機(jī)械車液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)概述

1、機(jī)械車液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)概述-作者：-日期：授課人： 培訓(xùn)班名稱：鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械司機(jī)轉(zhuǎn)崗培訓(xùn)課 題機(jī)械車液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)目的與教學(xué)要求目的：熟悉機(jī)械車液壓元件的功能；了解氣動(dòng)系統(tǒng)組成及基本作業(yè)原理。要求： 此教案讓學(xué)員熟悉機(jī)械車液壓元件的功能；了解氣動(dòng)系統(tǒng)組成及基本作業(yè)原理。教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)：液壓系統(tǒng)、液壓泵的工作原理、液壓馬達(dá)的工作原理、氣缸、氣動(dòng)控制裝置的特、氣動(dòng)回路的組成。難點(diǎn)： 液壓系統(tǒng)、液壓泵的工作原理、液壓馬達(dá)的工作原理、氣缸、氣動(dòng)控制裝置的特、氣動(dòng)回路的組成。課型理論課 課時(shí)分配講授360分鐘其他合計(jì)360分鐘教學(xué)方法、手段（教具）1、方法：講授法、示范法。2、手段：多媒體

2、課件教學(xué)過(guò)程（教學(xué)步驟與內(nèi)容）【一、組織教學(xué)】:引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)?！径?dǎo)入新課】:通過(guò)常用液壓原件引入課題.【三、講授新課】液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)是搗固車很重要的組成部分。液壓傳動(dòng)相對(duì)于其他傳動(dòng)形式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局緊湊、輸出能量大，體積小、反應(yīng)靈敏，可進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及過(guò)載保護(hù)、傳動(dòng)平穩(wěn)、安全可靠、重量輕、壽命長(zhǎng)、更換容易等優(yōu)點(diǎn)。液壓系統(tǒng)是由各種不同功能的液壓元件組成的。液壓元件可以分為動(dòng)力元件、控制元件、輔助元件和液壓油五大部分。動(dòng)力元件：將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗茌敵龅脑?，統(tǒng)稱為液壓泵?？刂圃嚎刂圃锌刂茐毫υ?，如減壓閥、溢流閥；流量控制元件，如節(jié)流閥、伺服閥；方向控

3、制元件，如電磁閥等?？刂圃軌蚩刂埔簤合到y(tǒng)所需要的力、速度、運(yùn)動(dòng)方向，使液壓系統(tǒng)工作協(xié)調(diào)、平穩(wěn)、可靠，組成液壓系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)。執(zhí)行元件：執(zhí)行元件是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，是液壓系統(tǒng)輸出力的環(huán)節(jié)，如液壓油缸、液壓馬達(dá)。輔助元件：輔助元件是指各種管路及管接件、油箱、蓄能器、過(guò)濾器等。輔助元件是液壓系統(tǒng)工作油液的儲(chǔ)存、過(guò)濾和連通等的輔助件。液壓油：液壓油是液壓系統(tǒng)傳遞能量的工作介質(zhì)，液壓油還能把系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量帶走，通過(guò)散熱器傳到大氣中.08-32型搗固車的整個(gè)液壓系統(tǒng)由以下液壓回路組成：油泵及振動(dòng)油馬達(dá)回路搗固裝置升降及搗固鎬夾持液壓回路。搗固裝置橫移及夯拍器升降液壓回路。起撥道

4、裝置及作業(yè)走行油馬達(dá)液壓回路。1.液壓泵的工作原理液壓泵都是依靠密封容積變化的原理來(lái)進(jìn)行工作的，故一般稱為容積式液壓泵圖6-2為一單柱塞液壓泵的工作原理圖，圖中柱塞2裝在缸體3中形成一個(gè)密封容積a，柱塞在彈簧4的作用下始終壓緊在偏心輪1上。原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪1旋轉(zhuǎn)使柱塞2作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使a的密封容積大小發(fā)生周期性的交替變化。當(dāng)a由小變大時(shí)就形成部分真空，使油箱中油液在大氣壓作用下，經(jīng)吸油管頂開(kāi)單向閥6進(jìn)入油箱a而實(shí)現(xiàn)吸油；反之，當(dāng)大變小時(shí)，a腔中吸滿的油液將頂開(kāi)單向閥5流人系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)壓油。這樣液壓泵就將原動(dòng)機(jī)輸人的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪不斷旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷地吸油和壓油。6-2

5、液壓泵工作原理1 一偏心輪；2柱塞；3缸體；4 彈簧；5、6一單向閥2.液壓泵的特點(diǎn)單柱塞液壓泵具有一切容積式液壓泵的基本特點(diǎn)。1.具有若干個(gè)密封且又可以周期性變化空間。液壓泵輸出流量與此空間的容積變化量和單位時(shí)間內(nèi)的變化次數(shù)成正比，與其他因素?zé)o關(guān)。這是容積式液壓泵的一個(gè)重要特性。2.油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須恒等于或大于大氣壓力。這是容積式液壓泵能夠吸入油液的外部條件。因此，為保證液壓泵正常吸油，油箱必須與大氣相通，或采用密閉的充壓油箱。3.具有相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)，將吸油腔和排液腔隔開(kāi)，保證液壓泵有規(guī)律地、連續(xù)地吸、排液體。液壓泵的結(jié)構(gòu)原理不同，其配油機(jī)構(gòu)也不相同。圖6 2中的單向閥5、6就是配油

6、機(jī)構(gòu)。容積式液壓泵中的油腔處于吸油時(shí)稱為壓油腔。吸油腔的壓力決定于吸油高度和吸油管路的阻力吸油高度過(guò)高或吸油管路阻力太大，會(huì)使吸油腔真空度過(guò)高而影響液壓泵的自吸能力，壓油腔的壓力則取決于外負(fù)載和排油管路的壓力損失，從理論上講排油壓力與液壓泵的流量無(wú)關(guān)。容積式液壓泵排油的理論流量取決于液壓泵的有關(guān)幾何尺寸和轉(zhuǎn)速，而與排油壓力無(wú)關(guān)。但排油壓力會(huì)影響泵的內(nèi)泄露和油液的壓縮量，從而影響泵的實(shí)際輸出流量，所以液壓泵的實(shí)際輸出流量隨排油壓力的升高而降低。液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出的油液的體積是否可調(diào)節(jié)而分為定量泵和變量泵兩類;按結(jié)構(gòu)形式可分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類。3.液壓泵的主要性能參數(shù)(1)

7、壓力工作壓力。液壓泵實(shí)際工作時(shí)的輸出壓力稱為工作壓力。工作壓力的大小取決于外負(fù)載的大小和排油管路上的壓力損失，而與液壓泵的流量無(wú)關(guān)。額定壓力。液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。最高允許壓力。在超過(guò)額定壓力的條件下，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，允許液壓泵短暫運(yùn)行的最高壓力值，稱為液壓泵的最高允許壓力。 （2）排量和流量排量Vo液壓泵每轉(zhuǎn)一周，由其密封容積幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出液體的體積叫液壓泵的排量。排量可調(diào)節(jié)的液壓泵稱為變量泵；排量為常數(shù)的液壓泵則稱為定量泵。理論流量q理論流量是指在不考慮液壓泵的泄漏流量的情況下，在單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體體積的平均值。顯然

8、，如果液壓泵的排量為V，其主軸轉(zhuǎn)速為n，則該液壓泵的理論流量為q= Vn實(shí)際流量q。液壓泵在某一具體工況下，單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體體積稱為實(shí)際流量實(shí)際流量等于理論流量qi減去泄漏流量q，即q=qi-q額定流量qn。液壓泵在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下）必須保證的流量。(3)功率和效率液壓泵的功率損失有容積損失和機(jī)械損失兩部分。積損失。容積損失是指液壓泵流量上的損失，液壓泵的實(shí)際輸出流量總是小于其理論流量，其主要原因是由于液壓泵內(nèi)部高壓腔的泄漏、油液的壓縮及在吸油過(guò)程中由于吸油阻力太大、油液黏度大及液壓泵轉(zhuǎn)速高等原因而導(dǎo)致油液不能全部充滿密封工作腔。液壓泵的容積損失用

9、容積效率來(lái)表示。容積效率 等于液壓泵的實(shí)際輸出流量q與其理論流量qi之比，即 =qqi=qi-qqi=1-qqi因此液壓泵的實(shí)際輸出流量q為q=qi =Vn式中 F液壓泵的排量（m3/r)；n液壓泵的轉(zhuǎn)速（r/s)。液壓泵的容積效率隨著液壓泵工作壓力的增大而減小，且隨液壓泵的結(jié)構(gòu)類型不同而異，但恒小于1。機(jī)械損失。機(jī)械損失是指液壓泵在轉(zhuǎn)矩上的損失。液壓泵的實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩T0總是大理論上所需要的轉(zhuǎn)矩T，其主要原因是由于液壓泵體內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間因機(jī)械摩擦而引起的摩擦轉(zhuǎn)矩?fù)p失以及液體的黏性而引起的摩擦損失。液壓泵的機(jī)械損失用機(jī)械效率表示機(jī)械效率等于液壓泵的理論轉(zhuǎn)矩Ti與實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩T0之比，設(shè)轉(zhuǎn)矩?fù)p

10、失為T，則液壓泵的機(jī)械效率為m=TiTo=11+TTi(4)液壓泵的功率輸人功率pi。液壓泵的輸人功率是指作用在液壓泵主軸上的機(jī)械功率，當(dāng)輸人轉(zhuǎn)矩為T0 ，角速度為w時(shí)，有Pi=T0w輸出功率P0液壓泵的輸出功率是指液壓泵在工作過(guò)程中的實(shí)際吸、壓油口間的壓差p和輸出流量q的乘積，即P=pq式中p液壓泵吸、壓油口之間的壓力差（N/m2）q液壓泵的實(shí)際輸出流量（m3/s）P液壓泵的輸出功率（Nm/s或W）在實(shí)際的計(jì)算中，若油箱通大氣，液壓泵吸、壓油的壓力差往往用液壓泵出口壓力p代入。（5）液壓泵的總效率液壓泵的總效率是指液壓泵的實(shí)際輸出功率與其輸人功率的比值，即 =Ppi=pqT0w=pqi vT

11、iw m= v m式中，pqi/w為理論輸人轉(zhuǎn)矩Ti。由式可知，液壓泵的總效率等于其容積效率與機(jī)械效率的乘積，所以液壓泵的輸人功率也可寫為Pi=pq 4.液壓泵分類 液壓泵分類 按液壓系統(tǒng)中常用的泵結(jié)構(gòu)分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵三種。齒輪泵：體積較小，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，對(duì)油的清潔度要求不嚴(yán)，價(jià)格較便宜；但泵軸受不平衡力，磨損嚴(yán)重，泄漏較大。葉片泵：分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種泵流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、作壓力 和容積效率比齒輪泵髙、結(jié)構(gòu)比齒輪泵復(fù)雜。柱塞泵：容積效率高、泄漏小、可在高壓下工作、大多用于大功率液壓系統(tǒng)；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料和加工精度要求高、價(jià)格貴、對(duì)油的清潔度要求高。一般在齒輪泵

12、和葉片泵不能滿足要求時(shí)才用柱塞泵。還有一些其他形式的液壓泵，如螺桿泵等。選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求，首先確定液壓泵的類型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，由于各類液壓泵各自突出的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)、功用和動(dòng)轉(zhuǎn)方式各不相同，因此應(yīng) 根據(jù)不同的使用場(chǎng)合選擇合適的液壓泵。一般在機(jī)床液壓系統(tǒng)中，往往選用雙作用葉片泵和限壓式變量葉片泵；而在筑路機(jī)械、港口機(jī)械及小型工程機(jī)械中往往選擇抗污染能力較強(qiáng)的齒輪泵；在負(fù)載大、功率大的場(chǎng)合往往選擇柱塞泵。葉片泵是用葉片組成密封容積空間，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中容積發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)吸油-排油過(guò)程。葉片泵分單作用式和雙

13、作用式兩大類，單作用式葉片泵為變量泵，雙作用式葉片泵為定量泵。定量泵除單泵外，還有雙聯(lián)、多聯(lián)、雙級(jí)定量泵等多種形式，變量泵也有限壓式、穩(wěn)流式變量泵等形式。圖65為大型養(yǎng)路機(jī)械上使用的T6DC型雙聯(lián)葉片泵的結(jié)構(gòu)。T6DC型雙聯(lián)葉片相當(dāng)于兩個(gè)單級(jí)作用葉片泵的組合。泵的兩套轉(zhuǎn)子、定子和配油盤等裝個(gè)泵體內(nèi)。泵體有一個(gè)公共吸油口，兩個(gè)單獨(dú)的排油口。兩個(gè)葉片泵的轉(zhuǎn)子由同一傳動(dòng)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)泵的流量按需要選擇。圖6-5 T6DC 型雙聯(lián)葉片泵結(jié)構(gòu)后端蓋；2-后配油盤；3-泵體；4-轉(zhuǎn)子；5-葉片；6-定子；7-前配油盤；8-軸承；9-前端蓋；10-傳動(dòng)軸雙聯(lián)葉片泵的流量可以分開(kāi)使用，也可以合并使用。當(dāng)運(yùn)動(dòng)

14、部件在高速輕載運(yùn)行時(shí)，可由兩個(gè)泵同時(shí)供給低壓油；在重載慢速時(shí)，可由高壓小流量泵單獨(dú)供油，而大流量泵卸荷。采用雙聯(lián)葉片泵可以節(jié)省功率損耗，減少油液發(fā)熱，提高系統(tǒng)的總效率，所以得到廣泛的應(yīng)用二、液壓馬達(dá)1.液壓馬達(dá)分類液壓馬達(dá)是把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，從原理上講，液壓泵可以作液壓馬達(dá)用，液壓馬達(dá)也可作液壓泵用。從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來(lái)看，液壓泵與液壓馬達(dá)是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸入工作液體，都可使其變成液壓馬達(dá)工況；反之，當(dāng)液壓馬達(dá)的主軸由外力矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，也可變?yōu)橐簤罕霉r。這是由于液壓泵與液壓馬達(dá)具有同樣的基本結(jié)構(gòu)要素：密閉而又可以周期變化的容積和相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)。但是，由于液

15、壓馬達(dá)和液壓泵的工作條件不同，對(duì)各自的性能要求也不一樣，所以同類型的液壓馬達(dá)和液壓泵之間，仍存在許多差別。(1)動(dòng)力不同液壓馬達(dá)是靠輸入液體壓力來(lái)啟動(dòng)工作的，而液壓泵是由電動(dòng)機(jī)等其他動(dòng)力裝置直接帶動(dòng)的，因此結(jié)構(gòu)上有所不同。液壓馬達(dá)容積密封必須可靠，為此葉片式馬達(dá)葉片根部設(shè)有預(yù)壓彈簧，使葉片始終貼緊定子，以保證馬達(dá)順利啟動(dòng)。(2)配流機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)有正、反轉(zhuǎn)要求，所以配流機(jī)構(gòu)是對(duì)稱的，進(jìn)、出油口孔徑相等。而液壓泵一般是單向旋轉(zhuǎn)，其配流機(jī)構(gòu)及卸荷槽不對(duì)稱，進(jìn)油口孔徑都比出油口大。(3)自吸性能差異液壓馬達(dá)依靠壓力油工作，不需要有自吸能力，而液壓泵必須有自吸能力。如軸向柱塞泵改成液壓馬達(dá)時(shí)，柱塞回程彈

16、簧不需要安裝，但在實(shí)際應(yīng)用中，為防止柱塞脫空，加一定背壓為好。(4)防止泄漏形式不同液壓泵常采用內(nèi)泄漏形式，內(nèi)部泄漏口直接與液壓泵吸油口相通而液壓馬達(dá)是雙向運(yùn)轉(zhuǎn)、髙之低壓油口互相變換，當(dāng)用出油口節(jié)流調(diào)速時(shí)，產(chǎn)生背壓，使內(nèi)泄漏孔壓力增高，很容易因壓力沖擊損壞密封圈。所以，若用液壓泵作液壓馬達(dá)時(shí)，應(yīng)采用外泄漏式結(jié)構(gòu)。(5)容積效率不同液壓馬達(dá)容積效率比較低，所以，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速不宜過(guò)低，即供油的流量不能太低。(6)液壓馬達(dá)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大為使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與工作狀態(tài)盡量接近，要求其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)要小，內(nèi)部摩擦要小，齒數(shù)、葉片數(shù)、柱塞數(shù)應(yīng)比相應(yīng)的液壓泵多。液壓馬達(dá)軸向間隙補(bǔ)償裝置的壓緊力比液壓泵小，以減小摩擦。由于液

17、壓馬達(dá)與液壓泵具有上述不同的特點(diǎn)，使得很多類型的液壓馬達(dá)和液壓泵不能互逆使用。液壓馬達(dá)按其額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類，額定轉(zhuǎn)速高于500 r/min的屬于高速馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的屬于低速液壓馬達(dá)。高速液壓馬達(dá)的基本形式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。高速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于啟動(dòng)和制動(dòng)，調(diào)速和換向的靈敏度高。通常高速液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩不大（僅幾十牛頓米到幾百牛頓米），所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)也可按其結(jié)構(gòu)類型來(lái)分，可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其他形式。一、氣動(dòng)技術(shù)基本知識(shí)氣動(dòng)技術(shù)中常用的單位1個(gè)大氣壓=760mmHg =1.01

18、3bar =101kpa壓力單位換算1N/=kgf/m=kgf/c1kgf/c=0.1Mpa氣動(dòng)控制裝置的特點(diǎn) = 1 * GB2 空氣廉價(jià)且不污染環(huán)境，用過(guò)的氣體可直接排入大氣 = 2 * GB2 速度調(diào)整容易 = 3 * GB2 元件結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高 = 4 * GB2 受濕度等環(huán)境影響小 = 5 * GB2 使用安全便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù) = 6 * GB2 氣動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差 = 7 * GB2 工作壓力低，功率重量比小 = 8 * GB2 元件在行程中途停止精度低氣動(dòng)系統(tǒng)的組成氣動(dòng)系統(tǒng)基本由下列裝置和元件組成(1)氣源裝置氣動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源提供壓縮空氣(2)空氣處理裝置調(diào)節(jié)壓縮空氣的潔凈度

19、及壓力(3)控制元件方向控制元件切換空氣的流向流量控制元件調(diào)節(jié)空氣的流量(4)邏輯元件與或非(5)執(zhí)行元件將壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功(6)輔助元件保證氣動(dòng)裝置正常工作的一些元件二、空氣處理元件壓縮空氣中含有各種污染物質(zhì)。由于這些污染物質(zhì)降低了氣動(dòng)元件的使用壽命。并且會(huì)經(jīng)常造成元件的誤動(dòng)作和故障。表1列出了各種空氣處理元件對(duì)污染物的清除能力。1空氣濾清器空氣濾清器又稱為過(guò)濾器、分水濾清器或油水分離器。它的作用在于分離壓縮空氣中的水分、油分等雜質(zhì)，使壓縮空氣得到初步凈化。油霧分離器油霧分離器又稱除油濾清器。它與空氣濾清器不同之處僅在于所用過(guò)濾元件不同?？諝鉃V清器不能分離油泥之類的油霧，原因是當(dāng)油粒直徑小

20、于23m時(shí)呈干態(tài)，很難附著在物體上，分離這些微粒油霧需用凝聚式過(guò)濾元件，過(guò)濾元件的材料有：活性炭用與油有良好親和能力的玻璃纖維、纖維素等制成的多孔濾芯空氣干燥器為了獲得干燥的空氣只用空氣濾清器是不夠的，空氣中的濕度還是幾乎達(dá)100%。當(dāng)濕度降時(shí)，空氣中的水蒸氣就會(huì)變成水滴。為了防止水滴的產(chǎn)生，在很多情況下還需要使用干燥器。干燥器大致可分為冷凍式和吸附式兩類?？諝馓幚硌b置空氣濾清器、調(diào)壓閥和油霧器等組合在一起，即稱為空氣處理裝置。空氣處理三聯(lián)件（FRL裝置）空氣處理三聯(lián)件俗稱氣動(dòng)三大件。它是由濾清器、調(diào)壓閥和油霧器三件組成的，空氣處理雙聯(lián)件這是由組合式過(guò)濾器減壓閥與油霧器組成的空氣處理裝置?？諝?/p>

21、處理四聯(lián)件它是由濾清器、油霧分離器、調(diào)壓閥和油霧器四件組成，用于需要優(yōu)質(zhì)壓縮空氣的地方。調(diào)壓閥（減壓閥）調(diào)壓閥是輸出壓力低于輸入壓力，并保持輸出壓力穩(wěn)定的壓力控制元件。由于大多是與濾清器和油霧器連成一體使用，所以把它分在空氣處理元件一類中。油霧器氣動(dòng)系統(tǒng)中有很多裝置都有滑動(dòng)部分如：氣缸體與活塞，閥體與閥芯等。為了保證滑動(dòng)部分的正常工作需要潤(rùn)滑，油霧器是提供潤(rùn)滑油的裝置三、控制元件方向控制閥方向控制閥是氣動(dòng)控制回路中用來(lái)控制氣體流動(dòng)方向和氣流通斷，從而使氣路中的執(zhí)行元件能按要求方向進(jìn)行動(dòng)作的元件。在各類元件中，方向控制閥的種類最多。主要有換向閥和單向閥兩大類。前者包括電磁閥，氣控閥等，后者主要有

22、單向閥，梭閥等，應(yīng)用都很廣泛。換向閥 換向閥主要有轉(zhuǎn)閥和滑閥兩大類本公司主要使用滑閥結(jié)構(gòu)的換向閥?；y依靠其中的滑柱式閥芯處在不同位置上來(lái)接通或切斷氣路的。一般地講，閥芯的切換位置主要有二個(gè)或三個(gè)，即有二位閥和三位閥之分。表中代表了閥的一個(gè)切換位置，故而有幾個(gè)長(zhǎng)方形表示該閥是幾位的。長(zhǎng)方形中的箭頭表示在該位置上氣流流動(dòng)的方向，則表示在這一位置上氣流被切斷。二位閥有自復(fù)位和自保持兩種。三位閥的閥芯除了可以停在閥體的兩端外，還可有一個(gè)中間位置。氣動(dòng)閥通過(guò)氣壓信號(hào)切換閥芯，分成直接作動(dòng)式和間接作動(dòng)式兩種，氣動(dòng)閥猶如去掉了電磁線圈后的電磁閥。由于采用氣壓信號(hào)控制，所以動(dòng)作慢，不能指望像電磁閥那樣高速動(dòng)

23、作，但壽命一般都較長(zhǎng)。氣動(dòng)控制閥與電磁閥的區(qū)別是不用電磁鐵，因而控制信號(hào)不是電信號(hào)而是氣壓信號(hào)，常用于防爆場(chǎng)合或不用電的簡(jiǎn)易生產(chǎn)線上。單向閥如圖1單向閥只允許氣流沿一個(gè)方向流動(dòng)而不能反向流動(dòng)。單向閥用在氣路中需要防止空氣逆流的場(chǎng)合，還可用在氣源停止供氣時(shí)需要保持壓力的地方。梭閥相當(dāng)于兩個(gè)單向閥合成，有兩個(gè)進(jìn)氣口，一個(gè)出氣口，因而無(wú)論哪個(gè)進(jìn)氣口進(jìn)氣，出口總有輸出，且出口總和壓力高的進(jìn)氣口相聯(lián)。雙壓閥則是“與”的功能，只有兩口均有氣流時(shí)才會(huì)使出口有輸出。圖2為快速排氣閥的工作原理。當(dāng)P腔進(jìn)氣后，活塞上移，閥口2開(kāi)，閥口1閉，P A接通。當(dāng)排氣時(shí)，活塞下移，閥口2閉1開(kāi)，A R接通，管路氣體從R口排

24、出?？焖倥艢忾y主要用于氣缸排氣，以加速氣缸的動(dòng)作。流量控制閥在氣動(dòng)系統(tǒng)中，如要對(duì)氣缸運(yùn)動(dòng)速度加以控制或需要延時(shí)元件計(jì)時(shí)時(shí)，就要控制壓縮空氣的流量。在流量控制時(shí)，只要設(shè)法改變管道的截面就可。流量控制閥分為節(jié)流閥，速度控制閥和排氣節(jié)流閥數(shù)種等。節(jié)流閥可調(diào)式節(jié)流閥依靠改變的流通面積來(lái)調(diào)節(jié)氣流。速度控制閥速度控制閥由節(jié)流閥和單向閥組合而成。故而又叫單向節(jié)流閥，通過(guò)調(diào)節(jié)流量達(dá)到控制執(zhí)行元件速度的目的。壓力控制閥壓力控制閥是利用閥芯上的氣壓作用力和彈簧力保持平衡來(lái)進(jìn)行工作的，平衡狀態(tài)的任何破壞都會(huì)使閥芯位置產(chǎn)生變化，其結(jié)果不是改變閥口開(kāi)度的大?。ɡ缫缌鏖y、減壓閥），就是改變閥口的通斷（例如安全閥，順序閥

25、）。1. 溢流閥 溢流閥由進(jìn)口（P）處的氣壓壓力控制閥芯動(dòng)作，當(dāng)進(jìn)口處壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)閥芯克服彈簧力動(dòng)作使得進(jìn)、出口導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)溢流作用。如圖3(a)所示。 (a) (b)2.減壓閥 減壓閥則是由出口處壓力驅(qū)動(dòng)閥芯，當(dāng)出口處壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)閥芯克服彈簧力動(dòng)作使得進(jìn)、出口截?cái)啵瑥亩鴮?shí)現(xiàn)減壓作用。如圖3(b)所示。各種閥的符號(hào)見(jiàn)附表1四、執(zhí)行元件氣動(dòng)系統(tǒng)中將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而實(shí)現(xiàn)所要求運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件，稱為執(zhí)行元件。它分為氣缸和氣動(dòng)馬達(dá)兩大類。相對(duì)于液壓和機(jī)械傳動(dòng)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。但由于壓縮空氣的壓力通常為0.3-0.6Mpa故而輸出力小。氣缸是用壓縮空氣作動(dòng)力源，產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)

26、或擺動(dòng)，輸出力或力矩做功的元件。主要?dú)飧字饕愋秃吞攸c(diǎn)見(jiàn)附表2。五、氣動(dòng)回路（一）回路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)路的構(gòu)成（圖4）2）控制方式（二）驅(qū)動(dòng)回路1驅(qū)動(dòng)氣缸的基本回路在通常使用的氣缸中有單作用氣缸和雙作用氣缸。以下介紹驅(qū)動(dòng)這些氣缸的基本回路。單作用氣缸只在一個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)靠壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，靠彈簧力的作用回程。圖5為使用單作用氣缸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣路圖。換向閥（電磁閥）使用二位三通閥。換向閥的P口與氣源凈化裝置相連接，A口與氣缸相連接。速度控制閥接在換向閥與氣缸之間。速度控制閥有方向性，連接時(shí)不可接反?；芈返膭?dòng)作動(dòng)原理如下：在初始位置時(shí)，P口封閉，氣缸的氣缸蓋一側(cè)通過(guò)速度控制閥的單向閥和換向閥直接與大氣相通。氣

27、缸活塞靠彈簧力的作用停止于完全縮回的位置.當(dāng)電磁閥通電換向時(shí),氣源通過(guò)速度控制閥給氣缸供氣,壓縮彈簧使活塞前進(jìn).調(diào)整速度控制閥節(jié)流孔的大小,可以控制活塞前進(jìn)速度.當(dāng)電磁閥斷電恢復(fù)到初始位置時(shí),P口再次封閉,氣缸內(nèi)空氣排出.活塞在彈簧力作用下后退并返回原點(diǎn).這時(shí)氣缸的速度不能控制.2）雙作用氣缸的驅(qū)動(dòng)回路圖6為使雙作用氣缸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣路圖。換向閥使用二位五通閥（二位四通閥也可以），換向閥的P口與氣源靜化裝置相連接。A口與氣缸桿一側(cè)的接口相連，B口與氣缸蓋一側(cè)的接口相連。速度控制閥接在換向閥與氣缸之間（注意方向與單作用氣缸時(shí)相反）。在初始位置時(shí)，P口與氣缸桿一側(cè)相通，另一方面，氣缸蓋一側(cè)通過(guò)換向

28、閥與大氣相通。這時(shí)氣缸活塞處于后死點(diǎn)的位置上。當(dāng)電磁閥通電換向時(shí)，氣缸蓋一側(cè)通壓縮空氣，氣缸桿一側(cè)空氣排出，活塞前進(jìn)?；钊乃俣扔伤俣瓤刂崎y = 1 * GB3 調(diào)整。當(dāng)電磁閥斷電回到初始位置時(shí)，氣缸桿一側(cè)充氣，氣缸蓋一側(cè)排氣，活塞后退。后退的速度由速度控制閥 = 2 * GB3 調(diào)整。2氣缸的速度控制回路基于不同的目的和條件，可使用各種回路對(duì)氣缸進(jìn)行速度控制。下面介紹通常使用的基本回路。入口節(jié)流式這種方式通過(guò)調(diào)節(jié)供給氣缸的流量，對(duì)氣缸的速度加以控制。圖7示出了這種方式的路圖。來(lái)自換向閥的空氣流過(guò)速度控制閥時(shí)，單向閥關(guān)閉，氣流只有通過(guò)節(jié)流閥流向氣缸，因?yàn)楣?jié)流閥是可調(diào)的，所以通過(guò)調(diào)整節(jié)流閥便可設(shè)

29、定氣缸活塞的速度。氣流反向流動(dòng)時(shí)，即從氣缸一側(cè)流向閥一側(cè)時(shí)，單向閥打開(kāi)，空氣流量不受控制（自由流）。在入口節(jié)流方式中，氣缸出口一側(cè)排氣較快，因而容易受到所供氣壓變動(dòng)的影響。對(duì)于所加負(fù)載為變動(dòng)負(fù)載的情況，速度穩(wěn)定性差，因而除了特殊回路（例如防止失控回路等），一般都采用下面將要介紹的出口節(jié)流式。出口節(jié)流式這種方式通過(guò)調(diào)節(jié)氣缸的排氣流量來(lái)控制氣缸速度。圖8示出了這種方式的回路圖。注意，速度控制閥的方向與入口節(jié)流式相反。來(lái)自換向閥的空氣流過(guò)速度控制閥時(shí)，單向閥打開(kāi)，于是成為自由流，氣流在不受控制的情況下流向氣缸。而來(lái)自氣缸一側(cè)的空氣使單向閥關(guān)閉，由節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量，從而控制氣缸活塞的速度。在氣缸的兩個(gè)口

30、都按出口節(jié)流式連接速度控制閥時(shí)，活塞靠?jī)蓚?cè)的壓差（由排氣一側(cè)的速度控制閥調(diào)整）動(dòng)作。因此，在負(fù)載變動(dòng)的情況下，它比入口節(jié)流方式有更好的速度穩(wěn)定性。出口節(jié)流是應(yīng)用得最普通的方式。排氣節(jié)流式這種方式是將節(jié)流閥連接在換向閥的排氣口上，調(diào)節(jié)排氣的流量來(lái)控制氣缸的速度。因?yàn)闅飧椎倪M(jìn)氣氣流不經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，所以不需要單向閥。在調(diào)節(jié)排氣流量來(lái)實(shí)現(xiàn)速度控制這一點(diǎn)上，它同出口節(jié)流式完全相同，不過(guò)，如果氣缸與換向閥之間的管路較長(zhǎng)，這一部分就成了氣罐，使回路的響應(yīng)變差，負(fù)載變動(dòng)時(shí)，速度就會(huì)不穩(wěn)定。圖9為排氣節(jié)流式的回路圖?；净芈?，應(yīng)用各種機(jī)能不同的電磁換向閥，可以構(gòu)成不同的驅(qū)動(dòng)回路。下面介紹幾種基本的驅(qū)動(dòng)回路。單作用

31、氣缸的往復(fù)動(dòng)作回路圖5所示的即為單作用氣缸的往復(fù)動(dòng)作回路。但由于它是采用單向的入口節(jié)流方式，所以氣缸活塞的速度只有在伸出時(shí)受到控制。如果希望在縮回時(shí)（靠彈簧力作用）控制其速度，可以在換向閥與氣缸之間，再反向串聯(lián)一個(gè)速度調(diào)節(jié)閥，構(gòu)成出口節(jié)流調(diào)速，或是在換向閥的R口上連接一個(gè)節(jié)流閥，構(gòu)成排氣節(jié)流方式。雙作用氣缸往復(fù)動(dòng)作回路圖6所示的即為雙作用氣缸往復(fù)動(dòng)作回路。這個(gè)回路中，使用的電磁閥是單電磁鐵彈簧復(fù)位的，線圈通電時(shí)氣缸伸出并保持在前死點(diǎn)位置。一旦斷電，電磁復(fù)位，氣缸馬上后退。所以，它適用于遇到緊急情況（例如電源斷電）希望氣缸活塞返回初始位置的場(chǎng)合。帶自保持功能的雙作用氣缸往復(fù)動(dòng)作回路若希望在遇到緊

32、急情況時(shí)氣缸活塞能保持現(xiàn)行位置，可采用圖10所示的回路。與圖6相比，這個(gè)回路只是用帶自保持功能的雙電磁鐵電磁閥代替了彈簧復(fù)位的單電磁鐵電磁閥。這種電磁閥在一側(cè)線圈通電切換后，它可以在遇到緊急情況（例如電源斷電）時(shí)立即停止不動(dòng)。這種回路普遍用于卡緊物體或抓持重物的氣動(dòng)路中。雙氣源供氣回路這是將氣源分別連接到二位五通閥的R1、R2接口上使用的回路。P口為公共排氣口，氣缸與電磁閥之間的連接與通常的連接相反。圖11示出了其回路圖。在諸如用氣缸升降重物等場(chǎng)合，當(dāng)氣缸伸出、縮回時(shí)，負(fù)載會(huì)有較大的不平衡。這時(shí)可采用這種雙氣源供氣回路。一般只對(duì)一個(gè)供氣口（氣缸上無(wú)負(fù)載作用的一側(cè)）的壓力進(jìn)行減壓，以取得壓力（包

33、括負(fù)載）平衡.由于一般調(diào)壓閥空氣不能反向流動(dòng),所以調(diào)壓閥應(yīng)接在電磁閥之前.此外,并不是所有種類的電磁閥都允許從R口供氣,使用時(shí)要注意選擇可從R口供氣的電磁閥.e) 中途位置停止回路(中位封閉式)圖12示出了使用中位封閉式三位五通換向閥使氣缸在中途任意位置停止的回路。如果讓線圈 = 1 * GB3 ， = 2 * GB3 交替通電，斷電，那么，同使用二位五通閥時(shí)一樣，氣缸活塞將作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果兩個(gè)線圈都斷電，則電磁閥靠彈簧作用返回中位，接口全部被封閉。氣缸靠推力差（包括負(fù)載的氣缸蓋一側(cè)同氣缸桿一側(cè)的推力差）少許移動(dòng)一段后停止。當(dāng)無(wú)負(fù)載時(shí)，氣缸桿一側(cè)活塞的受壓面積較小，所以氣缸活

34、塞往氣缸桿一側(cè)移動(dòng)。停止后，如果氣缸、配管、電磁閥沒(méi)有泄漏，活塞將保持在停止位置上，當(dāng)線圈 = 1 * GB3 或 = 2 * GB3 再次通電時(shí)，活塞重新做前進(jìn)或后退。這樣，雖然可以讓活塞在中途停止，但由于空氣有壓縮性，所以不能期望有較高的停止精度。此外，有的電磁閥（滑閥）允許有一定的泄漏，所以在長(zhǎng)時(shí)間停止于中位時(shí)，活塞會(huì)緩慢的漂移運(yùn)動(dòng)。在回路中添加鎖緊回路（由雙個(gè)氣控單向閥構(gòu)成）可避免這種現(xiàn)象。這種回路適用于對(duì)停止位置精度沒(méi)有要求，停止后不希望活塞能自由移動(dòng)的場(chǎng)合。中途位置停止回路（中位排氣式） 本回路同e）節(jié)所介紹的回路基本相同，但使用中位排氣式的三位五通閥。圖13是它的回路圖。當(dāng)兩個(gè)線

35、圈都有斷電時(shí)，氣缸活塞兩側(cè)分別通過(guò)A,R1口和B,R2口接通大氣。氣缸活塞上兩側(cè)壓力消失。當(dāng)外力施加于氣缸桿時(shí)，活塞將移動(dòng)。這種回路適用于停止后希望允許外力拖動(dòng)氣缸的場(chǎng)合。不過(guò)，在停止的狀態(tài)下，如果線圈通電，由于在通電瞬間氣缸內(nèi)沒(méi)有壓力，出口節(jié)流不起作用，會(huì)使活塞突然快速運(yùn)動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為飛缸。為避免飛缸現(xiàn)象，可將調(diào)速方式改為入口節(jié)流式，但最好使用下面介紹的雙氣源供氣的回路。中途位置停止回路（雙氣源供氣回路）本回路與d）節(jié)所介紹的一樣，是雙氣源供氣回路，它使用中位排氣式三位五通閥，圖14是它的回路圖。本回路驅(qū)動(dòng)氣缸活塞運(yùn)動(dòng)方面與e）節(jié)與f）節(jié)所介紹的回路基本相同，若在運(yùn)行中途，電磁閥兩個(gè)線圈全

36、都斷電，則由R1R2口分別向氣缸兩側(cè)供氣，從兩側(cè)向活塞加壓。這時(shí)，靠調(diào)壓閥設(shè)定壓力，以取得包括負(fù)載在內(nèi)的推力平衡。這樣，便抵消了由于加在氣缸上的負(fù)載以及受壓面積的不同所引起的推力差，使活塞中途停止。由于活塞兩側(cè)推力平衡，所以對(duì)活塞桿施加外力時(shí)，可拖動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。又由于活塞兩側(cè)始終保持一定壓力，所以在線圈通電瞬間不會(huì)出現(xiàn)飛缸現(xiàn)象。需要注意的是，所使用的電磁閥應(yīng)選用允許從R1R2口供氣的。還要根據(jù)加在氣缸上的負(fù)載作用力的方向，考慮調(diào)壓閥應(yīng)安裝在R1還是R2口上。應(yīng)用回路在氣動(dòng)回路中有各種應(yīng)用回路，它們都是根據(jù)不同的使用目的而作了周密考慮的。下面介紹一些常用的實(shí)例。1）快速回路（快速排氣回路）這種回路

37、用在當(dāng)系統(tǒng)的功能要求氣缸高速動(dòng)作的場(chǎng)合，或者希望縮短循環(huán)時(shí)間的場(chǎng)合。圖15示出了用快速排氣閥使氣缸活塞實(shí)現(xiàn)快速后退的回路圖。氣缸前進(jìn)時(shí)，由速度控制閥進(jìn)行速度控制，后退時(shí)，不通過(guò)電磁閥而由快速排氣閥將氣缸蓋一側(cè)的空氣直接排出，以提高活塞回程速度。這時(shí)，供氣一側(cè)（活塞桿一側(cè)）也需要有足夠大的氣流量，所以速度控制閥接出口節(jié)流方式連接。2）速度可變回路（兩級(jí)變速回路）在雙作用氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)基本回路上添加幾個(gè)元件便可構(gòu)成兩級(jí)變速回路。圖16示出了前進(jìn)時(shí)兩級(jí)變速控制回路。氣缸活塞前進(jìn)時(shí)，如果電磁閥 = 2 * GB3 不通電，活塞的速度由速度控制閥 = 1 * GB3 控制。當(dāng)電磁閥 = 2 * GB3 通電時(shí)，氣流不僅通過(guò)速度控制閥 = 1 * GB3 ，而且通過(guò)速度控制閥 =