1、了解和掌握液压与气压传动系统的分析方法；掌握液压系统图的阅读方法。具有各类液压与气压元件的分析与选用能力；会设计简单的液压与气压基本回路；具有阅读液压与气压传动系统的能力。液压与气压系统的分析方法；液压与气压系统图的阅读方法。某企业公开招聘工程师，要求是熟悉液压气动技术。经过第一轮笔试之后，有四位应聘者顺利进入第二轮面试，假如你就是其中的一位应聘者，如何分析图中的液压和气压系统？（a）起重机 （b）液压机 （c）机械手 （d）工件尺寸分选机液压和气压系统的应用液压与气压系统原理图是使用连线把液压和气压元件的图形符号连接起来的一张简图，用来描述液压与气压系统的组成及工作原理。因此，能够正确而快速
2、地阅读液压与气压系统原理图，无论对于液压与气压设备的设计、分析及研究，还是液压与气压元件的使用、维护及调整都是十分重要的。液压与气压系统的分析步骤如下 了解主机的功用、对液压系统的要求，以及液压系统应实现的运动和工作循环。分析各元件的功用与原理，弄清它们之间的相互连接关系。以执行元件为中心，将系统分解为若干子系统，根据执行元件的动作要求对每个子系统进行分析，搞清楚子系统由哪些基本回路组成。归纳总结整个系统的特点。理解并掌握汽车起重机系统的工作原理；掌握子系统的分析方法；了解汽车起重机系统的特点。一、汽车起重机概述汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室
3、分开设置。这种机械能以较快速度行走，机动性好，适应性强，自备动力不需要配备电源，能在野外作业，操作简便灵活，因此在交通运输、城建、消防、大型物料场、基建、急救等领域得到了广泛的使用。一、汽车起重机概述汽车起重机是用相配套的载重汽车为基本部分，在其上添加相应的起重功能部件，组成完整的汽车起重机，并且利用汽车自备的动力作为起重机的液压系统动力。起重机工作时，汽车的轮胎不受力，依靠四条液压支撑腿将整个汽车抬起来，并将起重机的各个部分展开，进行起重作业。作业循环通常是“起吊回转卸载返回”，有时还加入间断的短距离行驶运动。当需要转移起重作业现场时，需要将起重机的各个部分收回到汽车上，使汽车恢复到车辆运输
4、功能状态。一、汽车起重机概述Q2-8型汽车起重机是一种中小型起重机，最大起重重量是8 t，最大起重高度为11.5 m，起重装置连续回转。它主要由五部分构成，如图所示。Q2-8汽车起重机外形简图1载重汽车；2回转机构；3支腿；4吊臂变幅缸；5基本臂；6伸缩吊臂；7起升机构支腿装置：起重作业时使汽车轮胎离开地面，架起整车，不使载荷压在轮胎上，并可调节整车的水平度，一般为四腿结构。吊臂回转机构：使吊臂实现360任意回转，能够在任何位置锁定停止。吊臂伸缩机构：使吊臂在一定尺寸范围内可调，并能够定位，用以改变吊臂的工作长度。一般为3节或4节套筒伸缩结构。吊臂变幅机构：使吊臂在1580内任意角度可调，用以
5、改变吊臂的倾角。吊钩起降机构：使重物在起吊范围内任意升降，并在任意位置负重停止，起吊和下降速度在一定范围内无级可调。二、了解系统的任务和要求汽车起重机要完成的工作任务就是起吊和转运货物。因其动作简单，位置精度要求低，该系统的大部分作业机构采用手动操作方式完成。起吊重物时禁止落臂，必须落臂时应将重物放下重新升起作业；回转动作要平稳，不准突然停转，当吊重接近额定起重重量时，不得在吊离地面0.5 m以上的空中回转；汽车起重机不准吊重行驶；防止出现“拖腿”和“软腿”事故；防止出现“溜车”现象等。虽然汽车起重机的动作精度要求低，但对作业的安全性要求高，如：三、确定元件及功能初步分析汽车起重机的液压系统原
6、理图，明确液压系统的组成元件，分析各元件功能及用途，如图所示。Q2-8型汽车起重机的液压系统图1，2手动阀组；3安全阀；4双向液压锁；5，6，8平衡阀；7节流阀；9中心旋转接头；10截止阀；11过滤器；12压力表；A，B，C，D，E，F手动换向阀四、子系统分析汽车起重机原理图中共有七个执行元件，但制动缸和起升液压马达的作用相互关联，因此可以把这两个执行元件划分为一个子系统，故可划分为六个子系统。前支腿收放子系统分析前支腿收放子系统由液压缸、液控单向阀、三位四通手动换向阀组成。前支腿液压缸的动作由两个液控单向阀控制，两个液控单向阀形成双向液压锁，因此前支腿收放子系统的基本回路为锁紧回路。双向液压
7、锁对前支腿液压缸起到任意位置锁紧的作用，防止在起重作业时发生“软腿”现象或行车过程中腿自行滑落。支腿液压缸要实现的动作有支腿伸出、支腿缩回以及任意位置支撑三个动作。（1）支腿伸出在支腿伸出动作过程中，液控单向阀4a，4c直接打开，液控单向阀4b，4d在控制油压力作用下打开。如果要实现前支腿液压缸伸出，则需要手动操纵换向阀A，使其工作在左位，此时压力油经手动换向阀A，液控单向阀4a，4c进入前支腿液压缸的无杆腔；前支腿液压缸的有杆腔油液经液控单向阀4b，4d、手动换向阀A、手动换向阀B、旋转接头9、手动换向阀C，D，E，F、旋转接头9回到油箱。液控单向阀4a 泵手动换向阀A左位 前支腿液压缸的无
8、杆 液控单向阀4c 进油路线 液控单向阀4b 前支腿液压缸的有杆腔 手动换向阀A左位 液控单向阀4d 手动换向阀B中位旋转接头9手动换向阀C，D，E，F中位旋转接头9油箱回油路线（2）支腿缩回当手动操纵换向阀A置于右位时，液控单向阀4b，4d直接打开，液控单向阀4a，4c在控制油压力作用下打开。液压泵提供的压力油经换向阀A右位、液控单向阀4b，4d，进入前支腿液压缸的有杆腔。前支腿液压缸的无杆腔油液经液控单向阀4a，4c、手动换向阀A、手动换向阀B、旋转接头9、手动换向阀C，D，E，F、旋转接头9回到油箱。此时前支腿液压缸缩回。（3）支撑当手动换向阀A处于中位时，由于换向阀A的中位机能是M型，
9、液控单向阀关闭，使前支腿液压缸保持在某一位置不动作，起到支撑作用。液压泵经换向阀A，B中位、旋转接头9、手动换向阀C，D，E，F中位、旋转接头9直接回到油箱，液压泵卸荷。后支腿收放子系统分析后支腿收放子系统由后支腿液压缸、手动换向阀、液控单向阀组成。后支腿液压缸的动作过程也包括支腿伸出、支腿缩回及任意位置支撑三个动作。后支腿收放子系统分析方法与前支腿收放子系统分析方法类似。回转子系统分析回转子系统是实现起重机作业部分整体回转动作的子系统，由手动换向阀、液压马达等组成。液压马达通过涡轮蜗杆减速箱和一对内啮合的齿轮传动来驱动转盘回转。由于转盘转速较低，每分钟仅为13转，故液压马达的转速也不高，因此
10、没有必要设置液压马达制动回路。三位四通手动换向阀C用来控制转盘正、反转和锁定不动三种工况。泵手动换向阀A中位手动换向阀B中位旋转接头9手动换向阀C左（右）位回转液压马达进油路线回转液压马达手动换向阀C左（右）位手动换向阀D，E，F中位旋转接头9油箱回油路线回转子系统分析当手动换向阀C处于中位时，由于换向阀C的中位机能是M型的，液压马达两腔封闭，马达停止转动，此时液压泵输出的油经手动换向阀A，B中位、旋转接头9、手动换向阀C，D，E，F中位直接回到油箱，液压泵卸荷。伸缩子系统分析伸缩子系统的作用是使起重机的吊臂伸长或缩短。起重机的吊臂由基本臂和伸缩臂组成，伸缩臂套在基本臂中，用一个由三位四通手动
11、换向阀D控制的伸缩液压缸来驱动吊臂的伸出和缩回。该系统由手动换向阀、单向顺序阀、液压缸等组成，完成的动作是液压缸的伸出、缩回和停止。（1）吊臂伸出当手动操纵换向阀D置于右位时，压力油经手动换向阀A，B中位、旋转接头9、手动换向阀C中位、手动换向阀D右位、单向阀进入液压缸的无杆腔，伸缩液压缸伸出。泵手动换向阀A中位旋转接头9手动换向阀B，C中位手动换向阀D右位单向阀伸缩液压缸无杆腔进油路线液压缸有杆腔手动换向阀D右位手动换向阀E，F中位旋转接头9油箱回油路线（2）吊臂缩回当手动操纵换向阀D置于左位时，压力油经手动换向阀A，B中位、旋转接头9、手动换向阀C中位、手动换向阀D左位直接进入液压缸的有杆
12、腔，由于回油方向为单向阀截止方向，液压缸无杆腔无法经过单向阀，只能等顺序阀开启后经过顺序阀回油，而顺序阀的开启是由进油路的压力油控制的，只有当进油压力达到顺序阀的调定压力时，顺序阀才能打开，伸缩液压缸回油腔才能经顺序阀回油。（3）停止当手动操纵换向阀D置于中位时，伸缩液压缸两腔封闭，顺序阀的控制油压力低于顺序阀的调定压力，顺序阀关闭，因此伸缩缸停止动作，此时起重机起吊的重物能够被平衡在某一位置，不会由于重物的自重而自行下落，避免发生危险。变幅子系统分析变幅子系统的作用是使起重机的手臂抬高或落下，它是通过一个液压缸改变起重臂的角度来实现的。变幅液压缸是由三位四通手动换向阀E来控制的。该系统同样是
13、由手动换向阀、单向顺序阀、液压缸等组成。为防止在变幅作业时因自重而使吊臂下落，在油路中设有平衡回路。除了采用的液压缸不同外，此子系统与伸缩子系统的结构是完全相同的，因此工作原理也相同，故变幅子系统的分析过程在这就不作赘述。起升子系统分析起升机构用来实现物料的垂直升降，是任何起重机都不可缺少的工作部分，也是起重机最主要、最基本的机构，它由一个低速大转矩定量液压马达来带动卷扬机工作。液压马达的正反转由三位四通手动换向阀F控制。起重机起升速度的调节是通过改变汽车发动机的转速从而改变液压泵的输出流量和液压马达的输入流量来实现的。在液压马达回油路上设有平衡回路，以防止重物自由下落。此系统还设有单作用闸缸
14、组成的制动回路，当系统不工作时通过闸缸中的弹簧力实现对卷扬机的制动，防止起吊重物下滑；当吊车负重起吊时，利用制动器延时张开的特性，可以避免卷扬机起吊时发生溜车下滑现象。液压泵换向阀A中位换向阀B中位旋转接头9换向阀C，D，E中位换向阀F卷扬机马达进油腔进油路线卷扬机马达回油腔换向阀F旋转接头9油箱回油路线五、系统特点分析 采用了锁紧回路、平衡回路、换向回路、顺序动作回路、制动回路等基本回路，以满足系统的工作要求并保证系统的工作安全。采用液控单向阀组成的双液压锁形成的锁紧回路，保证支腿液压缸的可靠锁紧，防止出现“拖腿”和“软腿”事故，该锁紧方式简单、可靠，且有效时间长。在平衡回路中，采用由单向阀
15、和顺序阀组成的平衡阀，以防止在起升、吊臂伸缩和变幅作业过程中因重物自重而下落，该平衡阀工作可靠，但在一个方向上有背压，会造成一定的功率损失，且有效时间短。五、系统特点分析 在多缸卸荷回路中，采用三位换向阀的M型中位机能，使液压泵经三位换向阀的中位卸荷，以节约能源，该卸荷方式简单，节能效果好。在制动回路中，采用单向节流阀和单作用液压缸构成的制动器，能够实现上闸快、松闸慢的动作特点，确保起升动作的安全。如图所示的液压系统，可以实现“快进工进快退停止”的工作循环要求。（1）说出图中标有序号的液压元件的名称。（2）填写电磁铁动作顺序表。液压系统图 电磁铁 动作 1YA2YA3YA快进工进快退停止电磁铁
16、动作顺序表路德维希普朗特（Ludwig Prandtl，18751953年）普朗特是德国物理学家，近代力学奠基人之一。1901年，普朗特成为汉诺威技术学校的流体力学教授。19021907年曾经跟随弗雷德里克兰开斯特，与阿尔伯特贝茨和麦克斯芒克一起为研究真实机翼的升力问题寻找有用的数学工具。1904年完成了他最著名的一篇论文非常小摩擦下的流体流动。在这篇论文中，普朗特首次描述了边界层及其在减阻和流线型设计中的应用，描述了边界层分离，并提出失速概念。1922年与理查德冯米塞斯一起创建了GAMM（国际应用数学与力学学会），并在1922年至1933年期间担任主席。1929年和阿道夫布斯曼一起提出一种超
17、声速喷管的设计方法。直到今天，所有超声速风洞和火箭喷管的设计仍然采用普朗特的方法。理解并掌握液压机液压系统的工作原理；掌握子系统的分析方法；了解液压机液压系统的特点。一、液压机概述液压机是一种以液体为工作介质，用来传递能量以实现对金属、木材、塑料等进行压力加工的机械。液压机除用于锻压成形外，也可用于矫正、压装、打包、压块和压板等。液压机按结构形式的不同主要有四柱式液压机、单柱式液压机、卧式液压机、立式框架液压机等。液压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。如图所示。YA32-200型万能液压机1冲液筒；2上横梁；3上液压缸；4上滑块；5立柱；6下滑块；7下液压缸；8电气操纵箱；9动力机
18、构二、了解系统的功能和要求液压机动力机构在电气装置的控制下，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换、调节和输送，完成各种工艺动作的循环。本任务中的YA32-200型万能液压机的液压系统要完成的工作循环如下。主缸：快速下行慢速加压保压延时快速返回停止顶出缸：向上顶出向下推回停止液压机传动系统是以压力变换为主的系统，由于用在主传动，系统压力高，流量大，功率大，因此特别要注意提高原动机功率利用率，须防止泄压时产生冲击。三、确定元件及功能按照先分析动力元件和执行元件，再分析控制调节元件及辅助元件的原则，分析图中液压机液压系统的组成元件及其功能。YA32-200型万能液压机液压系统1，2液压泵；3，4，
19、5，18，20溢流阀；6，21电液换向阀；7，19压力计；8电磁换向阀；9，14液控单向阀；10背压阀；11卸荷阀；12压力继电器；13单向阀；15油箱；16主缸；19阻尼孔；22滑块；23挡铁四、系统分析主 缸（1）快速下行按下启动按钮，电磁铁1YA，5YA通电，低压控制油液使电液换向阀6切换至右位，并通过电磁换向阀8使液控单向阀9打开。泵1电液换向阀6（右位）单向阀13主缸16上腔进油路线主缸16下腔液控单向阀9电液换向阀6（右位）电液换向阀21中位油箱回油路线在该工作过程中，系统的液压油进入主缸16的上腔，因主缸滑块22在自重作用下迅速下降，而液压泵的流量较小，所以液压缸顶部油箱15内的
20、液压油经液控单向阀14进入主缸上腔补油。（2）慢速加压当主缸滑块22上的挡铁23压下行程开关2S时，电磁铁5YA断电，阀8处于常态，液控单向阀9关闭。泵1电液换向阀6（右位）单向阀13主缸16上腔进油路线主缸16下腔背压阀10电液换向阀6（右位）电液换向阀21中位油箱。回油路线在该工作过程中，液压油推动活塞使滑块慢速接近工件，当主缸活塞接触到工件后，阻力急剧增加，上腔油液压力进一步升高，变量泵1的排油量自动减下，主缸活塞的速度降低。（3）保压延时当主缸16上腔的压力达到预定值时，压力继电器12发出信号，使电磁铁1YA断电，阀6回复中位。泵1经电液换向阀6、电液换向阀21中位卸荷。用单向阀13实
21、现保压，保压时间可由时间继电器调定。（4）卸压回程保压时间结束后，时间继电器发出电信号，使电磁铁2YA通电。当电液换向阀6切换至左位后，主缸上腔还未卸压，压力很高，卸荷阀11呈开启状态，主泵1的油液经卸荷阀11中的阻尼孔回油。这时主泵1在较低压力下运转，此压力不足以打开液控单向阀14的主阀芯，但能打开液控单向阀14中锥阀上的卸荷阀芯，主缸上腔的高压油液经此卸荷阀芯开口而泄回油箱15，此时是卸压过程。泵1电液换向阀6（左位）卸荷阀11油箱进油路线主缸16上腔液控单向阀14油箱回油路线在该工作过程中，为了防止保压状态向快速返回状态转变过快在系统中引起压力冲击，并使上滑块动作不平稳，系统设置了卸荷阀
22、11。泵1电液换向阀6（左位）液控单向阀9主缸16下腔进油路线主缸16上腔液控单向阀14油箱回油路线卸压过程持续到上腔的压力降低，由主缸上腔液压油控制的卸荷阀11的阀芯开口量逐渐减小，使系统的压力升高并推开液控单向阀14中的主阀芯，主缸开始快速回程。（5）停止当主缸滑块22上的挡铁23压下行程开关1S时，电磁铁2YA断电，主缸活塞停止运动。此时，泵处于卸荷状态。泵1电液换向阀6（中位）电液换向阀21（中位）油箱顶 出 缸（1）向上顶出电磁铁3YA通电，顶出缸17的活塞上升。泵1电液换向阀6（中位）电液换向阀21（左位）顶出缸17下腔进油路线顶出缸17上腔电液换向阀21（左位）油箱回油路线（2）
23、向下推回电磁铁3YA断电，4YA通电，电液换向阀21换向，右位接入系统，顶出缸活塞下降。泵1电液换向阀6（中位）电液换向阀21（右位）顶出缸17上腔进油路线顶出缸17下腔电液换向阀21（右位）油箱回油路线浮 动 压 力作薄板拉伸压边时，要求顶出缸既保持一定压力，又能随着主缸滑块的下压而下降。这时，在主缸动作之前使3YA通电，顶出缸顶出后使3YA立即断电，顶出缸下腔的油液被阀21封住。当主缸滑块下压时，顶出缸活塞被迫随之下行，顶出缸下腔回油经节流阀19和溢流阀20流回油箱，从而建立起所需的压边力。溢流阀18的作用是当节流阀19阻塞时起安全保护作用。五、列写电磁铁动作顺序表液压缸动作与电磁铁状态的
24、关系液压缸动作电磁铁1Y2Y3Y4Y5Y主缸快速下行+-+慢速加压+-保压-卸压回程-+-停止-顶出缸向上顶出-+-向下推回-+-压边+-注：电磁铁通电、行程阀压下时，表中记“+”；反之，记“-”号。六、系统特点分析 系统采用高压大流量恒功率变量泵供油，既符合工艺要求，又节省能量。系统中上、下两缸的动作协调是由两个换向阀互锁来保证的。只有电液换向阀6处于中位，主缸不工作时，液压油才能进入电液换向阀21，使顶出缸运动。为了减少由保压转换成快速回程时的液压冲击，系统中采用了卸荷阀11和液控单向阀14组成卸压回路。为保证主缸快速下行，采用补液油箱自动补油措施。系统工作压力可达2030 MPa，主缸工
25、作速度不超过50 mm/s，快进速度不超过300 mm/s，适用广。如图所示的液压系统，按表规定的顺序接受电信号。试列表说明各液压阀和两液压缸的工作状态。液压系统图电磁铁动作 1YA2YA1-+2-3+-4+5+-6-电磁铁动作顺序表斯托克斯（George Gabriel stokes，18191903年）斯托克斯是英国数学家、物理学家。18371841年在彭布罗克学院学习，获得了史密斯奖学金（他是获得此奖学金的第一人）。1849年被聘任为剑桥大学的数学教授，同时获得剑桥大学卢卡斯数学教授席位。1852年获英国皇家学会Rumford奖。1854年被推选到英国皇家学会工作。18861890年是皇
26、家学会的主席，同时在1886年当选为维多利亚学院的院长。斯托克斯是继牛顿之后任卢卡斯数学教授席位、皇家学会书记、皇家学会会长这三项职务的第二个人。理解并掌握机械手气动系统的工作原理；掌握子系统的分析方法；了解机械手气动系统的特点。一、气动机械手概述机械手是指能模仿人手和手臂的某些动作，按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手通常有执行机构、驱动传动机装置、控制系统等组成，其中驱动机构在很大程度上决定了机械手的性价比。根据动力源的不同，机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动四类。气动机械手由于其具有结构简单、成本低廉、重量轻、动作迅速、平稳、安全、可靠、节能和不污染
27、环境等优点而被广泛应用在生产自动化的各个行业。一、气动机械手概述在显像管生产过程中，工序间采用传输带连接，工件在操作工位由机械手从传送带上取下显像管放到加工设备上，显像管转运机械手采用气动技术来驱动。图是机械手的结构简图。机械手结构简图1手臂旋转子系统；2手臂升降子系统；3手臂伸缩子系统；4真空吸盘子系统二、了解系统的任务和要求转运机械手气动系统需要完成真空吸盘的吸/放动作、两个升降缸的直线往复运动以及摆动缸的往复旋转动作。其动作流程为“机械手处于原位机械手下降机械手吸抓显像管机械手上升机械手转位机械手伸出机械手下降放显像管机械手复位准备下一次抓取”。本系统的控制阀均为电磁阀，缸体末端装有磁性
28、行程开关，用以检测各动作的到位情况。控制系统将根据动作时序表和行程开关状态来控制电磁阀的开关。根据上述显像管机械手要完成的工作任务，显像管转运机械手工作过程中，首先要求气动系统能够实现准确无误的顺序动作控制，以满足显像管转运动作循环的需要，同时还要求抓取和释放动作平稳，无冲击，以保证被抓取工件的安全。三、确定元件及功能在初步分析机械手气动系统原理图，如图所示，主要是粗略的浏览整个气动系统，明确气动系统的组成元件及功能。机械手气动系统原理图能 源 元 件1个气泵，给整个系统提供压力可变的气源。执 行 元 件3个气缸，其中，1个为双作用连体单杆直线气缸（连体升降机），1个为双作用单杆直线气缸（长臂
29、缸），1个为双作用摆动气缸（摆动缸），分别用于机械手的升降、伸缩及转动。控 制 调 节 元 件4个二位四通电磁换向阀（弹簧复位），分别用于操作连体升降缸、长臂缸及摆动缸气路的切换。2个二位三通电磁换向阀（弹簧复位），用于真空吸盘气路的切换。8个单向节流阀，用于调节气缸速度。1个节流阀，用于调节吸盘的吸气速度。1个真空开关，用于检测真空吸盘气路压力是否符合要求，并给出控制信号（检测工件是否吸住）。1个减压阀，调节系统工作压力。辅 助 元 件1个压力表，检测气路压力。1个空气组合元件，对空气起过滤、减压、除油雾的作用，可手动排水。1个液压缓冲器，可用于缓和缸体末端行程的冲击。1个真空发生器，用于提
30、供真空吸盘所需的真空压力。4个消声器，用于降低排气噪声。四、子系统分析机械手气动原理图中共有四个执行元件（连体升降缸包含两个缸体，但认为是一个元件），故可划分为四个子系统，整个系统由同一个气源供气，如图所示。机械手气动系统子系统划分气源；，连体气缸；，液控单向阀；，二位四通电磁换向阀；双作用单杆气缸；气动马达；真空吸盘；电磁开关；，二位三通电磁换向阀；节流阀；真空发生器手 臂 升 降 子 系 统 分 析手臂升降子系统由连体升降气缸、单向节流阀、电磁换向阀等元件组成。（1）缸B缩回系统工作时，先完成显像管抓取动作，首先缸B缩回，需要无杆腔排气，有杆腔进气。其工作条件是电磁换向阀1.5工作在右位，
31、此时电磁铁1YA通电。气源0.1电磁换向阀1.5右位单向节流阀1.4气缸1.2有杆腔进气气路气缸1.2有杆腔单向节流阀1.3电磁换向阀1.5右位大气排气回路（2）缸A、B伸出当系统抓取显像管完毕后，缸A，B都伸出，把显像管举起，等待被转运，其工作条件为真空吸盘真空压力达到要求，即真空开关4.2开启。电磁换向阀1.5左位单向节流阀1.3气缸1.2无杆腔气源0.1 电磁换向阀1.8左位单向节流阀1.6气缸1.1无杆腔进气气路气缸1.2有杆腔单向节流阀1.4电磁换向阀1.5左位 大气 气缸1.1有杆腔单向节流阀1.7电磁换向阀1.8左位 排气气路（3）缸A缩回当系统运转显像管到位后（其判断条件为长臂
32、缸伸出到位），缸A缩回，需要无杆腔排气，有杆腔进气。其工作条件为电磁换向阀1.8工作在右位，此时电磁铁2YA通电。气源0.1电磁换向阀1.8右位单向节流阀1.7气缸1.1有杆腔进气气路气缸1.1无杆腔单向节流阀1.6电磁换向阀1.8右位大气排气气路手 臂 伸 缩 子 系 统 分 析手臂伸缩子系统由单出杆气缸、单向节流阀及电磁换向阀等元件组成。（1）气缸伸出当系统完成抓取的动作，摆动缸右转到位后，长臂缸伸出。其工作条件为电磁换向阀2.3工作在右位，此时电磁铁3YA通电。气源0.1电磁换向阀2.3右位单向节流阀2.2气动马达2.1进气气路气动马达2.1单向节流阀2.4电磁换向阀2.3右位大气排气气
33、路（2）气缸缩回当系统放下显像管后，长臂缸缩回。气工作条件为电磁换向阀2.3工作在左位，此时电磁铁3YA断电。气源0.1电磁换向阀2.3左位单向节流阀2.4气缸2.1有杆腔进气气路气缸2.1无杆腔单向节流阀2.2电磁换向阀2.3左位大气排气气路手 臂 回 转 子 系 统 分 析手臂回转子系统由摆动气缸、单向节流阀及电磁换向阀等元件组成。（1）气缸向右摆动当系统抓取显像管，升降缸上升到最高位后，摆动缸向右摆动。其工作条件为电磁换向阀3.3工作在右位，此时电磁铁4YA通电。气源0.1电磁换向阀3.3右位单向节流阀3.2气缸3.1有杆腔进气气路摆动气缸3.1单向节流阀3.4电磁换向阀3.3右位大气排
34、气气路（2）气缸向左摆动当系统放下显像管后，摆动缸向左摆动。气工作条件为电磁换向阀3.3工作在左位，此时电磁铁4YA断电。气源0.1电磁换向阀3.3左位单向节流阀3.4摆动气缸3.1进气气路缸3.1无杆腔单向节流阀3.2电磁换向阀3.3左位大气排气气路真 空 吸 盘 子 系 统 分 析真空吸盘子系统由真空吸盘、真空开关、真空发生器、节流阀及电磁换向阀等元件组成。（1）真空吸盘抓取工件当机械手得到工件就位的信号，升降缸B下降就位后，真空吸盘吸气，可抓取工件。其工作条件为电磁换向阀4.3工作在右位，此时电磁铁5YA带电。真空吸盘4.1电磁换向阀4.3右位真空发生器4.6大气吸气气路（2）真空吸盘放
35、置工件当工件转运到位，升降缸A下降到位后，真空吸盘放气，可松开工件。其工作条件为电磁换向阀4.3工作在左位，此时电磁铁5YA不带电。气源0.1电磁换向阀4.5右位节流阀4.4电磁换向阀4.3右位真空吸盘4.1进气气路五、列写电磁铁动作顺序表此系统所有的控制阀均为电磁换向阀，由计算机控制系统根据动作时序和行程开关来控制其动作，电磁铁的状态与机械手动作的关系如表所示。电磁铁 动作1YA2YA3YA4YA5YA6YA原位-+-缸B缩回+-吸盘吸气+-+-缸A，B伸出-+-摆动缸右转-+-长臂缸伸出-+-缸A缩回-+-吸盘放气-+-+复位-+-电磁铁状态和机械手动作关系注：电磁铁通电时，表中记“+”；
36、反之，记“-”号。六、系统特点分析通过对显像管运转机械手气动系统工作原理的分析，对机械手气动系统的特点总结如下。采用真空吸盘作为抓取显像管的执行元件，能够保证显像管在抓取、夹持过程中不被损坏；真空压力由真空发生器提供，直接使用压缩空气，是系统结构简单；使用真空压力开关来检测显像管是否被抓住，可保证真空系统安全可靠的工作。为保证系统工作的快速性，对真空吸盘设计了快速补气气路，使得真空吸盘能与显像管快速脱离。每个气缸均安装有行程开关，通过行程开关的信号来控制电磁换向阀切换气路，使得控制系统快速可靠，同时简化了气路；气缸的行程也可以通过调节行程开关来实现。每个气缸均装有单向节流阀。因此可以将机械手抓
37、取显像管时的运动速度调节得比较慢，保证运动的稳定性。采用液压缓冲器来降低形成末端的冲击，提高了显像管在运转过程中的安全性。如图所示的专用钻床液压系统可实现“快进一工进二工进快退原位停止”的工作循环。试根据工作循环分析专用钻床的液压系统，并填写电磁铁动作顺序表。专用钻床液压系统 电磁铁动作1YA2YA3YA4YA快进一工进二工进快退原位停止莱纳斯卡尔鲍林（Linus Carl Pauling，19011994年）鲍林是美国著名化学家，量子化学和结构生物学的先驱者之一。1954年，鲍林因在化学键方面的工作获得诺贝尔化学奖。1962年，他因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖，成为获得不同诺贝尔
38、奖项的两人之一。鲍林被认为是20世纪对化学科学影响最大的人物之一，他所撰写的化学键的本质被认为是化学史上最重要的著作之一。他所提出的电负度、共振理论、价键理论、杂化轨道理论、蛋白质二级结构等概念和理论已成为化学领域最基础和使用最广泛的观念。理解并掌握工件尺寸自动分选机气动系统的工作原理；掌握子系统的分析方法；了解工件尺寸自动分选机气动系统的特点。一、工件尺寸自动分选机气动系统概述在工业生产中，经常要对传送带上连续供生产的工件的尺寸进行检查，并按合格和不合格进行分类。如图所示为一套工件尺寸自动分选机系统，当工件通过通道时，尺寸合格的工件将继续随着传送带传送至合格工件处；尺寸不合格的工件将掉入下面
39、的通道，随传送带运送到不合格工件处。工件尺寸自动分选机原理图二、了解系统的任务和要求在工件分拣的过程中，当工件通过通道时，尺寸大到某一范围内的工件，通过空气喷嘴传感器 S1 时产生信号，使气缸的活塞杆作缩回运动，一方面打开门使该工件流入下通道，另一方面使止动销上升，防止后面工件继续流过产生误动作。当落入下通道的工件经过传感器 S 2时发出复位信号，使气缸伸出，门关闭，止动销退下，工件继续流动。尺寸小的工件通过时，则不产生信号。三、确定元件及功能在初步分析气动计量系统原理图，如图所示。工件尺寸自动分选机气动系统图气源；减压阀；，节流阀；，换向阀；气缸能 源 元 件1个气源，给整个系统提供气源。执
40、 行 元 件1个气缸，为双作用单杆直线气缸，用于控制门的开启和止动销的上升。控 制 调 节 元 件1个二位五通电磁换向阀，用于气缸气路的切换。2个二位三通换向阀（气控先导），用于控制二位五通电磁换向阀换向。2个节流阀，控制空气流量。1个减压阀，调节支路压力。辅 助 元 件2个空气喷嘴传感器。四、系统分析对工件尺寸自动分选机气动系统图进行编号，如图所示。工件尺寸自动分选机气动系统图气源；减压阀；，节流阀；，换向阀；气缸系统工作时，通过空气喷嘴传感器S1时产生信号，使阀上位工作，把主阀切换至左位，使气缸的活塞杆作缩回运动。气源0.1二位五通换向阀1.5左位气缸1.7有杆腔进气气路气缸1.7无杆腔二
41、位五通换向阀1.5左位大气排气回路当落入下通道的工件经过传感器S2时发出复位信号，阀上位工作，使主阀复位，以使气缸伸出。气源0.1二位五通换向阀1.5右位气缸1.7无杆腔进气回路气缸1.7有杆腔二位五通换向阀1.5右位大气排气回路五、系统特点通过对工件尺寸自动分选机气动系统工作原理的分析，对工件尺寸自动分选机气动系统的特点总结如下。该系统采用空气喷嘴传感器发出信号，控制二位五通换向阀的换向，能够保证系统的工作的可靠性。对二位三通换向阀换向支路，采用了减压阀及节流阀，通过节流阀分别控制换向阀换向的速度，能够保证门和止动销动作的准确性。该系统结构简单、成本低，适用于测量一般精度的工件。如图所示的液
42、压系统，可以实现“快进工进快退停止”的工作循环要求。（1）说出图中标有序号的液压元件的名称。（2）填出电磁铁动作顺序表。液压系统图 电磁 动作 1YA2YA3YA快进工进快退停止电磁铁动作顺序表西奥多冯卡门（V.Karman，18811963年）冯卡门是匈牙利犹太人，1936年入美国籍，是20世纪最伟大的航天工程学家，开创了数学和基础科学在航空航天和其他技术领域的应用，被誉为“航空航天时代的科学奇才”。他所在的加利福尼亚理工学院实验室后来成为美国国家航空航天喷气实验室。我国著名科学家钱伟长、钱学森、郭永怀都是他的亲传弟子。1902年毕业于布达佩斯皇家理工综合大学。1908年在德国格丁根大学获得
43、博士学位。1912年成为亚琛工业大学气动力研究所所长。1930年去美国加利福尼亚理工学院领导空气动力学研究，成为美国航空事业创建人之一。狮子爱上了农夫的女儿，向她求婚。农夫不忍将女儿许配给野兽，但又惧怕狮子，一时无法拒绝，于是他急中生智，心生一计。狮子再次来请求农夫时，他便说，他认为狮子娶自己的女儿很适合，但狮子必须先拔去牙齿，剁掉爪子，否则不能把女儿嫁给他，因为姑娘惧怕这些东西。狮子利令智昏，色迷心窍，很轻易地接受了农夫的要求。从此，那农夫就瞧不起狮子，毫不惧怕他。狮子再来时，农夫就用棍子打他，把他绑起来。1如图所示系统可实现“快进工进快退停止（卸荷）”的工作循环。（1）指出液压元件14的名
44、称。（2）填写电磁铁动作表。电磁铁 动作 1YA2YA3YA4YA快进工进快退停止电磁铁动作顺序表2认真分析如图所示的液压系统，指出各序号对应的液压元件的名称，并分析说明液压缸的动作和电磁阀工作状态，填写电磁铁动作顺序表。电磁铁动作顺序表序号动作名称电磁铁工作状态1YA2YA12345673如图所示液压系统，按动作循环表规定的动作顺序进行系统分析，填写该液压系统的工作循环表。（注：电磁铁通电为“+”，断电为“-”；压力继电器、顺序阀、节流阀和顺序阀工作为“+”，非工作为“-”。）工作循环表电磁铁工作状态液压元件工作状态1YA2YA压力继电器14行程阀 3节流阀 4顺序阀7快进工进快退动作名称停止
