1 溢流閥在液壓系統(tǒng)中有何作用？ 2 直動式溢流閥與先導(dǎo)式溢流閥的區(qū)別是什么？ 3 減壓閥在液壓系統(tǒng)中有什么作用？ 4 利用壓力繼電器設(shè)計一夾緊裝置的液壓回路圖，夾緊力一定，但小于系統(tǒng)壓力。 5 順序閥、溢流閥、減壓閥在結(jié)構(gòu)及工作原理上有什么區(qū)別？ 6 參考圖4－2－7的動作回路，用行程閥設(shè)計出切割裝置的控制回路。 * 任務(wù)5 認知半自動車床夾緊回路 一、半自動車床夾緊回路設(shè)計 二、切割裝置回路設(shè)計 教學(xué)目標 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.熟悉簡單的壓力控制回路 一、半自動車床夾緊回路設(shè)計 半自動車床夾緊裝置數(shù)控車床在加工工件時，工件的夾緊是由夾緊裝置——液壓卡盤來完成的。當(dāng)液壓缸右腔輸入壓力油后，活塞向箭頭所示方向運動，并通過搖臂使卡爪向中心運動，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)計半自動車床液壓卡盤的液壓控制回路。數(shù)控車床在進行切削時，液壓卡盤起卡緊工件的作用，由于被加工的材質(zhì)、類型不同（如薄壁工件），這就要求液壓卡盤的夾緊力一方面能保證工件在切削過程中不松動，同時又要防止夾緊力過大造成工件被夾變形，這就要求液壓卡盤的夾緊力是可控制的。

可以通過控制進入液壓卡盤液壓缸的液壓油的壓力來控制夾緊力的大小。在液壓系統(tǒng)中，可以選用壓力控制閥來達到上述壓力控制要求。 一、壓力控制閥 在液壓系統(tǒng)中，控制工作液體壓力的閥稱壓力控制閥，簡稱壓力閥。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行工作。。本任務(wù)只用到溢流閥和減壓閥。 1.溢流閥 溢流閥 a）實物圖 b）職能符號 c）工作原理 一、壓力控制閥 (1）直動式溢流閥 直動式溢流閥 a）閥芯閉合 b）閥芯彈開 直動式溢流閥能夠使作用在閥芯上的進油壓力直接與彈簧力相平衡。P是進油口，T是回油口，當(dāng)進油壓力較小時，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，如圖a所示。當(dāng)進口壓力升高，在閥芯左端產(chǎn)生的作用力超過彈簧力時，閥芯右移；閥口被打開，將多余的油排回油箱，如圖b所示，保持進口壓力近于恒定。通過調(diào)整彈簧上的調(diào)整螺母可以改變彈簧力，也就調(diào)整了溢流閥的進口壓力值。直動式溢流閥的滑動阻力大（彈簧較硬），特別是當(dāng)流量較大時，閥的開口大，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。

當(dāng)進油壓力增大到使先導(dǎo)閥打開時，液流通過主閥芯上的阻尼孔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所受到的上下兩個方向的液壓力不相等，主閥芯在壓差的作用下上移，打開閥口，實現(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。 一、壓力控制閥 （2）先導(dǎo)式溢流閥 先導(dǎo)式溢流閥 a）實物圖 b）職能符號 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 一、壓力控制閥 （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)流閥進行調(diào)速時，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。 2）限壓保護。在液壓系統(tǒng)中用變量泵進行調(diào)速時，變量泵的壓力隨負載變化，這時需防止過載，即設(shè)置安全閥（溢流閥用做安全閥）。在正常工作時，此閥處于常閉狀態(tài)，過載時打開閥口溢流，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）遠程調(diào)壓。將先導(dǎo)式溢流閥的外控口接上遠程調(diào)壓閥，便能實現(xiàn)遠程調(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)行元件的運動平穩(wěn)性。背壓大小可通過調(diào)節(jié)溢流閥的調(diào)定壓力來獲得。 一、壓力控制閥 2．減壓閥 定壓減壓閥 a）實物圖 b）職能符號 c）結(jié)構(gòu)圖 1－主閥芯 2－阻尼孔 3－先導(dǎo)閥閥芯 P1口是進油口，P2口是出油口。閥不工作時，主閥芯在彈簧作用下處于最下端位置，閥的進、出油口是相通的，即閥是常開的。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，主閥芯上移，關(guān)小閥口，這時主閥處于工作狀態(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，則可以認為出口壓力基本上維持在某一定值——調(diào)定值上。這時如果出口壓力減小，主閥芯就下移，開大閥口，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。 二、壓力控制回路 1.調(diào)壓回路 單級調(diào)壓回路 遠程調(diào)壓回路 三級調(diào)壓回路 （1）單級調(diào)壓回路 系統(tǒng)由液壓泵供油，采用節(jié)流閥以調(diào)節(jié)進入液壓缸的流量，使活塞獲得需要的運動速度。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，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）遠程調(diào)壓回路 先導(dǎo)式溢流閥的遙控口接遠程調(diào)壓閥進油口，遠程調(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)的工作壓力由遠程調(diào)壓閥來調(diào)整。 （3）多級調(diào)壓回路 電磁換向閥和溢流閥有機的組合，可以組成多級調(diào)壓回路。多級調(diào)壓是指液壓回路能實現(xiàn)二級及以上不同級別壓力的液壓調(diào)壓回路。上圖為三個溢流閥控制的三級調(diào)壓回路。在圖示位置時，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，系統(tǒng)壓力由溢流閥2控制；電磁鐵YA2通電時，系統(tǒng)壓力由溢流閥3控制。三個溢流閥中2和3 控制的壓力都要低于1控制的壓力。 點擊相應(yīng)圖片觀看動畫演示 二、壓力控制回路 1.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，可以采用減壓回路，如機床液壓系統(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。上圖所示是最簡單的減壓回路，回路中的溢流閥用來穩(wěn)定整個液壓系統(tǒng)的工作壓力，而減壓閥則用來調(diào)定液壓系統(tǒng)支路的工作壓力。

減壓回路 一、執(zhí)行元件和主控閥的確定 執(zhí)行元件和主控閥的確定 根據(jù)半自動車床的工作要求，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。主回路見下圖。 二、壓力控制回路的設(shè)計 三、回路分析 正常夾緊時：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，來自油泵的壓力油經(jīng)減壓閥調(diào)壓后，再經(jīng)單向閥3通過二位四通電磁換向閥7進入液壓缸8右腔，活塞9向左移動，工作夾緊，左腔的油經(jīng)二位四通電磁換向閥7流回油箱。 夾薄壁類特殊工件時：YA1通電，二位四通電磁換向閥5處于右位工作位置，同時YA2通電，二位二通電磁換向閥4導(dǎo)通，這時，來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入液壓缸８的右腔，活塞9向左移動，完成夾緊動作，左腔的油經(jīng)二位四通電磁換向閥7流回油箱。 注事：上述液壓卡盤液壓回路中，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。 液壓卡盤液壓回路 常見的其他壓力控制回路 一、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，系統(tǒng)油液在供油壓力p1的作用下進入增壓缸的大活塞腔，此時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，增壓缸返回，輔助油箱中的油液經(jīng)單向閥補入小活塞腔。

因此，該回路只能間歇增壓，所以稱為單作用增壓回路。 單作用增壓回路 常見的其他壓力控制回路 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，此時單向閥2、3被關(guān)閉。當(dāng)增壓缸活塞移到右端時，換向閥得電換向，增壓缸活塞向左移動。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)運動，兩端便交替輸出高壓油，從而實現(xiàn)了連續(xù)增壓。 雙作用增壓回路 常見的其他壓力控制回路 二、卸荷回路在液壓系統(tǒng)中，有時執(zhí)行元件短時間停止工作，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間內(nèi)保持一定的力，而運動速度極慢，甚至停止運動，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，這時就需要對液壓泵進行卸荷，相應(yīng)的回路稱為卸荷回路。如圖所示為M形中位機能卸荷回路，當(dāng)換向閥處于中位時，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轉(zhuǎn)，減少了功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱可調(diào)式減壓閥組，延長泵和電動機的壽命。 M形中位機能卸荷回路 教學(xué)目標 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 二、切割裝置回路設(shè)計 切割裝置工作示意圖切割裝置是用來對工件進行分割、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→夾緊缸松開取出工件。本任務(wù)要求設(shè)計符合該要求的液壓控制回路。 在切割裝置的工作過程中，為了避免工件在未夾緊狀態(tài)下對其進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），切削缸才能帶動刀具對工件進行切削，同時在切削完成前，夾緊缸始終要將工件夾緊。夾緊缸和切削缸這兩個執(zhí)行元件是按照一定的順序完成伸出和縮回動作的，本任務(wù)中切削缸必須在夾緊缸夾緊時才能進行切削。本任務(wù)有兩個執(zhí)行元件——切削缸和夾緊缸。我們把執(zhí)行元件可以依據(jù)壓力大小進行順序動作的液壓控制回路稱為壓力控制順序動作回路，其中，順序閥是核心元件。 順序閥 一、直控順序閥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控制油口K。當(dāng)與油口K相通的外來控制油壓超出閥芯上部彈簧的調(diào)定壓力時，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。 順序閥是把壓力作為控制信號，自動接通或切斷某一油路，控制執(zhí)行元件做順序動作的壓力閥。根據(jù)控制油路的不同，可分為直控順序閥（簡稱順序閥）和液控順序閥（遠控順序閥、外控順序閥）。 液控順序閥 a）實物圖 b）結(jié)構(gòu)圖 c）圖形符號 d）作為卸荷閥時的圖形符號 直動式順序閥 a) 結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號 b) a) 二、液控控順序閥 ， 一、控制回路的初步設(shè)計 切割裝置控制回路圖 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，稱為單向順序閥。

扳動二位四通換向閥，使其左位接入系統(tǒng)，壓力油只能進入夾緊缸的左腔，回油經(jīng)閥2中的單向閥流回油箱，實現(xiàn)夾緊動作?；钊倚械竭_終點后，系統(tǒng)壓力升高，打開閥1中的順序閥，壓力油進入切削缸左腔，回油經(jīng)換向閥流回油箱，實現(xiàn)切削動作。切削完畢后松開手柄，扳動換向閥換向，使回路處于圖示狀態(tài)，壓力油先進入切削缸右腔，回油經(jīng)閥1中的單向閥及手動換向閥流回油箱，實現(xiàn)退刀動作?；钊笮械竭_終點后，油壓升高，打開閥2中的順序閥，壓力油進入切削缸右腔，回油經(jīng)換向閥回油箱，實現(xiàn)松開動作，至此完成一個工作循環(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。為了保證嚴格的動作順序，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下先行打開，影響工作的可靠性。此回路運用于液壓缸數(shù)目不多，阻力變化不大的場合。 ， 二、控制回路鎖緊控制的完善 完善后的切割裝置控制回路 工作原理：初步設(shè)計出的回路，雖然能滿足切割裝置的動作要求，但不能實現(xiàn)夾緊缸的鎖緊保護，為此我們對初步設(shè)計出的回路進行完善，從而設(shè)計出如圖所示的完善后切割裝置的控制回路。其改進之處是在夾緊缸的夾緊供油回路中增加一個液控單向閥，當(dāng)遇到特殊情況，液壓泵不供油時，液控單向閥不工作，使夾緊缸左腔的液壓油不能通過液控單向閥流回油箱，而把工件牢牢夾緊在工位上，即液控單向閥對夾緊缸進行鎖緊。

一、行程控制順序動作回路 1. 用電氣行程開關(guān)控制的順序動作回路動作順序為：1為液壓缸d的活塞向右運動；2為液壓缸e的活塞向右運動；3為液壓缸d的活塞向左運動；4為液壓缸e的活塞向左運動。操作時，首先按啟動按鈕，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，到達終點時，觸動行程開關(guān)b，電磁鐵YA2通電，壓力油進入e的左腔，活塞按箭頭2的方向移動，到達終點時，觸動行程開關(guān)c，使電磁鐵YA1斷電，壓力油進入d的右腔，活塞按箭頭3的方向運動可調(diào)式減壓閥組，到達行程終點，壓下行程開關(guān)a，使YA2斷電，壓力油進入液壓缸e的右腔，活塞按箭頭4的方向移動，回至原位，循環(huán)結(jié)束。該回路動作的先后順序由電氣線路來保證，其優(yōu)點是動作迅速。 用電氣行程開關(guān)控制的順序動作回路 一、行程控制順序動作回路 2. 用行程閥控制的順序動作回路動作順序為：動作開始時，扳動換向閥，使其右位接入系統(tǒng)，水平液壓缸活塞向右移動（動作1），到達終點時撞塊將二位四通電磁閥壓下，垂直液壓缸活塞向下運動（動作2），當(dāng)手動換向閥換向以后，水平液壓缸向左退回（動作3），當(dāng)撞塊離開行程閥的滾輪時，行程閥復(fù)位（圖示位置），垂直液壓缸活塞上升（動作4），實現(xiàn)了按l→2→3→4的順序動作。

調(diào)節(jié)撞塊的位置，就可以控制動作2繼動作1之后開始的時間。用行程閥控制的順序動作回路工作比較可靠，但行程閥只能安裝在工作臺附近，有一定的局限性，另外，改變動作順序也比較困難。 用行程閥控制的順序動作回路 二、壓力繼電器壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的電液控制元件，當(dāng)油液壓力達到壓力繼電器的調(diào)定壓力時，即發(fā)出電信號，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動作，使油路卸壓、換向，使執(zhí)行元件實現(xiàn)順序動作，或者關(guān)閉電動機使系統(tǒng)停止工作，起安全保護作用。下圖為常用柱塞式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖和職能符號，當(dāng)從壓力繼電器下端進油口通入的油液壓力達到調(diào)定壓力值時，推動柱塞上移，此位移通過杠桿放大后推動開關(guān)動作。改變彈簧的壓縮量即可以調(diào)節(jié)壓力繼電器的動作壓力。壓力繼電器必須放在壓力有明顯變化的回路上才能輸出電信號。 壓力繼電器 a）結(jié)構(gòu)圖 b）職能符號 c）實物圖 *

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