一部分的壓力保持恒定或不超過某個數(shù)值，調(diào)壓功能主要由溢流閥完成，如右圖所示。1

液壓傳動減壓回路。減壓回路能使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較低的穩(wěn)定壓力，減壓功能主要由減壓閥完成，如左圖.增壓回路。增壓回路能使系統(tǒng)中局部油路或個別執(zhí)行元件的壓力得到比主系統(tǒng)壓力高得多的壓力，如右圖.圖32 采用減壓閥的減壓回路圖33 采用增壓液壓缸的增壓回路1

液壓傳動（4）卸荷回路。卸荷回路能使液壓泵驅(qū)動電動機不頻繁啟閉，讓液壓泵在接近零壓的情況下運轉(zhuǎn)，以減少功率損失和系統(tǒng)發(fā)熱，延長泵和電動機的使用壽命，如下圖所示。圖34 二位二通換向閥卸荷回路圖35 三位四通換向閥構(gòu)成的卸荷回路1

液壓傳動圖36 進油節(jié)流調(diào)速回路（1）調(diào)速回路。調(diào)速回路用于調(diào)節(jié)工作行程速度，常見的調(diào)速回路有進油節(jié)流調(diào)速回路、回油節(jié)流調(diào)速回路和變量泵的容積調(diào)速回路。①

進油節(jié)流調(diào)速回路。右圖所示的進油節(jié)流調(diào)速回路中，將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵與液壓缸之間。泵輸出的油液一部分經(jīng)節(jié)流閥進入液壓缸的工作腔，泵多余的油液經(jīng)溢流閥流回油箱。由于溢流閥有溢流作用，泵的出口壓力pB保持恒定。調(diào)節(jié)節(jié)流閥通流截面積，即可改變通過節(jié)流閥的流量，從而調(diào)節(jié)液壓缸的運動速度。1

液壓傳動圖37 回油節(jié)流調(diào)速回路 圖38 變量泵的容積調(diào)速回路②

回油節(jié)流調(diào)速回路。如左圖所示的回油節(jié)流調(diào)速回路，將節(jié)流閥串接在液壓缸與油箱之間，調(diào)節(jié)節(jié)流閥流通面積，可以改變從液壓缸流回油箱的流量，從而調(diào)節(jié)液壓缸運動速度。③

變量泵的容積調(diào)速回路。右圖所示的變量泵容積調(diào)速回路，依靠改變液壓泵的流量來調(diào)節(jié)液壓缸速度的回路。液壓泵輸出的壓力油全部進入液壓缸，推動活塞運動。改變液壓泵輸出油量的大小，從而調(diào)節(jié)液壓缸運動速度。溢流閥起安全保護作用，該閥平時不打開，在系統(tǒng)過載時才打開，從而限定系統(tǒng)的最高壓力。1

液壓傳動（2）速度換接回路。速度換接回路是使不同速度相互轉(zhuǎn)換的回路。常見的速度換接回路有液壓缸差動連接速度換接回路、短接流量閥速度換接回路、串聯(lián)調(diào)速閥速度換接回路以及并聯(lián)調(diào)速閥速度換接回路。①

液壓缸差動連接速度換接回路。它是利用液壓缸差動連接獲得快速運動的回路。如右圖所示，液壓缸差動連接，當相同流量進入液壓缸時，其速度提高。圖中用一個二位三通電磁換向閥來控制快慢速度的轉(zhuǎn)換。圖39 液壓缸差動連接速度換接回路1

液壓傳動②

短接流量閥速度換接回路。它是采用短接流量閥獲得快慢速運動的回路。圖38所示為二位二通電磁換向閥左位工作，回路回油節(jié)流，液壓缸慢速向左運動。當二位二通電磁換向閥右位工作時（電磁鐵通電），流量閥（調(diào)速閥）被短接，回油直接流回油箱，速度由慢速轉(zhuǎn)換為快速。圖中的二位四通電磁換向閥用于實現(xiàn)液壓缸運動方向的轉(zhuǎn)換。圖

40

短接流量閥速度換接回路1

液壓傳動圖

42

并聯(lián)調(diào)速閥速度換接回路換由二位三通電磁換向閥控制③

串聯(lián)調(diào)速閥速度換接回路。它是采用串聯(lián)調(diào)速閥獲得速度換接的回路。左圖為二位二通電磁換向閥左位工作，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)調(diào)速閥A后，通過二位二通電磁換向閥進入液壓缸，液壓缸工作速度由調(diào)速閥A調(diào)節(jié)；當二位二通電磁換向閥右位工作時（電磁鐵通電），液壓泵輸出的壓力油通過調(diào)速閥A，須再經(jīng)調(diào)速閥B后進入液壓缸，液壓缸工作速度由調(diào)速閥B調(diào)節(jié)。④

并聯(lián)調(diào)速閥速度換接回路。它是采用并聯(lián)調(diào)速閥獲得速度換接的回路。如右圖所示，兩工作進給速度分別由左右兩個調(diào)速閥調(diào)節(jié)，速度轉(zhuǎn)圖41 串聯(lián)調(diào)速閥速度換接回路1

液壓傳動4.

順序動作控制回路順序動作控制回路能實現(xiàn)系統(tǒng)中執(zhí)行元件動作先后次序。如右圖所示，當電磁鐵通電時，換向閥左位接入系統(tǒng)，泵的輸油進入夾緊缸無桿腔，活塞右移實現(xiàn)夾緊動作；夾緊結(jié)束后，系統(tǒng)壓力升高，使順序閥A打開，泵的油液進入鉆孔缸的無桿腔，活塞右移實現(xiàn)加工；加工完畢，電磁鐵斷電，換向閥右位接入系統(tǒng)，泵的輸油進入加工缸有桿腔，活塞左移實現(xiàn)快退動作；快退結(jié)束后，系統(tǒng)壓力升高，使順序閥B打開，泵的油液進入夾緊缸的有桿腔，活塞左移松開工件。為保證順序動作的可靠性，順序閥的調(diào)定壓力應大于先動作缸的最高工作壓力0.8～1

MPa。圖43 采用兩個單向順序閥順序動作控制回路任務二

氣壓傳動2

氣壓傳動下圖所示為鐵路車輛自動空氣制動系統(tǒng)，制動執(zhí)行部件為閘瓦制動裝置。制動時閘瓦10壓緊車輪12，輪、瓦間發(fā)生摩擦，車輛的動能大部分通過輪、瓦間的摩擦變成熱能，經(jīng)車輪與閘瓦最終逸散到大氣中對車輛實現(xiàn)制動。1—空氣壓縮機；2—總風缸；3—總風缸管；4—制動閥；5—列車管；6—制動缸；7—基礎制動裝置；8—制動缸緩解彈簧；9—制動缸活塞；10—閘瓦；11—制動閥Ex口；12—車輪；13—三通閥；14—副風缸；15—給氣閥；16—三通閥排氣口；I—緩解位；Ⅱ—保壓位；Ⅲ—制動位。圖44 鐵路車輛自動空氣制動系統(tǒng)一、氣壓傳動工作原理氣壓傳動和液壓傳動的原理類似，所不同的是氣壓傳動以壓縮氣體為工作介質(zhì)，靠氣體的壓力實現(xiàn)動力的傳遞。傳遞動力的系統(tǒng)是將壓縮氣體經(jīng)由管道和控制閥輸送給氣動執(zhí)行元件，把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能而做功。二、氣壓傳動的組成氣壓傳動由氣源、氣動執(zhí)行元件、氣動控制元件和氣動輔元件組成，如下圖所示。氣源一般由空氣壓縮機提供。氣動執(zhí)行元件把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，用來驅(qū)動工作部件，包括氣缸和氣動馬達。氣動控制閥用來調(diào)節(jié)氣流的方向、壓力和流量，它可分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。氣動輔件包括凈化空氣用的分水濾氣器，改善空氣潤滑性能的油霧器，消除噪聲的消聲器，管子連接件等。2

氣壓傳動二、氣壓傳動的組成氣壓傳動由氣源、氣動執(zhí)行元件、氣動控制元件和氣動輔元件組成，如下圖所示。2

氣壓傳動圖45 氣壓傳動系統(tǒng)圖（一）空氣壓縮機空氣壓縮機是氣源裝置中的主體，它是將原動機（通常是電動機）的機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。空氣壓縮機的種類很多，按工作原理可分為容積式壓縮機、往復式壓縮機、離心式壓縮機。容積式壓縮機的工作原理是壓縮氣體的體積，使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加，從而提高壓2

氣壓傳動圖46 鐵路機車用NPT5型空氣壓縮機工作原理縮空氣的壓力；離心式壓縮機的工作原理是提高氣體分子的運動速度，使氣體分子具有的動能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，從而提高壓縮空氣的壓力；往復式壓縮機（的工作原理是直接壓縮氣體，當氣體達到一定壓力后排出。圖3所示為NPT5型空氣壓縮機，該壓縮機為三缸活塞式壓縮機，主要配置在SS3、DF4B、DF4D、DF7G型鐵路機車上。2

氣壓傳動圖48 氣液阻尼氣缸（二）氣動執(zhí)行元件氣壓傳動系統(tǒng)中的氣動執(zhí)行元件主要有氣缸和氣馬達兩種。1.

氣 缸氣缸的分類有多種。（1）按壓縮空氣的作用方向分，有單作用氣缸和雙作用氣缸（圖47）。按氣缸的結(jié)構(gòu)特征分，主要有活塞式氣缸、葉片式氣缸、薄膜式氣缸、伸縮式氣缸等。按氣缸的功能分，有普通氣缸和特殊氣缸。常用的特殊氣缸如氣液阻尼氣缸（圖48）、沖擊氣缸、回轉(zhuǎn)氣缸、無油潤滑氣缸等。圖47 雙作用單活塞桿氣缸及圖形符號理2

氣壓傳動圖49 葉片式氣馬達的工作原理2.

氣馬達氣馬達是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機械能的裝置，在氣壓傳動中使用最廣泛的是葉片式和活塞式氣動馬達。右圖所示為葉片式氣馬達的工作原理，當壓縮空氣從進氣口A進入氣室后立即噴向葉片3，作用在葉片3的外伸部分，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩帶動轉(zhuǎn)子2做逆時針轉(zhuǎn)動，輸出旋轉(zhuǎn)的機械能，廢氣從排氣口C排出，殘余氣體則經(jīng)B排出（二次排氣）。若進、排氣口互換，則轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，輸出相反方向的機械能。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的離心力和葉片底部的氣壓力、彈簧力（圖中未畫出）使得葉片緊密地抵在定子1的內(nèi)壁上，以保證密封，提高容積效率。1—定子；2—轉(zhuǎn)子；3—葉片（三）氣壓控制元件氣壓控制元件是指控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣壓力、流量和流向的控制元件，主要包括方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥1.

方向控制閥單向閥：只能使氣流沿一個方向流動，不允許氣流反向倒流（圖50）。換向閥：利用換向閥閥芯相對閥體的運動，使氣路接通或斷開，從而使氣動