自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動課件

自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動2023/12/6自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動液壓驅(qū)動氣壓驅(qū)動電力驅(qū)動總稱電氣驅(qū)動（傳動）目前，電力驅(qū)動優(yōu)勢明顯，所占比重越來越大。但在需要出力大或有防爆要求的場合，液壓和氣壓驅(qū)動仍應(yīng)用較多。運動控制系統(tǒng)常用的驅(qū)動方式自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動液壓驅(qū)動以油（水）作為工作介質(zhì)。液壓驅(qū)動優(yōu)于電力驅(qū)動的根本之處是它的本質(zhì)安全性，不存在電弧，可在易燃易爆環(huán)境下使用，保證安全。液壓技術(shù)涉及不可壓縮的液體的運動，遵循帕斯卡定律。帕斯卡定律指出壓力在液體中的各個方向上相等的傳遞。5.1液壓驅(qū)動動的基本原理自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動F1F2S1S2圖5-1液壓驅(qū)動原理F1/F2=S1/S2自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動液壓系統(tǒng)中有五種元件驅(qū)動裝置：電動機或其它動力機泵：增加液體的壓力控制閥：控制液體的流動與流向執(zhí)行元件：把液體輸入轉(zhuǎn)化為機械輸出負(fù)載：運動部件5.2液壓驅(qū)動的基本元件自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動液壓缸換向閥溢流閥壓力表液壓泵濾油器油箱圖5-2液壓系統(tǒng)的組成電磁鐵復(fù)位彈簧xiaye自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動一種執(zhí)行元件是液壓缸，液壓缸分為：直線往復(fù)式和擺動式二種；直線往復(fù)式又有單作用與雙作用；單出桿與雙出桿；活塞式與柱塞式等區(qū)別。單作用指的是液壓只能在一個方向上推動活塞，活塞的返回要靠彈簧。圖5-2即為雙作用單出桿活塞缸。5.2液壓驅(qū)動的基本元件自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動控制元件為各種各樣的閥溢流閥的作用是在壓力過大時讓部分油返回油箱。換向閥只具有開關(guān)切換的功能，控制活塞的運動與運動方向。單向閥防止液壓油逆向流動。節(jié)流閥可以改變流阻，連續(xù)調(diào)解流量。5.2液液驅(qū)動的基本元件自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動三位四通換向閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)閥體可滑動的閥芯四個出入口A、B、P和T取決于閥芯的位置，這四個出入口形成可反向的來回二個油路。該換向閥有三位，由二個電磁鐵控制。5.3典型的控制元件

—三位四通換向閥自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動APBTABPT閥體閥芯二個電磁鐵都不通電，閥芯處于中間位置不動，二路油路都不通。閥芯在電磁鐵的作用下可左右滑動圖5-3自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動APBTABPT左邊電磁鐵得電，閥芯左移，油路P→B通，A→T通圖5-4自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動APBTABPT右邊電磁鐵得電，閥芯右移，油路P→A通，B→T通圖5-5自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動和電路圖一樣，液壓系統(tǒng)也用各種符號表示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成，圖5-6表示了一個典型的液壓系統(tǒng)。圖中的三位四通閥可以控制液壓缸完成二個方向的運動，如向上/向下、左向/右向等，能在任意中間位置停留(二個電磁閥均失電)，節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)活塞右移的速度。在自動化系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用。5.4液壓系統(tǒng)的組成自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動壓力表溢流閥換向閥單向閥節(jié)流閥液壓缸執(zhí)行部分控制部分動力部分液壓泵濾油器油箱圖5-6液壓系統(tǒng)的組成電磁鐵YA1電磁鐵YA2上頁自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動組合機床等加工設(shè)備的進給運動可以用液壓動力滑臺來實現(xiàn)?；_運動靠液壓缸驅(qū)動，用電磁閥控制。動力滑臺的工作循環(huán)是：快進→工進→快退→原位停止，工作循環(huán)過程如圖5-7所示。

5.5應(yīng)用例子-液壓動力滑臺自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動圖5-7

工作循環(huán)過程SB1啟動SQ2快進工進SQ3快退SQ1停止SB1：啟動按鈕；SQ1、SQ2、SQ3：行程開關(guān)自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動三位五通電磁換向閥單向閥節(jié)流閥液壓缸液壓泵濾油器油箱圖5-8滑臺液壓傳動系統(tǒng)YA1YA2YA3油箱二位二通電磁換向閥濾油器§滑臺自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動滑臺在原位，擋鐵壓下SQ1，SQ1動合觸點閉合。按下啟動按鈕SB1，中間繼電器KA1得電動作并自鎖，動合觸點閉合使三位五通電磁閥電磁鐵YA1、二位二通電磁閥電磁鐵YA3同時得電。動力滑臺快進（圖5-9自動）自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動此時從液壓泵輸出的液壓油由三位五通換向閥左位流入液壓缸無桿腔，推動活塞桿快速右移，液壓缸的有桿腔回液經(jīng)三位五通閥左位另側(cè)、二位二通電磁閥左位流出進入液壓缸的無桿腔，形成差動連接?；钊麠U快速右移，帶動動力滑臺快速進給。動力滑臺快進（圖5-9自動）自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動動力滑臺快速進給中，擋塊壓下SQ2，SQ2動合觸點閉合，中間繼電器線圈KA2得電動作，其動斷觸點斷開使電磁鐵YA3失電，其動合觸點閉合，使KA2線圈自鎖。動力滑臺工進（圖5-9自動）自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動此時，液壓系統(tǒng)三位五通換向閥左位和二位二通閥常態(tài)（右位）進入系統(tǒng)。從液壓泵輸出經(jīng)三位五通換向閥左位流入液壓缸無桿腔，推動活塞右移，有桿腔的液壓油流出經(jīng)三位五通換向閥的左位另側(cè)→節(jié)流閥→濾油器→流回油箱。由于節(jié)流閥的作用，回油流量減少，活塞桿右移速度減慢，動力滑臺進入工作進給。動力滑臺工進（圖5-9自動）自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動動力滑臺工作進給到達(dá)終點時，擋鐵壓下SQ3，SQ3動合觸點閉合，中間繼電器KA3線圈得電并自鎖，KA3動斷觸點斷開，使電磁鐵YA1、YA3同時失電；KA3動合觸點閉合，使電磁鐵YA2得電。此時，從液壓泵輸出的液壓油經(jīng)三位五通換向閥右位進入液壓缸有桿腔，推動活塞桿左移，無桿腔的回油經(jīng)三位五通換向閥右位左側(cè)流回油箱，帶動動力滑臺快退。動力滑臺快退（圖5-9自動）自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動動力滑臺快退到原位時，擋鐵壓下SQ1，SQ1動斷觸點斷開，中間繼電器KA3線圈失電，KA3動合觸點斷開，電磁鐵YA2失電，從液壓泵輸出的液壓油經(jīng)三位五通換向閥中間位直接流回油箱，動力滑臺原位停止。動力滑臺原位停止（圖5-9自動）自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動

表5-1電磁閥動作順序+得電；-失電電磁閥轉(zhuǎn)換主令YA1YA2YA3工步快進工進快退原位停止SB1

SQ2SQ3SQ1+-+

+--+---自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動

圖5-9液壓動力滑臺電氣控制電路圖

KA1YA1YA3KA2KA3YA2SA手動自動SB1SQ1KA3KA3

KA1KA1

KA2SQ2KA2

SQ3SB2KA3KA3SQ1返回18返回19返回20返回21自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動電液伺服閥與電磁換向閥不同，它能調(diào)節(jié)液路的開度。即閥的開度（開口量）與輸入信號成正比，因此輸出流量與輸入信號成正比，故也稱流量控制型電液伺服閥或線性閥。5.6電液伺服閥與液壓伺服系統(tǒng)自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動電液伺服閥的一種是噴嘴擋板式結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)噴嘴與擋板之間的距離，可以調(diào)節(jié)流量和壓力，如圖5-10所示。圖5-10中，擋板的位置在中間時，壓力P1=P2，活塞靜止不動；擋板的位置偏左時，壓力P1增大P2減小，活塞向右移動；擋板的位置偏右時，壓力P2增大P1減小，活塞向左移動。電液伺服閥自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動圖5-10噴嘴擋板結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)壓力與活塞的位置擋板噴嘴壓力油油缸活塞噴嘴自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動圖5-11電液伺服閥實物自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動圖5-12電液伺服閥刨視圖自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動圖5-13自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動如圖5-13所示，噴嘴擋板式電液伺服閥的二個出油口A、B與液壓缸的二個油口相通，用閉環(huán)的方式控制液壓缸活塞的位置（工作臺與活塞桿連在一起），也就是控制工作臺的位置。電液伺服閥位置控制系統(tǒng)工作原理自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動用一個電位器對工作臺進行位置測量，用另一個電位器作位置給定。位置誤差體現(xiàn)為二個電位器活動觸點間的電位差，位置誤差通過差分放大驅(qū)動一個電液伺服閥。電液伺服閥位置控制系統(tǒng)工作原理自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動電液伺服閥的驅(qū)動電流為零時，擋板處于中間位置；驅(qū)動電流為正時，擋板向左偏；驅(qū)動電流為負(fù)時，擋板向右偏。擋板不在中間位置時，活塞二邊的壓力不相等，造成活塞移動，推動工作臺的移動，直到位置誤差為零，致使驅(qū)動電流為零并進一步致使伺服閥擋板處于中間位置，使工作臺保持位置誤差為零。電液伺服閥位置控制系統(tǒng)工作原理自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動圖5-14射流管型電液伺服閥自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動利用空氣壓縮機將電動機或其它原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能，在控制元件和輔助元件的配合下，通過執(zhí)行元件把空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械功。氣壓傳動的工作介質(zhì)是壓縮空氣，與液壓傳動不同之處在于工作介質(zhì)是可壓縮的，而液壓傳動的工作介質(zhì)是不可壓縮的。5.7氣壓驅(qū)動系統(tǒng)自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動電動機空氣壓縮機儲氣罐壓力閥方向閥邏輯元件限位開關(guān)氣缸圖5-15氣壓傳動系統(tǒng)的組成自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動氣壓傳動系統(tǒng)的一般組成如圖5-15所示，系統(tǒng)中的工作介質(zhì)是可壓縮的無需回收的空氣。氣動系統(tǒng)的優(yōu)點是重量輕、成本低、具有積木性，很容易給各個驅(qū)動裝置接上壓縮空氣管道，并利用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組建起一個任意復(fù)雜的系統(tǒng)。5.7氣壓傳動系統(tǒng)自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動（1）氣壓發(fā)生裝置電動機、空氣壓縮機、儲氣罐（2）控制元件壓力閥、方向閥、流量閥等（3）執(zhí)行元件氣缸、馬達(dá)等（4）輔助元件過濾器、干燥器、油霧器、消聲器等氣動系統(tǒng)中的元件的大致分為以下幾類自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動工作介質(zhì)空氣來源方便，用后排氣處理簡單，不污染環(huán)境。壓縮空氣可集中供氣，遠(yuǎn)距離輸送。氣動動作迅速、反應(yīng)快、維護簡單、管路不易堵塞，不存在介質(zhì)變質(zhì)、補充和更換的問題?？砂踩膽?yīng)用于易燃易爆的場合。氣壓傳動的優(yōu)點自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動氣動系統(tǒng)壓力等級低，因此裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護方便，使用較為安全?？諝饩哂锌蓧嚎s性，氣動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過載自動保護。氣壓傳動的優(yōu)點自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動由于空氣具有可壓縮性，所以氣缸的動作速度易受負(fù)載變化的影響。工作壓力較低（一般為0.4～0.8MPa）,因而氣動系統(tǒng)輸出力較小。氣動系統(tǒng)有較大的排氣噪聲，所以系統(tǒng)中往往要用消聲器。工作介質(zhì)本身沒有潤滑性，需另加油霧氣給油潤滑。氣壓傳動的缺點自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動多數(shù)氣動系統(tǒng)是完成確定位置間的運動，例如圖5-15中的氣缸的頂桿接觸到安裝于特定位置的限位開關(guān)，限位開關(guān)的通斷將通過邏輯元件實現(xiàn)某種程序決定的位置控制。操作簡單是氣動系統(tǒng)的主要優(yōu)點，可以完成大量點位操作的任務(wù)。氣動系統(tǒng)的應(yīng)用自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動ABCD齒條齒輪軸承圖5-16氣動機械手自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動圖5-16所示機械手有四個氣缸組成，可在三維坐標(biāo)中工作。圖中A缸為夾緊缸，活塞退回時夾緊工件，伸出時松開工件。B缸為長臂伸縮缸，可實現(xiàn)伸出和縮回動作。C缸為立柱升降缸。D缸為立柱回轉(zhuǎn)缸，二個活塞分別裝在帶齒條的活塞桿二頭，齒條的往復(fù)運動帶動立柱上的齒輪旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)立柱的回轉(zhuǎn)。氣動機械手自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動多種不同功能的電磁閥在制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用，如圖5-17所示。電磁閥控制冷媒管路的通斷。溫控閥根據(jù)溫度傳感器測量的溫度值按比例的打開冷媒閥門的的開度，起調(diào)溫的作用。壓縮后的冷媒在冷凝器散熱，宜裝在室外。壓縮后的冷媒冷凝散熱，也可用來除霜。蒸發(fā)器吸熱（制冷），應(yīng)裝在室內(nèi)。電磁閥在制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動壓縮機冷媒入口冷媒出口冷凝器（散熱）電磁閥電磁閥溫控閥溫控閥蒸發(fā)器（吸熱）溫度檢測溫度檢測去霜旁路調(diào)節(jié)去霜電磁閥蒸發(fā)器圖5-17電磁閥在制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動泵、油箱、操縱桿自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動泵、油箱、電磁閥總成自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動油壓缸自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動液壓站自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動工程機械中大量使用液壓系統(tǒng)自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動液壓油缸自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動液壓油缸自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動汽車尾板使用的液壓系統(tǒng)自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動箱式車翼開液壓系統(tǒng)自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動油壓缸自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動裝載機液壓系統(tǒng)自動化工程應(yīng)用實例五-液壓氣動液壓手動閥自動化工程應(yīng)用實例五-液