课堂作业_第11讲_气动回路及气压传动系统实例_参考答案

课堂作业_气动回路及气压传动系统实例

班级：序号：姓名：得分：（共67）

一、选择题（每题2分，共2分）

1、因气动装置使用功率不大，一般运动速度调节主要用节流调速方式。对于双作用气缸调速，一般采用 B 节流调速。

A、进气；

B、排气；C：旁路；D：以上都不是

二、填空题（每空2分，共22分）

1、在气源压力控制回路中，采用减压阀来调压，采用气动溢流阀作为安全

阀。

2、二次压力控制回路主要由分水滤气器、减压阀、油雾器三大件组成。

3、气动系统工作压力一般较低，所以往往需要增力，请列举两种增力回路：1）

串联气缸增力回路；2）气液增压器增力回路。

4、由于气体可压缩，运动速度不稳定，定位精度不高。在气动不能满足工作要求的场合，可采用气液联动控制回路。其中以气缸为动力，以液压缸为阻尼，调节运动速度。

5、为实现两缸的同步动作，往往采用气液缸的结构形式，利用液体的不可压缩性来保证同步精度。

三、在表格中填写右图回路中相应元器件的名称：（每空2分，共16分）

1 真空发生器

2 减压阀

3 节流阀

4 三位三通换向阀

5 过滤器

6 真空开关

7 吸盘

8 消音器四、在回路下方填写回路名称：（每空3分，共27

分）

单往复动作回路

双手操作回路气液缸变速回路双作用气缸换向回路 连续往复动作回路 缓冲回路 气液缸调速回路 气马达换向回路 冲击气缸回路

项目六气压传动系统实例 （结合公共实训基地及友嘉机电设备展开）任务一气动机械手气压传动系统 气动机械手是机械手的一种，它具有结构简单，重量轻，动作迅速, 平稳可靠，不污染工作环境等优点。在要求工作环境洁净、工作负载较小。自动生产的设备和生产线上应用广 泛，它能按照预定的控制程序动作。图1为一种简单的可移动式气动机械手的结构示意图。它由A、B、 C、D四个汽缸组成，能实现手指夹持、手臂伸缩。立柱升降。回转四个动作。 图2为一种通用机械手气动系统工作原理图（手指部分分为真空吸 头，既无A气缸部分），要求工作循环为：立柱上升-伸臂-立柱顺时 三个气缸均有三位四通双电控换向阀1、2、7和单向节流阀3、4、 5、6组成换向、调速回路。各气缸的行程位置均有电气行程开关进行控制。表1为该机械手在工作循环中各电磁铁的动作顺序表。 图1气动机械手的结构示意图 f A * 图2 为一种通用机械手气动系统工作原理图

面结合表来分析它的工作循环： 按下它的启动按钮，4YA通电，阀7处于上位，压缩空气进入垂直气缸C下腔，活塞杆上升。 当缸C活塞上的挡块碰到电气行程开关a1时，4YA断电，5YA通电, 阀2处于左位，水平气缸B活塞杆伸出，带动真空吸头进入工作点并吸取工作。 当缸B活塞上的挡块电气开关b1时，5YA断电，1YA通电，阀1 处于左位，回转缸D顺时针方向回转，使真空吸头进入下料点下料。 当回转缸D活塞杆上的挡块压下电气行程开关c1时，1YA断电，2YA通电, 阀1处于右位，回转缸b复位。 回转缸复位时，其上挡块碰到电气行程开关cO时，6YA通电，2YA断电, 阀2处于右位，水平缸B活塞杆退回。 水平缸退回时，挡块碰到bO,6YA断电，3YA通电，阀7处于下位，垂直缸 活塞杆下降，到原位时，碰上电气行程开关aO,3YA断电，至此完成一个工作循 环，如再给启动信号。可进行同样的工作循环。 根据需要只要改变电气行程开关的位置，调节单向节流阀的开度, 即可改变各气缸的运动速度和行程。 任务二数控加工中心气动换刀系统 图3为某数控加工中心气动换刀系统原理图。该系统在换刀过程中实现主轴定位、主轴送刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作。 具体工作过程如下：当数控系统发出换刀指令时，主轴停止旋转，同时4YA 通电，压缩空气经气动三联件1、换向阀4、单向节流阀5进入主轴定位缸A的 右腔，缸A的活塞左移，使主轴自动定位。定位后压下无触点开关，使6YA通

第二篇气压传动系统的设计 第一章 气压传动的特原理、组成及特点 （一）原理 气压传动以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力或信息的流体传动。传递动力的系统是将压缩气体经由管道和控制阀输送给气动执行元件，把压缩气体的压力能转换为机械能而作功；传递信息的系统是利用气动逻辑元件或射流元件以实现逻辑运算等功能，亦称气动控制系统。 但气压传动速度低，需要气源。气压传动的特点是:工作压力低,一般为0.3～0.8兆帕，气体粘度小，管道阻力损失小，便于集中供气和中距离输送，使用安全，无爆炸和电击危险，有过载保护 （二）组成 气压传动由气源、气动执行元件、气动控制阀和气动辅件组成。气源一般由Link title压缩机提供。气动执行元件把压缩气体的压力能转换为机械能，用来驱动工作部件，包括气缸和启动马达。气动控制阀用来调节气流的方向、压力和流量，相应地分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。气动辅件包括：净化空气用的分水滤气器，改善空气润滑性能的油雾器，消除噪声的消声器，管子联接件等。在气压传动中还有用来感受和传递各种信息的气动传感器。 （三）特点 1.气压传动的优点 （1）由于气压传动的工作介质是空气，它取之不尽用之不竭，用后的空气可以排到大气中去，不会污染环境。（2）气压传动的工作介质粘度很低，所以流动阻力很小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送。（3）动作迅速、反应快； （4）工作环境适应性好，气动元件采用相应的材料后，能够在在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、强振动、强腐蚀等恶劣工作环境中正常工作；（5）成本低，使用安全，无爆炸和电击危险，过载能自动保护； （6）压缩空气的工作压力较低，因此，对气动元件的材质要求较低； （7）气动系统维护简单，管道不易堵塞，也不存在介质变质、补充、更换等问题。

气压传动系统的工作原理及组成 一、气压传动系统的工作原理 气压系统的工作原理是利用空气压缩机将电动机或其它原动 机输出的机械能转变为空气的压力能，然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外作功。 二、气压传动系统的组成 典型的气压传动系统，如图10.1.1所示。一般由以下四部分组成： 1．发生装置它将原动机输出的机械能转变为空气的压力能。 其主要设备是空气压缩机。

2．控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动发向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序正常工作。如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。 3．控制元件是将空气的压力能转变成为机械能的能量转换装置。如气缸和气马达。 4．辅助元件是用于辅助保证空气系统正常工作的一些装置。如过滤器、干燥器、空气过滤器、消声器和油雾器等。 10.2 气压传动的特点 一、气压传动的优点 1. 以空气为工作介质，来源方便，用后排气处理简单，不污染环境。 2. 由于空气流动损失小，压缩空气可集中供气，远距离输送。 3. 与液压传动相比，启动动作迅速、反应快、维修简单、管路不易堵塞，且不存在介质变质、补充和更换等问题。 4. 工作环境适应性好，可安全可靠地应用于易燃易爆场所。 5. 气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低，固使用安全。 6. 空气具有可压缩性，气动系统能够实现过载自动保护。

二、气压传动的特点 1. 由于空气有可压缩性，所以气缸的动作速度易受负载影响。 2. 工作压力较低（一般为0.4Mpa-0.8Mpa），因而气动系统 输出力较小。 3. 气动系统有较大的排气噪声。 4. 工作介质空气本身没有润滑性，需另加装置进行给油润滑。

液压传动 液压传动的基本原理：液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。 液压传动系统的组成 液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1、动力元件（油泵） 它的作用是利用液体把原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。2、执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3、控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。 5、工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。编辑本段液压传动的优缺点 1、液压传动的优点 （1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的10％～20%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100）。（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高；（7）容易实现过载保护。（8)液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。 2、液压传动的缺点 （1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；（3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；（4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适。（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。 编辑本段液压元件分类 动力元件- 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵...... 执行元件-液压缸：活塞液压缸、柱塞液压缸、摆动液压缸、组合液压缸液压马达-齿轮式液压马达、叶片液压马达、

液压实训心得 去除其中灰尘和水分。由于空气本身没有润滑性,因而气压传动系统中必须对气压传动元件进行供油润滑, 如加油雾器等装置进行润滑。 3、输出力小。由于工作压力低(一般低于0.8mpa),因而气压传动系统输出力小, 一般限制为20~30kn。在相同输出力的情况下,气压传动装置比液压传动装置尺寸大。 4、排放空气的噪声大。气压传动系统排放空气时,需加消声器。上面就是我为大???介绍的液压传动和气压传动的优点与缺点。通过这两周的实习,我初步的了解了液压传动和气压传动的特性, 并且完成了单作用、双作用气缸的调速回路的连接与调试以及多个回路的连接与调试, 让我更熟练的掌握了液压传动和气压传动的连接方法和技能。让我们也收获了很多的知识,这也将会指导我们在今后的工作当中不断进步篇二：液压实训心得 液压实训心得体会 为期一周的液压回路实训就这样结束了，但是通过这次实训我对液压回路及组件有了一个很深的认识，通过不断地练习使我不仅把理论和实践紧密的结合起来，了解工作原理。也提高了我们的动手能力，而且也增进了我们团队中的合作意识，因为液压回路不是一个人就能随便能安装得起来的，这就需要我们的配合与相互间的学习，通过这次实习我们收获，不仅是知识方面，而且在我们未来的工作之路上，它让我们学会了如何正确面对未来工作中的困难与挫折，是一次非常有意义的经历。 我想不仅仅是这些了。在这次实训过后，让我深刻了解到，对于每干一件事情，我们都应该善于分析与总结，只有这样，我们才会变的更好，通过实训我们锻炼了团队合作精神。让我们可以养成细心专注的好习惯，以后不至于在遇到问题的时候畏惧退缩，可以让我们更加有毅力的攻克难关，加强我们自身的能力。对此我们怀着无比的高兴心情，因为我们又学到了新的知识在人生的道路上又向前迈进了新的一程，不仅感谢老师对我们的谆谆教导，而且感谢我同组同学及全班同学的帮助和关心！ 同学之间的相互帮助让我们体会到团结互助的重要性，为以后 的工作和生活积累下经验，通过和同学的配合，我们可以发现自己的不足之处，从而好好改进让自己的能力得到完善，从而了解团结合作的重要性，在今后的道路上可以得到更加完美的成功，不仅如此，我们还对汽车的基本知识有了更加深入的了解，不再只是个门外汉，我们的学习已经步入正轨，在一步步的走向更加深入的知识 领域，为以后的学习打下基础让我们可以在以后的学习中得心应手。 本周的实训非常有意思，我深刻的了解到液压传动和气压传动 的特性，并且完成了单作用、双作用气缸的调速回路的连接与调试以及多个回路的连接与调试，让我更熟练的掌握了液压传动和气压传动的连接方法和技能。让我也收获了很多的知识，这也将会指导我在今后的工作当中不断进步。 最后，感谢温老师在这次试训过程中对我们的精心教导。篇三：液压与气动技术专业实习总结范文 《浙江大学优秀实习总结汇编》 液压与气动技术岗位工作实习期总结 转眼之间，两个月的实习期即将结束，回顾这两个月的实习工作，感触很深，收获颇丰。这两个月，在领导和同事们的悉心关怀和指导下，通过我自身的不懈努力，我学到了人生难得的工作经验和社会见识。我将从以下几个方面总结液压与气动技术岗位工作实习这段时间自己体会和心得： 一、努力学习，理论结合实践，不断提高自身工作能力。 在液压与气动技术岗位工作的实习过程中，我始终把学习作为获得新知识、掌握方法、提高能力、解决问题的一条重要途径和方法，切实做到用理论武装头脑、指导实践、推动工

第三章气动传动系统的基本组成【课程性质】 理论课 【教学目标】 1、掌握气压传动的工作就原理及组成 2、了解气压传动的特点 【教学重点】 掌握气压传动的工作就原理及组成 【教学难点】 掌握气压传动的工作就原理及组成 【教学课时】 4课时 【教学策略】 采用多媒体动画的教学方式，进行直观教学 【教学方法】 讲授法，多媒体教学法 【教学过程】 环节教学内容师生互动设计意图 导入 一、气压传动及其应用 气压传动简称气动，是指以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产过程机械化、自动化的一门技术。因为以压缩空气为工作介质具有防火、防爆、防电磁干扰，抗振动、冲击、辐射，无污染，结构简单，工作可靠等特点，所以气动技术与液压、机械、电气和电子技术一起，互相补充，已发展成为实现生产过程自动化的一个重要手段，在机械工业、冶金工业、轻纺食品工业、化工、交通运输、航空航天、国防建设等各个部门已得到广泛的应用。

新课 新课 二、气压传动系统的工作原理 气压传动系统的工作原理是利用空气压缩 机将电动机或其它原动机输出的机械能转变为 空气的压力能，然后在控制元件的控制和辅助元 件的配合下，通过执行元件把空气的压力能转变 为机械能，从而完成直线或回转运动并对外作 功。 三、气压传动系统的组成 典型的气压传动系统，一般由以下部分组成： 1 气压发生装置它原动机输出的机械能转变为空气 的压力能。其主要设备是空气压缩机。 2．控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流 动方向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度，并 按设计的程序正常工作。如压力阀、流量阀、方向阀和 逻辑阀等。 3．执行元件是将空气的压力能转变为机械能的能量 转换装置 四、气压传动的特点 1. 空气随处可取，取之不尽，节省了购买、贮存、 运输介质的费用和麻烦；用后的空气直接排入大气，对 环境无污染，处理方便，不必设置回收管路，因而也不 存在介质变质、补充和更换等问题。 2. 因空气粘度小（约为液压油的万分之一），在 管内流动阻力小，压力损失小，便于集中供气和远距离 输送。即使有泄漏，也不会像液压油一样污染环境。 3. 与液压相比，气动反应快，动作迅速，维护简 单，管路不易堵塞。 4. 气动元件结构简单，制造容易，适于标准化、 系列化、通用化。 气源装置的组成和布置示意图 1—空气压缩机2—后冷却器 3—油水分离器 4、7—贮气罐5—干燥器6— 过滤器8—加热器9—四通阀 图中，1为空气压缩机，用以 产生压缩空气，一般由电动机带 动。其吸气口装有空气过滤器， 以减少进入空气压缩机内气体的 杂质量。2为后冷却器，用以降温 冷却压缩空气，使气化的水、油 凝结起来。3为油水分离器，用以 分离并排出降温冷却凝结的水 滴、油滴、杂质等。4为贮气罐， 用以贮存压缩空气，稳定压缩空 气的压力，并除去部分油分和水 分。5为干燥器，用以进一步吸收 或排除压缩空气中的水分及油 分，使之变成干燥空气。6为过滤 器，用以进一步过滤压缩空气中 的灰尘、杂质颗粒。7为贮气罐。 贮气罐4输出的压缩空气可用于 一般要求的气压传动系统，贮气 罐7输出的压缩空气可用于要求 较高的气动系统（如气动仪表及

实验报告 课程名称：液压与气压传动 实验项目：液压与气压传动测试实验实验班级： 学号，姓名：， 总页数：11 指导教师：李益林刘涵章实验时间：2015.3. ～2015-7. 机电学院液压与气压传动实验室

目录 目录 (2) 实验一液压泵拆装 (3) 1.CB—B10型齿轮泵流量计算 (3) 2.YB1-10双作用叶片泵排量计算 (3) 3.思考题 (4) 实验二液压泵性能测试 (5) 一、叶片泵测试与计算 (5) 二、画P—Q特性曲线图 (5) 实验三液压阀拆装 (6) 实验四溢流阀性能测试 (7) 一、溢流阀测试数据记录及处理 (7) 二、画启闭特性曲线图 (7) 实验五节流阀进油路节流调速回路的速度负载特性测试 (8) 一、测试数据记录及处理 (8) 实验六调速阀进油路节流调速回路的速度负载特性测试 (9) 一、测试数据记录及处理 (9) 画负载特性曲线图 (10) 实验七基本液压传动系统工作原理图绘制 (10) 1.观察S001液压传动系统试验台，标出各种液压元件的名称。 (10) 2.观察S001液压传动系统试验台,完成填充。 (11) 3.液压元件图形符号描述传动系统示意图。 (11)

实验一液压泵拆装 1.CB—B10 型齿轮泵流量计算 1)计算齿轮轴齿数：Z = 个。 2)测量齿顶圆直径D= mm. 3)测量齿轮齿宽： B = mm，CM. 4)计算齿轮模数：m = D / ( Z+ 2 ) = mm，CM. 标准模数m : 数值计算后，应向下面标准模数值靠近取值（mm）。 5)当转速n= 1450 r/min 的电机，泵的容积效率取ηv= 85% 时，计算齿轮泵排量 V = 2π·Ｚ·ｍ2 ·B （mL/r）（齿宽、模数用厘米单位代入计算。） 6)因为实际齿槽容积比齿轮体积稍大一些，通常取V = 6.66Ｚｍ2 B 7)计算齿轮泵流量q v = 6.66·Ｚ·ｍ2·B· n·ηv·10-3 (L/min) （齿宽、模数用厘米单位代入计算。） 2.YB1-10双作用叶片泵排量计算 1)YB1-10双作用叶片泵铭牌参数： 额定压力= Map ，额定转速= 转/分， 排量= 毫升/转。 2)测量定子内表面大圆弧直径D =mm，半径R = CM。 3)测量定子内表面小圆弧直径d =mm，半径r = CM。 4)测量定子宽度：B = mm，CM。 5)测量叶片厚度：δ = mm，CM。 6)计算叶片数： Z = 片。 7)叶片倾角：θ= 13 度。 8)叶片泵转速：n = r/min。（取>1000 ～<1450 ） 9)叶片泵工作区环形体积：V1 = 2π(R2 - r2)B 10)叶片所占容积：V2 = 2·[(R - r)/cosθ]·B·δ·Z 11)双作用叶片泵理论排量V t = V1- V2（mL/r），即

第九章气压系统典型实例 第一节工件夹紧气压传动系统 工件夹紧气压传动系统是机械加工自动线和组合机床中常用的夹紧装置的驱动系统。图9-1为机床夹具的气动夹紧系统，其动作循环是：当工件运动到指定位置后，气缸A活塞杆伸出，将工件定位后两侧的气缸B和C的活塞杆同时伸出，从两侧面对工件夹紧，然后再进行切削加工，加工完后各夹紧缸退回，将工件松开。 图9-1机床夹具气动夹紧系统 1—脚踏阀2—行程阀3、5—单向节流阀4、6—换向阀 具体工作原理如下：用脚踏下阀1，压缩空气进入缸A的上腔。使活塞下降定位工件；当压下行程阀2时，压缩空气经单向节流阀5使二位三通气控换向阀6换向（调节节流阀开口可以控制阀6的延时接通时间），压缩空气通过阀4进入两侧气缸B和C的无杆腔，使活塞杆前进而夹紧工件。然后钻头开始钻孔，同时流过换向阀4的一部分压缩空气经过单向节流阀3进入换向阀4右端，经过一段时间（由节流阀控制）后换向阀4右位接通，两侧气缸后退到原来位置。同时，一部分压缩空气作为信号进入脚踏阀1的右端，使阀1右位接通，压缩空气进入缸A的下腔，使活塞杆退回原位。活塞杆上升的同时使机动行程阀2复位，气控换向阀6也复位（此时主阀3右位接通），由于气缸B、C的无杆腔通过阀6、阀4排气，换向阀6自动复位到左位，完成一个工作循环。该回路只有再踏下脚踏阀1才能开始下一个工作循环。

第二节数控加工中心气动系统 图9-2所示为某数控加工中心气动系统原理图，该系统主要实现加工中心的自动换刀功能，在换刀过程中实现主轴定位、主轴松刀、拔刀、向主轴锥孔吹气排屑和插刀动作。 图9-2 数控加工中心气动系统原理图 具体工作原理如下：当数控系统发出换刀指令时，主轴停止旋转，同时4YA通电，压缩空气经气动三联件1、换向阀4、单向节流阀5进入主轴定位缸A的右腔，缸A的活塞左移，使主轴自动定位。定位后压下开关，使6Y A通电，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，增压腔的高压油使活塞伸出，实现主轴松刀，同时使8YA通电，压缩空气经换向阀9、单向节流阀11进入缸C的上腔，缸C下腔排气，活塞下移实现拔刀。由回转刀库交换刀具，同时1Y A通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气。稍后1YA断电、2YA通电，停止吹气，8YA断电、7YA通电，压缩空气经换向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，活塞上移，实现插刀动作。6Y A断电、5Y A通电，压缩空气经阀6进入气液增压器B的下腔，使活塞退回，主轴的机械机构使刀具夹紧。4YA断电、3Y A通电，缸A的活塞在弹簧力的作用下复位，回复到开始状态，换刀结束。 第三节气动机械手气压传动系统 气动机械手是机械手的一种，它具有结构简单，重量轻，动作迅速，平稳可靠，不污染工作环境等优点。在要求工作环境洁净、工作负载较小、自动生产的设备和生产线上应用广泛，它能按照预定的控制程序动作。图9-3为一种简单的可移动式气动机械手的结构示意图。它由A、B、C、D四个气缸组成，能实现手指夹持、手臂伸缩、立柱升降、回转四个

1，前言 2，绪论 气压实验系统的历史发展， 现在气压实验系统的发展 未来的气压实验系统的发展 3，硬件系统 （1），plc Plc的定义 PLC = Programmable Logic Controller，可编程控制器是一种数字运算的电子操作系统装置，专为工业现场应用而设计的，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备都应按易于与工业控制器系统联成一个整体和易于扩充其功能的原则进行设计 Plc的发展 它的起源可以追溯到60年代，美国通用汽车公司为了适应汽车型号不断翻新的需要，对生产线上的控制设备提出了新的要求，为此研制了第一台可编程控制器用于生产线上，通过改变存储在里面的指令的方法来改变生产线的控制流程，从而提供了继电器控制系统无法比拟的灵活性。但这一时期它主要是代替继电器系统完成顺序控制，虽然也采用了计算机的设计思想，实际只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器简称PLC（Programmable Logical Controller）。 进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程控制器的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，可以进行模拟量控制、位置控制，特别是远程通讯功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统，因此将其称为可编程控制器（Programmable Controller）简称PC ,但为了与个人电脑PC相区别，仍将其称为PLC。PLC已被称为现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人和CAD/CAM）之一。 目前PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，加速了机电一体化的进程。 Plc的工作原理 由于PLC以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方，若有键按下或有I/O变化，则转入相应的子程序，若无则继续扫描等待。 PLC则是采用循环扫描的工作方式。对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是CPU执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。一个扫描周期主要可分为3个阶段。 1．输入刷新阶段 在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态

液压与气压传动实验 实验一 油泵性能 一、实验目的 1、通过实验了解油泵的主要技术性能，测定油泵的流量特性、容积效率和总效率。 2.、掌握小功率油泵的测试方法。 3、产生对油泵工作状态的感性认识，如振动、噪声、油压脉动和油温变化等。 二、实验内容 1、油泵的流量特性 油泵运转后输出一定的流量以满足液压系统工作的需要。由于油泵的内泄漏，从而产生一定的流量损失。油泵的泄漏量是随油泵的工作压力的增高而增大的，油泵的实际流量是随压力的变化而变化的。因此需要测定油泵在不同工作压力下的实际流量，即得出油泵的流量特性曲线Q ＝ f(P)． 2、油泵的容积效率 油泵的容积效率，是指它的实际流量Q 与理论流量Q 0之比，即： %100?= O v Q Q η 式中：Q 0可通过油泵的转速和油泵的结构参数计算。 对于双作用叶片泵： n SZ r R r R b Q ?? ???? ---=θπcos )(2220 R 、r 分别为定子圆弧部分的长短半径 b 为叶片宽度 θ 为叶片的倾角 S 为叶片厚度 Z 为叶片数 n 油泵转速 在实验中，为便于计算，用油泵工作压力为零时的实际流量Q k （空载流量）来代替理论流量Q 0，所以 %100?= k v Q Q η 由于油泵的实际流量Q 随工作压力变化而变化，而理论流量Q 0(或空载流量Q k )不随压力产生变化，所以容积效率也是随油泵工作压力变化的一条曲线。通常所说的油泵容积效率是指油泵在额定工作压力下的容积效率。 3、油泵的总效塞 油泵的总效率η是指油泵实际输出功率N c 与输入功率N R 之比即 %100?= R c N N η

式中：N c = 60 1 ·P ·Q(kw)， P ——油泵工作压力(MPa)， Q ——油泵实际流量(L ／min)； N R ——104.7M ·n(kw)， M ——电机输出扭矩(N ·m)， n ——电机转速(r ·p ·m)。 由预先测出的电机输入功率N dR 与电机总效率d η的关系曲线(见图1-1)，用三相电功率表测出油泵在不同工作压力下电机的输入功率dR N ，然后根据电机效率曲线查出电机总效率 d η，就可以计算出电机输出功率dc N ，这也就是油泵的输入功率N R 。即 N R = N dc = N dR ·d η 所以 %10060?== d dR R c N PQ N N ηη 电机效率曲线如图1—1 图1—1 电机效率曲线 三、实验装置和作用 液压原理图见图1—2中油泵性能实验部分。

《设备控制基础》课程教案

学习单元3：气压传动认识及典型气压传动系统分析 3.2 气动基本回路认识与典型气压传动系统分析 授课内容： 1. 理解气压传动控制系统的主要优缺点。 2. 掌握各主要气压基本回路的工作原理与功用。 2. 理解气动系统在数控设备上的具体应用。 3. 认识各个气动系统的工作原理和组成： 1.1 压力控制回路 1．一次压力控制回路 这种回路，用于使储气罐送出的气体压力不超过规定压力。为此，通常在储气罐上装一电接点式压力表，或压力继电器，一旦罐内超过规定压力时，即控制空气压缩机断电，不再供气。也常在储气罐上安装一只安全阀，用来实现一旦罐内超过规定压力就向大气放气。 2．二次压力控制回路 为保证气动系统使用的气体压力为一稳定值，多用如图所示的由空气过滤器—减压阀—油雾器（气动三大件）组成的二次压力控制回路，但要注意，供给逻辑元件的压缩空气不要加入润滑油。 3．高低压转换回路 若设备有时需要高压，有时需要低压，则可用高低压转换回路，由两个减压阀和换向阀构成的高低压转换回路，可控制气缸输出两种大小不同的力。 4．连续压力控制回路 近年来，由于计算机技术、微电子技术与气动技术的结合，电气比例控制技术的应用日益广泛。 图示为采用比例阀构成的压力控制回路。气缸有杆腔的压力大小由减压阀调为定值，而无杆腔的压力由计算机输出的控制信号控制比例阀的输出压力来实现，从而使气缸的输出力得到连续控制

1．2 换向回路 1．单作用气缸换向回路 2．双作用气缸换向回路 1.3 速度控制回路 1．单作用气缸速度控制回路 2．双作用气缸速度控制回路 除用单向节流阀构成的调速回路外，采用其它流量控制阀也可构成调速回路。图c) 所示为采用排气节流阀的调速回路。为了提高气缸的速度，可以在气缸出口安装快速排气阀，这样气缸内气体可通过快速排气阀直接排放。图d）为采用快速排气阀构成的气缸快速返回回路。 3．缓冲回路 在实际当中，可采用缓冲回路来满足气缸行程末端的缓冲要求。由速度控制阀配合使用的缓冲回路。当活塞向右运动时，缸右腔的气体经行程阀再由三位五通阀排掉，当活塞运动到末端，活塞杆上的挡块碰到行程阀时，节流阀短接的路被堵死，气体就只能经节流阀排除，这样活塞运动速度就得到了缓冲。调整行程阀的安装位置就可以改变缓冲开始时间。此回路适用于活塞惯性大的场合。 1.4 气液联动回路

第九章气压传动 ★学习目的与要求 1.掌握气压系统的工作原理和组成； 2．掌握气源装置及辅助元件的工作原理； 3．掌握气缸的工作原理； 4．了解气马达的工作原理； 5．掌握减压阀、顺序阀、流量阀的工作原理及应用； 6．了解气动逻辑元件的工作原理及应用； 7．掌握气动基本回路的工作原理及应用； 8．学会阅读气动系统图； 9．掌握气动系统的使用与维护知识。 ★内容提要 气压传动与液压传动的工作原理和系统组成相同，但工作介质不同。气压传动是以压缩空气作为工作介质进行能量的传递和控制的一种传动形式。除了具有与液压传动一样，操作控制方便，易于实现自动控制、中远程控制、过载保护等优点外，还具有工作介质处理方便，无介质费用、泄漏污染环境、介质变质及补充等优势。但空气的压缩性极大的限制了气压传动传递的功率，一般工作压力较低（0.3～1MPa），总输出力不宜大于10～40kN，且工作速度稳定性较差。应用非常广泛，尤其是轻工、食品工业、化工 第一节气压传动基础知识 一、空气的物理性质 1.空气的组成：主要成分有氮气、氧气和一定量的水蒸气。 含水蒸气的空气称为湿空气，不含水蒸气的空气称为干空气。 2.空气的密度：对于干空气ρ=ρo×273/（273+t）×p/0.1013 3.空气的粘度：较液体的粘度小很多，且随温度的升高而升高。 4.空气的压缩性和膨胀性 体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨胀性。 空气的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。 5.湿空气 所含水份的程度用湿度和含湿量来表示。湿度的表示方法有绝对湿度和相对湿度之分。 6.压缩空气的析水量 压缩空气一旦冷却下来，相对湿度将大大增加，到温度降到露点以后，水蒸气就要凝析出来。 二、气体的状态变化 1.理想气体的状态方程 不计粘性的气体称为理想气体。空气可视为理想气体。 一定质量的理想气体在状态变化的瞬间，有如下气体状态方程成立 pV/T=常量或p=ρRT 2.气体状态变化过程及其规律（质量不变） （1）等温过程p1V1=p2V2=常量

第四章气动传动系统的回路【课程性质】 理论课 【教学目标】 1、熟悉分析回路的步骤; 2、掌握气动基本回路的工作原理和应用； 【教学重点】 1、分析回路步骤理解 2、气动基本回路的工作原理和应用； 【教学难点】 分析回路步骤理解 【教学课时】 4课时 【教学策略】 采用多媒体动画的教学方式，进行直观教学 【教学方法】 讲授法，多媒体教学法 【教学过程】 环节教学内容师生互动设计意图 导入一、气动基本回路 气动基本回路按其功能分为：方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路和其他常用基本回路。 新课 二、方向控制回路 1、单作用气缸换向回路 图a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b所示为由三位五通电磁阀控制的换向回路。 2、双作用气缸换向回路

新课 下图a为小通径的手动换向阀控制二位五通主阀操 纵气缸换向；图b为二位五通双电控阀控制气缸换向； 图c为两个小通径的手动阀控制二位五通主阀操纵气缸 换向；图d为三位五通阀控制气缸换向。该回路有中停 功能，但定位精度不高。 压力控制回路 压力控制回路的功用是使系统保持在某一规定的 压力范围内。常用的有一次压力控制回路，二次压力控 制回路和高低压转换回路。 3、次压力控制回路 下图所示为一次压力控制回路。此回路用于控制贮 气罐的压力，使之不超过规定的压力值。常用外控溢流 阀1或用电接点压力表2来控制空气压缩机的转、停， 使贮气罐内压力保持在规定范围内。 4、二次压力控制回路 下图所示为二次压力控制回路，图a是由气动三大 件组成的，主要由溢流减压阀来实现压力控制；图b是 由减压阀和换向阀构成的对同一系统实现输出高低压 力p1、p2的控制；图c是由减压阀来实现对不同系统输 出不同压力p1、p2的控制。 三、速度控制回路 气动系统因使用的功率都不大，所以主要的调速方 法是节流调速。 1、单向调速回路 下图所示为双作用缸单向调速回路。图a为供气节 流调速回路。在图示位置时，当气控换向阀不换向时， 进入气缸A腔的气流流经节流阀，B腔排出的气体直接 经换向阀快排。当节流阀开度较小时，由于进入A腔的 流量较小，压力上升缓慢。当气压达到能克服负载时， 单作用气缸换向回路 双作用气缸换向回路 一次压力控制回路 1—溢流阀2—电接点压力表 二次压力控制回路 (a)由溢流减压阀控制压力(b)由 换向阀控制高低压力(c)由减压 阀控制高低压力

1、1 换向回路 单作用气缸控制回路气缸活塞杆运动的一个方向靠压缩空气驱动,另一个方向则靠其她外力,如重力、弹簧力等驱动。回路简单,可选用简单结构的二位三通阀来控制 常断二位三通电磁阀控制回路 通电时活塞杆伸出,断电时 靠弹簧力返回 常通二位三通电磁阀控制回路 断电时活塞杆缩回,通电时 靠弹簧力返回 三位三通电磁阀控制回路 控制气缸的换向阀带有全封闭 型中间位置,可使气缸活塞停止在任 意位置,但定位精度不高 两个二位二通电磁阀代替一个二位三 通阀的控制回路 两个二位二通电磁阀同时通电换 向,可使活塞杆伸出。断电后,靠外力 返回 双作用气缸控制回路 气缸活塞杆伸出或缩回两个方向的运动都靠压缩空气驱动,通常选用二位五通阀来控制 采用单电控二位五通 阀的控制回路 通电时活塞杆伸出,断电时 活塞杆返回 双电控阀控制回路 采用双电控电磁阀,换向信号 可以为短脉冲信号,因此电磁铁 发热少,并具有断电保持功能 中间封闭型三位五通阀控制回路 左侧电磁铁通电时,活塞杆伸出。 右侧电磁铁通电时,活塞杆缩回。左、 右两侧电磁铁同时断电时,活塞可停 止在任意位置,但定位精度不高 中间排气型三位五通阀控制回路 当电磁阀处于中间位置时活塞 杆处于自由状态,可由其她机构驱 动 中间加压型三位阀控制回路电磁远程控制回路 采用二位五通气控阀作为主控 阀,其先导控制压力用一个二位三通 电磁阀进行远程控制。该回路可以应 用于有防爆等要求的特殊场合 双气控阀控制回路 主控阀为双气控二位五通阀, 用两个二位三通阀作为主控阀的先 导阀,可进行遥控操作 当左、右两侧电磁铁同时断 电时,活塞可停止在任何位置,但 定位精度不高。采用一个压力控 制阀,调节无杆腔的压力,使得在 活塞双向加压时,保持力的平衡 采用带有双活塞杆的气缸,使活 塞两端受压面积相等,当双向加压时, 也可保持力的平衡

综合测试题Ⅰ答案 四、名词解释 1． 当液体流经圆锥环形间隙时，若阀芯在阀体孔内出现偏心，阀芯可能受到一个液压侧向 力的作用。当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴在阀孔壁面上，产生卡紧现象。 2． 在液压系统中，若某点处的压力低于液压油液所在温度下的空气分离压时，原先溶解在 液体中的空气就分离出来，使液体中迅速出现大量气泡，这种现象叫做气穴现象。当气泡随着液流进入高压时，在高压作用下迅速破裂或急剧缩小，又凝结成液体，原来气泡所占据的空间形成了局部真空，周围液体质点以极高速度填补这一空间，质点间相互碰撞而产生局部高压，形成压力冲击。如果这个局部液压冲击作用在零件的金属表面上，使金属表面产生腐蚀。这种因空穴产生的腐蚀称为气蚀。 3． 变量泵是排量可以改变的液压泵。 4． 液压系统采用变量泵供油，通过改变泵的排量来改变输入执行元件的流量，从而实现调 速的回路称为容积调速回路。 5． 非时序逻辑系统是系统的输出只与输入变量的组合有关，与变量取值的先后顺序无关。 五、分析题 1．解：1）进油节流调速系统活塞运动速度v 1= q min /A 1； 出口节流调速系统活塞运动速度 v 2= q min /A 2 因Ａ1>Ａ2，故进油节流调速可获得最低的最低速度。 2）节流阀的最小稳定流量是指某一定压差下（2～3×105Pa ），节流阀在最小允许开度 A Tmin 时能正常工作的最小流量q min 。因此在比较哪个回路能使液压缸有较低的运动速度时，就应保持节流阀最小开口量A Tmin 和两端压差△p 相同的条件。 设进油节流调速回路的泵压力为p p1,节流阀压差为△p 1则： 111p A F p p ?+= 111A F p p p -=? 设出口调速回路液压缸大腔压力（泵压力）为p p2 ，节流阀压差为△p 2 ，则： 2221A p F p A p ?+= 22122A F A A p p p -=? 由最小稳定流量q min 相等的定义可知：△p 1=△p 2 即： 212121A F A F A A p p p p -+= 为使两个回路分别获得缸最低运动速度，两个泵的调定压力 p p1、 p p2 是不相等的。 2．解：1） A 为 内控外泄顺序阀，作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作，调整压力略大于10×105Pa ； B 为卸荷阀，作用是定位、夹紧动作完成后，使大流量泵卸载，调整压力略大于10×105Pa ；

气压传动系统设计实例分析 气动技术是实现工业生产机械化、自动化的方式之一，由于气压传动本身所具有的独特优点，所以应用日益广泛。 以土木机械为例，随着人们生活水平的不断提高，土木机械的结构越来越复杂，自动化程度不断提高。由于土木机械在加工时转速高、噪声大，木屑飞溅十分严重。在这样的条件下采用气动技术非常合适，因此在近期开发或引进的土木机械上，普遍采用气动技术。下面以八轴仿形铣加工机床为例加以分析。 (1)八轴仿形铣加工机床简介 八轴仿形铣加工机床是一种高效专用半自动加工木质工件的机床。其主要功能是仿形加工，如梭柄、虎形腿等异型空间曲面。工件表面经粗、精铣，砂光和仿形加工后，可得到尺寸精度较高的木质构件。 八轴仿形铣加工机床一次可加工8个工件。在加工时，把样品放在居中位置，铣刀主轴转速一般为8000r／min左右。由变频调速器控制的三相异步电动机，经蜗杆＼蜗轮传动副控制降速后，可得工件的转速范围为15～735r／mino纵向进给由电动机带动滚珠丝杠实现，其转速根据挂轮变化为20～1190r／min或40～2380r／mino工件转速、纵向进给运动速度的改变，都是根据仿形轮的几何轨迹变化，反馈给变频调速器后，再控制电动机来实现的。该机床的接料盘升降，工件的夹紧松开，粗、精铣，砂光和仿形加工等工序都是由气动控制与电气控制配合来实现的。 (2)气动控制回路的工作原理 八轴仿形铣加工机床使用加紧缸B(共8只)，接料盘升降缸A(共2只)，盖板升降缸C，铣刀上、下缸D，粗、精铣缸E，砂光缸F，平衡缸G共计15只气缸。 (3)气控回路的主要特点 ①该机床气动控制与电气控制相结合，各自发挥自己的优点，互为补充，具有操作简便、自动化程度较高等特点； ②砂光缸、铣刀缸和平衡缸均与气容相连，稳定了气缸的工作压力，在气容前面都设有减压阀，可单独调节各自的压力值；

液压与气压传动实验指导书 中南林业科技大学 机电实验中心

前言 本实验指导书是根据机械设计制造及自动化等专业《液压传动与气压传动》教学大纲及实验教学大纲的要求编写的，共编入七个教学实验，适用于在YCS系列液压教学实验台上进行。 通过实验教学，目的是使学生掌握常用液压元件及常用液压回路的性能及测试方法，培养学生分析解决实际工程问题的能力。 由于水平所限，不妥之处在所难免，欢迎批评指正。

目录 实验一液压泵（马达）结构实验----------------------------------4 实验二液压控制阀结构实验--------------------------------------5 实验三液压泵性能实验------------------------------------------6 实验四溢流阀性能实验------------------------------------------11 实验五节流调速性能实验----------------------------------------17 实验六液压回路设计实验----------------------------------------23 实验七气压回路设计实验----------------------------------------24

实验一液压泵（马达）结构实验 一、实验目的 1.通过实验，熟悉和掌握液压系统中动力与执行元件的结构、工作原理。 2.通过实验，能熟练完成各种泵（马达）的拆卸和组装。 二、实验内容 将实验中给出的液压泵（马达）分别拆开，观察其组成零件、结构特征、工作原理，并记录拆装顺序以便于正确组装。 1.齿轮泵的拆装：将齿轮泵按顺序拆开，观察泵的密封容积由哪些零件组成，困 油区、卸荷槽在什么位置，泵内压力油的泄漏情况，如何提高容积效率。 2.叶片泵的拆装：将叶片泵按顺序拆开，观察泵的密封容积由哪些零件组成，如 何区分配油盘上的配油窗口，分析配油盘上的三角沟槽有什么作用，叶片能否反 装，泵在工作时叶片一端靠什么力始终顶住定子内圆表面而不产生脱空现象。 3. 轴向柱塞泵的拆装：将柱塞泵按顺序拆开，观察泵的密封容积由哪些零件组成， 分析三对摩擦副的特点，变量机构的变量原理及特点，柱塞上的小槽和中心弹簧 有什么作用。 4. 叶片马达的拆装：将叶片马达按顺序拆开，观察马达的密封容积由哪些零件组成， 分析叶片马达与叶片泵相比结构上的特点，起动转矩的产生。 5. 单作用连杆型径向马达的拆装：将马达按顺序拆开，观察马达的密封容积由哪些 零件组成，分析配流轴的特点，马达内部油道的布置。 三、实验报告要求 １.填写实验名称、实验目的和实验内容， 2.将自己拆解的过程、遇到的问题以及如何解决问题的过程进行详细说明。 3.回答下列问题： ①齿轮泵高压化的主要障碍是什么？可在结构上采用哪些措施减少液压径向不平 衡力和提高容积效率？ ②双作用叶片泵与马达在结构上有何异同？比较双作用式与单作用式叶片泵，说明 各自的特点。 ③定性地绘制限压式叶片泵的压力—流量特性曲线，并说明“调压弹簧”、“调压 弹簧刚度”、“流量调节螺钉”对压力—流量特性曲线的影响。 ④CY14-1轴向柱塞泵的有哪些结构特点？ ⑤总结容积泵工作的必要条件及常用的三种配流方式。这三种配流方式分别运用在 何种结构的泵（马达）上？