第七章典型液压与气动系统分析
第七章-典型液压与气动系统分析资料
组合机床液压动力滑台的组成和工作 循环图
1.YT4543机床概述
YT4543型动力滑台的液压系统原理图
2.YT4543型动力滑台液压系统的工作 原理
YT4543型液压动力滑台液压系统可以实 现多种自动工作循环，较典型的工作循环 是: 快进→第一次工作进给(一工进) →第二 次工作进给(二工进) →固定挡铁停留→快 退→原位停止。自动循环是由挡铁所控制 的电磁铁、行程阀及液压缸油压控制的压 力继电器的动作来实现的。
任务一 典型液压系统应用
③先单独分析每一个子系统, 了解其执行 元件与相应的阀、泵之间的关系和有哪些 基本回路。参照电磁铁动作表和执行元件 的动作要求, 理清其液流路线。
④根据系统中对各执行元件间的互锁、 同步、防干扰等要求, 分析各子系统之间的 联系以及如何实现这些要求。
⑤在全面读懂液压系统的基础上, 根据系 统所使用的基本回路的性能, 对系统作综合
阶段三 钣金冲床液压系统
1. 概述 钣金冲床改变上、下模的形状，即可进
行压行、剪断、冲压等工作。图7-5所示为 180t钣金冲床液压系统回路，其工作情况 为压缸快速下降→压缸慢速下降(加压成 形)→压缸暂停(降压)→压缸快速上升。
2. 钣金冲床液压系统的工作原理
任务二 典型气压传动系统
通过对几个气压传动系统的典型实例, 来学 习分析气压传动系统的工作原理；结合看 图步骤, 掌握复杂气压传动系统的分析技巧； 熟悉气压传动系统的几种典型应用。
阶段一 气动机械手气压传动系统
气动机械手具有结构简单、动作迅速、制 造成本低、不污染工作环境等优点, 并可以 根据各种自动化设备的工作需要, 按照设定 的控制程序动作, 如实现自动取料、上料、 卸料和自动换刀具等, 因此, 它在自动生产 设备和生产线被广泛应用。
液压与气动
液压与气动液压和气动技术是机械领域中非常重要的两个分支，它们在现代工业应用中发挥着重要的作用。
液压技术主要使用液体来传递力量和执行运动，而气动技术则主要使用气体来实现相同的目的。
本文将详细介绍液压和气动技术的原理、应用以及比较。
液压技术是利用液体的性质来进行能量传递和控制的技术。
在液压系统中，液体通常是在一个封闭的管路中被压缩或增压从而产生力量。
液压系统主要由液压液、液压泵、液压阀、液压缸等组成。
液压液一般是一种特殊的液体，具有良好的润滑性和封闭性能，在液压系统中可以传递大量的力量。
液压泵通过压缩液压液来增加其压力，液压阀用来控制液压系统中的液体流动方向和流量，液压缸则用来产生机械运动。
液压技术在工业领域有广泛的应用。
例如，液压系统常用于重型机械、航空航天、冶金、船舶、工程机械等领域。
液压起重机、液压切割机、液压冲床等都是常见的液压设备。
与其他传动方式相比，液压技术具有传递力矩大、工作平稳、具备自动调整能力等优点，因此在一些需要大功率输出和高精度控制的场合得到广泛应用。
气动技术则是利用气体来进行能量传递和控制的技术。
在气动系统中，气体通常是被压缩或增压从而产生力量。
气动系统主要由气源、气动元件和控制元件等组成。
气源一般是压缩空气，通过气源产生的压力可以带动气动元件实现机械运动。
气动元件包括气缸、气动阀等，气缸用来产生直线运动，气动阀用来控制气体的进出和流量。
气动技术在许多工业应用中有广泛的使用。
例如，气动系统常用于制造业中的自动化生产线、包装设备、输送系统等。
气动工具如气动钻、气动切割机等也是常见的气动设备。
相比起液压技术，气动技术具有结构简单、维护方便、响应速度快等优点，但输出力矩较小，所以通常用于一些较小的工作负载。
液压和气动技术在工业应用中各有优缺点，具体使用需根据实际情况来选择。
一般而言，液压技术适用于需要大功率输出和高精度控制的场合，而气动技术适用于需要快速响应和简单结构的场合。
另外，液压技术通常要求较高的维护和操作技术，而气动技术相对较简单。
液压与气动技术-综合分析液压系统
任务分析
o 要达到液压动力滑台工作时的性能要求，就要将液压元 件有机地结合，形成完整有效的液压控制回路。在液压 动力滑台中，进给运动其实是由液压缸带动主轴头从而 完成整个进给运动，因此液压下面就一起来认识一下动力滑台的液压传动系统回路。
相关知识
1. 动力滑台液压系统回路的工作原理 2. YT4543型动力滑台的液压系统中的基本回路 3. YT4543型动力滑台的液压系统的特点
o 通常实现的工作循环为：快进→第一次工作进给→第二 次工作进给→止挡块停留→快退→原位停止。
YT4543动力滑台电磁铁和行程阀动作顺 序
2.YT4543型动力滑台的液压系统中的基本回路
o (1)限压式变量泵、调速阀、背压阀组成的容积节流调 速回路；
o (2)差动连接的快速运动回路； o (3)电液换向阀(由先导电磁阀5、液动阀4组成)的换向
o 组合机床的主运动由动力头或动力箱实现，进给运动由动力 滑台的运动实现，动力滑台与动力头或动力箱配套使用，可 以对零件完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、铣平面、拉平面或 圆弧、攻丝等孔和平面的多种机械加工工序。它要求液压传 动系统完成的进给运动是：快进→第一次工作进给→第二次 工作进给→止挡块停留→快退→原位停止，同时还要求系统 工作稳定、效率高。那么，液压动力滑台的液压系统是如何 完成工作的呢？
o 这时，系统中的油液进入液压缸上腔，因上滑块在自重 作用下迅速下降，而此时液压泵的流量较小，所以液压 机顶部的充液筒17中的油液经液控单向阀12也流入液 压缸上腔（补油），上液压缸快速下行。
2)慢速下行
o 从上滑块接触零件时开始，这时上液压缸上腔压力升高， 液控单向阀12关闭，加压速度便由液压泵流量来决定， 油液流动情况与快速下行时相同。
液压与气动传动第七章液压基本回路
图7-13b 调速特性曲线
q1
当进入液压缸的工作流量为 、泵的供油
q q 流量应为
，供油压力p为 ，1 此时
p 液压缸工作腔压力的p正常工作范围是
p2
A2 16）
回路的效率为 ：
c
(p1
p2 AA12)q1 ppqp
p1 p2 pp
A2 A1
（7-17）
（2）差压式变量泵和节流阀的调速回路
图7-6a 采用电接触式压力表控制的保压回路
2. 采用蓄能器的保压回路 图7-6b 采用蓄能器的保压回路
3.采用辅助泵的保压回路 图7-6c 采用辅助泵的保压回路
7.2 速度控制回路
7.2.1 速度调节与控制原理 7.2.2 定量泵节流调速回路 7.2.3 容积调速回路 7.2.4 快速运动回路
7.1.5 平衡回路 平衡回路的作用： 1.采用单向顺序阀的平衡回路
图7-5a 采用单向顺序阀的平衡回路
2.采用液控单向阀的平衡回路 图7-5b 采用液控单向阀的平衡回路
3.采用远控平衡阀的平衡口路 图7-5c 采用远控平衡阀的平衡回路
7.1.6 保压回路 保压回路的功能： 1．采用电接触式压力表控制的保压回路
（3）三种调速回路的刚度比较。根据式（7-12），可得速度负载 特性曲线，如图7-9b所示。
（4）三种调速回路功率损失的比较。旁路节流调速回路只有节流 损失，而无溢流损失，因而功率损失比进油和回油两种节流阀调 速回路小，效率高。
（5）停机后的启动性能。长期停机后，当液压泵重新启动时，回 油节流阀调速回路背压不能立即建立会引起瞬间工作机构的前冲 现象。而在进油节流调速回路中，因为进油路上有节流阀控制流 量，只要在开车时关小节流阀即可避免启动冲击。
液压传动与气动技术课程教案典型气动系统
液压传动与气动技术课程教案-典型气动系统第一章：气动系统概述教学目标：1. 了解气动系统的定义、组成和特点；2. 掌握气动系统的基本工作原理；3. 熟悉气动系统在工业中的应用。
教学内容：1. 气动系统的定义和组成；2. 气动系统的工作原理；3. 气动系统在工业中的应用案例。
教学方法：1. 讲授：讲解气动系统的定义、组成和特点；2. 演示：通过视频或实物展示气动系统的工作原理；3. 案例分析：分析气动系统在工业中的应用案例。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对气动系统定义、组成和工作原理的理解；2. 小组讨论：让学生探讨气动系统在工业中的应用案例，分享自己的观点。
第二章：气源设备及处理元件教学目标：1. 掌握气源设备的种类和功能；2. 熟悉气动处理元件的作用和结构；3. 了解气源系统的设计原则。
教学内容：1. 气源设备的种类和功能；2. 气动处理元件的作用和结构；3. 气源系统的设计原则。
教学方法：1. 讲授：讲解气源设备的种类和功能、气动处理元件的作用和结构；2. 互动：引导学生参与讨论气源系统的设计原则；3. 实操：演示气源设备和处理元件的安装与调试。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对气源设备、气动处理元件的理解；2. 实操考核：评估学生在实操中对气源设备和处理元件的安装与调试能力。
第三章：执行元件及控制元件教学目标：1. 掌握气动执行元件的种类和特点；2. 熟悉气动控制元件的功能和结构；3. 了解执行元件和控制元件在气动系统中的应用。
教学内容：1. 气动执行元件的种类和特点；2. 气动控制元件的功能和结构；3. 执行元件和控制元件在气动系统中的应用。
1. 讲授：讲解气动执行元件的种类和特点、气动控制元件的功能和结构；2. 互动：引导学生探讨执行元件和控制元件在气动系统中的应用；3. 实操：演示执行元件和控制元件的安装与调试。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对气动执行元件、气动控制元件的理解；2. 实操考核：评估学生在实操中对执行元件和控制元件的安装与调试能力。
液压与气动系统组成及作用
优缺点
响应速度快、价格低、维护成本低，但精度 较低，噪音和震动较大，无法输出大的功率。
气动系统主要组件介绍
气源处理组件
用于处理气源，去除杂质和水分，保证气源干 燥和纯净。
执行组件
将气源的动力转化为机械运动，如气缸和驱动 器等。
控制元件
调节气源的流量和压力，控制气源的输出。
电器控制系统
将信号转化为电信号，控制气源的输出和执行 元件的运动。
气动系统的维护与保养
定期清洗气路
2 更换气源处理组件过滤器
比较适合做手术前准备，就类似于在餐馆 吃饭前要用消毒纸擦拭餐具，以免细菌滋 生。
去除杂质和水分的过滤器会堵塞，需要定 期更换。
3 维护气密性
4 避免超负荷运行
气源处理组件和执行组件的气密性对气动 系统的性能影响较大，需要定期检查和维 护。
工作原理
利用液体在密闭容器内传递力的作用，将能 量传递到做功机构，实现机械运动。
优缺点
具有高精度、大功率、可靠性好等优点，但 油泵易损坏，维护成本高。
液压系统主要组件介绍
液压泵
负责将液体压缩为高压液体，为整个液压系统 提供能量。
液压阀
控制液体流动，调整流量和压力，完成液压系 统的各种工作。
液压缸
将高压液体的能量转化为机械运动，使机械部 件做出应有的动作。
保持密封件干净，密封性能才能得到保证， 延长使用寿命。
气动系统概述
组成
气动系统主要由气源处理组件、执行组件、 控制元件、电器控制系统等组成。
工作原理
通过改变气源的压力和流量，控制和调节气 源的输出，从而驱动执行元件。
应用场合
适用于要求速度快、反应灵敏、工作频率高 的场合，如轻工机械、自动化生产线等领域。
液压与气动系统工作原理
液压与气动系统工作原理液压与气动系统是常见的传动技术，广泛应用于工业、交通运输、农业等领域。
液压系统工作原理是将液体作为传动介质，通过液压装置实现力的传递与控制；而气动系统则将气体作为传动介质，通过气动装置实现力的传递与控制。
下面详细介绍液压和气动系统的工作原理。
液压系统是以压力传递液体作为工作原理的传动系统。
主要由液压能源装置、执行元件和控制元件组成。
1.液压能源装置：液压系统的能源装置通常是一个液压泵，它能够将机械能转化为液压能。
液压泵的工作原理是利用柱塞、齿轮、螺杆等结构，通过驱动装置将液体吸入进低压区域，然后输出至高压区域。
2.执行元件：执行元件是液压系统中接受能量传递，实现工作任务的装置。
常见的执行元件有液压缸和液压马达。
液压缸是通过液压能源装置提供的液压力将活塞推动，从而产生线性运动。
液压马达则是通过液压力使马达转动，从而产生旋转运动。
3.控制元件：控制元件是液压系统中用于实现力和动作的控制以及保护的装置。
常见的控制元件有液控阀、溢流阀、比例阀等。
液控阀通过控制液压油的流向和流量来控制执行元件的动作。
溢流阀可用于限制液压系统的最大压力，保护系统不受过载。
比例阀则可以根据输入的控制信号，通过调整液压油的流量来精确控制执行元件。
液压系统的工作原理主要包括以下几个过程：液压泵将机械能转化为液压能，将液体通过管道输送到执行元件处；液压阀控制液体的流向和流量，实现对执行元件的控制；执行元件接受液压能传递，产生线性或转动运动。
气动系统以压缩空气作为工作介质，通过气动装置进行能量转换和传递。
气动系统主要由气源装置、执行元件和控制元件组成。
1.气源装置：气源装置通常是一个空气压缩机，它将大气中的空气压缩成高压气体。
压缩机工作的基本原理是利用柱塞、螺杆、旋转叶片等结构，通过机械方式将大气抽入低压区域，然后输出至高压区域。
2.执行元件：执行元件是气动系统中接受能量传递，实现工作任务的装置。
常见的执行元件有气缸和气动马达。
机械工程中的液压与气动系统设计分析
机械工程中的液压与气动系统设计分析引言机械工程涉及到许多不同的系统设计和分析。
其中，液压与气动系统设计是非常重要的一个领域。
本文将探讨液压与气动系统设计的基本原理和应用。
1. 液压系统设计分析液压系统是利用液体作为传动媒介的系统。
它有着广泛的应用领域，如工业机械、航空航天、汽车工程等。
液压系统设计的基本原理是利用压力传递力量、控制运动和执行各种工作。
设计一个高效的液压系统需要考虑以下几个方面：1.1 压力控制液压系统中的压力控制是非常重要的。
通过合理控制液体的入口和出口阀门，可以实现对系统压力的调节。
一个好的设计应该能够平衡系统的压力，防止压力过高或过低对系统造成损坏。
1.2 流量控制在液压系统中，流量控制是必不可少的。
通过控制液体的流量，可以实现对系统的动作速度的调节。
一般而言，液压系统的流量控制可以通过节流阀、溢流阀等方式实现。
1.3 排气和防腐在设计液压系统时，需要考虑排气和防腐的问题。
排气可以防止系统中的气泡对工作的干扰，防腐可以提高系统的使用寿命。
因此，在系统设计中需要合理安排排气和防腐设备。
2. 气动系统设计分析与液压系统相似，气动系统也是一种利用气体作为传动媒介的系统。
它广泛应用于自动化控制、机械加工等领域。
气动系统设计的基本原理和液压系统相似，但也有一些不同之处。
2.1 压缩空气的产生气动系统的基础是压缩空气的产生。
设计一个高效的气动系统需要考虑如何产生足够的压缩空气。
一般而言，可以通过压缩机或者气瓶来产生压缩空气。
2.2 压力调节和流量控制与液压系统类似，气动系统也需要考虑压力的调节和流量的控制。
合理调节压力可以防止系统的过载和损坏，控制流量可以实现对系统速度的调节。
2.3 节流和冷却在气动系统设计中，需要考虑节流和冷却的问题。
节流可以通过安装节流阀实现，冷却可以通过冷却器来实现。
合理设计节流和冷却装置可以提高系统的性能和寿命。
总结液压与气动系统设计是机械工程中非常重要的一个领域。
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插刀
刀具夹紧 主轴复位
阶段四 车门气动控制系统
Q2-8型起重机液压系统的工作原理
3.Q2-8型汽车起重机液压系统的特点
（1）因重物在下降时以及大臂收缩和变幅时，负载与 液压力方向相同，执行元件会失控，为此，在其回油 路上必须设置平衡阀。
（2）因工况作业的随机性较大、且动作频繁，所以大 多采用手动弹簧复位的多路换向阀来控制各动作。换 向阀常用M型中位机能。当换向阀处于中位时，各执 行元件的进油路均被切断，液压泵出口通油箱使泵卸 荷，减少了功率损失。
阶段三 数控加工中心气动换刀系统
某型号数控加工中心的气动换刀系统原理图，该系统 在换刀过程中要实现主轴定位、主轴松刀、向主轴锥 孔吹气和插刀、刀具夹紧等动作。
电磁铁动作顺序表
电磁铁 工况
主轴定位 主轴松刀 拔刀 主轴锥孔 吹气 吹气停 + — + 1YA 2YA 3YA 4YA + + + + + + + + — + + + + + + — + + 5YA 6YA 7YA 8YA
第七章 典型液压与气动系统分析
一
典型液压系统应用
典型气压传动系统
二
任务一 典型液压系统应用
பைடு நூலகம்
液压传动系统图是用规定的图形符号来画出的，这种图表明了组 成液压系统的所有元件及它们之间相互连接的情况，还表明了各 元件所实现的运动循环及循环的控制方式等，从而表明了整个液 压系统的工作原理。 分析和阅读一个较复杂的液压系统图，大致可按以下几个步骤 进行。 ①了解机械设备工况对液压系统的要求，了解在工作循环中的 各个工步对力、速度和方向这三个参数的质与量的要求。 ②初读液压系统图，了解系统中包含哪些元件，且以执行元件 为中心，将系统分解为若干个工作单元。
任务一 典型液压系统应用
③先单独分析每一个子系统，了解其执行元件与相 应的阀、泵之间的关系和有哪些基本回路。参照电磁 铁动作表和执行元件的动作要求，理清其液流路线。 ④根据系统中对各执行元件间的互锁、同步、防干 扰等要求，分析各子系统之间的联系以及如何实现这 些要求。 ⑤在全面读懂液压系统的基础上，根据系统所使用 的基本回路的性能，对系统作综合分析，归纳总结整 个液压系统的特点，以加深对液压系统的理解。
阶段三 钣金冲床液压系统
1．概述 钣金冲床改变上、下模的形状，即可进行压行、剪 断、冲压等工作。图7-5所示为180t钣金冲床液压系统 回路，其工作情况为压缸快速下降→压缸慢速下降(加 压成形)→压缸暂停(降压)→压缸快速上升。
2．钣金冲床液压系统的工作原理
任务二 典型气压传动系统
通过对几个气压传动系统的典型实例，来学习分析气 压传动系统的工作原理；结合看图步骤，掌握复杂气 压传动系统的分析技巧；熟悉气压传动系统的几种典 型应用。
电磁铁 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 垂直缸 C上升 — — — + — — 水平缸 B伸出 — — — — + — 回转缸 D回转 + — — — — — 回转缸 D复位 — + — — — — 水平缸 B退回 — — — — — + 垂直缸 C下降 — — + — — —
阶段二 包装机械气动系统
组合机床液压动力滑台的组成和工作 循环图
1.YT4543机床概述
YT4543型动力滑台的液压系统原理图
2.YT4543型动力滑台液压系统的工作 原理
YT4543型液压动力滑台液压系统可以实现多种自动工 作循环，较典型的工作循环是：快进→第一次工作进 给(一工进) →第二次工作进给(二工进) →固定挡铁停 留→快退→原位停止。自动循环是由挡铁所控制的电 磁铁、行程阀及液压缸油压控制的压力继电器的动作 来实现的。
阶段一 组合机床动力滑台液压系统
组合机床是一种高效率的机械加工专用机床，它由通用部件和专 用部件组成，加工范围较宽，自动化程度较高，在机械制造业的 成批和大量生产中得到了广泛的应用。 动力滑台是组合机床上实现进给运动的一种通用部件，配上动力 头和不同的主轴箱可以对工件完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒 角、铣削及攻螺纹等加工工序。动力滑台有机械滑台和液压滑台 之分。液压动力滑台是利用液压缸驱动，在电气和机械装置的配 合下可以实现各种自动工作循环。图7-1所示为组合机床液压动力 滑台的组成和工作循环。它对液压系统性能的主要要求是速度换 接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热少
在工业生产中，经常要对传送带上连续供给的粒状物 料进行计量，并按一定质量进行分装。
计量装置气动系统原理
计量装置气动系统技术特点
①止动气缸安装行程阀有困难，因此采用了顺序阀 发信的方式。 ②在整个动作过程中，计量和倾倒物料都是由计量 气缸A完成的，所以系统采用了高低压切换回路，计 量时用低压，计量结束倾倒物料时用高压，计量质量 的大小可以通过调节低压减压阀2的调定压力或调节行 程阀12的位置来实现。 ③系统中采用了由单向节流阀10和气容C组成的延 时回路。
动作循环顺序表
阶段二 汽车起重机液压系统 1.概述
汽车起重机是将起重机安装在 汽车底盘上的一种起重运输设 备。它主要由起升、回转、变 幅、伸缩和支腿等工作机构组 成，这些工作机构动作的完成 由液压系统来实现。对于汽车 起重机的液压系统，一般要求 输出力大，动作要平稳，耐冲 击，操作要灵活、方便、可靠 、安全。
物料包装在现代工业中的应用内容和范围极为广泛， 有固体、液体、气体的包装；食品、药品、化妆品的 包装；硬包装、软包装；普通包装、真空包装等多种 类型。包装机械是气动技术中最为典型的应用领域， 此类设备主要利用气动技术，具有动作迅速、反应快 、不污染环境和被包装物、防爆、防燃等独特优点。
阶段二 包装机械气动系统
阶段一 气动机械手气压传动系统
气动机械手具有结构简单、动作迅速、制造成本低、 不污染工作环境等优点，并可以根据各种自动化设备 的工作需要，按照设定的控制程序动作，如实现自动 取料、上料、卸料和自动换刀具等，因此，它在自动 生产设备和生产线被广泛应用。
气动机械手的气动系统工作原理图
电磁铁的动作顺序表