中職設(shè)備控制基礎(chǔ)第三章教學(xué)課件

1、正版可修改PPT課件(中職）設(shè)備控制基礎(chǔ)第三章教學(xué)課件第三章液壓元件第一節(jié)液壓泵第二節(jié)液壓電動機第三節(jié)液壓缸第四節(jié)液壓控制閥第五節(jié)新型液壓元件及應(yīng)用第六節(jié)液壓輔助裝置第一節(jié)液壓泵一、液壓泵的工作原理 液壓泵是將電動機(或其他原動機)輸出的機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置。在液壓系統(tǒng)中，液壓泵作為動力源，向液壓系統(tǒng)提供壓力油。 圖3-1所示為一個單柱塞液壓泵的工作原理圖。柱塞2安裝在泵體3內(nèi)。柱塞在彈簧4的作用下與偏心輪1接觸。當(dāng)偏心輪不停地轉(zhuǎn)動時，柱塞作左右往復(fù)運動。柱塞向右運動時，柱塞和泵體所形成的密封容積V增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力作用下，通過單向閥6進入泵體V腔，即液

2、壓泵吸油。柱塞向左運動時密封容積V減小，由于單向閥6封住了吸油口，于是V腔的油液打開單向閥5流向系統(tǒng)，即液壓泵壓油。偏心輪不停地轉(zhuǎn)動，液壓泵便不斷地吸油和壓油。從上述泵的工作過程可以看出: 下一頁返回第一節(jié)液壓泵液壓泵是依靠密封容積的變化來實現(xiàn)吸油和壓油的，利用這種原理做成的泵統(tǒng)稱為容積式液壓泵。 .在吸油過程中，必須使油箱與大氣接通，這是吸油的必要條件。 單向閥爪6是保證吸油時使V腔與油箱接通，同時切斷供油管道;壓油時使V腔與油液流向系統(tǒng)的管道相通而與油箱切斷。單向閥5, 6又稱為配油裝置。 液壓泵的類型很多。液壓泵按其排量V能否調(diào)節(jié)而分成定量泵和變量泵;按結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為齒輪泵、葉片

3、泵和柱塞泵等類型。液壓泵的圖形符號如圖3-2所示。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵二、液壓泵的性能參數(shù) 1.壓力P (1)工作壓力 液壓泵的工作壓力是指它輸出油液的壓力,其大小由負(fù)載決定。 (2)公稱壓力 液壓泵的公稱壓力是指液壓泵在使用中允許達到的最大工作壓力，超過此值就是過載。液壓泵的公稱壓力應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 2346一1988)的規(guī)定。 2.排量V 液壓泵的排量是指泵軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由其密封容積的幾何尺寸變化計算而得的排出液體的體積。公稱排量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 2347一1980)的規(guī)定。 上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵3.流量，qV (1)理論流量液壓泵的理論流量是指泵在單位時間內(nèi)

4、由其密封容積的幾何尺寸變化計算而得的排出液體的體積，理論流量等于排量與其轉(zhuǎn)速的乘積。 (2)實際流量液壓泵的實際流量是指泵工作時實際輸出的流量，等于理論流量減去泄漏損失的流量。 (3)公稱流量液壓泵的公稱流量，是指泵在公稱轉(zhuǎn)速和公稱壓力下的輸出流量。 4.液壓泵的功率和效率(1)泵的輸入功率Pm驅(qū)動泵軸的機械功率叫泵的輸入功率Pm Pm=T2n (3-1)上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵T一泵軸上的實際輸入轉(zhuǎn)矩;n一為泵軸的轉(zhuǎn)速。(2)泵的輸出功率P泵輸出的液壓功率叫泵的輸出功率P。 P=pqV (3-2) (3)泵的總效率 由于泵在能量轉(zhuǎn)換時有能量損失(機械摩擦損失、泄漏流量損失)，泵的輸出功率

5、P,總是小于泵的輸入功率。其總效率刀為 =P/Pm=mv (3-3)式中m泵的機械效率;v一泵的容積效率。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵三、常用液壓泵 1.葉片泵 葉片泵在機床液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣。其主要優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、流量均勻以及噪聲小等。其缺點是:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、吸油特性差、對油液的污染較敏感。(1)雙作用葉片泵圖3-3所示為雙作用葉片泵的工作原理圖。主要由轉(zhuǎn)子1、定子2,葉片3、泵體4及配油盤5等組成。轉(zhuǎn)子和定子同心安裝。定子內(nèi)表面是一個近似橢圓，由兩段長半徑R圓弧、兩段短半徑:圓弧以及四段過渡曲線所組成。轉(zhuǎn)子上開有均布槽，矩形葉片安裝在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，并可在槽內(nèi)滑動。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)

6、時，葉片在自身離心力和根部壓力油的作用下.緊貼定子內(nèi)表面。這樣，在轉(zhuǎn)子、定子、葉片和配油盤之間就形成了若十個密封的工作容積。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵當(dāng)兩葉片由短半徑處向長半徑處轉(zhuǎn)動時，兩葉片間的工作容積逐漸增大，形成局部真空而吸油，當(dāng)兩葉片由長半徑處向短半徑處轉(zhuǎn)動時，兩葉片間的工作容積逐漸減小而壓油。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，兩葉片間的工作容積完成兩次吸油和壓油，所以稱為雙作用葉片泵。這種泵有兩個對稱的吸油腔和壓油腔，作用在轉(zhuǎn)子上的徑向液壓力互相平衡，因此也稱為雙作用卸荷式葉片泵。雙作用葉片泵一般做成定量泵。 圖3-4所示為YB,型葉片泵的結(jié)構(gòu)圖，由前、后泵體7, 6，左、右配油盤1, 5，定子4、轉(zhuǎn)子

7、12等組成。為了便于裝配和使用，兩個配油盤與定子、轉(zhuǎn)子和葉片組裝成一個部件。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵兩個長螺釘13為組件的緊固螺釘，其頭部作為定位銷插人后泵體的定位孔內(nèi)，以保證配油盤上吸、壓油窗口的位置能與定子內(nèi)表面的過渡曲線相對應(yīng)。轉(zhuǎn)子上開有12條狹槽，葉片11安裝在槽內(nèi)，并可在槽內(nèi)自由滑動。轉(zhuǎn)子通過內(nèi)花鍵與主動軸相配合，主動軸由兩個球軸承2和球軸承8支承。骨架式密封圈9安裝在蓋板10上，用來防止油液泄漏和空氣滲入。 YB1系列葉片泵除單泵外，還有雙聯(lián)葉片泵，它是由兩個單級葉片泵組成，其主要工作部件裝在一個泵體內(nèi)，由同一根傳動軸帶動旋轉(zhuǎn)。泵體有一個共同的吸油口，兩個各自獨立的出油口。上一

8、頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵(2)單作用葉片泵圖3-5為單作用葉片泵的工作原理圖。主要由轉(zhuǎn)子3、定子4、葉片5、配油盤1、傳動軸2及泵體等組成。轉(zhuǎn)子和定子偏心安裝，偏心距為。，定子具有圓柱形的內(nèi)表面。轉(zhuǎn)子上開有均布槽，矩形葉片安放在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，并可在槽內(nèi)滑動，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，葉片在自身離心力的作用下，緊貼定子內(nèi)表面起密封作用。這樣，在轉(zhuǎn)子、定子、葉片和配油盤之間就形成了若十個密封的工作容積。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，右邊的葉片逐漸伸出，相鄰兩葉片間的工作容積逐漸增大，形成局部真空，從配油盤上的吸油窗口吸油;左邊的葉片被定子的內(nèi)表面逐漸壓進槽內(nèi)，兩相鄰葉片間的工作容積逐漸減小，將工作油液從配油盤上的壓油窗

9、口壓出;在吸油窗口和壓油窗口之間有一段封油區(qū)，把吸油腔和壓油腔隔開，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周兩葉片間的工作容積完成一次吸油和壓油，所以稱為單作用式葉片泵。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵轉(zhuǎn)子受到來自壓油腔的徑向不平衡力，使軸承所受載荷較大，因此也稱為單作用非卸荷式葉片泵。若在結(jié)構(gòu)上把轉(zhuǎn)子和定子的偏心距做成可調(diào)節(jié)的，就成為變量泵，單作用葉片泵往往做成變量泵。 圖3-6為YBX型限壓式變量葉片泵工作原理圖。轉(zhuǎn)子1的中心O1是固定的，定子2可以左右移動，在右端限壓彈簧3的作用下，定子被推向左端，靠緊在活塞6的右端面上，使定子中心O2和轉(zhuǎn)子中心O1之間有一原始偏心距e0，泵出口的壓力油經(jīng)泵體內(nèi)通道作用于活塞6的左端面上

10、，當(dāng)泵的工作壓力p小于限定壓力(即活塞對定子的作用力小于限壓彈簧3的預(yù)緊力)時，定子不能移動，最大偏心量保持不變，泵的輸出流量為最大。當(dāng)泵的工作壓力大于限定壓力時，限壓彈簧被壓縮，定子右移，偏心量減小，泵輸出流量也減小。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵工作壓力越高，偏心量越小，泵的輸出流量也越小。當(dāng)工作壓力達到某一極限值(截止壓力)時，定子移到最右端位置，偏心量減至最小，使泵所產(chǎn)生的流量全部用于補償泄漏，泵的輸出流量為零。此時，若外負(fù)載再繼續(xù)加大，泵的輸出壓力也不再升高，所以這種泵被稱為限壓式變量葉片泵。圖中流量調(diào)節(jié)螺釘7用來調(diào)節(jié)泵的最大流量，調(diào)壓螺釘4用來調(diào)節(jié)限定壓力。 限壓式變量葉片泵的流量與

11、壓力特性曲線如圖3-7所示。圖中AB段表示工作壓力P小于限定壓力PB時，流量最大而且基本保持不變。B點為拐點，表示泵輸出最大流量時可達到的最高工作壓力。 上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵2.齒輪泵 齒輪泵廣泛地應(yīng)用在各種液壓機械上。一般齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合兩種。外嚙合齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡單。體積小，重量輕，轉(zhuǎn)速高，自吸性能好，對油液污染不敏感，工作可靠，壽命長，便于維修以及成本低等特點。它的缺點是，流量和壓力脈動較大。噪聲較大。 (1)齒輪泵的工作原理齒輪泵的工作原理如圖3-8所示。由泵體、端蓋和一對相互嚙合的齒輪形成密封的工作容積。相互嚙合的齒輪將密封的工作容積分隔成左、右兩個密封的空腔，

12、即a腔和1，腔。分別與吸油口和壓油口相通。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵當(dāng)主動軸帶動齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，在a腔中，嚙合的兩輪齒逐漸脫開，工作容積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力的作用下經(jīng)吸油口進入吸油腔(a腔);然后，齒間的油液隨齒輪轉(zhuǎn)動沿帶尾箭頭所示的流向被帶到b腔。在b腔中，兩齒輪的輪齒逐漸嚙合，使工作容積逐漸減小，被擠壓的油液經(jīng)壓油口輸出，故b腔為壓油腔。齒輪不停地轉(zhuǎn)動，吸油腔不斷地從油箱中吸油，壓油腔不斷地排油，這就是齒輪泵的工作原理。 (2)低壓齒輪泵的典型結(jié)構(gòu)GB一B型齒輪泵是低壓齒輪泵，主要用作機床的動力源以及各種補油、潤滑和冷卻系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。一對齒輪

13、7, 9裝在泵體2中，由主動軸6帶動回轉(zhuǎn)。左、右端蓋1, 3裝在泵體的兩側(cè)，用六個螺釘13連接，并用定位銷10定位。帶有保持架的滾針軸承12分別裝在左、右端蓋中，支承主動軸6和從動軸8。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵在左、右端蓋上各銑有兩個消除困油現(xiàn)象的矩形卸荷槽f和卸荷槽g，泵體兩端面上還銑有壓力卸荷槽G，由側(cè)面泄漏的油液經(jīng)卸荷槽流回吸油腔，以減小螺釘?shù)睦?。為了減小徑向不平衡力，常采用縮小壓油口的方法。 (3)泄漏齒輪泵內(nèi)部從高壓區(qū)向低壓區(qū)泄漏有三條途徑，一條是通過齒輪端面與側(cè)蓋板之間的軸向間隙，占總泄漏的75%80 %，是目前影響齒輪泵壓力提高的主要原因;另一條是通過齒頂和泵體內(nèi)孔間的徑向

14、間隙，其泄漏占總泄漏的15%20 %;還有一條是齒輪嚙合處的泄漏，其泄漏很少，一般不予考慮。 上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵3.柱塞泵 柱塞泵是利用柱塞在缸體的柱塞孔中作往復(fù)運動時產(chǎn)生的密封工作容積變化來實現(xiàn)泵吸油和壓油。它的主要優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)緊湊、壓力高、效率高及流量調(diào)節(jié)方便等。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格高、對油液的污染敏感。它常用于高壓、大流量及流量需要調(diào)節(jié)的液壓機、工程機械、大功率機床等液壓系統(tǒng)中。柱塞泵按柱塞排列方向的不同分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩類。 (1)徑向柱塞泵工作原理圖3-10為徑向柱塞泵的工作原理圖。泵由轉(zhuǎn)子1、定子2,柱塞3、配油銅套4和配油軸5主要零件組成。柱塞沿徑向均勻地安裝在轉(zhuǎn)

15、子上。配油銅套和轉(zhuǎn)子緊密配合，并套裝在配油軸上。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵配油軸固定不動。轉(zhuǎn)子連同柱塞由電動機帶動一起旋轉(zhuǎn)。柱塞在離心力的作用下緊壓在定子的內(nèi)壁面上。由于定子和轉(zhuǎn)子間有一偏心距e，所以當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，柱塞在上半周內(nèi)向外伸出，其底部的密封容積逐漸增大，產(chǎn)生局部真空，于是通過固定在配油軸上的窗口a吸油。當(dāng)柱塞處于下半周時，柱塞底部的密封容積逐漸減小，通過配油軸上的窗口b把油液排出。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，每個柱塞各吸、壓油一次。若改變定子和轉(zhuǎn)子的偏心距e，則泵的輸出流量也改變，因此徑向柱塞可做變量泵。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵(2)軸向柱塞泵工作原理軸向柱塞泵的柱塞平行于缸體軸心線

16、，并均布在缸體的圓周上。泵的工作原理見圖3-11，它主要由柱塞5、缸體7、配油盤10和斜盤1等零件組成。斜盤法線和缸體軸線間的交角為。內(nèi)套筒4在彈簧6作用下通過壓板3而使柱塞頭部的滑靴2和斜盤靠牢;同時，外套筒s則使缸體7和配油盤to緊密接觸，起密封作用。當(dāng)缸體轉(zhuǎn)動時，由于斜盤和壓板的作用，迫使柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運動，通過配油盤的配油窗口進行吸油和壓油。上一頁下一頁返回第一節(jié)液壓泵當(dāng)缸孔自最低位置按圖示方向轉(zhuǎn)動時，柱塞轉(zhuǎn)角在0范圍內(nèi)，柱塞向左運動，柱塞端部和缸體形成的密封容積增大，通過配油盤的吸油窗口進行吸油;柱塞轉(zhuǎn)角在0內(nèi)，柱塞被斜盤逐步壓入缸體，柱塞端部容積減小，泵通過配油盤排油窗口排油。

17、若改變斜盤傾角y的大小，則泵的輸出流量改變;若改變斜盤傾角y的方向，則進油口和排油口互換，即為雙向軸向柱塞變量泵。上一頁返回第二節(jié)液壓電動機一、液壓電動機的工作原理 液壓電動機按結(jié)構(gòu)形式也可分為齒輪式、葉片式和柱塞式三種類型，按其排量V能否調(diào)節(jié)而分成定量電動機和變量電動機兩類。液壓電動機是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。從原理上講，液壓電動機和液壓泵是可逆的，即液壓泵可以作為液壓電動機使用。在結(jié)構(gòu)上兩者也基本相同，但由于功用不同，它們的實際結(jié)構(gòu)有所差別，故一般液壓泵不作液壓電動機使用。液壓電動機的圖形符號如圖3-12所示。下一頁返回第二節(jié)液壓電動機二、液壓電動機的性能參數(shù)1.壓力(1

18、)工作壓力 pM液壓電動機的工作壓力是指它的輸入壓力。(2)公稱壓力 液壓電動機的公稱壓力是指液壓電動機在使用中允許達到的最大工作4.功率和效率(1)液壓電動機的輸入功率PM PM=pM.qM (3-4)pM-電動機的輸入壓力;qM-電動機的輸入流量。上一頁下一頁返回第二節(jié)液壓電動機(2)液壓電動機的輸出功率PMm PMm=TM2n (3-5)TM一電動機的實際輸出轉(zhuǎn)矩;n一電動機的實際轉(zhuǎn)速。(3)電動機的總效率電動機的輸出功率PMm總是小于電動機的輸入功率PM，其總效率M為:Mm一電動機的機械效率MV一電動機的容積效率上一頁下一頁返回第二節(jié)液壓電動機VM一電動機的排量。三、常見的液壓電動機

19、1.葉片式液壓電動機 圖3-13為葉片式液壓電動機的工作原理圖。當(dāng)壓力油進入壓油腔后，在葉片1, 3上一側(cè)作用有壓力油，另一側(cè)為低壓回油。由于葉片3伸出的面積大于葉片1伸出的面積，所以液體作用于葉片3上的作用力大于作用于葉片1上的作用力，從而由于作用力不等而使葉片帶動轉(zhuǎn)子作逆時針方向旋轉(zhuǎn)。與此同時，液體作用于葉片7上的作用力也大于作用于葉片5上的作用力，也使葉片帶動轉(zhuǎn)子作逆時針方向旋轉(zhuǎn)。故液壓電動機逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 上一頁下一頁返回第二節(jié)液壓電動機為了液壓電動機能正、反轉(zhuǎn)，葉片式液壓電動機的葉片徑向放置。為了使葉片根部始終通有壓力油，在回、壓油腔通人葉片根部的通路上設(shè)置有單向閥。為了確保葉片式

20、液壓電動機在通人壓力油時能正常啟動，在葉片根部設(shè)置有預(yù)緊彈簧。 2.軸向柱塞式液壓電動機 圖3-14為軸向柱塞液壓電動機工作原理圖。斜盤1和配油盤4固定不動，缸體3可繞缸體的水平軸線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓力油經(jīng)配油盤進入柱塞底部時，柱塞在壓力油的作用下向外頂出，緊緊壓在斜盤上，這時斜盤對柱塞的反作用力為F，將F分解為軸向分力F、和切向分力Fv，分力Fv對缸體軸線產(chǎn)生力矩，帶動缸體旋轉(zhuǎn)。缸體再通過主軸(圖中未標(biāo)明)向外輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，成為液壓電動機。上一頁返回第三節(jié)液壓缸 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)換成能進行直線往復(fù)運動的機械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置，輸出的通常為推力(或拉力)與直線運動速度。液壓缸與液壓電動機一樣，也

21、是一種執(zhí)行元件。而液壓電動機是將液壓能轉(zhuǎn)換成連續(xù)回轉(zhuǎn)的機械能，輸出的通常為轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速。還有一種擺動電動機，它介于兩者之間，用來實現(xiàn)往復(fù)擺動，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，液壓缸可分為活塞式、柱塞式和擺動式三種類型。一、活塞式液壓缸 活塞式液壓缸又可分為雙活塞桿液壓缸和單活塞桿液壓缸兩種結(jié)構(gòu)，其安裝方式有活塞桿固定(實心雙桿液壓缸)和缸體固定(空心雙桿液壓缸)兩種。 下一頁返回第三節(jié)液壓缸1.雙活塞桿液壓缸 圖3-15所示為一臺平面磨床的實心雙桿液壓缸的結(jié)構(gòu)圖。缸體固定在床身上不動，活塞桿和工作臺靠支架9和螺母10連接在一起。當(dāng)壓力油通過油道a(或b)分別進入液壓缸兩腔時，就推動活塞帶動工作臺

22、作往復(fù)運動。 由于活塞兩端有效面積相等，如果供油壓力和流量不變，那么活塞往返運動時兩個方向的作用力和速度均相等，即 (3-7) (3-8)上一頁下一頁返回第三節(jié)液壓缸v活塞運動速度;qv供油流量;F活塞(或缸體)上的作用力;P為供油壓力;A活塞有效面積;D活塞直徑;d活塞桿直徑。 實心雙桿液壓缸驅(qū)動:工作臺的運動范圍大，約等于液壓缸有效行程的3倍，因而其占地面積較大，如圖3-16所示。它一般只適用于小型機床。上一頁下一頁返回第三節(jié)液壓缸圖3-17所示為一臺外圓磨床的空心雙桿液壓缸的結(jié)構(gòu)圖?；钊麠U固定在床身上，缸體和工作臺連接在一起。當(dāng)壓力油通過活塞桿2的中心孔和徑向孔b(或a)分別進入液壓缸兩

23、腔時，就推動缸體帶動工作臺作往復(fù)運動。缸體11所受到的作用力和運動速度的計算與實心雙桿液壓缸類同。 空心雙桿液壓缸驅(qū)動工作臺的運動范圍約等于液壓缸有效行程的2倍，因而占地面積較小，如圖3-18所示。它常用于大、中型機床和其他設(shè)備上。上一頁下一頁返回第三節(jié)液壓缸2.單活塞桿液壓缸 圖3-19 ( a)為單活塞桿液壓缸的結(jié)構(gòu)圖，它由缸底1、活塞2, 0形密封圈3, Y形密封圈4、缸體5、活塞桿6、導(dǎo)向套7等組成。兩端進、出油口都可以進、排油，實現(xiàn)雙向的往復(fù)運動，其工作原理與雙活塞桿液壓缸相同。 單活塞桿液壓缸可以是缸體固定，活塞運動;也可以是活塞桿固定。缸體運動。無論采用哪種形式。液壓缸運動所占空

24、間長度都是行程的二倍(見圖3-19 (b)。 單活塞桿液壓缸活塞兩端的有效面積不等，若向兩腔輸入相同的流量，活塞在兩個方向的運動速度也不相等;同樣，若向兩腔輸入的油壓相同時，活塞在兩個方向所產(chǎn)生的推力也不相等，見圖3-20。其計算如下: 上一頁下一頁返回第三節(jié)液壓缸當(dāng)供給液壓缸的流量qv一定時，活塞兩個方向的運動速度為 (3-9) (3-10)當(dāng)供油壓力p一定，回油壓力為零時，活塞兩個方向的作用力為 (3-11)上一頁下一頁返回第三節(jié)液壓缸 (3-12) 當(dāng)壓力油同時供給單活塞桿液壓缸的兩腔時，由于無桿腔的總作用力較大，活塞以一定的速度向右運動。此時，有桿腔排出的油液與系統(tǒng)供給的油液匯合后進入

25、液壓缸的無桿腔。這種連接方式稱為差動連接。差動連接時作用力和速度為: (3-13) (3-14)上一頁下一頁返回第三節(jié)液壓缸式中A3活塞兩端有效面積之差，即活塞桿的截面積。 由以上可見，活塞的運動速度v3大于非差動連接時的速度v1，因此，在實際生產(chǎn)中，單活塞桿液壓缸常用在需要實現(xiàn)“快速接近一慢速進給一快速退回”工作循環(huán)的組合機床液壓傳動系統(tǒng)中，并且要求“快速接近”與“快速退回”的速度相等，這可以通過選擇D與d的尺寸來實現(xiàn)，D與d的關(guān)系為D =0.7d。二、其他液壓缸 1.柱塞缸 圖3-21 ( a)為柱塞缸的結(jié)構(gòu)示意圖，其柱塞和缸體內(nèi)壁不接觸，因此缸體內(nèi)孔只需粗加工甚至不加工，工藝性好，更適宜

26、于做長行程液壓缸。上一頁下一頁返回第三節(jié)液壓缸它是單作用液壓缸，即靠液壓力只能實現(xiàn)一個方向的運動，回程要靠自重(當(dāng)液壓缸垂直放置時)或彈簧等其他外力來實現(xiàn)。為了得到雙向運動，柱塞缸常成對使用，如圖3-21 ( b )所示。 2.擺動電動機 擺動電動機有單葉片和雙葉片兩種形式。圖3-22為單葉片擺動電動機的工作原理圖。葉片1和封油隔板3將內(nèi)部空間分成兩腔，葉片1裝在輸出軸2上。當(dāng)擺動電動機的一個油口接壓力油，而另一油口接油箱時，葉片在油壓作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動軸2擺動一定的角度。這種擺動電動機一般用于驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作部件，如機床回轉(zhuǎn)夾具、送料裝置等。 上一頁下一頁返回第三節(jié)液壓缸3.組合式液壓缸 (1

27、)增壓器增壓器將輸入的低壓油轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏河?，供液壓系統(tǒng)中的高壓支路使用，其工作原理如圖3-23所示。它由直徑不同的兩個液壓缸串聯(lián)而成，大缸為原動缸，小缸為輸出缸，其增壓后的壓力為:p2=D12/D22p1。 (2)伸縮缸伸縮缸具有二級或多級活塞。如圖3-24所示。它主要由活塞1、套筒2, 0形密封圈3、缸體4和缸蓋5等組成。前一級缸的活塞就是后一級缸的缸體，活塞伸出的順序是從大到小，相應(yīng)的推力也是由大變小，而伸出速度則由慢變快?？蛰d縮回的順序一般是從小活塞到大活塞，收縮后液壓缸總長度較短，占用空間較小，結(jié)構(gòu)緊湊。伸縮缸常用于工程機械和其他行走機械。上一頁返回第四節(jié)液壓控制閥 液壓控制閥(簡稱液壓

28、閥)用來控制油液的壓力、流量和流動方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的啟動、停止、運動方向、速度、作用力等，以滿足液壓設(shè)備對各工況的要求。根據(jù)工作原理和用途可分為:方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥。一、壓力控制閥 在液壓系統(tǒng)中，控制液體壓力的閥統(tǒng)稱為壓力控制閥。其共同特點是利用作用于閥芯上的液體作用力和彈簧力相平衡的原理進行工作。常用的壓力控制閥有溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。 下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥1.溢流閥 溢流閥按其工作原理分為直動式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥兩種。 (1)直動式溢流閥圖3-25所示為滑閥型直動式溢流閥的結(jié)構(gòu)圖和圖形符號。圖中P為進油口，T為回油口，被控壓力油由P口進入溢

29、流閥，經(jīng)閥芯3的徑向孔、軸向阻尼孔a進入閥芯的下腔，作用于閥芯上。當(dāng)進油口壓力較低時，向上的液壓力不足以克服彈簧力，閥芯處于最下端位置，進、出油口不通，閥處于關(guān)閉狀態(tài)，溢流閥沒有溢流;當(dāng)進口壓力升高，向上的液壓力達到彈簧力時，閥芯即將開啟，這一狀態(tài)的壓力稱為開啟壓力。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥當(dāng)進口壓力繼續(xù)升高時，閥芯向上移動，閥口打開，油液由P口經(jīng)T口排回油箱，溢流閥溢流。閥芯處于某一新的平衡位置，若忽略閥芯的重力、摩擦力和液動力，則閥芯的受力平衡方程為 (3-15)即 (3-16)p-進油腔壓力;AR一閥芯下腔的承壓面積;x0一調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量;K一彈簧剛度系數(shù);x一彈簧的附加壓縮

30、量(閥口開度)。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥由此可見:當(dāng)通過溢流閥的流量改變時，閥口開度也改變，但因閥芯的移動量很小，所以作用在閥芯上的彈簧力變化也很小，因此可認(rèn)為油液溢流時，溢流閥進口處的壓力基本保持定值。液壓泵的供油壓力得到調(diào)整并保持基本恒定。調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量，可調(diào)節(jié)閥口的開啟壓力，從而調(diào)節(jié)了控制閥的進口壓力(即調(diào)定壓力)。 直動式溢流閥是利用閥芯上端的彈簧力直接與下端面的液壓力相平衡來進行壓力控制的。因此，彈簧較硬，特別是流量較大時，閥的開口大，進口壓力隨流量的變化較大，故這種閥只適用于系統(tǒng)壓力較低、流量不大的場合，一般用于壓力小于2. 5 MPa的場合。 上一頁下一頁返回第四

31、節(jié)液壓控制閥(2)先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成。先導(dǎo)閥就是一種直動式溢流閥(多為錐閥式結(jié)構(gòu))。先導(dǎo)閥內(nèi)的彈簧用來調(diào)定主閥的溢流壓力。主閥控制溢流量，主閥的彈簧不起調(diào)壓作用，僅是為了克服摩擦力使主閥芯及時復(fù)位。 先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)形式較多，但工作原理是相同的。圖3-26所示為二級同芯先導(dǎo)式溢流閥(Y2型或DB型)結(jié)構(gòu)，下部是主閥，上部是先導(dǎo)閥。當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥的進口接壓力油時，壓力油除直接作用在主閥芯的下端外，還經(jīng)過主閥芯內(nèi)的阻尼孔7引到先導(dǎo)閥芯的前端，對先導(dǎo)閥芯形成一個液壓力，若液壓力小于先導(dǎo)閥芯另一端的彈簧力時，則先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥芯上下兩腔壓力相等，主閥芯在主閥彈簧的作用下處

32、于最下端位置，主閥閥口關(guān)閉。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥隨著進口壓力增大，作用在先導(dǎo)閥芯上的液壓力隨之增大，當(dāng)該液壓力大于彈簧力時，先導(dǎo)閥閥口開啟，一小部分油液經(jīng)主閥芯內(nèi)的阻尼孔、先導(dǎo)閥流回油箱。這時由于阻尼孔的作用，使主閥芯上部的油液壓力小于下部的油液壓力，當(dāng)作用在主閥芯上向上的液壓力能夠克服主閥彈簧時。閥芯上移，主閥閥口開啟，溢流閥進口壓力油經(jīng)過主閥閥口溢流回油箱。調(diào)節(jié)手輪11可調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧9的壓緊力，從而調(diào)定了液壓系統(tǒng)的壓力。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥當(dāng)溢流閥起溢流定壓作用時，根據(jù)閥芯的受力(不計摩擦阻力)則有 (3-17)即 (3-18)p1一進油腔壓力;p2一主閥芯上腔的壓

33、力;AR一主閥芯有效作用面積;FS一主彈簧8的作用力;上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥K-主閥彈簧的剛度;x0一彈簧的預(yù)壓縮量;x一彈簧的附加壓縮量。 由此可見，由于上腔存在壓力，所以主彈簧8的剛度可以較小，F(xiàn)S的變化也較小，P1基本上是定值。先導(dǎo)式溢流閥在溢流量變化較大時，閥口可以上下波動，但進口處的壓力P1變化則較小，這就克服了直動式溢流閥的缺點。同時，先導(dǎo)閥的閥孔一般做得較小，調(diào)壓彈簧9的剛度也不大。因此調(diào)壓比較輕便。 上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥若遠程控制口K接上調(diào)壓閥，即可實現(xiàn)遠程調(diào)壓;當(dāng)K口與油箱接通時，可使系統(tǒng)卸荷。 2.減壓閥 減壓閥按工作原理可分為定壓減壓閥、定比減壓閥和

34、定差減壓閥。其中定壓減壓閥應(yīng)用較廣，簡稱減壓閥。它可以保持出口壓力為定值。按其結(jié)構(gòu)和工作原理分為直動式和先導(dǎo)式兩種。 圖3-27是一種常用的先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)原理圖和圖形符號。它也由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成，由先導(dǎo)閥調(diào)壓，主閥減壓。壓力油從進油口B流入，經(jīng)節(jié)流口后從出油口A流出。出油口油液通過阻尼孔4作用在先導(dǎo)閥閥芯8上。 上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥并通過阻尼小孔6流入閥芯上腔，當(dāng)出口壓力小于調(diào)定壓力時，先導(dǎo)閥關(guān)閉。由于阻尼小孔中沒有油液流動，所以主閥芯上、下兩端的油壓相等。主閥芯在主閥彈簧作用下處于最下端位置，閥口全部打開，減壓閥不起減壓作用。當(dāng)出油口的壓力超過調(diào)定壓力時，先導(dǎo)閥被打開，出

35、油口的油液經(jīng)阻尼小孔到先導(dǎo)閥，再經(jīng)泄油口Y流回油箱。因阻尼小孔的作用，使主閥上腔壓力P3小于P2,主閥芯在上、下兩端壓力差的作用下，克服彈簧力向上移動。主閥閥口減小起減壓作用，當(dāng)出口壓力p2下降到調(diào)定值時，先導(dǎo)閥芯和主閥芯同時處于平衡狀態(tài)，出口壓力穩(wěn)定在調(diào)定壓力。調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力即可調(diào)節(jié)閥的出口壓力。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥3.川頁序閥 順序閥是用來控制液壓系統(tǒng)中各元件先后動作順序的液壓元件。根據(jù)控制方式的不同，順序閥可分為內(nèi)控式和外控式兩大類，前者用閥的進口壓力控制閥芯的啟閉，稱為內(nèi)控順序閥，簡稱順序閥;后者用外來的控制壓力油控制閥芯的啟閉，稱為液控順序閥。順序閥也有直動型和先導(dǎo)

36、型兩種。 圖3-28所示為X一B型(直動型)順序閥，其結(jié)構(gòu)和P型溢流閥相似。所不同的是溢流閥出油口直接與油箱相通，而順序閥的出油口接下一級液壓元件，即順序閥的進、出油口都通壓力油，所以它的泄油孔要單獨引回油箱。當(dāng)順序閥的進油壓力低于調(diào)定壓力時，閥口完全關(guān)閉。當(dāng)進油壓力達到調(diào)定壓力時，閥口打開，順序閥輸出壓力油使下游的執(zhí)行元件動作。調(diào)整彈簧的預(yù)壓縮量即能調(diào)節(jié)調(diào)定壓力。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥圖3-29所示為XY型液控順序閥的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)控制油口K處的油液壓力達到順序閥的彈簧調(diào)定壓力時，閥芯產(chǎn)生移動，油口P1和P2接通，使下一級的元件動作。液控順序閥的啟、閉與閥本身的進油壓力的無關(guān)，而取決于

37、控制油口K處控制油液的壓力。 4.壓力繼電器 壓力繼電器是將液壓系統(tǒng)中的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號的轉(zhuǎn)換裝置。壓力繼電器的種類很多，圖3-30所示為DP1一 63 B型膜片式壓力繼電器結(jié)構(gòu)原理圖和符號圖。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥壓力油通過控制油口作用于膜片1上，當(dāng)油壓達到調(diào)壓彈簧7的調(diào)節(jié)值時，壓力油通過膜片1使柱塞2上升，柱塞壓縮調(diào)壓彈簧7直到彈簧座6與外套筒的臺肩相碰為止。與此同時，柱塞的錐面推動鋼球4和15作水平移動，鋼球4使杠桿3繞銷軸19轉(zhuǎn)動，杠桿的另一端壓下微動開關(guān)17的觸頭，發(fā)出電信號。調(diào)節(jié)螺釘9可調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧7的預(yù)緊力，即可調(diào)節(jié)發(fā)出電信號時的油壓值。當(dāng)控制口的油壓降低到一定值時

38、，調(diào)壓彈簧7通過鋼球5把柱塞2壓下，鋼球巧依靠彈簧14使柱塞定位，微動開關(guān)17的觸頭的彈力使杠桿3和鋼球4復(fù)位，電路斷開。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥壓力繼電器動作時的壓力稱為動作壓力，壓力繼電器復(fù)位時的壓力稱為復(fù)位壓力。顯然，動作壓力高于復(fù)位壓力，其差值稱為返回區(qū)間，它由摩擦力的大小決定。調(diào)節(jié)螺釘13可調(diào)節(jié)彈簧14的預(yù)壓縮量，同時也就調(diào)節(jié)了柱塞移動時的摩擦力，從而使壓力繼電器的返回區(qū)間可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。二、方向控制閥方向控制閥是利用閥芯和閥體間相對位置的改變，實現(xiàn)油路與油路間的接通、斷開或改變油液流動方向，以滿足系統(tǒng)對液流方向的要求。它包括單向閥和換向閥。 上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控

39、制閥1.單向閥 單向閥的作用是僅允許液流沿一個方向通過，反向液流則截止，要求其正向液流通過時壓力損失小，反向截止時密封性能好。 圖3-31 (a)所示為管式連接的單向閥，圖3-31 (b)所示為板式連接的單向閥，圖3-31(c)為單向閥的圖形符號。單向閥由閥體1,閥芯2和彈簧3等組成。當(dāng)壓力油從進油口P,，進入單向閥時，油壓克服彈簧力的作用推動閥芯，使油路接通，油液經(jīng)閥口、閥芯上的徑向孔a和軸間孔b，從P2口流出;當(dāng)壓力油從Pz口流入時，油壓以及彈簧力將閥芯壓緊在閥體1上，使閥口關(guān)閉，油液不能通過。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥在這里，彈簧力很小，僅起復(fù)位作用，一般單向閥的開啟壓力在0. 0

40、30. 05 MPa。當(dāng)更換較硬彈簧時，單向閥的開啟壓力達到0. 30. 6 MPa，可作背壓閥用。 圖3-32 ( a)所示為一種液控單向閥的結(jié)構(gòu)，它比普通單向閥多一個控制油口K，當(dāng)控制油口不通壓力油而通油箱時，液控單向閥的作用與普通單向閥一樣。當(dāng)控制油口通壓力油時，a腔通泄油口(圖中未畫出)，就有一液壓力作用在控制活塞上，推動控制活塞克服閥芯的彈簧力和液壓力頂開單向閥閥芯，使閥口開啟，這時，正反向的液流可自由通過。圖3-32 ( b)為液控單向閥的圖形符號。 上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥2.換向閥 換向閥是利用改變閥芯與閥體的相對位置，控制油路接通、切斷或變換油液的方向，從而實現(xiàn)對執(zhí)行

41、元件運動方向的控制。根據(jù)換向閥閥芯的運動方式和結(jié)構(gòu)形式分，換向閥有滑閥式、轉(zhuǎn)閥式和錐閥式等，其中以滑閥式應(yīng)用最多。按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置數(shù)分，有二位、三位和多位。按換向閥所控制的油口通路數(shù)分，有二通、三通、四通、五通和多通。按換向閥的操縱方式分，有手動、機動、電動、液動和電液動閥等類型。 (1)換向原理圖3-33 (a)為滑閥式換向閥的工作原理圖，其中P口為進油口，T口為回油口，A和B口通執(zhí)行元件的兩腔。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥當(dāng)閥芯處于圖示位置時，四個油口互不相通，液壓缸兩腔不通壓力油，活塞處于停止?fàn)顟B(tài)。若換向閥的閥芯右移一定距離，壓力油經(jīng)P, A油口進入液壓缸左腔，活塞右移，右腔

42、油液經(jīng)B, T油口回油箱。反之，若閥芯左移，則P和B相通，A和T相通，活塞便左移。 (2)換向閥的圖形符號圖3-33 (a)所示的滑閥式換向閥可用圖3-33 (b)所示的職能符號表示。換向閥職能符號的含義如下: 用方格表示閥的工作位置，三格即三個工作位置。 .在一個方格內(nèi)，箭頭或堵塞符號“上”與方格的交點數(shù)為油口通路數(shù)。箭頭表示兩油口相通，并不表示實際流向;“上”表示該油口被閥芯封閉。 上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥P表示進油口，T表示通油箱的回油口，A和B表示連接其他兩個工作油路的油口。 控制方式和復(fù)位彈簧的符號畫在方格的兩側(cè)，靠近控制的方格表示控制力作用下的工作位置。 圖3-34歹以出了

43、幾種常用換向閥的位和通路的符號圖，圖3-35為換向閥的操縱符號圖。 (3)電磁換向閥電磁換向閥也稱電磁閥，通電后電磁鐵產(chǎn)生的電磁力推動閥芯動作。按使用電源不同，電磁鐵可分為交流電磁鐵和直流電磁鐵兩種。 上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥圖3-36所示為三位四通電磁換向閥的結(jié)構(gòu)圖和圖形符號圖。當(dāng)電磁鐵末通電時，閥芯2在左右兩端對中彈簧4的作用下位于中位。油口P, A, B, T均不相通;左邊電磁鐵通電時，閥芯被推至右端，則P, A口相通，B, T口相通;同理，當(dāng)右邊電磁鐵通電時，P, B口相通，A, T口相通。因此，通過控制左右電磁鐵的通電和斷電，就可以控制液流的方向，實現(xiàn)執(zhí)行元件的換向。 (4)

44、液動換向閥液動換向閥是利用控制油路的壓力油來推動閥芯動作的換向閥。由于控制壓力可以調(diào)節(jié)，所以流量較大的換向閥常采用液控?fù)Q向。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥圖3-37所示為三位四通液動換向閥的結(jié)構(gòu)圖及圖形符號。當(dāng)左右兩端控制油口K1 , K2都沒有壓力油進入時，閥芯在彈簧力的作用下處于圖示位置，此時P, A, B, T口互不相通。當(dāng)控制回路的壓力油從控制油門K1進入時，閥芯在油壓的作用下右移，此時P, B接通A, T接通。當(dāng)控制油壓從控制油口K2進入時，閥芯左移，P, A接通B, T接通。液動換向閥的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、平穩(wěn)，由于用液壓力驅(qū)動，故可用于流量大的液壓系統(tǒng)中。 三、流量控制閥

45、 流量控制閥是靠改變控制口的大小來改變液阻，從而調(diào)節(jié)通過閥口的流量，達到改變執(zhí)行元件運動速度的目的。流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥等多種。其中節(jié)流閥是最基本的流量控制閥。 上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥1.節(jié)流閥 在系統(tǒng)中，節(jié)流閥的節(jié)流口無論采用何種形式，通過節(jié)流閥的流量都可用q = KApm來描述。由此可知，當(dāng)系數(shù)K、壓力差P和指數(shù)m一定時，只要改變節(jié)流口面積A就可改變通過閥口的流量。 當(dāng)節(jié)流閥的通流面積調(diào)定后，要求通過閥口的流量能保持穩(wěn)定不變，以使執(zhí)行元件獲得穩(wěn)定的速度。但實際上，當(dāng)通過面積調(diào)定后，節(jié)流閥前后的壓力力差，油液溫度、孔口形狀等許多因素都影響著流量的穩(wěn)定性。節(jié)流閥能正常工作的最小

46、流量稱為節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量。 上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥圖3-38所示為一種典型的節(jié)流閥結(jié)構(gòu)圖和圖形符號。油液從進油口p1進入，經(jīng)閥芯1上的三角槽節(jié)流口，從出油口P2流出。調(diào)節(jié)手柄3，可通過推桿2使閥芯1作軸向移動。改變了節(jié)流口的通流面積A，從而改變了通過閥口的流量。 2.調(diào)速閥 圖3-39 ( a)所示為調(diào)速閥的工作原理圖，它由定差減壓閥1與節(jié)流閥2串聯(lián)而成。定差減壓閥能自動保持節(jié)流閥前、后的壓力差不變。從而使通過節(jié)流閥的流量不受負(fù)載變化的影響。調(diào)速閥的進口壓力p1由溢流閥調(diào)節(jié)，工作時基本保持恒定。壓力油由p1進入調(diào)速閥后，先經(jīng)過定差減壓閥的閥口h后壓力降為P2 ，然后經(jīng)節(jié)流閥流出，

47、其壓力為p3。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥節(jié)流閥前后的壓力油分別作用在定差減壓閥閥芯的兩端。若忽略摩擦力和液動力，當(dāng)減壓閥閥芯在彈簧力F、油液壓力p2和p3的作用下處于某一平衡位置時，則有 p2A1+p2A2=p3A+FS (3-19)式中A1, A2, A-c、d, b腔內(nèi)壓力油作用于閥芯的有效面積，且A =A1+A2。 p2-p3=FS/A (3-20) 因為彈簧剛度較低，且工作過程中減壓閥閥芯位移較小，可認(rèn)為彈簧力基本保持不變，故節(jié)流閥兩端壓力差不變，可保持通過節(jié)流閥的流量穩(wěn)定。上一頁下一頁返回第四節(jié)液壓控制閥若調(diào)速閥出口處油壓p3由于負(fù)載變化而增加，則作用在閥芯右端的力也隨之增加，

48、閥芯失去平衡而左移，于是開口h增大，液阻減小，減壓閥的減壓作用減小，使p2也隨之增加，直到閥芯在新的位置上得到平衡為止。因此，壓力差基本保持不變。同理，當(dāng)p3減小時，p2也隨之減小，故壓力差仍保持不變。由于定差減壓閥的自動調(diào)節(jié)作用，使節(jié)流閥前后的壓力差保持不變，從而保持了流量的穩(wěn)定。圖3-39 (b)、(c)所示為調(diào)速閥的圖形符號。上一頁返回第五節(jié)新型液壓元件及應(yīng)用 1.插裝式錐閥 20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了插裝式錐閥(又稱插裝式二位二通閥)。插裝式錐閥與普通液壓閥相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、通流能力大、動作靈敏、密封性好、泄漏小、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的特點。特別適用于高壓、大流量、較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)。 圖3-4

49、0 ( a)所示為插裝式錐閥的結(jié)構(gòu)原理圖，圖3- 40 ( b)為其圖形符號，它由錐閥組件和控制蓋板1組成。錐閥組件包括閥芯4,閥套2和彈簧3等。錐閥組件起主油路通斷作用，控制蓋板1則設(shè)置有對錐閥的啟閉起控制作用的通道等。錐閥組件上配置不同的蓋板，就能實現(xiàn)各種不同的工作機能，若十個不同工作機能的錐閥組件裝在一個閥體內(nèi)，實現(xiàn)集成化，就可組成所需的液壓回路。下一頁返回第五節(jié)新型液壓元件及應(yīng)用圖中A, B為主油路，G為控制油路。設(shè)各油口的壓力和有效作用面積分別為pa, pb, pc和Aa, Ab, Ac其中Ac=Aa +Ab。若不考慮錐閥的質(zhì)量、液動力和摩擦阻力的影響，彈簧的作用力為F，則當(dāng)paAa

50、 +pbAbpcAc +FS時，錐閥閉合，A, B油路被切斷;當(dāng)paAa+pbAbpcAc +FS時，錐閥打開，A, B兩油口導(dǎo)通。從以上分析可以看出，若pa和pb一定時，改變pc即可控制A, B油口的通斷，當(dāng)控制口G接油箱時， pc為零，pa和pb均可使錐閥打開。A, B油口導(dǎo)通。當(dāng)控制口G接壓力油，且pc pa, pc pb，則閥芯在上、下端壓力差和彈簧的作用下關(guān)閉油口A和B。這樣，錐閥就起到邏輯元件“非”門的作用，所以插裝式錐閥又被稱為邏輯閥。上一頁下一頁返回第五節(jié)新型液壓元件及應(yīng)用插裝式錐閥通過不同的蓋板和各種先導(dǎo)閥組合，便可構(gòu)成方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥。 圖3-41所示為插

51、裝式錐閥作單向閥用。將G腔與A或B連接，即成單向閥。連接方法不同其導(dǎo)通方式也不同，如圖3- 41 ( a)所示。在蓋板上接一個二位三通液動閥來變換G腔的壓力。即成為液控單向閥，如圖3- 41 (b)所示。 圖3-42所示為二位四通插裝閥。用四個插裝閥及相應(yīng)的先導(dǎo)閥可構(gòu)成一個四通閥。在圖示狀態(tài)下，P和B相通、A和T相通;當(dāng)電磁閥的電磁鐵通電時，P和A相通、B和T相通。 上一頁下一頁返回第五節(jié)新型液壓元件及應(yīng)用2.疊加式液壓閥 疊加式液壓閥簡稱疊加閥，其閥體本身既是元件又具有油路通道體的作用，閥體的上下兩面做成連接面。選擇同一種通徑系列的疊加閥，疊合在一起用螺栓緊固，即可組成所需的液壓傳動系統(tǒng)。

52、疊加閥的分類與一般液壓閥相同，按功用的不同分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三類，其中方向控制閥僅有單向閥類，主換向閥不屬于疊加閥。 疊加閥的工作原理與普通閥完全相同，所不同的是每個疊加閥都有四個油口P, A, B,T上下貫通，它不僅起到單個閥的功能，而且是溝通閥與閥之間的通道。某一規(guī)格疊加閥的連接安裝尺寸與同一規(guī)格的電磁換向閥或電液換向閥一致。 上一頁下一頁返回第五節(jié)新型液壓元件及應(yīng)用3.比例控制閥 前述各種閥的特點是手動調(diào)節(jié)和開關(guān)式控制，開關(guān)控制閥的輸出參數(shù)在閥處于工作狀態(tài)下是不可調(diào)節(jié)的，這種閥不能滿足自動化連續(xù)控制和遠程控制的要求，而電液比例閥是一種可以根據(jù)輸入電信號的大小連續(xù)并按比

53、例對液壓系統(tǒng)的參數(shù)實現(xiàn)遠距離控制和計算機控制。電液比例閥主要將普通壓力控制閥的手調(diào)結(jié)構(gòu)和電磁鐵改換為比例電磁鐵控制，閥體不變，它也分為壓力、流量和方向控制三大類閥型。 圖3-43所示為電液比例壓力先導(dǎo)閥，用直流比例電磁鐵取代原有的手調(diào)裝置。與普通壓力先導(dǎo)閥的區(qū)別是:作用在閥芯上的液壓力與比例電磁鐵的電磁推力相平衡，而不是彈簧力。上一頁下一頁返回第五節(jié)新型液壓元件及應(yīng)用彈簧5是傳力彈簧，只起傳遞力的作用。比例電磁鐵的電磁推力與輸入電流成比例，只要連續(xù)地按比例調(diào)節(jié)輸入電流，就能連續(xù)地按比例控制閥的開啟壓力。這種閥可作為直動式壓力閥使用，也可作為先導(dǎo)閥，與普通溢流閥、減壓閥、順序閥的主閥組合成電液比

54、例溢流閥、電液比例減壓閥和電液比例順序閥。 4.電液數(shù)字閥 數(shù)字閥是用數(shù)字信息直接控制閥口的開啟和關(guān)閉，從而控制液流壓力、流量、方向的液壓控制閥。 上一頁下一頁返回第五節(jié)新型液壓元件及應(yīng)用接受計算機控制的方法很多，當(dāng)今技術(shù)較成熟的是增量式數(shù)字閥，即采用步進電動機驅(qū)動的液壓閥。圖3-44所示為增量式數(shù)字流量閥。計算機發(fā)出信號后，步進電動機1轉(zhuǎn)動，通過滾珠絲杠2轉(zhuǎn)化為軸向位移，帶動閥芯3移動，開啟閥口。步進電動機轉(zhuǎn)過一定步數(shù)，可控制閥口的一定開度，從而實現(xiàn)流量控制。該閥有兩個節(jié)流口，其中右節(jié)流口為非全周通流，閥口較小，左節(jié)流口為全周通流，閥口較大。這種節(jié)流口開口大小分兩段調(diào)節(jié)的形式，可改善小流量時

55、的調(diào)節(jié)性能。 該閥無反饋功能，但裝有零位移傳感器6，在每個控制周期終了時，閥芯都可在它控制下回到零位。保證每個工作周期都在相同的位置開始，使閥具有較高的重復(fù)精度。上一頁返回第六節(jié)液壓輔助裝置液壓輔助裝置包括蓄能器、過濾器、油管與管接頭、壓力計與壓力計開關(guān)以及油箱等。一、管件 管件包括油管和接頭。液壓系統(tǒng)的元件一般是利用油管和管接頭進行連接，以傳送工作液。油管與管接頭應(yīng)具有足夠的強度，良好的密封性，并且壓力損失小，裝拆方便。 1.液壓系統(tǒng)中常用的油管種類及適用場合 液壓傳動中常用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、尼龍管和塑料管等。 鋼管分為焊接鋼管和無縫鋼管。壓力小于2. 5 MPa時，可用焊接鋼管

56、;壓力大于2. 5MPa時，常用無縫鋼管。鋼管能承受高壓，油液不易氧化，價格低廉。缺點是彎曲和裝配均較困難。 下一頁返回第六節(jié)液壓輔助裝置紫銅管可承受的壓力為6. 510MPa。裝配時可根據(jù)需要彎成任意形狀，因而適用于小型設(shè)備及內(nèi)部裝配不方便的地方。缺點是成本較高，易使液壓油氧化，抗振能力較弱。 橡膠軟管用作連接兩個相對運動部件的油管，分高壓和低壓兩種。橡膠軟管安裝方便，不怕振動，還能吸收部分液壓沖擊。 尼龍管的耐壓只可達2MPa，目前多用于低壓系統(tǒng)或作為回油管。 塑料管一般只用作回油管或泄漏油管。 上一頁下一頁返回第六節(jié)液壓輔助裝置2.液壓系統(tǒng)中常用的管接頭 管接頭的種類很多，以其通路數(shù)量和

57、方向來分有直通式、直角式和三通式等。從油管和管接頭的連接方式來分有管端擴口式、焊接式和用卡套式等幾種。下面介紹幾種常用的管接頭。 圖3-45 ( a)所示為擴口式管接頭，這種管接頭適用于銅管和薄壁鋼管，也可以用來連接尼龍管和塑料管。這種管接頭結(jié)構(gòu)簡單且造價低，一般適用于中、低壓系統(tǒng)。 圖3-45 (b)所示為焊接式管接頭，這種管接頭具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、耐高壓和強烈振動、密封性能好等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于高壓系統(tǒng)。 上一頁下一頁返回第六節(jié)液壓輔助裝置圖3- 45(c)所示為卡套式管接頭，這種管接頭具有裝拆方便、做工可靠、耐高壓和強烈振動、密封性能好等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于高壓系統(tǒng)。 軟管接頭有可

58、拆式和扣壓式兩種。常用的扣壓式軟管接頭如圖3-46所示。該接頭由外套2、接頭芯子1和橡膠軟管3組成。軟管旋人外套前應(yīng)將最外層橡膠剝除，安裝時，軟管被擠在外套和接頭芯子之間，因而被牢固地連接在一起。它的工作壓力在10 MPa以下。二、過濾器 1.過濾器的功用和過濾精度 液壓油在使用過程中不斷被污染。上一頁下一頁返回第六節(jié)液壓輔助裝置統(tǒng)計資料表明，液壓系統(tǒng)的故障有80%以上是由于油液污染造成的。為了保證系統(tǒng)正常的工作，必須對系統(tǒng)中污染物的顆粒大小及數(shù)量予以控制。過濾器的功用就在于不斷凈化油液，使污染程度控制在允許的范圍內(nèi)。 過濾器的過濾精度通常用能被濾掉的雜質(zhì)顆粒的公稱尺寸(um)來表示。通常分為

59、:粗、普通、精、特精四個等級，一般要求系統(tǒng)過濾精度小于運動副間隙的一半。此外，壓力越高，對過濾精度要求亦越高。 2.過濾器的類型 按濾芯的材質(zhì)和過濾方式，過濾器可分為網(wǎng)式、線隙式、紙芯式、燒結(jié)式等多種類型。 上一頁下一頁返回第六節(jié)液壓輔助裝置(1)網(wǎng)式過濾器網(wǎng)式過濾器也稱濾油網(wǎng)或濾網(wǎng)，應(yīng)用最普遍，它是用金屬絲(常用黃銅絲)織成方格網(wǎng)敷在有一定剛性的骨架上作為過濾元件。 (2)線隙式過濾器圖3-47 (a)所示為XU一B型線隙式過濾器，它是用特殊的銅線或鋁線3依次繞在筒形芯架2的外部制成的。芯架上開有許多縱向槽和橫向槽，油液從鋁線的縫隙中進入槽a，再經(jīng)槽b進入過濾器內(nèi)部，然后從端蓋1的中間孔流出

60、。這種過濾器只能用于吸油管上。 圖3-47 ( b)所示為帶有殼體的線隙式過濾器，由于具有殼體4，所以可用于中、低壓系統(tǒng)的壓力管路中。這種過濾器工作時，油液從孔a進入殼體內(nèi)，經(jīng)線間的縫隙進入濾芯中部后再由孔1)流出。 上一頁下一頁返回第六節(jié)液壓輔助裝置(3)紙芯式過濾器紙芯式過濾器是用微孔濾紙做的紙芯裝在殼體內(nèi)而成的，紙芯式過濾器的紙芯構(gòu)造如圖3-48所示。為了增大過濾紙的過濾面積，紙芯1一般做成折疊式。在紙芯內(nèi)部有帶孔的鍍錫鐵皮做成的芯架，用來增加強度，以避免紙芯被壓力油壓破。油液從濾芯外面進入濾芯內(nèi)部，然后從孔a流出。 (4)燒結(jié)式過濾器燒結(jié)式過濾器結(jié)構(gòu)如圖3-49所示。它由殼體2、燒結(jié)式