液壓與氣動應(yīng)用技術(shù) 課件 項目9、10 液壓系統(tǒng)的分析與組建；氣源裝置與執(zhí)行元件的應(yīng)用

任務(wù)9-1數(shù)控車床卡盤液壓站的組建項目9液壓系統(tǒng)的分析與組建一、任務(wù)引入

如圖所示為數(shù)控車床卡盤的外形圖，數(shù)控車床卡盤就是利用一個液壓工作站提供工作動力，連接回轉(zhuǎn)油缸完成伸縮動作，從而控制液壓卡盤的夾緊與松開，電路進(jìn)行系統(tǒng)連接，實現(xiàn)系統(tǒng)控制和人工控制兩種方式并用。元件的精選配合同心度的安裝，保證卡盤夾持精度。那么液壓工作站由哪些部分組成，又是如何進(jìn)行工作的？數(shù)控車床液壓卡盤1二、任務(wù)分析

液壓泵站是獨(dú)立的液壓裝置，一般由油箱、電機(jī)、油泵以及一些液壓輔件組成，它按主機(jī)要求提供動力，并控制油流的方向、壓力和流量，它適用于主機(jī)與液壓裝置可分離的各種液壓機(jī)械上。分析上述任務(wù)，需要選擇合適的電機(jī)、油泵及相應(yīng)的液壓輔件如油箱、過濾器等以達(dá)到穩(wěn)定的工作動力。2三、相關(guān)知識

9-1-1液壓站分類及主要技術(shù)參數(shù)

液壓站又稱液壓泵站，是獨(dú)立的液壓裝置，它由泵裝置、集成塊或閥組合、油箱、電氣盒組合而成。液壓站31．組成及功用（1）泵裝置。裝有電機(jī)和油泵，它是液壓站的動力源，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的動力能。（2）集成塊。是由液壓閥及通道體組合而成。它對液壓油實行方向、壓力、流量調(diào)節(jié)。（3）閥組合。是板式閥裝在立板上，板后管連接，與集成塊功能相同。（4）油箱。是鋼板焊的半封閉容器，上還裝有濾油網(wǎng)、空氣濾清器等，它用來儲油、油的冷卻及過濾。（5）電氣控制箱。分兩種形式：一種設(shè)置外接引線的端子板；一種是配置了全套控制電器。

4液壓站的分類2．液壓站的分類：

（1）按泵裝置的結(jié)構(gòu)形式、安裝位置可分為5（2）按站的冷卻方式可分為：

1）自然冷卻：靠油箱本身與空氣熱交換冷卻，一般用于油箱容量小于250升的系統(tǒng)一思想。

2）強(qiáng)制冷卻：采取冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，一般用于油箱容量大于250升的系統(tǒng)。（3）按油箱材料可分為：

1）普通鋼板：箱體采用厚度5～6mm鋼板焊接，面板采用厚度10～12mm鋼板，若開孔過多可適當(dāng)加厚或增加加強(qiáng)筋。普通鋼板油箱內(nèi)部防銹處理較難實現(xiàn)，鐵銹進(jìn)入油循環(huán)系統(tǒng)會造成很多故障，但其成本低廉，現(xiàn)仍廣泛使用。

2）不銹鋼板：箱體選用304不銹鋼板，厚度2～3mm，面板采用304不銹鋼板厚度3～5mm，承重部位增加加強(qiáng)筋。其特點(diǎn)是油箱內(nèi)部不用處理，無鐵銹，但制造成本較高，因此收到一定的限制。3．液壓站的主要參數(shù)69-1-2液壓系統(tǒng)輔助元件7

活塞式蓄能器中的氣體和油液由活塞隔開?；钊?的上部為壓縮空氣，活塞1隨下部壓力油的儲存和釋放而在缸筒2內(nèi)來回滑動。這種蓄能器活塞有一定的慣性，和O形密封圈存在較大的摩擦力，所以反應(yīng)不夠靈敏。

活塞式蓄能器（1）活塞式蓄能器1.蓄能器的結(jié)構(gòu)形式9-1-2液壓系統(tǒng)輔助元件1）蓄能器的類型與結(jié)構(gòu)8

工作壓力為3.5～35MPa，容量范圍為0.6～200L，溫度適用范圍為

10～+65℃。皮囊式蓄能器中氣體和油液用皮囊隔開。皮囊用耐油橡膠制成，內(nèi)充入惰性氣體，殼體下端的提升閥能防止皮囊膨脹擠出油口。皮囊式蓄能器

殼體

皮囊

充氣閥

提升閥

（2）氣囊式蓄能器9氣囊式蓄能器l——充氣閥2——?dú)饽遥?/p>

3——?dú)んw；4——菌形閥；

5——放氣螺塞；6——油口10

重力式蓄能器主要用冶金等大型液壓系統(tǒng)的恒壓供油，其缺點(diǎn)是反應(yīng)慢，結(jié)構(gòu)龐大，現(xiàn)在已很少使用。（3）薄膜式蓄能器（4）彈簧式蓄能器（5）重力式蓄能器119-1-2液壓系統(tǒng)輔助元件2）.蓄能器的功能（1）作輔助動力源

當(dāng)液壓系統(tǒng)工作循環(huán)中所需的流量變化較大時，可采用一個蓄能器與一個較小流量（整個工作循環(huán)的平均流量）的泵，在短期大流量時，由蓄能器與泵同時供油；所需流量較小時，泵將多余的油液充入蓄能器，這樣可節(jié)省能源，降低溫升。另一方面，在有些特殊的場合，如停電或驅(qū)動液壓泵的原動力發(fā)生故障時，蓄能器可作為應(yīng)急能源短期使用。12

當(dāng)閥門突然關(guān)閉或換向時，系統(tǒng)中產(chǎn)生的沖擊壓力可由安裝在產(chǎn)生沖擊處的蓄能器來吸收，使液壓沖擊的峰值降低。若將蓄能器安裝在液壓泵的出口處，可降低液壓泵壓力脈動的峰值。（2）保壓和補(bǔ)充泄漏

對于執(zhí)行元件長時間不動作，而要保持恒定壓力的系統(tǒng)，可用蓄能器來補(bǔ)償泄漏，從而使壓力恒定。（3）吸收系統(tǒng)脈動，緩和液壓沖擊13蓄能器的使用142.過濾器對過濾器的要求

液壓油中往往含有雜質(zhì)，會造成液壓元件相對運(yùn)動表面的磨損、滑閥卡滯、節(jié)流孔口堵塞。在系統(tǒng)中安裝一定精度的濾油器，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。

過濾器的過濾精度是指濾芯能夠濾除的最小雜質(zhì)顆粒的大小，以直徑d作為公稱尺寸表示。按精度可分為粗過濾器（d＜100）、普通過濾器(d＜10）、精過濾器（d＜5）、特精過濾器（d＜1）。15

一般對過濾器的基本要求是：（1）能滿足液壓系統(tǒng)對過濾精度要求，即能阻擋一定尺寸的雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)。（2）濾芯應(yīng)有足夠強(qiáng)度，不會因壓力而損壞。（3）通流能力大，壓力損失小。（4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下持久地工作。（5）易于清洗或更換濾芯。系統(tǒng)類別潤滑傳動系統(tǒng)伺服工作壓力(MPa)0~2.5

1414~32

32

21精度d(

m)

10025~50

25

10

5各種液壓系統(tǒng)的過濾精度要求16

濾油器按其濾芯材料的過濾機(jī)制來分，有表面型濾油器、深度型濾油器和吸附型濾油器三種。按濾油器安放的位置不同，還可以分為吸濾器、壓濾器和回油過濾器，考慮到泵的自吸性能，吸油濾油器多為粗濾器。

1)過濾器的功能和類型17（1）表面型濾油器整個過濾作用是由一個幾何面來實現(xiàn)的。濾下的污染雜質(zhì)被截留在濾芯元件靠油液上游的一面。在這里，濾芯材料具有均勻的標(biāo)定小孔，可以濾除比小孔尺寸大的雜質(zhì)。由于污染雜質(zhì)積聚在濾芯表面上，因此它很容易被阻塞住。編網(wǎng)式濾芯、線隙式濾芯屬于這種類型。（2）深度型濾油器這種濾芯材料為多孔可透性材料，內(nèi)部具有曲折迂回的通道。大于表面孔徑的雜質(zhì)直接被截留在外表面，較小的污染雜質(zhì)進(jìn)入濾材內(nèi)部，撞到通道壁上，由于吸附作用而被濾除。濾材內(nèi)部曲折的通道也有利于污染雜質(zhì)的沉積。紙芯、毛氈、燒結(jié)金屬、陶瓷和各種纖維制品等屬于這種類型。（3）吸附型濾油器這種濾芯材料把油液中的有關(guān)雜質(zhì)吸附在其表面上，磁芯即屬于此類。182）濾油器安裝（1）安裝在泵的吸油口處在泵的吸油路上一般都安裝有表面型濾油器，目的是濾去較大的雜質(zhì)微粒以保護(hù)液壓泵，此外濾油器的過濾能力應(yīng)為泵流量的兩倍以上，壓力損失小于0.02MPa。（2）安裝在泵的出口油路上此處安裝濾油器的目的是用來濾除可能侵入閥類等元件的污染物。其過濾精度應(yīng)為10～15

m，且能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，壓力降應(yīng)小于0.35MPa。同時應(yīng)安裝安全閥以防濾油器堵塞。19一般濾油器只能單向使用，即進(jìn)、出口不可互換。（3）安裝在系統(tǒng)的回油路上這種安裝起間接過濾作用。一般與過濾器并聯(lián)安裝一個背壓閥，當(dāng)過濾器堵塞達(dá)到一定壓力值時，背壓閥打開。（4）安裝在系統(tǒng)分支油路上根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作特性和要求，可將過濾器安裝在系統(tǒng)的某些分支油路上。（5）單獨(dú)過濾系統(tǒng)大型液壓系統(tǒng)可專設(shè)一臺液壓泵和濾油器組成獨(dú)立過濾回路。安裝濾油器時應(yīng)注意20①儲存油液

②散掉系統(tǒng)累計的熱量

③促進(jìn)油液中空氣的分離

④沉淀油液中的污垢3.油箱

按油面是否與大氣相通，可分為開式油箱與閉式油箱。開式油箱廣泛用于一般的液壓系統(tǒng)；閉式油箱則用于水下和高空無穩(wěn)定氣壓的場合，這里僅介紹開式油箱。

1）油箱的基本功能21

油箱的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。由圖可見，油箱內(nèi)部用隔板7、9將吸油管1與回油管4隔開。頂部、側(cè)部和底部分別裝有濾油網(wǎng)2、液位計6和排放污油的放油閥8。安裝液壓泵及其驅(qū)動電機(jī)的安裝板（上蓋）5則固定在油箱頂面上。1—吸油管；2—濾油網(wǎng)；3—注油器蓋；4—回油管；5—上蓋；6—液位計；7、9—隔板；8—放油閥油箱222）設(shè)計油箱注意事項（1）油箱的有效容積（油面高度為油箱高度80%時的容積）應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱、散熱平衡的原則來計算，這項計算在系統(tǒng)負(fù)載較大、長期連續(xù)工作時是必不可少的。（2）吸油管和回油管應(yīng)盡量相距遠(yuǎn)些，兩管之間要用隔板隔開，以增加油液循環(huán)距離，使油液有足夠的時間分離氣泡，沉淀雜質(zhì)，消散熱量。（3）為了防止油液污染，油箱上各蓋板、管口處都要妥善密封。。（4）為了易于散熱和便于對油箱進(jìn)行搬移及維護(hù)保養(yǎng)，按GB3766—83規(guī)定，箱底離地至少應(yīng)在150

mm以上。（5）油箱中如要安裝熱交換器，必須考慮好它的安裝位置，以及測溫、控制等措施。（6）分離式油箱一般用2.5～4

mm鋼板焊成。（7）油箱內(nèi)壁應(yīng)涂上耐油防銹的涂料。234.管路和管接頭1）油管

種類：鋼管、紫銅管、橡膠管等（1）鋼管能承受高壓，油液不易氧化，價格低廉，但裝配時彎曲較困難。（2）紫銅管裝配時彎曲方便，且內(nèi)壁光滑，摩擦阻力小，但易使油液氧化，耐壓力較低，抗震動能力差。一般適用于中、低壓系統(tǒng)中。（3）尼龍管彎曲方便，價格低廉，但壽命較短，可在中、低壓系統(tǒng)中部分替代紫銅管。（4）橡膠軟管特點(diǎn)是裝配方便，能減輕液壓系統(tǒng)的沖擊，吸收震動，但制造困難，價格較貴，壽命短。一般用于有相對運(yùn)動部件間的連接。（5）耐油塑料管價格便宜，裝配方便，但耐壓力低。一般用于泄漏油管。24（2）管接頭

按管接頭和管道的連接方式分，有擴(kuò)口式管接頭，卡套式管接頭和焊接式管接頭等。

被擴(kuò)口的管子只能是薄壁且塑性良好的管子如銅管。此種接頭的工作壓力不高于8MPa。

(a)擴(kuò)口式管接頭

1—管子；2一套管；3一螺帽；4一接頭本體擴(kuò)口式管接頭25（b)卡套式管接頭1一被連接管；2一螺帽；3一卡套；4一接頭本體卡套式管接頭：擰緊接頭螺母2后，卡套3發(fā)生彈性變形便將管子1夾緊。它對軸向尺寸要求不嚴(yán)，裝拆方便，但對連接用管道的尺寸精度要求較高。26

鋼管和基體通過焊接管接頭連接。把接管2焊在被連接的鋼管端部。接頭體1用螺紋擰入某元件的基體。用組合密封墊防止從元件中外漏。將O型密封圈放在接頭體1的端面處，將螺帽3擰在接頭體1上即完成連接。焊接式管接頭（c)焊接式管接頭

1一接頭體；2一接管；3←螺帽；

4一密封圃；5一組合密封圈27

圖中的接管端部做成球面、螺帽擰緊在接頭體上后，球面和接頭體的內(nèi)錐面壓緊而防止漏油。接頭體的錐螺紋將擰入某元件的基體。焊接式管接頭制作簡單、工作可靠，對被連接的管件尺寸精度要求不高，工作壓力可達(dá)32MPa或更高。缺點(diǎn)是對焊接質(zhì)量要求較高。它是目前應(yīng)用最多的一種管接頭。28扣壓式膠管接頭

軟管接頭291--床身2--動力滑臺3--動力頭4--主軸箱5--刀具6--工件7--夾具8--工作臺9--底座任務(wù)9-2組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)分析一、任務(wù)引入

組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于成批大量的生產(chǎn)中。組合機(jī)床上的主要通用部件動力滑臺是用來實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動的，它要求液壓傳動系統(tǒng)完成的進(jìn)給動作是：快進(jìn)一第一次工作進(jìn)給一第二次工作進(jìn)給一止擋塊停留一快退一原位停止，同時還要求系統(tǒng)工作穩(wěn)定，效率高。那么液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)是如何工作的呢?

30二、任務(wù)分析

要達(dá)到動力滑臺工作時的性能要求，就必須將各液壓元件有機(jī)地組合，形成完整有效的液壓控制回路。在動力滑臺中，進(jìn)給運(yùn)動其實是由液壓缸帶動主軸頭從而完成整個進(jìn)給運(yùn)動的。因此，組合機(jī)床液壓回路的核心問題是如何來控制液壓缸的動作。學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握液壓系統(tǒng)的工作原理，學(xué)會根據(jù)液壓原理圖分析執(zhí)行元件的油路及工作循環(huán)狀態(tài)；熟悉回路的組成及液壓元件在回路中的作用學(xué)習(xí)內(nèi)容：主要分析了機(jī)械手液壓傳動系統(tǒng)、多缸順序?qū)Ｓ勉姶驳囊簤簜鲃酉到y(tǒng)、組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)。31三、相關(guān)知識

9-2-1液壓系統(tǒng)的分析方法一般對液壓回路的解讀和系統(tǒng)分析有如下五個步驟。（1）解讀液壓設(shè)備對液壓系統(tǒng)的動作要求。（2）逐步瀏覽整個系統(tǒng)，了解系統(tǒng)（回路）由哪些元件組成，再以各個執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)分成若干個子系統(tǒng)。（3）對每一個執(zhí)行元件及其有關(guān)聯(lián)的閥件等組成的子系統(tǒng)進(jìn)行分析，并了解此子系統(tǒng)包含哪些基本回路。然后再根據(jù)此執(zhí)行元件的動作要求，參照電磁線圈的動作順序表讀懂此子系統(tǒng)。（4）根據(jù)液壓設(shè)備中各執(zhí)行元件間互鎖、同步、防干擾等要求，分析各子系統(tǒng)之間的關(guān)系，并進(jìn)一步讀懂系統(tǒng)中是如何實現(xiàn)這些要求的。（5）全面讀懂整個系統(tǒng)后，最后歸納總結(jié)整個系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)。329-2-2組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)工作原理

組合機(jī)床是由一些通用和專用零部件組合而成的專用機(jī)床，廣泛應(yīng)用于成批大量的生產(chǎn)中。組合機(jī)床上的主要通用部件－動力滑臺是用來實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動的，只要配以不同用途的主軸頭，即可實現(xiàn)鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、銑、刮端面、倒角及攻螺紋等加工和工件的轉(zhuǎn)位、定位、加緊、輸送等工作。工作循環(huán)為快進(jìn)→第一次工作進(jìn)給→第二次工作進(jìn)給→止擋塊停留→快退→原位停止。該液壓動力滑臺的性能參數(shù)為：進(jìn)給速度6.6～600mm/min，最大進(jìn)給力45KN。本系統(tǒng)采用限壓式變量泵供油、電液換向閥換向、液壓缸差動連接來實現(xiàn)快進(jìn)。用行程閥實現(xiàn)快進(jìn)與工進(jìn)的轉(zhuǎn)換，用二位二通電磁換向閥進(jìn)行兩個工進(jìn)速度之間的轉(zhuǎn)換為了保證進(jìn)給的尺寸精度，用止擋塊停留來限位。33動力滑臺液壓系統(tǒng)原理1—變量泵；2、5、10—單向閥；3—背壓泵；4—液控順序閥；6—電液動換向閥；7、8—調(diào)速閥；9—壓力繼電器；11—行程閥；12—電磁換向閥34

組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)電磁鐵和行程閥動作順序表電磁鐵、行程閥動

作電磁鐵行程閥動作/轉(zhuǎn)換信號1YA2YA3YA快進(jìn)+---起動按鈕一次工進(jìn)+--+行程閥11發(fā)信號二次工進(jìn)+-++行程開關(guān)1止擋塊停留+-++時間繼電器延時快退-+-+壓力繼電器原位停止----行程開關(guān)235362．YT4543型動力滑臺液壓系統(tǒng)特點(diǎn)通過以上分析可以看出，該液壓系統(tǒng)具有以下幾個特點(diǎn)：1）系統(tǒng)采用了限壓式變量葉片泵－調(diào)速閥(背壓閥式)的調(diào)速回路，能保證穩(wěn)定的低速運(yùn)動（進(jìn)給速度最小可達(dá)6.6mm/min），較好的速度剛性和較大的調(diào)速范圍（容積節(jié)流調(diào)速，回油路加背壓可承受負(fù)性載荷）。2）系統(tǒng)采用了限壓式變量泵和差動連接式液壓缸來實現(xiàn)快進(jìn)，能源利用比較合理。當(dāng)滑臺停止運(yùn)動時，換向閥使液壓泵在低壓下卸荷，減少了能量損耗。3）系統(tǒng)采用了行程閥和順序閥實現(xiàn)快進(jìn)與工進(jìn)的換接，簡化了電氣回路，動作更可靠，換接精度高。至于兩個工進(jìn)之間的換接，由于兩者速度都比較低，因此采用電磁閥完全能保證換接精度。4）采用三位五通電液換向閥提高換向平穩(wěn)性，進(jìn)給時有背壓，后退時無背壓，M型中位機(jī)能卸荷，功率消耗最小。371．液壓系統(tǒng)的組建步驟（1）按照實驗回路圖的要求，取出所要用的液壓元件，檢查型號是否正確。（2）將性能完好的液壓元件安裝在實驗臺面板合理位置，通過快換接頭和液壓軟管按回路要求連接。（3）進(jìn)行電氣線路連接，并把選擇開關(guān)撥至所要求的位置。（4）安裝完畢，放松溢流閥，啟動液壓泵，調(diào)節(jié)溢流閥壓力，按動“啟動”按鈕，按照順序動作表中的順序要求操作閥即可實現(xiàn)動作。（5）對系統(tǒng)壓力、速度等進(jìn)行調(diào)節(jié)。（6）觀察運(yùn)行情況，對使用中遇到的問題進(jìn)行分析和解決。（7）先卸壓，再關(guān)油泵，拆下管路，整理好所有元件，歸位。四、任務(wù)實施

38CK6140數(shù)控車床隨著工作時間的增加及環(huán)境的影響，液壓傳動系統(tǒng)會出現(xiàn)一些工作上的異?，F(xiàn)象，例如，產(chǎn)生噪聲和震動、油溫過高等。出現(xiàn)這些故障以后，要如何去檢查和修理液壓傳動系統(tǒng)呢？任務(wù)9-3數(shù)控車床液壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試與故障診斷一、任務(wù)引入

CK6140數(shù)控車床39

正確的維護(hù)和保養(yǎng)液壓傳動系統(tǒng)是延長液壓傳動系統(tǒng)正常使用壽命的重要措施。數(shù)控車床CK6140隨著工作時間的增加及環(huán)境的影響，液壓傳動系統(tǒng)會出現(xiàn)一些工作上的異常現(xiàn)象，例如，產(chǎn)生噪聲和震動、油溫過高等。當(dāng)出現(xiàn)這些故障以后，需要檢查和修理液壓傳動系統(tǒng)。

二、任務(wù)分析

數(shù)控車床液壓系統(tǒng)40

液壓系統(tǒng)由各種液壓元件、輔助元件組成，各元件間由管路、管接頭、連接體等零件連在一起，組成一個完整的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的安裝質(zhì)量直接影響設(shè)備的工作性能和可靠性。1.安裝前的準(zhǔn)備工作和要求2.液壓元件的安裝（1）液壓泵裝置安裝要求（2）油箱裝置安裝要求（3）液壓閥的安裝要求（4）熱交換器的安裝要求（5）密封件的安裝要求（6）蓄能器的安裝要求（7）液壓執(zhí)行元件的安裝要求（8）配裝管路安裝三、相關(guān)知識

9-3-1液壓系統(tǒng)的安裝419-3-2液壓系統(tǒng)的調(diào)試

新設(shè)備及修理后的設(shè)備，在安裝、清洗和精度檢驗合格后必須進(jìn)行調(diào)試，使其液壓系統(tǒng)的性能達(dá)到預(yù)定的要求。液壓系統(tǒng)調(diào)試步驟如下：（1）調(diào)試前的檢查（2）啟動液壓泵（3）系統(tǒng)排氣（4）系統(tǒng)耐壓試驗（5）空載調(diào)試（6）負(fù)載調(diào)試429-3-3液壓系統(tǒng)的維護(hù)液壓系統(tǒng)的維護(hù)應(yīng)分為日常維護(hù)、定期檢查和綜合檢查三個階段進(jìn)行。1）日常維護(hù)2）定期檢查3）綜合檢查1．液壓系統(tǒng)在使用時的注意事項2．檢修液壓系統(tǒng)時的注意事項3．液壓系統(tǒng)的清洗431.液壓系統(tǒng)故障診斷的方法和步驟（1）四覺診斷法液壓傳動系統(tǒng)的故障是各種各樣的，產(chǎn)生的原因也是多種多樣的。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障的時候，應(yīng)根據(jù)“四覺診斷法”，分析故障產(chǎn)生的部位和原因，從而決定排除故障的措施。“四覺診斷法”即指檢修人員運(yùn)用觸覺、視覺、聽覺和嗅覺來分析判斷液壓傳動系統(tǒng)的故障。觸覺：即檢修人員根據(jù)觸覺來判斷油溫的高低、元件及管道震動的位置。視覺：觀察運(yùn)動是否平穩(wěn)，系統(tǒng)中是否存在泄漏和油液變色的現(xiàn)象。聽覺：根據(jù)液壓泵和液壓馬達(dá)的異常響聲、溢流閥的尖叫聲及油管的震動等來判斷噪聲和震動的大小。嗅覺：通過嗅覺判斷油液變質(zhì)和液壓泵發(fā)熱燒結(jié)等故障。9-3-4液壓系統(tǒng)的故障診斷44（2）液壓傳動系統(tǒng)故障分析步驟當(dāng)液壓傳動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，正確判斷故障點(diǎn)是保證檢修有效進(jìn)行的關(guān)鍵，一般采用邏輯分析法對故障進(jìn)行分析，減少懷疑對象，逐漸逼近，找出故障發(fā)生部位。45

思考題與習(xí)題

1．造成CK6140數(shù)控車床液壓傳動系統(tǒng)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象的原因有哪些?如何排除故障?2．造成CK6140數(shù)控車床在工作時，發(fā)出較大的響聲，應(yīng)如何進(jìn)行檢修?3．通常對液壓傳動系統(tǒng)需進(jìn)行哪些保養(yǎng)工作?4．液壓系統(tǒng)速度不穩(wěn)定有哪些因素？如何排除？

5．液壓系統(tǒng)無壓力或壓力調(diào)節(jié)不起有哪些因素？如何排除？46液壓與氣動技術(shù)項目10

氣源裝置與執(zhí)行元件的應(yīng)用認(rèn)識氣壓系統(tǒng)任務(wù)10-1氣源裝置的組建

任務(wù)10-2氣動執(zhí)行元件的應(yīng)用任務(wù)10-3任務(wù)10-1認(rèn)識氣壓系統(tǒng)一、任務(wù)引入

近年來隨著氣動技術(shù)的飛速發(fā)展，氣壓傳動在工業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，已成為當(dāng)今工業(yè)科技的重要組成部分。a）氣動槍b）氣動剪刀c）氣動機(jī)械手d）氣動門二、任務(wù)分析

本任務(wù)以氣動剪切機(jī)為例，使讀者對氣壓系統(tǒng)有一個基礎(chǔ)認(rèn)知。下圖為氣動剪切機(jī)的工作原理圖。

1－空氣壓縮機(jī)

2－后冷卻器

3－油水分離器4－貯氣罐

5－空氣過濾器6－減壓閥7－油霧器8－行程閥

9－氣控?fù)Q向閥

10－氣缸

11－工料1776年：氣動技術(shù)的應(yīng)用開始于科學(xué)家發(fā)明的空氣壓縮機(jī)。三、相關(guān)知識

氣壓傳動的發(fā)展及應(yīng)用120世紀(jì)70年代初：隨著工業(yè)機(jī)械化和自動化的發(fā)展，氣動技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)自動化的各個領(lǐng)域，形成現(xiàn)代氣動技術(shù)。1880年：人們第—次利用氣缸做成氣動剎車裝置，將它成功應(yīng)用到火車的制動上。20世紀(jì)30年代初：氣動技術(shù)成功地應(yīng)用于自動門的開閉及各種機(jī)械的輔助動作上。三、相關(guān)知識

氣壓傳動的發(fā)展及應(yīng)用1根據(jù)世界氣動行業(yè)的發(fā)展趨勢，氣動元件的發(fā)展方向可以歸納為：高質(zhì)量電磁閥的壽命可達(dá)3000萬次以上，氣缸的壽命可達(dá)2000km～5000km；高精度定位精度達(dá)0.5mm～0.1mm，過濾精度可達(dá)0.0lμm；高速度小型電磁閥的換向頻率可達(dá)數(shù)十Hz，氣缸最大速度可達(dá)3m/s；低功耗電磁閥的功耗可降至0.1w；小型化元件制成超薄、超短、超小型；輕量化元件采用鋁合金及塑料等新型材料制造，強(qiáng)度不變，重量大幅度降低；集成化減少配線、配管和元件，節(jié)省空間，簡化拆裝，提高工作效率。三、相關(guān)知識

氣壓傳動系統(tǒng)的組成2由上面的實例可以看出，一個完整的氣壓傳動系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：(1)氣源裝置。氣源裝置是氣壓傳動系統(tǒng)的動力元件。其主體是空氣壓縮機(jī)。(2)執(zhí)行元件。執(zhí)行元件驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)作直線運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。主要為氣缸和氣馬達(dá)。(3)控制元件。它控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和流動方向，以保證系統(tǒng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有一定的輸出動力和速度。(4)輔助元件。指除以上三種以外的其他裝置，主要包括油霧器、消聲器和轉(zhuǎn)換器等。

(5)傳動介質(zhì)。它是氣壓傳動系統(tǒng)中傳遞能量的氣體。常用介質(zhì)是壓縮空氣。三、相關(guān)知識

氣壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)3主要的優(yōu)點(diǎn)有：(1)氣動裝置簡單、輕便、安裝維護(hù)簡單，壓力等級低，使用安全。(2)以空氣作為工作介質(zhì)，排氣處理簡單，不會污染環(huán)境，成本低。(3)調(diào)節(jié)速度快，—般為50mm/s～500mm/s，比液壓和電氣方式的動作速度快。(4)可靠性高，使用壽命長，電器元件的有效動作次數(shù)約為數(shù)百萬次，而新型電磁閥的壽命大于3000萬次，小型閥超過2億次。(5)適于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。(6)利用空氣的可壓縮性，可儲存能量，實現(xiàn)集中供氣；可短時間釋放能量，以獲得間歇運(yùn)動中的高速響應(yīng)；可實現(xiàn)緩沖；對沖擊負(fù)載和過負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；在—定條件下，可使氣動裝置有自保持能力。(7)具有防火、防爆、耐潮濕的能力。與液壓方式相比，氣動方式可在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行正常工作。(8)由于空氣的粘性很小，流動的能量損失遠(yuǎn)小于液壓傳動，宜于遠(yuǎn)距離輸送和控制，壓縮空氣可集中供應(yīng)。三、相關(guān)知識

氣壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)3主要的缺點(diǎn)有：(1)空氣具有壓縮性，氣缸的動作速度易受負(fù)載的影響，平穩(wěn)性不好。(2)目前氣動系統(tǒng)的壓力級—般小于0.8MPa，系統(tǒng)的輸出力較小，傳動效率低。(3)氣壓傳動裝置的信號傳遞速度限制在聲速(約340m/s)范圍內(nèi)，所以它的工作頻率和響應(yīng)速度遠(yuǎn)不如電子裝置，并且信號要產(chǎn)生較大的失真和延滯，也不便于構(gòu)成較復(fù)雜的回路。(4)工作介質(zhì)沒有潤滑性，系統(tǒng)中必須采取措施進(jìn)行給油潤滑。(5)噪聲大，尤其在超聲速排氣時需要加裝消聲器。四、任務(wù)實施

姓名

班級

組別

日期

任務(wù)名稱認(rèn)識氣壓系統(tǒng)工作任務(wù)機(jī)電設(shè)備氣壓系統(tǒng)的組成任務(wù)描述在教師的指導(dǎo)下，在實訓(xùn)室或生產(chǎn)車間對機(jī)電設(shè)備的氣壓系統(tǒng)進(jìn)行觀察，找出所用氣壓系統(tǒng)的各個組成部分。任務(wù)要求1、了解實訓(xùn)室或生產(chǎn)車間安全知識；2、掌握危險化學(xué)物品的安全使用與存放；3、認(rèn)識氣壓元件實物并記錄其型號；4、對氣壓元件進(jìn)行歸類。提交成果1、氣壓動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件的型號清單；2、氣壓工作介質(zhì)清單。

考核評價序號考核內(nèi)容配分評分標(biāo)準(zhǔn)得分1安全意識20遵守規(guī)章、制度

2工具的使用10正確使用實驗工具

3危險因素清單10危險因素查找全面、準(zhǔn)確

4氣壓元件清單50氣壓元件無遺漏、歸類準(zhǔn)確

5團(tuán)隊協(xié)作10與他人合作有效

指導(dǎo)教師

總分

任務(wù)10-2氣源裝置的組建一、任務(wù)引入

本任務(wù)主要講解氣源裝置各組成部分的作用和原理，通過相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使讀者具備組建一個氣源裝置的能力。如圖所示為氣源裝置的工作示意圖。1—空氣壓縮機(jī)2—后冷卻器3—油水分離器4、7—貯氣罐5—干燥器6—空氣過濾器8—加熱器9—四通閥二、任務(wù)分析

1為空氣壓縮機(jī)，用以產(chǎn)生壓縮空氣，一般由電動機(jī)帶動。其吸氣口裝有空氣過濾器，以減少進(jìn)入空氣壓縮機(jī)內(nèi)氣體的雜質(zhì)量。2為后冷卻器，用以降溫冷卻壓縮空氣，使汽化的水、油凝結(jié)起來。3為油水分離器，用以分離并排出降溫冷卻凝結(jié)的水滴、油滴、雜質(zhì)等。4為貯氣罐，用以貯存壓縮空氣，穩(wěn)定壓縮空氣的壓力，并除去部分油分和水分。5為干燥器，進(jìn)一步吸收或排除壓縮空氣中的水分及油分，使之變成干燥空氣。6為空氣過濾器，用以進(jìn)一步過濾壓縮空氣中的灰塵、雜質(zhì)顆粒。7為貯氣罐。貯氣罐4輸出的壓縮空氣可用于一般要求的氣壓傳動系統(tǒng)，貯氣罐7輸出的壓縮空氣可用于要求較高的氣動系統(tǒng)（如氣動儀表及射流元件組成的控制回路等）。8為加熱器，可將空氣加熱，使熱空氣吹入閑置的干燥器中進(jìn)行再生，以備干燥器Ⅰ、Ⅱ交替使用。9為四通閥，用于轉(zhuǎn)換兩個干燥器的工作狀態(tài)。三、相關(guān)知識

空氣壓縮機(jī)1按壓力高低分按工作原理分低壓型02~1.0MPa容積式往復(fù)式活塞式膜片式中壓型1.0~10MPa旋轉(zhuǎn)式滑片式螺桿式高壓型>10MPa速度式離心式軸流式1.1空氣壓縮機(jī)的分類三、相關(guān)知識

空氣壓縮機(jī)11.2空氣壓縮機(jī)的工作原理活塞式壓縮機(jī)1—缸體2—活塞3—活塞桿4—滑塊5—曲柄連桿機(jī)構(gòu)6—吸氣閥7—排氣閥三、相關(guān)知識

空氣壓縮機(jī)11.3空氣壓縮機(jī)的選擇和使用選擇空氣壓縮機(jī)的根據(jù)是氣壓傳動系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量兩個主要參數(shù)?？諝鈮嚎s機(jī)在使用中要注意以下幾個方面。（1）往復(fù)式空氣壓縮機(jī)所用的潤滑油一定要定期更換，必須使用不易氧化和不易變質(zhì)的壓縮機(jī)油，防止出現(xiàn)“油泥”。（2）空氣壓縮機(jī)的周圍環(huán)境必須清潔，確保粉塵少、濕度低、通風(fēng)好，以保證吸入空氣的質(zhì)量。（3）空氣壓縮機(jī)在起動前后應(yīng)將小氣罐中的冷凝水放掉，并定期檢查過濾器的阻塞情況。三、相關(guān)知識

氣源凈化裝置22.1后冷卻器三、相關(guān)知識

氣源凈化裝置22.2油水分離器三、相關(guān)知識

氣源凈化裝置22.3貯氣罐三、相關(guān)知識

氣源凈化裝置22.4干燥器1—濕空氣進(jìn)氣管；2—頂蓋；

3、5、10—法蘭；

4、6—再生空氣排氣管；

7—再生空氣進(jìn)氣管；8—干燥空氣輸出管；

9—排水管；11、22—密封墊；

12、15、20—鋼絲過濾網(wǎng)；

13—毛氈；14—下柵板；16、21—吸附劑層；17—支撐板；

18—筒體；19—上柵板三、相關(guān)知識

氣源凈化裝置22.5過濾器三、相關(guān)知識

氣動輔助元件33.1油霧器三、相關(guān)知識

氣動輔助元件33.2消聲器吸收型消聲器l-連接接頭2-消聲套膨脹干涉吸收型消聲器三、相關(guān)知識

氣動輔助元件33.3轉(zhuǎn)換器氣液轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖1-進(jìn)氣管2-油位計墊圈3-油位4-拉桿5-泄油塞6-下蓋7-浮子8-筒體9-墊圈10-緩沖板11-頭蓋三、相關(guān)知識

氣動三聯(lián)件4

(a)實物圖(b)簡化圖形符號氣動三聯(lián)件的安裝次序四、任務(wù)實施

姓名

班級

組別

日期

任務(wù)名稱氣源裝置的組建工作任務(wù)氣動輔件的選用與氣源裝置的組建任務(wù)描述觀察實訓(xùn)室的氣動系統(tǒng)，選擇合適的空氣壓縮機(jī)和相關(guān)輔件組建氣源裝置，說明所選用的各個氣動元件的作用和原理，并能對組建好的氣源裝置進(jìn)行綜合分析。任務(wù)要求氣動實訓(xùn)臺與空氣壓縮機(jī)實物認(rèn)識；空氣壓縮機(jī)和氣動輔件的選型；氣源裝置的組建。提交成果氣動元件清單；組建好的氣源裝置。

考核評價序號考核內(nèi)容配分評分標(biāo)準(zhǔn)得分1安全意識20遵守規(guī)章、制度

2工具的正確使用10選擇合適工具，正確使用工具

3空氣壓縮機(jī)和氣動輔件型號清單10氣動元件無遺漏、選用合理

4氣源裝置的組建50組建正確

5團(tuán)隊協(xié)作10與他人合作有效

指導(dǎo)教師

總分

任務(wù)10-3

氣動夾緊機(jī)構(gòu)執(zhí)行元件的應(yīng)用一、任務(wù)引入

如圖所示為機(jī)床上的夾緊機(jī)構(gòu)示意圖。此機(jī)構(gòu)采用氣動執(zhí)行元件來實現(xiàn)工件的夾緊和松開，試確定該選擇哪種類型的執(zhí)行元件。如果所需的夾緊力為4600N，供氣壓力為0.7MPa，行程為600mm，試確定該執(zhí)行元件的種類及主要參數(shù)。二、任務(wù)分析

選擇氣動執(zhí)行元件時一般先確定它的類型，再確定它的種類及具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)。為使所選用的元件正確、合理，必須掌握氣動執(zhí)行元件的類型、工作原理、結(jié)構(gòu)及選用方法。

三、相關(guān)知識

氣缸11.1氣缸的分類（1）按壓縮空氣在活塞端面作用力的方向不同，分為單作用氣缸和雙作用氣缸。（2）按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，分為活塞式、薄膜式、柱塞式和擺動式氣缸等。（3）按安裝方式不同，可分為耳座式、法蘭式、軸銷式、凸緣式、嵌入式和回轉(zhuǎn)式等。（4）按功能分為普通式、緩沖式、氣-液阻尼式、沖擊和步進(jìn)氣缸等。三、相關(guān)知識

氣缸11.1氣缸的分類常見普通氣缸的圖形符號三、相關(guān)知識

氣缸11.2氣缸的工作原理普通型單活塞桿雙作用氣缸1—后缸蓋2—緩沖節(jié)流針閥3、7—密封圈4—活塞密封圈5—導(dǎo)向環(huán)6—磁性環(huán)8—活塞9—緩沖柱塞10—活塞桿11—缸筒12—緩沖密封圈13—前缸蓋14—導(dǎo)向套15—防塵組合密封圈三、相關(guān)知識

氣缸11.2氣缸的工作原理薄膜式氣缸

三、相關(guān)知識

氣馬達(dá)22.1氣馬達(dá)