1、气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社项目六项目六 液压系统基本回路液压系统基本回路任务任务2 设计与搭建折弯机液压控制回路设计与搭建折弯机液压控制回路气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务目的】【任务目的】折弯机如图6-2-1所示，可用于制造U型工件。液压缸下行信号由一按钮控制，液压缸向下弯折工件。当工件成型后，使用另一按钮控制液压缸向上复位。液压缸的伸出和缩回不需要进行速度调节，液压缸在运行过程中可以实现悬停。系统工作压力为4MPa。根据上述任务描述，设计与搭建折弯机液压控制回路，并完成运行调试。（a）实物图）实物图 （b）工作示意图）工作示意图图
2、图6-2-1 折弯机折弯机1-液压缸液压缸 2-换向阀换向阀 3-工件工件向上液压缸复位向下折弯工件1312气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务目的】【任务目的】1.了解液压缸和方向控制阀基本知识。2.理解换向回路和锁紧回路。3.掌握折弯机液压回路的设计与调试方法。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务分析】【任务分析】任务要求液压缸实现直线往复运动，同时需要使用两个按钮控制液压缸的伸出与缩回，因此选用双作用液压缸作为执行元件。液压缸的伸出和缩回，需采用换向回路，液压缸在工作过程中可以悬停，设想通过锁紧回路来实现。气动与液压技术气动与液压技术高
3、等教育出版社高等教育出版社【知识链接】【知识链接】一、执行元件一、执行元件 执行元件可以直线往复或回转运动。常见的执行元件有液压缸和液压马达。本任务中涉及的执行元件为双作用单杆活塞式液压缸。1.液压缸液压缸 液压缸是将液体的压力能转换为机械能的能量转换装置，按结构形式不同可分为活塞式、柱塞式和摆动式三类。按工作方式不同可分为单作用式和双作用式两类。双作用液压缸又分为单杆和双杆。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社2.双作用单杆活塞式液压缸双作用单杆活塞式液压缸 双作用单杆活塞式液压缸如图双作用单杆活塞式液压缸如图6-2-2所示，无杆腔所示，无杆腔1进油，进油，有杆腔有杆腔2
4、腔回油，液压油推动活塞腔回油，液压油推动活塞2带动活塞杆带动活塞杆4伸出；反之，伸出；反之，有杆腔进油，无杆腔回油，活塞杆缩回。由于液压缸左油腔活有杆腔进油，无杆腔回油，活塞杆缩回。由于液压缸左油腔活塞面积大，右油腔活塞面积小。在供油压力和流量不变的情况塞面积大，右油腔活塞面积小。在供油压力和流量不变的情况下，活塞往复运动时两个方向的作用力不同，活塞往复速度也下，活塞往复运动时两个方向的作用力不同，活塞往复速度也不同。不同。（a）实物图）实物图 （b）工作原理图）工作原理图 （c）图形符号）图形符号图图6-2-2 双作用单杆活塞式液压缸双作用单杆活塞式液压缸1-1-无杆腔无杆腔 2-活塞活塞
5、3-有杆腔有杆腔 4-活塞杆活塞杆气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社二、方向控制元件二、方向控制元件 液压系统的控制元件包括方向控制阀、流量控制阀和压力液压系统的控制元件包括方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀，本任务涉及的控制元件为方向控制阀。控制阀，本任务涉及的控制元件为方向控制阀。方向控制阀在液压回路中用来转换液流的方向或限定液流方向控制阀在液压回路中用来转换液流的方向或限定液流向某一方向流动。方向控制阀可以分为换向阀和单向阀。向某一方向流动。方向控制阀可以分为换向阀和单向阀。1.1.换向阀换向阀 换向阀是利用阀芯和阀体间相对运动来实现油路的通、断换向阀是利用阀芯和阀
6、体间相对运动来实现油路的通、断或方向的改变。常用的换向阀为滑阀和转阀，在液压系统中应或方向的改变。常用的换向阀为滑阀和转阀，在液压系统中应用最广泛的是滑阀式换向阀。滑阀按控制方式可以分为手动控用最广泛的是滑阀式换向阀。滑阀按控制方式可以分为手动控制、电磁控制、机动控制、电液控制和气动控制等。按阀体主制、电磁控制、机动控制、电液控制和气动控制等。按阀体主油路的数量可分为二通、三通、四通、五通等。如图油路的数量可分为二通、三通、四通、五通等。如图6-2-36-2-3所示，所示，为两位四通电磁换向阀。为两位四通电磁换向阀。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社（1）结构和工作原理
7、滑阀式的换向阀的结构如图6-2-3（c）所示，一般由控制口推杆1、阀芯2、阀体3和弹簧构成。以两位四通电磁换向阀为例，当电磁阀不得电时，阀芯在弹簧的作用下处于初始位置，S口导通，AT口回油；当电磁阀得电时，阀芯由控制口推杆推动向右移动，PA口导通，BT口回油。（c）工作原理图）工作原理图图图6-2-3 换向阀换向阀1-控制口推杆控制口推杆 2-阀芯阀芯 3-阀体阀体 4-弹簧弹簧（a）实物图）实物图（b）图形符号）图形符号气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社（2 2）图形符号含义）图形符号含义常用的常用的“两位两位”换向阀种类及符号表示如表换向阀种类及符号表示如表6-2-1
8、6-2-1所示。所示。表表6-2-1 6-2-1 常用常用“两位两位”换向阀种类及符号含换向阀种类及符号含义义气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社（3 3）中位机能）中位机能 三位换向阀的阀芯处在中间位置时，各通口间有不同的三位换向阀的阀芯处在中间位置时，各通口间有不同的连接方式，可以实现不同的控制要求。这样一种连接方式称连接方式，可以实现不同的控制要求。这样一种连接方式称为换向阀的中位机能。常用的中位机能有为换向阀的中位机能。常用的中位机能有O O、H H、Y Y、M M、P P五种，五种，三位四通换向阀常见的中位机能、型号、符号及特点见表三位四通换向阀常见的中位机能、型
9、号、符号及特点见表6-6-2-22-2。表表6-2-26-2-2换向阀的中位机能及应用换向阀的中位机能及应用气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社表表6-2-26-2-2换向阀的中位机能及应用换向阀的中位机能及应用气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社表表6-2-26-2-2换向阀的中位机能及应用换向阀的中位机能及应用气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社2.2.液控单向阀液控单向阀 单向阀在液压系统中的作用是只允许油液沿一个方向流动，另一个方向的油液被截止。单向阀在液压系统中的作用是只允许油液沿一个方向流动，另一个方向的油液被截止。它分为
10、普通单向阀和液控单向阀。它分为普通单向阀和液控单向阀。（1 1）结构和工作原理）结构和工作原理 液控单项阀是在单向阀的结构上增加一个液控装置，使油液单向流通，反向受控导通。液控单项阀是在单向阀的结构上增加一个液控装置，使油液单向流通，反向受控导通。其结构及工作原理见图其结构及工作原理见图6-2-4（b）所示。它由控）所示。它由控制活塞制活塞1、顶杆、顶杆2、阀芯、阀芯3和弹簧和弹簧4组成，当油组成，当油液从液从A口进入时，油压顶开阀芯，口进入时，油压顶开阀芯，AB导通；当油液从导通；当油液从B口进入时，油压顶住阀芯，油路截止；口进入时，油压顶住阀芯，油路截止；当控制口当控制口X进油时，控制活塞
11、向右移动带动顶杆顶开阀芯，油液正反向都导通。进油时，控制活塞向右移动带动顶杆顶开阀芯，油液正反向都导通。（a）实物图）实物图 （b）工作原理图）工作原理图 （c）图形符号）图形符号图图6-2-4 液控单向阀液控单向阀1-1-控制活塞控制活塞 2-顶杆顶杆 3-阀芯阀芯 4-弹簧弹簧气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社（2 2）应用）应用 如图如图6-2-56-2-5所示为采用液控单向所示为采用液控单向阀的锁紧回路，在液压缸的一侧油路阀的锁紧回路，在液压缸的一侧油路上串接一个液控单向阀，就可以将液上串接一个液控单向阀，就可以将液压缸较长时间保持（锁定）在任意位压缸较长时间保持
12、（锁定）在任意位置，并可以防止由于换向阀的滑阀间置，并可以防止由于换向阀的滑阀间隙的泄露而引起带有负载的活塞杆下隙的泄露而引起带有负载的活塞杆下落。为了保证锁紧迅速、准确，换向落。为了保证锁紧迅速、准确，换向阀应采用阀应采用H和和Y型中位机能。型中位机能。图图6-2-5 液控单向阀锁紧回路液控单向阀锁紧回路气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务实施】【任务实施】一、元件清单一、元件清单表6-2-2“折弯机液压控制回路”所需元件清单气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社二、液压回路仿真设计二、液压回路仿真设计1打开仿真软件FluidSIM-H，新建一个制
13、图区并保存，名称为“折弯机液压控制回路”。如图6-1-6所示。2在窗口左边的元件库中将涉及的液压元件直接拖到制图区，完成液压元件的选择。如图6-2-7所示。图图6-2-7元件选择并合理布局元件选择并合理布局气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社3连接各液压元件，形成液压回路图。如图6-2-8所示。4.回路仿真，观察现象；按下工具栏中的仿真启动按钮，完成所设计回路的仿真，观察执行元件动作过程是否满足任务要求。如图6-2-9所示。图图6-2 2-8回路连接回路连接图图6-2 2-9 9回路仿真回路仿真气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社3连接各液压元件，形成液
14、压回路图。连接各液压元件，形成液压回路图。如图如图6-1-86-1-8所示。所示。4.双击液压源，调整溢流阀工作压力为双击液压源，调整溢流阀工作压力为5MPa并确定，如并确定，如图图6-1-9所示所示。图图6-1-8回路连接回路连接图图6-1-9系统压力设定系统压力设定气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社5.回路仿真，观察现象。回路仿真，观察现象。单击仿真开始按钮，观察压力单击仿真开始按钮，观察压力表读数，如图表读数，如图6-1-10所示。所示。图图6-1-10回路仿真回路仿真气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社三、实验操作三、实验操作1.元件选择与固定
15、元件选择与固定 根据元件清单，在实验台抽屉中找出相应的液压元件，固根据元件清单，在实验台抽屉中找出相应的液压元件，固定在操作平台上，安装时需检查液控单向阀和换向阀密封圈是定在操作平台上，安装时需检查液控单向阀和换向阀密封圈是否完好，如不完好需及时更换，如图否完好，如不完好需及时更换，如图6-2-10所示。所示。图图6-2 2-10 0 元件的选择与固定元件的选择与固定气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社2.2.回路连接与检查回路连接与检查 根据正确的液压、电气仿真回路图，连接相应的元件，形成液压回路和电气控制回路，并进行检查，如图6-2-11所示。6-2-116-2-11回
16、路连接与检查回路连接与检查气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社3 3操作运行操作运行（1）设定系统压力 按照任务1中系统压力的设定步骤，完成系统压力的设定，系统工作压力要求4MPa。（2）回路运行 打开泵站电源，运行回路，观察运行现象，对遇到的问题进行分析和解决，如图6-2-12所示。图图6-2-12 6-2-12 回路运行回路运行气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社4.4.工位的工位的5S5S 小组完成任务后，系统卸压，关闭泵站电源，拆下油管及小组完成任务后，系统卸压，关闭泵站电源，拆下油管及元件，并整理后放回原处。如图元件，并整理后放回原处。如图6-
17、2-13所示。所示。图图6-2-13 6-2-13 工位的工位的5S5S气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务评价任务评价】评价项目评价项目评分标准评分标准学生自评学生自评教师评价教师评价操作过程安全性操作过程安全性操作规范，无人身和设备安全隐患操作规范，无人身和设备安全隐患 职业素养职业素养工位整洁，元件、工具摆放合理工位整洁，元件、工具摆放合理 实验操作能力实验操作能力元件选择、固定正确元件选择、固定正确 管路连接正确管路连接正确 实验现象实验现象实验现象正确实验现象正确 工作原理表述工作原理表述原理表述准确合理原理表述准确合理 气动与液压技术气动与液压技术高等教育
18、出版社高等教育出版社【拓展延伸拓展延伸】一、双作用双杆活塞缸一、双作用双杆活塞缸如图6-2-15所示为双作用单杆活塞式液压缸，由于液压缸左油腔和右油腔活塞面积相同，因此在供油压力和流量不变的情况下，活塞往复运动时两个方向的作用力相同，活塞往复速度也相同。（a a）实物图）实物图 （b b）工作原理图）工作原理图 （c c）图形符号）图形符号图图 6-2-15 双作用单杆活塞式液压缸双作用单杆活塞式液压缸气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社 二、差动连接二、差动连接 如图如图6-2-16所示，将有杆腔的回所示，将有杆腔的回油通过管路连接，流进无杆腔，从而油通过管路连接，流进无杆腔，从而加快活塞杆的伸出速度。单杆双作用加快活塞杆的伸出速度。单杆双作用液压缸两腔都通入液压油的这种油路液压缸两腔都通入液压油的这种油路连接方式称为差动连接。在用定量泵连接方式称为差动连接。在用定量泵供油的液压回路中，为了实现工作部供油的液压回路中，为了实现工作部件空载时的高速进给，常采用差动连件空载时的高速进给，常采用差动连接实现高速进给运动。接实现高速进给运动。图图6-2-16 差动连接差动连接
