机械基础第六章课件

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1、2.滚珠式安全离合器一、液压系统的原理图及液压系统的组成(1)动力部分如图6-1中的液压泵3，它将电动机的机械能转换为油液的液压能，给系统提供压力油液。(2)执行部分如图6-1中的液压缸8或液压马达，将液压泵输入的液压能转换为推动工作台运动的机械能。(3)控制部分如图6-1中的溢流阀4、换向阀5、节流阀6和换向阀7等，用以控制和调节油液的流向、流量、压力和液流的通断，以满足液压系统的工作需要。(4)辅助部分如图6-1中的油箱1、过滤器2、管路及管接头等，它们将动力部分、执行部分和控制部分连接起来，以实现各种工作循环。一、液压系统的原理图及液压系统的组成图6-1机床工作台液压系统原理图a)结构原

2、理图b)、c)换向阀手柄处于不同位置d)图形符号图二、液体压力建立和传递的基本概念1.液体的压力2.帕斯卡原理3.流量和平均流速4.液流连续性原理5.液阻和压力损失、泄漏1.液体的压力图6-2液体压力产生原理图1活塞2油液3压力表2.帕斯卡原理图6-3液压系统放大原理2.帕斯卡原理表6-1液压系统压力分级压力级低压中压中高压高压超高压压力/MPa252588161632322.帕斯卡原理例6-1如图6-3所示的液压系统中，已知11.1510-4m2，29.2010-4m2，若施加在小活塞上的力16103，则平衡时2为多少?作用力放大了多少倍?解1)小液压缸的内的压力p1为2)根据帕斯卡原理可知

3、，p2=p1，则大活塞上的推力2为3)作用力放大的倍数为3.流量和平均流速(1)流量(2)平均流速由于油液与容器壁和油液之间的摩擦力大小不同，流动时同一截面上各点的速度分布较复杂，所以一般用平均流速v表示,即油液单位时间t内流过管道(或液压缸)的距离s。图6-4通过液压缸的流量4.液流连续性原理图6-5液流连续性原理1)在同一管道中通过任一横截面的流量相等。4.液流连续性原理2)管道各处的流速随截面积大小而改变，截面积大，流速则小，反之亦反。5.液阻和压力损失、泄漏图6-6液压缸的泄漏1低压腔2高压腔5.液阻和压力损失、泄漏6.液压传动的功率计算(1)液压缸的输出功率(2)液压泵的输出功率液压

4、系统中的压力和流量是由液压泵提供的，并经过一系列的管道和控制阀才能将油液输送到液压缸。(3)电动机功率一、液压泵1.液压泵的工作原理2.齿轮泵3.叶片泵4.柱塞泵2.齿轮泵图6-7液压泵的工作原理2.齿轮泵图6-8齿轮泵3.叶片泵(1)单作用式叶片泵单作用式叶片泵如图6-9所示，它由转子1、定子2、叶片3和泵体等组成，定子2的内表面为圆柱形，转子1安装在定子中间，与定子间有偏心距e。(2)双作用式叶片泵双作用式叶片泵如图6-10所示，它的结构和工作原理与单作用片式叶片泵相似，不同之处在于定子与转子的中心重合，定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和它们之间的四段过渡圆弧组成的近似椭圆面，

5、而当圆柱面转子在顺时针方向旋转(图示位置)时，左上角和右下角与过渡曲线对应处密闭腔的容积逐渐增大，为吸油区；左下角和右上角与过渡曲线对应处密封工作腔的容积逐渐缩小，为压油区。3.叶片泵图6-9单作用式叶片泵1转子2定子3叶片3.叶片泵图6-10双作用式叶片泵4.柱塞泵(1)径向柱塞泵径向柱塞泵如图6-11所示，转子2上径向排列着柱塞孔，柱塞1可在其中滑动。图6-11径向柱塞泵1柱塞2转子3衬套4定子5配油轴4.柱塞泵图6-12轴向柱塞泵1配油盘2传动轴3键4缸体5弹簧6柱塞7心套8回程盘9滑靴10斜盘4.柱塞泵(2)轴向柱塞泵轴向柱塞泵如图6-12所示，它主要由缸体4、配油盘1、柱塞6和斜盘1

6、0等组成，斜盘10与缸体4的轴线有交角。二、液压缸1.活塞式液压缸2.柱塞式液压缸3.摆动式液压缸1.活塞式液压缸(1)双杆双作用活塞式液压缸双杆双作用活塞式液压缸简称双杆活塞缸，如图6-13a所示，它主要由活塞5、缸体6、活塞杆7(两根)、缸盖8(两个)和密封圈2等组成，缸体固定在床身上，活塞杆与工作台相连，当油液从a和b油口交替输入缸的左右腔时，推动活塞杆与工作台做往复直线运动。图6-13双杆活塞式液压缸a)结构图b)缸体固定c)活塞杆固定d)图形符号1法兰盘2密封圈3导向套4密封垫5活塞6缸体7活塞杆8缸盖1.活塞式液压缸(2)单杆双作用式活塞式液压缸单杆双作用活塞式液压缸简称单杆活塞缸

7、，这种液压缸仅有一端有活塞杆。图6-14单杆液压缸结构a)结构图b)油液从无杆腔输入c)油液从有杆腔输入d)图形符号1缸底2活塞3O形密封圈4Y形密封圈5缸体6活塞杆7导向套8缸盖9防尘圈10缓冲柱塞2.柱塞式液压缸图6-15单作用柱塞式液压缸1缸体2柱塞3导向套4弹簧卡圈2.柱塞式液压缸图6-16成对使用的柱塞式液压缸3.摆动式液压缸图6-17单叶片摆动液压缸结构1定子块2缸体3密封条4弹簧片5转子6叶片7支承盘8盖板一、方向控制阀1.单向阀2.换向阀3.换向阀在方向控制回路中的应用1.单向阀图6-18单向阀a)管式连接单向阀b)板式连接单向阀1阀体2阀芯3弹簧1.单向阀图6-19液控单向阀

8、1控制活塞2顶杆3阀芯2.换向阀表6-2换向阀的分类分类方式型式按操纵阀芯运动的方式手动换向阀、机动(也称为行程阀)换向阀、电磁换向阀、液动换向阀、电液换向阀按阀的工作位置数和控制的通路数二位二通换向阀、二位三通换向阀、二位四通换向阀、三位四通换向阀等按阀的结构形式滑阀式换向阀、转阀式换向阀、球阀式换向阀按阀的安装方式管式(亦称螺纹式)换向阀、板式换向阀、法兰式换向阀2.换向阀图6-20换向阀的结构及换向原理a)工作位置1b)工作位置22.换向阀(1)换向阀的结构形式、换向原理及图形符号滑阀式换向阀是靠阀芯在阀体内作往复滑动，使相应的油路接通或断开而实现换向作用的。图6-21换向阀的位置和通路

9、的符号表示a)二位二通b)二位三通c)二位四通d)三位四通e)三位五通2.换向阀(2)常用换向阀换向阀按改变阀芯位置的操纵方式有手动换向阀、机动换向阀、电磁换向阀、液动换向阀和电液动换向阀。图6-22换向阀操纵方式符号a)手动b)机动c)电磁d)液动e)电液动f)弹簧g)定位2.换向阀表6-3三位四通滑阀的中位机能机能代号名称结构简图符号机能特点和作用O中间封闭各油口全部封闭，液压缸两腔封闭，系统不卸荷。液压缸充满油液，从静止到起动平稳；制动时运动惯性引起的液压冲击较大；换向位置精度高2.换向阀表6-3三位四通滑阀的中位机能H中间开启各油口全部连通，系统卸荷，活塞成浮动状态。液压缸两腔接油箱，

10、从静止到起动有冲击；制动时油口互通，故制动较O形滑阀平稳，但换向位置变动大2.换向阀表6-3三位四通滑阀的中位机能PPAB连接压力油口与缸两腔连通，回油口封闭，可形成差动回路；从静止到起动较平稳；制动时液压缸两腔均通压力油，故制动平稳；换向位置变动比H形滑阀小，应用广泛2.换向阀表6-3三位四通滑阀的中位机能YABT连接液压泵不卸荷，缸两腔通回油，活塞成浮动状态。由于缸腔接油箱，从静止到起动有冲击，制动性能介于O形与H形滑阀之间KPAT连接液压泵卸荷，液压缸一腔封闭、一腔接回油，两个方向换向时性能不同2.换向阀表6-3三位四通滑阀的中位机能MPT连接液压泵卸荷，缸两腔封闭。从静止到起动较平稳；

11、制动性能与O形相同；可用于液压泵卸荷、液压缸锁紧的液压回路中2.换向阀1)手动换向阀。2)机动换向阀。图6-23三位四通手动换向阀2.换向阀图6-24机动换向阀1弹簧2阀芯3阀体4滚轮5行程开关2.换向阀3)电磁换向阀。图6-25二位四通电磁阀的结构a)外形图b)结构图2.换向阀图6-26二位四通电磁阀原理及符号a)结构图b)符号2.换向阀4)液动换向阀。图6-27液动换向阀a)结构图b)符号2.换向阀5)电液换向阀电液换向阀是电磁阀和液动换向阀的组合，电磁阀为先导阀，即由电磁阀来控制液动换向阀阀芯的位置实现换向。3.换向阀在方向控制回路中的应用(1)换向回路图6-28所示为三位四通换向阀构成

12、的换向回路，当阀芯处于图示位置时，工作台向右运动，当阀芯处于右位时，工作台向左运动。(2)锁紧回路锁紧回路是使液压缸能在任意位置上停止，且停止后不会在外力作用下移动位置。图6-28用换向阀的换向回路3.换向阀在方向控制回路中的应用图6-29用液控单向阀的锁紧回路二、压力控制阀1.溢流阀2.减压阀3.顺序阀4.压力继电器1.溢流阀图6-30溢流阀工作原理a)结构原理图b)符号1.溢流阀(1)直动式溢流阀直动式溢流阀如图6-31所示，由阀体1、阀芯2、上盖3、弹簧4、调节螺母5等组成，被控油液由进入溢流阀，经阀芯的中间小孔(称阻尼孔)作用在阀芯的底部端面上。(2)先导式溢流阀先导式溢流阀如图6-3

13、2a所示，它由主阀和先导阀两部分组成，先导阀用于控制压力，主阀控制溢流流量。图6-31直动式溢流阀结构及符号a)结构图b)图形符号1调节螺母2弹簧3上盖4阀芯5阀体1.溢流阀图6-32先导式溢流阀a)结构图及图形符号b)工作原理图1调节螺母2调压弹簧3锥阀4主阀弹簧5阀芯1.溢流阀(3)溢流阀的应用及调压回路溢流阀在液压系统中能分别起到稳压溢流、安全保护、远程调压等多种作用。稳压溢流。图6-33a所示为一定量泵供油系统，与执行机构并联一个溢流阀，起溢流稳压作用。在系统工作的情况下，溢流阀的阀口通常是打开的，进入液压缸的流量由节流阀调节，系统的工作压力由溢流阀调节并保持恒定。安全保护。图6-33

14、b所示为一变量泵供油系统，与执行机构并联一个溢流阀，它的阀口在系统正常工作时是闭合的。在此系统中，液压缸需要的流量由变量泵本身调节。系统中没有多余的油液，系统的工作压力决定于负载的大小，只有当系统的压力超过预先调定的最大工作压力时，溢流阀的阀口才打开，使油液流回油箱，保证了系统的安全。1.溢流阀图6-33溢流阀的应用a)用于溢流稳压b)用于防止过载c)用于远程调压1.溢流阀 远程调压。图6-33c所示为在控制台上安装一远程调压阀(即直动式溢流阀)，并将其进油口与安装在距控制台有一定距离的液压设备上的先导式溢流阀2的外控口相连，这相当于给阀2除自身先导阀外，又加接了一个先导阀。调节阀1便可对阀2

15、实现远程调压。显然，远程调压阀1能调节的最高压力不得超过溢流阀2自身先导阀的调定压力。2.减压阀图6-34减压阀a)结构图b)图形符号1调压弹簧2调压锥阀2.减压阀图6-35减压回路3.顺序阀图6-36直动式顺序阀a)结构图b)图形符号3.顺序阀图6-37先导式顺序阀a)结构图b)图形符号3.顺序阀图6-38液控顺序阀a)结构图b)图形符号4.压力继电器图6-39顺序阀的应用4.压力继电器图6-40压力继电器4.压力继电器图6-41压力继电器的应用三、流量控制阀1.节流阀2.调速阀1.节流阀图6-42节流口的结构形式a)针阀式b)偏心槽式c)轴向三角槽式d)周向缝隙式e)轴向缝隙式1.节流阀图

16、6-43普通节流阀a)结构图b)图形符号1阀芯2推杆3调节螺母4弹簧1.节流阀图6-44单向节流阀a)结构图b)图形符号1阀体2阀芯3、5油口4弹簧6螺母7顶杆1.节流阀图6-45单向行程节流阀a)结构图b)图形符号1阀芯2单向阀3滚轮1.节流阀图6-46进油路节流调速回路2.调速阀图6-47调速阀工作原理a)调速阀的工作用原理b)图形符号c)简化符号d)调速阀外形2.调速阀图6-48用调速阀的同步回路一、油箱图6-49液压泵卧式安装的油箱1电动机2联轴器3液压泵4吸油管5盖板6油箱体7过滤器8隔板9回油管10加油口11阀类连接板12轴标二、过滤器1.网式过滤器2.线隙式过滤器二、过滤器图6-

17、50网式过滤器1、4端盖2骨架3滤网2.线隙式过滤器3.烧结式过滤器图6-51线隙式过滤器1、4端盖2骨架3线圈2.线隙式过滤器图6-52烧结式过滤器1端盖2壳体3滤芯三、油管和管接头图6-53常用管接头a)焊接式管接头b)卡套式管接头c)扩口式管接头1球形头2油管3卡套4管套三、油管和管接头图6-54压力表1弯管2齿形杠杆3指针四、压力表图6-55动力滑台液压系统图1液压泵2、7、13单向阀3液动换向阀4电液换向阀5背压阀6液控顺序阀8、9调速阀10电磁换向阀11行程阀12压力继电器14液压缸一、主要元件及其作用(1)液压泵 1采用变量叶片泵，为系统提供工作油液。(2)调速阀 8、9串接在液

18、压缸的进油路上进行进油节流调速。(3)液控顺序阀 6其阀口的打开与闭合受系统压力的控制。(4)背压阀 5它是将溢流阀串接在回油管上，可使液压缸的回油腔形成负压，以提高液压缸运动的平稳性。(5)电液换向阀 3、4由三位五通电磁换向阀4和三位五通液动换向阀3组成。一、主要元件及其作用(6)压力继电器 12安装于液压缸进油腔旁的适当位置，在工作进给结束，液压缸碰到固定挡铁而停留时，进油压力升高，压力继电器动作，发出快退信号，使电磁铁1断电，2通电，液压缸运动换向。(7)液压缸 14为缸体移动式单杆活塞缸，液压系统执行元件。(8)单向阀 2、7、13用于防止油液倒流。二、工作循环分析(1)快进(2)工

19、进(3)工进在工进结束时，挡铁压下行程开关，使3通电，电磁换向阀10的通路断开，电磁阀4、液动阀3状态不变，这时的进油路需要经过调速阀8、9，所以动力滑台、实现工进。(4)挡铁停留当动力滑台以工进的速度前进，碰到挡铁后，液压传动的压力进一步升高，使压力继电器12发出信号给时间继电器，在未达到预定时间前，动力滑台停留。(5)快退二、工作循环分析(6)原位停止当动力滑台退回到原始位置时，挡铁压下行程开关，这时电磁铁1、2、3都断电，电磁换向阀4和液动换向阀3均处在中间位置，动力滑台停止运动，滑台在原位停止时，单向阀2使控制油路仍维持较低的控制压力，以便能迅速起动。1.液压系统由哪些基本部分组成？它

20、们在系统中的作用是什么?2.说明液压系统中压力、流量的含义及其单位。3.在图6-56中所示的密封容器内充满油液。4.管路中的压力损失有哪几种？其值与哪些因素有关？5.试述液压泵的工作原理及种类，分析齿轮泵是如何具备液压工作条件的。二、工作循环分析6.双作用叶片泵与单作用叶片泵工作原理有何异同?7.柱塞泵如何实现吸油和压油过程?径向柱塞泵和轴向柱塞泵有何区别?8.双出杆活塞式液压缸与单出杆活塞式液压缸各有何特点和应用？9.单出杆活塞式液压缸，活塞直径0.2m，活塞杆直径d0.04m，当进入液压缸的流量4.1610-4m3s时，问往复运动速度v各为多少?10.液压系统根据用途不同可分为哪三大类常用

21、阀?11.换向阀按操纵方式不同可分为哪几种?二、工作循环分析12.换向阀的“位”和“通”分别表示什么意思？三位阀的滑阀机能表示什么意思？13.三位换向阀的哪些滑阀中位机能能满足下表所列特性，请在相应位置打“”。14.如图6-57所示，采用M形三位四通电磁换向阀的锁紧、卸荷回路。15.常用的压力控制阀有哪几种？它们的共同特点是什么?16.简述直动式溢流阀和先导式溢流阀在液压系统中的调压原理，及先导式溢流阀较直动溢流阀的优点。17.分别简述减压阀、顺序阀的工作原理及在液压系统中所起的作用。二、工作循环分析18.画出溢流阀、减压阀和顺序阀的符号，并比较溢流阀、减压阀、直动式顺序阀和液控顺序阀在下列方

22、面的异同点。19.简述流量控制阀的工作原理，及节流口的形式。20.试说明普通节流阀、单向节流阀和单向行程节流阀的应用特点。21.为什么调速阀比节流阀的调速性能好？22.试分别说明油箱、过滤器和压力表的功用。23.说明图6-58所示图形符号所表示的意义。24.图6-59所示系统能实现“快进工进工进快退原位停止”的工作循环，试完成下列电磁铁动作顺序表。二、工作循环分析25.图6-60所示系统能实现“快进工进停留快退原位停止”的工作循环，试列出电磁铁动作循环表。(6)原位停止当动力滑台退回到原始位置时，挡铁压下行程开关，这时电磁铁1、2、3都断电，电磁换向阀4和液动换向阀3均处在中间位置，动力滑台停

23、止运动，滑台在原位停止时，单向阀2使控制油路仍维持较低的控制压力，以便能迅速起动。表6-4电磁铁和行程开关动作表123行程阀快进+工进+工进+快退+停止1.液压系统由哪些基本部分组成？它们在系统中的作用是什么?图6-56题3图13.三位换向阀的哪些滑阀中位机能能满足下表所列特性，请在相应位置打“”。表格滑阀中位机能特性O形H形Y形P形M形换向位置精度高系统卸荷系统保压使液压缸能浮动起动平稳14.如图6-57所示，采用M形三位四通电磁换向阀的锁紧、卸荷回路。图6-57题14图18.画出溢流阀、减压阀和顺序阀的符号，并比较溢流阀、减压阀、直动式顺序阀和液控顺序阀在下列方面的异同点。1)进、出口油压

24、情况。2)阀的控制信号来源。3)阀口打开与闭合情况。4)泄油情况。23.说明图6-58所示图形符号所表示的意义。图6-58题23图24.图6-59所示系统能实现“快进工进工进快退原位停止”的工作循环，试完成下列电磁铁动作顺序表。图6-59题24图24.图6-59所示系统能实现“快进工进工进快退原位停止”的工作循环，试完成下列电磁铁动作顺序表。表格电磁铁动作1234快进工进工进快退原位停止25.图6-60所示系统能实现“快进工进停留快退原位停止”的工作循环，试列出电磁铁动作循环表。图6-60题25图25.图6-60所示系统能实现“快进工进停留快退原位停止”的工作循环，试列出电磁铁动作循环表。表格动作元件动作电磁铁压力继电器123快进工进停留快退原位停止