液压与气动教案

江苏省职业学校理论课程教师教案本( 年 第一学期)专业名称 机 电 课程名称 液压与气动技术 授课教师 学 校 课题序号12授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授授课章节名 称 液压传动基本知识液压千斤顶的工作原理和液压系统的构成使用教具教学目的1. 理解液压传动的工作原理.2. 掌握液压传动老式的构成部分及其功用.3. 理解其优缺陷和液压传动发展过程.教学重点1.液压传动老式的构成部分及其功用.2.液压传动的工作原理教学难点液压传动的工作原理更新、补充以、删节内 容课外作业习题教学后记学生对液压系统有了初步的理解，课堂氛围活跃，反映积极。对某些专业名词不是很理解，在后来教学过程中将进一步的学习。1.1液压千斤顶的工作原理和液压系统的构成1.液压传动的概念及液压传动原理液压传动是指用液体作为工作介质、借助于液体的压力能进行能量传递和控制的一种传动形式。运用多种元件构成不同功能的基本控制回路，若干基本控制回路再通过有机组合，就形成了具有一定控制机能的液压传动系统。. 图1.1.1 液压千斤顶原理示意图1. 杠杆2.泵体3,11.活塞4,10.油腔5,7.单向阀6.油箱8.放油阀 9.油管12.缸体 工作过程如下：工作时，关闭放油阀8，向上提起杠杆，活塞3被带动上升，如图1-1-1所示，泵体油腔4的工作容积增大，由于单向阀7受油腔10中油液的作用力而关闭，油腔4形成真空，油箱6中的油液在空气压力的作用下，推开单向阀5的钢球，进入并满油腔4。压下杠杆，活塞3被带动下移，泵体油腔4的工作容积减少，其内的油液在外力的挤压作用下压力增长，使5关闭，而7的钢球被打开，油液经油管9进入缸体油腔10，缸体油腔容积增大，推动11连同重物G一起上升，反复、压杠杆就能不断从油箱吸入油液并压入10，使11和重物不断上升，从而达到起重的目的。从工作过程可以看出，液压传动的工作原理是：以油液为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部的压力来传递动力2.液压传动系统的构成及工程表达液压传动系统除了工作介质外，重要由四大部分构成：动力元件液压泵。执行元件液压缸或液压马达。控制元件液压阀（流量、压力、方向控制阀等）。辅助元件系统中除上述三部分以外的其她元件，如油箱、管路、过滤器、蓄能器、管接头、压力表开关等。 图1.1.2机床工作台液压传动系统1-油箱2-过滤器3-液压泵4-压力计5-机床工作台6-液压缸7-换向阀8-节流阀9-溢流阀图1.1.3 液压传动系统工作原理图3液压传动的优缺陷液压传动的重要长处：可以以便地实现无级调速，调速范畴大。与机械传动和电气传动相比，在相似功率状况下，液压传动系统的体积较小，重量较轻。工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。便于实现过载保护，并且工作油液能使传动零件实现自润滑，因此使用寿命较长。操纵简朴，便于实现自动化，特别是与电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。液压元件实现了系列化、原则化和通用化，易于设计、制造和推广应用。液压传动的重要缺陷：液压传动中不可避免地会浮现泄漏，液体也不也许绝对不可压缩，故无法保证严格的传动比。液压传动有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），故传动效率不高，不适宜作远距离传动。液压传动对油温的变化比较敏感，不适宜在很高和很低的温度下工作。液压传动浮现故障时不易找出因素。4.发展应用第一阶段： 液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795年世界上第一台水压机诞生，已有200近年历史，但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发展缓 慢，几乎停滞。气压传动早在公元前，埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃。从18 世纪产业革命开始，逐渐应用于各类行业中。 第二阶段：上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并一方面应用于机床。 第三阶段：上世纪50、60、70年代，工艺水平有了很大提高，液压与气动技术也迅速发展，渗入到国民经济的各个领域：从蓝天到水下， 参军用到民用，从重工业到轻工业，到处均有流体传动与控制技术小 结液压传动运用液体的压力能来传递动力（运动和力），与其她传动方式特点不同。液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件构成，用液压油作为工作介质。液压元件及系统原理图按国标（GB786.1-993）规定的图形符号绘制。课题序号34授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称液压传动基本知识 工作介质的重要性质使用教具教学目的1 熟悉液压油的重要性质和影响因素2 理解液压油的选用根据教学重点液压油的重要性质及影响因素教学难点更新、补充以、删节内 容课外作业教学后记前面我们学习了液压传动是以液压油为工作介质，学生对液压油性质有了进一步的理解，课堂氛围活跃，反映积极。授课重要内容或板书设计1.2液压油的重要性质液体是液压传动的工作介质，是能量进行传递的中间媒介。因此，理解液体的基本力学性质，掌握液体在平衡状态和运动状态下的力学规律，有助于对的理解液压传动原理，也是合理地设计和使用液压系统的理论基本。液压的最重要的性质为粘性和可压缩性。（1） 粘性a.概念：液体内部各点由于速度不等，也会产生摩擦力，以制止液层间的相对滑动的性质。b.可见粘性的物理意义：既反映流动是液体内摩擦力的大小，也反映出液体的流动性能。c.影响黏度的因素：温度和压力。液体的粘度随温度和压力的变化而变化。一般来说，温度升高，粘度下降；压力升高，粘度增长。（2）可压缩性液体受压力后其容积发生变化的性质。低压系统中，液体可觉得是不可压缩的；高压系统中需考虑其压缩性，液体中混入的空气，其可压缩性将明显增长。（3）液压油尚有其她某些性质，如稳定性（热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性等）、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性以及相容性（对所接触的金属、密封材料、涂料等作用限度）等，都对它的选择和使用有重要影响。液压油的选用液压油牌号的选择重要是根据工作条件选用合适的黏度。（1）液压传动对工作介质的性能规定液压传动工作介质应具有如下性能：合适的粘度，较好的粘温特性。润滑性能好。质地纯净，杂质少。对金属和密封件有良好的相容性。对热、氧化、水解和剪切均有良好的稳定性。抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。体积膨胀系数小，比热容大。流动点和凝固点低，闪点（明火能使油面上油蒸气闪燃，但油自身不燃烧时的温度）和燃点高。对人体无害，成本低。（2）液压油的选用液压系统一般采用石油型液压油。在特殊场合还可用乳化型、合成型液压油。高水基液压油第一代 由可溶性油配备成的乳化液第二代 合成溶液第三代 微型乳化液随着科学技术的飞速发展，高水基液压油必将越来越广泛地得到应用。课题序号56授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问、习题授课章节名 称液压传动基本知识液压传动的重要参数（压力与流量）及计算使用教具教学目的1 理解流量与速度的关系并对的用数学公式体现2 掌握液压系统中的油液压力的产生与传递原理3 会分析系统压力损失和流量损失4 掌握系统有关参数的计算措施教学重点1 液压系统中的油液压力的产生与传递原理2 系统有关参数的计算措施教学难点液压系统中的油液压力的产生更新、补充以、删节内 容课外作业习题1、2教学后记学生总体掌握得不错，但在灵活公式应用方面有点欠缺，需要通过练习进一步的得到提高！授课重要内容或板书设计1.3 液压传动的两个重要参数是压力和流量。1压力（1）压力的概念 静止的油液受到外力和油液自重的作用。由于在液压系统中，一般是外力产生的压力比液体自重产生的压力大得多，为此可将液体自重产生的压力忽视不计。静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力，简称为压力。用公式表达为静压力具有两个特性： 油液内任意点受到的各方向的静压力都相等； 静压力的方向为垂直指向受压表面。 （2）静压传递原理（帕斯卡原理） 在密封容器内施加于静止液体任一点的压力将以等值传递到液体中各点，这就是静压传递原理，又称帕斯卡原理（图1.3.1）。图1.3中，设互相连通的两缸A和B的面积分别为A1、A2，作用力为和，则容器的压力分别为 , .根据静压传递原理有 故图1.3.1静压力传递原理上式表白，只要A2Al足够大，就可用较小的力F1产生很大的力F2（负载力），若A2Al为一定值，则F2越大，所需的力F1也越大，密封缸中的B压力也越大；若F2很小，则压力也很小，当F2=0时，p=0。2流量和平均流速(1)流量 流量是指单位时间内流过管道或液压缸某一截面的油液体积，一般用Q表达。若在时间t内，流过管道或液压缸的油液体积为V，则流量为 Q=V/t.(2)额定流量 额定流量指的是按实验原则规定，系统持续工作所必须保证的流量，是液压元件的基本参数，应符合公称流量系列。(3)平均流速 平均流速是一种假想的流速，即按通流截面上各点流速相似所计算的流量，来替代实际的流量，即v=Q/A.由于油液之间和油液与管壁之间的摩擦力大小不同，故在油液流动时，在同一截面上各点的真实流速并不相似，故用平均流速作近似计算。(4)活塞(或缸)运动速度与流量的关系 活塞(或缸)的运动是由于进入的油液迫使容积增大而产生的，因此活塞(或缸)运动速度与进入油液流量有直接关系。活塞(或缸)随油液流动而移动，因此活塞的运动速度与油缸的液体的流速相似。活塞(或缸)运动速度与活塞有效作用面积和流量之间的关系为：v=Q/A.(5)液流持续性原理 液体在管中作稳定流动时，由于液体是几乎不可压缩的，则液体在流动过程中遵守质量守恒定律，在单位时间内液体通过任意截面的液体质量相等，就是说，液体流过无分支管道时在任一截面上的流量一定是相等的，这就是液流持续性原理(如图1.3.2所示)。图1.3.2液流持续性原理Q1=Q2 A1v1=A2v2式中：Al、A2截面1、截面2的面积，单位为（m2）； v1、v2液体通过截面1、截面2的流速， 单位为ms (米秒)。例题：在液压千斤顶压油的过程中，已知柱塞泵活塞1的面积A1,液压缸活塞2的面积A2，管路4的截面积A4若活塞1的下压速度V1,试求活塞2的上升速度V2和管路内油液的平均流速V.3压力损失、流量损失和功率(1)液阻和压力损失 油液由液压泵输出到进入液压缸，其间要通过直管、弯管、多种阀孔等，由于油液具有粘性，油液各质点之间，油液与管壁之间会产生摩擦、碰撞等，对液体的流动产生阻力，这种阻力称为液阻。液阻要损耗一部分能量。这种能量损失重要体现为液流的压力损失。压力损失可分为沿程损失和局部损失。沿程损失是液流经直管中的压力损失，而局部损失是液流经管道截面突变或管道弯曲等局部位置的压力损失。压力损失会导致功率挥霍，油液发热、泄漏增长，使液压元件受热膨胀而“卡死”，因此必须尽量减少液阻，以减少压力损失。(2)泄漏和流量损失 液压元件不也许绝对密封，总会有一定的间隙，当间隙两端有压力差时，就会有油液从这些间隙流出。从液压元件的密封间隙漏出少量油液的现象叫泄漏。泄漏分为内泄漏和外泄漏两种（图1.3.3）。 图1.3.3液压缸的泄漏内泄漏是液压元件内部高、低压腔内的泄漏，外泄漏是系统内部油液漏到系统外部。 泄漏必然导致流量损失，使液压泵输出的流量不能所有流入液压缸等执行元件，从而影响液压元件的性能和液压系统的正常工作。 (3)液压传动功率的计算 功率是单位时间内所作的功，用P表达，单位为W(瓦)或kW(千瓦)。 3.液压缸的输出功率 由于功率等于力和速度的乘积，因此液压缸输出功率就等于负载阻力F和活塞(或缸)的运动速度的乘积，即p=Fv由于 ，因此液压缸输出功率可写为P缸= p缸Q缸式中：P缸液压缸的输出功率(W)； p缸液压缸的最高工作压力(Pa)； p缸液压缸的最大流量(m3/s)。 液压泵的输出功率由于油液在管道中流动时有压力损失和流量损失，因此液压泵的输出功率应不小于液压缸的输出功率。 驱动液压泵的电动机功率的计算由于存在机械摩擦、内泄漏等因素，故电动机(原动机)功率应比液压泵输出功率要大，两者之比用表达，即P电=P泵/总小 结在液压传动中，可近似地觉得液体是不可压缩的，液体的密度到处相等。液压油的粘性大小可用粘度来表达。粘度越高，则粘性越大，表象为油越稠。粘度随温度的升高而下降，随压力的升高而增大。在液压传动中，压力对粘度的影响相对较小，绝对压力、表压力、大气压力的关系：绝对压力=表压力+大气压力。若没有特别阐明，液压传动中所说的液压力是指表压力。负的表压力称做“真空度”。帕斯卡原理是液压传动的理论基本。液流持续性方程：q=vA=常数。课题序号78授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称结识液压动力装置结识齿轮液压泵使用教具教学目的1 理解液压泵的工作原理2 掌握液压泵的构造特点、图形符号、重要参数3 理解常用液压泵的优缺陷及其合用场合教学重点掌握液压泵的构造特点、图形符号、重要参数教学难点更新、补充以、删节内 容课外作业习题教学后记2.1液压泵液压泵作为液压系统的动力元件，是液压系统的重要构成部分。它能将原动机(如电动机)输入的机械能转换为液压能的能量转换元件。液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性。1液压泵的工作原理 图2.1.1所示为单柱塞泵，它由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、泵体4和单向阀5、6构成，柱塞2安装在泵体4内，柱塞在弹簧3的作用下与偏心轮1接触。当偏心轮1转动时，柱塞2便在泵体内上下往复运动。柱塞2与泵体4构成一种密封容积a。当柱塞向下运动时，密封油腔a的容积逐渐增大，形成局部真空，油箱7中的油液在大气压作用下，顶开单向阀5进入油腔，液压泵吸油。当柱塞向上运动时，密封油腔a的容积逐渐缩小，使油液受到挤压而产生一定的压力，这时单向阀5关闭，密封容积中的油液顶开单向阀6，沿油路到执行元件，完毕压油。若偏心轮不断地转动，柱塞就不断地上、下往复运动，泵就不断地从油箱吸油向系统供油。图2.1.1液压泵的工作原理图由上可知：液压泵是靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，故可称为容积泵。其工作过程就是吸油和压油过程。 要保证液压泵正常工作，必须满足如下条件：1应具有密封工作容积，并且密封容积应能不断反复地由小变大，再由大变小；2要有配油装置，在吸油过程中必须使油箱与大气相通，容积减小时向系统压油。2液压泵重要类型(1)齿轮泵 按其啮合形式可分为外啮合式和内啮合式两种。工作原理图如图2.2.1所示，由泵体2、一对啮合齿轮1和5、前后两端盖和传动轴6和7等构成。泵体、端盖和齿轮的各齿间形成两个互不相通的密封容积3和4。当齿轮按图示方向旋转时，K点右侧两轮齿脱开啮合，使密封容积逐渐增大，形成局部真空，油箱中油液在大气压作用下经油管被吸入油腔3，布满齿间。随着齿轮旋转，油液被带到油腔4。由于油腔4的轮齿逐渐进入啮合，故密封容积不断减小，从而使齿槽间的油液被逐渐挤出，通过压油腔4被送入系统中。故3为吸油腔，4为压油腔。当齿轮不断旋转时，齿轮泵持续不断地反复吸油和压油的过程，不断向系统供油。课题序号910授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称结识液压动力装置结识齿轮液压泵使用教具教学目的4 理解液压泵的工作原理5 掌握液压泵的构造特点、图形符号、重要参数6 理解常用液压泵的优缺陷及其合用场合教学重点掌握液压泵的构造特点、图形符号、重要参数教学难点更新、补充以、删节内 容课外作业习题教学后记2.1液压泵液压泵作为液压系统的动力元件，是液压系统的重要构成部分。它能将原动机(如电动机)输入的机械能转换为液压能的能量转换元件。液压泵的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性。1液压泵的工作原理 图2.1.1所示为单柱塞泵，它由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、泵体4和单向阀5、6构成，柱塞2安装在泵体4内，柱塞在弹簧3的作用下与偏心轮1接触。当偏心轮1转动时，柱塞2便在泵体内上下往复运动。柱塞2与泵体4构成一种密封容积a。当柱塞向下运动时，密封油腔a的容积逐渐增大，形成局部真空，油箱7中的油液在大气压作用下，顶开单向阀5进入油腔，液压泵吸油。当柱塞向上运动时，密封油腔a的容积逐渐缩小，使油液受到挤压而产生一定的压力，这时单向阀5关闭，密封容积中的油液顶开单向阀6，沿油路到执行元件，完毕压油。若偏心轮不断地转动，柱塞就不断地上、下往复运动，泵就不断地从油箱吸油向系统供油。图2.1.1液压泵的工作原理图由上可知：液压泵是靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，故可称为容积泵。其工作过程就是吸油和压油过程。 要保证液压泵正常工作，必须满足如下条件：1应具有密封工作容积，并且密封容积应能不断反复地由小变大，再由大变小；2要有配油装置，在吸油过程中必须使油箱与大气相通，容积减小时向系统压油。2液压泵重要类型(1)齿轮泵 按其啮合形式可分为外啮合式和内啮合式两种。工作原理图如图2.2.1所示，由泵体2、一对啮合齿轮1和5、前后两端盖和传动轴6和7等构成。泵体、端盖和齿轮的各齿间形成两个互不相通的密封容积3和4。当齿轮按图示方向旋转时，K点右侧两轮齿脱开啮合，使密封容积逐渐增大，形成局部真空，油箱中油液在大气压作用下经油管被吸入油腔3，布满齿间。随着齿轮旋转，油液被带到油腔4。由于油腔4的轮齿逐渐进入啮合，故密封容积不断减小，从而使齿槽间的油液被逐渐挤出，通过压油腔4被送入系统中。故3为吸油腔，4为压油腔。当齿轮不断旋转时，齿轮泵持续不断地反复吸油和压油的过程，不断向系统供油。图2.2.1外啮合齿轮泵工作原理图(2)叶片泵 分为单作用式和双作用式两种。单作用式转子每转一周完毕吸油、压油各一次，双作用式转子每转一周完毕吸油、压油各两次。 单作用式叶片泵 如图2.2.2所示为单作用式叶片泵的工作原理图。 双作用式叶片泵 图2.2.3所示为双作用式叶片泵的工作原理图。 图2.2.2 图2.2.3叶片泵是机床液压系统中应用最广的一种液压泵，它重要的长处是：流量均匀，运转平稳，构造紧凑，噪声小；其缺陷是：构造较复杂，吸入性能差，对工作液体的污染较敏感。它重要用于对速度平稳性规定较高的中低压系统。随着构造、工艺及材料的不断改善，叶片泵正向中高压及高压方向发展。(3)柱塞泵 柱塞泵是靠柱塞在缸体内作往复运动，使缸体内的密封容积变化来实现吸油和压油的，按柱塞排列方向不同，分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。径向柱塞泵 由柱塞3、定子4、转子5和配油轴6等构成。当电动机带动转子旋转时，每个柱塞分别在缸体内径向往复滑动。柱塞在上半周时，从配油轴的吸油口吸油；当柱塞在下半周时，向配油轴的压油口压油。转子每转一周，各柱塞各吸、压油一次。变化转子与定子的偏心距e时，可变化泵的输油量，因此径向柱塞泵是一种变量泵。若变化偏心方向，就可变化吸、排油方向成为双向变量泵。 图2.2.4轴向柱塞泵 由配油盘1、缸体2、柱塞3和斜盘4等构成，斜盘、配油盘均与泵体相固定，柱塞装在缸体沿圆周均布的轴向孔内，缸体由电动机通过传动轴带动旋转，柱塞在弹簧或液压力的作用下头部紧贴在斜盘上，柱塞孔的另一端与配油盘贴紧。当缸体如图方向旋转时，斜盘迫使柱塞在缸体轴向孔中作往复运动，形成密封容积的变化。变化斜盘的倾角，可变化柱塞的行程，即可变化泵的输油量，因此轴向柱塞泵为变量泵。若变化倾斜方向，能使吸、压油方向变化，使其成为双向变量泵。 图2.2.5柱塞泵是依托柱塞在缸体中做往复运动形成密封工作容积的变化进行吸液和排液的。由于柱塞和缸孔的配合表面为圆柱面，工艺性能好，容易获得较高的配合精度，因此，泄漏小，容积效率高；同步，柱塞和缸体的受力状况好、强度大，故能承受很高的压力；此外，柱塞泵容易实现变量，因而在高压系统中应用相称普遍。其缺陷是：对零件的材质和工艺规定高，抗污染能力差小 结液压泵是液压系统的动力源。它将输入的机械能转换为工作液体的压力能，为液压系统提供一定流量的压力液体。具有周期性变化的密封工作容积和配流机构是液压泵工作的必备条件。排量和压力是泵的两个基本参数。额定压力体现了泵的能力运营过程中的工作压力是随负载变化的。泵的效率重要涉及：容积效率和机械效率。容积效率反映了泄漏的大小，影响实际流量；而机械效率反映了机械摩擦损失，影响驱动泵所需的转矩。本章简介了齿轮泵、叶片泵和柱塞泵，应当注意它们在工作原理、性能和应用范畴上的差别。齿轮泵容积效率较低，存在不平衡的径向力和困油现象，使压力提高受到限制，只能为定量泵，且流量脉动和噪声也较大，但其构造简朴，价格便宜，抗污染能力强，故合用于运动平稳性能规定不高的中低压系统或辅助系统。课题序号1112授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称结识液压执行元件（液压缸）和液压辅件使用教具教学目的1 理解常用液压缸的构造类型、图形符号。2 理解液压缸工作原理，掌握其应用特点。3 掌握活塞式液压缸差动连接和计算措施4 掌握液压缸的密封措施5 理解液压辅件形式构造特点6 掌握液压辅件的连接措施和注意事项教学重点1.掌握活塞式液压缸差动连接和计算措施2.掌握液压缸的密封措施教学难点1.掌握活塞式液压缸差动连接和计算措施更新、补充以、删节内 容课外作业习题教学后记一、 液压缸概述1、 液压缸：是液压系统的执行元件，将液压能转换为机械能的能量转换装置。一般用来实现往复直线运动。2、 液压缸按液压作用方式不同可分为：（1） 单作用缸：在压力油作用下只能作单方向运动的液压缸。其回程须借助于运动的自重或其她外力的作用实现。（2） 双作用缸：往复两个方向的运动都由压力油作用实现的液压缸。二、 液压缸的类型、构造性能及应用场合1、 活塞式液压缸（1） 双活塞杆实心式 缸体固定，向回油腔运动 用于小型设备 3L空心式 缸体运动，向进油腔运动 用于中大型设备 2L（2） 单活塞杆分实心和空心 快进及工进 2L（3） 差动液压缸构造性能：运用活塞两侧有效作用面积差进行工作的单活塞杆液压缸 应用场合：快进、工进及快退 运动范畴：2L2、 无杆液压缸 往复直线运动与回转或摆动的互换3、 柱塞式液压缸 内壁不需精加工，杆需精加工4、 摆动式液压缸 摆动运动三、 液压缸的密封基本规定：一定压力下具有良好的密封性能，使写泄漏不致因压力升高而明显增长。1、 间隙密封：依托相对运动零件之间配合间隙来保证密封，避免泄漏；配合间隙为0.020.05mm；应用于尺寸较小，压力较低，运动速度较高的场合。2、 密封圈密封（1） O型：构造简朴，制造容易，摩擦力小，密封性能良好，应用较广，但压力较高或沟槽尺寸选择不当时，密封圈易被挤入间隙而磨损。（2） Y型：运动速度较高，用于液压缸与活塞及活塞杆密封。（3） V型：由支承环、密封环和压环构成，移动速度不高的液压缸中应用较多。四、 液压缸的缓冲和排气1、 缓冲（1） 缓冲原理：当活塞将要达到终点，接近缸盖时，增大回油阻力，以减少活塞的运动速度，从而减少活塞撞缸盖。（2） 缓冲构造：活塞凸台和缸盖凹槽构成。2、 排气（1） 排气因素：系统渗入空气后，会影响运动的平稳性，使换向精度下降，活塞低速运动时产生爬行，甚至在开始运动时运动不时运动部件产生冲击现象。（2） 排气措施：油液从液压缸的最高点引入和引出，即缸的进、出油口设立在最高处；运动平稳性规定较高的液压缸，需在缸的两端装排气塞。课题序号1314授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称液压控制阀使用教具教学目的1 理解常用方向阀的类型，构造2 理解其方向控制阀工作原理，应用特点、掌握图形符号3 理解液压阀的作用、类型、构造构成4 理解压力阀工作原理，应用特点、掌握图形符号5 理解流量控制阀的类型、构造构成6 理解流量控制阀工作原理，掌握图形符号教学重点1方向控制阀工作原理，应用特点、掌握图形符号2理解压力阀工作原理，应用特点、掌握图形符号3理解流量控制阀工作原理，掌握图形符号教学难点阀工作原理更新、补充以、删节内 容课外作业教学后记液压阀在液压系统中，为使机构完毕多种动作，就必须设立多种相应的控制元件液压控制阀，以用来控制或调节液压系统中液流的方向、压力和流量，以满足执行机构运动和力的规定。液压控制阀根据其在系统中的用途不同，可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。 1方向控制阀 在液压系统中，用以控制液流的方向的阀，称为方向控制阀简称方向阀。按其功能不同，可分为单向阀和换向阀两大类。 (1)单向阀 重要作用是控制油液流动方向。按阀芯的构造不同，可分为球阀式和锥阀式。它重要由阀体、阀芯和回位弹簧等构成，工作时压力油从进油口P1流入，作用在阀芯上的液压力克服弹簧力和摩擦力将阀芯顶开，于是油液从出油口P2流出。当油液反向流入时，液压力和弹簧力将阀芯紧压在阀座上，阀口关闭，油路不通。单向阀常安装在泵的出口，避免系统的压力冲击影响泵的正常工作，或泵不工作时避免油液倒流回油箱。为了减小油液正向通过时的阻力损失，弹簧刚度很小。一般单向阀的启动压力为0.030.05Mpa；当运用单向阀作背压阀时，应换上较硬的弹簧，使阀的启动压力达到0.20.6Mpa。图4.1.1单向阀（2）换向阀是借助于阀芯与阀体之间的相对运动来变化油液流动方向的阀类。按阀芯相对于阀体的运动方式不同，换向阀可分为滑阀（阀芯移动）和转阀（阀芯转动）。按阀体连通的重要油路数不同，换向阀可分为二通、三通、四通等；按阀芯在阀体内的工作位置数不同，换向阀可分为二位、三位、四位等；按操作方式不同，换向阀可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等；按阀芯的定位方式不同，换向阀可分为钢球定位和弹簧复位两种。滑阀式换向阀换向原理和滑阀机能。如图4.1.2所示的阀芯有三个工作位置左、中、右称为三位），阀体上有四个通路O、A、B、P称为四通（P为进油口，O为回油口，A、B为通往执行元件两端的油口），此阀称为三位四通阀。当阀芯处在中位时（图4.1.2a），各通道均堵住。油缸两腔既不能进油，又不能回油，此时活塞锁住不动。当阀芯处在右位时(图4.1.2b)，压力油从P口流入，A口流出；回油从B口流入，O口流回油箱。当阀芯处在左位时（图4.1.2c)，压力油从P口流入，B口流出；回油由A口流入，O口流回油箱。图4.1.2d为三位四通阀的图形符号。图4.1.2滑阀式换向阀换向原理换向阀的图形符号 一种换向阀的完整图形符号应表白位置数、通数及操纵方式、复位方式和定位方式的符号。方框表达阀的作用位置，方框数即“位数”，换向滑阀的位数分二位和三位。在一种方框内，箭头或“”于方框交点数为油口通路数，即“通数”，通数有二通、三通、四通、五通等。一般在相应位置的方框内表达油口的数目及通道的方向，其中“”、“”表达通路，“”和“”表达通路被阀芯堵死。滑阀的操纵方式有手动、机动、液动、电磁和电液动等多种型式。 图4.1.3a为二位二一般闭式行程换向阀。当挡铁没有压住滚轮时，右位接入系统，油腔P与A不通。当挡铁压住滚轮使阀芯移动时，左位接入系统，油腔P和A接通。图4.1.3b为三位四通电磁换向阀。lDT通电时，左位接入系统，这时进油口P和A相通，油口B和回油口O相通；当2DT通电时，右位接入系统，这时进油口P与B相通，油口A和回油口O相通；当1DT与2DT均断电时，处在中位，各油路均堵住。图4.1.3换向阀课题序号1516授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称液压控制阀使用教具教学目的7 理解常用方向阀的类型，构造8 理解其方向控制阀工作原理，应用特点、掌握图形符号9 理解液压阀的作用、类型、构造构成10 理解压力阀工作原理，应用特点、掌握图形符号11 理解流量控制阀的类型、构造构成12 理解流量控制阀工作原理，掌握图形符号教学重点1方向控制阀工作原理，应用特点、掌握图形符号2理解压力阀工作原理，应用特点、掌握图形符号3理解流量控制阀工作原理，掌握图形符号教学难点阀工作原理更新、补充以、删节内 容课外作业教学后记压力控制阀控制液压系统压力或运用压力作为信号来控制其她元件动作的阀称为压力控制阀。常用的压力阀有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。它们的共同特点是：运用油液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。1)溢流阀 溢流阀一般安装在泵的出口处，并联在系统中使用。它的作用是溢流和稳压。限压保护作用（又称安全阀）。起背压阀作用。如果将溢流阀安装在液压缸的回油路上，可以产生背压力，提高运动的平稳性。 溢流阀按构造类型及工作原理可分为直动式和先导式两种，下面简介直动式溢流阀工作原理。 图4.2.1为直动式溢流阀及工作原理图，直动式溢流阀重要由阀体、阀芯、调压弹簧和调压螺钉等构成。压力油从进油口P作用于阀芯底面，阀芯底部受到向上的液压作用力F=PA（设工作腔有效面积为A)，而弹簧力为FS。当进油压力较小时，因FFS时，弹簧被压缩，阀芯上移，阀口打开，部分油液经回油口O流回油箱，限制系统压力继续升高，使压力保持在 。变化弹簧压力即可调节系统压力的大小，因此溢流阀工作时阀芯随着系统压力的变动而上下移动，从而维持系统压力近于恒定。图4.2.1直动式溢流阀及工作原理图直动式溢流阀的特点：构造简朴，反映敏捷，缺陷是工作时易产生振动和噪声，并且压力波动较大。直动式溢流阀重要用于低压或小流量场合(2)减压阀 减压阀是一种运用液流流过缝隙产生压降的原理，使出口油压低于进口油压的压力控制阀，以满足执行机构的需要。减压阀有直动式和先导式两种，一般采用先导式。图4.2.2表达先导式减压阀的构造图和图形符号，它由两部分构成，即先导阀调压，主阀减压。工作时液压油从进油口P1进入，经主阀缝隙h流到出油口P2，送往执行机构。主阀芯下端有轴向沟槽a，阀芯的中心有阻尼小孔b，减压油可通过槽口a、阻尼孔b、油室c和孔d通到先导阀的右端并给锥阀一种向左的液压力。当负载较小，出油口压力不不小于调定压力时不开，主阀芯的上下两端的油压相等，主阀芯在平衡弹簧作用下压至最低位置，主阀芯与阀体形成的狭缝h最大，油液流过时压力损失最小，这时减压阀处在非工作状态，位常开。当负载较大时，出油口压力达到调定压力时，锥阀打开控制油开始流动，主阀芯上的阻尼孔b有油液流过，产生压力降，使得主阀芯上端油压不不小于下端油压，主阀芯在压力差的作用下克服平衡弹簧的作用而上移，使主阀口的狭缝h减小，产生压力降。此压力降能自动调节，使出油口油压稳定在调定值上，此时减压阀处在工作状态。当负载更大时，节流口h将更小，压力降更大，使出油口压力稳定在调定值上。图4.2.2表达先导式减压阀的构造图和图形符号(3)顺序阀 顺序阀是用来控制液压系统中两个或两个以上工作机构的先后顺序。顺序串联于回路上，它是运用系统中的压力变化来控制油路通断的。顺序阀分为直动式和先导式，又可分为内控式和外控式，压力也有高下压之分。应用较广的是直动式。图4.2.3是一种直动式顺序阀的构造，其构造和工作原理与直动式溢流阀基本相似，不同的是顺序阀的出口不是通油箱，而是通往另一工作油路，故需要单独的泄油口L，Pl为进油口，P2为出油口。当进口油压低于弹簧调定值时，阀芯处在最低位置，阀口封闭，油液不能通过顺序阀；当进口油压高于弹簧调定值时，阀芯被向上顶起，使阀口启动，形成通路，使油液通过顺序阀流向执行元件。图4.2.3直动式顺序阀的构造小结：顺序阀与溢流阀的区别 1. 溢流阀的出油口通往油箱，顺序阀的出油口一般通往另一工作油路；顺序阀的进出油口都是有一定压力的。 2溢流阀打开时，进油口压力基本上保持在调定值，出口压力近似为零；而顺序阀打开后，进油压力可以继续升高。 3溢流阀的内部泄漏可以通过出油口回油箱；而顺序阀因出油口不是通往油箱的，因此要有单独的泄油口。课题序号1718授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称液压控制阀使用教具教学目的13 理解常用方向阀的类型，构造14 理解其方向控制阀工作原理，应用特点、掌握图形符号15 理解液压阀的作用、类型、构造构成16 理解压力阀工作原理，应用特点、掌握图形符号17 理解流量控制阀的类型、构造构成18 理解流量控制阀工作原理，掌握图形符号教学重点1方向控制阀工作原理，应用特点、掌握图形符号2理解压力阀工作原理，应用特点、掌握图形符号3理解流量控制阀工作原理，掌握图形符号教学难点阀工作原理更新、补充以、删节内 容课外作业教学后记流量控制阀 流量控制阀是通过变化液流的通流截面来控制系统工作流量，以变化执行元件运动速度的阀，简称流量阀。常用的流量阀有节流阀和调速阀等。（1）节流口 节流阀有一种节流部分称节流口。节流口的形式诸多，最常用的如图4.2.4所示，图4.2.4a为针阀式节流口，针阀作轴向移动，调节环形通道大小以调节流量，图4.2.4b是偏心式，在阀芯上开了一种截面为三角形的偏心槽，转动阀芯时，就可以调节通道的大小以调节流量。图4.2.4c是轴向三角槽式可变化三角沟通道截面的大小。图4.2.4d为周向缝隙式，油可以通过狭缝流入阀芯内孔，再经左边的孔流出，旋转阀芯就可以变化缝隙的通流面积的大小。图4.2.4e为轴向缝隙式，在套筒上开有轴向缝隙，轴向移动阀芯就可以变化缝隙通流面积的大小，以调节流量。（2）一般节流阀 节流口形式为轴向三角槽式。压力油从进油口P1流入，经孔道b和阀芯3右端的节流沟槽进入孔道a，再从出油口P2流出。旋转手柄1，可使推杆2沿轴向移动，推杆左移时，阀芯也左移，节流口开大，流量增大；推杆右移时，阀芯也右移，节流口关小，流量减小。这种节流阀构造简朴，制造容易，但负载和温度的变化对流量的稳定影响较大，因此只合用于负载和温度变化不大或速度稳定性规定较低的液压系统。课题序号1920授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称 液压基本回路使用教具教学目的1 掌握液压基本回路的工作原理2 会分析回路的动作方式3 熟悉基本回路的应用范畴和特点4 能根据工作规定进行实物连接教学重点1 掌握液压基本回路的工作原理2 会分析回路的动作方式教学难点更新、补充以、删节内 容课外作业习题教学后记液压基本回路是用液压元件构成以液体为工作介质并能完毕特定功能的典型回路。按功能可分为方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路和顺序动作回路。方向控制回路 方向控制回路是用来控制液压系统中各条油路的液流的通、断及方向的回路。方向控制回路有换向回路和锁紧回路等。（1）换向回路 一般可由换向阀来实现。此回路规定换向阀压力损失小，换向平稳、泄漏小。图5.1.1是采用三位四通手动换向阀控制的换向回路。当手柄上端向左扳时，左位接入系统，液压泵输出油液经换向阀进入液压缸左腔，推动活塞右移，右腔油液经B、O回油箱；当手柄上端向右扳时，右位接入系统，液压泵输出油液经换向阀进入液压缸右腔推动活塞左移，左腔油液经A、O回油箱；当手柄扳向中间位置时，中位接入系统，活塞停止运动，故随着手柄位置的变化，可控制油缸中活塞左、右变化移动方向。（2）锁紧回路 通过回路的控制使执行元件在运动过程中的某一位置上停留一段时间保持不动，并避免停止后窜动。使液压缸锁紧的措施有采用滑阀机能为“O”型或“M”型三位阀的闭锁回路 换向回路 闭锁回路课题序号2122授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称 液压基本回路使用教具教学目的5 掌握液压基本回路的工作原理6 会分析回路的动作方式7 熟悉基本回路的应用范畴和特点8 能根据工作规定进行实物连接教学重点3 掌握液压基本回路的工作原理4 会分析回路的动作方式教学难点更新、补充以、删节内 容课外作业习题教学后记压力控制回路 压力控制回路用压力阀来调节系统或系统的某一部分的压力，以实现调压、减压、增压、卸载等控制，以满足执行元件对压力的规定。 (1)调压回路 调压回路是指控制系统的工作压力，使其不超过某预先调好的数值，或者使执行机构在工作过程中不同阶段实现多级压力转换。一般由溢流阀实现这一功能。 单级调压回路 如图5.2.1所示为单级调压回路。在定量泵系统中，系统的压力由溢流阀调定压力来决定。当系统压力达到溢流阀的调定值时，溢流阀启动，多余油液经溢流阀回油箱。这种回路效率较低，一般用于流量不大的场合。它是液压系统中应用十分广泛的回路。多级调压回路 图5.2.2所示为多级调压回路，当系统需要多级压力控制时，可采用此类回路。当三位四通电磁阀1DT通电时，系统由溢流阀2所调定的压力进行工作，当2DT通电时，系统由溢流阀3所调定的压力进行工作。当1DT、2DT都不通电时，系统压力由溢流阀1所调定的压力进行工作。溢流阀2、3的调定压力必须比溢流阀1要小。 5.2.1单级调压回路 5.2.2多级调压回路 (2)减压回路 用单泵供油的液压系统中，在主油路上工作压力往往较高，而在夹紧、润滑等支路上所需的压力较低，这时可采用减压回路。减压回路控制元件为减压阀。在定量泵液压系统中，溢流阀按主系统的工作压力进行调定，但控制系统的压力较低，润滑系统的工作压力更低(3)卸载回路 能使液压泵输出的油液以最小压力直接回油箱，使液压泵在很小的输出功率下运转，以节省功率、减少油液发热和液压泵的磨损，延长液压泵使用寿命。（4）增压回路 增压回路是用来使局部油路得到比主系统油压高得多的压力。 卸荷回路课题序号2324授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称 液压基本回路使用教具教学目的9 掌握液压基本回路的工作原理10 会分析回路的动作方式11 熟悉基本回路的应用范畴和特点12 能根据工作规定进行实物连接教学重点5 掌握液压基本回路的工作原理6 会分析回路的动作方式教学难点更新、补充以、删节内 容课外作业习题教学后记速度控制回路 此回路是控制和调节液压执行元件的运动速度。涉及调速回路和速度换接回路等。 (1)调速回路 重要有：节流调速回路、容积调速回路和容积节流调速。容积节流调速是用变量泵（限压式变量泵或压力反馈式变量泵等），由流量阀变化进入执行元件的流量，并使泵的流量与通过流量阀的流量相适应来实现调速。 节流调速回路 在液压系统中，运用节流阀构成的调速回路是通过通流截面变化来调节进入执行元件的流量，实现调速目的。根据节流阀在回路中的位置不同，分为进油节流、回油节流和旁路节流调速三种基本形式。 a进油节流调速回路 将节流阀装在执行元件的进油路，其原理如图5.3.1所示，定量泵输出的流量为一定值，供油压力由溢流阀调定，调节节流阀的开口面积就可以调节进入液压缸的流量，从而调节执行元件的运动速度，多余的油液经溢流阀流回油箱。这种调速回路速度稳定性差，要随外界负载变化而变化；低速低载时系统效率低；运动平稳性能差。进油节流调速回路一般应用在功率较小负载变化不大的液压系统中。图5.3.1进出油回路b回油节流调速回路 这种调速回路是将节流阀装在执行元件的回油路上。调速原理如图5.3.1所示。节流阀用以控制液压缸回油腔的流量Q2，从而控制进油腔的流量Q1，以变化执行元件的运动速度，供油压力由溢流阀调定。 这种调速回路回油路上有背压，运动平稳性优于进油节流调速；油液直接回油箱，易散热。用于功率不大、负载变化较大或运动平稳性规定较高的系统中。用节流阀的节流调速回路速度稳定性较差，为使速度不随负载变化而波动，可用调速阀替代节流阀。(2)速度换接回路 绝大多数机床的进给运动规定自动完毕“迅速进给慢速工进迅速退回并停止”的工作循环，有时规定具有两次或更多次工进。下面讨论几种常用的快、慢速自动转换回路。迅速和工进换接回路 图5.3.2所示为采用差动连接的快、慢速换接回路。系统由定量泵1供油，二位三通电磁换向阀4实现差动连接，当在图示位置时为差动快进。当快进到位，挡铁碰行程开关使2DT、3DT通电，阀3和阀4换向，活塞转为工进，其工作速度由节流阀5调节。当工进到位碰行程开关使1DT通电、3DT通电，2DT断电，阀2和阀3换向，活塞迅速退回原位。课题序号2526授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称 液压基本回路使用教具教学目的13 掌握液压基本回路的工作原理14 会分析回路的动作方式15 熟悉基本回路的应用范畴和特点16 能根据工作规定进行实物连接教学重点7 掌握液压基本回路的工作原理8 会分析回路的动作方式教学难点更新、补充以、删节内 容课外作业习题教学后记多执行元件控制回路 在液压系统中若采用同一液压泵驱动多种执行元件工作，可节省液压元件和电动机的数目，合理运用功率、减少占地面积等，因此在机床液压系统和行走机构的液压系统中应用广泛。由于各执行元件动作有一定的规定，如按顺序动作、按同步动作或快进与工进互不干扰等，这就需要解决各执行元件间在压力、流量上的互相影响，互相干扰等问题。本节重要简介顺序动作回路。顺序动作回路是实现多种执行元件按预定的顺序运动的回路，按其控制原理可分为行程控制和压力控制等。(1)行程控制顺序动作回路 它是运用某一执行元件运动到预定行程后来，发出电气或机械控制讯号，使另一执行元件运动的一种控制方式。图5.4.1所示为用行程阀及电磁阀控制A、B两液压缸实现1、2、3、4工作顺序的回路。图5.4.1行程控制顺序动作回路 图5.4.2为电器行程开关控制的顺序动作回路。当电磁铁1DT通电时，缸A活塞右移(动作1)，当活塞右行到一定行程挡铁压下行程开关1XK，电磁铁2DT通电，缸B活塞右移(动作2)，当活塞右行到一定行程挡铁压下行程开关2XK，电磁铁1DT断电，换向阀A换向，缸A活塞左移(动作3)，到终点缸A活塞的挡铁压下行程开关3XK，电磁铁2DT断电，换向阀B换向，缸B活塞左移(动作4)。采用压力控制的顺序动作回路，能反映负载的变化状况，但同一系统中，不适宜多次使用，以免使系统压力因此而升高，效率减少。这种控制方式的敏捷度较高，但动作可靠性较差，执行元件间的动作位置精度较低。 课题序号2728授课班级高三机电授课学时2授课形式讲授、提问授课章节名 称 液压基本回路使用教具教学目的17 掌握液压基本回路的工作原理18 会分析回路的动作方式19 熟悉基本回路的应用范畴和特点20 能根据工作规定进行实物连接教学重点9 掌握液压基本回路的工作原理10 会分析回路的动作方式教学难点更新、补充以、删节内 容课外作业习题教学后记机械手液压传动系统机械手是模仿人的手部动作，按给