..可編輯版可編輯版.可編輯版授課題目模塊四壓力控制閥任務(wù)1半自動(dòng)車(chē)床夾緊回路設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1.掌握溢流閥、減壓閥的結(jié)構(gòu)及工作原理2.了解溢流閥、減壓閥在回路中的正確應(yīng)用3.熟悉簡(jiǎn)單的壓力控制回路教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)1.掌握溢流閥、減壓閥的結(jié)構(gòu)及工作原理2.了解溢流閥、減壓閥在回路中的正確應(yīng)用【導(dǎo)入】【分析】數(shù)控車(chē)床在加工工件時(shí)，工件的夾緊是由夾緊裝置——液壓卡盤(pán)來(lái)完成的。當(dāng)液壓缸右腔輸入壓力油后，活塞向箭頭所示方向運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)搖臂使卡爪向中心運(yùn)動(dòng)，從而夾緊放在卡爪中的工件。為了保證加工安全，液壓系統(tǒng)必須能夠提供穩(wěn)定的工作壓力以便夾緊工件，且壓力大小可調(diào)。本任務(wù)要求設(shè)計(jì)半自動(dòng)車(chē)床液壓卡盤(pán)的液壓控制回路。數(shù)控車(chē)床在進(jìn)行切削時(shí)，液壓卡盤(pán)起卡緊工件的作用，由于被加工的材質(zhì)、類(lèi)型不同（如薄壁工件），這就要求液壓卡盤(pán)的夾緊力一方面能保證工件在切削過(guò)程中不松動(dòng)，同時(shí)又要防止夾緊力過(guò)大造成工件被夾變形，這就要求液壓卡盤(pán)的夾緊力是可控制的?？梢酝ㄟ^(guò)控制進(jìn)入液壓卡盤(pán)液壓缸的液壓油的壓力來(lái)控制夾緊力的大小。在液壓系統(tǒng)中，可以選用壓力控制閥來(lái)達(dá)到上述壓力控制要求。知識(shí)新授：壓力控制閥在液壓系統(tǒng)中，控制工作液體壓力的閥稱(chēng)壓力控制閥，簡(jiǎn)稱(chēng)壓力閥。常用的壓力閥有溢流閥、減壓閥和順序閥等。它們的共同特點(diǎn)是利用作用于閥芯上的油液壓力和彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作。。本任務(wù)只用到溢流閥和減壓閥。..可編輯版可編輯版.可編輯版1.溢流閥溢流閥a）實(shí)物圖b）職能符號(hào)c）工作原理在液壓系統(tǒng)中常用的溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。直動(dòng)式用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)式用于中、高壓系統(tǒng)。(1）直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥閥芯閉合b）閥芯彈開(kāi)直動(dòng)式溢流閥能夠使作用在閥芯上的進(jìn)油壓力直接與彈簧力相平衡。P是進(jìn)油口，T是回油口，當(dāng)進(jìn)油壓力較小時(shí)，閥芯在彈簧力的作用下處于左端位置，將P和T兩油口隔開(kāi)，如圖a所示。當(dāng)進(jìn)口壓力升高，在閥芯左端產(chǎn)生的作用力超過(guò)彈簧力時(shí)，閥芯右移；閥口被打開(kāi)，將多余的油排回油箱，如圖b所示，保持進(jìn)口壓力近于恒定。通過(guò)調(diào)整彈簧上的調(diào)整螺母可以改變彈簧力，也就調(diào)整了溢流閥的進(jìn)口壓力值。直動(dòng)式溢流閥的滑動(dòng)阻力大（彈簧較硬），特別是當(dāng)流量較大時(shí)，閥的開(kāi)口大，使彈簧有較大的變形量。這樣，閥所控制的壓力隨著溢流流量的變化而有較大的變化（壓力變化值大），故只適用于低壓系統(tǒng)中。..可編輯版可編輯版.可編輯版（2）先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥a）實(shí)物圖b）職能符號(hào)c）工作原理1－錐式先導(dǎo)閥２－先導(dǎo)閥座３－閥蓋４－閥體５－阻尼孔６－主閥芯７－主閥座８－主閥彈簧９－調(diào)壓彈簧１０－調(diào)節(jié)螺釘１１－調(diào)節(jié)手輪當(dāng)進(jìn)油壓力增大到使先導(dǎo)閥1打開(kāi)時(shí)，液流通過(guò)主閥芯上的阻尼孔5、先導(dǎo)閥1流回油箱。由于阻尼孔的阻尼作用，使主閥芯6所受到的上下兩個(gè)方向的液壓力不相等，主閥芯在壓差的作用下上移，打開(kāi)閥口，實(shí)現(xiàn)溢流，并維持壓力基本穩(wěn)定。調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥的調(diào)壓彈簧9，便可調(diào)整溢流壓力。（3）溢流閥在液壓系統(tǒng)中的功用1）溢流穩(wěn)壓。在液壓系統(tǒng)中用定量泵和節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)速時(shí)，溢流閥可使系統(tǒng)的壓力恒定，并且，節(jié)流閥調(diào)節(jié)的多余壓力油可以從溢流閥溢流回油箱。..可編輯版可編輯版.可編輯版2）限壓保護(hù)。在液壓系統(tǒng)中用變量泵進(jìn)行調(diào)速時(shí)，變量泵的壓力隨負(fù)載變化，這時(shí)需防止過(guò)載，即設(shè)置安全閥（溢流閥用做安全閥）。在正常工作時(shí)，此閥處于常閉狀態(tài)，過(guò)載時(shí)打開(kāi)閥口溢流，使壓力不再升高。3）卸荷。先導(dǎo)式溢流閥與電磁閥組成電磁溢流閥，控制系統(tǒng)卸荷。4）遠(yuǎn)程調(diào)壓。將先導(dǎo)式溢流閥外控口接上遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，便能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。5）作背壓閥使用。在系統(tǒng)回油路上接上溢流閥，造成回油阻力，形成背壓，可改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。背壓可通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥的調(diào)定壓力來(lái)獲得。2．減壓閥定壓減壓閥實(shí)物圖b）職能符號(hào)c）結(jié)構(gòu)圖1－主閥芯2－阻尼孔3－先導(dǎo)閥閥芯P1口是進(jìn)油口，P2口是出油口。閥不工作時(shí)，主閥芯在彈簧作用下處于最下端位置，閥的進(jìn)、出油口是相通的，即閥是常開(kāi)的。若出口壓力增大，使作用在主閥芯下端的壓力大于彈簧力時(shí)，主閥芯上移，關(guān)小閥口，這時(shí)主閥處于工作狀態(tài)。若忽略其他阻力，僅考慮作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件，則可以認(rèn)為出口壓力基本上維持在某一定值——調(diào)定值上。這時(shí)如果出口壓力減小，主閥芯就下移，開(kāi)大閥口，閥口處阻力減小，壓降減小，使出口壓力回升到調(diào)定值；反之，若出口壓力增大，則主閥芯上移，關(guān)小閥口，閥口處阻力加大，壓降增大，使出口壓力下降到調(diào)定值。..可編輯版可編輯版.可編輯版先導(dǎo)式減壓閥與先導(dǎo)式溢流閥相比較，有以下不同點(diǎn)：減壓閥在非工作狀態(tài)時(shí)，先導(dǎo)閥3閥口關(guān)閉，而主閥口處于最大開(kāi)度狀態(tài)；用出口的壓力油控制閥口的開(kāi)度，保持出口壓力基本恒定；經(jīng)先導(dǎo)閥的泄油量必須由單獨(dú)的泄油口L流回油箱。二、壓力控制回路1.調(diào)壓回路（1）單級(jí)調(diào)壓回路單級(jí)調(diào)壓回路系統(tǒng)由液壓泵供油，采用節(jié)流閥以調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，使活塞獲得需要的運(yùn)動(dòng)速度。輸出的流量大于液壓缸的流量，多余部分的油液則從溢流閥流回油箱。這時(shí)，液壓泵的出口壓力便穩(wěn)定在溢流閥的調(diào)定壓力上。調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)節(jié)液壓泵的供油壓力。（2）遠(yuǎn)程調(diào)壓回路..可編輯版可編輯版.可編輯版遠(yuǎn)程調(diào)壓回路先導(dǎo)式溢流閥的遙控口接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥進(jìn)油口，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的作用與溢流閥的先導(dǎo)閥相同。在這種回路中，溢流閥先導(dǎo)閥的調(diào)整壓力應(yīng)高于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥可能調(diào)節(jié)的最高壓力，在這種條件下，系統(tǒng)的工作壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥來(lái)調(diào)整。（3）多級(jí)調(diào)壓回路三級(jí)調(diào)壓回路電磁換向閥和溢流閥有機(jī)的組合，可以組成多級(jí)調(diào)壓回路。多級(jí)調(diào)壓是指液壓回路能實(shí)現(xiàn)二級(jí)及以上不同級(jí)別壓力的液壓調(diào)壓回路。上圖為三個(gè)溢流閥控制的三級(jí)調(diào)壓回路。在圖示位置時(shí)，系統(tǒng)壓力由溢流閥1控制；當(dāng)換向閥的電磁鐵YA1通電時(shí)，系統(tǒng)壓力由溢流閥2控制；電磁鐵YA2通電時(shí)，系統(tǒng)壓力由溢流閥3控制。三個(gè)溢流閥中2和3控制的壓力都要低于1控制的壓力。2.減壓回路..可編輯版可編輯版.可編輯版減壓回路當(dāng)泵的輸出壓力是高壓而局部回路或支路要求低壓時(shí)，可以采用減壓回路，如機(jī)床液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊回路、分度以及液壓元件的控制回路等。減壓回路較為簡(jiǎn)單，一般是在所需低壓的支路上串接減壓閥。上圖所示是最簡(jiǎn)單的減壓回路，回路中的溢流閥用來(lái)穩(wěn)定整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作壓力，而減壓閥則用來(lái)調(diào)定液壓系統(tǒng)支路的工作壓力。任務(wù)實(shí)施：一、執(zhí)行元件和主控閥的確定根據(jù)半自動(dòng)車(chē)床的工作要求，選擇液壓缸作為執(zhí)行元件，選擇單電控的二位四通換向閥作為主控閥。主回路見(jiàn)下圖。執(zhí)行元件和主控閥的確定二、壓力控制回路的設(shè)計(jì)..可編輯版可編輯版.可編輯版液壓卡盤(pán)液壓回路回路分析正常夾緊時(shí)：YA1通電，二位四通電磁換向閥7處于右位工作位置，YA2不通電，二位二通電磁換向閥關(guān)閉，此時(shí)，來(lái)自油泵的壓力油經(jīng)減壓閥調(diào)壓后，再經(jīng)單向閥3通過(guò)二位四通電磁換向閥7進(jìn)入液壓缸8右腔，活塞9向左移動(dòng)，工作夾緊，左腔的油經(jīng)二位四通電磁換向閥7流回油箱。夾薄壁類(lèi)特殊工件時(shí)：YA1通電，二位四通電磁換向閥5處于右位工作位置，同時(shí)YA2通電，二位二通電磁換向閥4導(dǎo)通，這時(shí)，來(lái)自液壓泵的壓力油經(jīng)減壓閥2后再經(jīng)單向閥流出，因二位二通電磁換向閥4處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，進(jìn)入二位四通電磁換向閥7的油液壓力由溢流閥5控制，經(jīng)溢流閥控制的壓力油進(jìn)入液壓缸８的右腔，活塞9向左移動(dòng)，完成夾緊動(dòng)作，左腔的油經(jīng)二位四通電磁換向閥7流回油箱。注意事項(xiàng)：上述液壓卡盤(pán)液壓回路中，溢流閥６的調(diào)定壓力應(yīng)大于溢流閥5的調(diào)定壓力，而溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)小于減壓閥調(diào)定的輸出壓力，否則系統(tǒng)將不能正常工作。..可編輯版可編輯版.可編輯版知識(shí)鏈接：常見(jiàn)的其他壓力控制回路增壓回路1.采用單作用增壓缸的增壓回路當(dāng)系統(tǒng)在圖示位置工作時(shí)，系統(tǒng)油液在供油壓力p1的作用下進(jìn)入增壓缸的大活塞腔，此時(shí)在小活塞腔即可得到所需的較高壓力p2；當(dāng)二位四通電磁換向閥右位接入系統(tǒng)時(shí)，增壓缸返回，輔助油箱中的油液經(jīng)單向閥補(bǔ)入小活塞腔。因此，該回路只能間歇增壓，所以稱(chēng)為單作用增壓回路。2.采用雙作用增壓缸的增壓回路在圖示位置，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)換向閥5和單向閥1進(jìn)入增壓缸左端大、小活塞腔，右端大活塞腔中的油液流回油箱，右端小活塞腔增壓后的高壓油經(jīng)單向閥4輸出，此時(shí)單向閥2、3被關(guān)閉。當(dāng)增壓缸活塞移到右端時(shí)，換向閥得電換向，增壓缸活塞向左移動(dòng)。同理，左端小活塞腔輸出的高壓油經(jīng)單向閥3輸出，這樣，增壓缸的活塞不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩端便交替輸出高壓油，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)增壓。二、卸荷回路..可編輯版可編輯版.可編輯版在液壓系統(tǒng)中，有時(shí)執(zhí)行元件短時(shí)間停止工作，不需要液壓系統(tǒng)傳遞能量，或者執(zhí)行元件在某段工作時(shí)間內(nèi)保持一定的力，而運(yùn)動(dòng)速度極慢，甚至停止運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，不需要液壓泵輸出油液，或只需要很小流量的液壓油，這時(shí)就需要對(duì)液壓泵進(jìn)行卸荷，相應(yīng)的回路稱(chēng)為卸荷回路。如圖所示為M形中位機(jī)能卸荷回路，當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)M形閥直接回到油箱，使液壓泵在功率輸出接近于零的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的壽命。液壓泵的卸荷有流量卸荷和壓力卸荷兩種，前者主要是使用變量泵，讓變量泵僅為補(bǔ)償泄漏而以最小流量運(yùn)轉(zhuǎn)，此方法比較簡(jiǎn)單，但泵仍處在高壓狀態(tài)下運(yùn)行，磨損比較嚴(yán)重；壓力卸荷的方法是使泵在接近零壓下運(yùn)轉(zhuǎn)..可編輯版可編輯版.可編輯版授課題目模塊四壓力控制閥任務(wù)2切割裝置回路設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1.掌握順序閥的結(jié)構(gòu)及工作原理2.掌握順序閥在回路中的應(yīng)用3.掌握順序控制回路的控制方法教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)1.掌握順序閥的結(jié)構(gòu)及工作原理2.掌握順序閥在回路中的應(yīng)用3.掌握順序控制回路的控制方法【導(dǎo)入】【分析】切割裝置是用來(lái)對(duì)工件進(jìn)行分割、切槽等工作的裝置，它的夾緊缸裝置及切削缸裝置都是由液壓系統(tǒng)控制的。它的動(dòng)作要求是：夾緊缸夾緊工件→切削缸伸出切削工件→切削缸退回退刀→夾緊缸松開(kāi)取出工件。本任務(wù)要求設(shè)計(jì)符合該要求的液壓控制回路。在切割裝置的工作過(guò)程中，為了避免工件在未夾緊狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行切削而造成工件飛出的事故，要求只有當(dāng)夾緊缸夾緊工件后（夾的越緊、油路壓力越高），切削缸才能帶動(dòng)刀具對(duì)工件進(jìn)行切削，同時(shí)在切削完成前，夾緊缸始終要將工件夾緊。夾緊缸和切削缸這兩個(gè)執(zhí)行元件是按照一定的順序完成伸出和縮回動(dòng)作的，本任務(wù)中切削缸必須在夾緊缸夾緊時(shí)才能進(jìn)行切削。本任務(wù)有兩個(gè)執(zhí)行元件——切削缸和夾緊缸。我們把執(zhí)行元件可以依據(jù)壓力大小進(jìn)行順序動(dòng)作的液壓控制回路稱(chēng)為壓力控制順序動(dòng)作回路，其中，順序閥是核心元件。知識(shí)新授： 順序閥順序閥是把壓力作為控制信號(hào)，自動(dòng)接通或切斷某一油路，控制執(zhí)行元件做順序動(dòng)作的壓力閥。根據(jù)控制油路的不同，可分為直控順序閥（簡(jiǎn)稱(chēng)順序閥）和液控順序閥（遠(yuǎn)控順序閥、外控順序閥）..可編輯版可編輯版.可編輯版。直控順序閥直動(dòng)式順序閥a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)二、液控控順序閥液控順序閥a)實(shí)物圖b）結(jié)構(gòu)圖c）圖形符號(hào)d）作為卸荷閥時(shí)的圖形符號(hào)液控順序閥與直控順序閥的主要區(qū)別在于液控順序閥閥芯的下部有一個(gè)控制油口K。當(dāng)與油口K相通的外來(lái)控制油壓超出閥芯上部彈簧的調(diào)定壓力時(shí)，閥芯上移，油口P1和P2相通，液控順序閥的泄油口L接回油箱。..可編輯版可編輯版.可編輯版任務(wù)實(shí)施：控制回路的初步設(shè)計(jì)工作原理： 閥1和閥2是由順序閥與單向閥構(gòu)成的組合閥，稱(chēng)為單向順序閥。扳動(dòng)二位四通換向閥，使其左位接入系統(tǒng)，壓力油只能進(jìn)入夾緊缸的左腔，回油經(jīng)閥2中的單向閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)夾緊動(dòng)作。活塞右行到達(dá)終點(diǎn)后，系統(tǒng)壓力升高，打開(kāi)閥1中的順序閥，壓力油進(jìn)入切削缸左腔，回油經(jīng)換向閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)切削動(dòng)作。切削完畢后松開(kāi)手柄，扳動(dòng)換向閥換向，使回路處于圖示狀態(tài)，壓力油先進(jìn)入切削缸右腔，回油經(jīng)閥1中的單向閥及手動(dòng)換向閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)退刀動(dòng)作。活塞左行到達(dá)終點(diǎn)后，油壓升高，打開(kāi)閥2中的順序閥，壓力油進(jìn)入切削缸右腔，回油經(jīng)換向閥回油箱，實(shí)現(xiàn)松開(kāi)動(dòng)作，至此完成一個(gè)工作循環(huán)。該回路的可靠性在很大程度上取決于順序閥的性能和壓力調(diào)定值。為了保證嚴(yán)格的動(dòng)作順序，應(yīng)使順序閥的調(diào)定壓力大于（8～10）×105Pa。否則順序閥可能在壓力波動(dòng)下先行打開(kāi)，影響工作的可靠性。此回路運(yùn)用于液壓缸數(shù)目不多，阻力變化不大的場(chǎng)合。..可編輯版可編輯版.可編輯版切割裝置控制回路圖二、控制回路鎖緊控制的完善工作原理：初步設(shè)計(jì)出的回路，雖然能滿足切割裝置的動(dòng)作要求，但不能實(shí)現(xiàn)夾緊缸的鎖緊保護(hù)，為此我們對(duì)初步設(shè)計(jì)出的回路進(jìn)行完善，從而設(shè)計(jì)出如圖所示的完善后切割裝置的控制回路。其改進(jìn)之處是在夾緊缸的夾緊供油回路中增加一個(gè)液控單向閥，當(dāng)遇到特殊情況，液壓泵不供油時(shí)，液控單向閥不工作，使夾緊缸左腔的液壓油不能通過(guò)液控單向閥流回油箱，而把工件牢牢夾緊在工位上，即液控單向閥對(duì)夾緊缸進(jìn)行鎖緊。..可編輯版可編輯版.可編輯版完善后的切割裝置控制回路知識(shí)鏈接：行程控制順序動(dòng)作回路1.用電氣行程開(kāi)關(guān)控制的順序動(dòng)作回路動(dòng)作順序?yàn)椋?為液壓缸d的活塞向右運(yùn)動(dòng)；2為液壓缸e的活塞向右運(yùn)動(dòng)；3為液壓缸d的活塞向左運(yùn)動(dòng)；4為液壓缸e的活塞向左運(yùn)動(dòng)。操作時(shí)，首先按啟動(dòng)按鈕，電磁鐵YA1通電，壓力油流入液壓缸d的左腔，活塞按箭頭1的方向移動(dòng)，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)b，電磁鐵YA2通電，壓力油進(jìn)入e的左腔，活塞按箭頭2的方向移動(dòng)，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)c，使電磁鐵YA1斷電，壓力油進(jìn)入d的右腔，活塞按箭頭3的方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)行程終點(diǎn)，壓下行程開(kāi)關(guān)a，使YA2斷電，壓力油進(jìn)入液壓缸e的右腔，活塞按箭頭4的方向移動(dòng)，回至原位，循環(huán)結(jié)束。該回路動(dòng)作的先后順序由電氣線路來(lái)保證，其優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速。..可編輯版可編輯版.可