液壓與氣壓傳動電子教案-預覽頁

　

【正文】 液體各點。要計算液體靜壓力作用在曲面上的總作用力，必須明確要計算哪個方向上的力。首先對理想液體進行研究，然后再通過實驗驗證的方法對所得的結論進行補充和修正。但只要壓力、速度及密度中有一個隨時間而變化，則液體流動就是非恒定流動或非定常流動。如圖212所示，截面A－A和截面B－B均為通流截面。如圖215 所示，任取一流管，兩端通流截面為AA2，在流管中取一微小流束，流速兩端的截面面積分別為dA1和dA2，在同一微小截面上各點的流速可認為是相等的且分別為u1，u2。若在很短的時間內，液體通過兩通流截面的距離分別為dS1和dS2，則液體在兩通流截面處具有的能量為圖216 理想液體伯努利方程的推導示意圖通流截面1－1 通流截面2－2 壓力能 位 能 mgZ1 mgZ2動 能流動液體的能量因為也遵守能量守恒定律，因而有化簡后得 或 式（222）或（223）稱為理想液體的伯努利方程，也稱為理想液體的能量方程。因此，實際液體流動時存在能量損失， 假設圖216中液體從通流截面1－1流到通流截面22的能量損失用hw表示，其單位也為長度量綱。該式為矢量表達式，在應用時應根據具體要求，向指定方向投影，求得該方向的分量。掌握方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥的工作原理。教學過程控制閥的作用及分類一、液壓控制閥的作用 液壓控制閥(簡稱液壓閥)是液壓系統中的控制元件，用來控制液壓系統中流體的壓力、流量及流動方向，以滿足液壓缸、液壓馬達等執行元件不同的動作要求，它是直接影響液壓系統工作過程和工作特性的重要元器件。各種不同的液壓閥有不同的性能參數，其共同的性能參數如下：（1）公稱通徑 公稱通徑代表閥的通流能力的大小，對應于閥的額定流量。：（1）動作靈敏，沖擊和振動小、壓力損失少、密封性能好。一、單向閥1. 單向閥的結構及工作原理（1）普通單向閥 普通單向閥就是只允許油液朝某一方向流動，而反向截止。 單向閥中的彈簧主要是用來克服閥芯的摩擦阻力和慣性力。當換向閥處于右位時，壓力油經閥1進入液壓缸左腔，同時壓力油亦進入單向閥2的控制口K，打開閥2，使活塞右行，液壓缸右腔的壓力油經閥2和換向閥流回油箱；反之活塞向左運動。3. 單向閥的常見故障及排除單向閥的常見故障及排除間表51.二、換向閥1. 換向閥的分類和圖形符號 換向閥是利用閥芯相對于閥體的相對運動，使油路接通、斷開或變換液壓油的流動方向，從而使液壓執行元件啟動、停止或改變運動方向。 換向閥的分類如下： 按照換向閥的結構形式可分為：滑閥式、轉閥式、球閥式和錐閥式。(1) 手動換向閥 圖56如圖所示為彈簧自動復位式三位四通手動換向閥的結構及圖形符號。該閥適用于動作頻繁、工作持續時間短的場合，操作比較安全，常用于工程機械的液壓傳動系統中。其中二位二通機動換向閥又分常開和常閉二種 (3) 電磁換向閥 電磁換向閥又稱為電動換向閥，它是利用電磁鐵通電吸合后產生的吸力推動閥芯動作來改變閥的工作位置。當控制油口KK2不通壓力油時，閥芯在對中彈簧作用下處于中位。電液換向閥既能實現換向緩沖，又能用較小的電磁鐵控制大流量的液流，故在大流量的液壓系統中宜采用電液換向閥換向。1. 溢流閥的結構及工作原理(1) 直動式溢流閥如圖5—12（a）所示，P是進油口，T是回油口，進口壓力油經閥芯中間的阻尼孔作用在閥芯底部端面上，當進口P從系統接入的油液壓力不高時，錐閥心被彈簧壓在閥座上，閥口關閉；當進口油壓升高到能克服彈簧阻力時，推開錐閥，使閥口打開，油液就由進油口P流入，再從回油口T流回油箱（溢流），進油壓力也就不會繼續升高。 當溢流閥穩定工作時，作用在閥芯上的力應是平衡的。圖513為一級同心溢流閥的工作原理圖。 （1）壓力流量特性 當溢流量變化時,閥口開度也相應地變化，其溢流壓力也有所變化,這就是溢流閥的壓力流量特性。反之，調壓性能就差。顯然，它和通道阻力和平衡彈簧預緊力有關 3. 溢流閥的應用（1）調壓溢流 （2）安全保護 （3）使泵卸荷 （4）遠程調壓 （5）形成背壓 4. 溢流閥的常見故障及排除方法溢流閥的常見故障及排除方法見表55 。減壓閥也分為直動式和先導式兩種。(3) 溢流閥彈簧腔的油液經閥的內部通道與閥出口相通；減壓閥是外部回油，內部泄油只能單獨有泄油口。此外，減壓閥還可用于穩定系統壓力，減少壓力波動帶來的影響，改善系統控制性能等。按控制壓力來源的不同，順序閥可分為內控式和外控(液控)式。它們的主要差別是：(1) 順序閥的出油口與負載油路相連接，而溢流閥的出油口直接接回油箱。順序閥用來實現對工件先定位后夾緊的動作順序。二位四通手動閥的左位接入油路時，壓力油則同時進入定位缸和夾緊缸的上腔，推動活塞向下移動，拔出定位銷，松開工件。在液壓系統的壓力上升或下降到調定的啟、閉壓力時，使微動開關通、斷，發出電信號，控制電器元件（如電動機、電磁鐵各類繼電器等）工作。前者通常包括感壓元件、調壓復位彈簧和限位機構等。1. 柱塞式壓力繼電器 壓力油作用在柱塞1的底部，當液壓壓力達到壓力繼電器調壓彈簧調整值時，作用在柱塞1上的液壓作用力便直接壓縮彈簧，壓下微動開關觸頭，發出電信號（圖示位置）。當進口油壓因漏油或其他原因下降到一定值時，彈簧7使柱塞2下移，鋼球5和6回落入柱塞的錐面槽內，微動開關11復位，切斷電信號，并將杠桿10推回原位，斷開或接通電路。轉動把手可使閥芯作軸向移動, 以改變節流口的通流面積。三種結構形式的節流口中，通過薄壁小孔的流量受到壓差改變的影響最小，見上圖。（3）孔口大小對流量大影響：節流閥的節流口可能因雜質或由于油液氧化后出現的膠質、瀝青等膠狀顆粒而局部堵塞，這就改變了原來節流口通流面積的大小，使流量發生變化，尤其節流口小、進出口壓差較大時，流量會出現時大時小的脈動現象。3. 節流閥的常見故障及排除方法節流閥的常見故障及排除方法詳間表57。 教師第28次課時授課計劃（首頁）授課對象：機電系 11級機制 專業 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動技術課 題 壓力控制回路授課類型理論課 □ 實踐課 □ 討論課 □ 習題課 □ 其他 □授課學時2學時教學方法講授法 + 演示法+操作法教學準備 教案、PPT作業布置教學目的與要求 了解壓力控制回路的作用和意義 掌握各種壓力控制回路的控制原理及應用 掌握各種壓力控制回路在液壓系統當中的實際應用教學重點難點重點：各種壓力控制回路的控制原理及實際應用教學過程一、調壓回路 調壓回路的功用是使液壓系統整體或某一部分的壓力保持恒定或者不超過某個數值。 如圖71 (a)所示，定量液壓泵1和溢流閥2并聯組成單級調壓回路。當液壓泵的工作壓力低于溢流閥的調定壓力時，溢流閥不工作；當系統出現故障，液壓泵的工作壓力一旦上升到溢流閥的調定壓力時，溢流閥將開啟，將液壓泵的工作壓力限制在溢流閥的調定壓力之下，使液壓系統不至于因壓力過載而受到破壞。當1YA通電，2YA斷電時，系統壓力由溢流閥2調定。 如圖72 (a)所示是最常見的單級減壓回路，通過定值減壓閥與主油路相連使支路獲得一個穩定的低壓，回路中的單向閥供主油路在壓力降低(低于減壓閥調整壓力)時防止油液倒流，起短時保壓作用。采用增壓回路，不僅易于選擇液壓泵，而且系統工作較可靠，噪聲小。雙作用增壓缸中有大活塞一個，小活塞兩個，并由一根活塞桿連接在一起。 如圖74（b）所示，在圖示狀態，當液壓泵出油口左側的兩位兩通電磁換向閥斷電左位工作時，液壓泵與油箱連通，實現卸荷。 利用蓄能器的保壓回路是指借助蓄能器來保持系統壓力，補償系統泄漏的回路。 如圖76(b)所示為多缸系統的保壓回路，這種回路當主油路壓力降低時，單向閥3關閉，支路由蓄能器4保壓補償泄漏，壓力繼電器5的作用是當支路中壓力達到預定值時發出信號，使主油路開始工作。因此，這一回路能自動地使液壓缸補充壓力油，使其壓力能長期保持在一定范圍內。當1YA得電后活塞下行時，回油路上就存在著一定的背壓；只要將這個背壓調得能支撐住活塞和與之相連的工作部件自重，活塞就可以平穩地下落。當活塞下行時，控制壓力油打開液控順序閥，背壓消失，因而回路效率較高；當停止工作時，液控順序閥關閉以防止活塞和工作部件因自重而下降。前兩種節流調速回路中的進油壓力由溢流閥調定而基本不隨負載變化，又稱為定壓式節流調速回路；而旁油路節流調速回路中的進油壓力會隨負載的變化而變化，又可稱為變壓式節流調速回路。（3）旁油路節流調速回路 旁油路節流調速回路是將流量控制閥安裝在液壓執行元件的進油路和回油路之間來實現調速的回路。溢流閥在這里起安全閥作用，回路正常工作時，溢流閥關閉，當供油壓力超過正常工作壓力時，溢流閥才打開，以防過載‘～。缺點是變量泵和變量馬達的結構復雜，成本較高。容積調速回路通常有三種基本形式：變量泵和定量液壓執行元件的容積調速回路、定量泵和變量馬達的容積調速回路和變量泵和變量馬達的容積調速回路。低壓定量泵1為補油泵，用于補償泵馬達5及管路的泄漏以及置換部分熱油、降低回路溫升，其補油壓力由低壓溢流閥6來調節和設定。 這種容積調速回路是通過改變變量馬達的排量來改變變量馬達的輸出轉速。改變雙向變量泵1的供油方向，可使雙向變量馬達2正向或反向轉換。 容積節流調速回路是由變量泵和流量控制閥配合進行調速的回路。限壓式變量泵與調速閥等組成的容積節流調速回路，具有效率較高、調速較穩定、結構較簡單等優點。教師第 次課時授課計劃（首頁）授課對象：機電系 11級機制 專業 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動技術課 題 方向控制回路授課類型理論課 □ 實踐課 □ 討論課 □ 習題課 □ 其他 □授課學時4學時教學方法講授法 + 演示法+操作法教學準備 教案、PPT作業布置教學目的與要求1了解方向控制回路的基本原理2掌握各種方向控制回路的原理及其相應的作用3掌握各種方向控制回路在實際當中的應用及其區別教學重點難點重點：掌握各種方向控制回路的原理及其相應的作用教學過程一、換向回路 運動部件的換向,一般可采用各種換向閥來實現。②采用電磁換向閥的換向回路 電磁換向閥的換向回路應用最為廣泛,尤其在自動化程度要求較高的組合機床液壓系統中被普遍采用。如圖7－27所示為由電液換向閥組成的換向回路。 如圖7－29所示，采用O型或M型機能的三位換向閥的中位機能封閉液壓缸左右兩腔的進、出油口，使液壓缸鎖緊。在液壓缸的進、回油路中都串接液控單向閥(又稱液壓鎖),活塞可以在行程的任何位置鎖緊。例如,自動車床中刀架的縱橫向運動,夾緊機構的定位和夾緊等。夾緊后,液壓缸右腔的壓力升高,當油壓超過壓力繼電器的調定值時,壓力繼電器發出訊號,指令電磁閥的電磁鐵2DT、4DT通電,進給液壓缸動作(其動作原理詳見速度換接回路)。當擋鐵觸動行程開關2XK,使2DT通電,缸2活塞右行。采用電氣行程開關控制的順序回路,調整行程大小和改變動作順序均甚方便,且可利用電氣互鎖使動作順序可靠。 圖734是串聯液壓缸的同步回路。（1）用調速閥控制的同步回路 圖736是兩個并聯的液壓缸,分別用調速閥控制的同步回路。因此,在工作進給要求比較穩定的多缸液壓系統中,必須采用快慢速互不干涉回路。 圖731壓力繼電器控制的順序回路 圖732 順序閥控制的順序回路 圖733 行程開關控制的順序回路 圖734串聯液壓缸的同步回路 圖737電液比例調整閥控制式同步回路 圖738防干擾回路教師第 次課時授課計劃（首頁）授課對象：機電系 11級機制 專業 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動技術課 題 組合機床動力滑臺系統授課類型理論課 □ 實踐課 □ 討論課 □ 習題課 □ 其他 □授課學時2學時教學方法講授法 + 演示法+操作法教學準備 教案、PPT作業布置教學目的與要求1了解組合機床的的基本動作原理2掌握各種控制回路在該系統當中的應用3掌握各種控制回路在實際當中的應用及其區別教學重點難點重點：掌握組合機床系統的原理及其相應的作用教學過程一、定義 為了使液壓設備實現特定的運動循環或工作，將實現各種不同運動的執行元件及其液壓回路拼集、匯合起來，用液壓泵組集中供油，形成一個網絡，就構成了設備的液壓傳動系統，簡稱液壓系統二、 YT 4543型動力滑臺液壓系統 組合機床是由按系列化、標準化、通用化原則設計的通用部件以及按工件形狀和加工工藝要求而設計的專用部件所組成的高效專用機床。 組合機床一般為多刀加工，切削負荷變化大，快慢速差異大。它完成典型工作循環如下: 快進一第一次工作進給一第二次工作進給一止位釘停留一快退一原位停止。 5）壓力繼電器控制動作順序。在壓制工件時雖然系統壓力高，但速度低，而空行程時速度快、流量大、壓力低，因此液壓壓力機各工作階段的換接要平穩，功率的利用