第七章機(jī)電控制工程中執(zhí)行部件的設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-16 16:49本頁(yè)面
【正文】 壓系統(tǒng)中的工作介質(zhì)為液壓油或水基液體，它們存在于上述4種元件之中，起傳遞動(dòng)力和能量的作用。 上述各種元件之間的關(guān)系如圖85所示 圖85 液壓系統(tǒng)組成框圖液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)理論上液壓系統(tǒng)可以用來實(shí)現(xiàn)與負(fù)載無關(guān)的任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)液體壓力、流量和運(yùn)動(dòng)方向的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出力、速度和運(yùn)動(dòng)方向的控制。因此，液壓系統(tǒng)在控制上獲得了廣泛應(yīng)用。液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)（1）液壓傳動(dòng)可在運(yùn)行過程中方便地實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1000：1。液壓傳動(dòng)裝置可在極低的速度下輸出很大的力。例如，當(dāng)液壓成達(dá)轉(zhuǎn)速達(dá)1r/min時(shí)仍具有良好的特性一，這是電氣傳動(dòng)不能實(shí)現(xiàn)的，如果采用機(jī)械傳動(dòng)裝置減速，其減速器結(jié)構(gòu)往往十分復(fù)雜。（2）在輸出相同功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。由于液壓系統(tǒng)中的壓力比電樞磁場(chǎng)中單位面積上的磁力大30~40倍，液壓傳動(dòng)裝置的體積和質(zhì)量只占機(jī)同功率電動(dòng)機(jī)的12%左右。因此，液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)及頻繁換向，每分鐘的換向次數(shù)可達(dá)500次（左右擺動(dòng)）或1000次（往復(fù)移動(dòng)）。（3）液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別是采用電液和氣液傳動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)控制。（4）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。當(dāng)液壓系統(tǒng)超負(fù)荷（或系統(tǒng)承受液壓沖擊）時(shí)，液壓油可以經(jīng)溢流閥排回油箱，使系統(tǒng)得到過載保護(hù)。（5）易于設(shè)計(jì)、制造。液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也有很大靈活性。 液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)（1）不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。這是由于液壓介質(zhì)的可壓縮性和不可避免的泄漏等因素造成的。（2）系統(tǒng)工作時(shí)，對(duì)溫度的變化較為敏感。液壓介質(zhì)的黏性隨溫度變化而變化，從而使液壓系統(tǒng)不易保證在高溫和低溫下都具有良好的工作穩(wěn)定性。（3）在液壓傳動(dòng)中，能量需經(jīng)過兩次。且液壓能在傳遞過程中有流量和壓力損失，所以系統(tǒng)能量損失較大，傳輸效率較低。（4）元件投敵精度高、造價(jià)高，對(duì)其使用和維護(hù)提出了較高的要求。（5）出現(xiàn)故障時(shí)，比較難以查找和排除，對(duì)維修人員的技術(shù)水平要求較高。五、 氣動(dòng)系統(tǒng)的控制氣動(dòng)系統(tǒng)的組成基本的氣動(dòng)系統(tǒng)組成如圖86所示，它是由壓縮空氣的產(chǎn)生、輸送系統(tǒng)、壓縮空氣消耗系統(tǒng)等主要部分組成。（1）氣壓發(fā)生裝置：空氣壓縮機(jī)將大氣壓力的空氣壓縮并以較高的壓力輸繃帶氣動(dòng)系統(tǒng)，這樣就把將原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ埽浑娵隀C(jī)則給壓縮機(jī)提供機(jī)械能，它是把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能；儲(chǔ)氣罐用來儲(chǔ)存壓縮空氣，它的尺寸大小由壓縮機(jī)的容量來決定，儲(chǔ)氣罐的容積越大，壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間間隔就越長(zhǎng)。（2）控制元件是用來控制壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向，以保證執(zhí)行元件具有一定的輸出力和速度，并按設(shè)計(jì)的程序正常工作。常見的有壓力閥、流量閥，方向閥、安全閥和邏輯等，如讓望而卻步縮空氣從壓縮機(jī)進(jìn)入儲(chǔ)氣罐時(shí)必須有一單向閥，當(dāng)壓縮機(jī)關(guān)閉時(shí)，用于阻止壓縮空氣反方向流動(dòng)。方向控制閥則通過對(duì)氣缸兩個(gè)接口交替地加壓和排氣，來控制運(yùn)動(dòng)的方向。（3）執(zhí)行元件是將空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，如氣缸、氣動(dòng)馬達(dá)。（4）輔助元件是用于輔助保證氣動(dòng)系統(tǒng)正常工作的一些裝置。如主管道過濾器，主管過濾器用來清除管道內(nèi)灰塵、水分和油，同時(shí)過濾器必須具有油霧分離能力。另外，空氣干燥器、空氣過濾器、消聲器和油霧器也是必不可少的。 圖86 氣動(dòng)系統(tǒng)的基本組成圖氣動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺特點(diǎn)氣動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。（1）空氣作為工作介質(zhì)，取之不盡，用后排氣處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境。（2）工作環(huán)境適應(yīng)性好。即使在易燃、易爆、多塵埃、輻射、強(qiáng)磁、振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)也可安全可靠也工作。對(duì)于要求高凈化、無污染的場(chǎng)合，如食品加工、印刷、精密檢測(cè)等更具有獨(dú)特的適應(yīng)能力，優(yōu)于液壓、電氣控制系統(tǒng)。（3）由于空氣流動(dòng)損失小，空氣黏度小，%；流動(dòng)阻力小，%。便于介質(zhì)集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。（4）與液壓傳動(dòng)相比，氣動(dòng)傳動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，可在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需的壓力和速度。（5）氣動(dòng)系統(tǒng)壓力等級(jí)低，因此裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護(hù)方便，使用較為安全。氣動(dòng)元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工制造，使用壽命第，可靠性高，適于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。（6）維護(hù)簡(jiǎn)單，管道不易堵塞，不存在介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充和更換等問題。氣動(dòng)控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)。（1）由于空氣壓縮性大，氣缸的動(dòng)作速度易隨負(fù)載的變化而變化，穩(wěn)定性較差，給位置控制和速度控制精度帶來較大影響。（2）目前氣動(dòng)系統(tǒng)的壓力級(jí)（~）不高，總的輸出力不大。（3）空氣沒有潤(rùn)滑性，系統(tǒng)中必須采取措施進(jìn)行給油潤(rùn)滑。（4）噪聲大，尤其在超聲速排氣時(shí)，需要加裝消聲器。
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