液壓與氣動控制系統(tǒng) 課件全套 第1-5章 廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào) -雙缸順序動作氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)

液壓與氣動控制系統(tǒng)21世紀(jì)技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機(jī)械設(shè)計制造系列PART01學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)打印PART02學(xué)習(xí)情景2硫化罐罐門啟閉液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART03學(xué)習(xí)情景3手機(jī)TP壓合裝置氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)目錄CONTENTSPART04學(xué)習(xí)情景4自動門氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART04學(xué)習(xí)情景5雙缸順序動作氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART01學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)·工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)·工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備·工作環(huán)節(jié)3計劃與決策·工作環(huán)節(jié)4任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)（1）能夠根據(jù)汽車壓扁液壓控制系統(tǒng)安裝和調(diào)試的任務(wù)要求，制訂切實(shí)可行的工作計劃及實(shí)施方案。（2）掌握部分基本液壓元件的工作原理及應(yīng)用。（3）能夠讀懂并設(shè)計符合本任務(wù)需求的液壓系統(tǒng)工作原理圖。（4）初步掌握簡單液壓系統(tǒng)的安裝及調(diào)試方法，實(shí)現(xiàn)汽車壓扁裝置的控制要求和功能要求。（5）初步了解液壓系統(tǒng)的故障診斷與排除方法。（6）鍛煉信息收集與處理能力，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。（7）培養(yǎng)對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、愛崗敬業(yè)的職業(yè)精神?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】項(xiàng)目學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)某廢舊汽車回收處理廠正在進(jìn)行設(shè)備升級，現(xiàn)需設(shè)計一個廢舊汽車報廢回收裝置（壓力機(jī)），其驅(qū)動系統(tǒng)為液壓系統(tǒng)。請同學(xué)們分小組領(lǐng)取該任務(wù)，分析并討論任務(wù)具體要求；通過各種途徑（配套學(xué)習(xí)資料、微課、論壇等）搜集、學(xué)習(xí)所需理論知識；小組成員合理分工，討論并制定設(shè)計方案，制訂工作計劃；領(lǐng)取所需元件和工具，按計劃進(jìn)行設(shè)備的安裝、調(diào)試，調(diào)試合格后進(jìn)行驗(yàn)收交付；總結(jié)在完成本任務(wù)過程中出現(xiàn)的問題及解決方案，吸取教訓(xùn)；小組自評價，換組互評價，教師總結(jié)性評價。【工作情景描述】工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)（1）了解市場大環(huán)境，明確任務(wù)要求。（2）準(zhǔn)確記錄客戶需求，分析該液壓系統(tǒng)的控制要求。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備（1）掌握液壓系統(tǒng)的組成。（2）掌握液壓泵的工作原理及使用方法。（3）掌握直動式溢流閥、二位手動換向閥、節(jié)流閥的工作原理及使用方法。（4）掌握液壓缸的分類、工作原理及使用方法。（5）掌握FluidSIM-H液壓回路設(shè)計仿真軟件的使用方法。（6）了解簡單液壓回路的工作原理及設(shè)計方法。（7）初步掌握探究式學(xué)習(xí)方法。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備液壓系統(tǒng)由哪幾部分組成？將液壓系統(tǒng)組成部分的名稱填入下圖對應(yīng)的方框內(nèi)?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備將液壓泵的組成部分（動力裝置、柱塞、密閉工作容腔、吸油閥、壓油閥、油箱）填入下圖對應(yīng)的方框內(nèi)?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備在下圖方框中標(biāo)出齒輪泵的吸油腔和壓油腔?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)3計劃與決策工作環(huán)節(jié)3計劃與決策（1）能夠根據(jù)客戶需求制訂可行的工作計劃。（2）小組成員能夠合理分工。（3）能夠簡單操作FluidSIM-H仿真軟件，小組合作設(shè)計出符合任務(wù)功能要求的液壓回路。（4）能按照相關(guān)規(guī)范查閱產(chǎn)品手冊，并進(jìn)行液壓元件的選型。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施（1）能夠根據(jù)設(shè)計方案，初步完成液壓系統(tǒng)設(shè)備的安裝和調(diào)試。（2）能夠通過組間討論、跨組討論、求助教師等方式解決安裝和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。（3）初步了解液壓系統(tǒng)的故障診斷與排除方法。（4）會正確穿戴勞保設(shè)備，施工后能按照管理規(guī)定清理施工現(xiàn)場。（5）培養(yǎng)對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、愛崗敬業(yè)的職業(yè)精神。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)參考資料學(xué)習(xí)參考資料1.液壓傳動系統(tǒng)的概念液壓傳動是利用液體的壓力能傳遞動力的一種傳動形式，液壓傳動的過程是將機(jī)械能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳遞的過程。液壓傳動技術(shù)在機(jī)械加工、汽車裝配、冶金等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用如圖1-1所示。學(xué)習(xí)參考資料2.液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)通過具有一定壓力的液體來傳動，傳動過程中必須經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，即機(jī)械能—液壓能—機(jī)械能，傳動必須在密封容器內(nèi)進(jìn)行，而且容積要發(fā)生變化。3.液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)組成示意圖如圖1-2所示。學(xué)習(xí)參考資料動力裝置：最常見的形式就是液壓泵，是將原動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的液壓能的裝置。其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油。執(zhí)行裝置：包括液壓缸和液壓馬達(dá)，是將油液的液壓能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動負(fù)載運(yùn)動的機(jī)械能的裝置?？刂普{(diào)節(jié)裝置：包括壓力、流量和方向等控制閥，是對系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置。輔助裝置：上述三部分以外的裝置，如油箱、過濾器、油管等。輔助裝置對液壓系統(tǒng)正常工作同樣起著重要的作用。學(xué)習(xí)參考資料4.液壓傳動的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)如下：（1）液壓傳動裝置運(yùn)動平穩(wěn)、反應(yīng)快、慣性小，能高速啟動、制動和換向。（2）在同等功率情況下，液壓傳動裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。例如，同功率液壓馬達(dá)的重量只有電動機(jī)的10%～20%。（3）液壓傳動裝置能在運(yùn)行中方便地實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，且調(diào)速范圍最大可達(dá)1∶2000（一般為1∶100）。（4）操作簡單、方便，易于實(shí)現(xiàn)自動化。液壓傳動裝置與電氣裝置聯(lián)合控制時，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)和遠(yuǎn)距離控制。學(xué)習(xí)參考資料（5）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。液壓元件能自行潤滑，使用壽命較長。（6）液壓元件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于設(shè)計、制造和使用。

缺點(diǎn)如下：（1）液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比，這是由于液壓油的可壓縮性和泄漏造成的。（2）液壓傳動對油溫變化較敏感，這會影響它的工作穩(wěn)定性。因此液壓傳動裝置不宜在很高或很低的溫度下工作，工作溫度范圍在-15℃～60℃較合適。（3）為了減少泄漏，液壓元件的制造精度要求較高，因此其造價高，且對油液中的雜質(zhì)比較敏感。（4）液壓傳動裝置出現(xiàn)故障時不易查找原因。（5）在能量轉(zhuǎn)換（機(jī)械能—液壓能—機(jī)械能）的過程中，特別是在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，壓力、流量損失較大，故系統(tǒng)效率較低。學(xué)習(xí)參考資料二、液壓泵1.液壓泵的概念將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓油的液壓能的裝置稱為液壓泵，可為系統(tǒng)提供足夠流量和壓力的液壓油，必要時可以改變供油的流量和方向。2.液壓泵的工作原理液壓傳動系統(tǒng)中使用的液壓泵和液壓馬達(dá)都是容積式的。液壓泵的工作原理如圖1-3所示，當(dāng)動力裝置的手柄壓下時，密封工作腔的容積逐漸減小，油液在壓力的作用下，通過壓油閥進(jìn)入系統(tǒng)；當(dāng)動力裝置的手柄上抬時，密封工作腔的容積逐漸增大，油箱中的油液通過吸油閥進(jìn)入泵體。動力裝置不停循環(huán)，泵就不停地吸油和壓油。學(xué)習(xí)參考資料由此可見，液壓泵輸出的流量取決于密封工作腔容積變化的大?。槐玫妮敵鰤毫θQ于油液從工作腔排出時所遇到的阻力。液壓泵工作的3個必備條件如下：（1）密閉容積且大小可變。（2）周期性的運(yùn)動機(jī)構(gòu)。容積由小變大為吸油，容積由大變小為壓油。（3）有配流機(jī)構(gòu)。密閉容積增大到極限時，要先與吸油腔隔開，再轉(zhuǎn)為排油；減小到極限時，要先與排油腔隔開，再轉(zhuǎn)為吸油。學(xué)習(xí)參考資料3.液壓泵的圖形符號液壓泵的圖形符號如圖1-4所示。學(xué)習(xí)參考資料4.液壓泵的分類液壓泵的分類方式有很多，可按壓力的大小分為低壓泵、中壓泵和高壓泵；也可按流量是否可調(diào)節(jié)分為定量泵和變量泵；還可按泵的結(jié)構(gòu)分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵，其中，齒輪泵和葉片泵多用于中、低壓系統(tǒng)，柱塞泵多用于高壓系統(tǒng)。學(xué)習(xí)參考資料（1）齒輪泵。齒輪泵按結(jié)構(gòu)形式可分為外嚙合和內(nèi)嚙合兩種，內(nèi)嚙合齒輪泵應(yīng)用較少，故我們只介紹外嚙合齒輪泵。外嚙合齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易制造，成本低，對油液污染不敏感，工作可靠，維護(hù)方便，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于各種低壓系統(tǒng)中。隨著齒輪泵在結(jié)構(gòu)上的不斷完善，中、高壓齒輪泵的應(yīng)用逐漸增多。目前，高壓齒輪泵的工作壓力可達(dá)14MPa～21MPa。齒輪泵的工作原理如圖1-5所示。齒輪泵的左側(cè)為吸油腔，相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作腔的容積逐漸增大，形成部分真空，油箱中的油液被吸進(jìn)來。齒輪泵的右側(cè)為壓油區(qū)，由于輪齒逐漸嚙合，密封工作腔的容積不斷減小，油液便被擠出去。學(xué)習(xí)參考資料（2）葉片泵。1）單作用葉片泵。單作用葉片泵的工作原理如圖1-6所示。單作用葉片泵由轉(zhuǎn)子、定子、葉片以及端蓋組成，轉(zhuǎn)子與定子偏心安裝。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，葉片在油壓和離心力的作用下沿轉(zhuǎn)子槽向外滑出，頂在定子上，與前后端蓋形成密閉容腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)容腔逐漸增大，形成吸油腔，左側(cè)容腔逐漸減小，形成壓油腔。轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，即完成一次吸油和壓油，因此稱為單作用葉片泵。1—轉(zhuǎn)子；2—定子；3—葉片學(xué)習(xí)參考資料改變轉(zhuǎn)子與定子的偏心量即可改變泵的流量，偏心量越大，泵的流量越大，幾乎同心時的流量接近零。因此單作用葉片泵大多為變量泵。葉片泵的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，壓力脈動小，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，流量大。其缺點(diǎn)也比較明顯，包括對油液要求高，如油液中有雜質(zhì)，則葉片容易卡死；與齒輪泵相比結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。葉片泵廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域的專用機(jī)床、自動線等中、低壓液壓系統(tǒng)中。使用葉片泵時要注意以下幾點(diǎn)：①油液黏度要合適，轉(zhuǎn)速不能太低，500～1500rpm為宜。②保持油液清潔。③通常只能單向旋轉(zhuǎn)，如果旋轉(zhuǎn)方向錯誤，會導(dǎo)致葉片折斷。學(xué)習(xí)參考資料2）雙作用葉片泵。雙作用葉片泵的工作原理和使用場合與單作用葉片泵相似，其工作原理如圖1-7所示。定子內(nèi)表面為近似橢圓形，定子與轉(zhuǎn)子同軸安裝，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一圈，完成兩次吸油和壓油。由于其吸油區(qū)與壓油區(qū)對稱，因此無徑向不平衡力。學(xué)習(xí)參考資料（3）柱塞泵。柱塞泵是液壓系統(tǒng)的一個重要裝置，通過柱塞在缸體中往復(fù)運(yùn)動，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場合，如液壓機(jī)、工程機(jī)械和船舶中。柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩種具有代表性的結(jié)構(gòu)形式。軸向柱塞泵如圖1-8所示，利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動所產(chǎn)生的容積變化進(jìn)行工作。由于柱塞和柱塞孔都是圓形零件，加工時可以達(dá)到很高的配合精度，因此具有容積效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、流量均勻性好、噪聲低、工作壓力高等優(yōu)點(diǎn)，但對油液污染較敏感，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價較高。學(xué)習(xí)參考資料徑向柱塞泵是活塞或柱塞的往復(fù)運(yùn)動方向與驅(qū)動軸垂直的柱塞泵，如圖1-9所示。驅(qū)動扭矩由驅(qū)動軸通過十字聯(lián)軸器傳遞給星形的液壓缸體轉(zhuǎn)子，定子不受其他橫向作用力。轉(zhuǎn)子裝在配流軸上，位于轉(zhuǎn)子中的徑向布置的柱塞通過靜壓平衡的滑靴緊貼著偏心行程定子。柱塞與滑靴球鉸相連并通過卡簧鎖定。兩個保持環(huán)將滑靴卡在行程定子上。泵轉(zhuǎn)動時，柱塞和滑靴依靠離心力和液壓力壓在定子內(nèi)表面上。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，由于定子的偏心作用，柱塞將做往復(fù)運(yùn)動，它的行程是定子偏心距的2倍。定子的偏心距可通過泵體上的徑向位置相對的兩個柱塞來調(diào)節(jié)。油液通過泵體和配流軸上的流道進(jìn)出，并由配流軸上的吸油口控制，泵體內(nèi)產(chǎn)生的液壓力被靜壓平衡的表面所吸收。摩擦副的靜壓平衡采取過平衡壓力補(bǔ)償?shù)姆椒?，?gòu)成開環(huán)控制。驅(qū)動軸的軸承只起支承作用，不受其他外力影響。學(xué)習(xí)參考資料三、溢流閥1.溢流閥的工作原理溢流閥可依靠閥芯的調(diào)節(jié)作用使閥的進(jìn)口壓力不超過或保持調(diào)節(jié)值，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓。溢流閥按其結(jié)構(gòu)原理可分為直動式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥兩類。直動式溢流閥用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)式溢流閥用于中、高壓系統(tǒng)。直動式溢流閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖1-10所示，閥芯在調(diào)壓彈簧的作用下壓在閥座上，P口進(jìn)油，當(dāng)液壓力小于彈簧力時，閥口關(guān)閉；當(dāng)液壓力大于彈簧力時，閥口打開，液壓油從T口流回油箱，從而保證進(jìn)口壓力基本恒定。調(diào)節(jié)手輪即可改變彈簧的預(yù)壓力，即調(diào)整溢流閥的壓力。學(xué)習(xí)參考資料2.溢流閥的應(yīng)用根據(jù)溢流閥在液壓系統(tǒng)中所起的作用，溢流閥可作定壓閥、安全閥、卸荷閥和背壓閥使用。（1）用作定壓閥，閥芯常開，如圖1-11（a）所示的溢流閥1。（2）用作安全閥，閥芯常閉，如圖1-11（b）所示。（3）用作卸荷閥，如圖1-11（c）所示。（4）用作背壓閥，如圖1-11（a）所示的溢流閥2，將其接在回油路上可對回油產(chǎn)生阻力，即形成背壓，利用背壓可提高執(zhí)行元件的運(yùn)動平穩(wěn)性。學(xué)習(xí)參考資料四、流量控制閥——節(jié)流閥流量控制閥是靠改變閥口通流截面面積的大小來控制流量，達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動速度的目的。常用的流量控制閥有節(jié)流閥和調(diào)速閥。節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖1-12所示，壓力油從進(jìn)油口P1流入，經(jīng)節(jié)流口從P2流出。節(jié)流口的形式為軸向三角槽式。調(diào)節(jié)手輪可使閥芯軸向移動，改變節(jié)流口的通流截面面積，從而調(diào)節(jié)流量。學(xué)習(xí)參考資料節(jié)流閥具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、使用方便、成本低的優(yōu)點(diǎn)。但負(fù)載和溫度的變化對流量穩(wěn)定性的影響較大，因此只適用于負(fù)載和溫度變化不大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求不高的液壓系統(tǒng)。學(xué)習(xí)參考資料五、液壓缸液壓缸按其作用方式不同可分為單作用式和雙作用式兩種，如圖1-13所示。單作用液壓缸只有一個油口，靠液壓力伸出，靠外力或彈簧縮回。雙作用液壓缸有兩個油口，伸出和縮回均靠液壓力。學(xué)習(xí)參考資料按活塞桿不同又可分為單活塞桿液壓缸和雙活塞桿液壓缸兩種，如圖1-14所示。顧名思義，單活塞桿液壓缸僅單邊有活塞桿，雙向液壓驅(qū)動，兩向推力和速度不等，應(yīng)用較廣。雙活塞桿液壓缸的雙邊有活塞桿，雙向液壓驅(qū)動，可實(shí)現(xiàn)等速往復(fù)運(yùn)動。學(xué)習(xí)參考資料六、FluidSIM-H仿真軟件的使用方法FluidSIM仿真軟件可分為FluidSIM-H和FluidSIM-P兩種，其中FluidSIM-H為液壓仿真軟件，F(xiàn)luidSIM-P為氣壓仿真軟件。下面以FluidSIM-H為例來介紹其使用方法，在桌面雙擊“FluidSIM-H”圖標(biāo)打開軟件，主界面如圖1-15所示，單擊左上角的“新建”按鈕。學(xué)習(xí)參考資料主界面左側(cè)為元件庫，可直接將元件拖曳至回路搭建區(qū)域，如圖1-16所示。學(xué)習(xí)參考資料回路搭建好之后，單擊相應(yīng)的仿真按鈕，即可進(jìn)行仿真等操作，包括停止、啟動、暫停、復(fù)位和重新啟動仿真、按單步模式仿真、仿真至系統(tǒng)狀態(tài)變化，如圖1-17所示。學(xué)習(xí)參考資料搭建回路時，雙擊換向閥打開“配置換向閥結(jié)構(gòu)”對話框，可在對話框中調(diào)整控制方式以及閥體的數(shù)量和方向，如圖1-18所示。學(xué)習(xí)參考資料單擊仿真啟動按鈕，再單擊換向閥控制手柄，開始仿真，如圖1-19所示。有壓力的油用深紅色表示，無壓力管路不變化。液壓與氣動控制系統(tǒng)21世紀(jì)技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機(jī)械設(shè)計制造系列PART01學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)打印PART02學(xué)習(xí)情景2硫化罐罐門啟閉液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART03學(xué)習(xí)情景3手機(jī)TP壓合裝置氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)目錄CONTENTSPART04學(xué)習(xí)情景4自動門氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART04學(xué)習(xí)情景5雙缸順序動作氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART02學(xué)習(xí)情景2硫化罐罐門啟閉液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)·工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)·工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備·工作環(huán)節(jié)3計劃與決策·工作環(huán)節(jié)4任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)（1）根據(jù)硫化罐罐門啟閉液壓系統(tǒng)的任務(wù)要求，制訂切實(shí)可行的工作計劃及實(shí)施方案。（2）掌握控制系統(tǒng)壓力、速度、方向液壓元件的工作原理及使用方法。（3）理解調(diào)壓調(diào)速液壓回路的工作原理。（4）掌握液壓系統(tǒng)的安裝及調(diào)試方法，實(shí)現(xiàn)硫化罐罐門啟閉液壓系統(tǒng)的控制要求和功能要求。（5）熟悉液壓系統(tǒng)的故障診斷與排除方法。（6）提高信息收集與處理能力，初步掌握探究式學(xué)習(xí)方法。（7）增強(qiáng)對工作細(xì)節(jié)的把控能力，追求精益求精的職業(yè)精神?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】項(xiàng)目學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)硫化罐是將橡膠制品用蒸汽進(jìn)行硫化處理的設(shè)備，屬于需頻繁啟閉的壓力容器?，F(xiàn)需設(shè)計一個硫化罐罐門自動開啟/關(guān)閉裝置，其驅(qū)動系統(tǒng)為液壓系統(tǒng)。請同學(xué)們分小組領(lǐng)取該任務(wù)，分析并討論任務(wù)具體要求；通過各種途徑（配套學(xué)習(xí)資料、微課、論壇等）搜集、學(xué)習(xí)所需理論知識；小組成員合理分工，討論并制定設(shè)計方案，制訂工作計劃；領(lǐng)取所需元件和工具，按計劃進(jìn)行設(shè)備的安裝、調(diào)試，調(diào)試合格后進(jìn)行驗(yàn)收交付；總結(jié)在完成本任務(wù)過程中出現(xiàn)的問題及解決方案，吸取教訓(xùn)；小組自評價，換組互評價，教師總結(jié)性評價?！竟ぷ髑榫懊枋觥抗ぷ鳝h(huán)節(jié)1明確任務(wù)工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)（1）了解市場大環(huán)境，明確任務(wù)要求。（2）準(zhǔn)確記錄客戶需求，分析該液壓系統(tǒng)的控制要求?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)熟悉硫化罐罐門開啟/關(guān)閉機(jī)構(gòu)。【學(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備（1）能正確計算液壓系統(tǒng)壓力、速度等參數(shù)。（2）了解先導(dǎo)式溢流閥、單向閥、單向節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)及工作原理。（3）掌握換向閥的“位”和“通”以及中位機(jī)能的應(yīng)用。（4）能夠讀懂先導(dǎo)式溢流閥主導(dǎo)的調(diào)壓回路。（5）掌握單向節(jié)流閥主導(dǎo)的調(diào)速回路的設(shè)計及控制方法。（6）學(xué)會使用仿真軟件設(shè)置換向閥中位機(jī)能及控制方式。（7）提高信息收集與處理能力，初步掌握探究式學(xué)習(xí)方法?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備將先導(dǎo)式溢流閥重要組成部分（先導(dǎo)閥彈簧、先導(dǎo)閥閥芯、阻尼孔、主閥芯、主閥彈簧、進(jìn)油口、出油口、調(diào)壓手輪）的名稱填入下圖對應(yīng)的方框內(nèi)?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備下圖所示的液壓元件能實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)速還是單向調(diào)速？若是單向調(diào)速，調(diào)節(jié)的是哪個方向的速度？在方框中填入結(jié)構(gòu)名稱?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備如下圖所示的液壓系統(tǒng)，泵的額定壓力為15MPa，先導(dǎo)式溢流閥的先導(dǎo)閥調(diào)定壓力為5MPa，直動式溢流閥（遙控閥）的調(diào)定壓力分別為3Mpa和8MPa，當(dāng)液壓缸受到極大外載荷時，將對應(yīng)的A點(diǎn)壓力填入表格內(nèi)?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)3計劃與決策工作環(huán)節(jié)3計劃與決策（1）能夠根據(jù)客戶需求制訂可行的工作計劃。（2）小組分工時，考慮到小組各成員的性格特點(diǎn)與技能水平。（3）熟練操作FluidSIM-H仿真軟件，獨(dú)立設(shè)計出符合要求的液壓回路。（4）分析各小組設(shè)計的回路，總結(jié)出本組最優(yōu)方案。（5）能按照相關(guān)規(guī)范查閱產(chǎn)品手冊，并進(jìn)行液壓元件的選型。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施（1）能夠根據(jù)設(shè)計方案，熟練完成液壓系統(tǒng)設(shè)備的安裝和調(diào)試。（2）能夠通過組間討論、跨組討論、復(fù)查資料、網(wǎng)絡(luò)求助等手段解決在安裝和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。（3）熟悉液壓系統(tǒng)的故障診斷與排除方法。（4）會正確穿戴勞保設(shè)備，施工后能按照管理規(guī)定清理施工現(xiàn)場。（5）增強(qiáng)對工作細(xì)節(jié)的把控能力，追求精益求精的職業(yè)精神。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)參考資料學(xué)習(xí)參考資料一、液壓系統(tǒng)參數(shù)計算液壓系統(tǒng)的參數(shù)中，最主要的是液壓缸的性能參數(shù)，主要指活塞的運(yùn)動速度和推力。下面分別講解3種不同形式的液壓缸的性能參數(shù)計算。1.雙活塞桿液壓缸如圖2-1所示為雙作用雙活塞桿液壓缸。學(xué)習(xí)參考資料若泵輸入液壓缸的流量為q，左腔壓力為p1，右腔壓力為p2，那么液壓缸活塞桿壓力和速度的計算公式如下：因?yàn)殡p活塞桿液壓缸的活塞桿的兩側(cè)直徑相等，即兩側(cè)面積都為A，所以當(dāng)壓力相同時，液壓缸雙向推力相等；流量相同時，液壓缸雙向運(yùn)動速度相等。學(xué)習(xí)參考資料2.單活塞桿液壓缸（1）無桿腔進(jìn)油。如圖2-2所示，若泵輸入液壓缸的流量為q，壓力為p，則當(dāng)無桿腔進(jìn)油時，活塞運(yùn)動速度v1及推力F1為：學(xué)習(xí)參考資料（2）有桿腔進(jìn)油。如圖2-3所示，若泵輸入液壓缸的流量為q，壓力為p，當(dāng)有桿腔進(jìn)油時，活塞運(yùn)動速度v2及推力F2為：比較上述公式可以得出：F1<F2，即當(dāng)壓力相同時，液壓缸的推力大于拉力；v2>v1，即當(dāng)流量相同時，液壓缸的伸出速度小于縮回速度。學(xué)習(xí)參考資料二、先導(dǎo)式溢流閥1.先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)

先導(dǎo)式溢流閥由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。先導(dǎo)閥實(shí)際上是一個小流量的直動式溢流閥，閥芯為錐閥結(jié)構(gòu)，用于控制壓力；主閥閥芯是滑閥，用于控制溢流流量。先導(dǎo)式溢流閥的壓力波動比直動式溢流閥小，壓力較穩(wěn)定，噪聲?。挥型饪乜?，具有遠(yuǎn)程調(diào)壓和卸荷功能，適用于壓力較高或流量較大的場合。2.先導(dǎo)式溢流閥的工作原理先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖2-5所示。1—調(diào)節(jié)手輪；2—彈簧；3—先導(dǎo)閥閥芯；4—主閥彈簧；5—主閥閥芯學(xué)習(xí)參考資料進(jìn)油口壓力高于溢流閥調(diào)定壓力時：先導(dǎo)閥在壓力油的作用下打開，部分油液通過主閥芯中心孔流回油箱；由于阻尼孔的節(jié)流損失，主閥芯上腔油液壓力小于下腔壓力，主閥打開；溢流閥的進(jìn)油口與回油口導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)溢流。進(jìn)油口壓力低于溢流閥調(diào)定壓力時：先導(dǎo)閥閥芯在彈簧力的作用下關(guān)閉，主閥閥芯上、下腔油液停止流動，阻尼孔無節(jié)流損失，主閥芯上、下腔無壓力差，主閥芯在彈簧力的作用下關(guān)閉。學(xué)習(xí)參考資料3.先導(dǎo)式溢流閥相對于直動式溢流閥的優(yōu)勢當(dāng)溢流量變化較大時，閥口開度也會發(fā)生較大變化，此時壓力波動會比較大。主要原因是直動式溢流閥中一個彈簧承擔(dān)了“調(diào)壓”和“復(fù)位”兩個功能，而先導(dǎo)式溢流閥中由兩個彈簧分別承擔(dān)這兩個功能，壓力波動便會小很多。學(xué)習(xí)參考資料4.溢流閥的應(yīng)用——調(diào)壓回路液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于負(fù)載的大小，負(fù)載越大，油壓越高。必須對系統(tǒng)最高工作壓力進(jìn)行限制，以防系統(tǒng)過載。如果一個系統(tǒng)需要幾種不同的工作壓力，則要對系統(tǒng)壓力進(jìn)行分級控制。學(xué)習(xí)參考資料（1）單級調(diào)壓回路。如圖2-6所示為定量泵系統(tǒng)中的單級調(diào)壓回路，節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，定量泵輸出的流量大于進(jìn)入液壓缸的流量，多余油液便從溢流閥流回油箱。調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)節(jié)泵的供油壓力。溢流閥的調(diào)定壓力必須大于液壓缸最大工作壓力和油路上各種壓力損失的總和。學(xué)習(xí)參考資料（1）單級調(diào)壓回路。如圖2-6所示為定量泵系統(tǒng)中的單級調(diào)壓回路，節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，定量泵輸出的流量大于進(jìn)入液壓缸的流量，多余油液便從溢流閥流回油箱。調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)節(jié)泵的供油壓力。溢流閥的調(diào)定壓力必須大于液壓缸最大工作壓力和油路上各種壓力損失的總和。學(xué)習(xí)參考資料（2）雙向調(diào)壓回路。當(dāng)執(zhí)行元件的正反向運(yùn)動需要不同的供油壓力時，可采用雙向調(diào)壓回路，如圖2-7所示。雙向調(diào)壓回路采用兩個溢流閥分別調(diào)整液壓缸的工作行程和返回行程的系統(tǒng)壓力。學(xué)習(xí)參考資料（3）多級調(diào)壓回路。1）二級調(diào)壓回路。如圖2-8所示為二級調(diào)壓回路，該回路由帶有遠(yuǎn)程控制口的先導(dǎo)式溢流閥3、二位二通電磁換向閥2和直動式溢流閥1串聯(lián)組成。注意：閥1的開啟壓力一定要低于閥3的開啟壓力。學(xué)習(xí)參考資料2）三級調(diào)壓回路。先導(dǎo)式溢流閥1的遠(yuǎn)程控制口通過三位四通換向閥4分別接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥（小流量溢流閥）2和3，使系統(tǒng)可以得到3種壓力調(diào)定值，即可向系統(tǒng)提供3種不同壓力輸出。注意：遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)整壓力必須低于主溢流閥的調(diào)定壓力。學(xué)習(xí)參考資料三、換向閥1.換向閥的工作原理換向閥的作用是利用閥芯對閥體的相對運(yùn)動，使油路接通、關(guān)斷或變換油液流動的方向，從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)的啟動、停止或換向。2.換向閥的“位”與“通”換向閥滑閥的工作位置數(shù)稱為“位”，與液壓系統(tǒng)中油路相連通的油口數(shù)稱為“通”。學(xué)習(xí)參考資料（1）用方框數(shù)表示閥的工作位置數(shù)，即有幾個方框就是幾位閥。（2）在一個方框內(nèi)，箭頭“↑”或堵塞符號“┬”、“⊥”與方框相交的點(diǎn)數(shù)就是通路數(shù)，即有幾個交點(diǎn)就是幾通閥，箭頭“↑”表示閥芯處在這一位置時兩油口相通，但不表示流向，“┬”或“⊥”表示此油口被閥芯封閉（堵塞），不通流。學(xué)習(xí)參考資料（3）三位閥中間的方框和二位閥靠近彈簧的方框?yàn)殚y的常態(tài)位置（即施加控制之前的原始位置）。在液壓系統(tǒng)原理圖中，換向閥的圖形符號與油路的連接情況一般應(yīng)畫在常態(tài)位。工作位置應(yīng)遵循“左位”畫在常態(tài)位左邊，“右位”畫在常態(tài)位右邊的規(guī)定。此外，應(yīng)在常態(tài)位上標(biāo)出油口的代號。（4）控制方式和復(fù)位彈簧的符號畫在方框的兩側(cè)。常用換向閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號見表2-1。學(xué)習(xí)參考資料3.換向閥的中位機(jī)能三位換向閥的閥芯處于中間位置時（即常態(tài)位置），其油口P、A、B、T間的通路有多種不同的連接形式，以適應(yīng)不同的工作要求。這種常態(tài)時的內(nèi)部通路形式稱為中位機(jī)能。學(xué)習(xí)參考資料4.換向閥的驅(qū)動方式（1）手動換向閥。手動換向閥是通過手柄操縱閥芯換位的換向閥，分為彈簧自動復(fù)位和彈簧鋼球定位兩種。如圖2-11所示，放開手柄，閥芯可在彈簧的作用下自動回到中位，該閥適用于動作頻繁、工作持續(xù)時間短的場合，操作比較安全，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械的液壓傳動系統(tǒng)中。如果將該閥閥芯左端的彈簧改為如圖2-11（a）所示的形式，即成為可在3個位置定位的手動換向閥，如圖2-11（c）所示為其圖形符號。學(xué)習(xí)參考資料學(xué)習(xí)參考資料（2）機(jī)動換向閥。機(jī)動換向閥又稱行程換向閥，它利用安裝在運(yùn)動部件上的擋塊或凸塊推壓閥芯端部滾輪使閥芯移動，從而使油路換向。常用的有二位二通（常閉和常通）、二位三通、二位四通和二位五通等。如圖2-12所示為二位二通常閉式機(jī)動換向閥，在圖示狀態(tài)下，閥芯被彈簧頂至上端，油口P和A不通。當(dāng)擋鐵壓下滾輪并經(jīng)推桿使閥芯移至下端時，油口P和A連通。學(xué)習(xí)參考資料（3）電磁換向閥。電磁換向閥（簡稱電磁閥）利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放功能直接推動閥芯，從而控制液流方向。它是電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)之間的信號轉(zhuǎn)換原件，操縱方便，布局靈活，有利于提高自動化程度，因此應(yīng)用廣泛。由于電磁鐵的吸力有限（120N），因此電磁換向閥只適用于流量不太大的場合。如圖2-13所示為三位四通電磁換向閥。學(xué)習(xí)參考資料（4）液動換向閥。液動換向閥是通過控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥，廣泛應(yīng)用于大流量（閥的通徑大于10mm）的控制回路中。如圖2-14所示為三位四通液動換向閥，閥芯通過其兩端密封腔中油液的壓差來移動。當(dāng)控制油路的壓力油從閥右邊的控制油口K2進(jìn)入右控制油腔時，推動閥芯左移，使進(jìn)油口P與油口B接通，油口A與回油口T接通；當(dāng)壓力油從閥左邊的控制油口Kl進(jìn)入左控制油腔時，推動閥芯右移，使進(jìn)油口P與油口A接通，油口B與回油口T接通，實(shí)現(xiàn)換向；當(dāng)兩控制油口K1和K2均不通壓力油時，閥芯在兩端彈簧的作用下居中，恢復(fù)至中間位置。學(xué)習(xí)參考資料如圖2-15所示為三位四通電液換向閥，上半部是電磁換向閥（先導(dǎo)閥），下半部是液動換向閥（主閥）。其工作原理可通過圖形符號加以說明。如圖2-15（b）所示，常態(tài)時，先導(dǎo)閥和主閥皆處于中位，主油路中的A、B、P、T油口均不相通。當(dāng)先導(dǎo)閥的左電磁鐵通電時，先導(dǎo)閥三位工作，控制油由K經(jīng)先導(dǎo)閥到主閥芯左端油腔，操縱主閥芯右移，使主閥也切換至左位工作，主閥芯右端油腔回油經(jīng)先導(dǎo)閥及卸油口L回油箱。此時主油路中的P與A相通，B與T相通。同理，當(dāng)先導(dǎo)閥的右電磁鐵通電時，主油路油口換接，P與B相通、A與T相通，即實(shí)現(xiàn)油液換向。學(xué)習(xí)參考資料若在液動換向閥的兩端蓋處加調(diào)節(jié)螺釘，則可調(diào)節(jié)液動換向閥閥芯的行程和各主閥口的開度，從而改變通過主閥的流量，實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行元件的速度的粗略調(diào)節(jié)。學(xué)習(xí)參考資料四、單向閥1.普通單向閥單向閥的作用是使油液只能按一個方向流動，而反向截止。如圖2-16所示為管式普通單向閥，當(dāng)壓力油從P1口流入時，克服彈簧力的作用，使閥芯2向右打開，從P2口流出；當(dāng)壓力油從P2口流入時，液壓力和彈簧力將閥芯緊緊壓在閥座上，使閥口關(guān)閉，油液不能流出。為了減小系統(tǒng)壓力損失，單向閥的開啟壓力一般為0.03MPa～0.05MPa。特殊情況下（如用于背壓）可通過更換剛度較大的彈簧，使開啟壓力達(dá)到0.2MPa～0.6MPa。學(xué)習(xí)參考資料2.液控單向閥液控單向閥如圖2-17所示，當(dāng)控制口K不通控制壓力油時，壓力油只能從通口P1流向通口P2，不能從通口P2流向通口P1（正向?qū)?，反向截止）；?dāng)控制口K接入控制壓力油時，控制壓力油通過活塞、頂桿將閥芯打開，兩個通口P1、P2導(dǎo)通（正向?qū)?，反向有條件導(dǎo)通）。液控單向閥的最小控制壓力約為主油路壓力的30%。學(xué)習(xí)參考資料五、流量控制閥——單向節(jié)流閥如圖2-18所示，單向節(jié)流閥由節(jié)流閥和單向閥組成，單方向起節(jié)流作用。從油口A到油口B，工作油液通過可調(diào)節(jié)流閥流出，產(chǎn)生較大的壓力損失。從油口B到油口A，工作油液通過單向閥流出，無節(jié)流作用，即工作油液可自由流過。學(xué)習(xí)參考資料六、鎖緊回路（液壓鎖）鎖緊回路的功能是切斷執(zhí)行元件的進(jìn)出油路，使執(zhí)行元件停在規(guī)定的位置上。要求可靠、迅速、平穩(wěn)、持久。當(dāng)換向閥的中位機(jī)能為O型或M型時，也能使液壓缸鎖緊，但由于換向閥存在較大的泄漏問題，因此鎖緊功能較差，只適用于鎖緊時間短且要求不高的回路中。學(xué)習(xí)參考資料如圖2-19所示為采用液控單向閥的鎖緊回路，液壓缸的兩側(cè)油路上串接液控單向閥（液壓鎖），并且采用H型中位機(jī)能的三位換向閥，換向閥中位；油液經(jīng)換向閥中位回油箱，控制油液壓力為0，兩液控單向閥關(guān)閉；液壓缸左右兩腔液壓油被封閉，液壓缸鎖定?；钊梢栽谛谐痰娜我馕恢面i緊，不能左右竄動，且在負(fù)載變化時，仍能可靠地鎖緊。液壓與氣動控制系統(tǒng)21世紀(jì)技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機(jī)械設(shè)計制造系列PART01學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)打印PART02學(xué)習(xí)情景2硫化罐罐門啟閉液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART03學(xué)習(xí)情景3手機(jī)TP壓合裝置氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)目錄CONTENTSPART04學(xué)習(xí)情景4自動門氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART04學(xué)習(xí)情景5雙缸順序動作氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)學(xué)習(xí)情景3手機(jī)TP壓合裝置氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)（1）能夠深度分析客戶需求，合理統(tǒng)籌安排，制訂可行的工作計劃。（2）掌握氣動系統(tǒng)中氣控閥、邏輯閥的工作原理及使用方法。（3）初步掌握氣壓系統(tǒng)的安裝及調(diào)試方法，實(shí)現(xiàn)壓合系統(tǒng)的控制要求和功能要求。（4）初步了解氣動系統(tǒng)的故障診斷與排除方法。（5）能夠靈活利用收集的信息，并進(jìn)行歸納總結(jié)。（6）發(fā)揚(yáng)協(xié)作共進(jìn)的團(tuán)隊精神以及追求卓越的創(chuàng)新精神?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)情景3手機(jī)TP壓合裝置氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)某手機(jī)生產(chǎn)廠家進(jìn)行設(shè)備更新，需設(shè)計一套手機(jī)TP的壓合裝置，其驅(qū)動系統(tǒng)為氣動系統(tǒng)。請同學(xué)們分小組領(lǐng)取該任務(wù)，分析并討論任務(wù)具體要求；通過各種途徑（配套學(xué)習(xí)資料、微課、論壇等）搜集、學(xué)習(xí)所需理論知識；小組成員合理分工，討論并制定設(shè)計方案，制訂工作計劃；領(lǐng)取所需元件和工具，按計劃進(jìn)行設(shè)備的安裝、調(diào)試，調(diào)試合格后進(jìn)行驗(yàn)收交付；總結(jié)在完成本任務(wù)過程中出現(xiàn)的問題及解決方案，吸取教訓(xùn)；小組自評價，換組互評價，教師總結(jié)性評價?！竟ぷ髑榫懊枋觥抗ぷ鳝h(huán)節(jié)1明確任務(wù)工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)（1）了解市場大環(huán)境，明確任務(wù)要求。（2）準(zhǔn)確記錄客戶需求，分析該氣動壓合系統(tǒng)的控制要求?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備（1）了解氣動系統(tǒng)的組成。（2）掌握“單氣控”和“雙氣控”換向閥的控制方式及應(yīng)用。（3）理解“或閥”和“與閥”的邏輯功能并掌握其應(yīng)用。（4）能分別應(yīng)用“直接控制”與“間接控制”方式設(shè)計回路。（5）能夠熟練運(yùn)用FluidSIM-P仿真軟件進(jìn)行簡單氣動回路的設(shè)計與仿真。（6）能夠靈活利用收集的信息，并進(jìn)行歸納總結(jié)?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備下圖所示為一個完整的氣動系統(tǒng)簡圖，請根據(jù)氣動系統(tǒng)的四大組成部分將各元件歸類?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)3計劃與決策工作環(huán)節(jié)3計劃與決策（1）能夠深度分析客戶的需求，合理統(tǒng)籌安排，制訂可行的工作計劃。（2）小組分工時，考慮到小組各成員的性格特點(diǎn)與技能水平。（3）具有創(chuàng)新意識，能夠獨(dú)立設(shè)計出有獨(dú)到見解的氣動回路。（4）小組成員能夠各抒己見，總結(jié)出本組最優(yōu)方案。（5）能按照相關(guān)規(guī)范查閱產(chǎn)品手冊，并進(jìn)行氣動元件的選型?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施（1）能夠根據(jù)設(shè)計方案，快速完成氣動系統(tǒng)設(shè)備的安裝和調(diào)試。（2）對于安裝和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，能夠獨(dú)立思考，提出合理的整改建議。（3）初步掌握氣動系統(tǒng)的故障診斷與排除方法。（4）鍛煉對工作進(jìn)程的管控能力與執(zhí)行能力。（5）會正確穿戴勞保設(shè)備，施工后能按照管理規(guī)定清理施工現(xiàn)場。（6）各司其職，弘揚(yáng)協(xié)作共進(jìn)的團(tuán)隊精神?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)參考資料學(xué)習(xí)參考資料一、氣壓傳動概述氣動技術(shù)是以空氣壓縮機(jī)為動力源、以壓縮空氣為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞的工程技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制和自動控制的重要手段之一。

氣壓傳動具有節(jié)能、高效、價廉和無污染等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展速度很快，適用范圍和使用量均優(yōu)于液壓技術(shù)。學(xué)習(xí)參考資料1.氣動系統(tǒng)的組成氣動系統(tǒng)一般由氣壓發(fā)生裝置（空氣壓縮機(jī)、后冷卻器、儲氣罐）、控制元件（壓力、方向、速度控制閥）、執(zhí)行元件（氣缸、氣馬達(dá)、氣爪）、輔助裝置（空氣過濾器、消聲器和油霧器、管接頭）四部分組成。學(xué)習(xí)參考資料2.氣動系統(tǒng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)如下：（1）氣體來源方便，不污染環(huán)境，可遠(yuǎn)距離輸送。（2）動作迅速，反應(yīng)快。（3）工作環(huán)境適應(yīng)性好，可在極端溫度下正常工作，使用安全。（4）氣動部件結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，安裝維護(hù)簡單，經(jīng)濟(jì)性好。（5）氣動機(jī)構(gòu)和工作部件在超載時能夠?qū)崿F(xiàn)過載保護(hù)。（6）氣體會因膨脹而降溫，可以自動給設(shè)備降溫。學(xué)習(xí)參考資料缺點(diǎn)如下：（1）因?yàn)榭諝饩哂锌蓧嚎s性，所以氣缸的動作速度易受負(fù)載變化影響。（2）工作壓力較低（一般為0.4MPa～0.8MPa），輸出力較小。（3）排氣噪聲較大。（4）工作介質(zhì)沒有潤滑性，需另加潤滑裝置。（5）氣動信號傳遞速度慢，不適用于對信號傳遞速度要求高的場合。學(xué)習(xí)參考資料3.氣動系統(tǒng)的應(yīng)用（1）汽車制造業(yè)：車身外殼的吸起和放下，點(diǎn)焊。（2）電子、半導(dǎo)體制造業(yè)：顯像管的吸起，芯片的搬運(yùn)，壽命實(shí)驗(yàn)。（3）加工制造業(yè)：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化，如搬運(yùn)、轉(zhuǎn)位、定位、加緊、進(jìn)給、裝卸、裝配。（4）介質(zhì)管道輸送業(yè)：石油加工，氣體加工，化工。（5）包裝自動化領(lǐng)域：化肥的計量，黏稠物及有毒氣體包裝。（6）機(jī)器人領(lǐng)域：裝配、噴漆、搬運(yùn)、爬墻和焊接機(jī)器人。（7）其他：車輛剎車裝置，車門開閉裝置，氣動工具。學(xué)習(xí)參考資料二、氣源裝置氣源裝置為氣動系統(tǒng)提供符合質(zhì)量要求的壓縮空氣，是氣動系統(tǒng)的重要組成部分。氣動系統(tǒng)對壓縮空氣的主要要求：具有一定的壓力和流量；具有一定的凈化程度。氣源裝置一般由氣壓發(fā)生裝置、壓縮空氣的凈化處理裝置和傳輸管路系統(tǒng)組成。典型的氣源及空氣凈化處理系統(tǒng)如圖3-2所示?？諝鈮嚎s機(jī)簡稱空壓機(jī)，是氣源裝置的核心，用于將原動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能?？諝鈮嚎s機(jī)的種類很多，按工作原理可分為容積式和速度式（葉片式）兩類。學(xué)習(xí)參考資料三、氣動執(zhí)行元件氣動執(zhí)行元件可利用壓縮空氣的能量實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械運(yùn)動（直線往復(fù)運(yùn)動、擺動、轉(zhuǎn)動），主要包括：氣缸和氣動馬達(dá)。1.氣缸的分類氣缸的常見分類方法如下：（1）按壓縮空氣在活塞端面作用力的方向，分為單作用氣缸和雙作用氣缸。（2）按氣缸的結(jié)構(gòu)特征，分為活塞式、薄膜式、柱塞式和擺動式氣缸等。（3）按氣缸的安裝方式，分為耳座式、法蘭式、軸銷式、凸緣式、嵌入式和回轉(zhuǎn)式氣缸等。（4）按氣缸的功能，分為普通式、緩沖式、氣-液阻尼式、沖擊式和步進(jìn)式氣缸等。學(xué)習(xí)參考資料2.特殊氣缸（1）扁平氣缸是指氣缸的活塞和缸筒為扁平狀的氣缸，如圖3-3所示。扁平氣缸具有抗扭轉(zhuǎn)力矩的特點(diǎn)，且由于尺寸小，可以成組安裝。學(xué)習(xí)參考資料（2）導(dǎo)向氣缸是指具有導(dǎo)向功能的氣缸，一般為標(biāo)準(zhǔn)氣缸和導(dǎo)向裝置的集合體，如圖3-4所示。導(dǎo)向氣缸具有導(dǎo)向精度高、抗扭轉(zhuǎn)力矩強(qiáng)、工作平穩(wěn)等特點(diǎn)。學(xué)習(xí)參考資料（3）多位氣缸采用數(shù)個普通氣缸串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，通過設(shè)定各氣缸的行程來控制氣缸的動作，進(jìn)而獲得多個停止位置。多位氣缸示意圖如圖3-5所示。學(xué)習(xí)參考資料3.氣動馬達(dá)氣動馬達(dá)是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能的裝置。氣動馬達(dá)分為葉片式、活塞式、齒輪式等，應(yīng)用最廣泛的是葉片式和活塞式。如圖3-6所示為雙向旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)。氣動馬達(dá)具有防爆、高速等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是輸出功率小、耗氣量大、噪聲大和易產(chǎn)生振動。學(xué)習(xí)參考資料四、方向控制閥方向控制閥是通過改變壓縮空氣的流動方向和氣流的通斷，來控制執(zhí)行元件啟動、停止及運(yùn)動方向的氣動閥。按閥內(nèi)氣體的流動方向分類：單向控制閥（單向閥、梭閥）、換向閥。按閥芯的結(jié)構(gòu)形式分類：截止閥、滑閥。按閥的工作位數(shù)及通路數(shù)分類：二位三通、二位五通、三位五通等。按閥的控制方式分類：手動控制、氣壓控制、電磁控制、機(jī)械控制。學(xué)習(xí)參考資料1.換向閥（1）按閥的工作位數(shù)及通路數(shù)，換向閥可分為二位三通、二位五通、三位五通等，具體見表3-1。其中，1口為進(jìn)氣口，2口、4口為工作口，3口、5口為排氣口。學(xué)習(xí)參考資料（2）按閥的控制操縱方式，換向閥可分為手動控制、氣壓控制、電磁控制、機(jī)械控制。1）手動控制換向閥。手動控制換向閥依靠人力來切換換向閥的位置，可分為手動閥和腳踩閥兩類。二位五通手控?fù)Q向閥的工作原理見表3-2。學(xué)習(xí)參考資料2）氣壓控制換向閥。氣壓控制換向閥是利用氣體壓力使主閥芯切換，從而使氣流改變方向的閥，簡稱氣控閥。主要應(yīng)用在易燃、易爆、潮濕、粉塵大的工作環(huán)境中，工作安全可靠。二位三通單氣控?fù)Q向閥和二位五通雙氣控?fù)Q向閥的工作原理見表3-3。學(xué)習(xí)參考資料3）電磁控制換向閥。電磁控制換向閥是利用電磁閥線圈通電時，靜鐵芯對動鐵芯產(chǎn)生電磁吸力使閥切換位置以改變氣流方向的閥，簡稱電磁閥。這種閥易于實(shí)現(xiàn)電-氣聯(lián)合控制和遠(yuǎn)距離操作，應(yīng)用廣泛。4）機(jī)械控制換向閥。機(jī)械控制換向閥是利用凸輪、撞塊或其他機(jī)械外力推動閥芯切換工作位置的閥，又稱為行程閥。這種閥常用作信號閥，主要應(yīng)用在濕度大、粉塵多、油分多、不宜使用電氣行程開關(guān)的場合，不宜在復(fù)雜的控制裝置中使用。學(xué)習(xí)參考資料2.邏輯控制閥（1）“或”閥（梭閥）?！盎颉遍y在邏輯回路和氣動程序控制回路中應(yīng)用廣泛，常用作信號處理元件，其結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖3-7所示。在氣動邏輯回路中，其作用相當(dāng)于“或”門。學(xué)習(xí)參考資料“或”閥的工作原理如下：“或”閥由兩個信號輸入口1和一個信號輸出口2組成。若左側(cè)的輸入口1有氣信號，則右側(cè)的輸入口1被關(guān)閉，輸出口2上有氣信號輸出；若右側(cè)的輸入口1有氣信號，則左側(cè)的輸入口1被關(guān)閉，輸出口2上有氣信號輸出。因此，只要有任意一個輸入口有氣信號輸入，輸出口就會有氣信號輸出。學(xué)習(xí)參考資料（2）雙壓閥。在氣動控制系統(tǒng)中，雙壓閥與“或”閥一樣，也作為信號處理元件，其結(jié)構(gòu)及圖形符號如圖3-8所示。雙壓閥主要用于互鎖控制、安全控制、功能檢查或邏輯操作。學(xué)習(xí)參考資料雙壓閥的工作原理如下：雙壓閥由兩個信號輸入口1和一個信號輸出口2組成。若左側(cè)的輸入口1有氣信號，則右側(cè)的輸入口1沒有氣信號，左側(cè)輸入口1被關(guān)閉，輸出口2上沒有氣信號輸出；若右側(cè)的輸入口1有氣信號，則左側(cè)的輸入口1沒有氣信號，右側(cè)輸入口1被關(guān)閉，輸出口2上沒有氣信號輸出；若左右兩側(cè)輸入口1都有氣信號，則輸出口2上有氣信號輸出。因此，只有兩個輸入口都有氣信號輸入，輸出口才會有氣信號輸出。學(xué)習(xí)參考資料五、換向回路換向回路按控制方法可分為直接控制和間接控制。直接控制是指通過人力或機(jī)械外力直接控制換向閥換向，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件動作控制；間接控制是指執(zhí)行元件由氣控閥來控制動作。人力、機(jī)械外力等外部輸入信號只是通過其他方式直接控制氣控閥的換向，間接控制執(zhí)行元件的動作。學(xué)習(xí)參考資料1.直接控制（1）單作用氣缸直接控制?？刂茊巫饔脷飧椎那斑M(jìn)、后退必須采用二位三通換向閥。如圖3-9所示為單作用氣缸直接控制回路，按下按鈕，壓縮空氣從1口流向2口，活塞伸出，3口關(guān)閉，單作用氣缸活塞桿伸出。放開按鈕，閥內(nèi)彈簧復(fù)位，缸內(nèi)壓縮空氣由2口流向3口排入大氣，1口關(guān)閉，氣缸活塞桿在復(fù)位彈簧的作用下立即縮回。學(xué)習(xí)參考資料（2）雙作用氣缸直接控制?？刂齐p作用氣缸的前進(jìn)、后退可以采用二位五通換向閥。如圖3-10所示為雙作用氣缸直接控制回路，按下按鈕，壓縮空氣從1口流向4口，進(jìn)入氣缸無桿腔，同時2口流向3口排氣，氣缸活塞桿伸出；放開按鈕，閥內(nèi)彈簧復(fù)位，壓縮空氣由1口流向2口，進(jìn)入氣缸有桿腔，同時4口流向5口排氣，氣缸活塞桿縮回。學(xué)習(xí)參考資料2.間接控制（1）單作用氣缸間接控制?？刂拼蟾讖健⒋笮谐痰臍飧走\(yùn)動時，應(yīng)將大流量控制閥作為主控閥。如圖3-11所示為單作用氣缸間接控制回路，按鈕閥1S1僅為信號元件，用于控制主閥1V1切換，因此是小流量閥。按鈕閥可以安裝在距氣缸較遠(yuǎn)的位置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。按下按鈕時，1S1換向閥左位工作，壓縮空氣從1口流向2口，然后流向1V1閥的氣控口12，使1V1閥換左位工作，此時壓縮空氣從1V1閥的1口流向2口進(jìn)入氣缸無桿腔，氣缸活塞桿伸出；松開按鈕，1S1換向閥右位工作，壓縮空氣在1口封閉，然后1V1閥的氣控口12的壓縮空氣通過1S1閥的3口流入大氣，從而使1V1閥換右位工作，此時1V1閥的1口封閉，2口氣體通過3口流入大氣，氣缸活塞桿縮回。學(xué)習(xí)參考資料（2）雙作用氣缸間接控制。如圖3-12所示為雙作用氣缸間接控制回路，主控閥1V1有記憶功能，稱為記憶元件。信號元件1S1和1S2只要發(fā)出脈沖信號，即可使主控閥1V1切換。按下閥1S1，發(fā)出信號使主控閥1V1換左位，氣缸活塞桿伸出。在閥1S2按下之前，活塞桿停在伸出位置。同理，按下閥1S2，發(fā)出信號使主控閥1V1換右位，氣缸活塞桿縮回。特別注意：1V1換向閥的左、右兩個氣控口一定不能同時通氣。液壓與氣動控制系統(tǒng)21世紀(jì)技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機(jī)械設(shè)計制造系列PART01學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)打印PART02學(xué)習(xí)情景2硫化罐罐門啟閉液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART03學(xué)習(xí)情景3手機(jī)TP壓合裝置氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)目錄CONTENTSPART04學(xué)習(xí)情景4自動門氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART04學(xué)習(xí)情景5雙缸順序動作氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART04學(xué)習(xí)情景4自動門氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)·工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)·工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備·工作環(huán)節(jié)3計劃與決策·工作環(huán)節(jié)4任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)情景4自動門氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)（1）根據(jù)自動門自動開關(guān)的任務(wù)要求，制訂切實(shí)可行的工作計劃及實(shí)施方案。（2）掌握高級氣壓元件的工作原理及應(yīng)用。（3）讀懂并能夠設(shè)計符合要求的氣動系統(tǒng)工作原理圖。（4）掌握氣動基本回路的原理及設(shè)計思路。（5）初步掌握自動門氣動系統(tǒng)的安裝及調(diào)試方法，實(shí)現(xiàn)自動門的控制要求和功能要求。（6）鍛煉信息提煉和總結(jié)輸出的能力，提升創(chuàng)新思維的能力。（7）培養(yǎng)自我激勵意識，培養(yǎng)精益求精的職業(yè)精神?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)情景3手機(jī)TP壓合裝置氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)某生產(chǎn)企業(yè)承接一商場自動門系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)項(xiàng)目，計劃采用電氣動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)速度、位置控制。請同學(xué)們分小組領(lǐng)取該任務(wù)，分析設(shè)備特點(diǎn)及客戶要求，利用所學(xué)的機(jī)械制圖、氣動系統(tǒng)控制、電氣系統(tǒng)控制、安裝和調(diào)試、常用工具操作、檢測操作等知識設(shè)計并繪制相應(yīng)的控制原理圖，利用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件進(jìn)行功能驗(yàn)證、元器件選擇、回路的安裝和調(diào)試以及控制功能校驗(yàn)，對出現(xiàn)的問題及時修改或完善。按時、保質(zhì)完成任務(wù)，經(jīng)質(zhì)檢人員檢驗(yàn)后交客戶評價及驗(yàn)收。【工作情景描述】工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)（1）了解市場大環(huán)境，明確任務(wù)要求。（2）準(zhǔn)確記錄客戶需求，分析該氣動系統(tǒng)的控制要求?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)示例：商場自動開門裝置示意圖如下，按下關(guān)門按鈕，氣缸活塞桿伸出，實(shí)現(xiàn)關(guān)門；按下開門按鈕，氣缸活塞桿縮回，實(shí)現(xiàn)開門。在開關(guān)門的過程中，即使遇到障礙，門也要打開，以保證安全。同時，開關(guān)門的速度可控?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備（1）掌握節(jié)流閥、行程閥、雙壓閥、梭閥的工作原理及使用方法。（2）掌握氣動基本回路的工作原理及設(shè)計方法。（3）掌握氣壓回路中的符號的含義及編號規(guī)則。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備按照氣動元件的命名規(guī)則標(biāo)注下面的回路?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備根據(jù)梭閥的氣控設(shè)計方法，分析雙壓閥的氣控設(shè)計?！緦W(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)3計劃與決策工作環(huán)節(jié)3計劃與決策（1）能夠根據(jù)客戶需求制訂可行的工作計劃。（2）小組分工時，考慮到小組各成員的性格特點(diǎn)與技能水平。（3）能夠操作FluidSIM-P仿真軟件，獨(dú)立設(shè)計出符合任務(wù)功能要求的氣動回路。（4）分析各小組設(shè)計的回路，總結(jié)出本組最優(yōu)方案。（5）能按照相關(guān)規(guī)范查閱產(chǎn)品手冊，并進(jìn)行氣動元件的選型。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施（1）能夠根據(jù)設(shè)計方案，進(jìn)行氣動系統(tǒng)設(shè)備的安裝和調(diào)試。（2）能夠通過組間討論、跨組討論、復(fù)查資料、網(wǎng)絡(luò)求助等手段解決在安裝和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。（3）能夠在設(shè)備出現(xiàn)故障時獨(dú)立分析故障原因，排除故障。（4）培養(yǎng)環(huán)保節(jié)約意識?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)參考資料學(xué)習(xí)參考資料一、氣動控制元件1.壓力控制閥按照壓力控制閥在氣動系統(tǒng)中的作用不同，可分為減壓閥、溢流閥、順序閥，如圖4-1所示。學(xué)習(xí)參考資料（1）減壓閥?？諌赫据敵龅目諝鈮毫Ω哂诿颗_氣動裝置所需壓力，且壓力波動較大，因此需要減壓閥來減壓，并保持供氣壓力穩(wěn)定（當(dāng)輸入壓力在一定范圍內(nèi)變化時，能保持輸出壓力不變）。減壓閥的調(diào)壓方式有直動式和先導(dǎo)式兩種。（2）溢流閥。當(dāng)氣動系統(tǒng)中的工作壓力超過設(shè)定值時，可采用溢流閥排出多余的壓縮空氣，以保證進(jìn)口的壓力為設(shè)定值。溢流閥常用作安全閥。溢流閥的調(diào)壓方式也有直動式和先導(dǎo)式兩種。學(xué)習(xí)參考資料（3）順序閥。順序閥是利用回路中的壓力變化來控制動作順序的壓力閥。順序閥常與單向閥組合成單向順序閥，如圖4-2所示。學(xué)習(xí)參考資料2.方向控制閥——單向型控制閥單向型控制閥包括單向閥、或門型梭閥、與門型梭閥和快速排氣閥。其中，單向閥與液壓單向閥類似。（1）或門型梭閥。在氣壓傳動系統(tǒng)中，當(dāng)兩個通路P1和P2均與另一通路A相通，而不允許P1與P2相通時，就要用或門型梭閥，如圖4-3所示。學(xué)習(xí)參考資料梭閥在邏輯回路和氣動程序控制回路中應(yīng)用廣泛，常用作信號處理元件。如圖4-4所示為多個輸入信號需連接（并聯(lián)）到同一個出口的方法，所需梭閥數(shù)為輸入信號數(shù)減1。學(xué)習(xí)參考資料（2）與門型梭閥（雙壓閥）。與門型梭閥又稱雙壓閥，如圖4-5所示。P1或P2單獨(dú)有輸入的狀態(tài)如圖4-5（a）、（b）所示，此時A口無輸出，只有當(dāng)P1、P2同時有輸入時，A口才有輸出，如圖4-5（c）所示。當(dāng)P1、P2氣體壓力不等時，則氣壓低的通過A口輸出。學(xué)習(xí)參考資料與梭閥一樣，雙壓閥在氣動控制系統(tǒng)中也作為信號處理元件，多個雙壓閥的連接方式如圖4-6所示，只有多個輸入口都有信號時，輸出口才會有信號。雙壓閥的應(yīng)用也很廣泛，包括互鎖控制、安全控制、功能檢查和邏輯操作。

學(xué)習(xí)參考資料（3）快速排氣閥?？焖倥艢忾y又稱快排閥，通過快速排氣來加快氣缸運(yùn)動?？焖倥艢忾y的工作原理及圖形符號如圖4-7所示。當(dāng)進(jìn)氣腔P進(jìn)入的壓縮空氣將密封活塞迅速上推，開啟閥口2，同時關(guān)閉排氣口1，使進(jìn)氣腔P與工作腔A相通，如圖4-7（a）所示；當(dāng)進(jìn)氣腔P沒有壓縮空氣進(jìn)入時，在A腔和P腔壓差的作用下，密封活塞迅速下降，關(guān)閉P腔，使A腔通過閥口1經(jīng)O腔快速排氣，如圖4-7（b）所示?？焖倥艢忾y的應(yīng)用如圖4-8所示。學(xué)習(xí)參考資料3.流量控制閥氣動流量控制閥主要有節(jié)流閥、單向節(jié)流閥和排氣節(jié)流閥等，都是通過改變控制閥的通流面積來實(shí)現(xiàn)流量控制的元件。下面以如圖4-9所示的排氣節(jié)流閥為例介紹流量控制閥的工作原理。學(xué)習(xí)參考資料氣流從A口進(jìn)入閥內(nèi)，由節(jié)流口1節(jié)流后經(jīng)消聲套2排出?？梢姡撻y不僅能調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動速度，還能起到降低排氣噪聲的作用。排氣節(jié)流閥通常安裝在換向閥的排氣口處與換向閥聯(lián)用，起單向節(jié)流閥的作用。學(xué)習(xí)參考資料二、氣動基本回路1.速度控制回路（1）單作用氣缸速度控制回路如圖4-10所示。學(xué)習(xí)參考資料（2）雙作用氣缸速度控制回路。1）單向調(diào)速回路。雙作用氣缸有節(jié)流供氣和節(jié)流排氣兩種調(diào)速方式。如圖4-11（a）所示為節(jié)流供氣調(diào)速回路，當(dāng)氣控?fù)Q向閥不換向時，進(jìn)入氣缸A腔的氣流流經(jīng)節(jié)流閥，B腔排出的氣體直接經(jīng)換向閥快排。當(dāng)節(jié)流閥開度較小時，由于進(jìn)入A腔的氣流流量較小，壓力上升緩慢，因此當(dāng)氣壓達(dá)到能克服負(fù)載時，活塞前進(jìn)，此時A腔容積增大，導(dǎo)致壓縮空氣膨脹，壓力下降，使作用在活塞上的力小于負(fù)載，活塞停止前進(jìn)。待壓力再次上升時，活塞才再次前進(jìn)。節(jié)流供氣調(diào)速方式多用于垂直安裝的氣缸供氣回路，在水平安裝的氣缸供氣回路中一般采用如圖4-11（b）所示的節(jié)流排氣調(diào)速回路。

學(xué)習(xí)參考資料學(xué)習(xí)參考資料2）雙向調(diào)速回路。在氣缸的進(jìn)、排氣口安裝節(jié)流閥，就組成了雙向調(diào)速回路。如圖4-12（a）所示為采用單向節(jié)流閥的雙向節(jié)流調(diào)速回路，且為節(jié)流排氣調(diào)速回路；圖4-12（b）所示為采用消聲器的雙向節(jié)流調(diào)速回路；圖4-12（c）所示為進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速回路。學(xué)習(xí)參考資料3）安裝了快速排氣閥的快速回路如圖4-13所示。學(xué)習(xí)參考資料4）速度換接回路。如圖4-14所示的速度換接回路采用兩個二位二通閥與單向節(jié)流閥并聯(lián)，當(dāng)撞塊壓下行程開關(guān)時，發(fā)出電信號，使二位二通閥換向，改變排氣通路，從而改變氣缸速度。行程開關(guān)的位置可根據(jù)需要選定。二位二通閥也可改用行程閥。學(xué)習(xí)參考資料5）緩沖回路。要實(shí)現(xiàn)氣缸行程末端的緩沖，除采用帶緩沖的氣缸外，在行程長、速度快、慣性大的情況下，往往需要采用緩沖回路，如圖4-15所示。如圖4-15（a）所示的回路能實(shí)現(xiàn)快進(jìn)—慢進(jìn)緩沖—停止快退的循環(huán)，行程閥可根據(jù)需要來調(diào)整緩沖開始的位置，這種回路常用于慣性大的場合。如圖4-15（b）所示的回路常用于行程長、速度快的場合。當(dāng)活塞返回行程末端時，其左腔壓力已降至打不開順序閥2的程度，余氣只能經(jīng)節(jié)流閥1排出，因此活塞得到緩沖。這兩種回路都只能實(shí)現(xiàn)一個運(yùn)動方向上的緩沖，若兩側(cè)均安裝此回路，可達(dá)到雙向緩沖的目的。學(xué)習(xí)參考資料2.行程閥控制的單往復(fù)運(yùn)動要實(shí)現(xiàn)氣缸自動縮回，需在行程末端添加行程閥1S2，如圖4-16所示。當(dāng)氣缸伸出并碰到行程閥1S2時，自動使換向閥1S2換向、1V1換向，氣缸縮回。學(xué)習(xí)參考資料3.兩個地點(diǎn)控制雙作用氣缸單往復(fù)運(yùn)動兩個地點(diǎn)控制模式經(jīng)常應(yīng)用于很長的生產(chǎn)線，既可以從生產(chǎn)線頭控制，也可以從生產(chǎn)線尾控制，如圖4-17所示。利用梭閥將1S1和1S2的控制信號進(jìn)行邏輯或，然后控制換向閥1V2換向；按1S1或1S2都可以使氣缸伸出，碰到行程開關(guān)1S3后自動縮回。學(xué)習(xí)參考資料4.雙作用氣缸往復(fù)運(yùn)動要實(shí)現(xiàn)自動往復(fù)，需在氣缸首尾都添加行程開關(guān)，分別為1S2和1S3，如圖4-18所示。首次啟動通過手動按鈕1S1實(shí)現(xiàn)，運(yùn)動過程中由1S2、1S3分別判斷是否運(yùn)動到頭。學(xué)習(xí)參考資料三、氣動回路標(biāo)識1.氣動回路的圖形表示法

工程上，氣動系統(tǒng)回路圖是由氣動元件圖形符號組合而成的，這種回路圖有定位和不定位兩種表示方法。

如圖4-19所示，定位回路圖按系統(tǒng)中元件的實(shí)際安裝位置繪制，便于工程技術(shù)人員了解閥的安裝位置，做好維修保養(yǎng)工作。學(xué)習(xí)參考資料不定位回路圖不按元件的實(shí)際安裝位置繪制，而是根據(jù)信號流動方向，從下向上繪制，各元件按其功能分類排列，依次為氣源系統(tǒng)、信號輸入元件、信號處理元件、控制元件、執(zhí)行元件，如圖4-20所示。我們應(yīng)重點(diǎn)掌握此種表示方法。學(xué)習(xí)參考資料如圖4-21所示為全氣動系統(tǒng)中信號流和氣動元件的對應(yīng)關(guān)系，明確這一點(diǎn)對于分析和設(shè)計氣動程序控制系統(tǒng)非常重要。學(xué)習(xí)參考資料2.氣動回路元件編號規(guī)則氣動回路中的元件的編號要遵守一定的標(biāo)準(zhǔn)，即《流體傳動系統(tǒng)及元件圖形符號和回路圖第1部分：圖形符號》（GB/T786.1-2021）。規(guī)則1：元件按控制鏈分組，每個執(zhí)行元件連同相關(guān)的閥稱為一個控制鏈。0組表示能源供給元件，1、2組表示獨(dú)立的控制鏈，P表示泵和空壓機(jī)，A表示執(zhí)行元件，M表示原動機(jī)，S表示傳感器，V表示閥，Z表示其他元件。規(guī)則1編號示意圖如圖4-22所示。學(xué)習(xí)參考資料規(guī)則2：常用于氣動系統(tǒng)的設(shè)計，大寫字母（A、B、C等）表示執(zhí)行元件，小寫字母表示信號元件。a1、b1、c1等表示執(zhí)行元件在伸出位置時的行程開關(guān)；a0、b0、c0等表示執(zhí)行元件在縮回位置時的行程開關(guān)。規(guī)則2編號示意圖如圖4-23所示。學(xué)習(xí)參考資料3.元件的表示方法繪制回路圖時，閥和氣缸盡可能水平繪制；所有元件均以起始位置表示，否則另加注釋。閥的位置定義如下：正常位置：閥芯未動作時閥的位置。起始位置：閥已安裝在系統(tǒng)中，并已通氣供壓，閥芯所處的位置應(yīng)標(biāo)明。如圖4-24（a）所示，滾輪杠桿閥（信號元件）的正常位置為關(guān)閉閥位，當(dāng)其被活塞桿的凸輪板壓下時，起始位置變成通路，如圖4-24（b）所示。學(xué)習(xí)參考資料對于單向滾輪杠桿閥，因其只能在單方向發(fā)出控制信號，所以在回路圖中必須以箭頭表示出對元件產(chǎn)生作用的方向，逆向箭頭表示無作用，如圖4-25所示。學(xué)習(xí)參考資料4.管路的表示方法通常，工作管路用實(shí)線表示，控制管路用虛線表示，如圖4-26所示。在復(fù)雜的氣動回路中，為保持圖面清晰，控制管路也可以用實(shí)線表示。管路盡可能繪制成直線，避免交叉。液壓與氣動控制系統(tǒng)21世紀(jì)技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機(jī)械設(shè)計制造系列PART01學(xué)習(xí)情景1廢舊汽車回收裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)打印PART02學(xué)習(xí)情景2硫化罐罐門啟閉液壓系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART03學(xué)習(xí)情景3手機(jī)TP壓合裝置氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)目錄CONTENTSPART04學(xué)習(xí)情景4自動門氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART05學(xué)習(xí)情景5雙缸順序動作氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)PART05學(xué)習(xí)情景5雙缸順序動作氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)·工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)·工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備·工作環(huán)節(jié)3計劃與決策·工作環(huán)節(jié)4任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)情景4自動門氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)（1）能夠根據(jù)雙缸氣壓系統(tǒng)安裝和調(diào)試的任務(wù)要求，制訂切實(shí)可行的工作計劃及實(shí)施方案。（2）掌握復(fù)雜氣動回路的讀圖能力。（3）能設(shè)計符合本任務(wù)需求的復(fù)雜氣壓系統(tǒng)工作原理圖。（4）能進(jìn)行復(fù)雜氣壓系統(tǒng)的安裝及調(diào)試，能獨(dú)立排除故障，實(shí)現(xiàn)雙缸系統(tǒng)的控制要求和功能要求。（5）團(tuán)隊協(xié)作良好，溝通暢通。（6）培養(yǎng)創(chuàng)新能力，能夠不斷對方案進(jìn)行優(yōu)化?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)情景3手機(jī)TP壓合裝置氣動系統(tǒng)的設(shè)計與裝調(diào)某生產(chǎn)企業(yè)承接了一套自動化生產(chǎn)線的設(shè)計與裝調(diào)項(xiàng)目，計劃通過氣動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)速度、位置及順序控制。請同學(xué)們分小組領(lǐng)取該任務(wù)，以企業(yè)專業(yè)人員的身份與客戶進(jìn)行溝通，分析設(shè)備特點(diǎn)及客戶要求，利用所學(xué)的機(jī)械制圖、氣動系統(tǒng)控制、安裝和調(diào)試、常用工具操作、檢測操作等知識設(shè)計并繪制相應(yīng)的控制原理圖，利用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件進(jìn)行功能驗(yàn)證、元器件選擇、回路的安裝和調(diào)試以及控制功能校驗(yàn)，對出現(xiàn)的問題及時修改或完善。按時、保質(zhì)完成任務(wù)，經(jīng)質(zhì)檢人員檢驗(yàn)后交客戶評價及驗(yàn)收。【工作情景描述】工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)（1）了解市場大環(huán)境，明確任務(wù)要求。（2）準(zhǔn)確記錄客戶需求，分析該生產(chǎn)線工作站的控制要求?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)1明確任務(wù)示例：生產(chǎn)線的物料供料裝置示意圖如下，其驅(qū)動系統(tǒng)為氣壓系統(tǒng)。（1）1.0缸先伸出，到位后2.0缸再伸出，2.0缸先縮回，到位后1.0缸再縮回。（2）1.0缸先伸出，到位后2.0缸再伸出，1.0缸先縮回，到位后2.0缸再縮回。

【學(xué)習(xí)過程】工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備工作環(huán)節(jié)2任務(wù)準(zhǔn)備（1）掌握識讀復(fù)雜氣動回路的能力。（2）掌握典型氣動系統(tǒng)的設(shè)計原則和設(shè)計方法。（3）掌握氣控行程閥的工作原理及使用方法。（4）掌握工作流程圖、信號-狀態(tài)圖的繪制方法以及標(biāo)識的含義。（5）具備較強(qiáng)的溝通能力，能夠在任務(wù)準(zhǔn)備的過程中發(fā)表見解。（6）具備信息整合、輸出的能力?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)3計劃與決策工作環(huán)節(jié)3計劃與決策（1）能夠根據(jù)客戶需求劃分工作階段，分配工作任務(wù)，制訂可行的工作計劃。（2）能夠操作FluidSIM-P仿真軟件，獨(dú)立設(shè)計出符合任務(wù)功能要求的氣動回路。（3）能夠制定出設(shè)備清單。（4）分析各小組設(shè)計的回路，總結(jié)出本組最優(yōu)方案。（5）能按照相關(guān)規(guī)范查閱產(chǎn)品手冊，并進(jìn)行氣壓元件的選型?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施工作環(huán)節(jié)4任務(wù)與實(shí)施（1）能夠根據(jù)設(shè)計方案，進(jìn)行氣壓系統(tǒng)設(shè)備的安裝和調(diào)試。（2）能夠通過組間討論、跨組討論、復(fù)查資料、網(wǎng)絡(luò)求助等手段解決在安裝和調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。（3）能夠在設(shè)備出現(xiàn)故障時獨(dú)立思考，分析故障原因，排除故障。（4）能夠根據(jù)實(shí)操的反饋提出優(yōu)化建議。（5）會正確穿戴勞保設(shè)備，施工后能按照管理規(guī)定清理施工現(xiàn)場?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)參考資料學(xué)習(xí)參考資料一、氣動系統(tǒng)設(shè)計步驟1.明確工作任務(wù)與環(huán)境要求（1）工作環(huán)境要求包括溫度、粉塵、易燃、易爆、沖擊及震動等情況。（2）動力要求即輸出力和轉(zhuǎn)矩的情況。（3）運(yùn)動狀態(tài)要求即執(zhí)行元件的運(yùn)動速度、行程和回轉(zhuǎn)角速度