第2章 執(zhí)行及驅(qū)動(dòng)技術(shù)

1、2.4 2.4 執(zhí)行及驅(qū)動(dòng)技術(shù)執(zhí)行及驅(qū)動(dòng)技術(shù)主講：黃平主講：黃平2.4.1 2.4.1 概念概念 執(zhí)行裝置就是執(zhí)行裝置就是“按照電信號(hào)的指令，將來(lái)自電、液壓和氣壓按照電信號(hào)的指令，將來(lái)自電、液壓和氣壓等各種能源的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)等方式的機(jī)械能的等各種能源的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)等方式的機(jī)械能的裝置裝置”。 一、定義一、定義氣動(dòng)馬達(dá)氣缸氣動(dòng)執(zhí)行裝置可動(dòng)線圈螺線管直線電機(jī)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)）電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)（步進(jìn)電機(jī)）電機(jī)交流（）電機(jī)直流（實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行裝置液壓馬達(dá)液壓油缸液壓執(zhí)行裝置按利用的能源分類DDACDC二、分類二、分類三、特點(diǎn)三、特點(diǎn)1.電動(dòng)執(zhí)行裝置電動(dòng)執(zhí)行裝置優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 以

2、電源為能源，在大多數(shù)情況下容易得到；以電源為能源，在大多數(shù)情況下容易得到；容易控制：容易控制：可靠性、穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性好；可靠性、穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性好；與計(jì)算機(jī)等控制裝置的接口簡(jiǎn)單。與計(jì)算機(jī)等控制裝置的接口簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)缺點(diǎn)在多數(shù)情況下，為了實(shí)現(xiàn)一定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，必在多數(shù)情況下，為了實(shí)現(xiàn)一定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，必須使用齒輪等運(yùn)動(dòng)傳遞和變換機(jī)構(gòu)；須使用齒輪等運(yùn)動(dòng)傳遞和變換機(jī)構(gòu)；容易受載荷的影響；容易受載荷的影響；獲得大功率比較困難。獲得大功率比較困難。2.液壓執(zhí)行裝置優(yōu)點(diǎn)容易獲得大功率；功率/重量比大，可以減小執(zhí)行裝置的體積；剛度高，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度的位置控制；通過(guò)流量控制可以實(shí)現(xiàn)無(wú)

3、級(jí)變速。缺點(diǎn)必須對(duì)油的溫度（防爆炸）和污染進(jìn)行控制，穩(wěn)定性較差；有因漏油而發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)；液壓油源和進(jìn)油、回油管路等附屬設(shè)備占空間較大。3.氣功執(zhí)行裝置優(yōu)點(diǎn) 利用汽缸可以實(shí)現(xiàn)高速直線運(yùn)動(dòng)；利用空氣的可壓縮性容易實(shí)現(xiàn)力控制和緩沖控制；無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)和環(huán)境污染；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低。缺點(diǎn)由于空氣的可壓縮性，高精度的位置控制和速度控制都比較因難；雖然撞停等簡(jiǎn)單動(dòng)作速度較高，但在任意位置上停止的動(dòng)作速度很慢；能量效率較低。性能：比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目電動(dòng)式電動(dòng)式液壓式液壓式氣動(dòng)式氣動(dòng)式輸出功率/重量比小大中快速響應(yīng)特性中 20Hz大 100Hz小 10Hz簡(jiǎn)單動(dòng)作速度慢一般快控制特性良好一般差減速機(jī)構(gòu)需要不需要

4、不需要占用空間小大大使用環(huán)境良好差良好可靠性良好差一般防爆性能差一般良好價(jià)格一般貴便宜四、性能四、性能比較比較 1. 1.電動(dòng)執(zhí)行裝置雖然有功率不能太大的缺點(diǎn)，但由于其良電動(dòng)執(zhí)行裝置雖然有功率不能太大的缺點(diǎn)，但由于其良好的可控性、穩(wěn)定性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都得好的可控性、穩(wěn)定性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。在有利于環(huán)境保護(hù)的電動(dòng)汽車和混合能源汽車到了廣泛的應(yīng)用。在有利于環(huán)境保護(hù)的電動(dòng)汽車和混合能源汽車上也有希望得到應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)的用途很廣。上也有希望得到應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)的用途很廣。 2.2.液壓執(zhí)行裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是輸出功率大，因此，在軋制、液壓執(zhí)行裝置的最大優(yōu)點(diǎn)

5、是輸出功率大，因此，在軋制、成型、建筑機(jī)械等重型機(jī)械上和汽車、飛機(jī)上都得到了應(yīng)用。成型、建筑機(jī)械等重型機(jī)械上和汽車、飛機(jī)上都得到了應(yīng)用。 3.3.氣動(dòng)執(zhí)行裝置由于其重量輕、價(jià)格低、速度快等優(yōu)點(diǎn)，氣動(dòng)執(zhí)行裝置由于其重量輕、價(jià)格低、速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于工件的夾緊、輸送等生產(chǎn)線自動(dòng)化方面，應(yīng)用領(lǐng)域也很廣。適用于工件的夾緊、輸送等生產(chǎn)線自動(dòng)化方面，應(yīng)用領(lǐng)域也很廣。此外，在一些可以利用氣體可壓縮性的領(lǐng)域，也希望使用氣動(dòng)執(zhí)此外，在一些可以利用氣體可壓縮性的領(lǐng)域，也希望使用氣動(dòng)執(zhí)行裝置。行裝置。五、應(yīng)用五、應(yīng)用六、執(zhí)行元件的特點(diǎn)六、執(zhí)行元件的特點(diǎn)執(zhí)行裝置框圖執(zhí)行裝置框圖七、驅(qū)動(dòng)部件的作用七、驅(qū)動(dòng)部件的作用1

6、.功率放大 驅(qū)動(dòng)部件的功能就是把控制中心送來(lái)微小信號(hào)（電壓、電流、電脈沖等）作功率放大。有些信號(hào)不僅需要放大，還應(yīng)變換成相應(yīng)的氣壓信號(hào)，才能推動(dòng)氣壓式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 2.信號(hào)量的變換 執(zhí)行部件的位移、轉(zhuǎn)角等物理量不能直接反饋到系統(tǒng)的控制器，必須先變換成相應(yīng)的電信號(hào)量，然后才能反饋到系統(tǒng)的輸入端 3.系統(tǒng)匹配 驅(qū)動(dòng)部件的前面是控制器，驅(qū)動(dòng)部件的后面是執(zhí)行部件，因此，驅(qū)動(dòng)部件應(yīng)使它們諧調(diào)、匹配，以提高系統(tǒng)的效率，使整個(gè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。 各種驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件各種驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件2.4.2 2.4.2 電動(dòng)式電動(dòng)式二、電動(dòng)式執(zhí)行元件組成1.伺服電動(dòng)機(jī)2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3.力矩電動(dòng)機(jī)一、定義 利用電磁線圈將電能轉(zhuǎn)換成

7、電磁力，再通過(guò)電磁力做功帶動(dòng)負(fù)載，從而使電能變換成機(jī)械能。（一）伺服電動(dòng)機(jī)（一）伺服電動(dòng)機(jī) 定義定義1 1：輸出參數(shù)：輸出參數(shù)( (如位置、速度、加速度或力矩等如位置、速度、加速度或力矩等) )可被控制的交流或直流電動(dòng)機(jī)?？杀豢刂频慕涣骰蛑绷麟妱?dòng)機(jī)。 定義定義2 2：轉(zhuǎn)子或動(dòng)子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)受輸入電信號(hào)控制作快：轉(zhuǎn)子或動(dòng)子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)受輸入電信號(hào)控制作快速反應(yīng)的電動(dòng)機(jī)。速反應(yīng)的電動(dòng)機(jī)。1.定義定義 用作自動(dòng)控制裝置中執(zhí)行元件的微特電機(jī)。又稱執(zhí)行電用作自動(dòng)控制裝置中執(zhí)行元件的微特電機(jī)。又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。伺動(dòng)機(jī)。其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。伺服：

8、一詞源于希臘語(yǔ)服：一詞源于希臘語(yǔ)“奴隸奴隸”的意思。人們想把的意思。人們想把“伺服機(jī)構(gòu)伺服機(jī)構(gòu)”當(dāng)個(gè)得心應(yīng)手的馴服工具，服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作。在當(dāng)個(gè)得心應(yīng)手的馴服工具，服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作。在訊號(hào)來(lái)到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；訊號(hào)來(lái)到之后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)訊號(hào)來(lái)到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；訊號(hào)來(lái)到之后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)訊號(hào)消失，轉(zhuǎn)子能即時(shí)自行停轉(zhuǎn)。由于它的動(dòng)；當(dāng)訊號(hào)消失，轉(zhuǎn)子能即時(shí)自行停轉(zhuǎn)。由于它的“伺服伺服”性能，因此而得名。性能，因此而得名。 伺服電動(dòng)機(jī)可以把輸入的電壓信號(hào)變伺服電動(dòng)機(jī)可以把輸入的電壓信號(hào)變換成為電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出，在控制系統(tǒng)中常作換成為電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出，在控制

9、系統(tǒng)中常作為執(zhí)行元件，所以伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。改變輸入電為執(zhí)行元件，所以伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。改變輸入電壓的大小和方向就可以改變轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。壓的大小和方向就可以改變轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 5.作用作用 一般分為直流伺服和交流伺服一般分為直流伺服和交流伺服. . 對(duì)于直流伺服電動(dòng)機(jī)對(duì)于直流伺服電動(dòng)機(jī) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): :精確的速度控制精確的速度控制, ,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬轉(zhuǎn)矩速度特性很硬, ,原理簡(jiǎn)單、原理簡(jiǎn)單、使用方便使用方便, ,價(jià)格優(yōu)勢(shì)價(jià)格優(yōu)勢(shì) 缺點(diǎn)缺點(diǎn): :電刷換向電刷換向, ,速度限制速度限制, ,附加阻力附加阻力, ,產(chǎn)生磨損微粒產(chǎn)生磨損微粒( (對(duì)對(duì)于無(wú)塵室于無(wú)塵室) ) 對(duì)于

10、交流伺服電動(dòng)機(jī)對(duì)于交流伺服電動(dòng)機(jī) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): :良好的速度控制特性，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平良好的速度控制特性，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制，幾乎無(wú)振蕩滑控制，幾乎無(wú)振蕩; ;高效率，高效率，90%90%以上，不發(fā)熱以上，不發(fā)熱; ;高速控制高速控制; ;高精確位置控制（取決于何種編碼器）高精確位置控制（取決于何種編碼器）; ;額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)恒力矩實(shí)現(xiàn)恒力矩; ;低噪音低噪音; ;沒(méi)有電刷的磨損，免維護(hù)沒(méi)有電刷的磨損，免維護(hù); ;不產(chǎn)生磨損不產(chǎn)生磨損顆粒、沒(méi)有火花，適用于無(wú)塵間、易暴環(huán)境慣量低顆粒、沒(méi)有火花，適用于無(wú)塵間、易暴環(huán)境慣量低; ; 缺點(diǎn)缺點(diǎn): :控制較復(fù)雜控制較

11、復(fù)雜, ,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PIDPID參數(shù)參數(shù)整定整定, ,需要更多的連線需要更多的連線6.伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)7.應(yīng)用應(yīng)用 （1 1）直流伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用）直流伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 直流伺服電機(jī)的特性較交流伺服電機(jī)硬。通常應(yīng)用于功直流伺服電機(jī)的特性較交流伺服電機(jī)硬。通常應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置控制等。率稍大的系統(tǒng)中，如隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置控制等。 （2 2）交流伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用）交流伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為交流伺服電機(jī)的輸出功率一般為0.1-100 W0.1-100 W，電源頻率分，電源頻率分50Hz50Hz、400Hz

12、400Hz等多種。它的應(yīng)用很廣泛，如用在各種自動(dòng)控制、等多種。它的應(yīng)用很廣泛，如用在各種自動(dòng)控制、自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。直流伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)直流伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理及工作原理典型的直流伺服驅(qū)動(dòng)直流伺服驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu) 例例2-13 2-13 直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（二）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1.定義定義 將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的控制電動(dòng)機(jī)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的離散值控制電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)每當(dāng)輸入一個(gè)電脈線位移的離散值控制電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖就動(dòng)一步，所以又稱脈

13、沖電動(dòng)機(jī)。沖就動(dòng)一步，所以又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。 把電脈沖信號(hào)變換成角位移以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的微特電機(jī)。在把電脈沖信號(hào)變換成角位移以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的微特電機(jī)。在自動(dòng)控制裝置中作為執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)自動(dòng)控制裝置中作為執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)前進(jìn)一步，故又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多用于數(shù)字式計(jì)算機(jī)前進(jìn)一步，故又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多用于數(shù)字式計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，以及打印機(jī)、繪圖機(jī)和磁盤等裝置。機(jī)的外部設(shè)備，以及打印機(jī)、繪圖機(jī)和磁盤等裝置。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源由變頻脈沖信號(hào)源、脈沖分配器及脈步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源由變頻脈沖信號(hào)源、脈沖分配器及脈沖放大器組成，由此驅(qū)動(dòng)電源向電

14、機(jī)繞組提供脈沖電流。步進(jìn)電沖放大器組成，由此驅(qū)動(dòng)電源向電機(jī)繞組提供脈沖電流。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能決定于電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電源間的良好配合。動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能決定于電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電源間的良好配合。 步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有累積誤差，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便，步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有累積誤差，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便，制造成本低，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載慣量的能力大，適用于中小型制造成本低，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載慣量的能力大，適用于中小型機(jī)床和速度精度要求不高的地方，缺點(diǎn)是效率較低，發(fā)熱大，有機(jī)床和速度精度要求不高的地方，缺點(diǎn)是效率較低，發(fā)熱大，有時(shí)會(huì)時(shí)會(huì)“失步失步”。3.3.分類分類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為機(jī)電式、磁電式及直線式三種基本類型。

15、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為機(jī)電式、磁電式及直線式三種基本類型。 由鐵心、線圈、齒輪機(jī)構(gòu)等組成。螺線管線圈通電時(shí)將產(chǎn)生由鐵心、線圈、齒輪機(jī)構(gòu)等組成。螺線管線圈通電時(shí)將產(chǎn)生磁力，推動(dòng)其鐵心心子運(yùn)動(dòng)，通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)使輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，磁力，推動(dòng)其鐵心心子運(yùn)動(dòng)，通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)使輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，通過(guò)抗旋轉(zhuǎn)齒輪使輸出轉(zhuǎn)軸保持在新的工作位置；線圈再通電，通過(guò)抗旋轉(zhuǎn)齒輪使輸出轉(zhuǎn)軸保持在新的工作位置；線圈再通電，轉(zhuǎn)軸又轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，依次進(jìn)行步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)軸又轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，依次進(jìn)行步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。（1）機(jī)電式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）機(jī)電式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 有永磁式、反應(yīng)式和永磁感應(yīng)子式有永磁式、反應(yīng)式和永磁感應(yīng)子式3種形式。永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由四相種形式。永

16、磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由四相繞組組成。繞組組成。A相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鋼將轉(zhuǎn)向該相繞組所確定的磁場(chǎng)方向相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鋼將轉(zhuǎn)向該相繞組所確定的磁場(chǎng)方向;A相斷電、相斷電、B相繞組通電時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)新的磁場(chǎng)方向，這時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一相繞組通電時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)新的磁場(chǎng)方向，這時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一角度而位于新的磁場(chǎng)方向上，被激勵(lì)相的順序決定了轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向。永磁角度而位于新的磁場(chǎng)方向上，被激勵(lì)相的順序決定了轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向。永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)消耗功率較小，步矩角較大。缺點(diǎn)是起動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率較式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)消耗功率較小，步矩角較大。缺點(diǎn)是起動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率較低。低。 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在定、轉(zhuǎn)子鐵心的內(nèi)外表面上設(shè)有按一定規(guī)

17、律分布反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在定、轉(zhuǎn)子鐵心的內(nèi)外表面上設(shè)有按一定規(guī)律分布的相近齒槽，利用這兩種齒槽相對(duì)位置變化引起磁路磁阻的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。的相近齒槽，利用這兩種齒槽相對(duì)位置變化引起磁路磁阻的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。這種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步矩角可做到這種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步矩角可做到115，甚至更小，精度容易保證，起動(dòng)，甚至更小，精度容易保證，起動(dòng)和運(yùn)行頻率較高，但功耗較大，效率較低。和運(yùn)行頻率較高，但功耗較大，效率較低。 永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。是永磁式步進(jìn)電動(dòng)永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。是永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)兩者的結(jié)合，并兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)。機(jī)和反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)兩者的結(jié)合，并兼

18、有兩者的優(yōu)點(diǎn)。 （2）磁電式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）磁電式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有反應(yīng)式和索耶式兩類。索耶式直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止部分（稱為反應(yīng)板）和移動(dòng)部分(稱動(dòng)子)組成。反應(yīng)板由軟磁材料制成，在它上面均勻地開有齒和槽。電機(jī)的動(dòng)子由永久磁鐵和兩個(gè)帶線圈的磁極A和B組成。動(dòng)子是由氣墊支承,以消除在移動(dòng)時(shí)的機(jī)械摩擦,使電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)并提高定位精度。這種電機(jī)的最高移動(dòng)速度可達(dá)1.5米/秒，加速度可達(dá)2g,定位精度可達(dá)20多微米。由兩臺(tái)索耶式直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相互垂直組裝就構(gòu)成平面電動(dòng)機(jī)。給x方向和y方向兩臺(tái)電機(jī)以不同組合的控制電流，就可以使電機(jī)在平面內(nèi)做任意幾何軌跡的運(yùn)動(dòng)。大型自動(dòng)繪圖機(jī)就是把計(jì)算機(jī)和平面電動(dòng)機(jī)組合在一起的新型設(shè)

19、備。平面電動(dòng)機(jī)也可用于激光剪裁系統(tǒng)，其控制精度和分辨力可達(dá)幾十微米。（3）直線式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）直線式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1. 1. 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%3-5%，角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比，沒(méi)有累計(jì)誤差，角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比，沒(méi)有累計(jì)誤差，具有良好的跟隨性。具有良好的跟隨性。2. 2. 步進(jìn)電機(jī)外表不允許較高的溫度。步進(jìn)電機(jī)外表不允許較高的溫度。步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；

20、一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏在攝氏130130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-9080-90度完全度完全正常。正常。3. 3. 步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流

21、減小，從而導(dǎo)致力矩下降。越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。4. 4. 步進(jìn)電機(jī)自身的噪聲和振動(dòng)較大，帶慣性負(fù)載的能力較差。步進(jìn)電機(jī)自身的噪聲和振動(dòng)較大，帶慣性負(fù)載的能力較差。5. 5. 由步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非常的可靠。同時(shí)，由步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非常的可靠。同時(shí)，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。6. 6. 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟停，正反轉(zhuǎn)及變速。步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟停，正反轉(zhuǎn)及變速。7. 7. 速

22、度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩，因此，一般可以不用減速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩，因此，一般可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。8. 8. 步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，它不能直接使用交流電源和直流電源。步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，它不能直接使用交流電源和直流電源。9. 9. 步進(jìn)電機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)的措施。步進(jìn)電機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)的措施。10. 10. 步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn), ,但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng)但

23、若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng), ,并伴有嘯叫聲。并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。4.4.特點(diǎn)特點(diǎn)例例2-14 三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 1.定義定義 力矩電機(jī)是一種具有軟機(jī)械特性和寬調(diào)速范圍的特種電力矩電機(jī)是一種具有軟機(jī)械特性和寬調(diào)速范圍的特種電機(jī)。這種電機(jī)的軸不是以恒功率輸出動(dòng)力而是以恒力矩輸出機(jī)。

24、這種電機(jī)的軸不是以恒功率輸出動(dòng)力而是以恒力矩輸出動(dòng)力。力矩電機(jī)包括：直流力矩電機(jī)、交流力矩電機(jī)、和無(wú)動(dòng)力。力矩電機(jī)包括：直流力矩電機(jī)、交流力矩電機(jī)、和無(wú)刷直流力矩電機(jī)。刷直流力矩電機(jī)。（三）力矩電機(jī)（三）力矩電機(jī)2.2.構(gòu)造原理構(gòu)造原理 當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能自動(dòng)的隨之降低，而輸出力矩增加，保持與負(fù)載平衡。力矩電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高，堵轉(zhuǎn)電流小，能承受一定時(shí)間的堵轉(zhuǎn)運(yùn)行。由于轉(zhuǎn)子電阻高，損耗大，所產(chǎn)生的熱量也大，特別在低速運(yùn)行和堵轉(zhuǎn)時(shí)更為嚴(yán)重，因此，電機(jī)在后端蓋上裝有獨(dú)立的軸流或離心式風(fēng)機(jī)（輸出力矩較小100機(jī)座號(hào)及以下除外），作強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻，力矩電機(jī)配以可控硅控制裝置，可進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速，調(diào)速范

25、圍可達(dá)1：4，轉(zhuǎn)速變化率10%。本系列電機(jī)的特性使其適用于卷繞，開卷、堵轉(zhuǎn)和調(diào)速等場(chǎng)合及其他用途，被廣泛應(yīng)用于紡織、電線電纜、金屬加工、造紙、橡膠、塑料以及印刷機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域。 力矩電機(jī)的主要特點(diǎn)是具有軟的機(jī)械特性,可以堵轉(zhuǎn).當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)能自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速,同時(shí)加大輸出轉(zhuǎn)矩.當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為一定值時(shí)改變電機(jī)端電壓便可調(diào)速.但轉(zhuǎn)速的調(diào)整率不好!因而在電機(jī)軸上加一測(cè)速裝置,配上控制器.利用測(cè)速裝置輸出的電壓和控制器給定的電壓相比,來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)的端電壓.使電機(jī)穩(wěn)定! 具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、過(guò)載能力強(qiáng)、響應(yīng)快、特性線性度好、力矩波動(dòng)小等特點(diǎn)，可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載省去減速傳動(dòng)齒輪，從而提高了系統(tǒng)的運(yùn)行精度。為取得

26、不同性能指標(biāo)，該電機(jī)有小氣隙、中氣隙、大氣隙三種不同結(jié)構(gòu)形式，小氣隙結(jié)構(gòu)，可以滿足一般使用精度要求，優(yōu)點(diǎn)是成本較低；大氣隙結(jié)構(gòu)，由于氣隙增大，消除了齒槽效應(yīng)，減小了力矩波動(dòng)，基本消除了磁阻的非線性變化，電機(jī)線性度更好，電磁氣隙加大，電樞電感小，電氣時(shí)間常數(shù)小，但是制造成本偏高；中氣隙結(jié)構(gòu)，其性能指標(biāo)略低于大氣隙結(jié)構(gòu)電機(jī)，但遠(yuǎn)高于小氣隙結(jié)構(gòu)電機(jī)，而體積小于大氣隙結(jié)構(gòu)電機(jī)，制造成本低于大氣隙結(jié)構(gòu)電機(jī)。 3.3.主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) 在機(jī)械制造、紡織、造紙、橡膠、塑料、金屬線材和電線電纜等工業(yè)中，需要將產(chǎn)品卷繞在卷筒（盤）上。卷繞的直徑從開始至末了是越卷越大，為保持被卷物張力均勻（即線速度不變），就要求

27、卷筒轉(zhuǎn)速越卷越小，卷繞力越卷越大. 4.4.應(yīng)用應(yīng)用在電線電纜、紡織、金屬加工、造紙等加工時(shí)，卷繞是一個(gè)十分重要的工序。產(chǎn)品卷繞時(shí)卷筒的直徑逐漸增大，在整個(gè)過(guò)程中保持被卷產(chǎn)品的張力不變十分重要，因?yàn)閺埩^(guò)大會(huì)將線材的線徑拉細(xì)甚至拉斷，或造成產(chǎn)品的厚薄不均勻，而張力過(guò)小則可造成卷繞松弛。為使在卷繞過(guò)程中張力保持不變，必須在產(chǎn)品卷繞到卷盤上的盤徑增大時(shí)驅(qū)動(dòng)卷筒的電機(jī)的輸出力矩也增大，同時(shí)為保持卷繞產(chǎn)品線速度不變，須使卷盤的轉(zhuǎn)速隨之降低，力矩電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性恰好能滿足這一要求。（1）卷繞）卷繞開卷亦稱松卷、放卷、放線等。在工業(yè)生產(chǎn)中，有時(shí)需要把卷繞在滾筒上的產(chǎn)品輸送到下一個(gè)工序。在輸送過(guò)程中，要求施

28、于產(chǎn)品一個(gè)與傳動(dòng)方向相反的張力，同時(shí)要求隨著筒徑的變化，而保持產(chǎn)品傳動(dòng)的線速度和反向張力恒定，這就要求電機(jī)具有制動(dòng)恒功率特性。 （2）開卷（制動(dòng)恒功率特性）開卷（制動(dòng)恒功率特性）力矩電機(jī)的機(jī)械特性可以在現(xiàn)代伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制下實(shí)現(xiàn)較高的剛度，因此可以代替原來(lái)機(jī)械傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。目前已經(jīng)有采用力矩電機(jī)為核心動(dòng)力元件的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和數(shù)控?cái)[角銑頭等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在體積功率比上還不如機(jī)械傳動(dòng)裝置當(dāng)，但由于其沒(méi)有傳動(dòng)間隙，沒(méi)有磨損，傳動(dòng)精度和效率高等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)開始在精密裝備上推廣使用行。 （3）無(wú)級(jí)調(diào)速）無(wú)級(jí)調(diào)速在某些特殊場(chǎng)合中，有時(shí)要求電機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)保持一靜止的力矩，如電纜收卷起始階段須保持

29、張緊；大型鍛壓機(jī)的鍛件夾持裝置等。由于力矩電機(jī)的阻抗較大；其堵轉(zhuǎn)電流較小，同時(shí)采用了強(qiáng)迫通風(fēng)，所以能滿足一定時(shí)間內(nèi)的堵轉(zhuǎn)要求。允許堵轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)按銘牌上標(biāo)定值，如需較長(zhǎng)的堵轉(zhuǎn)時(shí)間，可選用較大的力矩電機(jī)，通過(guò)降低力矩電機(jī)的端電壓來(lái)獲得。 （4）堵轉(zhuǎn)）堵轉(zhuǎn)力矩電機(jī)還可根據(jù)其多種特點(diǎn)靈活應(yīng)用，如本身具有直流串勵(lì)電機(jī)特性，可部分代替直流電機(jī)使用；又如根據(jù)其轉(zhuǎn)子具有高電阻特性，起動(dòng)（堵轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)矩大，故可應(yīng)用在啟閉閘（閥）門以及阻力矩大的拖動(dòng)系統(tǒng)中；也可利用其起動(dòng)（堵轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)（堵轉(zhuǎn)）電流小，實(shí)心轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)，而使用于頻繁正、反轉(zhuǎn)的裝置或其他類似動(dòng)作的各種機(jī)械上。（5）其它）其它2.4.3 液壓

30、式液壓式 液壓由于其傳動(dòng)力量大，易于傳遞及配置，在工業(yè)、民用行業(yè)應(yīng)用廣泛。液壓由于其傳動(dòng)力量大，易于傳遞及配置，在工業(yè)、民用行業(yè)應(yīng)用廣泛。在各部件制造中，對(duì)密封性、耐久性有很高的技術(shù)要求，目前在液壓部件制在各部件制造中，對(duì)密封性、耐久性有很高的技術(shù)要求，目前在液壓部件制造中已廣泛采用造中已廣泛采用滾壓工藝，很好的解決了圓度、粗糙度的問(wèn)題。特別是滾壓工藝，很好的解決了圓度、粗糙度的問(wèn)題。特別是液壓缸制造中廣泛應(yīng)用。液壓工具可以解決液壓制造各種問(wèn)題。液壓缸制造中廣泛應(yīng)用。液壓工具可以解決液壓制造各種問(wèn)題。 一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部

31、分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，輔助元件和液壓油。動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá)如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 控制元件控制元件(即各即各種液壓閥種液

32、壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥分為溢流閥(安全閥安全閥)、減壓閥、順序閥等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、減壓閥、順序閥等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。控制方式

33、不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 輔輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表表、油位油溫計(jì)等。、油位油溫計(jì)等。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。壓油等幾大類。 一、何為液壓一、何為液壓 二、液壓執(zhí)行裝置二、液壓執(zhí)行裝置 （1）把液壓能量變換成直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸。（2）把液壓能量變換成連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)。（3）把液壓能量變換成擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)馬達(dá)等。 液壓執(zhí)行裝置在很多工業(yè)領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用

34、液壓執(zhí)行裝置在很多工業(yè)領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用，如應(yīng)用于機(jī)床、成形機(jī)械、機(jī)器人、工程車輛、露，如應(yīng)用于機(jī)床、成形機(jī)械、機(jī)器人、工程車輛、露天游樂(lè)場(chǎng)、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。天游樂(lè)場(chǎng)、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 三、液壓伺服系統(tǒng)三、液壓伺服系統(tǒng) 液壓技術(shù)用的是液壓技術(shù)用的是帕斯卡定律：密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地向各個(gè)方向傳遞,那么在一個(gè)小面積的活塞上施加一個(gè)很小的力，因?yàn)閭鞑サ氖菈簭?qiáng)，所以在另一邊的面積大的活塞上就會(huì)出現(xiàn)更大的力。 如右下圖，若左邊活塞的面積為S1，右邊的活塞面積為S2，S1S2。因?yàn)閴簭?qiáng)p是一定的，所以p=F1/S1，因?yàn)閴簭?qiáng)傳播，所以p=F2/S2,因?yàn)镾1S2，所以F1F2.確

35、切地說(shuō)，F(xiàn)2=S2/S1F1。四、基本原理四、基本原理 與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：液壓傳動(dòng)的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來(lái)布置。液壓傳動(dòng)的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來(lái)布置。 重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快。重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快。操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)20002000：1 1）。）?？勺詣?dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)?？勺詣?dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可

36、自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)。壽命長(zhǎng)。 很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。 很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過(guò)程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控?，F(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過(guò)程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。五、液壓的優(yōu)點(diǎn)五、液壓的優(yōu)點(diǎn)六、液壓的缺點(diǎn)六、液壓的缺點(diǎn)由于流體流動(dòng)的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不由于流體流動(dòng)的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄露不僅污染場(chǎng)地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。當(dāng)，泄露不僅污染場(chǎng)地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。 由于工作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低由于工

37、作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。的溫度條件下工作。液壓元件的制造精度要求較高，因而價(jià)格較貴。液壓元件的制造精度要求較高，因而價(jià)格較貴。 由于液體介質(zhì)的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴(yán)格的傳動(dòng)比。由于液體介質(zhì)的泄露及可壓縮性影響，不能得到嚴(yán)格的傳動(dòng)比。 液壓傳動(dòng)出故障時(shí)不易找出原因；使用和維修要求有較高的技液壓傳動(dòng)出故障時(shí)不易找出原因；使用和維修要求有較高的技術(shù)水平。術(shù)水平。 七、七、八、液壓式打樁機(jī)工作原理八、液壓式打樁機(jī)工作原理 利用沖擊力將樁貫入地層的樁工機(jī)械。由樁錘、樁架及附屬設(shè)利用沖擊力將樁貫入地層的樁工機(jī)械。由樁錘、樁架及附屬設(shè)備等組成備等組成.樁錘依

38、附在樁架前部?jī)筛叫械呢Q直導(dǎo)桿（俗稱龍門）之樁錘依附在樁架前部?jī)筛叫械呢Q直導(dǎo)桿（俗稱龍門）之間，用提升吊鉤吊升。樁架為一鋼結(jié)構(gòu)塔架間，用提升吊鉤吊升。樁架為一鋼結(jié)構(gòu)塔架,在其后部設(shè)有卷?yè)P(yáng)機(jī)在其后部設(shè)有卷?yè)P(yáng)機(jī),用以起吊樁和樁錘，樁架前面有兩根導(dǎo)桿組成的導(dǎo)向架，用以控制用以起吊樁和樁錘，樁架前面有兩根導(dǎo)桿組成的導(dǎo)向架，用以控制打樁方向，使樁按照設(shè)計(jì)方位準(zhǔn)確地貫入地層。塔架和導(dǎo)向架可以打樁方向，使樁按照設(shè)計(jì)方位準(zhǔn)確地貫入地層。塔架和導(dǎo)向架可以一起偏斜，用以打斜樁。導(dǎo)向架還能沿塔架向下引伸，用以沿堤岸一起偏斜，用以打斜樁。導(dǎo)向架還能沿塔架向下引伸，用以沿堤岸或碼頭打水下樁。樁架能轉(zhuǎn)動(dòng)，也能移行。打樁

39、機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)或碼頭打水下樁。樁架能轉(zhuǎn)動(dòng)，也能移行。打樁機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)是沖擊部分重量、沖擊動(dòng)能和沖擊頻率。樁錘按運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源可是沖擊部分重量、沖擊動(dòng)能和沖擊頻率。樁錘按運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源可分為落錘、汽錘、柴油錘、液壓錘等。分為落錘、汽錘、柴油錘、液壓錘等。 液壓錘打樁機(jī)液壓錘打樁機(jī) 以油液壓力為動(dòng)力，可按地層土質(zhì)不同調(diào)整液壓，以油液壓力為動(dòng)力，可按地層土質(zhì)不同調(diào)整液壓，以達(dá)到適當(dāng)?shù)臎_擊力進(jìn)行打樁，是一種新型打樁機(jī)以達(dá)到適當(dāng)?shù)臎_擊力進(jìn)行打樁，是一種新型打樁機(jī)由于液壓技術(shù)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，從民用列國(guó)防、由一般傳動(dòng)到精確度很高的控制系統(tǒng)，由于液壓技術(shù)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，從民用列國(guó)防、由一般傳動(dòng)到精確

40、度很高的控制系統(tǒng)，都得到了廣泛地應(yīng)用。都得到了廣泛地應(yīng)用。 在國(guó)防工業(yè)中，陸、誨空三軍的很多武器裝備都采用了液壓傳動(dòng)與控制如飛機(jī)、坦克、在國(guó)防工業(yè)中，陸、誨空三軍的很多武器裝備都采用了液壓傳動(dòng)與控制如飛機(jī)、坦克、艦艇、雷達(dá)、火炮、導(dǎo)彈和火箭等艦艇、雷達(dá)、火炮、導(dǎo)彈和火箭等 在機(jī)床工業(yè)中，目前機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)有在機(jī)床工業(yè)中，目前機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)有85%85%采用液壓傳動(dòng)與控制，如磨床、銑床、刨床、拉采用液壓傳動(dòng)與控制，如磨床、銑床、刨床、拉床、壓力機(jī)、剪床和組合機(jī)床等。床、壓力機(jī)、剪床和組合機(jī)床等。 在冶金工業(yè)中，電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機(jī)的控制系統(tǒng)、平爐裝料、轉(zhuǎn)爐控制、高爐控制、帶在冶金工業(yè)中，電爐控制系統(tǒng)

41、、軋鋼機(jī)的控制系統(tǒng)、平爐裝料、轉(zhuǎn)爐控制、高爐控制、帶材跑偏和恒張力裝置等都采用了液壓技術(shù)。材跑偏和恒張力裝置等都采用了液壓技術(shù)。 在工程機(jī)械中，普遍采用了液壓傳動(dòng)，如挖掘機(jī)、輪胎裝載機(jī)、汽車起重機(jī)、履帶推工機(jī)、在工程機(jī)械中，普遍采用了液壓傳動(dòng)，如挖掘機(jī)、輪胎裝載機(jī)、汽車起重機(jī)、履帶推工機(jī)、輪胎起重機(jī)、自行式鏟運(yùn)機(jī)、平地機(jī)和振動(dòng)輪胎起重機(jī)、自行式鏟運(yùn)機(jī)、平地機(jī)和振動(dòng) 式壓路機(jī)等。式壓路機(jī)等。 在農(nóng)業(yè)機(jī)械中，采用液壓技術(shù)也很廣泛、如聯(lián)合收割機(jī)、拖拉機(jī)和犁等。在農(nóng)業(yè)機(jī)械中，采用液壓技術(shù)也很廣泛、如聯(lián)合收割機(jī)、拖拉機(jī)和犁等。 在汽車工業(yè)中，液壓越野車、液壓自卸式汽車、液壓高空作業(yè)車和消防車等均采用了液

42、壓在汽車工業(yè)中，液壓越野車、液壓自卸式汽車、液壓高空作業(yè)車和消防車等均采用了液壓技木；技木； 在輕紡工業(yè)中，采用溉壓技術(shù)的有塑料注塑機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)、印刷機(jī)和紡織機(jī)等；在輕紡工業(yè)中，采用溉壓技術(shù)的有塑料注塑機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)、印刷機(jī)和紡織機(jī)等； 在船舶工業(yè)中，應(yīng)用液壓技術(shù)很普遍，如全液壓挖泥船、打撈船、打樁船、采油平臺(tái)、水在船舶工業(yè)中，應(yīng)用液壓技術(shù)很普遍，如全液壓挖泥船、打撈船、打樁船、采油平臺(tái)、水翼船、氣墊船和船舶輔機(jī)等。翼船、氣墊船和船舶輔機(jī)等。 近幾年又在太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、船舶駕駛模擬器、地震再現(xiàn)、火箭助飛發(fā)射近幾年又在太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、船舶駕駛模擬器、地震

43、再現(xiàn)、火箭助飛發(fā)射裴置、宇航環(huán)境模擬和高層建筑防震系統(tǒng)及緊裴置、宇航環(huán)境模擬和高層建筑防震系統(tǒng)及緊 急剎車裝置等沒(méi)備中，也采用了液壓技術(shù)急剎車裝置等沒(méi)備中，也采用了液壓技術(shù) 總之。一切工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)合，均可采用液壓技術(shù)，其前景非常光明?？傊?。一切工程領(lǐng)域，凡是有機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)合，均可采用液壓技術(shù)，其前景非常光明。 九、應(yīng)用領(lǐng)域九、應(yīng)用領(lǐng)域液壓伺服系統(tǒng)實(shí)例液壓伺服系統(tǒng)實(shí)例波浪發(fā)生器波浪發(fā)生器波浪發(fā)生裝置是一種在室內(nèi)的水池或水路中產(chǎn)生與自然海域相似波浪的裝置。這種裝置可用于波浪對(duì)船體姿勢(shì)的影響，排水狀態(tài)、沙灘海岸的地形變化等方面的實(shí)驗(yàn)研究。 十、液壓式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成十、液壓式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成

44、 液壓系統(tǒng)主要由：動(dòng)力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 1、動(dòng)力元件（油泵） 它的作用是把液體利用原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓力能；是液壓傳動(dòng)中的動(dòng)力部分，常見(jiàn)的是液壓泵。 2、執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達(dá)） 它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線運(yùn)動(dòng)，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 3、控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據(jù)需要無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)液動(dòng)機(jī)的速度，并對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，如溢流閥、流量控制閥、換向閥等。4、輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等

45、，它們同樣十分重要，如油箱、過(guò)濾器、油管和管接頭等 。 5、工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動(dòng)中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過(guò)油泵和液動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。 例例2-15 機(jī)床工作臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床工作臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.4.4 氣動(dòng)式氣動(dòng)式一、定義 氣動(dòng)技術(shù)，全稱氣壓傳動(dòng)與控制技術(shù)，是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和機(jī)械化的最有效手段之一，具有高速高效、清潔安全、低成本、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于輕工機(jī)械領(lǐng)域中，在食品包裝及生產(chǎn)過(guò)程中也正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 二、氣動(dòng)執(zhí)行裝置 （1）把壓縮空氣的能量變換成直線運(yùn)動(dòng)的氣缸。（2）把壓縮空氣的能量變換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)馬達(dá)。（3）把壓縮空氣的能量變換成擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)式氣動(dòng)

46、執(zhí)行裝置等。 氣動(dòng)執(zhí)行裝置的操作方法簡(jiǎn)單，人們?cè)谄浣Y(jié)構(gòu)和回路上不斷氣動(dòng)執(zhí)行裝置的操作方法簡(jiǎn)單，人們?cè)谄浣Y(jié)構(gòu)和回路上不斷改進(jìn)以適應(yīng)各種負(fù)載條件，因此廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)機(jī)械、車改進(jìn)以適應(yīng)各種負(fù)載條件，因此廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)機(jī)械、車輛、汽車、機(jī)器人、氣動(dòng)工具、測(cè)量?jī)x器等領(lǐng)域。輛、汽車、機(jī)器人、氣動(dòng)工具、測(cè)量?jī)x器等領(lǐng)域。三、氣動(dòng)執(zhí)行裝置 四、氣動(dòng)執(zhí)行裝置的驅(qū)動(dòng)原理五、氣動(dòng)執(zhí)行裝置實(shí)例真空吸盤應(yīng)用于裝卸、搬運(yùn)作業(yè)時(shí)，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 六、氣動(dòng)執(zhí)行裝置實(shí)例氣動(dòng)手在倉(cāng)庫(kù)、工廠中應(yīng)用的采用無(wú)桿氣缸直接拉引窗簾八、氣動(dòng)執(zhí)行裝置實(shí)例自動(dòng)窗簾即使工件的形狀或位置存在偏差，氣動(dòng)手也能靈活適應(yīng)。把工件放置在尼龍皮帶和V形塊之間，由雙桿氣缸推動(dòng)V形塊前進(jìn)，并將工件推至尼龍皮帶而夾緊。 九、氣動(dòng)執(zhí)行裝置實(shí)例機(jī)械手使用雙桿氣缸和氣動(dòng)夾具構(gòu)成簡(jiǎn)單機(jī)械手的應(yīng)用實(shí)例 氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的最典型的代表是工業(yè)機(jī)器人。代替人類的手腕、手以及手氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的最典型的代表是工業(yè)機(jī)器人。代替人類的手腕、手以及手指能正確并迅速的做抓取或放開等細(xì)微的動(dòng)作。除了工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用之外，指能正確并迅速的做抓取或放開等細(xì)微的動(dòng)作。除了工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用之外，在游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車上的剎車裝置，機(jī)械制作的動(dòng)物表演以及人形報(bào)時(shí)鐘的內(nèi)部，在游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車上的剎車裝置，機(jī)械制作的動(dòng)物表演以及人形報(bào)時(shí)鐘的內(nèi)部，均采用了氣動(dòng)