1、常用液压元件的结构及原理分析图文讲解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能转换为液压的
2、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械能以驱动工作机构的元件，执行元件包括液压缸和
3、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 pT 转矩 T 角速度 马达p Q 流量 Q 压力 pQBACO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
4、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，它的主要齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要是结构简是结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性好，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
5、量脉动；外啮合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压油过程。2.3 叶片泵
6、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51243e 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
7、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；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
8、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，而不许单向阀只允许经过阀的
9、液流单方向流动，而不许反向流动。反向流动。单向阀有单向阀有和和两种。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
10、 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垂直。体轴线垂直。ABAB 图5.11(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
11、积接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重。不能太大太重。321ABAB3211 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 不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也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。连接阀。(1)液控单向阀的工作
12、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 此类阀不带卸荷阀芯，此类阀不带卸荷阀芯，无专门的泄油口。无专门的泄油口。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 123456ABK 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
13、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。此阀适用于反向导通。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A-正向进油口;B-正向出油口;K-控制口ABKKL123456AB(4)液控单向阀符号液控单向阀符号 ABKa内泄式内泄式ABKb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
14、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。TPAB 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，它所表示的意义如下：P压力油口；A、B工作油口；T回油口。PTBAPTBAP TA BTPABP TA BTPABTPABP TA BP TA BTPAB 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。TPAB 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
15、它元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心孔，T 回油箱。P TA B左位P TA BTPAB 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“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
16、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
17、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
18、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）二位二通换向阀）二位二通换向阀 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）。图图5.15 二位二通换向阀的滑阀机能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
19、通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。P TA BO型机能型机能 因P口封闭，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 TA BO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 TA BH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
20、是右行，缸的各腔均无压力冲击，也不会出现负压。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 TA BM型机能型机能 此种机能目的是构成差动连接油路，使单活
21、塞杆缸的活塞增速。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 TA BP型机能型机能按阀的操纵方式：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。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。此种接头的工作压力不高于8MPa。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。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。不宜用于多个换
22、向阀并联的系统。二位二通换向阀的滑阀机能有：常闭式（O型）、常开式（H型）。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。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。根据“流量负反馈”原理设计而成的流量阀称为调速阀。粗滤油器用来保护泵，使其不致吸入较大的机械杂质。液压传动定义与发展概况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弹簧复位方式钢珠定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
23、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手柄阀阀芯芯复位弹簧复位弹簧图图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手柄阀阀芯芯复位弹簧复位弹簧图图5.17 三位四通手动换向阀右位三位四通手动换向阀右位手柄手柄阀阀芯芯复位弹簧复位弹簧旋转移动式旋转移动式手动换向阀手动换向阀 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。
24、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右电磁铁通电换向通电换向左、右电磁铁左、右电磁铁断电（复中位）断电（复中位）左电磁铁左电磁铁通电换向通电换向 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）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
25、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）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 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）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
26、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。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，
27、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
28、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。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
29、）、普通过滤器(d10）、精过滤器（d5）、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。系统类别系统类别润滑润滑传动系统传动系统伺服伺服工作压力工作压力(MPa)02.5 141432 32 21精度精度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
30、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 线隙式滤油器如图4.2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
31、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。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
32、，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
33、)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。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
34、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 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
35、，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123 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的基本功能是油箱的基本功能是：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
36、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 1），管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要大于管径的径的2-32-3倍，以免吸空和飞溅起泡。吸油管端部所安装的倍，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，并使斜面对着斜角，以增大回流截面，并使斜面对着
37、箱壁，以利散热和沉淀杂质。箱壁，以利散热和沉淀杂质。（2 2），以便将吸、回油隔开，迫使，以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，利于散热和沉淀。油液循环流动，利于散热和沉淀。（3 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，必要时应安装温度控制系统，或设置加热器和冷却器。安装温度控制系统，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
38、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，将油箱底面做成斜面，在最低处设放油口，平时用螺塞或放油阀堵住，换油时将在最低处设放油口，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油箱，大容量的油其打开放走油污。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。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2vqd（4.6）2bpdn（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
39、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。被扩口的被扩口的管子只能是薄管子只能是薄壁且塑性良好壁且塑性良好的管子如铜管。的管子如铜管。此种接头的工此种接头的工作压力不高于作压力不高于8MPa。图图4.10
40、(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,
41、这样可防止冷却器承受高压且冷却效果也较好。液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 压力控制阀简称压力阀。压力控制阀简称压力阀。压力阀包括：压力阀包括：（1）用来控制液压系统压力的阀类。）用来控制液压系统压力的阀类。（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的阀类。作的阀类。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
42、的液压阀称原理设计而成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：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）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。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）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。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
43、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、测压面等三个部分构成。锥阀式溢流口锥阀式溢流口，端面测压，端面测压 锥阀式溢流口，锥面测压锥阀式溢流口，锥面测压 直动式溢流阀是作用在阀直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的溢流阀。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
44、力平衡，不适于在高压、大流量下工作。锥阀芯锥阀芯与面测压与面测压 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)()(000常数指指AKxAxxKpKxApFFL比较：比较：测压面测压面测压孔测压孔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：由主阀芯负责控制系统的由主阀芯负责控制系统的压力，先导级负责向主阀提供指令力压力，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）三节同芯先导型溢芯先导型溢流阀流阀 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
45、处同芯出油口出油口P2进油口进油口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测压面主级指令主级指令阀阀口口黑三角代表黑三角代表先导型液压控制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测压面主级指令主级指令ssApFF2指导导阀阀比比较较1122ApApF主主阀比较主阀比较：半桥式先导控制部分)(0122111222221122近似恒定时且当常数若先导级趋于主主AAppApApApFpApApF)(02022近
46、似恒定时当指指趋于指指SSSSSAFpKxFApFFApFF 图图6.11 二节同芯先导式溢流阀二节同芯先导式溢流阀（2 2）二节同芯先导型溢流阀）二节同芯先导型溢流阀 阀口处同芯阀口处同芯导向处同芯导向处同芯正向导通时，阀的阻力损失要小。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。此时，从P口进来的压力油经P、B 到其它元件。14(b)带卸荷阀的液控单向阀(外泄式)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。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。二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种：通
47、或断。此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速。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。11(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。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。此时，从P口进来的压力油经P、B 到其它元件。本整型指交流本机整流型。图4.8 调速阀工作原理17(b)则为弹簧自动复位式三位四通
48、手动换向阀。一般对过滤器的基本要求是：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主级测压面主级测压面主级指令主级指令ssApFF2指导导阀阀比比较较1122ApApF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主级测压面导阀芯导阀芯阀阀口口固定节流孔固定节流孔图图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
49、级压力控制或卸荷。电磁阀电磁阀部分部分先导式溢先导式溢流阀部分流阀部分 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，
50、可构成组合节流阀。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差减压阀1和节流阀2串联而成的组合阀。
