第九章液压传动与气压传动课件

第九章液压传动与气压传动 第一节液压传动概述 一、液压传动原理和组成 1、液压传动工作原理 液压传动是以油液为工作介质进行运动和动 力传递的一种传动方式。 图9-1液压千斤顶工作原理示意图 在液压传动装置中， 密封容积的变化实现了运 动的传递，液体压力的变 化实现了动力的传递。液 压传动装置实际上是一种 能量转换装置，它首先是 把机械能转换为液体的压 力能，然后又把液体的压 力能转换为机械能。 1 2、液压传动的组成 图9-2机床工作台往复移动的液压系统结构图 一个完整的液压传动系统由以 下几个部分组成： 1）动力元件 动力元件（即液压泵）的作用 是将原动机输入的机械能转换为油 液的压力能。 2）执行元件 执行元件（即液压缸或液压马 达）的作用是将液压泵供给的油液 的压力能转换为机械能。 3）控制元件 控制元件（即各种液压阀，如 换向阀、压力阀、流量阀等）的作 用是改变油液流动的方向、调节油 液的压力或流量。 4）辅助元件 辅助元件包括油箱、油管、接 头、滤油器、压力表等。 5）工作介质 工作介质（即液压油）是传递 能量的物质。 2 用结构或半结构形式 画出的图直观易懂，但复 杂难绘。为简单明了，易 画易读，通常将各种标准 液压元件用国家标准（GB 7861-1993）规定的液 压图形符号表示；管道可 用粗实线和虚线表示，粗 实线表示工作油路，虚线 表示控制油路，如图9-3 所示。 图9-3用图形符号表示的液压传动系统示意图 3 二、液压传动的基本参数 1、压力 液体单位面积上所受的法向力称为压力（ 物理学中称压强）。压力用p表示，在国际单位 制中的单位是帕斯卡（Pa）；在工程单位制中 ，压力的单位是kgfcm2， lkgfcm2 = 98067Pa105Pa 液压传动中所讲的压力值，通常是指比大 气压高出的部分，称为相对压力或表压力。 4 2、流量 单位时间内通过管道某一截面液体的体积称为流量，用 q表示。若在时间T内通过的液体体积为V，则流量为: q = VT 流量的单位为m3s，有时还使用Lmin。 1 m3s = 6104Lmin 如图9-4所示，设液体流入液压缸的流量为q，活塞的有 效作用面积为A。由于液体的作用，使活塞在时间T内以速度 v向右移动了L，则流入缸中的液体的体积是qT或AL，即 qT = AL 或q=AL/T=Av 图9-4流量与活塞移动速度的关系。 5 3、压力损失和流量损失 液体是压力差的作用下产生流动。这种压力差表 现为液体内部之间压力的降低，叫做压力损失，用p 表示，分为沿程损失和局部损失。 压力损失与流过管道中的液阻和通过管路的流量 有关。通常液阻增大，引起的压力损失也增大；流量 增大，引起的压力损失也增大。 只要间隙两端存在着压力差，就会造成泄漏。压 力差越大，泄漏也越大。泄漏是造成流量损失的主要 原因，它不仅使液压系统的效率降低，同时也影响液 压执行元件运动的速度，还会污染环境。所以应尽量 减小液压系统及各元件的泄漏量。 6 三、液压油 液压油主要是石油型液压油，其润滑性能好，化 学稳定性高；有时也用普通机械油，其性能较差，但 价格便宜。各种液压油的主要技术指标是黏度。 液压油在温度升高时，黏度会降低，泄漏增大。 加剧液压油的氧化变质，缩短密封圈的寿命，温度过 低会使油液黏度增大，运动部件受到的摩擦阻力增大 ，启动困难。此外，黏度大的液压油流动时还会造成 较大的能量损失，通常液压系统中的油液在3050 时工作较为适宜。 7 四、液压传动的特点与应用 主要优点： (1)可以在运行过程中实现大范围无级调速。 (2)传动装置的体积小、质量轻。 (3)运动平稳。 (4)便于实现自动工作循环和自动过载保护。 (5)很多液压元件都是标准化、系列化、通用化产 品，便于设计和推广应用。 但液压传动也存在着工作性能受温度变化的影响 大、不能避免泄漏、效率低、成本高等缺点。 液压传动在航空、军械、机床和工程机械轻工、 农机、冶金、化工、起重运输等设备上广泛应用，甚 至在宇航、海洋开发、机器人等高科技领域中也占有 重要地位。 8 第二节 液压泵、液压马 达和液压缸 一、液压泵 液压泵是将电动机（或其他原 动机）提供的机械能转换为液体压 力能的一种能量转换装置，其作用 是向液压系统输送具有一定压力和 流量的液压油。 液压泵按结构可分为齿轮泵、 叶片泵、柱塞泵等：按泵的额定压 力又可分为低压泵、中压泵和高压 泵；按工作过程中输出的流量是否 可调可分为变量泵和定量泵。 9 1、液压泵的工作原理 （见图） 容积式泵能正常工作有 如下条件： （1）必须有一个或若干 个可以周期变化的密封容积 。 （2）必须有一个相应的 配流装置。 （3）油箱必须和大气相 通。 10 2、常用液压泵 1）齿轮泵 齿轮泵结构简单， 不需要专门的配流装置 ，制造容易，工作可靠 ，价格便宜，维护也很 方便。其主要缺点是泄 漏较多(主要指从压油腔 到吸油腔的内泄），效 率低。普通齿轮泵的工 作压力不高，常用于低 于低压、轻载系统。 11 2）叶片泵 叶片泵按其工作方式的不同可 分为单作用叶片泵和双作用叶片泵 。所谓双作用叶片泵是指泵轴转动1 周能完成两次吸油和压油的工作循 环。双作用叶片泵的流量不可调。 而单作用叶片泵多为流量可调的变 量泵。 （1）双作用叶片泵 双作用叶片泵流量均匀；泄漏 少，效率高；由于吸油腔和压油腔 对称分布，转子承受力能自相平衡 。但结构比较复杂，零件加工困难 且对油液的清洁度要求较高。在机 床的液压系统中广泛应用 图9-8双作用叶片泵的工作原理图 12 （2）单作用叶片泵 单作用叶片泵的偏 心距越大，容积变化越 大，泵的流量也就越大 。若偏心距e做成可调的 ，就成了单作用变量叶 片泵。但泵的结构复杂 ，价格也较高。 图9-9 单作用叶片泵的工作原理图 13 3）柱塞泵 柱塞泵按柱塞排列 方向可分为径向柱塞泵 和轴向柱塞泵。 （1）径向柱塞泵 径向柱塞泵流量大 ，压力高，流量调节方 便，工作可靠。但这种 泵结构复杂，径向尺寸 大，体积大，制造较难 。 图9-10径向柱塞泵的工作原理图 14 （2）轴向柱塞泵 轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小。由于柱塞孔 都是圆柱面，容易得到高精度的配合，密封性好，泄 漏少，因此效率和工作压力都较高，适用于高压系统 。但结构复杂，价格较贵 。 图9-11轴向柱塞泵的工作原理图 15 二、液压马达 液压马达是将输入的液压能转换为转 动形式的机械能的执行元件，它是在油压 作用下转动的。从原理上讲，液压马达和 液压泵的作用是可逆的，但实际上，二者 在结构上还是存在一定差异的。 同液压泵相同，液压马达按结构也可 分为齿轮式、叶片式和柱塞式等，根据排 量是否可调。可分为定量马达和变量马达 。其中排量不能调节的称为定量马达。 16 三、液压缸 同液压马达相类似，液压缸也是将输 入的液压能转变为机械能输出的执行元件 ，区别之处是：液压马达输出的是角速度 和转矩，实现的是连续转动；液压缸输出 的是推力和速度，实现的是往复直线运动 或往复摆动。 液压缸按结构可分为活塞式液压缸、 柱塞式液压缸和摆动式液压缸等。 17 1、活塞式液压缸 1）双杆活塞式液压缸 2）单杆活塞式液压缸 18 2、柱塞式液压缸 柱塞式液压缸的柱塞和缸体的内表面不接 触，缸体内表面不需要精加工，故结构简单， 制造容易，多用于工作行程较长的场合。 19 3、摆动液压缸 图9-17 摆动液压缸 20 第三节液压控制元件 液压控制元件是对油液流动方向、压力和 流量进行控制的液压阀。按其控制功能可分为 方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类 。尽管各种阀的功用、形状不同，但在结构上 大都由阀体、阀芯、弹簧和操纵机构等组成。 21 一、方向控制阀 方向控制阀是用来控制油液流动方向的液压阀。 方向控制阀主要有单向阀和换向阀两类。 1、单向阀 单向阀是控制油液单方向流动的液压阀。单向阀 中有普通单向阀和液控单向阀两种。 1）普通单向阀 图9-18 单向阀的结构原理图和符号 22 2）液控单向阀 图9-19 液控单向阀的结构图和符号 23 2、换向阀 换向阀的作用是利用阀芯和阀体间相对位置的改 变来变换油液流动的方向，接通和关闭油路，从而控 制执行元件的运动状态。 换向阀的种类较多。按阀芯在阀体内的工作位置 数，可分为二位、三位和多位(三位以上)阀；按阀体 与系统连通的油口数，可分为二通、三通、四通和五 通阀；按阀芯在阀体内运动时的操纵方式，可分为手 动、机动、电磁、液动和电液动等换向阀。换向阀的 全称通常包括以上三个内容，如二位三通电磁换向阀 、三位五通电液换向阀等。 24 表9-1换向阀的主体结构和图形符号 25 表9-2三位四通换向阀常见的中位机能 26 1）电磁换向阀 电磁换向阀是利用电磁铁的吸合与放松来操纵阀 芯移动，以实现油液流动方向变换的换向阀。电磁铁 使用的电源有交流（D型）和直流（E型）两种，电磁 铁用“YA”表示。 （1）二位四通电磁换向阀 图9-20 二位四通电磁换向阀的工作原理图及符号 27 （2）三位四通电磁换向阀 图9-21三位四通电磁换向阀的工作原理图及符号 1阀体；2弹簧；3弹簧座；4阀芯；5线圈； 6衔铁；7隔套；8壳体；9插头组件 28 2）液动换向阀 液动换向阀是依靠控制油路的压力油来改变阀芯 工作位置，以实现油路的切换的。液动换向阀体积小 、寿命长、工作可靠，且切换速度可以调节，所以换 向时阀芯的冲击和噪声也较小。 图9-22液动换向阀的符号 29 3）电液换向阀 电液换向阀是由电磁阀 和液动换向阀组合而成的组 合阀。电磁换向阀用来改变 液动换向阀的控制油液的流 向，以完成液动换向阀的阀 芯换位。其目的是用小规格 的电磁换向阀来控制大流量 液体的流动方向，实现电磁 换向阀由于电磁吸力有限而 难以实现的功能。 电磁阀用来操纵液动换 向阀的阀芯的动作，称为先 导阀；而液动换向阀控制主 油路的切换，称为主阀。 图9-23电液换向阀的符号 30 4）手动换向阀 31 5）机动换向阀 机动换向阀是利用机械行程挡块或凸轮推动阀芯 移动的换向阀，也称行程换向阀。通常有二通、三通 、四通和五通几种。它们的图形符号如图9-25所示。 机动换向阀工作可靠、寿命长，多用在换向频繁的机 械中。 32 二、压力控制阀 压力是液压传动中的一个重要参数。 在不同的液压系统中，要求的工作压力不 相等。即使在同一个液压系统中，在不同 的部位和不同的元件中，要求的压力也不 尽相同。这就需要对系统工作压力进行某 些调节和控制，以适应工作的要求。用来 控制液压系统压力的液压阀，称为压力控 制阀。按照用途不同，可分为溢流阀、减 压阀、顺序阀和压力继电器等。 33 1、溢流阀 溢流阀的主要功用是 调整和控制液压系统的压 力，以保证系统在一定压 力下工作。常用的溢流阀 有直动型和先导型两种， 前者结构简单、性能较差 。多用于低压系统；后者 结构复杂，性能较好，常 用于中、高压系统。 1）直动型溢流阀 34 2）先导型溢流阀 先导型溢流阀灵敏度 高，噪声小，压力稳 定，调节范围大，应 用广泛。 图9-27 先导型溢流阀的工作原理图 35 3）溢流阀的应用 在液压系统中，溢流阀常用于稳定系统压力，防 止系统过载等场合。 图9-29溢流阀的应用实例 36 2、减压阀 减压阀可用来减压、稳压，通常将较高的进口油压 降为较低而稳定的出口油压。减压阀的降压原理是靠油 液流过缝隙造成压力差，而使出口压力低于进口压力的 。缝隙越小，压力差越大，减压作用也就越强。 图9-30先导型减压阀的工作原理图和符号 37 减压阀和先导型溢流阀在外形、工作原理上有相 似之处，但它们却存在很大的区别： （1）减压阀利用出口油压与弹簧力平衡，而溢流 阀则是利用进口油压与弹簧力平衡。减压阀控制着阀 的出口压力，而溢流阀则控制阀的入口压力。 （2）减压阀进、出油口均有压力，所以先导阀弹 簧腔的泄油要单独接回油箱。而溢流阀的泄油可以从 内部通道流至阀的回油口，经回油管道流回油箱。 （3）非工作状态时，减压阀的进、出油口是相通 的，而溢流阀则是关闭的。 38 3、顺序阀 顺序阀是利用液压系统中压力的变化来控制各执行 元件按先后顺序动作的液压阀。和溢流阀一样，也有直 动型和先导型两种结构；另外，根据使阀开启的控制油 路的不同，又分为内控顺序阀和外控顺序阀两种。 1）内控顺序阀 2）外控顺序阀 图9-31顺序阀的 工作原理图和符号 39 3）顺序阀的应用 图9-32 顺序阀的应用实例 40 4、压力继电器 一种液电信号转换元件，通过将液压信号转变为 电信号来控制电气元件，以实现系统的程序控制和安 全控制。 图9-33压力继电器的符号 41 三、流量控制阀 流量控制阀是用来控制液压系统中油液的流量。 它是通过改变阀芯与阀体的相对位置来改变油液的通 流截面积。流量阀多用于调速系统，常见的有节流阀 、调速阀。 1、节流阀 图9-34 节流阀的工作原理图和符号 42 2、调速阀 调速阀是由定差减压阀和节流阀串联而成的一个 组合阀。它是通过保持节流阀两端的压力差基本不变 ，使节流阀的流量不变，改善了节流阀的调速稳定性 ，从而使执行机构获得稳定的运动速度。 四、新型液压控制元件简介自学 图9-35调速阀的 工作原理图和符号 43 四、新型液压控制元件简介自学 五、液压辅件简介 液压辅件主要有管系元件、滤油器、蓄 能器、油箱等，是液压系统不可缺少的组成 部分。这些辅件若选用、安装、使用不当则 同样会影响整个液压系统的正常工作。 44 1、油管及管接头 在液压机械中常用的油管有钢管、铜管、橡胶软 管（有高压和低压两种），尼龙管和塑料管等。钢管 常用冷拔无缝钢管，它能承受高压，但装配时不易弯 曲成所需的形状。铜管一般是紫铜管，容易弯曲，安 装方便，但价格高，耐压低。尼龙管适用于低压系统 。橡胶软管(由耐油橡胶夹13层钢丝编织网制成)能吸 收振动和冲击，管道可随部件运动，适用于中高压系 统，但价格高。 图9-36管接头 45 2、滤油器 滤油器的作用是使油液经过过滤以保持其 高清洁度，以防脏物侵入液压系统和液压元件 ，确保系统正常工作。滤油器大都安装在油泵 吸油管的端部，或重要元件的进油口的前面。 按滤芯材料和结构形式的不同，滤油器可分为 网式、线隙式、烧结式和纸芯式等。 46 3、蓄能器 蓄能器是既能储存又能释放压力油的一种容器。 蓄能器有重锤式，弹簧式和充气式(又分为活塞式和气 囊式)等类型。 图9-37活塞式蓄能器 图9-38蓄能器的应用 47 4、压力计和压力计开关 压力计用于测量和观察系统压力，压力计开关用 于接通和切断压力计和油路的通道。 5、油箱 用来储油、散热，分离油中的杂质和空气。 48 第四节液压基本回路与系统实例分析 一、方向控制回路 方向控制回路是指控制液压系统油路的通断或换 向，以实现执行机构的起动、停止或变换运动方向的 回路。组成方向控制回路的主要液压元件是方向控制 阀。 1、换向回路 换向回路是利用换向阀来改变油液流动的方向， 以实现液压执行元件的往复运动。 2、锁紧回路 锁紧回路是使液压执行元件停止在其行程中的任 一位置上，防止外力作用下发生移动的液压回路。 图9-29溢流阀的应用实例 49 二、压力控制回路 压力控制回路是指能 够控制、调节液压系统或 系统中某一部分油液压力 的回路。常用的压力控制 回路有调压、保压、减压 、增压和卸荷等回路。 1、调压回路 调压回路是使系统的 压力保持稳定或限定系统 的最高安全压力。调压回 路一般由溢流阀组成。图9-39多级调压回路 50 2、保压回路 保压回路是当泵处于卸荷状态时保持系统压力基 本不变的液压回路。 图9-40采用蓄能器的保压回路 51 3、减压回路和增压回路 减压回路是将主系统较高的工作压力，通过减压阀减 为某个子系统需要较低工作压力的液压回路。 增压回路是能够使泵输出的低压油增高压力的液压回 路。这种回路中的关键元件是增压器(也称增压缸)。 图9-41 采用减压阀的液压回路 图9-42采用增压缸的增压回路 52 4、卸荷回路 泵的卸荷是液压泵在无压力或压力很小的情况下 运转的状态。卸荷的方法是使泵的出口油液与油箱直 接接通，目的是节省能量消耗，减少系统发热。 图9-43用三位换向阀使泵卸荷的回路 53 三、速度控制回路 速度控制回路是控制或变换液压执行元件运动速 度的回路。主要包括调速回路、速度换接回路和快速 运动回路等。 1、调速回路 54 2、速度换接回路 速度换接回路是能使液压执行元件在同一方向运 动时实现速度变换的回路。 图9-46速度换接回路 55 3、快速运动回路 为了提高生产效 率，液压缸的空行程 一般都要求做快速运 动。利用双泵供油可 实现快速运动，液压 缸的差动连接也可实 现快速运动。 图9-47差动连接的快速运动回路 56 四、多缸工作控制回路 多缸工作控制回路是控制液压系统中各液压缸之间按 一定要求进行动作（如按一定顺序动作或同步动作）的回 路。 1、顺序动作回路 顺序动作回路通常有行程控制和压力控制两种方式。 图9-48行程阀控制的顺序动作回路 图9-49顺序阀控制的顺序动作回路 57 2、同步回路 同步回路是使几个液压执行元件同时运动并保持 相同位移或相等速度的回路。 图9-50 串联液压缸的同步回路 9-51 调速阀控制的同步回路 58 五、液压传动系统实例分析 对液压传动的机械，不论其结构如何复杂 ，它的液压系统都可看成是由一些基本回路组 成的。在了解了液压基本元件及符号、液压基 本回路的基础上，便可阅读一些较复杂的液压 系统图。阅读液压系统图的大致方法和步骤是 ：了解液压系统的工作任务、工作循环和需 要满足的要求；查阅系统图中所有的液压元 件及其连接关系，分析它们的作用；分析系 统图中的基本回路，了解系统的工作原理及特 点。 59 图9-52 YT4543型液压滑台的液压传动系统图 1、主要元件及其作用 （1）液压泵1 （2）电液换向阀3 （3）外控顺序阀5 （4）背压阀4 （5）调速阀7和8 （6）二位二通电磁阀10和 调速阈8并联。 （7）二位二通行程阀11和 调速阀7，8并联。 （8）液压缸13是缸体移动 式单杆活塞液压缸。 （9）压力继电器9 （10）单向阀2、6、12的 作用是防止油液倒流。 工作流程 60 图9-29溢流阀的应用实例 表9-3电磁铁和行程阀动作情况表 注：“”表示电磁铁通电或行程阀被压 下，“”则相反。 61 第五节液压传 动的应用 一、液压传动系统图及 其分析 1、圆锥破碎机排矿 口的调整及锁紧装置 由于动锥衬板和固 定锥衬板的磨损或其他 原因，必须及时对排矿 口进行调整。为防止调 整后排矿口自己产生变 动，要在破碎机上设有 锁紧装置。 图9-53液压系统示意图 62 2、液压圆锥破碎机 图9-55 液压系统示意图 1油箱；2油泵；3单向阀； 4高压溢流阀；5手动换向阀； 6截止阀；7压力表；8蓄能器； 9单向节流阀；10放气阀； 11机器油缸；12高压溢流阀 图9-54液压圆锥破碎机原理示意图 63 3、分段启动颚式破碎机 颚式破碎机的胶带轮、飞轮、曲轴和动颚等的重量较大，要使这样 的机构由电动机直接起动，启动力矩就要很大。由于电机性能的限制， 往往给起动带来困难。所谓分段启动，就是用电动机先驱动胶带轮，再 驱动曲轴与动颚，最后驱动飞轮。它的工作原理如图9-56所示。 图9-56 分段启动颚式破碎机 (a) 液压传动系统图；(b) 磨擦离合器结构 1油箱；2电机；3油泵；4、5换向阀；6截止阀；7压力表；8行程开关； 9磨擦离合器；10皮带轮；11飞轮；12节流阀；13、14换向阀；15溢流阀 ；16螺钉；17弯角接头；18弹簧；19联接螺钉；20柱塞；21压力盘 22外壳；23外磨擦片；24内磨擦片；25偏心轴；26键；27内套筒； 28外套筒；29皮带轮；30柱塞油缸 64 4、压滤机滤板压紧力的自动调节装置 自动板框压滤机的滤板（或滤板与滤框），大都 用油缸压紧。但是当滤室中充满带压滤浆后，滤板面 之间的压紧力或滤板与滤框面间的压紧力便降低了， 滤浆容易泄漏出来。为了避免这样的泄漏，可以加大 油缸压力，以便产生非常大的压紧力。可是这种对策 并不理想，往往引起一系列问题，如滤板或滤框的变 形增大、滤布容易损伤、滤板之间或滤板与滤框之间 的密封填料容易疲劳和破损。因此，这些问题是互相 矛盾的，故必须使滤板面间的压紧力能依照过滤压、 压榨压的变化而自动调节，并保持恒定。图9-57所示 为滤板压紧力的自动调节装置。 65 图9-57 滤板压紧力的自动调节装置 1尾板；2滤板；3滤框；4头板；5活塞杆；6主梁； 7油缸；8、16油管；9压力开关；10逆止阀；11电磁 阀；12油槽；13油泵；14控制管线；15、26机架；17 管路；18、22油压缸缸室；19小活塞杆；20泄液室；21 泄液口；23滤浆槽；24滤浆泵；25滤浆供给管 66 二、液压系统的运行 1、液压油的性质及选择 粘性是液压油的主要性质，其次还有稳定性、抗 泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性等。粘性以粘度 表示，粘度有动力粘度、运动粘度和条件粘度几种， 其中运动粘度的单位是厘斯（厘沲）cst较为常用 ，它是油液在50时的粘度值。常用液压油的性质见 表9-4。 表9-4液压油的性质 67 对液压油的要求是：合适的粘度，粘度随温度变 化小，有良好的润滑性、防腐性和化学稳定性，杂质 少、闪点高、凝固点低等。其中以选择适当的粘度为 主。温度高压力大，宜选择粘度较高的油；温度低， 压力小，则选用粘度较低的油。 常用的液压油为20号和30号液压油，或用20号和 30号机械油代替。也可按油泵类型来推荐油的粘度（ 见表9-5）。 表9-5按油泵类型推荐用油粘度表 2、液压系统常见故障分析及排除自学 68 第六节气压传动 一、概述 1、气压传动系统的组成 图9-58 剪切机气动系统工作原理示意图 1空气压缩机；2冷却器；3分水排水器；4气罐 ；5干燥器；6过滤器；7减压阀；8油雾器；9 机动阀；10气控换向阀；11气缸；12工件 69 2、气压传动的特点和应用 鉴于气压传动的工作介质是空气，空气的 压缩性大、黏性小、清洁度和安全性高，故气 压传动具有动作迅速、反应快，调节控制方便 ，维护简单，不存在介质变质及补充等问题； 气体流动阻力小，能量损失小，易于实现集中 供气和远距离输送；空气不仅易于取得，而且 用后可直接排入大气，处理方便且不污染环境 ；对工作环境适应性好，工作安全可靠，过载 时能自动保护；气动元件结构简单，成本低， 寿命长，易于标准化、系列化和通用化等优点 。但气压传动平稳性较差；输出的力或转矩较 小；排气噪声较大。 70 二、气动元件 1、气动执行元件 1）气缸的分类 气缸的结构形式很多。按压缩空气的作用方 向可分为单作用气缸(压缩空气只能使活塞往 一个方向运动，反方向的运动则需借助外力 或重力)和双作用气缸(压缩空气可使活塞向 两个方向运动)。按气缸的结构特征可分为活 塞式气缸、叶片式(摆动式)气缸、薄膜式气 缸及组合式气缸等。 71 2）常用气缸 （1）普通气缸 图9-59 普通气缸 72 （2）气体缓冲气缸 气体缓冲气缸是在普通气缸上设置缓冲装置，以 避免活塞运动到行程端点时撞击缸盖。 图9-60 气体缓冲气缸 73 （3）气液阻尼缸 （4）薄膜式气缸 图9-61气液阻尼缸 图9-62薄膜式气缸 74 （5）冲击气缸 冲击气缸可把压缩 空气的能量转化为活塞 高速运动的动能，来完 成型材下料、打印、破 碎、冲孔、锻造等多处 作业。 （6）无油润滑气 缸（结构与普通气缸基 本相同） 图9-63冲击气缸 75 2、气缸控制元件 1）压力控制阀 压力控制阀按其功能分为减压阀（调压阀）、安 全阀（溢流阀）和顺序阀，其图形符号如图9-64所示 （从左至右依次为调压阀、顺序阀、安全阀）。 图9-65QFJ型减压阀工作原理图 1调节手柄；2中心阀孔；3输出腔；4 平衡进气阀；5排气孔；6膜片 76 2）流量控制阀 用于调节流量的控制阀有：节流阀、单向节流阀 、排气节流阀等。 图9-66 排气消声节流阀 77 3）方向控制阀 方向控制阀主要有单向型控制阀和换向型控制阀。 （1）单向型控制阀单向型控制阀通常有单向 阀、梭阀、快速排气阀等。单向阀的结构原理和符号 与液压阀中的单向阀基本相同。梭阀是构成逻辑回路 的重要元件。 或门型梭阀（相当于两个单向阀组合，输出与高 压输入同） 图9-67 或门型梭阀的工作原理图和符号 图9-68 或门型梭阀 在换向回路中的应用 78 与门型梭阀（相当于两个单向阀组合，只有两端同 时输如时才有输出，且与低压同） 图9-69与门型梭阀的工作原理图和符号 图9-70与门型梭阀在钻床 进给控回路中的应用 79 （2）换向型控制阀 图9-71气压控制换向阀的符号 图9-72 二位三通电磁换向阀的 工作原理图和符号 80 （3）二位五通电磁换 向阀： 电磁气控换向 阀采用压缩空气控制 主阀的配气机构，因 而先导阀的衔铁行程 可大大减小，一般为 48mm，（直动式电磁 阀行程一般在15mm左 右），同时电磁吸力 可比直动式小得多， 冲击噪音也就显著降 低。 与气控阀相比， 电磁气控换向阀可直 接用于远距离或自动 控制的气动回路。 图9-73 电控气阀结构原理图 1阀座；2小活塞组件；3阀杆；4E形密封环；5 阀体组件；6手动杆；7动铁芯组件；8复 位小弹簧；9静铁芯组件；10组合形密封环； 11线圈组件；12隔磁套筒组件；13大活塞组 件；14气道隔环 81 3、气源装置 气源装置是生产压缩空气并净化气源的装置。如 图9-58所示，生产压缩空气的主体是空气压缩机1，是 气压传动系统的动力元件；净化气源的装置主要有后 冷却器2、油水分离器3和气罐4等。 后冷却器主要作用是冷却空气和除水除油。油水 分离器的作用是分离并排除空气中凝聚的水分、油分 和灰尘等杂质。气罐的主要作用是储存一定量的压缩 空气。维持供需气量之间的平衡；消除压力波动；进 一步分离空气中的水、油等杂质。 82 4、辅助元件 （1）概括描述 为了提高气压传动系统的工作性能，改善工作条 件，从气罐排出的空气，还要经过干燥器5、过滤器6 、油雾器8