儀器儀表液壓氣動(dòng)管路閥門(mén)中央空調(diào)過(guò)程控制工控-與氣壓傳動(dòng)

????????????????????????????????????????????1第一章傳動(dòng)的基本組成???????????????????????????????3第一傳動(dòng)工作介質(zhì)及傳動(dòng)基礎(chǔ)理論知 ??????????????????3第二 動(dòng)力元件??????????????????????????????????8第三 執(zhí)行元件?????????????????????????????????第四 控制元件?????????????????????????????????第五 輔助元件?????????????????????????????????第二章基本回路??????????????????????????????????第三章典型傳動(dòng)系統(tǒng)????????????????????????????????第四章氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本組成????????????????????????????第五章氣動(dòng)基本回路??????????????????????????????????第六章傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)??????????????????????????????????實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)的壓力形成實(shí) ???????????????????????????實(shí)驗(yàn) 不同孔徑的液阻實(shí)驗(yàn)?????????????????????????????? ????????ww.LCorlcn 實(shí)驗(yàn) 溢流閥特性實(shí)驗(yàn)????????????????????????????????實(shí)驗(yàn) 元件拆裝實(shí)驗(yàn)??????????????????????????????? 一、基本內(nèi)容1.與氣壓傳動(dòng)的工作原理2.與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成3.與氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)4.與氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用及發(fā)展二、學(xué)初步理解與氣壓傳動(dòng)的工作原理掌握與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及其優(yōu)缺點(diǎn)了解與氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用及發(fā)展三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)基本上由能源裝置、執(zhí)行元件、控制調(diào)節(jié)元件、輔助裝置和傳c5o部分組成,它們之間相互配合,能夠定的工作。能源裝置將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成壓力能,再由傳動(dòng)介質(zhì)將壓力能傳遞給執(zhí)行元件,在傳遞中,由控制調(diào)節(jié)元件來(lái)控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和流動(dòng)方向以滿足執(zhí)行元件的動(dòng)作要求。最后由執(zhí)行元件將壓力能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,輸出運(yùn)動(dòng)來(lái)完成設(shè)備的工作要求。在整個(gè)系統(tǒng)中,輔助元件可以完成元件的連接、清除雜質(zhì)、散熱、干燥以及壓力和流量的測(cè)定等輔助工作。2.傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比,如表0.1所示表 傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)比比較項(xiàng)目傳 械傳無(wú)級(jí)調(diào)速且范圍大有級(jí)調(diào)速且范圍小緊湊,傳動(dòng)零件尺寸大工作性能平穩(wěn),噪聲大,不能頻繁啟動(dòng)和換向控制調(diào)節(jié)方便,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化長(zhǎng)低高工作環(huán)境有溫度要求無(wú)特別要求故障難四、思考與練在機(jī)床工作臺(tái)系統(tǒng)中 屬于控制調(diào)節(jié)元件的A)G)在千斤頂中 組成手動(dòng)泵的元件G)第一 傳動(dòng)的基本組成第一節(jié)傳動(dòng)工作介質(zhì)及傳動(dòng)基礎(chǔ)理論知一、基本內(nèi)容傳動(dòng)工作介質(zhì)的粘性和可壓縮性。液體靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。液體流經(jīng)小孔及間隙的流量。沖擊與空穴現(xiàn)象。二、學(xué)掌握動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度的概念 粘度與壓力、溫度的關(guān)系了解液體的可壓縮性 油的要求及選用掌握液體靜力學(xué)基本方程、連續(xù)性方程、伯努利方程、小孔流量綜合公式。熟悉壓力的表示方法壓力損失的計(jì) 三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度動(dòng)力粘度是從力學(xué)角度反映粘性的大小,即動(dòng)力粘度越大,液體的內(nèi)摩擦阻力越大,粘性就越大。它具有物理意義。運(yùn)動(dòng)粘度在工程上可用來(lái)表示油的牌號(hào),它是動(dòng)力粘度與該液體密度的比值,因其單位2/s)粘度與壓力、溫度的關(guān)系液體的粘度不是一個(gè)確定值。粘度隨溫度的增加而顯著降低,表現(xiàn)非常敏感,所以在提到液體的粘度時(shí)必須是在哪個(gè)溫度下的粘度。粘度隨壓力的變化而變化不大,一般可以忽略油的選用油的選用包括兩方面: 度等級(jí)的選擇應(yīng)根據(jù)工作壓力、環(huán)境溫度和運(yùn)動(dòng)速度選擇。液體靜力學(xué)基本方程p=p0該方程的研究對(duì)象是液體, 因液體內(nèi)任一點(diǎn)處的壓力在各個(gè)方向上都相等, 該方程對(duì)液體才成立, 而對(duì)流動(dòng)液體不成立。液體壓力傳遞原理在密封容器內(nèi), 施加于液體上的壓力, 能等值地傳遞到液體中的任意點(diǎn)。可以用該原理來(lái)解釋千斤頂?shù)墓ぷ髟? 并可得到一個(gè)重要概念: 外負(fù)載。絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和真空度絕對(duì)壓力是以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)來(lái)表示,相對(duì)壓力是以大氣壓力為基準(zhǔn)來(lái)表示,兩者在數(shù)值上相差一個(gè)大氣壓值,通常說(shuō)的壓力指的是相對(duì)壓力。真空度是絕對(duì)壓力小于大氣壓力時(shí)的相對(duì)壓力,理論上是一個(gè)負(fù)值,但實(shí)際取正值,可直接用真空計(jì)來(lái)測(cè)量。壓力和流量壓力和流量是傳動(dòng)的兩個(gè)重要參數(shù)。液體在單位面積上所受的內(nèi)法線方向上的法向力稱為壓力,單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)通流截面的液體體積稱為流量。壓力和流量的單位都有標(biāo)準(zhǔn)單位和工程常用單位兩種,在實(shí)際計(jì)算中應(yīng)注意單位的換算:1MPa106N/m2,1m3/s6×104L/min連續(xù)性方程和伯努利方程 連續(xù)性方程和伯努利方程的研究對(duì)象是流動(dòng)液體。連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流動(dòng)液體中的一種表達(dá)形式,常用表達(dá)式是v1A1=v2A2,可以用來(lái)計(jì)算某一截面處的流速。伯 程是能量守恒定律在流動(dòng)液體中的一種表達(dá)形式 常用理論表達(dá)式是

+

+ρv2/2=pρgh2+ρ2v2/2,可以用來(lái)計(jì)算某一截面處的流速或者壓力, 在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)考慮壓力損失和動(dòng)能修正兩方面問(wèn)題。流動(dòng)液體的壓液體在流動(dòng)中損失的能量大小可以用壓力損失來(lái)表示,因?yàn)閴毫p失的物理意義是單位質(zhì)量的能量損失。沿程壓力損失是因內(nèi)摩擦引起的,局部壓力損失是因液體流動(dòng)方向和速度大小發(fā)生突變引起的,計(jì)算時(shí)要注意壓力損失系數(shù)的正確選取和計(jì)算。10.小孔流量綜合公式qv=該公式可以取不同的系數(shù)K和指數(shù)m來(lái)計(jì)算流經(jīng)薄壁小孔、細(xì)長(zhǎng)孔和短孔等不同小孔的流量。在有些計(jì)算題中可以不用確定系數(shù)和指數(shù)的值就可算出結(jié)果,這是一條解題捷徑。四、典型題解例1如圖1.1a所示,U形管測(cè)壓計(jì)內(nèi)裝有,其左端與裝有水的容器相連,右端開(kāi)口與大氣相通。已知:h=20cm,h1=30cm,水銀密度ρ=13.6×103kg/m3。試計(jì)算A點(diǎn)的相對(duì)壓力和絕對(duì)壓力。又如圖1.1b所示,容器內(nèi)同樣裝有水,其中h1=15cm,h2=30cm,試計(jì)算A點(diǎn)的真空度和絕對(duì)壓力。解 B點(diǎn) 引平線與右支管交于C, 在連續(xù)均質(zhì)的水銀中, B點(diǎn)與C點(diǎn)處于同樣高度上,故為等壓面上的兩點(diǎn), 壓力相等, 即pB=pCρ從U形管右支管看 pC h+h1ρ從U形管左支管看 pB=pA+水ρρ pA+水gh1= gh+h1)pA gh+gh1(ρ-水ρρ=13.6×103×9.8×0.20Pa+ 3=0.64×105以上所求結(jié)果為相對(duì)壓力 A處的絕對(duì)壓pA絕 5+0.64×105 5C引水平線與左支管交于B;在連續(xù)均質(zhì)的水銀中等壓面上兩點(diǎn)即

pB=pC=pa(大氣壓力ρρ從U形管左支管 pB=pA+水gh1 ρρ所pA=pB- 水gh1+gh2=1.01×105Pa=0.6×1053×9.8×0.15+13.6×103×9.8×0.3以上所求結(jié)果為絕對(duì)壓力 其真空度pa-pA=1.01×105Pa-0.6×105=0.41×105例21.2所示直徑為d、重量為G的活塞浸在充滿密閉容器的液體中,并在力F的作用下,處于狀態(tài),若液體密度為ρ,活塞浸入深度為h,試確定液體在測(cè)壓管內(nèi)的上升高度x。解:由靜力學(xué)基本方程知,在活塞底部的液體壓力p= x+由活塞的力平衡方 x+h)=4(G+ 所以測(cè)壓管內(nèi)液體上升的高度為

4(G+x 31.3所示,某壓力閥應(yīng)在油壓p1=6MPa時(shí)動(dòng)作。已知鋼球的最大直徑D=15mm,閥座孔直徑d=10mm,壓力油頂開(kāi)鋼球溢油時(shí)有背壓p20.3MPa,求溢油時(shí)彈簧的壓緊力Fs為多解因?yàn)閴毫τ妥饔迷谇婺骋粋€(gè)方向上的力等于油力與曲面在該方向投影面積的乘積,所以球閥受pl作用向上的球閥p2作用向下的力

F=π F2=πp24即球閥受力平衡方程 F1=Fs+式中Fs為彈簧的壓緊力 Fs=F1-F2=4

p1-p2)=(60- 5×3.14×0.012N/=447.5例 如圖1.4所示 泵以qv=25L/min的流量 圖,缸直徑D=50 活塞桿 d=30 進(jìn)、回油管直徑d1=d2=10 求活塞的運(yùn)動(dòng)速度及油液在進(jìn)、回油管中的流速。能否直接應(yīng)用連續(xù)性方程計(jì)算兩油管中的流速?解 由已知流量可求得進(jìn)油管流由進(jìn) 25×103由進(jìn)v1=π2 =31847cm/min=5.31m/s4d1缸的流量可求得活塞運(yùn)動(dòng)速度v=π2 4D

25×103 =1274cm/min=0.21m/回油腔應(yīng)用連續(xù)性方程πD2-d2 π =v2×4

所πD2-d2 v2=v× =v× -π 4 52-=0.21× m/s=3.36m/計(jì)算缸進(jìn)、回油管中的流速時(shí), 不能直接應(yīng)用連續(xù)性方程。因?yàn)檫M(jìn)油管和回油管已被活塞隔開(kāi), 液流已不連續(xù)。例5 某系統(tǒng)由泵至馬達(dá)的管路如圖1.5所示。已知管徑d=16mm, 管路總長(zhǎng)L=4m,油液密度ρ=900kg/m3, 油液粘度=18.7×10-2cm2/s,流速=2m/s 在4彎頭處ξ1=0.3,在90°彎頭ξ2=1.0,在135處ξ3=2.0,若管道水平放置, 試求由泵至馬達(dá)的全部壓力損失。解 全部壓力損失Δp可分為沿程壓力損失Δpλ和部壓力損失Δpξ求沿程壓力損失Δpλ:判斷流態(tài)Re=vdν為層流流動(dòng)

2×1.6×10-18.7×10- =1771<2Lv2

Δpλ=λ求局部壓力損失

2=Re×0.016 Pa=0.19×10油液流經(jīng)45°彎頭時(shí)的局部壓力損Δpξ1 1·

= Pa=0.0054×10油液流經(jīng)90°彎頭處的局部壓力損失為Δpξ2 =故油液流135°彎頭處的局部壓力Δpξ3故

Pa=0.018×10 Pa=0.036×105=0.0774×105全部壓力損失ΔpΔp=Δpλ+Δpξ=(0.19+0.0774)×105Pa=0.267×105五、思考與練有一上端封閉、下端開(kāi)口油中的玻璃管 如圖1.6所示。若抽去管中部分空氣使管中油面上升到高于管外油面h=1m處。設(shè)油的密度ρ=900kg/m3 管外大氣壓力pa0.1MPa 試求管中油面上B點(diǎn)的壓力。如圖1.7所示 容器A中充有氣體 已知U形管右邊通大氣 管內(nèi)柱高度差h0.3m求容器A內(nèi)的絕對(duì)壓力及真空度。計(jì)算時(shí)取1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力=0.1MPa0.04MPa 圖 圖圖1.8所示各盛水圓筒 作用于活塞上的力F均為3kN。若 d=1 h=1m,000kg/m3,試求圓筒底部所受的壓力及作用力。0.01MPa,11如圖1.9所示 一管道輸送ρ=900kg/m3的液體 已知h=15 1處的壓力0.5MPa,2處的壓力為0.45MPa 求油液的流動(dòng)方向第二節(jié)動(dòng)力元件一、基本內(nèi)容泵的工作原理和性能參數(shù)。齒輪泵、葉片泵和柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、常見(jiàn)故障及排除方法。二、學(xué)掌握容積式泵的基本工作條件 理解其工作原理掌握泵壓力、排量和流量的概念 能夠按給出的數(shù)據(jù)計(jì)算功率和效率熟悉齒輪泵、葉片泵和柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。重點(diǎn)掌握限壓式變量泵的工作原理及應(yīng)用。熟悉各種泵的常見(jiàn)故障及排除方法三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)容積式泵的基本工作條容積式泵要想連續(xù)正常的工作必須具備以下三個(gè)條件泵的性能參數(shù)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一個(gè)壓力, 它的大小取決于零件的強(qiáng)度和密封腔的密封效果。變量泵來(lái)說(shuō)是一個(gè)可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的值。泵輸出的實(shí)際流量因泵本身的泄漏而小于理論流量, 兩者相差一個(gè)差值Δqv, 并且隨著工作壓力的增加, 這個(gè)差值Δqv也在變大。nT計(jì)算;輸出的是壓力能,輸出功率用pqv計(jì)算。所以,泵輸出的理論功率等于工作壓力與理論流量之積,輸出的實(shí)際功率等于工作壓力與實(shí)際流量之積。值 而泵的總效率等于容積效率與機(jī)械效率之積齒輪泵、葉片泵和柱塞泵的比較 如表1.1所示表 齒輪泵、葉片泵和柱塞泵的比齒輪泵葉片泵軸向柱塞泵定量葉片泵變量葉片泵兩個(gè)齒輪的齒面、泵體和兩相鄰兩個(gè)葉片、轉(zhuǎn)子外表面、定子內(nèi)表面和左右配油盤(pán)柱塞的內(nèi)端面一個(gè)吸油腔,一個(gè)壓油腔等于葉片數(shù)齒輪泵葉片泵軸向柱塞泵定量葉片泵變量葉片泵輪齒脫開(kāi),容積變大;輪齒嚙合,容積變小定子內(nèi)表面是有規(guī)律的曲面轉(zhuǎn)子和定子之間有一個(gè)偏心距e盤(pán)的作用因吸油和壓油分別在不同的腔內(nèi)進(jìn)行,沒(méi)有配油裝置兩個(gè)配油盤(pán)低中高低中高限壓式變量葉片泵的特性曲線限壓式變量葉片泵的特性曲線如圖1.10。壓pB稱為限定壓力,它的大小是由彈簧的預(yù)壓縮量決定,可根據(jù)需要由限壓螺釘調(diào)節(jié)。壓力pC稱為極限工作壓力,即該泵輸出的工作壓力最大過(guò)pC,所以稱為限壓式泵。其特性如I所示泵的常見(jiàn)故障及排除方法泵的常見(jiàn)故障主要有噪聲大、容積效率低和壓力提不高。產(chǎn)生故障的原因非常多,有時(shí)同一個(gè)故障的產(chǎn)生是由多個(gè)原因引起的,所以找對(duì)原因是排除故障的前提,這需要

圖1.10 限壓式變量葉片泵的特性曲線有扎實(shí)的理論基礎(chǔ) 并在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn) 才能快捷地找對(duì)原因 排除故障表 限壓式變量泵的特工作壓力偏心距 對(duì)應(yīng)曲線段工作方式p=最 e0點(diǎn)p<最 e0ABp=最 e0點(diǎn)p>BCp=幾乎為零四、典型題解例 某泵銘牌上標(biāo)有轉(zhuǎn)速n=1450r/min 額定流量qv=60L/ 額定壓力pP8MPa,泵的總效率η=0.8 試求的 功率

p4MPa 該泵應(yīng)選配解:驅(qū)動(dòng)泵的電功率的確定,應(yīng)按照泵的使用場(chǎng)合進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)不明確泵在什么場(chǎng)合下使用時(shí),可按銘牌上的額定壓力、額定流量值進(jìn)行功率計(jì)算;當(dāng)泵的使用壓力已經(jīng)確定,則應(yīng)按其實(shí)際工作壓力進(jìn)行功率計(jì)算。pP 8×106×60×10- P η W= W=10pPP

4×106×60×10- W=5×103W=5例 某系統(tǒng)采用限壓式變量泵。該泵出廠的流量-壓力特性曲線為 如圖所示。已知泵的總效率為0.7, 當(dāng)系統(tǒng)工作進(jìn)給時(shí) 泵壓力p=4.5 輸出流量qv2.5L/ 在快速移動(dòng)時(shí) 泵壓力pMPa,輸出流量qv=20L/min。試求限壓式變量泵要滿足上述要求時(shí), 其流量-壓力特應(yīng)調(diào)成怎樣的圖形泵所需的最大動(dòng)功率是多少?解: 根據(jù)泵的工況, 進(jìn)行作圖?？爝M(jìn)時(shí):p=2 qv=20L/min 在坐標(biāo)上得交點(diǎn) MAB的平行E工進(jìn)時(shí) 圖 流量-壓力特性曲p=4.5MPa qv=2.5L/min 在坐標(biāo)上得交點(diǎn) 過(guò)N點(diǎn)作BC的平行線E和D相交于點(diǎn) 則曲線即為調(diào)整后的變量泵壓力-流量特性曲線B′點(diǎn)為特性曲線的限壓式變量葉片泵的最大功率出現(xiàn)在拐點(diǎn)壓力附近。在工作壓力超過(guò)限定壓pB,泵輸出流量迅速下降,功率反而減小。故計(jì)算泵所需輸入功率時(shí),應(yīng)按拐點(diǎn)處的壓力、流量參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。從圖中可得B′點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓p=3.25MPa,流量qv=19.5L/min。因而,泵所需的最大驅(qū)動(dòng)功率為P=η

3.25×106×19.5×10- W=1508W≈1.5五、思考與練某泵輸出壓力p=20 泵轉(zhuǎn)速n=1450r/min, 排量V=100cm3/r 已該泵容積效率=0.95 總效率η=0.9 試求試求限壓式變量泵流量-壓力特性曲線中BC段的流量表達(dá)式。試問(wèn)哪些因素影響曲線的斜率?若改變彈簧預(yù)緊力時(shí) BC斜率會(huì)不會(huì)變第三節(jié)執(zhí)行元件一、基本內(nèi)容1.缸的分類、結(jié)構(gòu)、安裝、調(diào)整、常見(jiàn)故障及排除方法2.馬達(dá)的工作原理及性能參數(shù)二、學(xué)掌握單活塞桿缸的三種通油方式下活塞運(yùn)動(dòng)速度和推力的計(jì)算方法熟悉雙活塞桿、柱塞式、擺動(dòng)式和伸縮套筒式缸的結(jié)構(gòu)及工作原理了解缸的密封、緩沖和排氣裝置熟悉缸的安裝、調(diào)整、常見(jiàn)故障及排除方法了解馬達(dá)的工作原理及性能參數(shù)三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)活塞式果通同樣的壓力油 兩個(gè)方向所產(chǎn)生的速度和推力都相等活塞直徑為D, 活塞桿直徑為d, 壓力油的流量為qv,壓力為p, 則不同通油方式的情況比較如表1.3。1.3不同通油方式的情況比較通油方式無(wú)桿腔通油有桿腔通油差動(dòng)連接有效面積A1=πD2/A2=πD2-d2)A=πd2/3v1=4qv/(πD2v2=4qv/[πD2-d2)數(shù)值比較小大大F1=pπD2/F2=pπ(D2-d2)F3=pπd2/數(shù)值比較大小小工作情況

各種缸對(duì)比情況如表1.4所表 各種缸情況對(duì)伸縮套筒式雙向移動(dòng)單向移動(dòng)雙向擺動(dòng)雙向變速移動(dòng)完成工作循環(huán)制造容易密封金屬切削機(jī)床、壓力機(jī)、注塑機(jī)等龍門(mén)刨床、導(dǎo)軌磨床等大型設(shè)備機(jī)械手、回轉(zhuǎn)夾具、送料裝置等自卸汽車、起重機(jī)、輸送帶等馬達(dá)與泵的比較 如表1.5所表 馬達(dá)與泵的比較泵馬達(dá)結(jié)構(gòu)類型齒輪式、葉片式、柱塞式齒輪式、葉片式、柱塞式理論流量大于實(shí)際流量qvt>理論流量小于實(shí)際流量qvt<理論轉(zhuǎn)矩小于實(shí)際轉(zhuǎn)矩Tt<理論轉(zhuǎn)矩大于實(shí)際轉(zhuǎn)矩Tt>Pin=w.Pin=實(shí)際輸出功率Pout=Pout=容積效率ηv=qv/ηv=qvt/ηm=Tt/ηm=T/四、典型題解例11.12所示,已知單桿活塞缸的缸筒內(nèi)徑D=90mm,活塞桿直徑d=60mm,進(jìn)入油缸的流量qv=25L/min,進(jìn)油壓力Pl=6MPa,回油壓力P2=0.5MPa。試判斷并計(jì)算圖示各連接方式時(shí),油缸運(yùn)動(dòng)的方向及速度大小?最大推力方向及大小?解:a所示油缸:運(yùn)動(dòng)方向:向左運(yùn)動(dòng)速度v

25×10-

-6m/min=7.08m/最大推力 向

4×(D-d 4 -60)F=π(D2-d2)p-πD2 圖b所示油缸:運(yùn)動(dòng)方向: 運(yùn)動(dòng)速度:

×(0.092-0.062)×6×1064

0.092×0.5×106N=184 25×10-最大推力 向F=πD2

v=π2= 4 4-π(D2-d2

m/min=3.93m/ =π×0.092×6×106-π×(0.092-0.062)×0.5×106N=36.44圖c所示油缸:運(yùn)動(dòng)方向: 運(yùn)動(dòng)速度:

25×10-最大推力 向

v=π2= 4 4

m/min=8.85m/×F=πd2p=×

0.062×6×106N=17 例2如圖1.13所示,一個(gè)泵驅(qū)動(dòng)兩個(gè)油缸串聯(lián)工作。已知兩油缸尺寸相同,缸體D=90mm,活塞桿直徑d=60mm,F1=F2=10kN,泵輸出流量qv=25L/min,不計(jì)容積損失和機(jī)械損失,求油泵的輸出壓力及活塞運(yùn)動(dòng)速度。解:由活塞受力平衡關(guān)系可p3

π4

=π=4

Pa=1.57×1062p2=2所F1+p×π(D2-d2

10×103+1.57×106×π×(0.092-0.062

π4=2.45×106

4泵的輸出壓力為pP=p12.45MPa?；钊\(yùn)動(dòng)速度為 25×10-v1=π2= 4 4

m/min=3.93m/π(D2-d2) 4× -0.06)

m/min=2.18m/v2 π 4 4例3如圖1.14所示,流量為5L/min的泵驅(qū)動(dòng)兩個(gè)并聯(lián)油缸,已知活塞A重10kN,B5kN,兩個(gè)油缸活塞工作面積均為100cm2,溢流閥的調(diào)整壓力為2MPa,設(shè)初始兩活塞都處于缸體下端,試求兩活塞的運(yùn)動(dòng)速度和泵的工作壓力。解:根據(jù)系統(tǒng)的壓力取決于外負(fù)載這一結(jié)論,由于活塞A、B重量不同,可知A的工作壓B的工作壓

pA=AA=100×10-4Pa=1故兩活塞不會(huì)同時(shí)運(yùn)動(dòng)

pB=AB=100×10-4Pa=0.5vB

5×10-AB=100×10-4m/min=0.5m/vA=pP=pB=0.5高,活塞A運(yùn)動(dòng), 流量全部進(jìn)入油缸A,此 5×10-vA=AA=100×10-4m/min=0.5m/vB=pP=pA=1

回油箱 泵壓力穩(wěn)定在溢流閥的調(diào)整壓力 P P例4某馬達(dá)排量V=250cm3/r,壓力為10MPa,出口壓力為0.5MPa,其總效率為η=0.9,容積效率ηv=0.92,當(dāng)輸入流量為22L/min時(shí),試求:馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。解:馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩T

n

22×103 r/min=81r/Δ (p1-p2 Vη(10-0.5)×106×250×10-6T · 例5 泵和馬達(dá)組成系統(tǒng), 已知泵輸出油壓pP=10MPa, 排量VP=10cm3/r, 機(jī)械效率 容積效率ηvp=0.9 馬達(dá)排量VM=10cm3/r, 機(jī)械效率ηmM=0.95 容積效率=0.9,泵出口處到馬達(dá)管路的壓力損失為0.5MPa,若泄漏量不計(jì), 馬達(dá)回油管和泵吸油管的壓力損失不計(jì), 試求:POMTM

POP

PP解 pPnP 10×106×1500×10×10-ηPP ηPOP=pPnPVPηvP=

W=26321500×10×10-6×0.9W=2250×

=nPVPηvPηvM=1 r/min=1215r/ POM=pMVM

(10-0.5)×106×1215×10×10-6×0.95W=1828 POM=1828×60N·m=14.37 五、思考與練如圖1.15所示差動(dòng)連接缸。已知進(jìn)油流量qv=30L/min, 進(jìn)油壓力p=4MPa, 求活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度相等, 且速度均為6m/min, 試計(jì)算此缸筒內(nèi)徑D和活塞桿直徑d,并求輸出推力F113mm80mm20圖 差動(dòng)連接 圖如圖1.16所示,兩缸尺寸相同,已知缸筒直徑D=100mm,活塞桿直徑d=70mm,現(xiàn)兩缸串聯(lián)連接,設(shè)進(jìn)油流量qv=25L/min,進(jìn)油壓力p=5MPa,兩缸上負(fù)載F相同,試求兩活塞運(yùn)動(dòng)v1v2及負(fù)載F3.19m/min,1.62m/min,26kN)圖1.17所示為一增壓缸 已知活塞直徑

=60 活塞桿直徑d=20mm 輸入壓力p1=5 求輸出壓力p2。45MPa某馬達(dá)的排量V=10cm3/ 供油壓力

=10 回油壓力p2=0.5MPa 供油量為qv=12L/min,其容積效率ηv=0.90,機(jī)械效率ηm=0.80,求該馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩和實(shí)際輸出功率。 1368W)第四節(jié)控制元件一、基本內(nèi)容方向控制閥壓力控制閥流量控制閥其他控制二、學(xué)掌握方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥的結(jié)構(gòu)、工作原理、圖形符號(hào)及應(yīng)用。掌握三位換向閥中位機(jī)能的概念。熟悉節(jié)流閥和調(diào)速閥工作原理和它們特性曲線的區(qū)別。了解其他控制閥的結(jié)構(gòu)和工作原理三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)如果單向閥的進(jìn)油口的壓力p1,出油口的壓力p2,控制油口的壓力為pk,彈簧力忽略不計(jì)。則兩者特性比較如表1.6所示。表 普通單向閥和液控單向閥特性比普通單向閥控制油口無(wú)有pk=pk=閥口狀態(tài)p1<p1>單向p1p2單向p1p2常態(tài)位換向閥的控制方式不發(fā)生作用的時(shí)候,如電磁鐵不通電、液動(dòng)閥控制油口不通油、機(jī)動(dòng)閥的行程擋塊不壓下頂桿或滾輪時(shí),閥芯所處的位置稱為常態(tài)位。在圖形符號(hào)中,三位閥的中位和兩位閥靠近彈簧一側(cè)的位置是常態(tài)位。三位四通電磁換向閥的電磁鐵、閥芯和圖形符號(hào)之間的關(guān)系如表1.7所示表 三位四通電磁換向閥的電磁鐵、閥芯和圖形符號(hào)之間的關(guān)—+———+閥芯位置圖形符號(hào)控制油力高低繼電器)保持平衡進(jìn)行工作溢流閥有兩種重要應(yīng)用 即溢流調(diào)壓和安全保護(hù) 在應(yīng)用時(shí)情況有所不同如表所示。

表 溢流調(diào)壓和安全保安全保護(hù)應(yīng)用場(chǎng)合流量控制閥閥口狀態(tài)開(kāi)工作時(shí)關(guān)閉,過(guò)載時(shí)打開(kāi)系統(tǒng)壓力等于溢流閥調(diào)定壓力對(duì)減壓閥來(lái)講,當(dāng)進(jìn)油口壓力小于調(diào)定壓力時(shí),出油口壓力隨進(jìn)油口壓力的變化而變化,進(jìn)、出油口壓力相等;當(dāng)進(jìn)油口壓力大于調(diào)定壓力時(shí),出油口壓力穩(wěn)定在調(diào)定壓力值上,不隨進(jìn)油口壓力的變化而變化。溢流閥和減壓閥的對(duì)比如表1.9表 溢流閥和減壓閥的對(duì)減壓安全保護(hù)使支路獲得較低的穩(wěn)定壓力閥芯所受力來(lái)閥口工作狀態(tài)系統(tǒng)工作壓力進(jìn)油口最大壓力不變出油口壓力最大不變直接從回油口回油箱經(jīng)漏油口回油箱根據(jù)小孔流量綜合公式可知,流經(jīng)小孔的流量與系數(shù)K、通流截面面積A、小孔前后壓差Δp和指數(shù)m有關(guān)。當(dāng)K、Δp和m一定時(shí),改變A就可改變流量, 這就是流量控制閥工作的原理基礎(chǔ)。表1.10是壓差Δp和油液溫度變化對(duì)三種流量閥的影響。表1.10壓差 和油液溫度變化對(duì)三種流量閥的影L型節(jié)流閥Q型調(diào)速閥QT型調(diào)小孔前后壓差影響較大油液溫度流量穩(wěn)定性差好四、典型題解例 試分析內(nèi)控式順序閥出口處負(fù)載壓力p2、調(diào)定壓力ps和閥的進(jìn)口壓力p1之間的系答 p1≥ps 在進(jìn)口壓力的作用下 閥口處于全開(kāi)狀態(tài) 此時(shí)p2>ps 閥口保持全開(kāi)狀態(tài) 壓力相等, 即p1=p2=ps 其值取決于負(fù)大小。p2<ps,進(jìn)口處壓力p1與順序閥調(diào)壓彈簧力保持平衡, 閥口自行關(guān)小, 以保持進(jìn)口壓力p1=ps 出口壓力仍由負(fù)載大小決定。此時(shí) 當(dāng)出口直接連油箱 則相當(dāng)于一個(gè)溢流閥p1<ps 則閥口關(guān)閉。例 圖1.18所示回路中 減壓閥調(diào)定壓力為pJ 負(fù)載壓力為pL 試分析下述各情況下減壓閥壓力的關(guān)系及減壓閥口的開(kāi)啟狀況py<pJ,pJ>pL;py>pJ,pJ>pL;py>pJ,pJ=pLpy>pJ,pL=答:( py<pJ,pJ>pL時(shí),即負(fù)載壓力小于減壓閥調(diào)定值,溢流閥調(diào)定值也小于減壓閥調(diào)定值。此時(shí),減壓閥口處于全開(kāi)狀態(tài),進(jìn)口壓力、出口壓力及負(fù)載壓力基本相等。py>pJ,pJ>pL時(shí),即負(fù)載壓力仍小于減壓閥調(diào)定值,溢流閥調(diào)定值大于減壓閥調(diào)定值。此時(shí),1減壓閥口處于小開(kāi)口的減壓工作狀態(tài),其進(jìn)口壓力、出口壓力及負(fù)載壓力基本相等。p>p p=p時(shí) 即負(fù)載壓力等于減壓閥調(diào)定值 圖 而溢流閥調(diào)定值仍大于減壓閥調(diào)定值。此時(shí), 減壓閥口處于小開(kāi)口的減壓工作狀態(tài), 其進(jìn)口壓力等于溢流闊調(diào)定值, 出口壓力等于負(fù)載壓力。py>pJ pL=∞時(shí) 即負(fù)載壓力相當(dāng)口處于基本關(guān)閉狀態(tài) 量油液通過(guò)閥口流至先導(dǎo)閥 進(jìn)口壓力等于溢流閥調(diào)定值 出壓力等于減壓閥調(diào)定值例 圖1.19所示系統(tǒng)中 已知兩溢流閥的調(diào)定壓力分別為 py1=5MPa py2=2試問(wèn)活塞向左和向右運(yùn)動(dòng)時(shí),油泵可能達(dá)到的最大工作壓力各是多解:當(dāng)DT斷電時(shí),活塞右移。這時(shí),調(diào)壓閥2進(jìn)出油口壓力相等,閥2始終處于關(guān)閉狀態(tài),不起調(diào)壓作用。系統(tǒng)壓力由溢流閥1決定。故泵的最大工作壓力為溢流閥1的調(diào)定值,即pPmax=5MPa。當(dāng)DT通電時(shí),活塞左移。這時(shí),調(diào)壓閥2的出口接油箱,閥2起調(diào)壓作用,系統(tǒng)壓力由調(diào)壓閥2的調(diào)定值決定,故泵的最大工作壓力為pPmax=2MPa。圖 圖例41.20所示,兩個(gè)減壓閥串聯(lián),已知減壓閥的調(diào)定壓力分別為:pJ1=3.5MPa,pJ2=2MPa,溢流閥的調(diào)整值py=4.5MPa;活塞運(yùn)動(dòng)時(shí),負(fù)載F=1200N,活塞面積A=15cm2,減壓閥全開(kāi)時(shí)的局部損失及管路損失不計(jì)。試確定:ABC各點(diǎn)的壓力為多少 F=4200N,所有閥的調(diào)整值仍為原來(lái)數(shù)值,這時(shí)ABC各點(diǎn)的壓力為多少?解 p=

1 MPa=0.8--活塞在終端位置F4200N

pB=pA=pC=pL=0.8pC=pJ2=2pA=pJ1=3.5pB=py=4.5p=

4 MPa=2.8--因?yàn)閜J2<pL, 故無(wú)法推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。pC=pJ2=2pA=pJ1=3.5pB=py=4.5例 如圖1.21所示 兩個(gè)減壓閥并聯(lián) 已知減壓閥的調(diào)定壓力分別為 pJ1=2MPa =3.5MPa,溢流閥的調(diào)整值py=4.5MPa; 活塞運(yùn)動(dòng)時(shí), 負(fù)載F=1200N, 活塞面積A=15cm2,減壓閥全開(kāi)時(shí)的局部損失及管路損失不計(jì)。試確定:ABC各點(diǎn)的壓力為多少(2 F=4200所有閥的調(diào)整值仍為原來(lái)數(shù)值 這ABC各點(diǎn)的壓力為多少解 p=F 1 MPa=0.8 15×10-pL=0.8為pL<pJ1,pL<pJ2, 兩個(gè)減壓閥口均處于最大開(kāi)口, pB=pA=pC=pL=0.8活塞在終端位置 圖pL升高。當(dāng)pL>pJ1時(shí),減壓閥1的先導(dǎo)閥打開(kāi),減壓閥口關(guān)小;減壓閥2的閥口仍處于全開(kāi)狀態(tài),來(lái)自泵的壓力油將使pL繼續(xù)升高。同時(shí)壓力油還從反向流經(jīng)減壓閥1的先導(dǎo)閥,使減壓閥1的閥口完全關(guān)閉。直至壓力上升到pL=pJ2時(shí),減壓閥2的閥口關(guān)小,處于平衡狀態(tài)的減壓閥2保持一小開(kāi)口狀態(tài),維持出口壓力為調(diào)定壓力值,即pA=pC=pJ2=3.5MPa此時(shí),溢流閥必然處于工作狀態(tài),pB=py4.5F4200N時(shí)p=

4 MPa=2.8--pL=2.8因?yàn)閜L>pJ1,因而減壓閥1的閥口關(guān)閉。壓力油經(jīng)減壓閥2進(jìn)入油缸,由于pL<pJ2, 減壓閥2的閥口處于全開(kāi)狀態(tài),此時(shí)pB=pA=pC=pL=2.8MPa活塞運(yùn)動(dòng)至終端位置時(shí) pA=pC=pJ2=3.5此時(shí) 溢流閥必然處于工作狀態(tài) 即pB=py=4.5由以上分析可知 活塞運(yùn)動(dòng)至終端后 油缸的壓力由并聯(lián)的減壓閥中調(diào)定值較高的那個(gè)壓閥決定。例6圖1.22所示系統(tǒng),缸的有效面積A1=A2=100cm,缸Ⅰ負(fù)載F1=35kN,缸Ⅱ運(yùn)動(dòng)時(shí)負(fù)載為零。不計(jì)摩擦阻力、慣性力和管路損失。溢流閥、順序閥和減壓閥的調(diào)定壓力分別為4MPa、3MPa2MPa。求在下列三種工況下ABC三點(diǎn)的壓力。解 開(kāi) 減壓閥口關(guān)小 A點(diǎn)壓力憋高 溢流閥打開(kāi) 這pA=4MPapB=4MPapC=2p=F1

35100×10-

MPa=3.5pB=3.5pA=pB=3.5pC=2活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后 B、A點(diǎn)壓力升高至溢流閥打開(kāi) 這pA=pB=4pC=2pA=

pC=pB=活塞碰到固定擋塊pA=pB=4pC=2五、思考與練1.23中的圖形符號(hào)所表示的各種方向閥的名稱。畫(huà)出下列各種名稱的方向閥的圖形符號(hào)將O型、M型、P型、H型等機(jī)能的電磁換向閥分別控制單桿活塞缸, 試說(shuō)明構(gòu)成的油路系統(tǒng)在中位時(shí), 各具怎樣的工作特性?如圖1.24所示 開(kāi)啟壓力分別為0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa的三個(gè)單向閥實(shí)現(xiàn)串p點(diǎn)壓力各為多少直動(dòng)式溢流閥的彈簧腔如果不和回油腔接通 將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象若把先導(dǎo)式溢流閥的控制口當(dāng)成泄漏口接回油箱 這時(shí)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象如果先導(dǎo)式溢流閥的阻尼孔被堵塞, 將會(huì)出現(xiàn)什么情況?若用一直徑較大的通孔來(lái)代替阻尼孔又會(huì)出現(xiàn)怎樣的情況?圖1.25所示系統(tǒng) 各溢流閥單獨(dú)使用時(shí)的調(diào)定壓力分別為 py1=4MPa py2=3py3=2 問(wèn)當(dāng)系統(tǒng)的外負(fù)載趨于無(wú)窮大時(shí) 油泵的出口壓力為多少圖 圖圖1.26所示系統(tǒng) 已知各溢流閥單獨(dú)使用時(shí)的調(diào)整壓力分別為 py1=7MPa py25MPa,py3=3MPa,py4=1MPa,問(wèn)當(dāng)系統(tǒng)的外負(fù)載趨于無(wú)窮大時(shí), 在電磁鐵1DT通電或斷電情況下, 油泵的出口壓力各為多少?順序閥能否作溢流閥用?溢流閥可以作順序閥用嗎圖 圖如圖1.27所示,缸A和B并聯(lián),若缸A先動(dòng)作,且速度可調(diào);當(dāng)A缸活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后,B缸活塞才動(dòng)作。試問(wèn)圖示回路能否實(shí)現(xiàn)要求的順序動(dòng)作,為什么?圖1.28所示油壓機(jī)回路中,滑塊和活塞的總重G=25kN,活塞直徑D=200mm, 塞桿直徑d=50mm,順序閥的調(diào)定壓力ps=3MPa,試問(wèn)在圖示位置時(shí),滑塊會(huì)不會(huì)因自重而下滑?滑塊空程向下運(yùn)動(dòng)時(shí) 壓力表的讀數(shù)為多圖 圖圖1.29所示夾緊回路中 已知溢流閥的調(diào)定壓力py=5MPa 減壓閥的調(diào)定壓力pJABC三點(diǎn)壓力各多少 5MPa AC點(diǎn)壓力各為多少 1.5MPa 這時(shí)AC點(diǎn)壓力各為多少積如圖1.30a、b所示,節(jié)流閥同樣串聯(lián)在泵和執(zhí)行元件之間, 調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面能否改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度?為什么?積流量閥的節(jié)流口為什么要采用薄壁小孔而不采用細(xì)長(zhǎng)孔節(jié)流閥最小穩(wěn)定流量有何實(shí)際意?影響節(jié)流閥最小穩(wěn)定流量的主要因素是哪試根據(jù)調(diào)速閥的工作原理進(jìn)行分析: 調(diào)速閥進(jìn)、出油口能否反接?進(jìn)、出油口接反后將會(huì)出現(xiàn)怎樣的情況?第五節(jié)輔助元件一、基本內(nèi)容油管、管接頭、過(guò)濾器、蓄能器、壓力計(jì)、壓力計(jì)開(kāi)關(guān)、油箱的結(jié)構(gòu)和功用。二、學(xué)掌握過(guò)濾器、蓄能器、壓力計(jì)、壓力計(jì)開(kāi)關(guān)、油箱的作用。熟悉管接頭、過(guò)濾器、油箱的結(jié)構(gòu)。了解油管、過(guò)濾器的分類及其性能。三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)

油不同類別油管性能比較如1.111.11不同類別油管性能比較紫銅管橡膠軟管尼龍管塑料管高高低低長(zhǎng)長(zhǎng)短短短焊接<無(wú)縫><<<管接頭管接頭的結(jié)構(gòu)主要由接頭、接頭芯和外套三部分, 用接頭芯螺紋部分直接與一個(gè)油管元件)元件)過(guò)濾器的功用是清除油液中的各種雜質(zhì) 按照濾芯材料和結(jié)構(gòu)形式不同分以下幾種如表1.12表1.12過(guò)濾器性能比較 線隙式紙芯燒結(jié)式銅線或鋁線過(guò)濾精度/ 線隙式紙芯燒結(jié)式過(guò)濾能力大大壓力損失/<<難在各種輔助元件中, 只有油箱不是標(biāo)準(zhǔn)件, 所以油箱的設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。設(shè)計(jì)時(shí)主要是確定合適的有效容量, 并按系統(tǒng)的發(fā)熱量來(lái)驗(yàn)算油箱的散熱能力。第二 基本回路

一、基本內(nèi)容壓力、速度、方向和多缸工作控制回路。二、學(xué)掌握調(diào)壓回路、減壓回路、調(diào)速回路、換速回路、換向回路和順序動(dòng)作回路的工作熟悉卸荷回路、平衡回路、增速回路、鎖緊回路、同步回路和互不干擾回路的工作三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)二級(jí)調(diào)壓回路和二級(jí)減壓回路比較如2.1所表 二級(jí)調(diào)壓回路和二級(jí)減壓回路比二級(jí)調(diào)壓回路控制油路控制元件先導(dǎo)型溢流閥調(diào)定壓力為py1調(diào)定壓力為pJ1控制元件直動(dòng)型溢流閥調(diào)定壓py2調(diào)定py2調(diào)定壓力的要求py1>pJ1>口關(guān)閉口連通用蓄能器和換向閥控制的保壓卸荷回路理解這個(gè)回路應(yīng)掌握三點(diǎn):兩種平衡回路的對(duì)比如表表 兩種平衡回路的對(duì)單向順序閥液控單向順序閥換向閥處于中位順序閥關(guān)閉,順序閥關(guān)閉,可防自行下滑活塞上行單向閥打開(kāi)活塞下行有背壓,無(wú)背壓,速度由節(jié)流閥控制恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路和恒功率調(diào)速回路比較如表 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路和恒功率調(diào)速回恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路恒功率調(diào)速回路動(dòng)力元件-執(zhí)行元件變量泵-(或缸定量泵-變量馬達(dá)調(diào)節(jié)參數(shù)泵的排量馬達(dá)的排量輸出參數(shù)輸出最大轉(zhuǎn)矩不變,輸出最大功率和輸出速度與VP成正比輸出最大功率不變,輸出最大轉(zhuǎn)矩與VM成正比,馬達(dá)轉(zhuǎn)速與VM變量-變量馬達(dá)容積調(diào)速回路該回路是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路和恒功率調(diào)速回路的組合 它的調(diào)速過(guò)程是VMmax VPmixVPmix VPmax速VPmax VMmax VMmix量來(lái)進(jìn)一步調(diào)大馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速.m容積節(jié)流調(diào)速回該回路是主要由變量泵和調(diào)速閥組成的一種調(diào)速回路,它是通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)速閥來(lái)改變進(jìn)入液壓缸的流量qv1,進(jìn)而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度,而泵會(huì)根據(jù)壓力的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出流量qvp,使之與qv1相適應(yīng)qvp=qv1)若關(guān)小調(diào)速閥,即減少通過(guò)調(diào)速閥的流量qv1,qvp>qv1,同時(shí)油液通過(guò)調(diào)速閥的阻力增加,相應(yīng)泵的輸出壓力增加,通過(guò)變量泵自身反饋,使其輸出流量qvp減少,直至qvp=qv1。若開(kāi)大調(diào)速閥,即增加通過(guò)調(diào)速閥流量qv1,qvp<qv1,同時(shí)油液通過(guò)調(diào)速閥的阻力減少,相應(yīng)泵的輸出壓力減小,通過(guò)變量泵自身反饋,使其輸出流量qvp增大,直至qvp=qv1。換速回路快速-慢速切換回路簡(jiǎn)單講就是:系統(tǒng)內(nèi)的油循環(huán)時(shí)必須經(jīng)過(guò)一個(gè)調(diào)速閥時(shí),執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)由該調(diào)速閥調(diào)速的慢速運(yùn)動(dòng);若將調(diào)速閥“短路”時(shí),即繞開(kāi)調(diào)速閥直接循環(huán)時(shí),執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。慢速-慢速切換回路簡(jiǎn)單講就是:系統(tǒng)內(nèi)的油循環(huán)時(shí)必須經(jīng)過(guò)一個(gè)調(diào)速閥時(shí),執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)由該調(diào)速閥調(diào)速的一種慢速運(yùn)動(dòng);若系統(tǒng)內(nèi)的油循環(huán)時(shí)必須經(jīng)過(guò)另一個(gè)調(diào)速閥時(shí),執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)由該調(diào)速閥調(diào)速的另一種慢速運(yùn)動(dòng);這有兩種情況:一種是將兩調(diào)速閥并聯(lián),一種是將兩調(diào)速閥串聯(lián)順序動(dòng)作回路實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作的回路有三種情況

直接進(jìn)入執(zhí)行元件, 而另一個(gè)需通過(guò)一順序閥才能進(jìn)入。這樣, 前者先運(yùn)動(dòng)并到達(dá)終點(diǎn)后, 統(tǒng)內(nèi)的壓力升高, 當(dāng)升高到順序閥的調(diào)定壓力時(shí), 后者才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。2.4兩個(gè)壓力繼電器和個(gè)三位四通電磁換向閥實(shí)現(xiàn)順序回路動(dòng)作次序動(dòng)作內(nèi)容控制元件11-+--行程開(kāi)關(guān)22---+32--+-行程開(kāi)關(guān)41+---”表示電磁鐵通電,-”表示電磁鐵斷電。下同。表 用三個(gè)行程開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)順序回動(dòng)作次序動(dòng)作內(nèi)容11+-22+31-+42--多缸快慢互不干擾回路的工作情況如表 多缸快慢互不干擾回路的工作情 供油工作進(jìn)給++快速進(jìn)給--快速退回+-從表中可以看出 工進(jìn)是由泵1供油 快進(jìn)和快退是由泵2供油 也就是說(shuō) 泵1和泵不可能同時(shí)對(duì)同一個(gè)缸供油 即快速和慢速兩種運(yùn)動(dòng)是互不干擾的四、典型題解例 如圖2.1所示回路 泵的供油壓力有幾級(jí)?各為多大解 一共有8級(jí) 具體情況如表2.7表 泵的供油壓供油壓力/0---2+--4-+-6++-8--++-+-+++++例 如圖2.2所示容積調(diào)速回路中 試說(shuō)明單向閥A和B的功用圖 圖 容積調(diào)速回解:該回路是由雙向變量泵和差動(dòng)缸組成的閉式容積調(diào)速回路,因差動(dòng)缸的無(wú)桿腔的有效面積比有桿腔的有效面積大,所以,當(dāng)活塞運(yùn)行時(shí),無(wú)桿腔所需的流量大,則泵的進(jìn)出流量不相等,需要單向閥AB來(lái)調(diào)節(jié),使之相等。若泵正轉(zhuǎn),缸右行,缸的進(jìn)油量大于回油量,回路中的油不足。因液控單向閥A的控制油口通的是低壓油,此時(shí)閥A關(guān)閉,B打開(kāi),回路可通過(guò)閥B從油箱中補(bǔ)充所需若泵反轉(zhuǎn),缸左行,缸的進(jìn)油量小于回油量,回路中有多余的油。而此時(shí)液控單A的控制油口通的是高壓油,A被打開(kāi),B關(guān)閉,回路可通過(guò)閥A將多余的油排回第三 典型傳動(dòng)系一、基本內(nèi)容幾種典型的傳動(dòng)系伺服系統(tǒng)二、學(xué)掌握組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)了解機(jī)和機(jī)械手兩個(gè)系統(tǒng)的工作原理了解伺服系統(tǒng)的工作原理及其典型實(shí)例三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)主圖3.1所示的組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)系統(tǒng)能夠完成以下動(dòng)作循環(huán):快速進(jìn)給—第一次工作進(jìn)給—第二次工作進(jìn)給—死擋鐵停留—快速退回—原位停止。要理解該系統(tǒng)的工作原理,重點(diǎn)掌握以下幾點(diǎn):桿腔油流回油箱的通道,不得又流入缸無(wú)桿腔,從而形成差動(dòng)連接,實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。在工進(jìn)的時(shí)候,因系統(tǒng)壓力高而打開(kāi)順序閥,使缸有桿腔油直接流回油箱。在快退的時(shí)候,順序閥是關(guān)閉的,但回油可以從電液換向閥4流回油箱。使油經(jīng)調(diào)速閥進(jìn)入缸, 實(shí)現(xiàn)由快進(jìn)到工進(jìn)的轉(zhuǎn)換。電, 迫使油經(jīng)調(diào)速閥9進(jìn)入缸,實(shí)現(xiàn)二工進(jìn)。使壓力繼電器動(dòng)作而發(fā)出電信號(hào)給時(shí)間繼電器,滑臺(tái)開(kāi)始停留,停留時(shí)間由時(shí)間繼電器調(diào)節(jié)。當(dāng)停留結(jié)束后,時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào),使電磁1YA,3YA斷電而2YA通電,換向4右位接入系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)快退。7提供了一個(gè)快捷通道,使回油經(jīng)單向閥直接回油箱,實(shí)現(xiàn)快退。伺服系統(tǒng)的工作原理。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單講就是一個(gè)缸,其活塞桿固定而缸體浮動(dòng),同時(shí)缸體內(nèi)裝有一個(gè)滑閥,該滑閥控制著油的流動(dòng)方向。當(dāng)滑閥不動(dòng)時(shí),各閥口均關(guān)閉,沒(méi)有油進(jìn)入缸內(nèi),缸不動(dòng),系統(tǒng)處于狀態(tài)。當(dāng)滑閥向右運(yùn)動(dòng)一個(gè)位移時(shí),右邊閥口打開(kāi),油進(jìn)入缸體右腔 缸右移,直到缸體右移位移與滑閥位移相等時(shí) 閥口重新關(guān)閉 缸停止運(yùn)動(dòng)當(dāng)滑閥向左運(yùn)動(dòng)一個(gè)位移時(shí), 左邊閥口打開(kāi), 油進(jìn)入缸體左腔, 缸左移, 直到缸體左移位移與滑閥位移相等時(shí), 閥口重新關(guān)閉, 缸停止運(yùn)動(dòng)。第四 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本組一、基本內(nèi)容氣源及氣源輔助裝置。氣動(dòng)執(zhí)行元件。氣動(dòng)控制元件。二、學(xué)了解空壓機(jī)的原理 了解氣源裝置的主要處理環(huán)節(jié)及相關(guān)輔助設(shè)備了解常用氣缸的結(jié)構(gòu) 氣動(dòng)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)了解常用氣動(dòng)控制元件的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)。三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)空氣壓縮機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣壓能的設(shè)備稱空氣壓縮機(jī),簡(jiǎn)稱空壓機(jī)。按可輸出壓力的大小,分為流量分為微型3/min) 3/min) 3/min) min以上)選用空壓機(jī)的依據(jù)是氣動(dòng)系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量。目前,氣動(dòng)系統(tǒng)常用的工作壓力一般為0.5～0.8MPa,可直接選用額定壓力為0.7～1MPa的低壓空壓機(jī)。氣源凈化的要求氣動(dòng)系統(tǒng)所需要的氣源,是由空壓機(jī)提供的。如果將含有水汽,油氣,灰塵等雜質(zhì)的壓縮空氣供氣動(dòng)設(shè)備使用,將會(huì)產(chǎn)生極壞的影響。混在壓縮空氣中的油氣在貯氣灌中形成易燃物,甚至有的;同時(shí),油分在高溫汽化后形成有機(jī)酸,使金屬設(shè)備腐蝕,影響設(shè)備?；旌想s質(zhì)沉積在管道和氣動(dòng)元件中,使通流面積減小,流通阻力增加,使整個(gè)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。壓縮空氣中的水汽在一定壓力和溫度下會(huì)析出水滴,損壞氣動(dòng)設(shè)備和管道,使氣路不暢。壓縮空氣中的灰塵對(duì)氣動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生研磨作用,造成磨損嚴(yán)重。由此可見(jiàn),在氣動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置除水,除油,除塵和干燥等氣源輔助裝置是十分必要的。單作用氣缸和雙作用氣缸單作用氣缸是指只有一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是氣壓傳動(dòng),活塞的復(fù)位靠彈簧力或自重等其他外力;雙作用氣缸的往返運(yùn)動(dòng)全靠壓縮空氣來(lái)完成。-液阻尼缸氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能高效,動(dòng)作迅速靈敏,成本低,過(guò)載自動(dòng)保護(hù)等,缺點(diǎn)是因?yàn)榭站哂锌蓧嚎s性,不易速度控制和很高的定位精度,而傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的速度控制和定位精度。因此,氣-液阻尼缸就是綜合了氣壓傳動(dòng)和傳動(dòng)二者的優(yōu)點(diǎn)。在氣動(dòng)原理圖中,常用白三角表示氣體介質(zhì),黑三角表示液體介質(zhì),以清楚地表明管道中的介質(zhì)是氣體還是液體。換向閥氣壓傳動(dòng)中最常用的換向閥是二位三通、二位五通和三位五通閥,實(shí)際它們等效于傳動(dòng)中的二位二通、二位四通和三位四通換向閥,從中也體現(xiàn)出油必須回收,氣壓傳動(dòng)不需要回收氣體而直接排入大氣。下圖中,圖4-1a是常用氣動(dòng)換向閥,圖4-1b是常用基本油路圖,4-1c是氣壓常用基本氣路圖。4-四、練習(xí)與思?xì)鈮簜鲃?dòng)系統(tǒng) 組成后冷卻器一般安裝在空壓機(jī) 油霧器一般應(yīng)裝 之后 盡量靠 氣液阻尼缸是 結(jié)合而成 為能源 作控制調(diào)節(jié)氣缸速度的介質(zhì)。壓力控制閥是利 和彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作的氣壓傳動(dòng)能使氣缸速度控制和很高的定位精度 由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣 不能直接用于氣壓系統(tǒng) 壓縮空氣具有潤(rùn)滑性能 一般在換向閥的排氣口應(yīng)安裝 氣動(dòng)回路一般不設(shè)排氣管道 第五 氣動(dòng)基本回一、基本內(nèi)容方向控制回路。壓力控制回路。速度控制回路。安全保護(hù)、延時(shí)等常用回路。二、學(xué)掌握氣動(dòng)基本回路的工作原理及應(yīng)用。學(xué)會(huì)閱讀氣動(dòng)系統(tǒng)圖。三、學(xué)習(xí)指導(dǎo)氣動(dòng)系統(tǒng)是由基本回路所組成,熟悉和掌握氣動(dòng)基本回路是分析和設(shè)計(jì)氣動(dòng)系統(tǒng)的必要基礎(chǔ)壓力控制回路次壓力控制回路是直接控制貯氣灌二次壓力控制回路是利用空氣過(guò)濾器、減壓閥、油霧器氣動(dòng)三大件成 對(duì)貯氣灌提供的氣體進(jìn)一步減壓和穩(wěn)壓 使氣動(dòng)系統(tǒng)獲得的壓力更加穩(wěn)定速度控制回路氣動(dòng)系統(tǒng)所使用的功率一般都不大,所以速度調(diào)節(jié)的方法主要是節(jié)流調(diào)速。與傳動(dòng)系統(tǒng)相仿,也有進(jìn)口、出口節(jié)流調(diào)速之分。在氣動(dòng)系統(tǒng)中常被稱為供氣節(jié)流調(diào)速和排氣節(jié)流調(diào)供氣節(jié)流調(diào)速和排氣節(jié)流調(diào)速一般適用于負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。在負(fù)載突然增大時(shí),由于氣體的可壓縮性,將迫使缸內(nèi)的氣體壓縮,使活塞的運(yùn)動(dòng)速度減慢;反之,當(dāng)負(fù)載減小時(shí),缸內(nèi)原來(lái)被壓縮的氣體將膨脹,使活塞運(yùn)動(dòng)速度加快,稱為氣缸的“自走”現(xiàn)象。因此,在要求氣缸具有準(zhǔn)確而平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)速度時(shí),可以采用氣液相結(jié)合的調(diào)速方式。四、典型題解例 請(qǐng)將圖5.1a的氣控?fù)Q向閥的控制氣路補(bǔ)全氣控?fù)Q向閥具有控制安全、靈敏、方便的特點(diǎn), 控制氣路一般用虛線來(lái)表示。控制氣路可以引自于主氣路, 如圖5.1b所示。例 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)延時(shí)接通回路和延時(shí)切斷回路 并說(shuō)明如何調(diào)整延時(shí)的時(shí)間圖5.2a為延時(shí)接通回路 當(dāng)A信號(hào)有氣壓后 氣流經(jīng)換向閥到節(jié)流閥 先給氣容充壓充壓到一定值后 才使主換向閥換向 F端才會(huì)有氣流輸出圖5.2b為延時(shí)切斷回路 當(dāng)A信號(hào)有氣壓后 氣流經(jīng)換向閥到節(jié)流閥 先給氣容充壓充壓到一定值后 才使主換向閥換向 F端的氣流即被切斷調(diào)整節(jié)流閥開(kāi)口大小, 即可調(diào)整氣容的充壓時(shí)間, 開(kāi)口越小則充壓時(shí)間越長(zhǎng), 延時(shí)時(shí)間長(zhǎng); 開(kāi)口增大則充壓時(shí)間縮短, 延時(shí)時(shí)間短。注意 單向閥是必需的 否則氣容不能迅速排氣 不利于迅速開(kāi)始下一個(gè)延時(shí)動(dòng)作第六 傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一系統(tǒng)的壓力形成實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庀到y(tǒng)的工作壓力與外加負(fù)載之間的關(guān)系, 理解系統(tǒng)的壓力取決于外負(fù)載, 而且首先取決于輕負(fù)載。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單缸實(shí)驗(yàn)選取實(shí)驗(yàn)裝置中的一個(gè)缸作為研究對(duì)象, 在其下面加砝碼作為外負(fù)載, 若加不同個(gè)數(shù)的砝碼, 就可有級(jí)的改變負(fù)載值, 這樣, 就可研究外負(fù)載的變化對(duì)工作壓力的影響。多缸并聯(lián)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置中采用三個(gè)缸并聯(lián)油路 對(duì)三個(gè)缸加不同的砝碼 然后開(kāi)車進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)輕載缸先行直到活塞撞擊 止運(yùn)動(dòng)時(shí), 重載缸才開(kāi)始運(yùn)行。這是因?yàn)橄到y(tǒng)的壓力取決于外負(fù)載, 而且首先取決于輕負(fù)載。三、實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)原理圖(見(jiàn)圖6.1四、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)油溫應(yīng)控制在20℃～40℃之間。如果超出實(shí)驗(yàn)溫度范圍時(shí),應(yīng)相應(yīng)開(kāi)動(dòng)冷卻器或加熱26,使之符合實(shí)驗(yàn)要求先將調(diào)速閥5、6關(guān)死,并將溢流閥4手柄放松,然后開(kāi)車,逐漸關(guān)小溢流閥4使壓力p1的讀數(shù)為1.5MPa,再慢慢打開(kāi)調(diào)速閥6,同時(shí)將節(jié)流閥8、910均開(kāi)至最大,都不加砝碼,使三個(gè)缸活塞往返空運(yùn)行3～5次,以排除系統(tǒng)內(nèi)的空氣。單缸實(shí)驗(yàn)不同個(gè)數(shù)的砝碼,通過(guò)換向7使活塞上行,先觀察清楚各有關(guān)壓力表p1p6p8讀數(shù)的變化情況,再分別記下各自的壓力值。多缸并聯(lián)實(shí)驗(yàn)圖 系統(tǒng)中工作壓力形成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理注意觀察三個(gè)缸的運(yùn)動(dòng)順序和各缸的運(yùn)動(dòng)速度快慢, 并記錄活塞在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中和運(yùn)動(dòng)停止時(shí)的工作壓力p8、p9和p10。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記單缸實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件 采 號(hào)缸一塊砝碼的重量 油缸下腔有效面積 砝碼個(gè)數(shù)砝碼重量/泵的出口壓力p1/油缸工作腔壓力p/油缸回油腔壓力p6/F/12345

多缸并聯(lián)實(shí)驗(yàn) 活塞運(yùn)動(dòng)(活塞運(yùn)動(dòng)(泵的出口p1/油缸工作腔壓力p6MPa1234六、思考題當(dāng)外負(fù)載為零時(shí), 為何缸工作腔的壓力不為零?此時(shí)如何理解“壓力取決于負(fù)載”這句話的含義?活塞在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始、運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)停止時(shí), 壓力表的讀數(shù)為何不同降至某一穩(wěn)定值不變,停止時(shí)變?yōu)橄到y(tǒng)調(diào)定壓力)本實(shí)驗(yàn)裝置的多缸并聯(lián)系統(tǒng)中負(fù)載不同時(shí) 為何出現(xiàn)前后順序動(dòng)作實(shí)驗(yàn)二不同孔徑的液阻實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)定量地確定通過(guò)小孔的流量與小孔前后壓差之間的關(guān)系, 并計(jì)算出與液阻特性有關(guān)的指數(shù)m值, 深入理解孔口液流的液阻特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原qv=m是與小孔結(jié)構(gòu)有關(guān)的指數(shù) 薄壁小孔時(shí) m=細(xì)長(zhǎng)孔時(shí): m=1;短孔時(shí)