液压及气压原理

缺点 1、由于 空气具有 压缩性， 气缸的动 作速度易 受载荷的 变化而变 化
2、气缸 在低速运 动时，由 于摩擦力 占推力的 比例较 大，气缸 的低速稳 定性不如 液压缸 3、虽然 在许多场 合，气缸 的输出力 能满足工 作要求， 但输出力 比液压缸 小。
典型气动 系统
一个气动 系统往往 包括气压 传动系统 和气动控 制系统两 部分 如下图所 示气路 1、气压 发生装 置；2、 储气罐； 3、方向 控制阀； 4、调速 阀；5、 执行元 件；
夹具设计
时，应尽
量采取扩
力机构，
以减小气
缸的外形
尺寸。
与使用
的场合和
机构的行
程有关，
但一般不
选满行
程，防止
活塞行程
活塞和缸 盖相碰。
活塞行程
如用于夹 紧机构 等，应计 算所需的 行程增加 10-20mm 的余量。
主要取 要求高速 运动应取 大值。气 缸运动速 度一般为 50700mm/s 。对高速 运动的气 缸， 应选择大 内径的进 气管道； 对于负载 有变化的 情况，为 了得到缓 慢而平稳 的运 动速度， 可选用带 节流装置 或气-液 阻尼缸， 活塞的运 则较易实 动速度 现速度控 制。选用 节流阀 控制气缸 速度需要 注意：水 平安装的 气缸推动 负载时， 推荐用排 气节流调 速；
二、气压 传动系统 原理及特 点
气压传动 与控制技 术简称气 动技术， 是指以压 缩空气为 工作介质 来进行能 量与信号 的传 递，实现 生产过程 机械化、 自动化的 技术，是 流体传动 与控制科 学的一个 重要组成 部分。
气动技术 相对于机 械传动、 电传动及 液压传动 有许多突 出的优点 优点 1、对于 传动形 式，气缸 作为线性 驱动器可 在空间的 任意位置 组建它所 需要的运 动轨迹，
液压传 动与控制 的优缺点
优点 1、同其 他传动方 式比较， 传动功率 相同，液 压传动装 置的重量 轻，体积 紧凑。 2、可实 现无级变 速，调速 范围大。 3、运动 件的惯性 小，能够 频繁迅速 换向；传 动工作平 稳；系统 容易实现 缓冲吸 震，并
能自 动防止过 载。 4、与电 气配合， 容易实现 动作和操 作自动 化；与微 电子技术 和计算机 配合，能 实现各
液压及气 压原理
一、液压 系统组成 和形式
为实现某 种规定功 能,由液 压元件构 成的组 合,叫做 液压回路 。液压回 路按给定 的用途 和要求组 成的整 体，叫做 液压系统 。 液压系统 通常由三 个功能部 分和辅助 装置组成 。液压系 统按照液 流循环方 式分，有 开 式和闭式 两种。
液压系统 的组成 （1）动 力部分 液压泵
类型
内容
在有腐蚀
环境下，
需选用耐
类型
腐蚀气缸 。在有灰
尘等恶劣
环境下，
需在活塞
杆
伸出端安
装防尘罩
。要求无
污染时需
选用无给
油或无油
润滑气缸
等。
根据安
装位置、
使用目的
等因素决
定。在一
般情况
下，采用
固定式气
缸。在
需要随工
作机构连
续回转时
（如车床
、磨床
安装形式
等），应 选用回转
气缸。在
要求活
塞杆除直
线运动
D气 动机械手
用 压缩空气 做动力 源，产生 模拟手指 的开闭动 作，输出 力
气缸的理 论输出力
常用气缸 计算 如图单干 双作用气 缸
理论输出 推力（活 塞杆伸 出） F= 理论输出 拉力（活 塞杆返 回） F=
摆式气缸
摆式气 缸是一种 载小于 360角度 范围内做 往复摆动 的气缸， 它是将压 缩空气的 压力能转 成机械能 的装置， 输出的力 矩使机构 实现往复 摆动。常 用的摆动 气缸的最 大摆动角 度分 别是90、 180、270 三种规格 。
气动执行 元件的分 类方法
1）按照 润滑方式 分
A给 油气动执 行元件
执 行元件的 润滑是由 润滑装置 （如油雾 器等）提 供，应用 与给油润 滑系统。
B无 给油气动 执行元件
执 行元件预 先封入润 滑脂等， 并定期给 予补充达 到润滑， 不需要润 滑装置， 应用于
无 给油软化 气动系统
C无 油润滑气 动系统
比例控制系统
按控制方 法分
按控制方 法分
比例控制系统 数字控制系统
制功能 看，他介 于伺服控 制系统和 开关控制 系统之间 。 但从结构 组成和性 能特点 看，它更 接近于伺 服控制系 统。 控制部分 采用电液 数字控制 阀的系统 。数字控 制阀与伺 服阀或比 例阀相 比，具有 结构简单 、价廉、 抗污染能 力 强、稳定 性重复性 耗、功率 小等优 点，在微 机实时控 制 的电液系 统种，它 取代了比 例阀或伺 服阀工 作，为计 算 机在液压 领域的应 用开辟了 新的方向 。
用来将机 械能转换 为液体压 力能，有 时也将蓄 能器作为 紧急或辅 助动力源 （2）控 制部分 各类压力 、流量、 方向等控 制阀 用来实现 对执行元 件的运动 速度、方 向、作用 力等的控 制。也用 来实现过 载保护、 程 序控制等 （3）执 行部分 液压缸、 液压马达 等 用来将液 体压力能 转换成机 械能 （4）辅 助装置 管道、蓄 能器、过 滤器、油 箱、冷却 器、加热 器、压力 表、流量 计等。
摆式气 缸输出轴 承扭矩， 对冲击的 耐力小， 因此，如 摆动气缸 速度过快 或受到驱 动物体 时的冲击 作用，将 容易损 坏，故需 要采用缓 冲机构或 安装制动 器。
摆式气 缸按照机 构可分叶 片式和活 塞式两种 。
气缸的选 择 首先应选 择标准气 缸，其次 才考虑自 行设计。
考虑因素 根据工
作要求和 条件，正 确选择气 缸的类型 。高温条 件下需选 择耐热气 缸。
溢流阀 （安全 阀）
统先进、 可靠、使 用方便的 前提下， 力求价格 合理，不 要不顾质 量而 追求低成 本。
1）直动 式（人工 操控、机 械操控） 溢流式、 非溢流式 、恒量排 气式 2）先导 式（内部 先导、外 部先导） 溢流式、 恒量排出 式
1）直动 式（人工 操控、机 械操控） 2）先导 式（内部 先导、外 部先导）
执 行元件由 含油材料 和含油密 封圈等组 成，不需 要润滑或 预先封入 润滑脂 等，应用
于 无油润滑 气动系统
2）按照 运动和功 能分
A气 缸
用 压缩空气 做动力 源，产生 直线往复 运动，输 出动能或 力
B摆 式气缸
用 压缩空气 做动力 源，产生 <360范围 的摆动， 输出力矩
C气 动马达
用 压缩空气 做动力 源，产生 旋转运 动，输出 力矩
安装 维护简单 。
2、工作 介质是取 之不尽， 用之不竭 的空气， 排气处理 简单，不 污染环 境，成本 低。压
力等 级低，使 用安全。 3、气缸 动作一般 为50500mm/s ，比液压 和电气方 式动作速 度快，其 间，通过 单向节流
阀， 可使气缸 速度无级 调节。 4、可靠 性高，使 用寿命长 。电器元 件有效的 动作次数 为数百万 次，一般 电磁阀的 寿命
足系统的 工作要求
选用阀的 安装方式 应根据阀 的质量水 平、系统 占有空间 要求及便 于维修等 综合考虑
尽量选用 标准化产 品
选用阀的 价格应与
工作频率 、持续通 电能力、 阀的功耗 、寿命及 可靠性等 的要求选 用符 合所需性 能指标的 阀。 大部分的 换向阀为 板式安装 方式，它 的优点是 便于装拆 和维修。 推荐 优先采用 板式安装 方式。
垂直安装 的气缸举 升负载 时，推荐 用锦旗节 流阀调 速；要求 形成摩端 运动平稳 避免冲击 时，应选 用带缓冲 装置的气 缸。
方向阀的 选用原则
原则
选用阀的 使用范围
应与使用 现场的条 件一致
选用阀的 功能及控
即应根据 使用场合 的气源压 力的大小 、电源条 件（交直 流、电压 大小 及波动范 围）、介 质温度、 湿度、环 境温湿度 、粉尘、 振动等选 用适 和在此条 件下可靠 使用的阀 即应根据 气动系统 对元件的 位置数、 通路数、 记忆性、 静置时通 断电
液压系统 的类型和 特点
液压系统 的类型
按主要用 途分
液压传动系统 液压控制系统 开关控制系统
伺服控制系统
以传递动 力为主 注重信息 速度、位 移量或位 置、转速 或转角） 的准确控 制为主 系统由标 准的或专 业的开关 式液压元 件组成， 执行元件 运动参数 的控制精 度较低 传递部分 或控制部 分采用液 压伺服机 构的系 统，执行 元 件的运动 参数能够 精确控制 传动部分 或者控制 部分采用 电液比例 元件的系 统。从控
由于标准 化产品采 用了批量 生产手 段，质量 稳定可靠 、通用化 程度较 高、价格 便宜 即应根据 气动系统 先进程度 及可靠性 要求来考 虑阀的价 格。在保 证系
系统水平 及可靠性 要求相适 应 大型控制 系统设计 时，要考 虑尽可能 使用集成 阀和信号 的总线控 制型式。 压力控制 阀 分类 减压阀 （调压 阀）
6、传感 元件；7 、逻辑控 制元件； 8、消音 器；9、 油雾器； 10、减压 阀；11、 过滤器。
（1）气 源设备 用于产生 具有一定 能量的压 缩空气及 管道气体 处理的装 置，如空 气压缩机 、冷却器 、气 罐等 （2）气 动执行元 件 用于能量 转换的元 件，如气 缸、气马 达等
（3）气 动控制元 件 用于控制 工作介质 的压力、 流量、流 动方向使 执行元件 完成所需 运动规律 的元件， 如压 力、流量 和方向控 制阀以及 各种逻辑 元件等。 （4）传 感元件和 转换元件 将被控参 数检测出 来并变成 气压信号 的气动传 感元件 （各种传 感器和行 程阀等） 以及将 气信号与 电、液等 信号相互 转换的元 件 （5）气 动辅助 包括起源 净化、元 件润滑、 元件间连 接和消声 等元件