機械基礎(chǔ) 第三版 課件 （郁志純） 模塊八 液壓傳動

機械基礎(chǔ)模塊八液壓傳動

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單元一液壓傳動的基本概念液壓元件單元二液壓控制回路單元二單元一

液壓傳動的基本概念教學(xué)目標(biāo)一、目標(biāo)和要求(1)了解液壓傳動系統(tǒng)的基本工作原理。(2)了解液壓傳動系統(tǒng)的組成和特點(3)掌握常用液壓元件的圖形符號二、重點和難點(1)液壓傳動的概念、傳動原理(2)液壓元件的圖形符號第一節(jié)液壓傳動的基本知識第二節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)

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案例導(dǎo)入在生活，液壓傳動的應(yīng)用很廣。如圖所示的自卸汽車和汽車起重機都是液壓傳動的典型實例。那它們到底是怎么工作的呢？（a）自卸貨車（b）汽車起重機液壓傳動應(yīng)用第一節(jié)液壓傳動的基本知識第二節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)

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液壓系統(tǒng)的工作原理1-杠桿手柄2-小液壓缸3-小活塞4、5-單向閥6-大液壓缸7-大活塞8-油管9-放油閥10-油箱

液壓千斤頂工作原理示意圖液壓千斤頂由手柄、液壓缸、活塞、單向閥、放油閥、油箱等組成。當(dāng)提取手柄1，小活塞3向上運動，在小液壓缸2下部形成局部真空，壓力差將液壓油從油箱吸入小液壓缸2；當(dāng)壓下手柄時，小活塞3向下移動，小液壓缸2中油壓升高，單向閥4關(guān)閉，壓力油通過單向閥5流入大液壓缸6，并推動大活塞7向上運動，從而推動活塞7向上運動，從而頂起重物。不斷反復(fù)提壓手柄，即可將重物頂。液壓系統(tǒng)的工作原理液壓傳動以液體為工作介質(zhì)，利用液體的壓力，通過容積的變化實現(xiàn)動力傳遞。首先將手柄（或泵）的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，然后通過液壓缸將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，以推動負(fù)載運動。液壓傳動的組成一個完整的液壓傳動系統(tǒng)由五個部分組成。動力部分動力部分是把機械能轉(zhuǎn)換成液壓能的動力裝置，其作用是向液壓傳動系統(tǒng)提供壓力油。常用動力裝置是液壓泵，液壓泵是液壓傳動系統(tǒng)的心臟部分。執(zhí)行部分執(zhí)行部分是把液壓能轉(zhuǎn)換成機械能，驅(qū)動工作機構(gòu)的執(zhí)行裝置。常用執(zhí)行部分是各種形式的液壓缸和液壓馬達(dá)。控制部分控制部分是調(diào)節(jié)液壓傳動系統(tǒng)中油液的壓力、流速、流量和活塞運動方向的裝置。常用的控制裝置有壓力閥、調(diào)速閥、流量閥和換向閥。液壓傳動的組成4.輔助部分輔助部分將前面三個部分連接在一起組成一個系統(tǒng)，保證液壓傳動系統(tǒng)正常工作的輔助裝置是液壓傳動系統(tǒng)不可缺少的組成部分，起到儲油、過濾、測量和密封的作用。常用的輔助裝置有濾油器、管件、密封件、熱交換器、油箱等。5.工作介質(zhì)系統(tǒng)中用來傳遞能量的物質(zhì)，即液壓油。液壓傳動的特點1.液壓傳動的優(yōu)點:(1)液壓傳動裝置和其它類型的傳動裝置相比，在同等功率條件下體積小、重量輕，因此慣性小、動作靈敏，可實現(xiàn)頻繁啟動和換向。(2)容易實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍較大。(3)容易實現(xiàn)過載保護，一般裝有安全閥便可防止過載。運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，容易吸收沖擊和振動。(4)液壓傳動能在各種方位傳動，容易實現(xiàn)往復(fù)傳動。由于其體積小、傳遞的功率大，可在較小的空間內(nèi)傳遞復(fù)雜的運動形式。這些特點使液壓傳動在組合機床和自動線中應(yīng)用十分普遍。(5)操縱簡單，便于實現(xiàn)自動化，特別是和電氣控制系統(tǒng)組成電液復(fù)合系統(tǒng)時上述優(yōu)點更明顯。(6)液壓元件易于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于推廣使用。液壓傳動的特點2.液壓傳動的缺點：(1)由于工作液體不可避免會有漏損、油液具有微小的可壓縮性、管路會產(chǎn)生彈性變形，因此液壓傳動不宜用于傳動要求嚴(yán)格的傳動系統(tǒng)中。(2)要求制造的工藝水平較高。使用維護也要有較高的技術(shù)水平。(3)當(dāng)油溫和載荷變化較大時不易保持負(fù)載運動速度的穩(wěn)定性。油液的污染對液壓系統(tǒng)的性能影響非常顯著。(4)油液在管路中流動會產(chǎn)生壓力損失，當(dāng)管路較長時壓力損失較大、傳功效率降低．因此液壓傳動不宜用于遠(yuǎn)距離傳動。液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號液壓傳動系統(tǒng)的圖形表示101-工作臺2-液壓缸3-活塞4.6-換向閥5-節(jié)流閥7-溢流閥8-液壓泵9-過濾器10-油箱

第一節(jié)液壓傳動的基本知識第二節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)

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液壓傳動基本參數(shù)1.壓強p活塞單位面積上所受到的壓力稱為壓強。其壓力的大小為

p=F/A

式中p—液體的壓強，MPa；

F—作用在液體表面的外力，N；

A—液體表面承壓面積，ｍ２。液壓傳動基本參數(shù)2.流量q流量為單位時間內(nèi)流過某管道截面的液體的體積，即

q=V/t=Av式中V—液體的體積，L；

t—時間，min；

A—活塞有效面積，mm2

；

v—活塞移動速度，mm/min；

q—流量，m3/m或L/min液壓傳動基本參數(shù)3.流速v流速是指液體質(zhì)點在單位時間內(nèi)流過的距離。由于液體具有黏性，流動時同一截面上各質(zhì)點的速度不可能完全相同，因此通常以平均流速進行計算。平均流速為通過截面的流量除以截面積，即

V=q/A式中：v-液流的平均流速，單位m/s;q-流入液壓缸或者管道的流量，單位m3/sA-有效作用面積或管道截面積，單位m2液壓傳動基本參數(shù)

4.功率p活塞單位面積上所受到的壓力稱為壓強。其壓力的大小為

P=F.v=p/A.v式中p—液體的壓強，單位MPa；

q—流量，單位ｍ３／ｍ或Ｌ／ｍｉｎ液壓傳動的功率犘等于液體的壓力狆與流量的乘積。壓力p和流量q是液壓傳動中兩個最基本而又最重要的參數(shù)單元小結(jié)1.液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，利用液體的壓力，通過密封容積的變化實現(xiàn)動力傳遞的。液壓系統(tǒng)的正常工作條件必領(lǐng)有可變化的密封容積，必須與大氣相通。2.液壓系統(tǒng)是一個能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，先將機械能轉(zhuǎn)換為壓力能，再將壓力能轉(zhuǎn)換為機械能。3.一個完整的液壓傳動系統(tǒng)應(yīng)該由動力元件、執(zhí)行元件、輔助元件、控制元件、工作介質(zhì)五大部分組成。4.靜壓傳遞原理即帕斯卡原理，是指在密閉容積中，若某處的壓力發(fā)生變化，則這個力會迅速傳遍其余各點。機械基礎(chǔ)模塊八液壓傳動

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單元一液壓傳動的基本概念液壓元件單元二液壓控制回路單元二單元二

液壓元件教學(xué)目標(biāo)一、目標(biāo)和要求(1)掌握各個液壓元件的結(jié)構(gòu)。(2)了解各個液壓元件的工作原理。(3)了解液壓常用輔助元件的相關(guān)知識。(4)掌握液壓元件的應(yīng)用場合及圖形符號。二、重點和難點液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)、液壓閥的結(jié)構(gòu)與工作原理。第一節(jié)液壓泵第二節(jié)液壓缸

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第三節(jié)液壓閥第四節(jié)液壓輔助元件案例導(dǎo)入建筑工地上我們常能看到的挖掘機，它揮動巨大的機械手臂，挖掘地面，鏟起砂土，然后轉(zhuǎn)向把砂土裝進自卸卡車。那么它到底是怎么工作的呢？挖掘機第一節(jié)液壓泵第二節(jié)液壓缸

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第三節(jié)液壓閥第四節(jié)液壓輔助元件液壓泵的工作原理和分類1.液壓泵工作原理液壓泵是液壓傳動系統(tǒng)的動力元件，其作用是將電動機的機械能轉(zhuǎn)換成液壓油的壓力能，并向液壓傳動系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液壓油，作為系統(tǒng)的動力源，液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換的裝置。（a）原理圖

（b）實物圖液壓泵工作原理1—凸輪；2—柱塞；3—彈簧；4—密封工作腔；5、6單向閥

液壓泵的工作原理和分類1.液壓泵工作原理液壓泵正常工作的必要條件是：（1）具有周期性變化的密封容積。（2）具有配流裝置，能完成吸油和壓油功能。（3）油箱必須與大氣相通液壓泵的工作原理和分類2.液壓泵的種類根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同齒輪泵葉片泵柱塞泵根據(jù)排量

能否改變定量

液壓泵變量

液壓泵根據(jù)泵的輸油方向能否改變單向

液壓泵雙向

液壓泵液壓泵的工作原理和分類2.液壓泵的種類(1)齒輪泵以外嚙合的齒輪泵應(yīng)用最廣。齒輪泵內(nèi)有一對相互嚙合的少齒數(shù)外齒輪，齒輪密封在泵體的工作腔內(nèi)，嚙合線把嚙合齒輪分為互不相通的兩個區(qū)域。當(dāng)齒輪按示意圖中的方向轉(zhuǎn)旋時，左方的吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，齒槽空間逐漸增加，密封工作容積逐漸增大，形成部分真空，油箱中的油液在外界大氣壓力作用下，經(jīng)吸油管進入吸油腔充滿齒槽。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，油液被帶到右方的壓油腔內(nèi)，由于齒輪的逐漸嚙合，密封工作腔的容積不斷減小，油液被擠出來，從壓油口進入壓力管路供液壓系統(tǒng)使用。（a）原理圖（b）實物圖外嚙合齒輪泵液壓泵的工作原理和分類2.液壓泵的種類(1)齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵是采用齒輪內(nèi)嚙合原理，內(nèi)外齒輪節(jié)圓緊靠一邊，另一邊被泵蓋上“月牙板”隔開。主軸上的主動內(nèi)齒輪帶動外齒輪同向轉(zhuǎn)動，在進口處齒輪相互分離形成負(fù)壓而吸入液體，齒輪在出口處不斷嵌入嚙合而將液體擠壓輸出。（a）原理圖（b）實物圖內(nèi)嚙合齒輪泵液壓泵的工作原理和分類2.液壓泵的種類(1)齒輪泵特點：兩齒輪的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速不變，齒輪的流量保持不變，稱為定量泵。優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單體積小重量輕加工制造方便成本較低缺點流量和壓力的脈動大工作時有較大的噪聲排油量不可調(diào)節(jié)齒輪泵多用于低壓系統(tǒng)中，如各種機械修理裝置等。液壓泵的工作原理和分類2.液壓泵的種類(2)葉片泵葉片泵主要由定子、轉(zhuǎn)子及葉片等部件組成。根據(jù)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周密封腔吸油和排油次數(shù)的不同，葉片泵可分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵兩類。液壓泵的工作原理和分類單作用葉片泵葉片安裝在轉(zhuǎn)子槽中，轉(zhuǎn)動時在離心力作用下可貼緊定子內(nèi)壁，并與轉(zhuǎn)子一起組成若干個密封容積。原動機帶動轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一圈，每個密封容積完成一次吸油和排油過程。單作用葉片泵中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子和定子之間的偏心距e，即可改變泵的排油量，故單作用葉片泵屬于變量液壓泵。（a）單作用葉片泵（b）實物圖葉片泵的工作原理示意圖液壓泵的工作原理和分類雙作用葉片泵雙作用葉片泵的轉(zhuǎn)子和定子中心相互重合，定子內(nèi)表面呈近似橢圓形，由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線組成。葉片、定子內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子外表面組成若干個封閉容積。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，隨著定子內(nèi)表面形狀的變化，封閉容積發(fā)生周期性改變，從而實現(xiàn)吸油和排油的過程。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一周，每個封閉容積發(fā)生兩次改變，泵完成兩次吸油和排油過程，故稱為雙作用葉片泵。（a）實物圖（b）雙作用葉片泵葉片泵的工作原理示意圖液壓泵的工作原理和分類(2)葉片泵特點：優(yōu)點工作油壓高流量脈動小噪聲小使用壽命長缺點結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜定子和轉(zhuǎn)子等零部件加工難度大成本高同時對油液污染比較敏感葉片泵常用于各類機床設(shè)備等中的液壓系統(tǒng)。液壓泵的工作原理和分類2.液壓泵的種類(3)柱塞泵柱塞泵是靠柱塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運動，以周期性地改變缸體內(nèi)的密封容積來實現(xiàn)吸油和排油工作過程的。液壓泵的工作原理和分類(3)柱塞泵根據(jù)柱塞的排列方式和運動方式的不同，柱塞泵可分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩種。（a）所示的徑向柱塞泵中，由于定子和轉(zhuǎn)子中心不重合，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時柱塞形成的密封容積發(fā)生周期性地改變；（a）徑向柱塞泵1—柱塞；2—定子；3—轉(zhuǎn)子；4—襯套；5—配油軸；6—柱塞孔（b）實物圖

徑向柱塞泵液壓泵的工作原理和分類(3)柱塞泵（b）所示的軸向柱塞泵中，斜盤作為轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，使柱塞與缸體的距離不斷變化，從而使密封容積發(fā)生周期性地改變。實物圖（b）軸向柱塞泵1—斜盤；2—柱塞；3—缸體；

4—配流盤；5—傳動軸

軸向柱塞泵液壓泵的工作原理和分類(3)柱塞泵柱塞泵特點與應(yīng)用：1.柱塞和缸體等部件制造簡單、加工精度高、密封性好。2.流量調(diào)節(jié)方便，只需改變柱塞工作行程即可。3.獲得的油壓高、泵體結(jié)構(gòu)緊湊、工作效率高。柱塞泵廣泛應(yīng)用于要求高油壓、大流量、大功率以及變流量的液壓系統(tǒng)中。液壓泵的工作原理和分類2.液壓泵的種類(4)螺旋泵螺桿的嚙合線把主動螺桿和從動螺桿的螺旋槽分割成多個相互隔離的密封工作腔。隨著主動螺桿的轉(zhuǎn)動，密封工作腔一個接一個地在左端形成，不斷地從左端向右端移動，并在右端消失。形成密封工作腔的容積逐漸增大、吸油，消失的容積逐漸縮小、壓油液壓泵的工作原理和分類2.液壓泵的種類(4)螺旋泵單螺桿螺旋泵液壓泵的工作原理和分類2.液壓泵的種類(4)螺旋泵雙螺桿螺旋泵（a）原理圖（b）實物圖液壓泵的工作原理和分類(4)螺旋泵特點：優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、緊湊體積小、重量輕噪聲小運轉(zhuǎn)平穩(wěn)缺點結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜加工較困難螺旋泵常用于精密機床的液壓傳動中液壓泵的選擇選擇液壓泵的主要原則是滿足液壓系統(tǒng)的工作要求，確定泵的輸出流量、工作壓力和結(jié)構(gòu)形式。液壓泵的使用(1)液壓泵啟動前，在液壓泵內(nèi)必須充滿油液。避免油溫過低或過高情況下工作，油溫過低，黏度過大，吸油困難；油溫過高，黏度下降，潤滑不好，加劇發(fā)熱，容易出現(xiàn)燒傷。(2)液壓泵的吸油口和出油口的過濾器應(yīng)及時清洗，防止污物阻塞導(dǎo)致吸油不暢，造成壓力不足，噪聲過大。(3)液壓泵的的吸油管應(yīng)遠(yuǎn)離回油管，避免回油口靠近吸油區(qū)。第一節(jié)液壓泵第二節(jié)液壓缸

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第三節(jié)液壓閥第四節(jié)液壓輔助元件液壓缸液壓缸是液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是完成液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置，用于實現(xiàn)傳動系統(tǒng)執(zhí)行元件的直線往復(fù)運動或擺動。常用的液壓缸有活塞式、柱塞式、擺動式三種?；钊?、柱塞式以及伸縮式液壓缸用來實現(xiàn)往復(fù)直線運動，輸出推力、拉力或直線運動；擺動式液壓缸用來實現(xiàn)360°以內(nèi)的往復(fù)擺動，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。液壓缸根據(jù)壓力油作用方式的不同，液壓缸可分為單作用液壓缸和雙作用液壓缸。單作用液壓缸只有一個油液入口，壓力油只能驅(qū)動液壓缸單向運動，反向運動需要依靠外力才能進行；雙作用液壓缸有兩個油液入口，壓力油可驅(qū)動液壓缸做雙向運動。液壓缸1.活塞式液壓缸（1）雙活塞桿式液壓缸固定在活塞上的雙活塞桿從液壓缸兩側(cè)伸出，兩活塞桿的直徑相等，活塞兩端的有效工作面積相等。當(dāng)流入兩腔的液壓油的流量、壓力一定時，活塞或缸體往返兩個方向的運動速度和推力相等。（b）原理圖

（c）圖形符號

雙活塞桿式液壓缸

（a）實物圖

液壓缸1.活塞式液壓缸（2）單活塞桿式液壓缸活塞上只有一端固定有活塞桿，活塞在壓力油作用下作單向推力運動，活塞兩端的有效工作面積相差一個活塞桿截面的面積。當(dāng)有桿腔進油時，由于有效面積小，所以活塞速度大，推力?。划?dāng)無桿腔進油時，由于有效面積大，所以活塞速度小，推力大。（b）原理圖

（c）圖形符號

單活塞桿式液壓缸

（a）實物圖

液壓缸1.活塞式液壓缸（3）差動式液壓缸活塞的左、右兩腔同時通入壓力油，這種連接方式稱為差動連接。差動連接回油缸的壓力油流回進油腔，增加了進油腔的流量，加快了活塞桿的移動速度，適合于要求推力不大，快進、快退的工作循環(huán)中。如果活塞桿的直徑是活塞直徑的0.707倍，則快進與快退的速度相等。（a）示意圖

（b）圖形符號

差動式單活塞桿式液壓缸的示意圖及圖形符號

液壓缸1.活塞式液壓缸（4）增壓缸在液壓系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)需要低壓，而局部需要高壓，為了節(jié)省一個高壓泵，常用增壓缸與低壓大流量泵配合，提高輸出油壓的局部壓力。這樣，只有局部是高壓，而整個液壓系統(tǒng)調(diào)整壓力較低，減少了功率損耗。增壓缸（b）結(jié)構(gòu)圖

（c）原理圖

（a）實物圖

液壓缸2.柱塞式液壓缸(1)它是一種單作用式液壓缸，靠液壓力只能實現(xiàn)一個方向的運動，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；(2)柱塞只靠缸套支承，故適于做長行程液壓缸；柱塞式液壓缸（b）實物圖

（a）結(jié)構(gòu)圖

液壓缸3.伸縮缸由兩個或多個活塞式缸套裝而成。前一級活塞缸的活塞桿是后一級活塞缸的缸筒。各級活塞依次伸出可獲得很長的行程，當(dāng)依次縮回時缸的軸向尺寸很小。伸縮缸（b）實物圖

（a）結(jié)構(gòu)圖

液壓缸的結(jié)構(gòu)1.缸筒與缸蓋缸筒與缸蓋的連接要求緊密、不泄漏。常用的連接形式有：①法蘭式連接②螺紋式連接③拉桿式連接（a）法蘭式

（b）螺紋式

缸筒與缸蓋的連接（c）拉桿式

液壓缸的結(jié)構(gòu)2.活塞與活塞桿活塞與活塞桿之間常采用錐銷連接和螺紋連接，錐銷連接常用于雙出桿液壓缸。（a）錐銷連接

（b）螺紋連接

活塞和活塞桿的連接

液壓缸的結(jié)構(gòu)3.密封裝置密封裝置是避免油液泄漏造成壓力降低和流量損失。常用間隙密封和密封圈密封。（a）間隙密封

（b）密封圈密封

密封裝置

4.緩沖裝置

緩沖裝置是為了防止活塞運動到極限位置時與缸蓋相撞。如圖利用節(jié)流槽進行緩沖。液壓缸的結(jié)構(gòu)5.排氣裝置排氣裝置是在裝配或維護液壓設(shè)備后，排出管道和系統(tǒng)中的空氣，保證液壓系統(tǒng)能達(dá)到使用的壓力。常用的排氣裝置有兩種形式，一是排氣孔和排氣閥，二是排氣塞。排氣孔應(yīng)安裝在液壓缸的最高位處，并用長管道通向遠(yuǎn)處的排氣閥排氣。排氣塞排氣則是在缸蓋的最高部位處直接安裝排氣塞（a）排氣孔

（b）排氣塞

排氣裝置第一節(jié)液壓泵第二節(jié)液壓缸

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第三節(jié)液壓閥第四節(jié)液壓輔助元件液壓閥作用與類型液壓傳動系統(tǒng)的控制元件是液壓控制閥，調(diào)整液壓傳動系統(tǒng)的壓力大小、油液流動速度的快慢、流量的大小和改變油液流動的方向，達(dá)到控制執(zhí)行元件輸出的動力或力矩、運動的方向、速度大小和動作的順序，滿足工作機械所設(shè)定的動作和功能要求。液壓控制閥按作用分為壓力控制閥、方向控制閥和流量控制閥三大類。液壓閥作用與類型控制閥壓力控制閥溢流閥減壓閥順序閥方向控制閥單向閥換向閥流量控制閥節(jié)流閥調(diào)速閥壓力控制閥壓力控制閥是對液壓傳動系統(tǒng)的整體或局部壓力進行調(diào)節(jié)的控制閥，包括調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷等控制。常用的壓力控制閥有溢流閥、減壓閥、順序閥。1.溢流閥溢流閥的主要作用是調(diào)定或限制液壓系統(tǒng)的最大工作壓力溢流閥分直動式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥壓力控制閥壓力油從油口P進入溢流閥，當(dāng)油壓不高時，閥芯在彈簧作用下頂住閥座孔，閥口關(guān)閉；當(dāng)油液對閥芯的作用力大于彈簧阻力時，閥口打開，多余的油液從油口T流回油箱，使得油口P的油壓保持恒定，該過程稱為溢流。通過旋轉(zhuǎn)調(diào)壓螺桿，改變彈簧阻力的大小，即可調(diào)整溢流閥的溢流油壓，從而控制系統(tǒng)中的最大壓力。(1)直動式溢流閥直動型溢流閥結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但當(dāng)油路壓力較大時，要求彈簧較硬，從而造成調(diào)壓的不便，故其適用于低壓系統(tǒng)。（b）原理圖

（c）圖形符號

直動式溢流閥的工作原理和圖形符號

（a）實物圖壓力控制閥它主要由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成，其中，先導(dǎo)閥用于調(diào)節(jié)壓力，主閥用于控制溢流閥的開啟和關(guān)閉，從而穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。(2)先導(dǎo)式溢流閥由于調(diào)壓輕便，先導(dǎo)型溢流閥適用于高壓大流量的液壓系統(tǒng)。（b）原理圖

（c）圖形符號

先導(dǎo)式溢流閥的工作原理和圖形符號

1-主閥閥芯；2-阻尼孔；3-主閥彈簧；4-先導(dǎo)閥閥芯；5-先導(dǎo)閥彈簧；6-調(diào)壓手輪（a）實物圖壓力控制閥減壓閥的主要作用是用來降低液壓系統(tǒng)中某一個局部油液的壓力，使這一個局部的壓力低于整個液壓系統(tǒng)設(shè)定的壓力，以滿足不同執(zhí)行元件的工作壓力要求2.減壓閥根據(jù)控制壓力不同可分：定值減壓閥：用于維持出口壓力不變定差減壓閥：用于維持進、出口之間壓力差不變定比減壓閥：用于維持進、出口之間壓力成一定的比例不變。壓力控制閥2.減壓閥（b）原理圖

（c）圖形符號

直動式減壓閥（a）實物圖壓力控制閥順序閥的作用是利用油路中壓力的變化控制閥門的開、關(guān)，實現(xiàn)各部分油路的順序動作。3.順序閥順序閥與溢流閥原理相似：不同：溢流閥出油口接油箱，順序閥出油口接執(zhí)行元件（b）原理圖1—泄油口；2—閥芯；3—閥芯端頭（c）圖形符號

順序閥（a）實物圖壓力控制閥溢流閥、減壓閥、順序閥比較方向控制閥方向控制閥是控制油液流動方向的控制閥，包括單向閥和換向閥兩種1.單向閥單向閥的作用是允許油液只向一個方向流動，不允許油液向相反的方向流動方向控制閥普通單向閥主要由閥體、閥芯和彈簧等部件組成工作時，流體由P1口流入，克服彈簧彈力并頂開閥芯，從P2口流出。液體只能從P1流向P2，不能倒流。(1)普通單向閥方向控制閥液控單向閥是在普通單向閥結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一個控制油口K，當(dāng)控制油口K無壓力油通入時，液控單向閥相當(dāng)于普通單向閥，壓力油可經(jīng)P1口流入，P2口流出，反向則不能流動。當(dāng)控制油口K通入壓力油后，控制活塞通過頂桿推動閥芯往右移動，使油口P1和P2處于連通狀態(tài)，壓力油可雙向流動。(2)液控單向閥液控單向閥：K口不通油普通單向閥一樣液控單向閥液控單向閥：正向流通液控單向閥液控單向閥液控單向閥：K口通油，反向可以流通液控單向閥：K口通油，反向可以流通液控單向閥方向控制閥2.換向閥換向閥的作用是利用閥芯與閥體相對位置的改變控制油路的接通或關(guān)閉，達(dá)到控制液壓執(zhí)行元件的起動、停止或變換運動方向的目的。換向閥按閥芯的運動分滑閥式和轉(zhuǎn)閥式，滑閥式應(yīng)用較多。方向控制閥滑閥式換向閥滑閥式換向閥按照閥芯的工作位置的數(shù)目和油液的進、出口通路數(shù)目分為“幾位幾通”方向控制閥滑閥式換向閥換向閥的圖形符號用一個方框表示換向閥的一個工作位置，二位用兩個方框，三位用三個方框。方框內(nèi)的箭頭表示油路相通路線，表示油路不相通名稱符號名稱符號二位二通二位五通二位三通三位四通二位四通三位五通方向控制閥滑閥式換向閥換向閥的閥芯位置有手動、機動和電磁多種控制方式流量控制閥流量控制閥的作用是控制液壓系統(tǒng)的流量。流量控制閥是依靠改變節(jié)流口的大小，調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度。常用的流量控制閥有普通節(jié)流閥和調(diào)速閥。1.節(jié)流閥普通節(jié)流閥是液壓傳動系統(tǒng)中最簡單的流量控制閥，通過改變閥口過流面積的大小或通道的長短，控制和改變通過閥口的流量，達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度。

（a）實物圖

（b）原理圖

（c）圖形符號普通節(jié)流閥流量控制閥1.節(jié)流閥節(jié)流口是流量控制閥的重要組成部分。節(jié)流口結(jié)構(gòu)：（a）針法式節(jié)流口（b）偏心槽式節(jié)流口

（c）軸向三角槽式節(jié)流口節(jié)流口結(jié)構(gòu)流量控制閥2.調(diào)速閥調(diào)速閥是將節(jié)流閥和定差減壓閥串接而成。定差減壓閥可以維持節(jié)流閥前后的壓差基本保持不變，克服負(fù)載波動對節(jié)流閥的影響，所以調(diào)速閥能使執(zhí)行元件的運動速度不因負(fù)載變化而變化。（a）實物圖

（b）原理圖

（c）圖形符號調(diào)速閥的工作原理和圖形符號第一節(jié)液壓泵第二節(jié)液壓缸

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第三節(jié)液壓閥第四節(jié)液壓輔助元件液壓輔助元件1.油箱油箱的主要作用是儲油，向液壓系統(tǒng)供油和接收回油，散發(fā)油液中的熱量，釋放混在油液中的氣體，沉淀油液中的雜質(zhì)。1-最高油位指示窗；2-注油用濾網(wǎng)；3-加油口；4-油泵；5-吸油區(qū)；6-隔板；7-回油區(qū)；8-放油閥；9-最低油位指示窗；10-壓板（a）實物圖獨立式油箱結(jié)構(gòu)示意圖液壓輔助元件2.過濾器濾油器的作用是過濾液油液中的雜質(zhì)，保證油液清潔，系統(tǒng)管路暢通，液壓元件工作正常。(1)網(wǎng)式濾油器(2)線隙式濾油器(3)紙芯式濾油器(4)燒結(jié)式濾油器液壓輔助元件2.過濾器液壓輔助元件3.油管和管接頭(1)油管油管的作用是連接液壓元件和輸送油液。油管種類很多，常見的有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，在實際使用中，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力、使用環(huán)境和安裝位置進行選擇。（a）銅管

（b）鋼管

（c）塑料管油管液壓輔助元件3.油管和管接頭(2)管接頭管接頭用于油管與油管、油管與液壓元間之間的連接。液壓輔助元件4.儲能器蓄能器是液壓系統(tǒng)中的儲能元件，用以儲存多余的壓力油液，在需要的時候釋放出來供給系統(tǒng)。蓄能器有重錘式、彈簧式和充氣式三類。常用的是充氣式蓄能器。充氣式儲能器（b）原理圖

（c）圖形符號

（a）實物圖單元小結(jié)1.液壓泵的功能是將動力機械輸入的機械能轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)中工作流體的壓力能。2.液壓缸、液壓馬達(dá)是將壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的執(zhí)行元件。其中，液壓缸一般用于實現(xiàn)直線往復(fù)運動或擺動，液壓馬達(dá)一般用于實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動。3．液壓缸必須要有良好的密封性能，有緩沖和排氣裝置，排氣裝置應(yīng)安裝在最高處。4.控制閥按其功用不同可分豸方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥三類。方向控制閥是控制液體流動方向的，壓力控制閥是控制系統(tǒng)壓力大小的、流量控制閥是控制執(zhí)行元件速度的。5.熟悉各種控制閥的結(jié)構(gòu)、工作原理及其功用。6.濾油器保持油液系統(tǒng)的潔凈，有網(wǎng)式、線隙式、燒結(jié)式、紙芯式及磁性濾油器等形式。7.油箱主要用來儲油和散熱，并且分離雜質(zhì)和空氣。機械基礎(chǔ)模塊八液壓傳動

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單元一液壓傳動的基本概念液壓元件單元二液壓控制回路單元二單元三

液壓控制回路教學(xué)目標(biāo)一、目標(biāo)和要求(1)能夠進行液壓傳動系統(tǒng)的分析與液壓控制回路的識讀與分析。(2)具備閱讀液壓傳動系統(tǒng)的基本能力。(3)了解液壓系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用.二、重點和難點液壓回路的識讀與分析第一節(jié)液壓傳動的基本知識第二節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)

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第三節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)第四節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)案例導(dǎo)入機械手是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計算機的廣泛應(yīng)用。機器人的研制和生產(chǎn)已成為高科技技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有可不斷重復(fù)工作、能在條件比較惡劣的環(huán)境下工作、載重量大、定位精確等特點。因此，機械手受到了許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用，那么它到底是如何來完成工作的呢？機械手第一節(jié)液壓傳動的基本知識第二節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)

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第三節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)第四節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)方向控制回路利用控制元件（換向閥）的通、斷及改變方向，來控制執(zhí)行元件的啟動、停止及換向。1.換向回路當(dāng)1YA通電，電磁換向閥左位工作，液壓缸左腔進油，活塞右移；當(dāng)活塞桿右移碰到行程開關(guān)2ST時，1YA斷電，2YA通電，電磁換向閥右位工作，液壓缸右腔進油，活塞左移；當(dāng)活塞桿左移碰到行程開關(guān)1ST時，1YA通電，2YA斷電，電磁換向閥又回到左位工作，液壓缸左腔進油，活塞右移。往復(fù)變換電磁換向閥的工作位置，自動改變活塞的移動方向。如果1YA和2YA都斷電，電磁換向閥中位工作，液壓油直接流回油箱。(1)電磁換向閥組成的換向回路方向控制回路1.換向回路液動換向閥的換向是靠電磁換向閥的換位，通過控制不同的液流方向來實現(xiàn)的。當(dāng)三位四通電磁換向閥的左側(cè)1YA通電，電磁換向閥的左位工作，控制壓力油推動液動換向閥的閥芯右移，液動換向閥的左位進入工作狀態(tài)，油泵輸出的液壓油經(jīng)過液動換向閥的左位進入活塞缸的左腔，推動活塞右移；當(dāng)1YA斷電，2YA通電，三位四通電磁換向閥換成的右位工作，液動換向閥也換向，液壓油經(jīng)過液動換向閥的右位進入活塞缸的右腔，推動活塞左移。(2)液動換向閥組成的換向回路方向控制回路2.鎖緊回路在三位四通換向閥與活塞缸之間的進、出油口處，分別安裝一個液壓單向閥。當(dāng)換向閥處于中位時，H型的中位機使換向閥的進、出油口直接相通，油液全部流回油箱。由于液壓單向閥的反向閉鎖，使得活塞缸內(nèi)的油液被密封在缸內(nèi)，活塞桿被可靠地鎖?。划?dāng)換向閥處于中左位或右位時，液壓單向閥的X或X通入壓力油，活塞缸內(nèi)的回油反向通過單向閥口，活塞可向右或向左移動。液壓鎖緊回路是使液壓缸的活塞桿能停留在任意位置，不會在受到外力作用時出現(xiàn)移動的回路。常用液壓換向閥具有M型或0型的中位機能，能執(zhí)行活塞桿的鎖緊。第一節(jié)液壓傳動的基本知識第二節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)

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第三節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)第四節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)壓力控制回路壓力控制回路是利用控制閥來對系統(tǒng)整體或系統(tǒng)中某一部分局部壓力控制和調(diào)節(jié)滿足執(zhí)行元件對作用力及動作的需要。壓力控制回路包括調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷等多種回路。1.調(diào)壓回路(1)單級調(diào)壓回路調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口大小，即可調(diào)節(jié)進入執(zhí)行元件的流量，油泵輸出多余的流量經(jīng)過溢流閥溢流回油箱。當(dāng)溢流閥的調(diào)定壓力小于液壓系統(tǒng)的壓力時，溢流閥的閥芯被油液的壓力頂開，保持系統(tǒng)壓力的基本恒定。每一個液壓傳動系統(tǒng)的油泵旁都配有這種單級調(diào)壓回路，以確保液壓系統(tǒng)的壓力。壓力控制回路1.調(diào)壓回路(1)單級調(diào)壓回路調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口大小，即可調(diào)節(jié)進入執(zhí)行元件的流量，油泵輸出多余的流量經(jīng)過溢流閥溢流回油箱。當(dāng)溢流閥的調(diào)定壓力小于液壓系統(tǒng)的壓力時，溢流閥的閥芯被油液的壓力頂開，保持系統(tǒng)壓力的基本恒定。每一個液壓傳動系統(tǒng)的油泵旁都配有這種單級調(diào)壓回路，以確保液壓系統(tǒng)的壓力。功能：調(diào)定或限制液壓系統(tǒng)最高壓力壓力控制回路1.調(diào)壓回路(2)多級調(diào)壓回路二級調(diào)壓回路如圖a所示，泵出口的壓力由溢流閥1調(diào)定為較高壓力；當(dāng)遠(yuǎn)程控制二位二通換向閥通電后，調(diào)定溢流閥2為較低的壓力。壓力控制回路1.調(diào)壓回路(2)多級調(diào)壓回路三級調(diào)壓回路如圖b所示，二級調(diào)壓回路所用三位四通換向閥代替二級調(diào)壓回路中的二位二通換向閥，達(dá)到電磁閥左右通電時，分別控制溢流閥2和溢流閥3的啟動，實現(xiàn)系統(tǒng)的三級回路調(diào)壓。壓力控制回路2.減壓回路(1)單向減壓回路溢流閥1調(diào)定為系統(tǒng)的較高壓力，溢流閥2為定值減壓閥，減壓閥的出口壓力由單向閥來調(diào)定。當(dāng)定值減壓閥的出口壓力大于單向閥的壓力時，油液經(jīng)過單向閥進入液壓缸的左腔，活塞右移，實現(xiàn)單方向的減壓。在出現(xiàn)意外時，單向閥3防止活塞左腔的油液回流，保持液壓缸的壓力穩(wěn)定。功能：使系統(tǒng)某一支路的壓力低于系統(tǒng)的調(diào)定的工作壓力。壓力控制回路2.減壓回路(2)二級減壓回路二級減壓回路是在單向減壓回路的基礎(chǔ)上，把定值減壓閥換成先導(dǎo)式減壓閥2，在遙控口接上遠(yuǎn)程調(diào)壓閥3。液壓泵的最大工作壓力溢流閥1調(diào)定。由當(dāng)二通二位換向閥處于右位時，缸4的壓力由遠(yuǎn)程溢流閥3的調(diào)定壓力來決定；當(dāng)二通二位換向閥處于圖示左位時，缸4的壓力由減壓閥2的調(diào)定壓力來決定。閥2的壓力必須高于閥3。壓力控制回路3.增壓回路當(dāng)液壓缸4的活塞桿向左運動遇到較大載荷時，系統(tǒng)壓力升高，油液經(jīng)過順序閥進入雙作用增壓缸，增壓缸無論向左或向右運動，都能輸出高壓油。只要換向閥不斷往復(fù)運動，高壓油就能連續(xù)經(jīng)過單向閥7或8進入液壓缸4的右腔，單向閥5或6有效地隔開增壓器的高低壓油路。壓力控制回路4.卸荷回路卸荷回路是在執(zhí)行元件不需保壓時，不啟停液壓泵而達(dá)到卸荷的目的。當(dāng)換向閥處于中位時，液壓泵出口直通油箱，泵卸荷，但液壓泵可繼續(xù)工作。(1)換向閥中位機能的卸荷回路壓力控制回路4.卸荷回路卸荷回路是在執(zhí)行元件不需保壓時，不啟停液壓泵而達(dá)到卸荷的目的。電磁溢流閥是帶遙控口的先導(dǎo)式溢流閥與二位二通電磁閥的組合。當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行元件停止運動時，二位二通電磁閥通電，溢流閥閥芯上部彈簧腔內(nèi)的油液經(jīng)二位二通電磁閥流回油箱，此時電磁閥全開，油泵輸出的油經(jīng)溢流閥流回油箱，實現(xiàn)油泵的卸荷。(2)溢流閥的卸荷回路第一節(jié)液壓傳動的基本知識第二節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)

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第三節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)第四節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)速度控制回路速度控制回路用于控制執(zhí)行元件的運動速度。速度控制回路包括調(diào)節(jié)執(zhí)行元件工作行程的調(diào)速回路和快速運動回路。1.調(diào)速回路液壓缸中活塞桿的運動速度與液壓缸內(nèi)流體的流量q成正比，與液壓缸活塞桿的有效面積成反比。活塞桿的有效面積是固定不變的，只要改變輸入液壓缸中的流量q，就能達(dá)到改變運動速度的目的。調(diào)速的方法有三種：節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速。速度控制回路節(jié)流調(diào)速回路是將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵與液壓缸之間，控制進入液壓缸的流量。1.調(diào)速回路進油節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的進油口前，控制進入液壓缸的流量(1)節(jié)流調(diào)速回路進油節(jié)流調(diào)速回路的結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)活塞的運動速度方便，可獲得較大的推力，但運動速度較低。適用于功率較小、載荷變化不大的液壓系統(tǒng)中。速度控制回路1.調(diào)速回路旁油節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流閥并聯(lián)在液壓缸的進、出油口，調(diào)節(jié)液壓泵溢回油箱的流量(1)節(jié)流調(diào)速回路旁油節(jié)流調(diào)速回路適用于高速、重載、對速度平穩(wěn)性要求不高的場合。速度控制回路容積調(diào)速回路是通過改變液壓泵或液壓馬達(dá)的流量，調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度的回路。1.調(diào)速回路常用變量液壓泵按液壓缸的流量需求直接調(diào)節(jié)供油量的大小，使液壓泵輸出的液壓油全部進入液壓缸或液壓馬達(dá)，無節(jié)流和溢流損失。(2)容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路具有效率高，發(fā)熱少的特點，但是液壓泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高。適用于大功率的調(diào)速系統(tǒng)。速度控制回路容積節(jié)流調(diào)速是用變量液壓泵和節(jié)流閥配合的調(diào)速回路。1.調(diào)速回路調(diào)節(jié)調(diào)速閥節(jié)流口的開口大小，改變進入液壓缸的流量，從而改變液壓缸活塞的運動速度。如果變量泵的流量大于調(diào)速閥調(diào)定的流量，由于系統(tǒng)中沒有設(shè)置溢流閥，多余的油液使油液的壓力升高，當(dāng)達(dá)到變量泵設(shè)定的壓力數(shù)值后，泵的流量隨工作壓力的升高而自動減小。(3)容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路的變量泵輸出流量與通過調(diào)速閥的流量相適應(yīng)，所以效率高，發(fā)熱少，液壓缸的工作速度不受載荷變化的影響，運動較穩(wěn)定。速度控制回路快速運動回路使執(zhí)行元件在短時間內(nèi)得到盡可能大的運動速度。2.快速運動回路常用液壓缸的差動連接來獲得執(zhí)行元件的快速運動。如圖所示，液壓缸的回油口與進油口相通，液壓泵輸出的壓力油同時進入液壓缸的左腔和右腔，由于左腔為無桿腔，右腔為有桿腔，左腔的有效面積比右腔的有效面積大，左腔產(chǎn)生的推力大于右腔的推力，導(dǎo)致活塞向右移動。右腔被擠的油液沒有流回油箱，與油泵輸出的油液合并一起進入液壓缸的左腔，相當(dāng)于在沒有增加泵的流量的前提下，增加了供給液壓缸的左腔的油液量，使得活塞快速向右運動快速運動回路的結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟，但所增加的速度有限。為了使執(zhí)行元件得到快速的運動，可以安裝不同流量的雙液壓泵，根據(jù)流量的需要選擇單或雙泵供油。第一節(jié)液壓傳動的基本知識第二節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)

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第三節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)第四節(jié)液壓傳動的基本參數(shù)順序動作回路滿足液壓缸有先、后順序的動作。常用的順序動作回路有用行程開關(guān)控制的順序動作回路和用壓力控制的順序動作回路兩種。順序動作回路1.行程開關(guān)控制的順序動作回路用行程開關(guān)和電磁閥控制的順序動作（1）首先按下開關(guān)使電磁鐵1YA通電，壓力油進入液壓缸3的左腔，活塞按箭頭1的方向運動。當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)6S后，使1YA斷電、3YA通電，液壓缸3的活塞停止運動。（2）3YA通電后，壓力油進入液壓缸4的左腔，活塞按箭頭2的方向運動。當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)8S后，使3YA斷電、4YA通電，液壓缸4的活塞停止運動。（3）4YA通電后，壓力油進入液壓缸4的右腔，活塞按箭頭3的方向返回。當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)7S后，使4YA斷電、2YA通電，液壓缸4的活塞停止運動。（4）2YA通電后，壓力油進入液壓缸3的右腔，活塞按箭頭4的方向返回。當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)5S后，使2YA斷電，活塞停止運動，完成一個工在循環(huán)。順序動作回路2.壓力控制的順序動作回路利用壓力繼電器控制的順序動作其動作過程與行程控制順序動作回路相似，不同的是用壓力繼電器控制代替行程開關(guān)。用壓力繼電器的優(yōu)點是可以調(diào)整壓力繼電器的壓力大小，使壓力從零到設(shè)定值之間留有一定的時間差，同時只有在壓力達(dá)到設(shè)定值后，才能觸動壓力繼電器的開關(guān)，起到一定的安全保險