数控机床精品课件,学习项目三 液压与气压系统及在数控机床中的应用认知,任务二 液压动力元件结构原理与应用,任务一 液压传动基础知识,任务三 液压执行元件结构原理与应用护,任务四 液压控制元件结构原理与应用,任务五 液压辅件认知,任务六 液压基本回路原理及应用,任务七 典型液压系统分析,任务八 气压传动概述,任务一 液压传动基础知识,任务目标,任务内容,通过学习，掌握液压传动的组成和基本工作原理，理解液压传动的特点与应用范围，了解液压传动的两个基本参数。,主要介绍液压传动的组成和基本工作原理，液压传动的特点与应用范围及液压传动的两个基本参数。,一、液压传动的原理和组成,液压千斤顶的工作原理,1油箱 2截止阀 3大液压缸 4大活塞 5单向阀 6杠杆 7小活塞 8小液压缸 9单向阀,（1）动力元件 液压泵，是系统的能量输入装置。 （2）执行元件 液压缸（用于直线运动）或液压马达（用于旋转运动）， 它是把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置。 （3）控制调节元件 各种控制阀，如压力阀、流量阀、方向阀等，用来控制液压系统所需的压力、流量和液流的方向等，以保证执行元件实现各种不同的工作要求。 （4）辅助元件 油箱、油管、管接头、滤油器、蓄能器和压力表等，分别起储油、输油、连接、过滤、储存压力油和测量压力等作用。 （5）工作介质 传递能量的流体，通常称为液压油。,一、液压传动的原理和组成,液压传动系统的组成,一、液压传动的原理和组成,手动工作台往复运动液压系统原理,1油箱 2滤油器 3液压泵 4压力计 5溢流阀 6节流阀 7换向阀 8液压缸 9活塞 10工作台 11、13挡块 12行程开关,二、液压传动的特点,1）液压传动是以液体作为工作介质来传递运动和动力的； 2）液体必须在密闭的容器中传送，如果容器不密封，不能形成必要的压力； 3）液压传动必须经过两次能量转换。首先通过动力装置（杠杆）把机械能转变为液体的压力能，然后执行机构（液压缸6或液压马达）把液体的压力能转换为机械能； 4）液压传动是依靠密封容积的变化来传递运动； 5）液压传动依靠液体的静压力来传递动力。,液压传动与我们学过的机械传动、电力传动以及后面的气压传动相比具有以下特点：,三、液压传动的两个基本参数,1静止液体的性质,（1）液体的静压力 若在面积A上作用有法向力F，则液体某点处的压力为,如果法向力F均匀地作用在面积A上，则液体某点处的压力为,三、液压传动的两个基本参数,1静止液体的性质,（2）静压力的传递,由于p2=W/A2，如果负载W=0，则系统压力p2=p1=0，外加力F一定也是零，无论怎么推动水平活塞，系统是建立不起来压力的。从而得出重要结论：系统中的压力是由外负载决定的。,三、液压传动的两个基本参数,2流动液体的性质,（1）流量 流量是单位时间内通过某通流截面液体的体积。当液体通流面积为A，通流面积上液体的平均速度为，则通过该截面液体的流量q为 q=A （2）连续性方程,（1）液压油的粘性,四、液压传动用油的选择,1液压油的主要物理性质,（2）液压油的可压缩性 液体受压力作用发生体积变化的性质称为液体的可压缩性，对于一般中、低压液压系统，其压缩性很小，对系统的影响可以忽略不计。对于压力变化很大的高压系统中，就要考虑液体的可压缩性的影响，当液压系统中混入空气时，其压缩性将显著增加，并严重影响液压系统的工作性能，故一定要把液压系统中的空气降低到最低限度。,四、液压传动用油的选择,1液压油的主要物理性质,（1）液压油的分类及应用,四、液压传动用油的选择,2液压油的选用,1）液压系统首次使用液压油前，必须彻底清洗，油液必须过滤； 2）对油液定期检查，并建立定期换油制度； 3）不同牌号的液压油未经有关部门同意不能混用； 4）液压系统密封一定良好。,四、液压传动用油的选择,2液压油的选用,（2）液压油的合理使用,任务二 液压动力元件结构原理与应用,任务目标,任务内容,通过学习，掌握液压动力元件的工作原理，了解各液压动力元件的特点与应用范围，理解液压泵的功率和效率计算。,主要介绍了解液压动力元件的工作原理，各液压动力元件的特点与应用范围及液压泵的功率和效率计算方法。,一、液压泵的基本原理,1、3单向阀 2弹簧 4泵体 5柱塞 6偏心轮,一、液压泵的基本原理,液压泵的图形符号如图,a) 单向定量叶片泵 b) 单向变量叶片泵 c) 双向变量叶片泵,（1）压力 压力是单位面积上所受力的大小。,一、液压泵的基本原理,（2）排量V 排量是泵轴一转排出油液的体积。常用单位cm3/r。 （3）流量q 流量是泵在单位时间内排出油液的体积。流量有理论流量、实际流量和额定流量之分。理论流量qt是排量V和转速n之积。 qt= Vn,二、齿轮泵,1、2齿轮 3、4齿轮轴 5泵体 6密封腔,三、叶片泵,1定子 2转子 3叶片 4配油盘 5轴 6泵体,三、叶片泵,1转子 2定子 3弹簧 4调压螺钉 5配油盘 6活塞 7流量调节螺钉,四、柱塞泵,1斜盘 2滑履 3压板 4内套筒 5柱塞 6弹簧 7缸体 8外套筒 9传动轴 10配油盘,五、液压泵的功率和效率,1功率,2容积效率 设泵的流量损失为ql，则 。而泵的容积损失可用容积效率v来表征,如果不考虑液压泵、马达在能量转换过程中的损失，则输出功率等于输入功率，也就是它们的理论功率是：,式中：Tt,n液压泵、马达的理论转矩(Nm)和转速(r/min)。 液压泵、马达的压力(Pa)和流量(),五、液压泵的功率和效率,3机械效率m,4泵的总效率 液压泵的总效率等于容积效率和机械效率之积。,对液压泵来说，泵的驱动转矩总是大于其理论上需要的驱动转矩，设转矩损失为Tf，理论转矩为Tt，则泵实际输入转矩为T=Tf+Tt，用机械效率m来表征泵的机械损失，则,任务三 液压执行元件结构原理与应用,任务目标,任务内容,通过学习，掌握各液压执行元件的结构原理，了解各液压执行元件的特点与应用范围。,主要介绍各液压执行元件的结构原理和特性，并介绍其应用范围。,一、液压马达,1叶片式液压马达的工作原理,当压力油压入压油腔后，叶片1、3和5、7一面作用有压力油，另一面则为低压油。由于叶片1、5上的作用力小于叶片3、7上的作用力，由叶片受力差形成力矩推动转子带动转子轴回转。（叶片2和6、4和7受力平衡，不产生转矩）。,一、液压马达,2液压马达职能符号,a) 单向定量马达 b) 单向变量马达 c) 双向变量马达,一、液压马达,3液压马达的主要性能参数,（1）液压马达的容积效率v 马达的实际流量为其输入流量q，排量为V，转速为n。由于液压马达存在泄露，其输入流量q应大于理论流量qt=Vn，因此，容积效率为理论流量与输入流量之比。,（2）液压马达的输出转速n ,液压马达的输出转速为,（3）机械效率m 机械效率是由各种摩擦引起的（机械摩擦、液体摩擦），其实际输出转矩小于理论转矩。因此，机械效率是马达的实际输出转矩TO与其理论转矩Tt之比。,一、液压马达,3液压马达的主要性能参数,（4）液压马达的总效率 总效率等于容积效率和机械效率之积。,（5）液压马达的输出转矩T0 液压马达的输出转矩为,二、液压缸,1活塞式液压缸（活塞缸）,（1）双杆活塞缸,二、液压缸,1活塞式液压缸（活塞缸）,（2）单杆活塞缸,二、液压缸,1活塞式液压缸（活塞缸）,（3）柱塞缸,a) 柱塞缸结构图 b) 柱塞缸成对使用 1缸筒 2柱塞 3导向套 4密封圈,任务四 液压控制元件结构原理与应用,任务目标,任务内容,通过学习，了解液压控制元件的各种分类，掌握各液压控制元件的结构组成和工作原理及其应用。,主要介绍液压控制元件的分类，各液压控制元件的结构组成原理及图形符号和应用。,（1）普通式单向阀,一、方向阀,1单向阀,a) 管式连接 b) 板式连接 c) 职能符号 1阀体 2阀芯 3弹簧,（2）液控式单向阀,一、方向阀,1单向阀,a) 结构图 b) 职能符号 1控制活塞 2顶杆 3锥阀阀芯,(1)换向阀的工作原理,一、方向阀,2换向阀,a) 结构简图 b) 职能符号,（2）换向阀的图形符号,一、方向阀,2换向阀,（3）机动换向阀的结构（行程阀）,一、方向阀,2换向阀,换向阀的操纵方式符号,a) 结构图 b) 图形符号 1滚轮 2阀芯 3弹簧,（1）直动式溢流阀,二、压力阀,1溢流阀,a) 结构图 b) 职能符号 1调节螺母 2弹簧 3阀芯 a、b阻尼孔 P进油口 T回油口,（2）先导式溢流阀,二、压力阀,1溢流阀,结构图 b) 职能符号 1先导阀阀芯 2先导阀阀座 3先导阀阀体 4主阀阀体 5主阀阀芯 6主阀阀座 7主阀弹簧 a、b、c、e阻尼孔 P进油口 T回油口,二、压力阀,2减压阀,先导式减压阀 a) 结构图 b) 职能符号,二、压力阀,3顺序阀,直动式顺序阀 a) 结构图 b) 直动式顺序阀图形符号 c) 液控顺序阀图形符号 d) 卸荷阀图形符号,二、压力阀,4压力继电器,a) 结构图 b) 职能符号 1膜片 2柱塞 3杠杆 4、5、15钢球 6、8弹簧 7调压弹簧 9、13调节螺钉 10外壳 11套 12阀体 14弹簧 16底座 17微动开关 18螺钉 19销轴,三、流量阀,1节流阀,a) 结构 b) 职能符号 1阀芯 2推杆 3转动手柄 4弹簧 a、b油堵,三、流量阀,2调速阀,a) 结构图 b) 职能符号 c) 简化职能符号 1定差减压阀 2节流阀,四、比例阀、插装阀和数字阀,1比例控制阀,电液比例控制阀实质上是一种廉价、抗污染性能较好的电液控制阀。 电液比例阀的发展历史经历了两条途径，一是采用比例电磁铁取代了传统液压控制阀的手调机构而发展起来；二是在电液伺服阀的基础上降低设计制造精度后发展起来的。前者为目前电液比例阀的主流。,四、比例阀、插装阀和数字阀,1比例控制阀,（1）电液比例方向阀,压力控制型电液比例方向阀 1对中弹簧 2套管 3弹簧座 4比例电磁铁 5先导阀体 6比例减压阀外供油口 7先导阀芯 8反馈活塞 9比例减压阀回油口 10主阀体 11主阀芯,四、比例阀、插装阀和数字阀,1比例控制阀,（2）比例压力阀,a） 直动式电磁比例压力阀 b） 先导式电磁比例压力控制阀 1电磁铁 2阀体 3阀芯,四、比例阀、插装阀和数字阀,1比例控制阀,（3）比例流量阀,通过控制比例电磁铁的输入电信号，控制调速阀节流口的开度，进而控制调速阀的控制流量。,四、比例阀、插装阀和数字阀,2插装阀,（1）插装阀组成,二通插装阀的组成 1插装块体 2阀套 3阀芯 4弹簧 5控制盖板 6先导控制阀,四、比例阀、插装阀和数字阀,2插装阀,（2）插装阀单元,二通插装阀阀芯型式 1普通锥阀芯 2锥阀芯开阻尼孔 3滑阀芯开阻尼孔,四、比例阀、插装阀和数字阀,2插装阀,（3）插装方向控制阀 1）作单向阀用。,四、比例阀、插装阀和数字阀,2插装阀,（3）插装方向控制阀 2）作二位二通阀用。,图a和c连接二位三通阀，即可组成二位二通电液阀如图b和d。,四、比例阀、插装阀和数字阀,2插装阀,（3）插装方向控制阀 3）作二位三通阀用。,四、比例阀、插装阀和数字阀,2插装阀,（3）插装方向控制阀 4）作二位四通阀用。,四、比例阀、插装阀和数字阀,2插装阀,（3）插装方向控制阀 5）作三位四通阀O