液压与气压传动第十一章气动基本回路
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气压传动基本回路(飞机液压与气压传动课件)
缓冲回路
速度控制回路
3.气液联动速度控制回路 如图所示。该回路利用气液转 换器1和2将气压转换成液压， 通过液压油驱动液压缸3 运动， 从而获得平稳的运动速度。分 别调节液压缸进出油路上的两 个节流阀，即可以改变活塞杆 伸出和缩回两个方向的运动速 度。在选用气液转换器时，一 般应使其储油量大于液压缸 3 容积的1.5倍，同时应注意气、 油间的密封，避免气油互串。
单作用气缸换向回路 a）二位三通换向回路 b）三位五通阀换向回路
方向控制回路
2 双作用气缸换向回路
双作用气缸换向回路如图15-11所示。图a和图b 分别为由双气控二位五通 阀和中位封闭式双气控三位五通阀控制的换向回路，其实现的功能与上面的单 作用气缸换向回路相似，但应注意不能在换向阀两侧同时加等压气控信号，否 则气缸易出现误动作。
图2 快速返回回路
速度控制回路
1.调速回路 图所示为双作 用气缸单向调速回路。图ａ 为进 口节流调速回路，图b 为出口节 流调速回路，通常也称为节流供 气和节流排气调速回路。由于采 用节流供气时，节流阀的开度较 小，造成进气流量小，不能满足 因活塞运动而使气缸容积增大所 需的进气量，所以易出现活塞运 动不平稳及失控现象。故节流供 气调速回路多用于垂直安装的气 缸，而水平安装的气缸则一般采 用节流排气调速回路。在气缸的 进、排气口都装上节流阀，则可 实现进、排气的双向调速，构成 双向调速回路。
a）
b）
双作用气缸换向回路
a）二位五通阀换向回路 b）三位五通阀换向回路
一次压力控制回路
1 一次压力控制回路
一次压力控制回路 主要是用来控制储气罐 内的压力，使其不超过 规定的值。如图所示， 在空压机的出口安装溢 流阀 1，当储气罐内压 力达到调定值时，溢流 阀即开启排气。或者也 可在储气罐上安装电接 点压力计，当压力达到 调定值时，用其直接控 制空气压缩机的停止或 启动。
液压与气压传动教材
第1章 液压传动的基础知识
体积压缩系数的倒数称为体积弹性模量 K ，单位为Pa， 写成微分形式，即
1 dp V K k dV
（1-3）
液体的体积压缩系数（或体积弹性模量）说明液体抵抗压缩能力的小， 其值与压力、温度有关，但影响甚小。因此，在压力、温度变化不大 的液压系统中可视为常数，认为液压油是不可压缩的。 常用油液体积弹性模量 K ＝（1.2～2.0）×109 Pa。
图0-3气压传动系统 1－电动机 2－空气压缩机 3－储气罐 3-压力控制阀 4-逻辑元件 5-方向控制阀6流量控制阀 7-机控阀 9－气缸 8-消声器 11－油雾器 12－空气过滤器
绪论
0.3.2 液压传动的优缺点
液压传动与机械传动、电气传动相比有以下优点 ⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。 ⑵容易实现无级调速，调速方便且调速范围大。 ⑶容易实现过载保护和自动控制。 ⑷机构简化和操作简单。 液压传动的缺点 ⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。 ⑵出现故障不易诊断。 ⑶液压元件制造精度高， ⑷油液易泄漏。
第1章 液压传动的基础知识
1.4.4 液压泵出口压力的确定
1.5 液体流经孔口及缝隙的流量压力特性
1.5.1 液体流经小孔的流量压力特性 1.5.2 液体流经缝隙的流量压力特性
1.6 液压冲击与气穴现象
1.6.1 液压冲击
1.6.2 气穴现象
第1章 液压传动的基础知识
第1章 液压传动的基础知识
油液是液压传动与控制系统中用来传递能量 的工作介质。此外，它还起着传递信号、润滑、 冷却、防锈和减振等作用。
（1-5）
第1章 液压传动的基础知识
2.运动粘度 液体的动力粘度μ与它的密度ρ之比，用符
液压与气动基本回路
第25页/共201页
（四）卸荷回路
卸荷回路可在不频繁启闭液压泵驱动电动机 的情况下，使液压泵在功率输出接近于零的情 况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热， 延长泵和电动机的寿命。
液压泵输出功率为其流量和压力的乘积，两 者任一近似为零，功率损耗即近似为零。因此 液压泵的卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种。
但要注意，阀2的调定压力 值一定要低于阀1的调定减压 值。
第16页/共201页
（二）减压回路
减压回路使系统中的某一部分油路具有较 低的稳定压力。
二级减压回路
第17页/共201页
（二）减压回路
区别
二级调压回路
二级减压回路
第18页/共201页
（二）减压回路
减压回路使系统中的某一部分油路具有较 低的稳定压力。
第10页/共201页
（一）调压回路
调压回路使系统整体或某一部分的压力保 持恒定数值。
比例调压回路
把单级调压回路中的溢流阀换 为比例电磁溢流阀，则成为比例 调压回路。
通过调节比例电磁溢流阀的输 入电流，即可实现系统压力的无 级调节。
该回路不仅结构简单，压力切 换平稳，且便于实现远距离控制 或程控。
第11页/共201页
第22页/共201页
（三）增压回路
双作用缸增压回路
当增压缸活塞移到右端 时，换向阀得电换向，增 压缸活塞向左移动。同理， 左端小活塞腔输出的高压 油经单向阀3输出。
增压缸的活塞不断往复 运动，两端便交替输出高 压油，从而实现了连续增 压。
第23页/共201页
（三）增压回路
用液压泵增压回路
液压泵2和3由液压马 达4驱动，泵1与泵2或泵 3串联，从而实现增压。
保压时间的长短取决于 蓄能器容量，调节压力继 电器的工作区间即可调节 缸中压力的最大值和最小 值。
（四）卸荷回路
卸荷回路可在不频繁启闭液压泵驱动电动机 的情况下，使液压泵在功率输出接近于零的情 况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热， 延长泵和电动机的寿命。
液压泵输出功率为其流量和压力的乘积，两 者任一近似为零，功率损耗即近似为零。因此 液压泵的卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种。
但要注意，阀2的调定压力 值一定要低于阀1的调定减压 值。
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（二）减压回路
减压回路使系统中的某一部分油路具有较 低的稳定压力。
二级减压回路
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（二）减压回路
区别
二级调压回路
二级减压回路
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（二）减压回路
减压回路使系统中的某一部分油路具有较 低的稳定压力。
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（一）调压回路
调压回路使系统整体或某一部分的压力保 持恒定数值。
比例调压回路
把单级调压回路中的溢流阀换 为比例电磁溢流阀，则成为比例 调压回路。
通过调节比例电磁溢流阀的输 入电流，即可实现系统压力的无 级调节。
该回路不仅结构简单，压力切 换平稳，且便于实现远距离控制 或程控。
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（三）增压回路
双作用缸增压回路
当增压缸活塞移到右端 时，换向阀得电换向，增 压缸活塞向左移动。同理， 左端小活塞腔输出的高压 油经单向阀3输出。
增压缸的活塞不断往复 运动，两端便交替输出高 压油，从而实现了连续增 压。
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（三）增压回路
用液压泵增压回路
液压泵2和3由液压马 达4驱动，泵1与泵2或泵 3串联，从而实现增压。
保压时间的长短取决于 蓄能器容量，调节压力继 电器的工作区间即可调节 缸中压力的最大值和最小 值。
左健民液压与气压传动第五版课后答案1-11章
液压与气压传动课后答案（左健民）第一章液压传动基础知识1-1液压油的体积为331810m -⨯，质量为16.1kg ，求此液压油的密度。
解： 23-3m 16.1===8.9410kg/m v 1810ρ⨯⨯ 1-2 某液压油在大气压下的体积是335010m -⨯，当压力升高后，其体积减少到3349.910m -⨯，取油压的体积模量为700.0K Mpa =，求压力升高值。
解： ''33343049.9105010110V V V m m ---∆=-=⨯-⨯=-⨯由0P K V V ∆=-∆知： 643070010110 1.45010k V p pa Mpa V --∆⨯⨯⨯∆=-==⨯ 1- 3图示为一粘度计，若D=100mm ，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时，测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。
解：设外筒内壁液体速度为0u08 3.140.1/ 2.512/2fu n D m s m s F TA r rl πτπ==⨯⨯===由 dudy du dyτμτμ=⇒= 两边积分得0220.422()()22 3.140.20.0980.10.0510.512a a T l d D p s p s u πμ-⨯-⨯⨯∴===1-4 用恩式粘度计测的某液压油（3850/kg m ρ=）200Ml 流过的时间为1t =153s ，20C ︒时200Ml 的蒸馏水流过的时间为2t =51s ，求该液压油的恩式粘度E ︒，运动粘度ν和动力粘度μ各为多少？ 解：12153351t E t ︒=== 62526.31(7.31)10/ 1.9810/E m s m s Eν--=︒-⨯=⨯︒ 21.6810Pa s μνρ-==⨯⋅1-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为31000/kg m ρ=，试求容器内真空度。
液压或气动回路原理
液压或气动回路原理
液压回路原理是利用液体的能量传递和控制来实现工作机构的运动。
液压回路由液压泵、液压马达（或液压缸）、液压阀和液压油箱等组成。
液压泵通过驱动传动装置带动液压油在液压系统中循环流动。
当液压泵供油时，液压油被加压送入液压马达（或液压缸）中，使机械装置产生运动。
液压阀通过开启或关闭液压回路的通道来控制液压油的流动方向、流量大小和压力。
气动回路原理是利用压缩空气的能量进行工作机构的操作。
气动回路由气源、气动执行机构、气动阀以及气动管路等组成。
气源通过压缩空气产生压力，并通过气管输送到气动执行机构中。
气动执行机构根据气动阀的控制信号，通过开启或关闭空气通道，控制气动执行机构的运动方向和速度。
在液压回路和气动回路中，通过调节液压阀或气动阀的开闭程度，可以精确控制工作机构的运动速度和力量大小，实现对系统的精确控制。
这使得液压和气动回路在工业自动化控制系统中被广泛应用。
液压与气液传动任务十一：典型气压系统控制
2.气动系统使用注意事项
（1）开机前后要放掉系统中的冷凝水。 （2）定期给油雾器加油。 （3）随时注意压缩空气的清洁度，对空气滤气器的滤 芯要定期清洗。 （4）开机前检查各旋钮是否在正确位置．对活塞杆、 导轨等外露部分的配合表面进行擦拭后方能开车。 （5）熟悉元件凋节和控制机构的操作特点，注意各元 件调节旋钮的旋向与压力、流量大小变化的关系，气 动设备长期不用，应将各旋钮放松，以免弹件元件失 效而影响元件的性能。
六、气压传动系统
1.汽车车门气动安全操纵系统
汽车车门安全操纵系统如图13-4所示，要求该气动系统能控制
汽车车门打开、关闭，并且当车门在关闭过程中若遇到障碍时，能
使车门再自动开启，起安全保护作用。其工作原理如下：
1.汽车车门气动安全操纵系统
车门的打开和关闭通过气缸12中活塞的左右移动实现，而气缸的 换向则用气控换向阀9来控制。气控换向阀又受1、2、3、4四个按钮式 二位三通换向阀操纵。气缸运动速度(即车门开启速度)由单向节流阀1
4.速度控制回路
单作用气缸快速返回回路活塞返回时，气缸下腔通 过快速排气阀排气。
4.速度控制回路
(2)双作用缸速度控制回路
1）双向调速回路
在换向阀的排气口上安装排 气节流阀，两种调速回路的调速
效果基本相同。
2）慢进快退回路 控制活塞杆伸出时采用排气 节流
控制，活塞杆慢速伸出；活 塞杆缩回时，
无杆腔余气经快排 阀排空，活塞杆快速 退回。
情境四 汽车装配生产线气动控制 任务十一 典型气压系统控制
五、气压传动系统及基本回路
（一）气压传动基本回路
任何复杂的气动控制回路，均有一些具 有特定功能的基本回路组成，常用回路是 指实际应用中经常会遇到的典型回路。常 见的有方向控制回路、压力控制回路、速 度控制回路等。
液压与气动控制技术(辛连学)11气动基本元件基本回路.答案
第十一章 气动控制元向控制阀 1. 单向型控制阀 (2)与门型梭阀（双压阀） 与门型梭阀又称双压阀， 该阀只有当两个输入口P1、 P2同时进气时，A口才能输出。图11-3所示为与门型梭阀。P1或P2单独输入时，如图 11-3a、b所示，此时A口无输出，只有当P1，P2同时有输入时，A口才有输出，如图 11-3c所示。当P1、P2气体压力不等时，则气压低的通过A口输出。图11-3d为该阀的 图形符号。
第十一章 气动控制元件和基本回路
第五节 其他基本回路 五、双手同时操作回路 所谓双手操作回路就是使用两个起动用的手动阀，只有同时按动两个阀才动作的回路。 这种回路主要是为了安全，这在锻造、冲压机械上常用来避免误动作，以保护操作者 的安全。 图11-25a所示为使用逻辑“与”回路的双手操作回路，图11-25b所示的是使用三位主 控阀的双手操作回路，
第十一章 气动控制元件和基本回路
第五节 其他基本回路
一、气液联动回路 2、气液阻尼缸的速度控制回路 图11-18所示为气液阻尼缸速度控制回路。图11-18a所示的为慢进快退回路，改变 单向节流阀的开度，即可控制活塞的前进速度；活塞返回时，气液阻尼缸中液压 缸的无杆腔的油液通过单向阀快速流入有杆腔，故返回速度较快，高位油箱起补 充泄漏油液的作用。图11-18b所示的为能实现机床工作循环中常用的快进一工进 一快退的动作。
第十一章 气动控制元件和基本回路
第二节 换向回路
一、单作用气缸换向回路 图11-8a所示为由二位三通电磁阀控制的换向回路，通电时，活塞杆伸出；断电 时，在弹簧力作用下活塞杆缩回。 图11-8b所示为由三位五通电磁阀控制的换向回路，该阀具有自动对中功能，可 使气缸停在任意位置，但定位精度不高、定位时间不长。
第十一章 气动控制元件和基本回路
液压与气动技术课件：液压基本回路
图 7.8 变量泵和液压缸组成的开式容积调速回路
液压基本回路
图 7.9 所示为变量泵和定量马达组成的闭式容积调速回 路。在这种回路中，为补充回路中的泄漏设置了补油装置。 辅助泵将油箱中经过冷却的油液输入到封闭回路中，同时与 油箱相通的溢流阀将溢出定量马达排出的多余油液，从而起 到稳定低压管路压力和置换热油作用。由于变量泵的吸油口 处具有一定压力，所以可避免空气侵入和出现空穴现象。封 闭回路中的高压管路上连有溢流阀可起到安全阀作用，以防 止系统过载，单向阀在系统停止工作时可以起到防止封闭回 路中的油液倒流和空气侵入的作用。
式中，p 1 、 p 2 分别为液压缸进油腔压力和回油腔压力，由 于回油腔通油箱， p 2 可视为零; F 、 A 分别为缸的负载和
活塞的有效面积。所以
液压基本回路 节流阀前后的压力差为
由小孔流量公式可知液压缸的运动速度为
式中， K 为节流阀阀口形状系数；A T 为节流阀通流面积； m 为节流阀阀口形状指数。
液压基本回路
采用节流阀的节流调速回路，在负载变化时液压缸运行 速度随节流阀进出口压差而变化，故速度平稳性差。如果用 调速阀来代替节流阀，速度平稳性将大为改善，但功率损失 将会增大。
2. 容积调速回路 容积调速回路是通过改变回路中液压泵或液压马达的排 量来实现调速的。其主要优点是功率损失小(没有溢流损失 和节流损失)，系统效率高，适用于高速、大功率系统。
液压基本回路
图 7.7 旁路节流调速回路
液压基本回路
(1)速度负载特性。 旁路节流调速回路的速度负载特性方程为
式中，q Pt 为泵的理论流量; K l 为泵的泄漏系数;其余符号意 义同前。
由方程(7. 4 )绘出的速度负载曲线如图 7. 7 ( b )所示。
液压基本回路
图 7.9 所示为变量泵和定量马达组成的闭式容积调速回 路。在这种回路中，为补充回路中的泄漏设置了补油装置。 辅助泵将油箱中经过冷却的油液输入到封闭回路中，同时与 油箱相通的溢流阀将溢出定量马达排出的多余油液，从而起 到稳定低压管路压力和置换热油作用。由于变量泵的吸油口 处具有一定压力，所以可避免空气侵入和出现空穴现象。封 闭回路中的高压管路上连有溢流阀可起到安全阀作用，以防 止系统过载，单向阀在系统停止工作时可以起到防止封闭回 路中的油液倒流和空气侵入的作用。
式中，p 1 、 p 2 分别为液压缸进油腔压力和回油腔压力，由 于回油腔通油箱， p 2 可视为零; F 、 A 分别为缸的负载和
活塞的有效面积。所以
液压基本回路 节流阀前后的压力差为
由小孔流量公式可知液压缸的运动速度为
式中， K 为节流阀阀口形状系数；A T 为节流阀通流面积； m 为节流阀阀口形状指数。
液压基本回路
采用节流阀的节流调速回路，在负载变化时液压缸运行 速度随节流阀进出口压差而变化，故速度平稳性差。如果用 调速阀来代替节流阀，速度平稳性将大为改善，但功率损失 将会增大。
2. 容积调速回路 容积调速回路是通过改变回路中液压泵或液压马达的排 量来实现调速的。其主要优点是功率损失小(没有溢流损失 和节流损失)，系统效率高，适用于高速、大功率系统。
液压基本回路
图 7.7 旁路节流调速回路
液压基本回路
(1)速度负载特性。 旁路节流调速回路的速度负载特性方程为
式中，q Pt 为泵的理论流量; K l 为泵的泄漏系数;其余符号意 义同前。
由方程(7. 4 )绘出的速度负载曲线如图 7. 7 ( b )所示。
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▪ 气液缸并联且有中间位置停止的
变速回路 气缸活塞杆端滑块空套
在液压阻尼缸活塞杆上，当气缸运
动到调节螺母 6 处时，气缸由快进
转为慢进。液压阻尼缸流量由单向
节流阀2 控制，蓄能器能调节阻尼
缸可编中辑版油量的变化。
15
11.1.5位置控制回路
▪ 采用串联气缸定位
气缸由多个不同行 程的气缸串联而成。换 向阀1、2、3依次得电 和同时失电，可得到四 个定位位置。
换，气罐4 内的压缩空气直接进入
冲击气缸，使活塞以极高的速度运
动，该活塞所具有的动能转换成很
大的冲击力输出，减压阀5 调节冲
击力的大小。
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7
11.1.3方向控制回路
▪ 单作用气缸换向回
路 用三位五通换向 阀可控制单作用气 缸伸、缩、任意位 置停止。
▪ 双作用气缸换向回路
用三位五通换向阀除控制 双作用缸伸、缩换向外， 还可实现任意位置停止。
第11章 气动回路
学习重点:回路结构、原理、作用
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1
气动基本回路 压力和力控制回路 换向回路 速度控制回路 位置控制回路 基本逻辑回路
▪ 气动常用回路 ▪ 安全保护回路 ▪ 同步动作回路 ▪ 往复动作回路 ▪ 记数回路 ▪ 振荡回路
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2
11.1气动基本回路 11.1.1压力控制回路
后触发
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23
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24
双压阀在钻床控制回路中的应用
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25
过载保护回路
过载保护回路 图17-38
可编辑版
26
▪ 任意位置停止回路
当气缸负载较小时，可选择图a 所示回路，当气缸负载较大时，应 选择图b 所示回路。当停止位置要求 精确时，可选择前面所讲的气液阻 尼缸任意位置停止回路。
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16
11.1.6基本逻辑回路
可编辑版
17
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18
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19
11.2常用回路 11.2.1安全保护回路
▪ 双手操作回路
▪单作用气缸快速返回回
路活塞返回时，气缸下腔
控制活塞杆的升降速度。 通过快速排气阀排气。
可编辑版
11
▪ 排气节流阀调速回路
通过两个排气节流阀控 制气缸伸缩的速度。
▪ 缓冲回路
活塞快速向右运动接近末 端，压下机动换向阀，气 体经节流阀排气，活塞低 速运动到终点。
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12
11.1.4.2气液联动速度控制回路
▪ 串联气缸回路
通过控制电磁阀 的通电个数，实 现对分段式活塞 缸的活塞杆输出 推力的控制。
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6
▪ 采用气液增压器的
增力回路 利用气液 增压器1 把较低的气 压变为较高的液压力， 提高了气液缸2 的输 出力。
▪ 冲击气缸回路
阀1 得电，冲击气缸下腔由快速排
气阀2 通大气，阀3 在气压作用下切
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4
过载保护回路 正常工作时，阀1 得电， 使阀2 换向，气缸活塞杆 外伸。如果活塞杆受压的 方向发生过载，则顺序阀 动作，阀3 切换，阀2 的 控制气体排出，在弹簧力 作用下换至图示位置，使 活塞杆缩回。
可编辑版
5
11.1.2力控制回路
气动系统一般压力较低，所以往往是通过 改变执行元件的受力面积来增加输出力。
▪ 一次压力控制回路
电接触式压力表根据贮气 罐压力控制空压机的起停， 一旦贮气罐压力超过一定 值时，溢流阀起安全保护 作用。
简单压力控制回路 采 用溢流式减压阀对气源实 行定压控制。
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3
▪ 高低压控制回路
由多个减压阀控制，实 行多个压力同时输出。
▪ 高低压切换回路
利用换向阀和减压阀实 现高低压切换输出。
▪ 采用气液组合缸的同步回路
利用两液压缸油路串联，来保 证在负载F1、F2 不相等时也能 使工作台上下运动同步。蓄能 器用于换向阀处于中位时为液 压缸补充泄漏。
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21
11.2.3往复动作回路
▪单往复动作回路
▪ 连续往复动作回路
可编辑版
22
11.3程序动作回路
气缸代号A B C D A1—气缸前行 A0—气缸后退 行程阀代号 a b c d a1—A1动作结束后触发a2—A0动作结束
动转变为液压传动;
或者采用气液阻尼缸
来作为执行元件。
特点:
回路不需要液压动力源，
具备传动平稳、定位精确， 用气液阻尼缸的速度控制回路
可无级调速的特点
图17-31
可编辑版
14
▪ 气液缸串联变速回路
当活塞杆右行到撞块A 碰到机动换向阀后开始 作慢速运动。改变撞块 的安装位置，即可改变 开始变速的位置。
▪ 由于气体的可压缩性，运动速度不稳定，定位精度不
高。在气动调速、定位不能满足要求的场合，可采用 气液联动。
▪ 气液缸串联调速回路
通过两个单向节流阀，利用 液压油不可压缩的特点，实 现两个方向的无级调速，油 杯为补充漏油而设。
可编辑版
13
气液联动回路
实现:
退
进
以气压为动力，利用
气液转换器把气压传
只有同时按下两个启动用手 动换向阀，气缸才动作，对 操作人员的手起到安全保护 作用。应用在冲床、锻压机
床上。
▪ 互锁回路
该回路利用梭阀1、2、3 和换向阀4、 5、6 实现互锁，防止各缸活塞同时 动作，保证只有一个活塞动作。
可编辑版
20
11.2.2同步动作回路
简单的同步回路 采用刚性零件把两尺 寸相同的气缸的活塞 杆连接起来。
可编辑版
8
11.1.4速度控制回路
11.1.4.1节流调速回路
气动系统功率不大，主要用节流调速的调速方法。
进气节流调速
排气节流调速
A
A
R
A
A
R
1
2
U
1
2
U
k1
k2
kቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
k
1
2
可编辑版
9
双向调速回路
双作用气缸的速度控制回路 图17-28
可编辑版
10
▪ 气阀调速回路
▪ 单作用气缸调速回路
用两个单向节流阀分别