執(zhí)行機構(gòu)工作原理及使用方法

第二章執(zhí)行機構(gòu)的種類及使用方法

2.1執(zhí)行機構(gòu)的功能及特性執(zhí)行元件——是將控制信號轉(zhuǎn)換成機械運動和機械能量的轉(zhuǎn)換元件執(zhí)行元件的特點1.電氣執(zhí)行元件電氣執(zhí)行元件包括直流(DC)伺服電機、交流（AC）伺服電機、步進電機以及電磁鐵等。對這些伺服電機除了要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)以外，一般還要求動態(tài)性能好，適合于頻繁使用，便于維修等2．液壓式執(zhí)行元件液壓式執(zhí)行元件主要包括往復(fù)運動油缸、回轉(zhuǎn)油缸、液壓馬達等，其中油缸最為常見。在同等輸出功率的情況下，液壓元件具有重量輕、快速性好等特點3．氣壓式執(zhí)行元件氣壓式執(zhí)行元件除了用壓縮空氣作工作介質(zhì)外，與液壓式執(zhí)行元件沒有區(qū)別。氣壓驅(qū)動雖可得到較大的驅(qū)動力、行程和速度，但由于空氣粘性差，具有可壓縮性，故不能在定位精度要求較高的場合使用。2.2執(zhí)行元件的種類及性能

種類特點優(yōu)點缺點電氣式

可用商業(yè)電源；信號與動力傳送方向相同；有交流直流之分；注意使用電壓和功率。操作簡便；編程容易；能實現(xiàn)定位伺服控制；響應(yīng)快、易與計算機（CPU）連接；體積小、動力大、無污染。瞬時輸出功率大；過載差；一旦卡死，會引起燒毀事故；受外界噪音影響大。氣壓式

氣體壓力源壓力5~7×Mpa；要求操作人員技術(shù)熟練。氣源方便、成本低；無泄露而污染環(huán)境；速度快、操作簡便。功率小、體積大、難于小型化；動作不平穩(wěn)、遠距離傳輸困難；噪音大；難于伺服。液壓式

液體壓力源壓力20~80×Mpa；要求操作人員技術(shù)熟練。輸出功率大，速度快、動作平穩(wěn)，可實現(xiàn)定位伺服控制；易與計算機（CPU）連接。設(shè)備難于小型化；液壓源和液壓油要求嚴格；易產(chǎn)生泄露而污染環(huán)境。機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求

（1）慣量小，動力大。

（2）體積小，重量輕。

（3）安裝方便、便于維修維護。

（4）易于實現(xiàn)自動化控制。

2.3電動執(zhí)行機構(gòu)

常用電動執(zhí)行機構(gòu)：

DC/AC電動機、力矩電動機、步進（脈沖）電動機、變頻調(diào)速電動機、開關(guān)電磁電動機以及其他電動機（直流或交流脈寬調(diào)速電動機、電磁伸縮元件）等。

常用伺服控制電動機的控制方式主要有：開環(huán)控制、半閉環(huán)控制、閉環(huán)控制三種。如圖所示數(shù)控機床伺服系統(tǒng)。

它由控制器、被控對象、反饋測量裝置等部分組成。機電一體化系統(tǒng)

對伺服控制電動機的基本要求

為實現(xiàn)運動、功率/能量、控制運動方式的轉(zhuǎn)換，對伺服控制電動機提出了一些基本要求。（1）性能密度大。即功率密度Pw=P/G或比功率密度Pbw=(T2/J)/G大。（2）快速性好。加速度大、響應(yīng)特性好。（3）位置控制與速度控制精度高、調(diào)速范圍大、低速平穩(wěn)性好、分辨率高以及振動噪音小。（4）能適應(yīng)頻繁啟動，可靠性高、壽命長。（5）易于與計算機對接，實現(xiàn)計算機控制。伺服控制電動機基本特性

無論動力用伺服控制電動機，還是控制用伺服控制電動機，功率—轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩的電特性是電機重要的基本特性指標之一。

對于伺服控制電機而言，恒轉(zhuǎn)矩工作特性是衡量電機調(diào)速性能的重要參數(shù)之一。

2.3.1直流電機驅(qū)動一、直流電機工作原理1.直流電機分類（1）根據(jù)勵磁相數(shù)（2）根據(jù)勵磁方式（3）根據(jù)電機結(jié)構(gòu)有刷直流電機：通過換向器和電刷改變電樞勵磁電流方向，實現(xiàn)電機驅(qū)動。無刷直流電機：由電子換向器改變繞組勵磁電流方向和相序，實現(xiàn)電機驅(qū)動。2.普通直流電機工作原理圖2-1直流電機模型3.無刷直流電機工作原理圖2-2無刷直流電機簡圖二.直流電機機結(jié)構(gòu)1.普通直流流電機結(jié)構(gòu)圖2-3直流電機結(jié)構(gòu)構(gòu)1—風(fēng)扇；2—機座；3—電樞；4—主磁極；；5—刷架；；6—換向器器；7—接線線板；8—出出線盒；9——換向極；10—端蓋圖2-4直直流電機主主磁極1—固定主磁磁極的螺釘；；2—主磁極鐵鐵心；3—勵磁繞組組圖2-5直直流電機換換向極換向極用來改改善換向，由由鐵心和套在在鐵心上的繞繞組構(gòu)成，如如圖2.5所所示。換向極極鐵心一般用用整塊鋼制成成，如換向要要求較高，則則用1.0mm～1.5mm厚的鋼鋼板疊壓而成成，其繞組中中流過的是電電樞電流。換換向極裝在相相鄰兩主極之之間，用螺釘釘固定在機座座上。1—換向極鐵鐵心；2—換換向極繞組圖2-6直直流電機電電刷裝置1—電刷；2—刷握；3—彈簧壓板板；4—座座圈；5—刷刷桿電刷與換向器器配合可以把把轉(zhuǎn)動的電樞樞繞組電路和和外電路連接接并把電樞繞繞組中的交流流量轉(zhuǎn)變成電電刷端的直流流量。電刷裝裝置由電刷、、刷握、刷桿桿、刷桿架、、彈簧、銅辮辮構(gòu)成，如圖圖所示。電刷刷組的個數(shù)，，一般等于主主磁極的個數(shù)數(shù)。圖2-7直直流電機電電樞電樞鐵心是電電機磁路的一一部分，其外外圓周開槽，，用來嵌放電電樞繞組。電電樞鐵心一般般用0.5mm厚、兩邊邊涂有絕緣漆漆的硅鋼片沖沖片疊壓而成成，如圖所示示。電樞鐵心心固定在轉(zhuǎn)軸軸或轉(zhuǎn)子支架架上。鐵心較較長時，為加加強冷卻，可可把電樞鐵心心沿軸向分成成數(shù)段，段與與段之間留有有通風(fēng)孔。圖2-8直直流電機換換向器換向器是由多多個緊壓在一一起的梯形銅銅片構(gòu)成的一一個圓筒，片片與片之間用用一層薄云母母絕緣，電樞樞繞組各元件件的始端和末末端與換向片片按一定規(guī)律律連接，如圖圖所示。換向向器與轉(zhuǎn)軸固固定在一起。。2.無刷直流流電機結(jié)構(gòu)圖2-9無無刷直流電機結(jié)構(gòu)構(gòu)2.直流電電機PWM調(diào)調(diào)速原理圖2-10直流電機調(diào)速速結(jié)構(gòu)框圖圖2-11直流電機調(diào)速速結(jié)構(gòu)框圖3.PWM功率放大器器（a）單極性性功放（（b）帶動力控控制的單極性性功放圖2-12單單極性PWM功放圖2-13直流電機H型型單極性PWM功放H型PWM功功率放大器圖2-15直流電機H型型雙極性PWM功放直流電機的調(diào)調(diào)速方式由于直流伺服服電機的機械械特性方程為為：式中，UC—電樞控制電電壓；R—電樞回路電電阻；Φ—每極磁通；；Ce、Ct—分別為電動動機的結(jié)構(gòu)常常數(shù)。由此，直流伺伺服電機的控控制方式如下下：（1）調(diào)壓調(diào)調(diào)速（變電樞樞電壓，恒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩調(diào)速）（2）調(diào)磁調(diào)調(diào)速（變勵磁磁電流，恒功功率調(diào)速）（（3）改變電電樞回路電阻阻調(diào)速典型直流伺服服電動機控制制數(shù)學(xué)模型步步進電機驅(qū)驅(qū)動一、步進電機機工作原理1.步進電電機分類（1）根據(jù)勵勵磁相數(shù)（2）根據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)反應(yīng)式（可變變磁阻式）：：由定子繞組組產(chǎn)生的反應(yīng)應(yīng)電磁力吸引引用軟磁鋼組組成的轉(zhuǎn)子作作步進驅(qū)動。。永磁式：由定定子繞組產(chǎn)生生的反應(yīng)電磁磁力吸引或排排斥由永磁材材料組成的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子作步進驅(qū)驅(qū)動?；旌鲜剑憾ㄗ幼由翔傆杏来糯朋w，定子和和轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁磁體和反應(yīng)式式步進電機相相似，由二者者混合效應(yīng)驅(qū)驅(qū)動。使機械結(jié)構(gòu)運運動的裝置2.反應(yīng)式步步進電機結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作原理理（1）反應(yīng)式式步進電機結(jié)結(jié)構(gòu)和工作原原理圖2-16反反應(yīng)式步進進電機結(jié)構(gòu)根據(jù)相數(shù)及各各相通電順序序分：兩相兩兩拍，兩相四四拍，三相單單三拍，三相相雙三拍，三三相六拍等類類型。拍：從一相通通電到另一相相通電稱為一一拍；步距角：步進進電機每接受受一個脈沖，，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的的角度（a）兩相兩兩拍工作示意意（（b）兩兩相四拍工作作示意圖2-17反反應(yīng)式步進進電機工作模模擬圖2-18永永磁式步進進電機運行模模擬（2）永磁式式步進電機工工作原理二、步進電機機的性能參數(shù)數(shù)1、齒距角ααz：轉(zhuǎn)子相鄰兩兩齒的夾角2、步距角αα：步進電機機每接受一個個脈沖，轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)過一個固固定的角度3、最大靜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tmax：在規(guī)定的通通電相數(shù)下，，轉(zhuǎn)矩的最大大值Z：轉(zhuǎn)子的齒齒數(shù)m：定子繞組相數(shù)k：通電狀態(tài)系數(shù)K=1單拍或雙拍K=2單雙拍定子繞組每改改變一次通電電的方式，稱稱為“一拍””繞組的電流越越大，靜轉(zhuǎn)矩矩越大，一般般取TL=（30～50%）Tmax4、最高運行行頻率fmax：5、最高啟動動頻率fqmax：步進電機由由靜止狀態(tài)不不失步達到穩(wěn)穩(wěn)速所允許的的最高輸入脈脈沖頻率（可可以是空載下下或有負載下下）步進電機不失失步運行時，，輸入脈沖的的最高頻率失步丟步：齒距數(shù)少于脈沖數(shù)越步：齒距數(shù)多于脈沖數(shù)6、失調(diào)角θθ：單相定子子通電時，該該相定子齒與與轉(zhuǎn)子齒的中中心線不重合合所夾角三、步進電機機的驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)成圖2-19步步進電機驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)四、脈沖分配配器1.步進電機機的運行模式式三相單三拍運運行圖2-20三三相單三拍運運行時序A->B->C->A->…圖2-21三三相雙三拍拍運行時序AB->BC->CA->AB->…三相雙三拍運運行圖2-22三三相六拍運運行時序A->AB->B->BC->C->CA->A…三相六拍運行行圖2-23三三相六拍脈脈沖分配器A->AB->B->BC->C->CA->A…2.分立器件件脈沖分配器器圖2-24CH250三相雙三拍拍脈沖分配器器A->AB->B->BC->C->CA->A…除CH250外，還有YB系列TTL集成脈沖沖分配器：YB013三三相，YB014四相，，YB015五相，YB016六相相……3.專用集成成脈沖分配器器圖2-25步步進電機單單片機驅(qū)動軟件環(huán)行分配配器編碼定義義：0x01->0x03->0x02->0x06->0x04->0x05->0x01->…A->AB->B->BC->C->CA->A->…4.用單片機機實現(xiàn)脈沖分分配高低壓功率放放大器特點：具有高高壓驅(qū)動，電電流增長速度度快、前沿變變陡，電機的的扭矩和頻率率得到提高。特點：僅在脈脈沖開始時接接通高壓電源源，其余時間間僅接通低壓壓電源供電。。具有功效高高、電流上升升率高、高速速運轉(zhuǎn)性能好好，但波形陡陡有時存在過過沖現(xiàn)象，諧諧波豐富，在在低速運轉(zhuǎn)時時易產(chǎn)生振動動。（2）功率放大器功率放大器是是實現(xiàn)控制信信號與步進電電機匹配的重重要組件。常見的步進電電機功率放大大器的組成與與特點如下：：·單電壓功率放放大電路特點：電路結(jié)結(jié)構(gòu)簡單，但但串聯(lián)R2消消耗能量降低低放大功率；；電感較大使使電路對脈沖沖反應(yīng)較慢,輸出波形差差。主要用于于轉(zhuǎn)速要求不不高的小型步步進電機控制制。3.電流檢測測型驅(qū)動圖2-28電流檢測驅(qū)動動電路原理恒流斬波驅(qū)動動（a）恒流斬斬波驅(qū)動電路路（（b）電路波形形圖2-29恒流斬波驅(qū)動動電路4.細分驅(qū)動動圖2-30基于AD轉(zhuǎn)換換的細分驅(qū)動動原理及波形形細分驅(qū)動電路路（a）恒頻脈寬調(diào)制制細分電路（b）階梯波波形成圖2-31恒頻脈寬調(diào)制制細分電路六、步進電機機驅(qū)動參數(shù)設(shè)設(shè)計與選用1、脈沖當(dāng)量量δ：步進電電機每接受一一個脈沖時，，工作臺走過過的位移單位為mm/pulseδ=0.001～0.0025精密機床0.005～0.01數(shù)控機床0.1～0.15一般機床角脈沖當(dāng)量δδα：就是步距角角α(°/pulse)當(dāng)通過中間傳傳動裝置時，，角脈沖當(dāng)量量δα為：如下圖，步進進電機通過絲絲杠螺母副帶帶動工作臺運運動時，其脈脈沖當(dāng)量δ為為：M驅(qū)動器指令脈沖Z1Z2設(shè)計時，先根根據(jù)運動精度度選定δ，再再根據(jù)負載確確定步進電機機的參數(shù)α，，并選定絲杠杠的導(dǎo)程p,計算出傳動動比i后，最最后設(shè)計傳動動齒輪的各參參數(shù)等。2、最最大靜靜轉(zhuǎn)矩矩Tmax與相數(shù)數(shù)、拍拍數(shù)一般根根據(jù)TL≤（30～～50%））Tmax選擇Tmax其中：：TL為把負負載折折合到到步進進電機機軸的的負載載力矩矩，若若相數(shù)數(shù)、拍拍數(shù)較較多，，可選選0.5，，否則則選0.3，考考慮控控制回回路的的復(fù)雜雜和經(jīng)經(jīng)濟程程度，，一般般取相相數(shù)較較少的的。3、最最高運運行頻頻率與與速度度關(guān)系系根據(jù)工工作臺臺的最最高速速度vmax選擇步步進電電機最最高運運行頻頻率fmax得注意量量綱：vmax(m/min)步進電電機的的加減減速性性能與與轉(zhuǎn)動動慣量量所產(chǎn)產(chǎn)生的的慣性性力矩矩有關(guān)關(guān)慣性力力矩：：轉(zhuǎn)動慣慣量和和角加加速度度越大大，步步進電電機的的啟動動頻率率越低低，加加減速速性能能越差差，越越容易易失步步。通過減減小步步距角角和減減小轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動慣慣量改改善啟啟動、、加減減速性性能5、電電機負負載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩計計算作用在在步進進電機機軸的的總的的負載載轉(zhuǎn)矩矩按下下式計計算：：4、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動慣慣量與與加減減速性性能其中：：Jm是電機機軸自自身的的轉(zhuǎn)動動慣量量（Kg.m2）Jd是系統(tǒng)統(tǒng)折算算到電電機軸軸的總總的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動慣慣量（（Kg.m2）是電機機啟動動、制制動時時的角角加速速度（（rad/s2）F作作用在在工作作臺的的摩擦擦力（（N））FW作用在在工作作臺的的外力力（N）伺服系系統(tǒng)傳傳動鏈鏈的總總效率率（取取0.7——0.85）絲杠螺螺母預(yù)預(yù)緊時時的傳傳動效效率（（取0.9）F0絲杠螺螺母預(yù)預(yù)緊時時的力力（N）P是絲絲杠螺螺距（（mm）i是總總傳動動比步進電電機的的驅(qū)動動與控控制步進電電機的的驅(qū)動動電路路：主要要由脈脈沖分分配器器和功功率放放大器器兩部部份組組成。。變頻控控制信信號：主要要有脈脈沖頻頻率信信號和和方向向控制制信號號。步進電電機驅(qū)驅(qū)動電電路的的組成成（1）環(huán)形脈脈沖分分配器器由于步步進電電機的的工作作原理理是各各繞組組必須須按一一定的的順序序通電電變化化才能能正常常工作作（ABCAB…………；AABBBCCCAAABB…………），，完成成這種通通電順順序變變化規(guī)規(guī)律的的部件件稱為為環(huán)形形脈沖沖分配配器。。實現(xiàn)現(xiàn)脈沖沖環(huán)形形分配配的方方法主主要有有三種種：軟件分分頻——可充分分利用用計算算機資資源降降低硬硬件成成本，，可適適用多多相脈脈沖分分配，，但將將占用用計算算機運運行時時間，，影響響步進進電機機的運運行速速度。。IC集成電電路分分頻（（DDT分頻器器）——靈活性性強，，可搭搭接成成任意意通電電順序序的環(huán)環(huán)形分分配器器，不不站用用計算算機的的工作作時間間。CH250管角定定義與與三相相六拍拍工作作狀態(tài)態(tài)的接接線圖圖專用環(huán)環(huán)形分分頻器器——使使用方方便，，接口口簡單單，專專業(yè)化化生產(chǎn)產(chǎn)質(zhì)量量可靠靠，成成本低低等。。如：：CH250三三相繞繞組分分頻器器；；L297和PMM8714兩相相繞組組分頻頻器；；PMM8713五五相繞繞組電電機分分頻器器等。。3.5交流（（AC）伺伺服電動動機及及其驅(qū)驅(qū)動（1））常用交交流伺伺服電電動機機永磁同同步型型（SM））、電磁感感應(yīng)型型（IM））伺服電電動機機。（2））基本本工作作原理理檢測交流伺伺服電電動機機（SM型/IM型））氣隙隙磁場場的大大小和和方向向，用用電力力電子子轉(zhuǎn)化化器代代替整整流子子和電電刷，，通過過控制制與氣氣隙磁磁場方方向相相同的的磁化化電流流和與與與氣氣隙磁磁場方方向相相垂直直的等等效電電流的的方法法，最最終控控制交流伺伺服電電動機機主磁磁通量量大小小和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，，實現(xiàn)現(xiàn)對電電機的的有效效控制制，簡簡稱矢矢量控控制方方法。。1）永永磁同同步型型（SM））轉(zhuǎn)子子由由永永磁磁構(gòu)構(gòu)成成，，不不需需磁磁化化控控制制電電流流，，只只需需檢檢測測磁磁鐵鐵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子位位置置和和定定子子繞繞組組磁磁通通矢矢量量控控制制電電流流，，實實現(xiàn)現(xiàn)對對電電機機主主磁磁通通矢矢量量電電流流的的控控制制，，從從而而獲獲得得對對電電機機的的速速度度和和位位置置控控制制。。永磁磁同同步步（（SM））型型伺伺服服電電動動機機控控制制框框圖圖CONV.——整整流流器器；；SM——同同步步電電機機；；INV.變變換換器器；；PS——磁磁極極位位置置檢檢測測器器；；REF——速速度度基基準準；；IGF——電電流流函函數(shù)數(shù)發(fā)發(fā)生生器器；；SC——速速度度放放大大器器；；CC——電電流流放放大大器器；；RD——速速度度變變換換器器；；PWM——脈脈寬寬調(diào)調(diào)制制器器；——再再生生電電力力吸吸收收電電路路。。2））感感應(yīng)應(yīng)（（IM））型型伺伺服服電電動動機機控控制制框框圖圖3））交流流伺伺服服電電動動機機的的矢矢量量控控制制r1,X1——定定子子繞繞組組阻阻抗抗和和漏漏抗抗；；r2,X2——轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子繞繞組組阻阻抗抗和和漏漏抗抗；；rm,Xm——鐵鐵芯芯等等效效阻阻抗抗和和主主磁磁通通所所對對應(yīng)應(yīng)電電抗抗；；Im——負負載載范范圍圍內(nèi)內(nèi)不不變變。。S——轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差率率2.4直直線線電電動動機機設(shè)想想把把旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電電動動機機自自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子軸軸至至定定子子外外圓圓周周沿沿徑徑向向A——A'剖剖開開，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子和和定定子子都都展展成成直直條條狀狀，，就就成成了了直直線線電電動動機機。。按機機械械特特性性可可分分為為:推力力型型電電動動機機沖量量型型電電動動機機功率率型型電電動動機機直線線電電動動機機應(yīng)應(yīng)用用直線線電電機機可可替替代代的的運運動動形形式式直線線電電動動機機的的分分類類按機機械械特特性性可可分分為為1)推推力力型型電電動動機機：：也也稱稱力力電電動動機機。。這這類類作作往往復(fù)復(fù)運運動動的的直直線線電電動動機機要要求求起起動動推推力力很很大大。。2））沖沖量量型型電電動動機機：：也也稱稱能能電電動動機機。。這這類類電電動動機機的的瞬瞬時時功功率率很很大大3））功功率率型型電電動動機機：：也也稱稱功功電電動動機機。。長長距距離離或或長長時時連連續(xù)續(xù)運運行行，，要要求求功功率率因因數(shù)數(shù)高高，，主主要要用用于于以以一一定定的的速速度度拖拖動動負負載載直線線電電動動機機的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)有有平平面面型型和和管管型型兩兩類類，，平平面面型型又又分分為為單單邊邊型型和和雙雙邊邊型型兩兩種種，，管管型型有有圓圓管管型型和和方方型型兩兩種種。。直線線電電動動機機的的特特點點優(yōu)點點：：1.可可直直接接產(chǎn)產(chǎn)生生直直線線運運動動，，不不需需要要運運動動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換，，使使機機構(gòu)構(gòu)簡簡化化，，便便于于控控制制，，系系統(tǒng)統(tǒng)可可靠靠性性提提高高。。2.瞬瞬時時線線速速度度很很高高時時，，零零部部件件不不受受離離心心力力的的作作用用。。3.定定子子和和動動子子之之間間的的電電磁磁推推力力可可消消除除運運行行中中的的機機械械接接觸觸，，因因而而機機械械功功率率損損耗耗和和磨磨損損可可減減到到很很小小。。4.由于于無機械械接觸，，噪聲較較小。5.平面面型直線線電動機機容易散散熱，容容量大的的直線電電動機常常不需要要附加冷冷卻裝置置。缺點：1.有所所謂邊端端效應(yīng)，，因為磁磁路開斷斷，銅損損和漏抗抗壓降大大。2.因為為氣隙大大，功率率因數(shù)比比同樣容容量的旋旋轉(zhuǎn)電動動機低。。思考題直流電動動機的電電磁轉(zhuǎn)矩矩由哪些些因素決決定？直流電動動機有哪哪幾種調(diào)調(diào)速方式式？交流異步步電動機機的電磁磁轉(zhuǎn)矩由由哪些因因素決定定？為什么異異步電動動機的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩增大大而下降降才能穩(wěn)穩(wěn)定運行行？交流異步步電動機機有哪幾幾種調(diào)速速方式？？步進電動動機有哪哪些特點點？步進電動動機有哪哪些主要要指標？？直線電動動機有哪哪些特點點？可用用于簡化化哪些運運動機構(gòu)構(gòu)？磁致伸縮縮式附：工業(yè)業(yè)機器人人末端執(zhí)執(zhí)行器圓弧開合合型2.5微微動機構(gòu)構(gòu)基本要求求：1)低摩擦、、高靈敏敏度，最最小移動動量達到到使用要要求；2)傳動動平穩(wěn)、、可靠，，無空程程和爬行行，有足足夠的剛剛度，制制動后能能保持穩(wěn)穩(wěn)定的位位置；3)抗干干擾能力力強，快快速響應(yīng)應(yīng)性好；；4）具有好好的動特特性,即即具頻響響高；5)良好好的結(jié)構(gòu)構(gòu)工藝性性；6）應(yīng)能實實現(xiàn)自動動控制。。圓弧平行行開合型型直線平行行開合型型特種末端端執(zhí)行器器真空吸附附手電磁吸附附手靈巧手液壓與氣氣動執(zhí)行行裝置的的組成液壓與氣氣動執(zhí)行行裝置分分別以液液體和氣氣體作為為工作介介質(zhì)進行行能量傳傳動和控控制，通通常，它它們由不不同的元元件（如如閥、缸缸、馬達達、泵、、管路等等）構(gòu)成成基本回回路，進進而組成成為有機機整體。。液壓與氣氣動執(zhí)行行裝置一一般由四四部分組組成：：液壓與氣氣動執(zhí)行行裝置的的組成能源裝置置：將機械能能轉(zhuǎn)換為為流體的的壓力能能的裝置置，常見見的設(shè)備備包括空空氣壓縮縮機和液液壓泵。。執(zhí)行元件件：將流體的的壓力能能轉(zhuǎn)換為為機械能能輸出的的裝置，，它可以以是做直直線運動動的液壓壓缸或氣氣缸，也也可以是是做回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動的的液壓馬馬達或氣氣壓馬達達。控制元件件：對系統(tǒng)中中流體壓壓力、流流量和流流動方向向進行控控制或調(diào)調(diào)節(jié)的裝裝置，還還包括實實現(xiàn)信號號轉(zhuǎn)換、、邏輯運運算等功功能的信信號控制制元件，，主要是是指各種種閥。輔助元件件：保證系統(tǒng)統(tǒng)正常運運行的輔輔助裝置置，如液液壓系統(tǒng)統(tǒng)的蓄能能器、濾濾油器、、油箱和和管件以以及氣動動系統(tǒng)的的空氣過過濾器、、油霧器器、消聲聲器等。。液壓與氣氣壓傳動動的優(yōu)點點液壓傳動動具備有有功率密度度大的突出優(yōu)優(yōu)點。在在同等輸輸出功率率下具有有體積小小、質(zhì)量量小、運運動慣性性小、動動態(tài)性能能好的特特點。液壓與氣氣動元件件的布置置不受嚴嚴格的空空間位置置限制，，系統(tǒng)中中各部分分用管道道連接，，布局安安裝有很很大的靈靈活性，，能構(gòu)成成用其它它方法難難以組成成的復(fù)雜雜系統(tǒng)。。可以在運運行過程程中實現(xiàn)現(xiàn)大范圍圍的無級級調(diào)速。。減速比比可達2000：1。。液壓傳動動和液氣氣聯(lián)動傳傳遞運動動均勻平平穩(wěn)，易易于實現(xiàn)現(xiàn)快速啟啟動、制制動和頻頻繁的換換向。操作控制制方便，，易于實實現(xiàn)自動動控制、、中遠距距離控制制、過載載保護。。液壓與氣氣動元件件屬機械械工業(yè)基基礎(chǔ)件，，標準化化、系列列化、通通用化程程度較高高，有利利于縮短短機器的的設(shè)計、、制造周周期和降降低成本本。此外，氣氣壓傳動動還有以以空氣做做工作介介質(zhì)，處處理方便便、無介介質(zhì)費用用、泄漏漏污染環(huán)環(huán)境小、、不需要要考慮介介質(zhì)變質(zhì)質(zhì)及補充充等問題題等突出出的優(yōu)點點。液壓與氣氣壓傳動動的缺點點在傳動過過程中，，能量需需經(jīng)兩次次轉(zhuǎn)換，，傳動效效率偏低低。由于傳動動介質(zhì)的的可壓縮縮性和泄泄漏等因因素的影影響，不不能嚴格格保證定定比傳動動。液壓傳動動性能對對溫度比比較敏感感，油溫溫變化會會引起液液壓油的的粘度變變化，從從而影響響運動速速度；系系統(tǒng)不能能在高溫溫下工作作，采用用石油基基液壓油油作傳動動介質(zhì)時時還需注注意防火火問題。。液壓與氣氣動元件件制造精精度高，，系統(tǒng)工工作過程程中發(fā)生生故障不不易診斷斷。2.5.1能源源裝置液壓能源源裝置氣動能源源裝置2.5.1.1液壓能能源裝置置液壓泵利利用容積積大小的的變化吸吸油和壓壓油，將將機械能能轉(zhuǎn)變成成液壓能能，是液液壓系統(tǒng)統(tǒng)的主要要能源裝裝置。液壓泵的的種類很很多，按按其結(jié)構(gòu)構(gòu)型式，，主要有有齒輪泵泵、葉片片泵、柱柱塞泵等等類型。。液壓泵的的分類按照泵的的排量能能否改變變，液壓壓泵分為為定量泵泵和變量量泵。常用液壓壓泵的主主要性能能性能外嚙合齒輪泵雙作用葉片泵限壓式變量葉片泵徑向柱塞泵軸向柱塞泵額定壓力/MPa低壓(2.5~1.6)中壓(6.3~16)中壓(6.3~16)高壓(10~20)高壓(21~40)流量調(diào)節(jié)不能不能能能能總效率/(%)低(63~87)較高(65~82)高(85~92)高(81~83)高(81~88)輸出流量脈動最大小一般一般一般自吸性能好較差較差差差對油污染的敏感性不敏感較敏感較敏感敏感敏感噪聲大小較大大大常用泵符符號液壓泵是是向液壓壓系統(tǒng)提提供一定定流量和和壓力的的油液的的動力元元件，它它是每個個液壓系系統(tǒng)不可可缺少的的核心元元件，合合理的選選好液壓壓泵對于于降低液液壓系統(tǒng)統(tǒng)的能耗耗、提高高系統(tǒng)的的效率、、降低噪噪聲、改改善工作作性能和和保證系系統(tǒng)的可可靠工作作都十分分重要a)單單向定量量泵b)雙向向定量泵泵c)單向變變量泵d)雙雙向變量量泵液壓泵的的選擇選擇液壓壓泵的原原則是：：根據(jù)主主機工況況、功率率大小和和系統(tǒng)對對工作性性能的要要求，首首先確定定的壓泵泵的類型型，然后后按系統(tǒng)統(tǒng)所要求求的壓力力、流量量大小確確定其規(guī)規(guī)格型號號。一般在負負載小、、功率小小、精度度要求不不高的機機械設(shè)備備中，可可用價格格便宜的的齒輪泵泵、雙作作用葉片片泵；精度較高高的機械械設(shè)備（（如磨床床）可用用螺桿泵泵、雙作作用葉片片泵；在在負載較較大并有有快速和和慢速工工作行程程的機械械設(shè)備中中（如組組合機床床）可使使用限壓壓式變量量葉片泵泵；負載大、、功率大大的機械械設(shè)備（（如龍門門刨床、、拉床））可使用用柱塞泵泵，對于于功率密密度要求求高、結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜的系統(tǒng)統(tǒng)（如飛飛機發(fā)動動機地面面模擬系系統(tǒng)）也也多采用用價格昂昂貴的柱柱塞泵；；而機械設(shè)設(shè)備的輔輔助裝置置，如機機床送料料、夾緊緊等不重重要的地地方，可可使用價價廉的齒齒輪泵。。液壓泵的的選擇選擇液壓壓泵時，，按下式式確定液液壓泵的的油壓pp:式中，p1為執(zhí)行液液壓件最最大工作作油壓；；為為進進油沿程程油壓損損失。按下式選取液液壓泵供油量（流量量）qp:式中，為為各個執(zhí)行行液壓件同時時工作時所需需的最大流量量；K為考慮系統(tǒng)泄泄漏的修正系系數(shù)；qmin為溢流閥所需需最小溢流量量。液壓泵的功率P為(液壓泵總效效率為ηp)2.5.1.2氣動能源源裝置空氣壓縮機是是氣動執(zhí)行裝裝置的動力源源，它把電機機輸出的機械械能轉(zhuǎn)換成氣氣壓能輸送給給氣動系統(tǒng)。?？諝鈮嚎s機的的種類很多，，但按工作原原理主要可分分為容積式和和速度式（葉葉片式）兩類類。在容積式式壓縮機中，，氣體壓力的的提高是由于于壓縮機內(nèi)部部的工作容積積被縮小，使使單位體積內(nèi)內(nèi)氣體的分子子密度增加而而形成的；而而在速度式壓壓縮機中，氣氣體壓力的提提高是由于氣氣體分子在高高速流動時突突然受阻而停停滯下來，使使動能轉(zhuǎn)化為為壓力能而達達到的。氣動能源裝置置空氣壓縮機是是氣動執(zhí)行裝裝置的動力源源，它把電機機輸出的機械械能轉(zhuǎn)換成氣氣壓能輸送給給氣動系統(tǒng)。?？諝鈮嚎s機的的種類很多，，但按工作原原理主要可分分為容積式和和速度式（葉葉片式）兩類類。在容積式式壓縮機中，，氣體壓力的的提高是由于于壓縮機內(nèi)部部的工作容積積被縮小，使使單位體積內(nèi)內(nèi)氣體的分子子密度增加而而形成的；而而在速度式壓壓縮機中，氣氣體壓力的提提高是由于氣氣體分子在高高速流動時突突然受阻而停停滯下來，使使動能轉(zhuǎn)化為為壓力能而達達到的。容積式壓縮機機按結(jié)構(gòu)不同同又可分為活活塞式、膜片片式和螺桿式式等；速度式式按結(jié)構(gòu)不同同可分為離心心式和軸流式式等，目前，，使用最廣泛泛的是活塞式式壓縮機。氣動能源裝置置一般規(guī)定：排排氣量大于或或等于6~12m3/min時，，就應(yīng)獨立設(shè)設(shè)置壓縮空氣氣站；若排氣氣量低于6m3/min時，，可將壓縮機機或氣泵直接接安裝在主機機旁。氣壓傳動系統(tǒng)統(tǒng)所使用的壓壓縮空氣必須須經(jīng)過干燥和和凈化處理，，因為壓縮空空氣中的水分分、油污和灰灰塵等雜質(zhì)會會混合而成膠膠體渣質(zhì)，若若不經(jīng)處理而而直接進入管管路系統(tǒng)時，，可能會造成成不良后果。。空氣壓縮機的的圖形符號空氣壓縮機的的選擇選擇空氣壓縮縮機的主要性性能指標是工工作壓力的額額定排氣量應(yīng)應(yīng)大于氣動系系統(tǒng)的工作壓壓力和所需的的自由空氣消消耗量。供氣氣量q為式中，qmax為系統(tǒng)中一臺臺設(shè)備的最大大自由空氣消消耗量；Z為系統(tǒng)中氣動動設(shè)備數(shù)量；；Kl為漏損系數(shù)，，一般取1.15~1.5；K2為備用系數(shù)，，一般取1.3~1.6；φ為利用系數(shù)，，Z越大越低，對對應(yīng)Z＝l~80，，有φ=1.0~0.4執(zhí)執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件件液壓馬達液壓缸氣動執(zhí)行元件件氣動馬達氣缸2.5液壓執(zhí)執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件件是將液壓泵泵提供的液壓壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C機械能的能量量轉(zhuǎn)換裝置，，主要包括液液壓缸和液壓壓馬達。液壓馬達習(xí)慣慣上是指輸出出旋轉(zhuǎn)運動的的液壓執(zhí)行元元件，而把輸輸出直線運動動（包括輸出出擺動運動））的液壓執(zhí)行行元件稱為液液壓缸。常用的液壓馬馬達的符號(a)單作作用定量馬達達(b)雙作作用定量馬達達(c)單單作用變量馬馬達液壓馬達從能量轉(zhuǎn)換的的觀點來看，，液壓馬達與與液壓泵是可可逆工作的液液壓元件。。因為它們具具有同樣的基基本結(jié)構(gòu)要素素——密閉而而又可以周期期變化的容積積和相應(yīng)的配配油機構(gòu)。但是，由于液液壓馬達和液液壓泵的工作作條件不同，，對它們的性性能要求也不不一樣，所以以同類別的液液壓馬達和液液壓泵之間，，仍存在許多多差別。首先液壓馬達達應(yīng)能夠正、、反轉(zhuǎn)，因而而要求其內(nèi)部部結(jié)構(gòu)對稱；；液壓馬達的的轉(zhuǎn)速范圍需需要足夠大，，特別對它的的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速有一定的的要求，因此此，它通常都都采用滾動軸軸承或靜壓滑滑動軸承。其次液壓馬達達由于在輸入入壓力油條件件下工作，因因而不必具備備自吸能力，，但需要一定定的初始密封封性，才能提提供必要的起起動轉(zhuǎn)矩。液壓馬達的分分類液壓馬達按其其結(jié)構(gòu)類型來來分可以分為為齒輪式、葉葉片式、柱塞塞式和其它型型式。按液壓馬達的的額定轉(zhuǎn)速分分為高速和低低速兩大類。。額定轉(zhuǎn)速高于于500r／／min屬于于高速液壓馬馬達，額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速低于500r／min的屬于低低速液壓馬達達。高速液壓馬達達的基本型式式有齒輪式、、螺桿式、葉葉片式和軸向向柱塞式等。。它們的主要要特點是轉(zhuǎn)速速較高、轉(zhuǎn)動動慣量小，便便于啟動和制制動，調(diào)節(jié)（（調(diào)速及換向向）靈敏度高高。低速液壓馬達達的基本型式式是徑向柱塞塞式，主要特特點是排量大大、體積大、、轉(zhuǎn)速低（有有時可達每分分鐘幾轉(zhuǎn)甚至至零點幾轉(zhuǎn)）），可直接與與工作機構(gòu)連連接，不需要要減速裝置，，使傳動機構(gòu)構(gòu)大為簡化，，通常低速液液壓馬達輸出出轉(zhuǎn)矩較大（（可達幾千到到幾萬N·m），所以又又稱為低速大大轉(zhuǎn)矩液壓馬馬達。液壓馬達規(guī)格格的參數(shù)液壓馬達的實實際角速度ωm為：式中，qm為液壓馬達實實際流量；Vm為液壓馬達每每轉(zhuǎn)排量；η為容積效率。。液壓馬達的輸輸出轉(zhuǎn)矩Tm為式中，pm為液壓馬達的的油壓；ηm為液壓馬達的的機械效率。。液壓馬達的輸輸入功率為Pim=pmqm液壓馬達的輸輸出功率為Pom=Tmωm液壓馬達規(guī)格格的選擇在伺服系統(tǒng)中中，既要求大大功率又要求求快速響應(yīng)的的情況極少。。因此在負載和和功率比較大大的情況下，，液壓馬達規(guī)規(guī)格的選擇主主要是滿足負負載要求，而而在要求響應(yīng)應(yīng)快的小負載載或完成計算算功能的液壓壓伺服系統(tǒng)中中，液壓馬達達的規(guī)格就根根據(jù)液壓固有有頻率值來確確定。(1)按最最大功率或最最大負載力矩矩選擇為了使動力元元件在整個工工作循環(huán)中都都能滿足負載載要求，應(yīng)使使其輸出特性性曲線能包圍圍全部負載曲曲線。按照負載匹配配條件，有：：式中TL*為最大功率點點的負載力矩矩；ωL*為最大功率點點的負載速度度；ps為供油壓力；；qom為伺服閥空載載流量；Dm為液壓馬達每每弧度排量，，Dm=Vm/2π若按最大負載載力矩選擇，，則通過對系系統(tǒng)工作循環(huán)環(huán)分析，作出出位移、速度度、加速度時時間圖，再按按負載條件就就可求出負載載力矩時間圖圖，從而確定定出最大負載載轉(zhuǎn)矩?；蚧?2)根據(jù)據(jù)液壓固有頻頻率選擇：需要針對特定定的系統(tǒng)，在在確定系統(tǒng)的的固有頻率ωh后，計算出馬馬達的每弧度度排量，從而而確定馬達的的規(guī)格。如對對于四通閥控控液壓馬達組組合，Dm計算公式為：：式中，Vt為液壓馬達兩兩腔的總?cè)莘e積；Ke為油液等效體體積模量；Jt為折算到液壓壓馬達軸上的的轉(zhuǎn)動慣量。。液壓固有頻率率根據(jù)系統(tǒng)要要求的頻寬確確定，可以根根據(jù)經(jīng)驗推斷斷。液壓缸液壓缸是將液液體的壓力能能轉(zhuǎn)換成機械械能，用于驅(qū)驅(qū)動工作機構(gòu)構(gòu)作直線往復(fù)復(fù)運動或往復(fù)復(fù)擺動的液壓壓執(zhí)行元件。。其結(jié)構(gòu)簡單單、工作可靠靠，與杠桿、、連桿、齒輪輪齒條、棘輪輪棘爪、凸輪輪等機構(gòu)配合合能實現(xiàn)多種種機械運動，，在液壓系統(tǒng)統(tǒng)中得到廣泛泛的應(yīng)用。液壓缸按其結(jié)結(jié)構(gòu)形式，可可以分為活塞塞缸、柱塞缸缸和擺動缸三三類?；钊赘缀椭讓崒崿F(xiàn)直線住復(fù)復(fù)運動，輸出出推力和速度度，擺動缸則則能實現(xiàn)小于于360°的的往復(fù)擺動，，輸出轉(zhuǎn)矩和和角速度。液壓缸的符號號及說明液壓缸規(guī)格的的選擇原則液壓缸規(guī)格的的選擇原則與與液壓馬達相相同，只要把把式(5.7)和式(5.8)中的的Dm換成Ap（液壓缸活塞塞有效面積）），TL*換成大功率點點的負載力，，ωL*換成最大功率率點的負載速速度；式(5.9)中，把Jt換成負載質(zhì)量量m，Dm換成Ap，就可以計算算出Ap，再確定液壓壓缸的規(guī)格。。一般說來，閥閥控液壓缸的的液壓固有頻頻率隨活塞行行程變化。當(dāng)當(dāng)行程較長時時，固有頻率率就降低。此此時宜用液壓壓馬達驅(qū)動，，通過絲杠或或齒輪齒條裝裝置把旋轉(zhuǎn)運運動變成直線線運動。2.5.2.2氣動執(zhí)行行元件氣動執(zhí)行元件件是將壓縮空空氣的壓力能能轉(zhuǎn)化為機械械能的元件，，它驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)實現(xiàn)直線往往復(fù)、擺動或或回轉(zhuǎn)運動，，其輸出為力力（轉(zhuǎn)矩）和和速度（角速速度），主要要包括氣缸和和氣動馬達。。常用的氣動馬馬達的符號常用的氣缸符符號氣動馬達氣動馬達將壓壓縮空氣的壓壓力能轉(zhuǎn)換成成旋轉(zhuǎn)的機械械運動，在氣氣壓傳動中使使用最廣泛的的是葉片式和和活塞式氣動動馬達。由于于氣氣動動馬馬達達具具有有一一些些比比較較突突出出的的特特點點，，在在某某些些工工業(yè)業(yè)場場合合，，它它比比電電動動馬馬達達和和液液壓壓馬馬達達更更適適用用，，這這些些特特點點是是：：具有有防防爆爆性性能能。。由由于于氣氣動動馬馬達達的的工工作作介介質(zhì)質(zhì)————空空氣氣本本身身的的特特性性和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計上上的的考考慮慮，，能能夠夠在在工工作作中中不不產(chǎn)產(chǎn)生生火火花花，，故故適適合合于于有有爆爆炸炸、、高高溫溫、、灰灰塵塵的的場場合合，，并并能能用用于于空空氣氣極極潮潮濕濕的的環(huán)環(huán)境境，，而而無無漏漏電電的的危危險險。。馬達達本本身身的的軟軟特特性性使使之之能能長長期期滿滿載載工工作作，，溫溫升升較較小小，，且且有有過過載載保保護護的的性性能能。。有較較高高的的起起動動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩，，能能帶帶載載啟啟動動。。換向向容容易易，，操操作作簡簡單單，，可可以以實實現(xiàn)現(xiàn)無無級級調(diào)調(diào)速速。。與電電動動機機相相比比，，單單位位功功率率尺尺寸寸小小，，重重量量輕輕，，適適用用于于安安裝裝在在位位置置狹狹小小的的場場合合及及手手工工工工具具上上。。但氣氣動動馬馬達達也也具具有有輸輸出出功功率率小小，，耗耗氣氣量量大大，，效效率率低低、、噪噪聲聲大大和和易易產(chǎn)產(chǎn)生生振振動動等等缺缺點點。。氣缸缸與液液壓壓傳傳動動相相比比較較，，氣氣缸缸的的工工作作介介質(zhì)質(zhì)是是空空氣氣，，既既廉廉價價又又不不污污染染環(huán)環(huán)境境，，管管路路不不易易堵堵塞塞，，回回氣氣可可隨隨意意排排入入大大氣氣；；具有有防防火火、、防防爆爆性性能能，，高高溫溫下下能能可可靠靠安安全全工工作作；；空氣氣粘粘度度小小，，所所以以管管道道壓壓力力損損失失小小，，便便于于集集中中供供氣氣向向中中遠遠距距離離輸輸送送；；動作作迅迅速速，，反反應(yīng)應(yīng)快快；；可可靠靠性性高高，，壽壽命命長長；；結(jié)構(gòu)構(gòu)簡簡單單，，維維護護方方便便，，安安裝裝自自由由度度大大；；蓄能能方方便便；；允許許工工作作溫溫度度范范圍圍廣廣。。但是是由由于于氣氣體體的的可可壓壓縮縮性性大大，，所所以以速速度度穩(wěn)穩(wěn)定定性性差差，，且且隨隨負負載載變變化化而而變變化化，，所所以以位位置置及及速速度度控控制制的的精精度度低低，，容容易易產(chǎn)產(chǎn)生生爬爬行行；；工工作作壓壓力力低低，，所所以以輸輸出出的的推推力力小小、、總總輸輸出出力力不不宜宜大大于于l0～～40kN。。標準準化化氣氣缸缸的的標標記記標準準化化氣氣缸缸的的標標記記是是用用符符號號““QG””表表示示氣氣缸缸，，用用符符號號““A、、B、、C、、D、、H””表表示示五五種種系系列列。。具具體體的的標標志志方方法法是是：：五種種標標準準化化氣氣缸缸的的系系列列為為：：QGA————無無緩緩沖沖普普通通氣氣缸缸；；QGB————細細桿桿（（標標準準桿桿））緩緩沖沖氣氣缸缸QGC————粗粗桿桿緩緩沖沖氣氣缸缸；；QGD————氣氣液液阻阻尼尼缸缸；；QGH————回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氣氣缸缸。。QGA/B/C/D/H缸徑×行程控控制制元元件件液壓壓控控制制元元件件方向向控控制制閥閥壓力力控控制制閥閥流量控制閥氣動控制元件件方向控制閥壓力控制閥流量控制閥2.5.3.1液壓控制制元件在液壓系統(tǒng)中中，除需要液液壓泵供油和和液壓執(zhí)行元元件來驅(qū)動工工作裝置外，，還要配備一一定數(shù)量的液液壓控制閥來來對液流的流流動方向、壓壓力的高低以以及流量的大大小進行控制制，以滿足負負載的工作要要求。各類液壓控制制閥雖然形式式不同，控制制的功能各異異，但具有共共性。首先，在結(jié)構(gòu)構(gòu)上，所有的的閥都有閥體體、閥芯（座座閥或滑閥））和驅(qū)使閥芯芯動作的零部部件（如彈簧簧、電磁鐵等等）組成；其次，在工作作原理上，都都是依靠改變變閥孔的通流流面積大小和和閥孔的開、、閉來限制、、改變液體的的流量大小和和液體流動、、停止；所有有閥的閥口大大小，閥進、、出油口間的的壓差以及通通過閥的流量量之間的關(guān)系系都符合孔口口流量公式，，只是各種閥閥控制的參數(shù)數(shù)各不相同而而已。液壓控制閥的的分類根據(jù)其內(nèi)在聯(lián)聯(lián)系、外部特特征、結(jié)構(gòu)和和用途等方面面的不同，可可將液壓閥按按不同方式進進行分類。液壓傳動系統(tǒng)統(tǒng)對液壓控制制閥的基本要要求動作靈敏、使使用可靠，工工作時沖擊振振動和噪聲要要小，使用壽壽命要長。油液通過液壓壓閥時壓力損損失要小，密密封性能好，，內(nèi)泄漏要小小，無外泄漏漏。結(jié)構(gòu)簡單緊湊湊、安裝、維維護、調(diào)整方方便，使用性性好。方向控制閥方向控制閥主主要用來通斷斷油路或改變變油液流動的的方向，從而而控制液壓執(zhí)執(zhí)行元件的起起動或停止并并改變其運動動方向。它主主要有單向閥閥和換向閥。。單向閥的主要要作用是控制制油液的單向向流動。液壓系統(tǒng)對單單向閥的主要要性能要求是是正向流動（（P1流向P2）阻力損損失小，反向向流動（P2流向P1））時密封性能能好，油流不不能通過，要要求動作靈敏敏。a)普通單單向閥b)液液控單向閥典型單向閥的的圖形符號換向閥換向閥是利用用閥芯對閥體體的相對運動動，控制油路路通斷或變換換油流動方向向，從而實現(xiàn)現(xiàn)液壓執(zhí)行元元件及其驅(qū)動動機構(gòu)的起動動、停止或變變換運動方向向。系統(tǒng)對換向閥閥性能的主要要要求是：油油液流經(jīng)換向向閥時壓力損損失要?。换セゲ幌嗤ǖ挠陀涂陂g的泄漏漏要??；換向向要平穩(wěn)，動動作迅速且可可靠。換向閥的種類類很多，其分分類方式也各各有不同:按閥芯相對于于閥體的運動動方式來分有滑閥和和轉(zhuǎn)閥兩種；；按操作方式來分有手動、、機動、電磁磁動、液動和和電液動幾種種；按閥芯工作時時在閥體中所所處的位置有二位和三位位等；按換向閥所控控制的通路數(shù)數(shù)不同有二通、、三通、四通通和五通等系系列化和規(guī)格格化了的標準準換向閥。換向閥圖形符符號的規(guī)定和和含義用方框表示閥閥的工作位置置數(shù)，有幾個個方框就是幾幾位閥。在一個方框內(nèi)內(nèi)，箭頭“↗↗”或堵塞符符號“┴”、、“┬”與方方框相交的點點數(shù)就是通路路數(shù)，有幾個個交點就是幾幾通閥。箭頭頭“↗”表示示閥芯處在這這一位置時兩兩油口相通，，但不一定是是油液的實際際流向，“┴┴”或“┬””表示此油口口被閥芯封閉閉（堵塞）不不通流。三位閥中間的的方框、兩位位閥畫有復(fù)位位彈簧的那個個方框為常態(tài)態(tài)位置（即未未施加控制信信號以前的原原始位置）。。在液壓系統(tǒng)統(tǒng)原理圖中，，換向閥的圖圖形符號與油油路的連接，，一般應(yīng)畫在在常態(tài)位置上上。同時在常常態(tài)位上應(yīng)標標出油口的代代號（P為壓壓力油進口，，T為回油口口，A、B為為與執(zhí)行元件件相連的兩個個油口）?？刂品绞胶蛷?fù)復(fù)位彈簧的符符號畫在方框框的兩側(cè)。換向閥位和通通路的圖形符符號a)二位二二通b)二位三通通c)二位四通通d)二位五五通e)三位四通f)三位五通換向閥操縱方方式符號a)手柄式式b)機機動（滾輪式式）c)電磁動動d)彈簧e)液動f)液壓先先導(dǎo)控g)電磁-液壓先導(dǎo)控控制換向閥常見的的滑閥機能及及其特點換向閥處于中中間位置（常常態(tài)位置）時時，閥內(nèi)各油油口的連通方方式稱為滑閥閥機能（或中中位機能），，通常用一個個大寫英文字字母表示。壓力控制閥在液壓傳動系系統(tǒng)中，控制制油液壓力高高低的液壓閥閥稱之為壓力力控制閥，簡簡稱壓力閥。。這類閥的共同同點是利用作作用在閥芯上上的液壓力和和彈簧力相平平衡的原理工工作。溢流閥的主要要作用是對液液壓系統(tǒng)定壓壓或進行安全全保護。a)溢流閥閥用于過載保保護b)變量泵調(diào)調(diào)速系統(tǒng)溢流閥的作用用液壓系統(tǒng)對溢溢流閥性能的的要求定壓精度高。。靈敏度高。工作平穩(wěn)且無無振動和噪聲聲。當(dāng)閥關(guān)閉時密密封好，泄漏漏小。對于經(jīng)常開啟啟的溢流閥，，主要要求前前三項性能；；而對于安全全閥，則主要要要求第2和和第4兩項性性能。流量控制閥流量閥用調(diào)節(jié)節(jié)閥芯開口的的大小來控制制通過的流量量，以實現(xiàn)工工作機構(gòu)的速速度控制和調(diào)調(diào)節(jié)。常用的流量控控制閥有節(jié)流流閥、調(diào)速閥閥、分流閥及及其與單向閥閥、行程閥組組合而成的各各種組合式流流量閥。在液壓傳動系系統(tǒng)中節(jié)流元元件與溢流閥閥并聯(lián)于液壓壓泵的出口，，構(gòu)成恒壓油油源，使泵出出口的壓力恒恒定。節(jié)流元件用來來調(diào)節(jié)流量是是有條件的，，即要求有一一個接受節(jié)流流元件壓力信信號的環(huán)節(jié)（（與之并聯(lián)的的溢流閥或恒恒壓變量泵））。通過這一一環(huán)節(jié)來補償償節(jié)流元件的的流量變化。。液壓傳動系統(tǒng)統(tǒng)對流量控制制閥的要求較大的流量調(diào)調(diào)節(jié)范圍，且且流量調(diào)節(jié)要要均勻。當(dāng)閥前、后壓壓力差發(fā)生變變化時，通過過閥的流量變變化要小，以以保證負載運運動的穩(wěn)定。。油溫變化對通通過閥的流量量影響要小。。液流通過全開開閥時的壓力力損失要小。。當(dāng)閥口關(guān)閉時時，閥的泄漏漏量要小。2.5.3.2氣動控制制元件氣動控制元件件是在氣壓傳傳動系統(tǒng)中控控制和調(diào)節(jié)壓壓縮空氣的壓壓力、流量、、流動方向與與發(fā)送信號的的重要元件，，利用它們可可以組成各種種氣動控制回回路，使氣動動執(zhí)行元件按按設(shè)計的程序序正常地進行行工作?？刂圃垂δ芎陀猛究煽煞譃榉较蚩乜刂崎y、壓力力控制閥和流流量控制閥三三大類。此外外，尚有通過過改變氣流方方向和通斷實實現(xiàn)各種邏輯輯功能的氣動動邏輯元件和和射流元件等等。方向控制閥氣動換向閥和和液壓換向閥閥相似、分類類方法與符號號也大致相同同。氣動換向閥按按閥芯結(jié)構(gòu)不不同可分為滑滑柱式（又稱稱柱塞式、也也稱滑閥）、、截止式（又又稱提動式））、平面式（（又稱滑塊式式）、旋塞式式和膜片式，，其中以截止止式換向閥和和滑柱式換閥閥應(yīng)用較多。。由于壓縮空氣氣具有可壓縮縮性，氣壓傳傳動中還有一一些具有特殊殊用途的單向向型控制閥，，如梭閥、雙雙壓閥、快速速排氣閥。a)梭閥b)雙壓閥c)快速排氣氣閥特殊用途的單單向型控制閥閥的圖形符號號壓力控制閥壓力控制閥按按其功能可分分為：減壓閥閥、順序閥和和安全閥減壓閥與液壓壓傳動中的減減壓閥一樣能能起減壓作用用，但它更主主要的作用是是調(diào)壓和穩(wěn)壓壓。順序閥是依靠靠氣路中壓力力的作用而控控制執(zhí)行元件件按順序動作作的壓力控制制閥，其作用用和工作原理理與液壓順序序閥基本相同同。為了防止管路路、受壓容器器等的破壞，，限制系統(tǒng)中中最高壓力的的壓力控制閥閥稱為安全閥閥。a)減壓閥閥b)順順序閥c)安全全閥壓力控制閥的的圖形符號流量控制閥通過改變閥口口的通流面積積來控制壓縮縮空氣流量的的元件稱為氣氣動流量控制制閥。流量控控制閥包括節(jié)節(jié)流閥、單向向節(jié)流閥、排排氣節(jié)流閥等等。在氣動系統(tǒng)中中，氣缸的運運動速度、換換向閥的切換換時間和氣動動信號的傳遞遞速度等，都都需要通過控控制調(diào)節(jié)壓縮縮空氣的流量量來實現(xiàn)。a)節(jié)流閥閥b)單單向節(jié)流閥c)排氣氣節(jié)流閥流量控制閥的的圖形符號氣動邏輯元件件氣動邏輯元件件是利用壓縮縮空氣為工作作介質(zhì)，通過過元件的可動動部件在氣控控信號的作用用下動作，改改變氣流方向向以實現(xiàn)一定定邏輯功能的的流體控制元元件。氣動方向閥有有開關(guān)特性，，也具有一定定的邏輯功能能，但這類閥閥的尺寸大，，輸出功率大大，用于直接接控制氣動執(zhí)執(zhí)行元件。在氣動控制系系統(tǒng)中則廣泛泛地采用各種種形式的氣動動邏輯元件（（簡稱為邏輯輯閥）。輔輔助元件液壓系統(tǒng)典型型輔助元件氣動系統(tǒng)典型型輔助元件2.5.4.1液壓壓系統(tǒng)統(tǒng)典型型輔助助元件件液壓系系統(tǒng)中中的輔輔助元元件是是指除除液壓壓動力力元件件，執(zhí)執(zhí)行元元件和和控制制元件件以外外的其其它各各類組組成元元件，，如管管件、、油箱箱、濾濾油器器、密密封裝裝置、、壓力力表和和蓄能能器等等。它們對對保證證液壓壓系統(tǒng)統(tǒng)有效效地傳傳遞力力和運運動和和提高高液壓壓系統(tǒng)統(tǒng)的工工作性性能起起重要要的作作用。。a)油油箱箱b)濾濾油油器c)蓄蓄能能器Id)蓄蓄能器器II典型液液壓附附件的的圖形形符號號油箱油箱的的主要要功能能是儲儲存油油液，，此外外還起起著散散發(fā)油油液中中的熱熱量、、逸出出混在在油液液中的的氣體體、沉沉淀油油中的的污物物等作作用。。液壓系系統(tǒng)中中的油油箱有有總體體式和和分離離式兩兩種。。體式是是利用用機器器設(shè)備備機身身內(nèi)腔腔作為為油箱箱（例例如壓壓鑄機機、注注塑機機等）），結(jié)結(jié)構(gòu)緊緊湊，，各處處漏油油易于于回收收，但但維修修不便便，散散熱條條件不不好。。分離式式是設(shè)設(shè)置一一個單單獨油油箱，，與主主機分分開，，減少少了油油箱發(fā)發(fā)熱和和液壓壓源振振動對對工作作精度度的影影響，，因此此得到到了普普通的的應(yīng)用用，特特別是是在組組合機機床、、自動動線和和精密密機械械設(shè)備備上大大多采采用分分離式式油箱箱。濾油器器濾油器器的功功用在在于過過濾混混在液液壓油油中的的雜質(zhì)質(zhì)，使使進入入到液液壓系系統(tǒng)中中的油油液的的污染染度降降低，，保證證系統(tǒng)統(tǒng)正常常地工工作。。一般對對濾油油器的的基本本要求求是有足夠夠的過過濾精精度。。有足夠夠的過過濾能能力。。濾油器器應(yīng)有有一定定的機機械強強度，，不