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精品文档-液压与气压传动案例教程(梁洪洁)-项目3
项目3 综合回路的设计与分析
(2) 滤油器的类型及特点。按滤芯的材料和结构形式,滤 油器可分为网式、线隙式、纸质滤芯式、烧结式滤油器及磁性 滤油器等;按滤油器安放的位置不同,还可以分为吸滤器、压 滤器和回油滤油器,考虑到泵的自吸性能,吸油滤油器多为粗 滤器。
① 网式滤油器。 ② 线隙式滤油器。 ③ 纸质滤油器。 ④ 烧结式滤油器。 (3) 滤油器的安装。 ① 泵入口的吸油粗滤器。泵入口粗滤器用来保护泵,使其 不致吸入较大的机械杂质。
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图3-2-7 用顺序阀实现压力控制的顺序动作回路
项目3 综合回路的设计与分析
3) 时间控制的顺序动作回路 时间控制是指某一执行元件发生动作后,间隔一段预先调 定的时间,再使另一执行元件动作。可采用时间继电器或延时 继电器控制多缸按时间完成先后顺序动作。 图3-2-8为时间控制的顺序动作回路。 由液压泵输出的油液先进入液压缸5的左腔,使活塞右移完 成①的动作,如图 3-2-9(a)所示。另一路经节流阀2,在节流 阀2的作用下,液动换向阀3经一定时间后才换向,因此液压缸4 也经一定时间后才实现动作②,如图3-2-9(b)所示。可见,液 压缸4完成动作②要比液压缸5完成动作①迟,其滞后的时间长 短,可由节流阀2调节。这种控制方式简便易行,但可靠性差, 通常需与行程控制方式配合。
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图3-1-6 调速阀控制并联液压缸同步回路
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模块3.2 顺序动作回路的设计与分析 任务3.2.1 压力继电器和行程开关
1. 压力继电器 压力继电器是一种将油液的压力信号转换为电信号的电液 信号转换元件。压力继电器都是由压力和位移转换装置和微动 开关两部分组成的。 压力继电器发出信号时的压力称为开启压力,切断电信号 时的压力称为闭合压力。 压力继电器外形图及职能符号如图3-2-1所示。
1. 压力表 压力表用于指示油口处压力。其外形图及职能符号如图31-1所示。 液/气压系统中各个工作点的压力可用压力表来测量,以便 调整和控制。最常用的压力表是弹簧弯管式压力表,其结构原 理如图3-1-2所示。
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图3-1-1 压力表的外形图及职能符号
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图3-3-1 蓄能器外形图
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1. 蓄能器的类型及工作原理 蓄能器的类型主要有重锤式蓄能器、弹簧式蓄能器、充气 式蓄能器,其工作原理分别如下所述。 1) 重锤式蓄能器 当重锤式蓄能器内部重物势能小于其外部油液压力时,蓄 能器处于储油状态;当重锤式蓄能器内部重物势能大于其外部 油液压力时,蓄能器向系统释放能量。 重锤式蓄能器具有结构简单、容量大、压力稳定等优点, 但也具有结构尺寸大而笨重、运动惯性大、反应不灵敏、易漏 油、有摩擦损失等缺点。常用于蓄能。
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图3-2-3 行程阀控制顺序动作回路
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(2) 行程开关控制顺序动作回路。 图3-2-4为用行程开关控制换向阀的顺序动作回路。按下启 动按钮,1YA通电,电磁换向阀2左位工作,液压缸3的活塞右移, 完成①的动作;当液压缸3的活塞运动到预定位置时,它的撞块 压下行程开关5,于是1YA断电,3YA通电,电磁换向阀1左位工 作,液压缸6的活塞右移,完成②的动作;当液压缸6的活塞右 移到预定位置时,撞块压下行程开关8,3YA断电,2YA通电,液 压缸3的活塞左移,完成③的动作;当液压缸3的活塞返回到原 位时,撞块压下行程开关4,2YA断电,4YA通电,液压缸6的活 塞左移,完成④的动作。当液压缸6活塞返回到原位时,撞块压 下行程开关7,使4YA断电。到此,电磁换向阀都处于中位,完 成一个工作循环。
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2. 行程开关 行程开关又称限位开关,用于控制机械设备的行程及限位 保护。在实际生产中,将行程开关安装在预先安排的位置,当 生产机械运动部件上的撞块撞击行程开关时,行程开关的触点 动作,实现电路的切换。因此,行程开关是一种根据运动部件 的行程位置而切换电路的电器。行程开关广泛用于各类机床和 起重机械,用以控制其行程、进行终端限位保护。 行程开关外形图及职能符号如图3-2-2所示。
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图3-2-4 行程开关控制顺序动作回路(液压)
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在气压传动系统中,用行程开关控制的顺序动作回路工作 原理与液压传动系统相同。如图3-2-5所示。
图3-2-5 行程开关控制顺序动作回路(气动)
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2) 压力控制顺序动作回路设计 压力控制顺序动作回路就是利用压力控制元件进行顺序动 作控制的回路。可用压力继电器和顺序阀实现控制。 (1) 压力继电器控制顺序动作回路。 如图3-2-6所示,换向阀1处于图示位置时,液压油经过节 流阀2进入液压缸4的左腔,推动活塞向右运动,当碰上挡块(或 工件被夹紧)后,系统压力升高,压力继电器3发出信号,使换 向阀1的电磁铁通电,液压缸5的活塞右移,实现顺序动作。
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2) 弹簧式蓄能器 弹簧式蓄能器的结构及职能符号如图3-3-2(a)所示。 当蓄能器内部弹簧弹力小于其外部油液压力时,蓄能器处 于储油状态;当蓄能器内部弹簧弹力大于其外部油液压力时, 蓄能器向系统释放能量。图3-3-2(b)为蓄能器职能符号。
项目3 综合回路的设计与分析
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模块3.1 同步回路的设计与分析 模块3.2 顺序动作回路的设计与分析 模块3.3 特殊速度控制回路的设计与分析 模块3.4 特殊压力控制回路的设计与分析 模块3.5 逻辑控制回路的设计与分析 习题3
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模块3.1 同步回路的设计与分析 任务3.1.1 压力表和过滤器
图3-1-2 弹簧弯管式压力表
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2. 过滤器 过滤器分为滤油器和空气过滤器。 1) 滤油器 滤油器可去除工作油液中的颗粒污染物,以降低因工作油液 污染而使元件损坏的可能性,增强系统和元件的使用寿命。 (1) 对滤油器的要求。液压油中往往含有颗粒状杂质,会造 成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞,使 系统工作可靠性大为降低。在系统中安装一定精度的滤油器,是 保证液压系统正常工作的必要手段。 滤油器的过滤精度是滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大小, 以直径d作为公称尺寸表示,按精度可分为粗滤油器(d<100)、普 通滤油器(d<10)、精滤油器(d<5)、特精滤油器(d<1)。
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图3-2-2 行程开关外形图及职能符号
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任务3.2.2 顺序动作控制回路的设计 1. 顺序动作 系统要同时控制几个执行元件的顺序动作。为了使执行元
件能够按照要求的工作循环准确地运动,则需采用顺序动作回 路来控制执行元件的运动。
2. 设计控制回路 顺序动作的控制方法一般有行程控制、压力控制和时间控 制三种。 1) 行程控制顺序动作回路 所谓行程控制,是利用一个液压缸移动一段规定行程后发 出的信号,控制下一个液压缸的动作。 行程控制可以用行程阀和行程开关实现。 (1) 行程阀控制顺序动作回路。
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图3-1-3 立式车床的外形
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2. 设计同步控制回路 同步回路的控制方法一般有容积控制、流量控制和伺服控 制三种。其中容积控制同步精度最低,伺服控制同步精度最高。 1) 串联气缸同步回路设计 两个气缸串联时的同步回路如图3-1-4所示。 2) 并联气缸同步回路设计 普通并联气缸同步回路如图3-1-5所示。
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图3-2-1 压力继电器外形图及职能符号
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1) 压力继电器的选用 根据所测对象的压力来选用压力继电器,比如所测压力范 围在8 kg以内,那么就要选用额定10 kg的压力继电器,还有 要符合电路中的额定电压,接口管径的大小。 2) 压力继电器和压力传感器的区别 (1) 压力继电器是液压系统中当流体压力达到预定值时, 使电触点动作的元件。 (2) 传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并 能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所 需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、 记录和控制等要求。
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任务3.1.2 相同位移及相同速度控制回路的设计 相同位移及速度控制回路指的是在多缸系统中,不同的执
行元件同时运动,且运动速度相同、运动位移相等。 1. 控制动作的分析 以图3-1-3所示的立式车床横梁运动为例。 立式车床主要用于加工直径大,长度短的大型和重型工件。
它的主轴处于垂直位置。工作台在水平面内,由导轨支撑。机 床工作过程中,刀架可沿床身上的刀架导轨作横向移动,也可 由横梁带动作纵向运动。
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图3-2-8 时间控制的顺序动作回路
项目3 综合回路的设计与分析
图3-2-9 液压缸活塞的动作回路
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模块3.3 特殊速度控制回路的设计与分析 任务3.3.1 蓄能器
蓄能器是液压气动系统中的一种能量储蓄装置。它在适当 的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来,当系统 需要时,又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来, 重新补供给系统。当系统瞬间压力增大时,它可以吸收这部分 的能量,以保证整个系统压力正常。蓄能器具有辅助动力源、 系统保压、缓和液压冲击、吸收压力脉动、回收能量等功用。 蓄能器外形如图3-3-1所示。
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图3-1-4 串联气缸同步回路
项目3 综合回路的设计与分析
图3-1-5 并联气缸同步回路
项目3 综合回路的设计与分析
任务3.1.3 多缸同步运动系统进行流量控制回路的设计 采用调速阀进行流量控制的并联液压缸同步回路如图3-1-6