机床液压传动的部分基础知识点

机床液压传动的部分基础知识点

一简答

1完整的液压系统由四个部分组成？

答○1能源装置-------油泵，它是把机械能转换成油液液压能的装置，并为液压系统提供压力油。

○2控制调节装置-------各种液压阀。它是对系统中由液压力，流量或流动方向进行控制和调节的装置。

○3执行装置-------油缸或油马达。它是把油液的液压能转变成机械能的装置。油缸可以输出往复直线运动或摆动的机械能，液压马达可以输出回转运动的机械能。

○4辅助装置-------油箱，油管过滤器等，除上述三部分以外的其它装置，它们对保证液压系统的正常工作也有重要作用。

5工作介质：传递能量的流体，如液压油。

特点：优点：1液压传动是油管连接，可以方便灵活的布置传动机构。2液压传动装置质量轻，结构紧凑惯性小。3液压传动可在大范围内实现无级调速。

4传递运动均匀平稳，伏在变化时速度较稳定。

5液压装置易于实现过载保护，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。6液压传动易于实现自动化，特别是液压控制和电气控制结合使用，能容易的实现复杂的自动工作循环，且可实现遥控。

7液压元件以实现了标准化，系列化和通用化，便于设计，制造和推广使用。缺点：1液压系统泄漏，影响运动平稳性和正确性。

2液压传动对油温变化较敏感，所以不宜在温度变化较大的环境下工作。3为了减少泄露及满足某些性能上的要求，对制造精度和加工工艺要求较高。4液压传动要求有单独的能源，不想电源那样使用方便。5液压系统发生故障不一检查和排除。

2液压系统

概念：是由油泵、控制阀、执行元件、油箱和油管等元件组合起来的能够完成一定功能的系统。基本回路有液压元件组成能完成某种特定功能阿德典型油路。液压系统的基本回路有压力控制回路速度控制多岗配合工作

工作原理：1液压传动是以液体作为工作介质，并以其压力能来传递能量的。2液压传动具有两个明显特性

○1力的传递依靠液体的压力来实现

○2运动速度的传递依靠液体“容积变化相等“的原则进行。液压泵通过密封容积的变化来吸压油3叶片泵的优缺点？

答：叶片泵具有运转平稳、噪音小、流量均匀性好、容积效率高等优点，其缺点是用油调节苛刻，工作转数必须在（600~201*）转每分钟之间，结构复杂。4单作用叶片泵的工作原理？答：。组成：1定子2叶片3端盖定子具有圆柱形内表面，定子和转子

该叶片泵由转子、定子、叶片和端盖、配流盘等组成。定子和转子间有偏心距e，叶片装转子槽内，可以滑动自如。当主动轴带动转子逆时针转动时，叶片在离心力的作用下紧贴定子的内表面，并且在转子的叶片槽内做往复运动。这样，在定子、转子、叶片和端盖之间，就形成若干个密封容积。右边叶片逐渐伸出，密封容积逐渐增大形成局部真空而吸油；
同时，左边叶片逐渐被定子内表面压进定子槽内，密封容积逐渐减小而形成压油。在吸油腔和压油腔之间有上下两段封油区将吸油腔和压油腔隔开。5双作用叶片的工作原理？

答：双作用叶片泵：组成：1转子2叶片3配有盘转子和钉子中心重合，定子内表面近似为椭圆柱形

这种泵也由转子、定子、叶片和端盖等零件组成，但是转子中心与定子中心重合，定子内表面是由半径为R的两段圆弧AB和A’B’，半径为r的两段圆弧CD和C’D’以及他们之间的4段过度曲线所组成。两段侧盖上分别开有2个吸油窗口，2个压油窗口，并且对称布置。

6液压缸的种类及特点？

答：○1按作用方式可分为单作用式和双作用式，特点：单作用式液压缸只能使活塞做单方向运动，双作用式液压缸俩个方向的运动都由压力油的控制来实现。○2按运动方式可分为直线往复运动式和回转往复摆动式，1活塞缸：根据使用要求不同分为双杆式和单杆式。

2柱塞刚：只能实现一个方向运动，反向运动要靠外力。柱塞和缸筒不接触，缸筒内壁不需精加工，适用于行程较长的场合。

3增压液压缸：它利用活塞和柱塞有效面积的不同，使液压系统中的局部区域获得高压。它有单作用和双作用两种形式，单作用增压缸在柱塞运动到终点时，不能锁骨处高压液体，为了克服这一缺点，可采用双作用增压缸。由两个高压端连续向系统供油。

4伸缩缸：由两个或多个活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级活塞缸的缸筒。伸出时刻获得很长的工作行程，缩回时刻保持很小的结构尺寸。伸缩缸分为但作用式和双作用式，前者靠外力回程，后者靠液压回程。伸缩缸的外伸缩动作式逐级进行的。随着工作级数的变大，外伸缩缸筒直径越来越小，工作油液压力随之升高，工作速度变快。5齿轮缸：它由两个柱塞缸和一套齿条传动装置组成，柱塞的移动经齿轮齿条传动装置变成齿轮的传动，用于实现工作部件的往复摆动或间歇进给运动。7齿轮泵的结构和工作原理？

答：液压泵是一种将机械能转换为压力能的能量转换装置。组成：1轴承外环2堵头3滚子4后泵盖5建6齿轮7泵体8前泵盖9螺钉10压环11密封环12主动轴14泄油孔15从动轴16密封槽17定位销结构：在结构上分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。齿轮泵的基本工作原理：是依靠密封容积的变化来实现泵油过程的，当密封溶剂扩大时，进行吸油；
当密封容积缩小时，进行排油。

齿轮泵的优缺点？

1结构简单紧凑允许转速高2重量轻可制成多联3成本低4工作可靠维修方便5对污染不明感6流量波动大噪音大排量不可变齿轮泵外啮合问题

1泄漏1啮合线间隙（齿向误差造成）2齿顶与泵体内控的间隙（0.1mm）3齿轮两侧端面与两侧改版的间隙

消除泄露的方法：轴向间隙补偿：引入高压油轴套上，压紧轴套，在低压侧装有泄压片。2径向力平衡原因：吸油腔压油压力不等（靠近吸油腔p小靠近压油腔p大）危害：轴弯曲影响轴承寿命，限制工作压力提升

措施：缩小压油孔增大径向间隙，增加平衡油路，采用开压力平衡槽或缩小压油腔，来减小液压力对齿顶部分的作用面积

3困油现象：封闭腔容积减小阶段压力增大，封闭腔容积增大阶段压力减小。危害：压力增大径向力增大轴变形，压力减小产生气穴，振动和噪音。减小方法：在泵体两侧盖板上开卸荷槽。

8液压阀的工作原理？

答：1一个完整的液压控制系统，除了有油泵和执行元件外，还必须要有各种控制元件对油液的压力，流量和流动方向进行控制，这些控制元件，统称液压控制阀。

依靠阀芯的位移来改变阀口的通断关系，或改变阀口通流截面积，来对系统中油液的压力、流量、流动方向进行调节与控制。9液压缸的分类？

答：按作用分○1压力控制阀○2方向控制阀○3流量控制阀○4组合阀按安装连接方式：螺纹连接、板式连接、法兰连接和插入式连接

压力等级分类○1中低压系○2中高压系○3高压系列○4超高压系列10溢流阀分类：分为直动式和先导式；

作用：在不断的溢流过程中保持系统压力基本不变。1限定系统中最高压力2维持系统中压力为一定值3远程调压4卸荷阀使用

应用：溢流阀可做溢流、安全和卸载阀等使用。

特点1进口控制阀芯动作保持进口压力恒定2出口油接油箱，无外泄口3不工作时阀口常闭

11换向阀的滑阀机能？

答：○1保压问题（O、Y、P）○2卸荷问题（H、M、K）○3启动平稳问题（O、M,P）

○4换向平稳性和换向精度问题（O、M）

○5液压缸和液压马达的停止和浮动问题（H、Y）O型各有口全部关闭，系统保持压力，油缸封闭H型各有口全部连通，油泵卸荷，油缸两腔连通M型PO联通油泵卸荷，油箱AB两油口都封闭

12节流阀：由阀体、阀芯、调节螺栓、等零件组成，基本原理是一个可变液阻。注意：使用节流阀会产生多余的流量，通过连接一个溢流阀把多余的流量给油箱节流口分类：可以分为薄壁小孔、细长孔、节流口13油箱的作用？

答：储油、散热和分离油中的杂质和空气。可分为开式和分压式。14设计注意事项：○1油箱的容积容积V=泵Q的2-5倍固定机械液压系统中容积可选大的行走机械液压系统保证储存全部用油情况下取较小的容积○7盖上有开口应设置液面监视孔

○4油箱内吸油管和回油管应插入最低油面以下防止产生气泡

○5吸油管与回油管的距离应尽量远，增加散热，使油中的气泡和杂质有较多的时间浮升和沉淀，吸油管和回油管口应切成45度斜角，增大截面，回油管斜口应面向箱壁，利于散热○6油箱底面应做成适当的斜度，并在最低处设置放油口，以利于清洗时放油和放沉淀物○8应设有加热和冷却装置○2油箱的外形尺寸外形长方形或正方形

○3油箱应设有通气孔，保证油箱液面与大气相通，孔上要有过滤装置保证空气畅通，又要防止大气杂质进入油箱，

二名词解释

泵的确定其容积效率随泄漏量变化泵的最高转速是保证岂不产生吸空的转速所谓变量泵是是指泵的排量可变

泵的额定流量是泵在额定转速和额定压力下输出地流量

液压泵：把驱动电机的机械能转换成输送到系统中的油液的压力能，是能源装置。液压马达：把输送来的油液的压力能转换成机械能，使机床上的工作部件运动，是执行装置。额定压力：保证油泵长时间正常工作的压力。最大压力：保证油泵短时间超负载的极限压力。

理论流量：不考虑泄露的情况下，单位时间内输出的油液体积。实际流量：在额定转速和额定压力下液压泵输出的实际流量值。液压泵的排量:主动轴转一周所排液体的体积。

负载特性曲线：在一定转速下，容积效率和总效率随油压而变化的关系曲线。转速特性曲线：在一定压力下，容积效率随转速而变化的关系曲线。滑阀机能：阀芯在中立状态阀内油路的通断状态

滤油器上安装位置：1液压泵吸油管路上2液压泵压油管路上蓄能器作用：蓄存压力油缓和冲击

直动式溢流阀阀阻尼孔作用减小阀芯振动

别堵塞或弹簧腔和回油腔连通出现现象阀芯不动填空：

1.1904年德国工程师布朗特提了边界层理论

2.按力的做用方式可分为质量力和表面力3.一标准大气压等于101325pa4.一工程大气压等于98kpa5压力表测相对压强

6.描述流体运动形态和方式有两种不同的基准方法拉格朗日和欧拉法7.雷诺数表示惯性力和粘性力的比

8.影响阻力系数λ是雷诺数RE和相对粗糙度Δ/d

圆管中轴心处切应力为0边界处速度为0什么是平均速度的2倍名词解释：

1理想流体：粘度为零的流体称为理想流体。

2不可压缩流体：密度为常数或不变的流体称为不可压缩流体。3绝对压强：以绝对真空为基准算起的压强称为绝对压强。4相对压强：大气压强为基准算起的压强称为相对压强。5真空度：绝对压强不足一个大气压强的不足部分。

6流体的恒定流和非恒定流：流场中个空间点上的任意流动要素都不随时间变化，则称流动为恒定流，反之称为非恒定流。

7迹线：在某一段时间间隔内流体质点所走过轨迹称为迹线。8流线：在某一时刻速度方向和切线方向相重合称为流线。9过流断面：始终与流线垂直的面。10湿周：过流断面的周长.

11水力半径:过流断面的面积与湿周之比。

12均匀流和和非均匀流：流线为直线且相互平行的流动称为均匀流，否则称为非均匀流。简答

1：总刘伯努力方程的使用条件？

答：1流体是不可压缩的。2流动是恒定的。3作用与流体的质量立只有重力4所取过流断面1-12-2都在渐变流区域，但两断面之间不必都是渐变流动。5所取两过流断面间没有流量汇入或流量分出，亦没有流量输入或输出。2雷诺数为什么能判别流态那？

答：因为re数反映了惯性力与粘性力作用的对比关系re较小反省了粘性作用力大对流体质点运动起着约束作用因此当re小到一定程度时质点呈现有秩序的线状运动互不混掺也即呈层流形态。当流动的re数逐渐加大时，说明惯性力增大，粘性力控制作用随之减小当这种作用减弱到一定程度时层流失去了稳定。又由于各种外界原因无边界的高低不平等原因流体质点离开了线状运动此时粘性力不再能控制这种扰动。而惯性作用则将微小扰动不断发展扩大，从而形成了稳流流态。Re=vd/γ与201*比

扩展阅读：液压传动知识入门

第一节液压传动的基本原理和系统组成

基本原理

液压传动是利用封闭系统中的压力液体实现能量转换、传递运动和力的一种传动形式，如图4-1所示。它是以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压马达或液压缸中将液压能又转换为机械能，来传递动力的传动方式。

系统组成

一个完整的液压传动系统应包括以下五个基本组成部分：(1)动力组件即液压泵，它的作用是将原动机输入的机械能转换为工作液体的液压能。

(2)执行组件即液压马达或液压缸，它的作用是将液压泵提供的液压能转换为机械能，并驱动负载做功。

(3)控制组件控制组件包括各种液压控制阀，用来控制液压系统的压力、流量和液流方向。

(4)辅助组件包括油箱、管道、滤油器、蓄能器、冷却器、加热器以及监测仪表等。

(5)工作液体即液压油，是液压系统中传递运动和力的介质，以及液压能的载体。

第二节液压组件的参数及计算

液压泵的参数及计算1压力

(1)额定压力pr在正常工作条件下，液压泵连续运转的最高压力称为额定压力。

(2)最高压力pH超过额定压力时，允许液压泵短暂运转的最高压力，称为最高压力。

(3)实际工作压力p液压泵工作时的实际压力，称为实际工作压力，其压力取决于实际负载的大小。2排量和流量

(1)排量qp液压泵每转一转的密封容积最大变化量，称为排量。排量决定于泵的几何尺寸，所以也称为容积常数。变量泵的排量可以改变。

(2)理论流量Qt不考虑泄漏时，液压泵单位时间内输出的油液体积称为理论流量。如果液压泵的主轴转速为n(r/min),排量为qp（cm3）,则理论流量为

(3)泄漏流量ΔQ泄漏流量与工作压力、组件运动副的间隙及油液黏度有关，也称为容积损失。

(4)实际流量Q液压泵单位时间实际输出的油液体积称为实际流量。

3容积效率

液压泵的容积效率ηpv为实际流量与理论流量之比，即

液压泵的容积效率根据泵的结构不同，一般为0.7～0.9。4功率和总效率

(1)理论功率Pt不考虑容积损失和压力损失时，液压泵所具有的液压功率，称为理论功率Pt，单位为kW。

(2)输出功率Po液压泵实际输出的液压功率称为输出功率。单位kW。

液压泵的液压效率ηpp一般都在0.99以上，液压损失可以忽略不计，于是

(3)输入功率Pi原动机作用在液压泵主轴上的机械功率，称为输入功率Pi。

(4)机械效率ηpm液压泵的理论功率Pt与输入功率Pi之比，

称为机械效率ηpm,即

(5)总效率ηp液压泵的总效率ηp为输出功率Po与输入功率Pi之比，即

液压马达的参数及计算1排量qm

液压马达的排量qm与液压泵相同。2流量和容积效率

(1)理论流量Qt不考虑容积损失时，液压马达所需的流量称为理论流量Qt。

(2)实际输入流量Q液压系统向液压马达供给的流量，称为实际输入流量。由于存在泄漏，显然实际输入流量应大于理论流量，即

(3)容积效率ηmv液压马达的容积效率ηmv为理论流量Qt与实际输入流量Q之比，即

3转速n

液压马达的转速n取决于流量。即

当n已确定时，液压马达的实际输入流量为

4扭矩和机械效率

(1)输出扭矩M液压马达输出轴上实际传递的最大扭矩，称为额定扭矩。

(2)额定扭矩Mr在额定压力下，液压马达输出轴上传递的最大扭矩，称为额定扭矩。

(3)理论扭矩Mt不考虑机械损失时，液压马达能够传递的扭矩，称为理论扭矩。

(4)机械效率ηmm液压马达的输出扭矩M与理论扭矩Mt之比称为机械效率。

(5)功率和总效率。

①理论功率Pt：不考虑机械损失时，液压马达所具有的液压功率称为理论功率。即

②输出功率Po：液压马达输出轴上实际传递的机械功率，称为输出功率。即

③输入功率Pi：液压马达从系统中取得的液压功率，称为输入功率。即

④总效率ηm:液压马达的总效率为输出功率与输入功率之比。

液压缸的参数及计算

1负载力、牵引力和机械效率

(1)负载力R负载力包括工作机构对液压缸产生的作用力，工作机构的摩擦阻力和惯性力。

(2)牵引力F牵引力为液压缸活塞有效工作面积A上的液压力。即

(3)机械效率ηcm由于液压缸密封组件有摩擦阻力，所以牵引力应大于负载力，负载力与牵引力之比，称为机械效率。即

2运动速度

3功率和总效率

液压系统的参数

（1）系统工作压力pl液压系统的实际压力。

（2）系统流量Ql液压系统单位时间内实际传输的油液体积。

（3）管路效率ηl

4液压系统的总效率ηs

第三节液压油的物理性质及选择

液压油的主要物理性质为黏性和压缩性。黏性和黏度

油液流动时，内部产生摩擦力的性质称为黏性。黏性大的油液流动性差，阻力大。黏性小的油液流动性好，阻力小。因此油液的黏性对液压系统的工作性能有直接影响。油液只有在流动时才显示黏性，静止的油液不呈现黏性。黏性大小用黏度来衡量。

1动力黏度

动力黏度μ又称绝对黏度，是用液体流动时所产生的内摩擦力的大小来表示的黏度。动力黏度的单位为Pas。2运动黏度

运动黏度ν是动力黏度μ与密度ρ之比。运动黏度没有明确的物理意义，只是由于在理论分析中常常出现以μ/ρ表示的黏度，因此引入ν来代替μ/ρ，法定计量单位为m2/s，它与厘米克秒制单位(工程单位制)St和cSt之间的关系是

动力黏度μ和运动黏度ν都直接表示油液的内摩擦力大小，叫做绝对黏度。3相对黏度

相对黏度是以相对于水的黏性大小表示油液的黏度。我国采用恩氏黏度，用恩氏黏度计测定。表示方法为°Et。例如，8°Et，即相对黏度为恩氏8度。黏度和温度的关系

油液的黏度随温度的升高而减小，该特性称为黏温特性。不同的油液有不同的黏温特性，由于油液温度的变化直接影响液压系统的泄漏、流速、压力损失和效率，所以，选用液压油时要特别注意黏温特性。黏温特性可用黏温曲线或黏温指数表示，常用液压油的黏温曲线可查相关手册。黏温曲线平缓的液压油，黏度随温度变化的程度较小，黏温特性好。

黏度指数Ⅵ是液压油黏度随温度变化的程度与标准液体黏度变化程度的比值，Ⅵ值越大，黏温特性越好。可压缩性和体积弹性模量

液压油受压力作用时体积发生变化的性质叫可压缩性。由于可压缩性很小，在压力较低时可以略而不计，但是在压力较高、体积较大或进行动态分析时，就必须考虑这一性质。液体的相对压缩量与压力增量成正比。压力变化不大时，液压油体积变化很小。所以压力p＜18MPa时，可以忽略压缩性。液压油的体积弹性模量比钢的弹性模量小得多。当液压油中混有空气时，压缩量将显著增加，体积弹性模量将显著降低，所以液压系统中应尽量防止空气混入。液压油的选择

选择液压油时要注意以下原则和要求。（1）黏度适当、黏温特性好、黏度指数高。（2）润滑性能好（油膜强度高），抗磨性好。（3）化学稳定性好，不易分解、变质和对金属无腐蚀性。（4）清洁、无固体杂质，对人体无害。

第四节液压泵的工作原理和基本结构

齿轮泵

齿轮泵的基本结构如图4-2所示，由两个参数相同的渐开线齿轮、传动轴、泵体、端盖等组成。

齿轮的两侧分成两个互相隔离的密封容积A和B。齿轮泵工作时，齿轮按箭头方向旋转。两齿轮的轮齿从一侧进入啮合，从另一侧退出啮合。于是容积A逐渐增大形成局部真空，从油箱吸入油液。随着齿轮旋转，油液在齿谷内被带到容积B中。而容积B逐渐减小，将油液排出。当齿轮连续旋转时，容积A和B就连续不断地吸油和排油。A腔为吸油腔，B腔为排油腔。这就是齿轮泵的工作原理。为了能够连续供油，并使运转平稳，齿轮的重叠系数通常取ε＞1。齿轮泵工作时，轮齿啮合点的齿面接触线始终将吸油腔和排油腔隔离开，并且互相密封。因此，齿轮泵不需要设置配流机构，结构比其他容积式泵简单。

二、柱塞泵

柱塞泵是靠柱在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵，如图4-3所示。柱塞每往复移动一次，就使柱塞腔的容积增减一次。柱塞向右运动时，柱塞腔的容积由小变大，产生真空，进行吸液；
当柱塞向左运动时，柱塞腔的容积由大变小，把吸进来的油液排出去。为了保证油液的流向，在柱塞腔装有两个方向相反的单向阀，一个为吸液阀4，一个为排液阀5。

叶片泵

如图4-4所示，叶片泵由转子1、定子2、叶片3和配流盘等组成。叶片装在转子槽中，并可在槽内滑动。定子为圆柱形内孔，定子和转子间有偏心距e。配流盘位于转子和定子的端部，开有吸油窗口和排油窗口。

转子由原动机带动旋转时，叶片在

离心力作用下从槽中滑出，外端紧贴于定子内臂。这样就在定子、转子、叶片、配流盘和端盖之间形成若干个密封的工作容积。当转子按图标方向旋转时，下部的密封容积逐渐增大，从吸油窗口吸入油液。该密封容积随着转子转到上部时，容积逐渐变小，于是将其中的油液压出，并从排油窗口排出。在吸油腔和排油腔之间，有一段过渡的封油区把两腔互相隔开。转子旋转一周，每个工作容积各完成一次吸油和排油过程，所以称为单作用叶片泵。单作用叶片泵由于排油腔单向压力作用，使轴承上受到不平衡径向力，限制了油压的提高。这种泵也称为非卸荷式叶片泵。这种泵的最大优点是容易实现变量，只要改变偏心距e和偏心方向，便可改变泵的排量和吸、排油方向，成为双向变量泵。

叶片泵工作时，必须保证叶片从槽中伸出紧贴于定子内臂，使各工作容积可靠地密封。实现这一要求的方法除上述利用转子旋转时的离心力外，还可以采用其他措施，如向叶片槽底部通入压力油和弹簧力使叶片伸出。此外，叶片还可

以倾斜安装，以减小压力角，有利于叶片从槽中滑出。单作用叶片泵的叶片采用向后倾斜安装。不过，这种结构的转子旋转方向不能变换。

为了防止吸、排油腔互相串通，吸、排油腔之间的封油区所对应的圆心角应大于相邻叶片间的夹角。但是这将使各工作容积进入封油区时产生困油现象。为了消除困油现象，配流盘的吸、排油窗边上都开有三角形卸荷槽

第五节液压马达的工作原理和基本结构

轴向柱塞马达

如图4-5所示，工作液经配油盘1把处在高压腔中的柱塞2推出，压在斜盘上。斜盘给予柱塞的反作用力为N，N可分解为轴向分力Fa和径向分力Ft。Ft产生转矩，使缸体旋转带动马达轴并输出扭矩。从右图可以看出，在7个柱塞中有4个处在配油盘的进油槽上，因此，这4个柱塞同时产生转矩，马达的转矩就增大了，而且是连续不断地进行。

内曲线马达

内曲线马达是内曲线径向柱塞液压马达的简称。它由若干个装在径向的柱塞及配油轴组成。柱塞的外端通过滚轮与定子内曲线接触。当压力油对柱塞作用时，迫使柱塞端的滚轮沿定子内曲线移动，推动转子产生旋转力矩而转动。如图4-6所示，压力油进入配油盘4的中心孔后，经进油口6分别进入①、⑤柱塞孔，推动柱塞①、⑤压向内曲线a段；
与此同时，③、⑦柱塞孔与回油口5相连通。因此，柱塞②、④、⑥、⑧处于过渡状态。设曲面对柱塞①、⑤滚轮的反作用力为N，它可以分解为两个分力，一个分力P沿柱塞轴线方向与液压力的合力平衡；
另一个分力T则垂直于柱塞轴线，对转子1的旋转中心产生力矩，推动转子顺时针方向旋转。

第六节方向控制阀

方向控制阀按其在液压系统中的功用可分为单向阀和换向阀两大类。单向阀可保证油液只在一个方向通过，而不允许油液反向流动；
换向阀则用以接通、关断油路，改变油液方向。单向阀

单向阀如图4-7所示，一般由阀体、阀芯及弹簧组成。弹簧的作用是保证阀芯迅速复位。当液流正向通过单向阀时，只需克服弹簧力，一般弹簧很软，阻力很小，而液流企图反向流动时，阀芯复位并被压紧在阀座上，截断液流通道。

换向阀

换向阀的工作原理如图4-8所示，主要由阀体及阀芯等组成。阀体内加工了几条环形通道，阀芯上加工了几个台肩与之相配合，以使某些通道连通，而另一些通道被封闭。当阀芯在阀体内作轴向移动时，可改变各通道之间的连通关系，从而改变液流通过阀后的方向。

通常将阀与液压系统中油路相连通的油口数叫“通”；
为改变液流方向，阀芯相对于阀体的不同工作位置数叫“位”，常用“几位几通”说明滑阀的职能特点。图4-8(a)中为二位二通阀，图(b)为二位三通阀，图(c)为三位三通阀，图(d)为二位四通阀，图(e)为三位四通阀。在滑阀的职能符号中，方块的个数表示滑阀的“位”数；
方块的箭头表示相对应两油口连通，箭头方向为液流方向；
方块内的截断符号表示相应油口在阀内被封闭。为了叙述方便，常将阀与系统供油路连通的进油口用“P”表示，将阀与系统回油路连通的回油口用字母“T”表示，将阀与执行组件连通的工作油口用字母“A”、“B”表示。

第七节流量控制阀

控制和调节液压系统流量的组件，称为流量控制阀。常用的流量控制阀有节流阀、调速阀和分流阀等。节流阀

节流阀通常采用轴向斜槽、锥阀和圆周缝隙阀口。图4-9为采用轴向斜槽节流阀的结构。进液口的油液经三角槽式节流口从出液口流出。转动手柄时，经过推杆即可使阀芯轴向移动，从而改变节流口的通流面积，达到调节流量的目的。弹簧的作用是使阀芯始终顶住推杆。调速阀

调速阀通常是在节流阀的进液口前串联一个定差减压阀，也可称为串联压力补偿节流阀。其工作原理如图4-10所示。调速阀由节流阀芯2和减压阀阀芯1装在一个共同的阀体中组成。节流阀口的通流面积为调定值，此时只要能保证节流

阀口两边的压力差为定值，则通过节流阀的流量就可以保持稳定。溢流节流阀

溢流节流阀是由节流阀1和溢流阀2并联的组合阀，称为并联压力补偿节流阀，其工作原理如图4-11所示。溢流节流阀中的定压溢流阀与普通溢流阀不同，它不是由进液口的压力p控制溢流口的大小，而是由进液口压力和节流阀出口压力p2之差来控制的。液压泵的输出流量总是多于系统的需要量，多余的油液必须通过溢流阀返回油箱，因此，溢流阀口总是开启的。

分流阀

分流阀可将来自液压泵的油液，按一定流量比例分配给两个并联的液压缸或马达。如图4-12所示，流量为Q、压力为p的油液从进液口输入，流经两个固定节流孔a和b进入环槽g和h，最后经两个可变节流口c和d，从出液口A和B流出。阀芯可以在阀体内自由轴向移动，其上有两个轴向孔分别将e与h，g与f腔沟通。当阀芯处于平衡状态时，e腔和f腔的压力必然相等。这时通过两个固定节流孔的流量，也就是出液口的流量。

第八节压力控制阀

压力控制阀的基本作用是控制和调节液压系统中油液的压力，大致分为溢流阀、减压阀和顺序阀等三种。溢流阀

溢流阀的基本功能有两个：一是限制液压系统的最高工作压力，起安全保护作用，通常称为安全阀；
另一个是保持液压泵的输出压力基本稳定，一般为溢流阀。1安全阀

安全阀常并联在变量泵的出口处，如图4-13所示，变量泵的输出流量Q可以根据执行组件的需要进行调节，在系统中不会产生多余的油液。因此在正常工作条件下，安全阀的阀芯在调压弹簧的作用下总是关闭的。

2溢流阀

溢流阀常并联在定量泵的出口处，并经常与节流阀配合使用，如图4-14所示。在采用溢流阀保持液压泵输出压力基本稳定的系统中，通常定量泵的输出流量Q大于执行组件工作过程中所需流量的最大值。因此，在正常工作条件下，溢流阀的阀口总是开启的，让多余的油液回油箱，防止系统中压力升高。

减压阀

减压阀可将其出口压力调节到低于它的进口压力。减压阀可分为定压减压阀和定差减压阀两种类型。

1定压减压阀

定压减压阀也有直动式和先导式之分。1)直动式减压阀

直动式减压阀的工作原理如图4-15所示。工作时，压力油从进液口A进入，通过阀芯1和阀体2之间的节流口产生压力损失，经出液口C流出。由于出口压力p2低于进口压力p1，即所谓减压。同时出口压力油经孔道进入阀芯下端，对阀芯产生一个向上的液压力与其调压弹簧的作用力相平衡。

2)先导式减压阀

先导式减压阀的工作原理和结构如图4-16所示。与先导式溢流阀一样，它也由先导阀3和主阀1两部分组成，主阀弹簧4将主阀1往下压，力图使开口量加大。

2定差减压阀

定差减压阀不但出口压力低于进口压力，而且不管进口压力如何变化，总保持进出口压差为一个常数。定差减压阀作为某种液压组件的一部分，以改善其工作性能，很少单独使用。

三、顺序阀

顺序阀的主要功能是利用液压力来控制液压系统中各个执行组件动作的先后顺序。它广泛应用于机床及压力机械中。顺序阀也有直动式和先导式两类。1直动式顺序阀

如图4-17所示为直动式顺序阀的基本工作原理和装配形式。顺序阀根据其控制油液的来源，可分为内控式和外控式两种，直接利用进液口压力控制的，称为内控式顺序阀；
由独立回路控制的，则称为外控式顺序阀。不论是直动式或先导式顺序阀，均有这两种控制方式，只需稍加改装即可实现。2先导式顺序阀

如图4-18所示是先导式顺序阀的结构图，图中未表示出泄漏口位置。控制液体经主阀芯中心阻尼孔进入先导阀，调节先导阀的调节弹簧的预压量，即可改变开启主阀阀芯控制压力的数值。

第九节液压辅助件

液压系统常用的辅助组件有：油箱、冷却器、滤油器、蓄能器、密封装置、油管和管接头等。油箱

油箱的基本功能是储存液压系统中的油液，同时兼有散热、沉淀杂质和分离油液中混入的水、气等作用。油箱分为开式、闭式和充气式三种类型。

图4-19为开式油箱的典型结构，其主要部件有：箱体1，箱盖2，注油口3，空气滤清器4，隔板5、6、7，吸液管9，

油位指示器10，放油塞11和永久磁铁12等。它们的相对安装位置如图4-19所示。由于油箱中设置了一套复杂的隔板，因而具有良好的沉淀杂质，分离水、气和散热性能。

冷却器

在某些设备中不允许油箱容积太大，或者要求进一步降低油液温度，特别在闭式系统中，绝大部分油液不能直接返回油箱冷却。对于这些场合就需要采用冷却器对油液进行强制冷却，以便控制油液的温度。冷却器分为水冷式和风冷式两类。常用的水冷式冷却器如图4-20所示。滤油器

滤油器的结构形式很多，常用的有网式、线隙式、烧结式、纸质和磁性滤芯等。1网式滤油器

网式滤油器又称滤油网，其结构如图4-21所示，由一层或两层铜丝网包围在金属骨架上制成。通常用作吸液滤油

器，避免液压泵吸入较大颗粒的杂质。

线隙式滤油器如图4-22所示，利用铜丝或铝丝绕在圆形骨架上，靠金属丝之间的缝隙过滤油液。油液从孔b进入壳体1和滤芯2之间，经滤芯的缝隙进入滤芯中部，再从孔a流出。

3烧结式滤油器

图4-23为烧结式滤油器，其滤芯是由颗粒状青铜粉压制而成，利用铜颗粒之间的微孔滤去油液中的杂质。4纸质滤油器

纸质滤油器如图4-24所示，其滤芯由厚度为35mm～75mm的酚醛树脂或木桨微孔滤纸制成。为增强滤芯强度，滤芯一般分三层：外层采用粗眼钢板网2，中层为折叠式微孔滤纸3，以增大滤芯的过滤面积，里层是金属丝网4与滤纸一并折叠而成，中心装有支承弹簧5的支座。为了保证滤芯正常工作，防止因杂质堵塞或压差增大而将滤芯冲破，在滤油器上端装有发讯装置1或者设置安全阀。

图4-25为磁性滤油器，滤芯由圆筒形永久磁铁3、非磁性罩子2和若干铁环1组成，利用磁化原理来滤去油液中的铁屑杂质。蓄能器

蓄能器是一种储存压力油液的液压组件。按结构可分为重力式、活塞式和充气式三种类型。它们分别将液压能转变为重物、弹簧和气体的位能储存起来，在需要时又转变成液压能重新释放出来。1重力式蓄能器

如图4-26所示，它是利用重锤2，通过柱塞1对缸体3中的油液加载。

2活塞式蓄能器

如图4-27所示，在缸体2中装有活塞1，并用O形密封圈密封。活塞的上部为压缩气体，气体由气门3充入。活塞的下部为高压油液，油液从孔a进入。活塞随着油液压力的增减在缸体内移动，并利用气体的膨胀或压缩以平衡油液的压力。

3充气式蓄能器

如图4-28所示，在壳体2的内部装有气囊3，气囊由合成耐油橡胶制成，惰性气体从气门1充入气囊，在气囊与壳

体之间为高压油液。在壳体下部装有受弹簧力作用的提升阀，当油液全部排尽时，防止气囊膨胀到壳体之外。

油管和管接头

油管的作用是保证液压系统的油液循环和能量传输。管接头将油管与液压组件或油管之间连接起来。1油管

在矿山机械液压系统中，油管主要采用冷拔无缝钢管、耐油橡胶软管和紫铜管，有时也用一些塑料管和尼龙管。2管接头

在液压系统中，金属管之间以及金属管与液压组件之间的连接，可以采用直接焊接、法兰连接或螺纹联接。对于小直径的金属管，目前普遍采用管接头联接。橡胶软管与金属管，或者胶管与液压组件之间的连接，都采用胶管接头。

第十节液压缸

液压缸也是一种执行组件。功能与液压马达相同，也是输入的液压能转换为机械能，所以也属于能量转换装置。但是运动形式与液压马达不同。常用的液压缸有两种典型结构，一种是双作用单活塞杆液压缸，另一种是单作用柱塞式液压缸。

双作用单杆活塞式液压缸

如图4-29所示，图中11为缸筒，左端装有底盖2，右端有缸盖15，8为活塞，内装活塞杆12。活塞上端有密封装置6和7，防止油液外泄。缸筒两端设油孔A和B，连接液压油管。液压缸两端的耳环1分别用来固定或连接负载。13为导向套，用来为活塞杆导向，使活塞杆运动时保持与缸筒的同轴度。为了防止泄漏和防止外界污染物进入缸筒，导向套的内部也装有密封圈。

双作

用液压缸是利用压力油推动活塞和活塞杆实现正、反两个方向都能产生作用力的液压缸。从A孔输入压力油时，活塞杆

伸出，产生推力，使活塞杆腔的油液从B孔排回油箱；
从B孔输入压力油时，活塞杆缩回，产生拉力，使活塞杆腔的油液从A孔排回油箱。单作用柱塞式液压缸

如图4-30所示，单作用柱塞式液压缸由缸筒1、柱塞2、导向套3、密封圈4和缸盖5组成。单作用柱塞式液压缸只有一个油孔。当输入压力油时，柱塞向外伸出，产生推力。单作用柱塞不能自动返回，它只能在外力作用下返回，并将缸筒内的油液排回油箱。

第十一节液压系统基本控制回路

液压系统均由主回路和基本控制回路组成。基本控制回路是由有关液压组件组成，用以完成特定功能的典型回路。速度控制回路

1无级调速回路

无级调速回路分为节流调速和容积调速两种。

(1)节流调速系统是由定量泵、流量控制阀、溢流阀和执行组件等组成。通过流量控制阀改变输入执行组件的流量，调节执行组件的运动速度如图4-31所示。

(2)容积调速是通过改变液压泵或液压马达的排量来进行调速，如图4-32所示。

2有级调速回路1)双泵调速回路

双泵并联的两级调速回路如图4-33所示，由高压小流量泵1和低压大流量泵2组成，通常将这两个泵装在一个壳内，由同一根传动轴带动。液压缸9的活塞向左运动时为工作行程。如果将压力继电器8的动作压力调定为工作压力，则液压缸工作时压力继电器动作，使二位二通电磁阀5接油箱，三位四通电磁阀20k在右位低压大流量泵2通过溢流阀4卸载，液压缸仅由高压小流量泵1供液。液压缸活塞向右空载快速返回时，二位二通电磁阀关闭，三位四通电磁阀工作在左位

两个液压泵同时在低压下向液压缸供液，以满足其快速返回的要求。

2)有级节流调速回路

由两个节流阀和一个三位四通电磁阀组成的三级节流调速回路，通常用于机床液压传动中，电磁阀及节流阀接在液压缸的回路上，两个节流阀并联连接。3限速回路

1)单向节流阀限速回路

如图4-34所示为钻机钻臂的升降回路。换向阀在中位时，液压泵卸荷，由液控单向阀将钻臂锁紧在任何位置上。换向阀在左位时，油液经单向阀进入钻臂升降缸下腔，使钻臂升起；
换向阀在右位时，钻臂升降缸下腔的油液必须经过节流阀，节流阻力使下降速度受到一定限制。合理调节节流口的大小，可使重物在不超过额定载荷的情况下，缓慢下降。

2)单向顺序阀限速回路

如图4-35所示为液压绞车的液压系统，采用单向顺序阀限速

回路，其重物下放速度比采用单向节流阀稳定。换向阀1在中位时，液压泵3卸荷，制动阀2在弹簧力作用下制动提升卷筒4。换向阀在左位时，油液进入制动缸，制动阀松闸同时油液经单向阀进入液压马达，提升重物。

压力控制回路

压力控制回路主要是借助于各种压力控制组件控制液压系统中各回路的工作压力，以便满足各执行组件所需的力或力矩，压力控制回路包括调压、卸荷、增压、减压、制动及顺序动作等基本回路。1调压回路1)背压回路

如图4-36所示为闭式系统的调压回路。溢流阀1处于常开状态，可保持液压马达回液压力恒定。溢流阀2限制闭式系统辅助泵的压力，正常工作时呈关闭状态。溢流阀3限制主回

路高压侧压力，对系统进行高压保护，常称为安全阀。

2)限压回路

如图4-37所示为液压支架的限压回路，用安全阀限制立柱下腔的最高工作压力，从而限定液压支架的工作阻力。

3)多级调压回路

如图4-38所示为多级调压回路，溢流阀1的遥控口接入三位四通阀，并分别与远程调压阀2或3连接。实际上用调压阀2或3代替溢流阀中的先导阀。2卸荷回路1)换向阀卸荷回路

如图4-39所示为带式输送机张紧装置的液压系统。利用换向阀使液压马达正、反转，通过蜗轮传动使绳筒1转动，通过钢丝绳2带动机尾3移动，从而调节皮带4的张力。

如图4-40所示，当系统不工作时，二位二通电磁阀通电。泵的输出流量全部经二位二通阀形成的旁路直接流回油箱。3)先导式溢流阀卸荷回路

如图4-41所示是用二位二通电磁阀控制先导式溢流阀的卸荷回路，当二位二通阀处于图示位置时，系统工作，液压泵的压力由溢流阀调节。当需要液压泵卸荷时，二位二通阀电磁阀通电，溢流阀的远程控口通过二位二通阀与油箱接通，此时溢流阀的阀口全开，泵的全部流量在很低的压力下经溢流阀流回油箱，液压泵卸荷。

4)卸荷阀卸荷回路

如图4-42所示，图(a)是用通用卸荷阀卸荷，当系统达到卸荷阀的调定压力时，液压泵卸荷运转。图(b)为液压支架泵站的液压系统，采用专用卸荷阀。当系统不工作时，液压泵卸荷

运转。

3减压回路

在单泵供液的液压系统中，当某执行组件或支路所需要的压力低于溢流阀所调定的压力时，可采用减压阀组成减压回路，如图4-43所示。4增压回路

增压回路用来使液压系统的局

部回路获得很高的压力，增压后的压力可以远远大于液压泵的工作压力。如图4-44所示。

5缓冲回路

如图4-45所示，图(a)是用四个单向阀和一个安全阀连接在液压马达进出液口之间。当换向阀回到中位时，液压马达进出液口封闭，由于负载惯性，马达原来低压侧的压力剧增，安

全阀溢流，使液压马达进出液口自行循环，从而过载压力得到缓冲；
图(b)和图(c)用两个安全阀，以相反方向连接在液压马达进出液口之间，当马达的一侧过载而另一侧产生负压时，相应的安全阀立即打开形成回路，使液压马达的进出液口自行循环。这样，高压侧压力得到缓冲，低压侧可补充油液；
图(d)是用两个安全阀和两个单向阀分别为液压马达两侧缓冲和补油。

6制动回路

如图4-46所示，当机器正常运转时，来自辅助泵的低压油进入制动缸3，松开装在液压马达1轴上的摩擦制动器2，使马达高速运转。当突然停止供液时，马达在惯性作用下做继续运转，并不立即停车。由于辅助4泵也停止供液，制动器在弹簧力作用下将马达轴制动，使液压马达5迅速平稳地停止转动。

方向控制回路

在液压系统中，执行组件的启动、停止和换向，是利用控制进入执行组件液流的接通、关断或改变流向来实现的，完成这些功能的回路称为方向控制回路。常用的方向控制回路有换向回路、锁紧回路、定向回路及顺序回路等。1换向回路

换向回路的主要作用是改变执行组件的运动方向。可分为换向阀换向回路和双向变量泵换向回路。2锁紧回路

为了使执行组件能在任何位置上停止，并防止停止后在外负载影响下发生窜动，采用锁紧回路。可分为换向阀锁紧回路、液压锁锁紧回路（图4-47）及平衡阀锁紧回路。3定向回路

在液压系统中，当主回路或某些支路上液流方向发生变化

时，要保证某些管路液流方向不变，可采用定向回路。定向回路通常由四个单向阀

组成，也称为整流回路，如图4-48所示。

4顺序回路

在多液压缸的系统中，有时需要规定某些液压缸必须按指定的顺序动作，通常是利用压力控制或行程控制的方法来实现多缸顺序动作，这样的回路称为顺序回路。它分为顺序阀顺序回路（图4-49）和换向阀顺序回路（图4-50）。

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