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　　1、常用液压元件 结构及原理分析 液压传动定义与发展概况液压传动定义与发展概况 液压传动的定义液压传动的定义 一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分、 工作机（含辅助装置）组成。 传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。 流体传动流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和 控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。 液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量 传递的传动方式。 液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量； 液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。 液压传动的定义液压传动的定义 （Hydraulics）是以液体为工作介 质，通过驱动装置将原动机的机械

　　2、能转换为液压 的压力能，然后通过管道、液压控制及调节装置 等，借助执行装置，将液体的压力能转换为机械 能，驱动负载实现直线或回转运动。 ? 那么，到底什么是呢？ 液压传动系统的组成液压传动系统的组成 动力元件动力元件 传动介质传动介质 控制元件控制元件 辅助元件辅助元件 执行元件执行元件 液压传动系统的组成液压传动系统的组成 从上图可以看出，液压传动是以液体作为工作介质来进 行工作的，一个完整的液压传动系统由以下几部分组成： （l）液压泵（动力元件）：是将原动机所输出的机械能 转换成液体压力能的元件，其作用是向液压系统提供压力油， 液压泵是液压系统的心脏。 （2）执行元件：把液体压力能转换成机

　　3、械能以驱动工作机 构的元件，执行元件包括液压缸和液压马达。 （3）控制元件：包括压力、方向、流量控制阀，是对系 统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。如换向 阀15即属控制元件。 （4）辅助元件：上述三个组成部分以外的其它元件，如： 管道、管接头、油箱、滤油器等为辅助元件。 T 转矩 T 角速度 泵 p Q 流量 Q 压力 p T 转矩 T 角速度 马达 p Q 流量 Q 压力 p Q B A C O 泵吸入 泵排出 液压泵和液压马达工作的必需条件：液压泵和液压马达工作的必需条件： （1）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积； （2）必须有配流动作，即 封闭容积加大时吸入低压油 封闭

　　4、容积减小时排出高压油 封闭容积加大时充入高压油 封闭容积减小时排出低压油 （3）高低压油不得连通。 液压泵液压泵 液压马达液压马达 齿轮泵齿轮泵 齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要是结构简单，制造方便，价格 低廉，体积小，重量轻，自吸性好，对油液污染不敏感，工作可靠；其主要 齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机 械、工程机械和农林机械等各个行业。 齿轮泵按照其啮合形式的不同，有和两种，外啮合齿轮泵 应用较广，内啮合齿轮泵则多为辅助泵。 2 22 21 1 外啮合齿轮泵的结构及工作原理外啮合齿轮泵的结构及工作原理 外啮合齿轮泵的工作原理； 排量、流量； 外啮合齿轮泵的流量脉动； 外啮合

　　5、齿轮泵的问题和结构特点。 221 外啮合齿轮泵的结构及工作原理 泵主要由主、从动泵主要由主、从动 齿轮，驱动轴，泵体及齿轮，驱动轴，泵体及 侧板等主要零件构成。侧板等主要零件构成。 图2.3 外啮合齿轮泵的工作原理 1泵体;2 主动齿轮;3 从动齿轮 泵体内相互啮合的 主、从动齿轮与两端盖 及泵体一起构成密封工 作容积，齿轮的啮合点 将左、右两腔隔开，形 成了吸、压油腔。 当齿轮按图示方向旋转时， 右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合， 密封腔容积不断增大，构成吸 油并被旋转的轮齿带入左侧的 压油腔。 左侧压油腔内的轮齿不 断进入啮合，使密封腔容积 减小，油液受到挤压被排往 系统，这就是齿轮泵的吸油 和

　　6、压油过程。 2.3 叶片泵叶片泵 单作用叶片泵 双作用叶片泵 2.3.1 单作用叶片泵单作用叶片泵 2.3.1.1 工作原理 图2.7为单 作用叶片泵的 工作原理。 泵由转2、定子 3、叶片4和配 流盘等件组成。 图2.7单作用叶片泵工作原理 1压油口;2 转子;3 定子;4 叶片;5 吸油口 压油窗口 定子 吸油窗口 压油口 吸油口 51 2 4 3 e 定子的内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着 偏心，叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离 心力以及叶片根部油压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内 表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子便形成了 一个密封的工作腔。 泵在转子转一转

　　7、的过程中，吸油、 压油各一次，故称 单作用叶片泵。 转子单方向受力， 轴承负载大。 改变偏心距，可 改变泵排量，形成 变量叶片泵。 2.3.2.1 工作原理 图中，当转子顺时 针方向旋转时，密 封工作腔的容积在 左上角和右下角处 逐渐增大，为吸油 区，在左下角和右 上角处逐渐减小， 为压油区；吸油区 和压油区之间有一 段封油区将吸、压 油区隔开。 图2.12 双作用叶片泵工作原理 1定子；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口 2.3.2.1 工作原理 这种泵的转 子每转一转，每 个密封工作腔完 成吸油和压油动 作各两次，所以 称为双作用叶片 泵。 图2.12 双作用叶片泵工作原理 1定子

　　8、；2 压油口；3 转子；4 叶片；5 吸油口 液压泵的吸油腔压力过低将会产生吸油不足、异常 噪声，甚至无法工作。 液压泵的工作压力取决于外负载，为了防止压力过 高，泵的出口常常要采取限压措施。 变量泵可以通过调节排量来改变流量，定量泵只有 用改变转速的办法来调节流量。 液压泵的流量脉动。 液压泵 “困油现象”。 马达应能正、反运转，因此，就要求液压马达在设计 时具有结构上的对称性。 当液压马达的惯性负载大、转速高，并要求急速制动 或反转时，会产生较高的液压冲击，应在系统中设置必 要的安全阀或缓冲阀。 由于内部泄漏不可避免，因此将马达的排油口关闭而 进行制动时，仍会有缓惯的滑转，所以，需要长时间

　　9、精 确制动时，应另行设置防止滑转的制动器。 某些型式的液压马达必须在回油口具有足够的背压才 能保证正常工作。 单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀 有和两种。 图图5.10 5.10 普通单向阀普通单向阀 (b) (2)对单向阀的要求对单向阀的要求 开启压力要小。开启压力要小。 能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。 正向导通时，阀的阻力损失要小。正向导通时，阀的阻力损失要小。 阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。 (3)单向阀的符号单向阀的符号 单向

　　10、阀和其它阀组合后， 成为组合阀，例如单向顺序阀、 单向节流阀等。 AB 图图5.105.10（C C） 单向阀的职能符号单向阀的职能符号 1 1一阀体；一阀体； 2 2一阔芯；一阔芯； 3 3一弹簧；一弹簧； A A一进油口；一进油口； B B一出油口。一出油口。 管式阀管式阀 板式阀板式阀 图图5.11 5.11 普通单向阀普通单向阀 直通式直通式 直角式直角式 直角式单向阀的进出油口直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀的轴线均和阀 体轴线(a)所示的阀属于板式连接阀，阀体用螺钉固 定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合，阀体 上

　　11、各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O”形密 封圈使它们密封。 上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口可通过管接头和油管相连，上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口可通过管接头和油管相连， 阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重。阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重。 321 ABAB 321 1 1阀阀 体；体； 2 2阀芯；阀芯；3 3 弹簧；弹簧； 直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同。 直角式单向阀的进出油口直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀的轴线均和阀 体轴线垂直体轴线垂直。 ABAB 不但

　　12、单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也有管式连接和板式连不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也有管式连接和板式连 接之分。大多数液压系统都采用板式连接阀。接之分。大多数液压系统都采用板式连接阀。 (1)液控单向阀的工作原理和图形符号液控单向阀的工作原理和图形符号 (1)简式内泄型液控单向阀简式内泄型液控单向阀 此类阀此类阀不带卸荷阀芯不带卸荷阀芯，无专门无专门 的泄油口。的泄油口。 简式内泄型液控单向阀简式内泄型液控单向阀 1 1 阀体；阀体；2 2 阀芯；阀芯；3 3 弹簧；弹簧； 4 4 阀盖；阀盖；5 5阀座；阀座； 6 6 控制活塞；控制活塞；7 7 下盖。下盖。 A正向进

　　13、油口正向进油口; B 正向出油口正向出油口 K 控制口控制口 内内 泄泄 式式 图5.14(a) 带卸荷阀的内泄式液控单向阀 2-主阀芯;3-卸荷阀芯; 5-控制活塞 1 2 3 4 5 6 A B K 若在控制口若在控制口K加控加控 制压力，先顶开卸荷阀制压力，先顶开卸荷阀 芯芯3，B腔压力降低，腔压力降低， 活塞活塞5继续上升并顶开继续上升并顶开 主阀芯主阀芯2，大量液流自，大量液流自 B腔流向腔流向A腔，完成反腔，完成反 向导通。向导通。此阀适用于反此阀适用于反 向压力很高的场合向压力很高的场合。 图5.14(b) 带卸荷阀的液控单向阀(外泄式) 2-主阀芯;3-卸荷阀芯;5-控制活塞

　　14、A-正向进油口;B-正向出油口;K-控制口 AB K K L 1 2 3 4 5 6 A B (4)液控单向阀符号液控单向阀符号 AB K a内泄式内泄式 AB K b外泄式外泄式 换向阀能改变液流方向，将换向阀与缸连接可以很方便地使缸的活塞改变 运动方向。 换向阀的类型有 按阀的结构形式：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。 按阀的操纵方式：手动式、机动式、电磁式、液动式、 电液动式、气动式。 按阀的工作位置数和控制的通道数：二位二通阀、二 位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。 TP A B 如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、T。换向阀的通油口永 远用固定的字母表示，

　　15、它所表示的意义如下： P压力油口； A、B工作油口； T回油口。 P T B A PT BA P T A B TP AB P T A B TP AB TP AB P T A B P T A B TP A B 下图表示阀芯处于中位时的情况, 此时从P 口进来的压力 油没有通路。 A 、B 两个油口也不和T口相通。 TP A B 下图表示人向一侧搬动控制手柄，或者说阀芯处于的情况。此 时P口和A口相通，压力油经P、A到其它元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心 孔，T 回油箱。 P T A B 左位 P T A B TP AB 下图表示人向另一侧搬动控制手柄， 或者说阀芯处于时的 情况。此时，从P

　　16、口进来的压力油经P、B 到其它元件。从其它元件回来的油 经A、T回油箱。 右位 “通”和“位”是换向阀的重要概念。不同的“通”和“位”构成了不同 类型的换向阀。 “位位” (Position)一指阀芯的位置，通常所说的“二位阀” 、 “三位阀” 是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置，“位”在符号图中用方框表 示。 所谓“二通阀” 、 “三通阀” 、 “四通阀”是指换向阀的阀体上有两个、 三个、四个各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口，不同油道之间只 能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。 表表5.1 不同的不同的“通通”和和“位位”的滑阀式换向阀的滑阀式换向阀 主体部分的结构形式和图形

　　17、符号主体部分的结构形式和图形符号 名称结构原理图图形符号 二位二通 二位三通 二位四通 三位四通 表5.1中图形符号的含义如下： 用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有 几“位” 方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方 向不一定表示液流的实际方向 方框内符号“”或“”表示该通路不通 方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通” 表5.1中图形符号的含义如下： 一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示； 阀与系统回油路连通的回油口用T(有时用O)表示； 而阀与执行元件连接的油口用A、B等表示。有时在 图形符号上用 L 表示泄漏油口。 换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个 为常态

　　18、位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图 形符号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位 的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常 态位。绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的 常态位上。 滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时， 阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。 两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位 置时置时,阀各油口的通断情况。阀各油口的通断情况。 三位阀的机能是指阀芯处于中位时三位阀的机能是指阀芯处于中位时,阀各油口阀各油口 的通断情况。三位阀有多种机能现只介绍最常用的通断情况。三位阀有多种机能现只介绍最常用 的几种。的几种。 （l）二位二

　　19、通换向阀 二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种：通或断。 二位二通换向阀的滑阀机能有：常闭式（O型）、常开式（H型） 。 图5.15 二位二通换向阀的滑阀机能 二位阀的原始位置：二位阀的原始位置：若为手动控制，则是指控制手柄没 有动作的位置；若为液压控制则是指失压的位置若为电磁控 制则是指失电的位置。 （2）三位四通换向阀）三位四通换向阀 三位四通换向阀的滑阀机能有很多种，常见 的有表5.1中所列的几种。中间一个方框表示其原 始位置，左右方框表示两个换向位。其左位和右 位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以 只用一个字母来表示中位的型式。 P T A B O型机能型机能 因P口封闭，

　　20、泵不能卸荷 ，泵排出的压力油只能从溢 流阀排回油箱。 可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换 向阀处于中位时, 仍可保持系统压力，不致影响其它分 支的正常工作。 P T A B O型机能型机能 缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住, 且能承受一定的正向负载和反 向负载。 1）O型机能型机能 阀芯处于中位时, P,A,B,T 四个油口均被封闭，其特点是： 2）H型机能型机能 阀芯处于中位时, P ,A,B,T 四个油口互通。 P T A B H型机能型机能 虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时 油缸不能承受负载。 不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲 击，也不会出现负

　　21、压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言 泵可卸荷。 不能用于多个换向阀并联的系统。因一个分支的换向 阀一旦处于中位，泵即卸荷，系统压力为零，其它分支也就 不能正常工作了。 H 型机能的特点如下： 3）M型机能型机能 阀芯处于中位时, A 、B 油口被封闭，P、T 油口互通。 M型机能是取O型机能的上半部，H型机能的下半部组成的， 故兼有二者的特点。M型机能如下： 活塞可停在任一位置上，又能承受双向负载。 缸的两腔会出现压力冲击或负压，依活塞原来的运动 方向而定。活塞有前冲。 泵能卸荷。 不宜用于多个换向阀并联的系统。 P T A B M型机能型机能 此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞杆缸

　　22、的活塞增速。 4）P型机能型机能 阀芯处于中位时，P、A、B油口互通，油口T被封闭。 P T A B P型机能型机能 O型机能 H型 M型 P型 图图5.17 三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀 弹簧复位方式 钢珠定位方式 手动换向阀主 要有弹簧复位 和钢珠定位两 种型式。 图5.17(a)所 示为钢球定位 式三位四通手 动换向阀。 图5.17(b)则 为弹簧自动复 位式三位四通 手动换向阀。 图图5.17 三位四通手动换向阀中位三位四通手动换向阀中位 手柄 阀阀 芯芯 复位弹簧 图图5.17 三位四通手动换向阀左位三位四通手动换向阀左位 手柄 阀阀 芯芯 复位弹簧 图图5.17 三位四通手

　　23、动换向阀右位三位四通手动换向阀右位 手柄 阀阀 芯芯 复位弹簧 旋转移动式 手动换向阀 图5.17(c)所示 为旋转移动式手动 换向阀，旋转手柄 可通过螺杆推动阀 芯改变工作位置。 这种结构具有体积 小、调节方便等优 点。由于这种阀的 手柄带有锁，不打 开锁不能调节，因 此使用安全。 此类控制方式的“信号源”是缸的运动件。例如将挡块 固定在运动的活塞杆上，当挡块触压阀推杆2的滚滚轮1时 ， 推杆2即推动阀芯3换向。挡块和推杆2端部的滚轮脱离接触 后，阀芯即可靠弹簧复位。此种阀的控制方式因和缸的行程 有关，也有管此类阀叫“行程阀”。 1滚轮滚轮 2推杆推杆 3阀芯阀芯 图图5.18 5.18 机

　　24、动换向阀机动换向阀 图图5.19 三位四三位四 通电磁换向阀通电磁换向阀 右电磁铁 通电换向 左、右电磁铁 断电（复中位） 左电磁铁 通电换向 电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。 （1）直流电磁铁和交流电磁铁 阀用电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种： 交流电磁铁。寿命较短。 直流电磁铁。需要专用直流电源，使用寿命较长。 本整型电磁铁。 本整型指交流本机整流型。 （2）干式、油浸式、湿式电磁铁 不管是直流还是交流电磁，都可做成干式和湿式的。湿式电磁铁具有吸 着声小、寿命长、温升低等优点。 图5.20所示为交流式二位三通电磁换向阀。当电磁铁断 电时，阀芯2被弹簧7推向左端，P

　　25、 和A接通；当电磁铁通电 时，铁芯通过推杆3将阀芯2推向右端，使P和B接通。 （4）电磁换向阀的典型结构 图图5.20交流式二位三通电磁换向阀交流式二位三通电磁换向阀 图5.21为直流湿式三位四通电磁换向阀。当两边电磁 铁都不通电时，阀芯2在两边对中弹簧4的作用下处于中位， P、T、A、B口互不相通；当右边电磁铁通电时，推杆6将 阀芯2推向左端，P 与A通，B与T通；当左边电磁铁通电时， P与B通，A与T通。 图图5.21 直直流湿式三位四通电磁换向阀流湿式三位四通电磁换向阀 液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向 阀。对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型 和液压对中型两种。

　　26、 阀芯两端分别接通控制油口K1和K2。当对液动滑阀换向平 稳性要求较高时，还应在滑阀两端K1、K2控制油路中加装阻尼 调节器。调节阻尼调节器节流口大小即可调整阀芯的动作时间。 图图5.22 弹簧对中型三位四通液动换向阀弹簧对中型三位四通液动换向阀 电磁换向阀起先导作用，控制液动换 向阀的动作；液动换向阀作为主阀， 用于控制液压系统中的执行元件。 图图5.23 外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀 电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。 电液换向阀用 在大流量的液 压系统中。 图图5.23 外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀外部控制、外部回油的弹簧

　　27、对中电液换向阀 电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种型式。若按控制压力油及 其回油方式进行分类则有：外部控制、外部回油；外部控制、内部回 油；内部控制、外部回油；内部控制、内部回油等四种类型。 密封性好，介质可以是水、乳化液和矿物油；工作压力可高达63MPa。 图5.24 常开型二位三通电 磁球式换向阀。 液压辅助元件有滤油器滤油器、蓄能器蓄能器、管件管件、密密 封件封件、油箱油箱和热交换器热交换器等。 液压辅助元件和液压元件一样，都是液压系液压辅助元件和液压元件一样，都是液压系 统中不可缺少的组成部分。统中不可缺少的组成部分。它们对系统的性能、 效率、温升、噪声和寿命的影响不亚于液压元件 本身

　　28、。 常用液压辅助元件常用液压辅助元件 ： 滤油器滤油器 液压油中往往含有杂质，会造成液压元件相对运动表 面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中安装一定 精度的滤油器，是保证液压系统正常工作的必要手段。 过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗 粒的大小，以直径d作为公称尺寸表示。按精度可分为粗 过滤器（d100）、普通过滤器(d10）、精过滤器（d 5）、特精过滤器（d1）。 一般对过滤器的基本要求是： （1）能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸的杂质进入 系统。 （2）滤芯应有足够强度，不会因压力而损坏。 （3）通流能力大，压力损失小。 （4）易于清洗或更换滤芯。 系统类别

　　29、润滑传动系统 伺服 工作压力(MPa)02.5 141432 32 21 精度d( m) 1002550 25 10 5 表4.1各种液压系统的过滤精度要求 按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为 等。按滤油器安放的位置不同，还可以分为吸滤器、压滤 器和回油过滤器，考虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。 滤芯以铜网为过滤材料，在周围开 有很多孔的塑料或金属筒形骨架上，包 着一层或两层铜丝网，其过滤精度取决 于铜网层数和网孔的大小。这种滤油器 一般用于液压泵的吸油口。 图4.1网式滤油器 图4.2 线隙式滤油器 线所示， 用钢线或铝线密绕在筒形骨架的 外部来组成滤芯，依靠铜

　　30、丝间的 微小间隙滤除混入液体中的杂质。 其结构简单、通流能力大、过滤 精度比网式滤油器高，但不易清 洗。多为回油过滤器。 图4.4 烧结式滤油器 滤芯用金属粉末烧结而成，利用颗粒间的微孔 来挡住油液中的杂质通过，其滤芯能承受高压。 （1）泵入口的吸油粗滤器）泵入口的吸油粗滤器 粗滤油器用来保护泵，使其不致吸入较大的机械杂质。 为了不影响泵的吸油性能，防止发生气穴现象，滤油器的过 滤能力应为泵流量的两倍以上，压力损失不得超过 0.010.035MPa。 （2）泵出口油路上的高压滤油器）泵出口油路上的高压滤油器 主要用来滤除进入液压系统的污染杂质，一般采用过 滤精度1015m的滤油器。它应能承受油

　　31、路上的工作压力 和冲击压力，其压力降应小于0.35MPa，并应有安全阀或 堵塞状态发讯装置，以防泵过载和滤芯损坏。 大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油子系统，滤除油液中 的杂质，以保护主系统。 一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。 （3）系统回油路上的低压滤油器）系统回油路上的低压滤油器 因回油路压力很低，可采用滤芯强度不高的精滤油器， 并允许滤油器有较大的压力降。 （4）安装在系统以外的旁路过滤系统）安装在系统以外的旁路过滤系统 4.2 蓄能器蓄能器 在间歇工作或周期性动作中，蓄能器可以把泵输出 的多余压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放 出来。这样可以减少液压泵的额

　　32、定流量，从而减小电机 功率消耗。 蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，也能吸收液压泵工作时的流 量脉动所引起的压力脉动。 对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的 系统，可用蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某 些系统要求当泵发生故障或停电时，执行元件应继续完 成必要的动作时，需要有适当容量的蓄能器作紧急动力 源。 (a)(b)(c )(d)(e) 图4.6蓄能器的结构形式 大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油子系统，滤除油液中 的杂质，以保护主系统。 一般滤油器只能单向使用，即进、出口不可互换。 （3）系统回油路上的低压滤油器）系统回油路上的低压滤油器 因回油路压力很低，可采用滤

　　33、芯强度不高的精滤油器， 并允许滤油器有较大的压力降。 （4）安装在系统以外的旁路过滤系统）安装在系统以外的旁路过滤系统 4.2 蓄能器蓄能器 在间歇工作或周期性动作中，蓄能器可以把泵输出 的多余压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放 出来。这样可以减少液压泵的额定流量，从而减小电机 功率消耗。 蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，也能吸收液压泵工作时的流 量脉动所引起的压力脉动。 对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的 系统，可用蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某 些系统要求当泵发生故障或停电时，执行元件应继续完 成必要的动作时，需要有适当容量的蓄能器作紧急动力 源。 (a)(b)

　　34、(c )(d)(e) 图4.6蓄能器的结构形式 活塞式蓄能器中的气体和油液 由活塞隔开。活塞1的上部为压缩空 气，活塞1随下部压力油的储存和释 放而在缸筒2内来回滑动。这种蓄能 器活塞有一定的惯性，和O形密封圈 存在较大的摩擦力，所以反应不够 灵敏。 图4.7活塞式蓄能器 （1）活塞式蓄能器）活塞式蓄能器 皮囊式蓄能器中气体和油液 用皮囊隔开。皮囊用耐油橡胶制 成，内充入惰性气体，壳体下端 的提升阀能防止皮囊膨胀挤出油 口。 图4.8皮囊式蓄能器 1 2 3 壳体 皮囊 充气阀 提升阀 （2）皮囊式蓄能器）皮囊式蓄能器 储存油液 散掉系统累计的热量 促进油液中空气的分离 沉淀油液中的污垢 油箱

　　35、的基本功能是： 按油面是否与大气相通，可分为开式油箱与闭式油箱。 开式油箱广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下 和高空无稳定气压的场合，这里仅介绍开式油箱。 图图4.9 4.9 开式油箱开式油箱 1 1回油管回油管;2 ;2 泄油管泄油管;3 ;3 泵吸油管泵吸油管;4 ;4 空气滤清器空气滤清器; ; 5 5 安装板安装板;6 ;6 隔板隔板;7 ;7 放油孔放油孔;8 ;8 粗滤油器粗滤油器;9 ;9 清洗窗侧板清洗窗侧板; ; 10 10 液位计窗口液位计窗口;11 ;11 注油口注油口;12 ;12 油箱上盖油箱上盖 下面根据图4.8所示的油箱结构示意图分述设计要点如下: （1

　　36、1） ，管口都应插于，管口都应插于 最低液面以下，但离油箱底要大于管径的最低液面以下，但离油箱底要大于管径的2-32-3倍，以免吸空和飞溅起泡。吸倍，以免吸空和飞溅起泡。吸 油管端部所安装的滤油器，离箱壁要有油管端部所安装的滤油器，离箱壁要有3 3倍管径的距离，以便四面进油。回倍管径的距离，以便四面进油。回 油管口应截成油管口应截成4545 斜角，以增大回流截面，并使斜面对着箱壁，以利散热和斜角，以增大回流截面，并使斜面对着箱壁，以利散热和 沉淀杂质。沉淀杂质。 （2 2） ，以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，利，以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，利 于散热和沉淀。于散热和沉淀。 （3

　　37、 3） 空气滤清器的作空气滤清器的作 用是使油相箱与大气相通，用是使油相箱与大气相通， 保证泵的自吸能力，滤除保证泵的自吸能力，滤除 空气中的灰尘杂物，有时空气中的灰尘杂物，有时 兼作加油口。它一般布置兼作加油口。它一般布置 在顶盖上靠近油箱边缘处。在顶盖上靠近油箱边缘处。 （5 5） ，必要时应安装温度控制系统，必要时应安装温度控制系统， 或设置加热器和冷却器。或设置加热器和冷却器。 （6） 最高油面只允许达到油箱高度的80%，油箱底脚高度应在150mm以上， 以便散热、搬移和放油，油箱四周要有吊耳，以便起吊装运。 （4 4） 将油箱底面做成斜面，在最低处设放油口，将油箱底面做成斜面，在最低

　　38、处设放油口， 平时用螺塞或放油阀堵住，换油时将其打开放走油污。为了便于换油时清洗平时用螺塞或放油阀堵住，换油时将其打开放走油污。为了便于换油时清洗 油箱，大容量的油箱一般均在侧壁设清洗窗口。油箱，大容量的油箱一般均在侧壁设清洗窗口。 管件包括管道、管接头和法兰等。 种类：钢管、紫铜管、橡胶管 可采用下列两式计算，并需圆整为标准数值，即 2 v q d （4.6） 2 b pdn （4.7） v 允许流速；式中 ： 管道材料的抗拉强度，可由材料手册查出。 b n 安全系数 安装要求 管道应尽量短，最好横平竖直，拐弯少。为避免管道皱 折，减少压力损失，管道装配的弯曲半径要足够大，管道悬 伸较长时要

　　39、适当设置管夹。 管道尽量避免交叉，平行管距要大于管道尽量避免交叉，平行管距要大于100mm，以防接，以防接 触振动，并便于安装管接头。触振动，并便于安装管接头。 按管接头和管道的连接方式分，有 三种。 当旋紧螺帽当旋紧螺帽3时，通过套管时，通过套管2使被连接管使被连接管1端部的扩口端部的扩口 压紧在接头体压紧在接头体4的锥面上。的锥面上。 被扩口的管子只被扩口的管子只 能是薄壁且塑性良好能是薄壁且塑性良好 的管子如铜管。此种的管子如铜管。此种 接头的工作压力不高接头的工作压力不高 于于8MPa。 图图4.10(a)4.10(a)扩口式管接头扩口式管接头 1管子；2一套管； 3一螺帽；4一接头本

　　40、体 图图4.104.10（b)b)卡套式管接头卡套式管接头 1一被连接管；2一螺帽；3一卡套； 4一接头本体 拧紧接头螺母2后，卡套 3发生弹性变形便将管子1夹 紧。它对轴向尺寸要求不严， 装拆方便，但对连接用管道 的尺寸精度要求较高。 图4.11 如果液压系统靠自然冷却仍不能使油温控制 在上述范围内时，就须安装冷却器；反之，如环 境温度太低，无法使液压泵启动或正常运转时， 就须安装加热器。 液压系统的工作温度一般希望保持在3050C 的范围之内， 图4.11 对流式多管头冷却器 不论哪一类的冷 却器,都应安装在压 力很低或压力为零 的管路上,这样可防 止冷却器承受高压 且冷却效果也较好。 液

　　41、压系统的加热一般采用电加热器，它用法兰盘水平安装在油箱侧 壁上，发热部分全部浸在油液内。 图4.12 加热器的安装 油箱 电加热器 压力控制阀压力控制阀简称压力阀。简称压力阀。 压力阀包括：压力阀包括： （1）用来控制液压系统压力）用来控制液压系统压力的阀类。的阀类。 （2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动）利用压力变化作为信号来控制其它元件动 作作的阀类。的阀类。 按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、 顺序阀和压力继电器等。顺序阀和压力继电器等。 压力控制阀 根据根据“并联溢流式压力负反馈并联溢流式压力负反馈”原理设计而成的液压阀称原理设计而成

　　42、的液压阀称 为溢流阀。为溢流阀。 溢流阀的主要用途有以下两点： 1）调压和稳压。如用在由定量泵构成的液压源中，用以调节泵的出口压力，保 持该压力恒定。 2）限压。如用作安全阀，当系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，仅在系统 压力大于其调定压力时才开启溢流，对系统起过载保护作用。 溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈， 不工作时阀口常开。 根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。 图图6.7 滑阀式溢流口，端面测压 直动型溢流阀直动型溢流阀 直动型溢流阀因阀口和测压面结 构型式不同，形成了三种基本结构。 无论何种结构，均是由调压弹簧和调 压手柄、溢流阀口、测压

　　43、面等三个部 分构成。 锥阀式溢流口 ，端面测压 锥阀式溢流口，锥面测压 直动式溢流阀是作用在阀芯上的主 油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的 溢流阀。 图图6.7 锥阀式直动型溢流阀 溢流阀的符号 直动型溢流阀结构简单，灵敏度高，但因压力直接与调压弹簧力平衡， 不适于在高压、大流量下工作。 锥阀芯 与面测压 调压手柄调压手柄 调压弹簧调压弹簧 直动型溢流阀 与符号的对应关系 溢流阀的符号 阀阀 口口 阀口阀口 )( )( 0 00 常数 指指 A Kx A xxK p KxApFF L 比较：比较： 测压面 测压孔 6.2.2 6.2.2 先导型溢流阀先导型溢流阀 先导型溢流阀的主要特点：由主阀

　　44、芯负责控制系统的压力，先导级负责向 主阀提供指令力，作用在主阀芯上的主油路液压力与先导级所输出的“指令压 力”相平衡。 （1 1）三节同芯）三节同芯 先导型溢流阀先导型溢流阀 阀口处同芯阀口处同芯 活塞处同芯活塞处同芯 导向处同芯导向处同芯 出油口出油口P2 进油口P1 主阀芯主阀芯 主阀口主阀口 导阀芯导阀芯 先导级固先导级固 定节流孔定节流孔 调压手柄调压手柄 调压弹簧调压弹簧 主阀弹簧主阀弹簧 图图6.9 YF型先导式溢流阀型先导式溢流阀 主级测压面 主级指令 阀阀 口口黑三角代表 先导型液压控制 图图6.10 YF型先导式溢流阀原理图型先导式溢流阀原理图 阀阀 口口 主级测压面 主级指

　　46、 主级测压面 主级指令 ss ApFF 2 指 导导 阀阀 比比 较较 1122 ApApF 主 主阀比较主阀比较： 半桥式先导控半桥式先导控 制部分制部分 节节 流流 孔孔 2、 4 串串 联联 等等 价价 于于 1 个个 孔孔 节节 流流 孔孔 3 构构 成成 动动 态态 阻阻 尼，尼， 稳稳 定定 主主 阀阀 图图6.11 二节同芯型先导式溢流阀二节同芯型先导式溢流阀 主级测压面 导阀芯 阀阀 口口 固定节流孔 图图6.12 电磁溢流阀电磁溢流阀 6.2.3 6.2.3 电磁溢流阀电磁溢流阀 电磁溢流阀是电磁换向 阀与先导式溢流阀的组合， 用于系统的多级压力控制或 卸荷。 电磁阀 部分

　　47、先导式溢 流阀部分 流量控制阀简称流量阀，它通过改变节流 口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力 的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执 行机构的运动速度。流量控制阀包括节流阀、 调速阀、分流集流阀等。 流量控制阀 液流从进油口流入经节流 口后，从阀的出油口流出。本 阀的阀芯3的锥台上开有三角形 槽。转动调节手轮1，阀芯3产 生轴向位移，节流口的开口量 即发生变化。阀芯越上移开口 量就越大。阀芯阀芯 调节调节 手轮手轮 螺帽螺帽 阀体阀体 (a) 当节流阀的进 出口压力差为定值 时，改变节流口的 开口量，即可改变 流过节流阀的流量。 节流阀和其它 阀，例如单向阀、 定差减压阀、溢流 阀，可

　　48、构成组合节 流阀。 图图 7.57.5 图图 7.67.6 本节流阀具有 螺旋曲线开口和薄 刃式结构的精密节 流阀。转动手轮和 节流阀芯后，螺旋 曲线相对套筒窗口 升高或降低，改变 节流面积，即可实 现对流量的调节。 根据“流量负反馈”原理设计而成的流量阀称为调速 阀。根据“串联减压式”和“并联分流式”之差别，又分 为调速阀和溢流节流阀2种主要类型，调速阀中又有普通调 速阀和温度补偿型调速阀两种结构。 调速阀和节流阀在液压系统中的应用基本相同，主要 与定量泵、溢流阀组成节流调速系统。 节流阀适用于一般的系统，而调速阀适用于执行元件 负载变化大而运动速度要求稳定的系统中。 串联减压式调速阀是由定

　　49、 差减压阀1和节流阀2串联而成 的组合阀。 节流阀1充当流量传感器， 节流阀口不变时，定差减压阀2 作为流量补偿阀口，通过流量 负反馈，自动稳定节流阀前后 的压差，保持其流量不变。因 节流阀（传感器）前后压差基 本不变，调节节流阀口面积时， 又可以人为地改变流量的大小。 图图 7.8(a)7.8(a) p1p3 (c) 简化简化符号 (b)符号原理符号原理 p1p3p2 图图7.8 调速阀工作原理调速阀工作原理 1-减压阀芯；减压阀芯； 2-节流阀芯节流阀芯 a cd 1 A2 e b 2 g h p1 ( a ) p2 A2 结构原理结构原理 图图 7.87.8 (b) 详细符号详细符号 p

　　50、1p3 (c) 简化符号简化符号 p1p3p2 ( a ) 结构原理结构原理 p1 p3 p2 节流阀节流阀减压阀减压阀 a cd A2 e b 2 gh A1 1 A3 先不考虑安全阀 分流阀的作用是使液压系统中由同一个油源向两个以上 执行元件供应相同的流量(等量分流)，或按一定比例向两 个执行元件供应流量(比例分流)，以实现两个执行元件的 速度保持同步或定比关系。集流阀的作用，则是从两个执 行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度 同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功 能。它们的图形符号如图7.11所示。 分流阀又称为同步阀，它是分流阀、集流阀和分流集流 阀的总称。

　　51、 图7.11 分流集流阀符号 (a)分流阀；(b)集流阀；(c)分流集流阀 代表两路负载流量Q1和Q2大小的压差值P1和P2同时反馈到公共的减压阀芯6 上，相互比较后驱动减压阀芯来调节Q1和Q2大小，使之趋于相等。 分流阀可以看作是由两个串联减压式流量控制阀结合为 一体构成的。 该阀采用“流量-压差-力”负反馈，用两个面积相等的固 定节流孔1、2作为流量一次传感器，作用是将两路负载流量 Q1、Q2分别转化为对应的压差值P1和P2。 与集流阀与分流阀的不同处为： 只能保证执行元件回油时同步。 集流阀装在两执行元件的 回油路上，将两路负载的回 油流量汇集在一起回油； 两流量传感器共出口O， 流量传

　　52、感器的通过流量Q1 （或Q2）越大，其进口压 力P1（或P2）则越高。因此 集流阀的压力反馈方向正 好与分流阀相反； 分流集流阀又称同步阀，它同时具有分流阀和集流阀两者的功能，能保证执 行元件进油、回油时均能同步。 挂钩式分流集流阀的结构原理图。 插装阀又称逻辑阀，是一种较新型的液压元插装阀又称逻辑阀，是一种较新型的液压元 件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作 灵敏、结构简单，因而主要用于流量较大系统或灵敏、结构简单，因而主要用于流量较大系统或 对密封性能要求较高的系统。对密封性能要求较高的系统。 图7.16 插装阀的组成 1先导控制阀；2控制盖

　　53、板；3逻辑 单元（主阀）、4，阀块体 插装阀由控制盖板、插装 单元（由阀套、弹簧、阀芯及 密封件组成）、插装块体和先 导控制阀（如先导阀为二位三 通电磁换向阀）组成。由于插 装单元在回路中主要起通、断 作用，故又称二通插装阀。 图7.15 插装阀逻辑单元 7.6.1.1 插装阀的工作原理 图中A和B为主油路仅有的两个工作油口，K为控制油口（与先导阀 相接）。当K口回油时，阀芯开启，A与B相通；反之，当K口进油时， A与B之间关闭。 二通插装阀相 当于一个液控 单向阀。 7.6.1.2 方向控制插装阀 图7.17 插装阀用作方向控制阀 （a）单向阀；(b)二位二通阀 7.6.1.2 方向控制插装

　　54、阀 图7.17 插装阀用作方向控制阀 (c)二位三通阀;(d)二位四通阀 图7.18 插装阀用作压力控制阀 （a）溢流阀；(b)电磁溢流阀 7.6.1.3 压力控制插装阀 7.6.1.4 流量控制插装阀 图7.19 插装节流阀 电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对 油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的普通油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的普通 液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平；液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平； 与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在

　　55、某些性能方向稍差一些，但与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但 它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续 控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统 中。中。 电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上， 装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工 作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电

　　56、液比例压力阀、电液比例作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例 流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。 比例电磁铁是一种直流电磁铁，与普通换向阀用电磁铁的不同主要在 于，比例电磁铁的输出推力与输入的线圈电流基本成比例。这一特性使比 例电磁铁可作为液压阀中的信号给定元件。 比例电磁铁比例电磁铁 图7.20比例电磁铁 1一轭铁；2线弹簧； 10衔铁；11一支承 环；12导向套 1一阀座；2先导锥 阀；3-轭铁；4r衔铁； 5弹

　　57、簧；6推秆；7 线先 导阀 溢流阀 用比例电磁铁取代先导型溢流阀导 阀的调压手柄，便成为先导型比例 溢流阀 溢流阀 阀下部与普通溢流阀的主阀 相同，上部则为比例先导压力阀。 该阀还附有一个手动调整的安全阀 （先导阀）9，用以限制比例溢流 阀的最高压力。 安全阀安全阀 先导比例阀先导比例阀 阀 阀 液压传动系统的组成液压传动系统的组成 动力元件动力元件 传动介质传动介质 控制元件控制元件 辅助元件辅助元件 执行元件执行元件 2.3.1 单作用叶片泵单作用叶片泵 2.3.1.1 工作原理 图2.7为单 作用叶片泵的 工作原理。 泵由转2、定子 3、叶片4和配 流盘等件组成。 图2.7

　　58、单作用叶片泵工作原理 1压油口;2 转子;3 定子;4 叶片;5 吸油口 压油窗口 定子 吸油窗口 压油口 吸油口 液压泵的吸油腔压力过低将会产生吸油不足、异常 噪声，甚至无法工作。 液压泵的工作压力取决于外负载，为了防止压力过 高，泵的出口常常要采取限压措施。 变量泵可以通过调节排量来改变流量，定量泵只有 用改变转速的办法来调节流量。 液压泵的流量脉动。 液压泵 “困油现象”。 单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀 有和两种。 图图5.10 5.10 普通单向阀普通单向阀 (b) 单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而

　　59、不许反向流动。单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀 有和两种。 图图5.10 5.10 普通单向阀普通单向阀 (b) P T A B TP AB 下图表示人向另一侧搬动控制手柄， 或者说阀芯处于时的 情况。此时，从P口进来的压力油经P、B 到其它元件。从其它元件回来的油 经A、T回油箱。 右位 P T A B TP AB 下图表示人向另一侧搬动控制手柄， 或者说阀芯处于时的 情况。此时，从P口进来的压力油经P、B 到其它元件。从其它元件回来的油 经A、T回油箱。 右位 电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对 油

　　60、液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的普通油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的普通 液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平；液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平； 与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但 它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续 控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统 中。中。 电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上， 装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工 作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例 流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。

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