《液壓傳動》教材

課題一液壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

一、液壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用

它是以液壓油為工作介質(zhì)，通過動力元件（液壓泵），將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤河偷膲毫δ埽?/p>

再通過控制元件，然后借助執(zhí)行元件（液壓缸和液壓馬達(dá)）將壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載實(shí)現(xiàn)直

線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。且通過對控制元件遙控操縱和對壓力流量的調(diào)節(jié)，調(diào)定執(zhí)行元件的力和速度。

1、壓力機(jī)如圖1-1（動畫）

圖1—1

2、注塑機(jī)如圖1-2（動畫）

圖1—2

3、外圓磨床：如圖1-3（動畫）

圖1—3

二、液壓傳動的概念和工作原理

1、液壓傳動的概念

液壓傳動是通過液體進(jìn)行力和位移的傳遞和控制的一種傳動方式。

2、液壓傳動的工作原理

圖1所示為液壓千斤頂?shù)膫鲃釉韴D。

泡

X

工作原理：小液壓缸與單向閥一起完成

千

/1000kg1從油箱中吸油及壓油。將杠桿的機(jī)械能

斤

預(yù)轉(zhuǎn)換為油液的壓力能輸出，稱為（手動）

X

液壓泵。大液壓缸將油液的壓力能轉(zhuǎn)換

作

原

為機(jī)械能輸出，頂起重物，稱為執(zhí)行元

州

一

件。在這里大、

圖

負(fù)載

小液壓缸組成

B

了最簡單的液壓傳動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動和動力的傳遞。

A

DW5

3、液壓傳動系統(tǒng)圖和職能符號

圖1所示的液壓系統(tǒng)中，各元件是用結(jié)構(gòu)符號表示

p

的，稱為結(jié)構(gòu)式原理圖。它直觀性強(qiáng)，容易DD1「一T理解，但圖形

復(fù)雜，繪制困難。為了簡化液壓系統(tǒng)圖，目P前國際上均用

元件的職能符號來繪制液壓系統(tǒng)圖。這些符2號只表示元件

圖2液壓系統(tǒng)工作原理

的職能及連接通路，而不表示其結(jié)構(gòu)。

圖2即為用職能符號表示的一個液壓系統(tǒng)圖。

三、液壓傳動系統(tǒng)的組成

1、動力部分

主要元件為液壓泵。它將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成油液的壓力能，為系統(tǒng)提供壓力油。

2、執(zhí)行部分

主要元件為液壓缸和液壓馬達(dá)。它將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，輸出直線往復(fù)運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。

3、控制部分

主要元件為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥?？刂坪驼{(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力、流量及液流方

向，以改變執(zhí)行元件輸出的力（轉(zhuǎn)矩）、速度（轉(zhuǎn)速）以及運(yùn)動方向。

4、輔助部分

包括油管、管接頭、油箱、濾油器、蓄能器和壓力表等。通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來，以實(shí)現(xiàn)

各種工作循環(huán)。

5、工作介質(zhì)

指液壓油。起傳遞動力或信息、潤滑、冷卻和防銹的作用。

四、液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)

液壓傳動與機(jī)械傳動、電氣傳動、氣壓傳動相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、在同等功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。如液壓馬達(dá)的重量只有同

等功率電機(jī)重量的10-20%。

2、輸出功率大，能產(chǎn)生很大的力。由于液壓元件可以在較高的壓力下工作（200-320bar）,因此

液壓傳動容易獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩。

3、能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。借助于閥或變量泵、變量馬達(dá)等可以方便地進(jìn)行無級調(diào)速。調(diào)速

比可達(dá)2000,且可以獲得較低的穩(wěn)定速度。如液壓馬達(dá)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可達(dá)lr/min；液壓傳動還可以

在運(yùn)行的過程中進(jìn)行速度調(diào)整。

4、液壓傳動慣性小，反應(yīng)快，所以易于實(shí)現(xiàn)快速起動、制動和頻繁地?fù)Q向。在往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動時換

向達(dá)每分鐘500次，往復(fù)直線運(yùn)動時換向達(dá)每分鐘1000次。

5、布局方便靈活?？呻S機(jī)器的需要，借助于油管，方便靈活地布置各種元件而不受限制。用液壓

傳動實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動比用機(jī)械傳動簡單。

6、控制調(diào)節(jié)簡單、方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動化。當(dāng)液壓控制和電氣控制或氣動控制結(jié)合使用時,

能實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的順序動作和遠(yuǎn)程控制。

7、借助于安全閥，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

8、有自潤滑作用，所以只要正確使用和維護(hù)，液壓元件使用壽命較長。

液壓傳動的缺點(diǎn)是：

1、液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比，這是由液壓油的可壓縮性和泄漏等因素所造成的。

2、液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失等），因此傳動效率低，不

適合遠(yuǎn)距離傳動。

3、液壓傳動對溫度的變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性容易受到溫度變化的影響，因此不宜在溫度

變化很大的環(huán)境中工作。

4、為了減少泄漏，液壓元件的制造精度要求較高，因此其價格較高；且對油液的污染比較敏感。

5、液壓傳動出現(xiàn)故障的原因比較復(fù)雜，而且查找困難。

五、液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢

1、高壓化、大流量化：例如超高壓液壓技術(shù)等。

2、結(jié)構(gòu)小型化、輕量化、功能復(fù)合化、集成化：如疊加式、插裝式、多功能綜合控制液壓閥、微

型液壓元件以及集動力源、控制器和執(zhí)行器于一體的多功能單元和電液集成元件的開發(fā)。

3、延長元件壽命'提高元件及系統(tǒng)的可靠性：液壓元件強(qiáng)化快速壽命試驗(yàn)方法、污染控制技術(shù)、

元件及系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)、系統(tǒng)可靠性預(yù)測技術(shù)的研究和應(yīng)用；運(yùn)用新材料（如涂層材料、陶瓷和

塑料），改進(jìn)摩擦副工作性能等。

4、降低能耗'提高效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能：節(jié)能型液壓元件的開發(fā)（如低功耗電磁閥等），系統(tǒng)設(shè)計(jì)中

應(yīng)用負(fù)載參數(shù)適應(yīng)技術(shù)、二次調(diào)節(jié)技術(shù)、微機(jī)自適應(yīng)控制技術(shù)等節(jié)能技術(shù)；研究和運(yùn)用原動機(jī)與液壓

裝置的最優(yōu)聯(lián)合調(diào)節(jié)方法，進(jìn)一步改進(jìn)密封技術(shù)與連接技術(shù)，減小泄漏損失和污染。

5、降低液壓振動和噪聲：運(yùn)用管道網(wǎng)絡(luò)動態(tài)分析及液流數(shù)值計(jì)算技術(shù)，優(yōu)化運(yùn)動、流動和結(jié)構(gòu)，

應(yīng)用隔振技術(shù)、消聲技術(shù)，減小振動和噪聲并提高元器件的綜合性能。

6、用電子技術(shù)強(qiáng)化液壓技術(shù)，提高控制系統(tǒng)性能：具有數(shù)字接口的電液元件的開發(fā)；采用現(xiàn)代控

制理論對系統(tǒng)動態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償，液壓伺服系統(tǒng)的非線性控制和智能控制，用于液壓伺服控制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

計(jì)算法及相應(yīng)硬件的實(shí)現(xiàn)，機(jī)器人伺服系統(tǒng)的解耦與特性補(bǔ)償?shù)?；元件、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造等

采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，如CAD、CAT/CAD/CAM一體化。

課題二方向控制元件及其應(yīng)用

方向控制元件的作用是控制油液的流動方向；主要應(yīng)用于方向控制回路中，方向控制回路

即是用來控制液壓系統(tǒng)各油路中液流的接通、切斷或變向，從而使各執(zhí)行元件按需要相應(yīng)地實(shí)

現(xiàn)啟動、停止或換向等一系列動作。

方向控制元件中包括單向閥和換向閥。

方向控制回路中包括一般方向控制回路和復(fù)雜方向控制回路等。

一、方向控制元件

?換向閥

換向閥的作用是用以控制執(zhí)行元件的啟動、停車以及運(yùn)動方向。

工作原理：主要是利用閥芯在閥體中的相對運(yùn)動來改變閥芯和閥體間的相對位置，使液流的通路

接通、關(guān)閉或變換流動方向，從而使執(zhí)行元件啟動、停止或改變運(yùn)動方向（圖2-1換向閥外觀）。

換向閥的油口標(biāo)記寫在閥的初始位置上：

P——壓力油口（泵口）T——油箱

A、B——使用裝置的接口

換向閥的名稱與職能符號示例如下：

例如：三位四通手動換向閥

從名稱和職能符號能夠了解以下幾點(diǎn)：

1、位數(shù)：指閥芯能夠?qū)崿F(xiàn)的工作位置數(shù)目，用粗實(shí)線的方框表

示；

2、通路數(shù)：指換向閥的主油路通路數(shù)（不含控制圖2-1換向閥外觀油路和泄油路）,

即對外接口數(shù)；

3、閥門控制方式，包括手動、機(jī)動、電磁、液動、電液動和氣動等;

4、閥門復(fù)位方式，常用的是彈簧復(fù)位；

5、閥門初始位置。

常用的液壓換向閥職能符號如下（圖2-2）：

一個閥門附帶兩個有效油口和兩個通斷位置,即稱為兩位兩通（2/2）換向閥o

一個閥門附帶三個有效油口和兩個通斷位置，即稱為兩位三通（3⑵換向閥o

一個閥門附帶四個有效油口和兩個通斷位置，即稱為兩位四通（4/2）換向閥。

一個閥門附帶四個有效油口和三個通斷位置，即稱為三位四通（4/3）換向閥o

圖2-2常用的液壓換向閥職能符號

換向閥的類型主要有座閥式、滑閥式和轉(zhuǎn)閥式三種，而滑閥式應(yīng)用最廣。

(-)滑閥式換向閥工作原理

在閥體1中沿著縱向閥孔安排有環(huán)形溝槽4(多是澆注的，又叫沉割槽)。環(huán)形溝槽分別與閥體上

的各油口(P、A、B、T)連接。

在縱向閥孔中有一活動的圓柱形閥芯2,該閥芯可以在閥體孔內(nèi)軸向滑動，形成不同的接通形式。

閥芯的形狀構(gòu)成不同的控制功能，同規(guī)格的閥體一般都是一樣的。

AB

P—IT

閥

r體

動

滑

閱

2-芯

油

主

口

3-

槽

割

沉

4

肩

臺

TAPB5-

圖2-3滑閥式換向閥工作原理

如圖2-3所示，閥芯有左、中、右三個工作位置，當(dāng)閥芯2處于圖示位置時，四個油口P、A、B、

T都關(guān)閉，互不相通；當(dāng)閥芯移向左端時，油口P與A相通，油口B與T相通；當(dāng)閥芯移向右端時,

油口P與B相通，油口A與T相通。

圓柱形的閥芯有利于將閥芯上所受的軸向和徑向力平衡，減少閥芯驅(qū)動力。

(-)典型結(jié)構(gòu)

1、手動換向閥

手動換向閥是依靠手動杠桿操縱驅(qū)動閥芯運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)換向的。按操縱閥芯換向后的定位方式有鋼

球定位式和彈簧自動復(fù)位式兩種。

⑴鋼球定位式

如圖2-4所示，其中位機(jī)能為O型。閥

芯的三個位置依靠鋼球12定位。定位套上開

有3條定位槽，槽的間距即為閥芯的行

程。當(dāng)閥芯移動到位后，定位鋼球12就卡

在相應(yīng)的定位槽中，此時即使松開手柄，

閥芯仍能保持在工作位置上。

⑵彈簧復(fù)位式

如圖2-5所示。閥芯依靠復(fù)位彈簧的作

用自動彈回到中位。與鋼球定位式相比，彈簧復(fù)位式的閥芯移動距離可以由手柄調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)各油

口的開口度。

1——閥體2——閥芯

3----前蓋4----手柄

5一一彈簧6——后蓋

圖2-5三位四通手動換向閥（彈簧自動復(fù)位式）

彈簧復(fù)位式手動換向閥適用于動作頻繁、工作持續(xù)時間短的場合，操作較安全，常應(yīng)用于工程機(jī)

械中。

2、機(jī)動換向閥

機(jī)動換向閥因常用于控制機(jī)械設(shè)備的行程，故又稱為行程閥。它借助主機(jī)運(yùn)動部件上可以調(diào)整的

凸輪或活動擋塊的驅(qū)動力，自動周期地壓下或（依靠彈簧）抬起裝在滑閥閥芯端部的滾輪，從而改變

閥芯在閥體中的相對位置，實(shí)現(xiàn)換向。

機(jī)動換向閥一般只有二位閥，閥芯都是靠彈簧自動復(fù)位。它所控制的閥可以是二通、三通、四通、

五通等。

圖2-6所示為二位三通機(jī)動換向閥。圖示位置，由彈簧5

作用，閥芯2處于上端位置，油口P、B相通，A口封閉；當(dāng)

滾輪4被壓下時，閥芯移至下端，油口P、A相通，B口封

B

閉。mmpA

3、電磁換向閥

B

（1）二位二通電磁換向閥1-----閥體

P2-----閥芯

如圖2-7所示。它有兩個工作油口,即進(jìn)油口P和出油口

5A3----前蓋

A?它有兩個工作位置：電磁鐵斷電，復(fù)4----滾輪位彈簧9將閥芯2推

65――彈簧

向左邊的初始位置和電磁鐵通電,推桿8將閥芯2推到右邊

（壓縮復(fù)位彈簧9）的換向位置。

圖示閥為常開型（H型）滑閥機(jī)

能。另外還有常閉型（0型）。

泄油口L將通過閥芯間隙泄漏

到閥芯兩端容腔中的油液排E到油箱。

推桿8上的0形圈和0形圈座7在彈簧

4的作用下將閥體的泄油腔L與干式

電磁鐵隔開，以免油液進(jìn)入電磁鐵而

出現(xiàn)外漏現(xiàn)象。8764

圖2-7二位二通電磁換向閥

（2）三位電磁換向閥（如圖2-9)

1-閥體2-閥芯3-彈簧座4,9-彈簧

5-蓋板6-擋片7-0形圈座8-推桿

工作原理同上。圖中磁體都裝配有應(yīng)急操縱裝置7以便能自外部手動操縱控制活塞。這樣，便于

檢驗(yàn)磁體的接通功能。

圖2-9三位換向閥

(4)液動換向閥

大流量液壓系統(tǒng)的換向通常采用液動換向閥，它是通過外部提供的壓力油控制閥芯換向。它的類

型可分為不帶阻尼調(diào)節(jié)器和帶阻尼調(diào)節(jié)器兩種。

①不帶阻尼調(diào)節(jié)器的液動換向閥

圖2-10是不帶阻尼調(diào)節(jié)器的三位四通液動換向閥。該閥為0型中位機(jī)能，除了四個主油口P、T、

A、B外；閥上還設(shè)有兩個控制口％和%,控制換向閥換向。

圖2-10三位四通液動閥(不帶阻尼調(diào)節(jié)器)

②帶阻尼調(diào)節(jié)器的液動換向閥

圖2-11是帶阻尼調(diào)節(jié)器的三位四通液動換向閥。該閥也為O型中位機(jī)能，主油口與控制油口與圖

2-10所示的換向閥相同。

不同處有兩點(diǎn)：一是在兩個控制口K和K2分別接有一個單向節(jié)流器，用于控制閥芯的換向速度

（回油調(diào)速控制）；另一個是在閥芯左、右兩端增設(shè)了調(diào)節(jié)螺釘2,用以調(diào)節(jié)閥芯行程以改變各主油口

的開度大小，以便控制主油路的流量。

圖2-11帶阻尼調(diào)節(jié)器的三位四通液動換向閥

（三）三位換向閥的中位機(jī)能（如表2-1）

三位閥常態(tài)位時各油口的連通方式稱為中位機(jī)能。不同機(jī)能的閥，閥體通用，僅閥芯臺肩結(jié)構(gòu)、

尺寸及內(nèi)部通孔情況有區(qū)別。

表2-1三位換向閥的中位機(jī)能

機(jī)能代號結(jié)構(gòu)原理圖中位機(jī)能符號機(jī)能特點(diǎn)和作用

各油口全封閉，缸兩腔封閉，系統(tǒng)不卸荷。

AB液壓缸充滿油，從靜止到啟動平穩(wěn)；制動

og

時運(yùn)動慣性引起液壓沖擊較大；換向位置

精度高

各油口全部連通，系統(tǒng)卸荷。缸成浮動狀

AB態(tài)。液壓缸兩腔接油箱，，從靜止到啟動

H

有沖擊；制動時油口互通，故制動較。型

平穩(wěn)；但換向位置變動大

壓力油P與缸兩腔連通，可形成差動回路,

AB回油口封閉。從靜止到啟動較平穩(wěn)；制動

P0

時缸兩腔均通壓力油，故制動平穩(wěn)；換向

位置變動比H型小，應(yīng)用廣

油泵不卸荷，缸兩腔通回油，缸成浮動狀

AB

0態(tài)。由于缸兩腔接油箱，從靜止到啟動有

沖擊，制動性能介于O型與H型之間

AB油泵卸荷，液壓缸一腔封閉一腔接回油。

兩個方向換向時性能不同

AB油泵卸荷，缸兩腔封閉。從靜止到啟動較

平穩(wěn)；制動性能與O型相同；可用于油泵

卸荷液壓缸鎖緊的液壓回路中

各油口半開啟接通,P口保持一定的壓力;

N

曲換向性能介于O型和H型之間

?單向閥

(-)普通單向閥

1、工作原理

如圖2-12a,當(dāng)A腔的壓

力油克服作用在閥芯上的B腔

油壓力以及彈簧力和摩擦阻力

時，閥芯開啟，壓力油流向B

A

腔，形成正向流動。

當(dāng)B腔的壓力油流入單向

閥時，如圖l-12b所示，閥反向關(guān)閉。

2、典型結(jié)構(gòu)

4一一擋圈5——徑向過流孔

圖2-13錐閥式直通單向閥

常用的兩種形式：直通式和直角式。

(1)直通式單向閥

這種單向閥的進(jìn)口和出口在同一軸線上。故一般為管式連接。

如圖2-13,封閉元件為錐閥芯1,并通過彈簧2被壓向閥體中的閥座3上。這種閥門的安裝長度

可任意選擇。

錐閥閥芯雖然加工要求較鋼球式嚴(yán)格，但

其導(dǎo)向性好、密封可靠，因此應(yīng)用最廣。

(2)直角式單向閥

圖2-15為直角式單向閥(閥芯3為錐閥)的

結(jié)構(gòu)，閥的液流進(jìn)、出流道成直角形式，故一般

為板式連接(閥通過螺釘固定在輔助安裝底板

閥體

上)。1——

2——閥座

直角式單向閥由于流道轉(zhuǎn)彎，所3——閥芯以其產(chǎn)生

---彈簧

的液阻大于直通式單向閥；但更換彈4簧較容易。

5---頂蓋

(3)應(yīng)用6——密封圈

①安置在液壓泵的出口處，防止系統(tǒng)中的

圖2-15直角式單向閥結(jié)構(gòu)

液壓沖擊影響泵的工作，或當(dāng)泵檢修及多泵合流系統(tǒng)停泵時油液倒灌(圖246)。

LL

圖2T6在泵出口圖2T7作背壓閥圖2-18單向節(jié)流閥

圖2-19作旁通閥

②作背壓閥，提高執(zhí)行器的運(yùn)動平穩(wěn)性（圖2-17）。

③與節(jié)流閥、順序閥、減壓閥等組合成單向節(jié)流閥、單向順序閥和單向減壓閥等（圖2-18）。

④作為濾油器的旁通閥，為限定污染而產(chǎn)生3bar的開啟壓力（圖2-19）。

⑤在油路之間起隔斷作用，防止不必要的干擾（圖2-20）。

（-）液控單向閥

1、功能與作用

液控單向閥的功能是允許油流在一個方向流動，反向流動必須通過控制才能實(shí)現(xiàn)。其主要作用如

下：

2、工作原理

液控單向閥的工作原理如圖2-21所示。與普通單向閥相比，液控單向閥增加了一個控制活塞4

及控制口Ko

當(dāng)控制口K沒有通入控制壓力油時，它的工作原理與普通單向閥完全相同，即油液從A腔流向B

腔為正向流動。

當(dāng)控制口K中通入控制壓力油時，使控制活塞頂開錐閥芯2,

實(shí)現(xiàn)油液從B腔到A腔的流動，為液控單向閥的反向開啟狀態(tài)。

液控單向閥的職能符號如圖2-22所示。

圖2-22液控單向閥職能符

圖2-21液控單向閥的工作原理

3、典型結(jié)構(gòu)

按照控制活塞泄油方式的不同,液控單向閥分為內(nèi)泄式和外泄式。按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為簡式和

復(fù)式兩類。

3普通液控單向閥

圖2-23所示為內(nèi)泄式液控單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖，其特點(diǎn)是控制活塞6的上腔與A腔直接相通，

結(jié)構(gòu)簡單、制造較方便。但是，當(dāng)A腔壓力較高時，反向開啟控制壓力較大，而受結(jié)構(gòu)限制，控制活

塞直徑不可能比閥芯2的直徑大很多，故適用于A腔無壓力或壓力較小的場合。

為了克服內(nèi)泄式液控單向閥受A腔壓力影響大的缺陷，出現(xiàn)了外泄式液控單向閥（圖2-24）。與

內(nèi)泄式液控單向閥所不同的是：其控制活塞為兩節(jié)同心配合式結(jié)構(gòu)，從而使控制活塞上腔與A腔隔開,

并增設(shè)了外泄口L（接油箱），減小了A腔壓力在控制活塞上的作用面積及其對反向開啟控制壓力的

影響，適用于A腔壓力較高的場合。

圖206和207所示的液控單向閥的安裝連接方式均為管式。

控制口K

1——閥體2一—閥芯3一—彈簧

4——上蓋5——閥座控制口K

6——控制活塞7——下蓋

圖2-23內(nèi)泄式液控單向閥圖2-24外泄式液控單向

2、有卸載閥心的液控單向閥

此種閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為帶有，圖2-25為有卸載閥芯液控單向閥（法蘭式連接）。

工作原理：主閥芯（錐閥）2下端開有一個軸向小孔和四個徑向小孔，軸向小孔由一個小的卸載

閥芯（錐閥）3封閉。當(dāng)B腔的高壓油液需反向流入A腔（一般為液壓缸保壓結(jié)束后的工況），控制

壓力油將控制活塞6向上頂起時，控制活塞首先將卸載閥芯向上頂起一較小的距離，使B腔的高壓油

瞬即通過主閥芯的徑向小孔及軸向小孔與卸載閥芯下端之間的

環(huán)形縫隙流出，B腔的油液壓力隨即降低，實(shí)現(xiàn)釋壓；然后，主

閥芯被控制活塞頂開，使反向油流順利通過。

由于卸載閥芯的控制面積較小，僅需要用較小的力就可以

頂開卸載閥芯，從而大大降低了反向開啟所需的控制壓力。其控

制壓力僅約為工作壓力的5%；而不帶卸載閥芯的液控單向閥

的控制壓力高達(dá)工作壓力的40%?50%。

所以帶卸載閥芯的液控單向閥特別適用于高壓大流量液壓

系統(tǒng)使用。

3、使用注意事項(xiàng)

①在液壓系統(tǒng)中使用液控單向閥時，應(yīng)確1——閥體2——主閥芯保其反向開啟流

3-----卸載閥芯4------彈簧

動時具有足夠的控制壓力。5——上蓋6——控制活塞

②根據(jù)液控單向閥在液壓系統(tǒng)中的位置或7一一下蓋反向出油腔后的

圖2-25帶卸載閥芯的液控

單向閥（法蘭式連接）

液流阻力（背壓）大小，合理選擇液控單向閥的結(jié)構(gòu)（簡式還是復(fù)式）及泄油方式（內(nèi)泄還是外泄），

如果選用了外泄式液控單向閥，應(yīng)注意將外泄口單獨(dú)接至油箱。

③用兩個液控單向閥或一個雙止回閥實(shí)現(xiàn)液壓缸鎖緊的液壓系統(tǒng)中，應(yīng)注意選用Y型或H型中位

機(jī)能的換向閥，以保證中位時，液控單向閥控制口的壓力能立即釋放，單向閥立即關(guān)閉，活塞停止。

但選用H型中位機(jī)能應(yīng)非常慎重，因?yàn)楫?dāng)液壓泵大流量流經(jīng)排油管時，若遇到排油管道細(xì)長或局部阻

塞或其它原因而引起的局部摩擦阻力（如裝有低壓濾油器或管接頭多等），可能使控制活塞所受的控制

壓力較高，致使液控單向閥無法關(guān)閉而使液壓缸發(fā)生誤動作。Y型中位機(jī)能就不會產(chǎn)生這種結(jié)構(gòu)。

④工作時的流量應(yīng)與閥的額定流量相匹配。

⑤安裝時，不要搞混主油口、控制油口和泄油口，并認(rèn)清主油口的正、反方向，以免影響液壓系

統(tǒng)的正常工作。

?齒輪泵

一、液壓泵概述

（-）作用

泵在液壓系統(tǒng)中的作用是：把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，向系統(tǒng)提供壓力油。。

液體自泵出口流入系統(tǒng)，經(jīng)過控制元件直到用油裝置。對液體來說，用油裝置是一個阻力，例如

有負(fù)載的沖程缸的活塞。

與阻力相適應(yīng)，在液體中產(chǎn)生壓力并一再增高，直到足以克服這一阻力為止。

液壓系統(tǒng)中的壓力并不預(yù)先由泵產(chǎn)生,而是后來開始構(gòu)成的，取決于負(fù)載阻力，隨負(fù)載變化而變

化。

（二）工作原理

液壓系統(tǒng)中使用的液壓泵都是容積式的。其

工作原理如圖41：

凸輪1旋轉(zhuǎn)時，柱塞2在凸輪1和彈簧3的作

用下左右移動。當(dāng)柱塞向右移動時，柱塞2和缸體5

組成的密封容積變大，形成真空度，油箱中的油液

在大氣壓的作用下經(jīng)單向閥7和油管吸入；當(dāng)凸

圖41液壓泵工作原理

輪推動柱塞向左運(yùn)動時，密封容積變小，已吸入的油液受到擠壓，經(jīng)單向閥6排到液壓系統(tǒng)中去。凸

輪不斷地運(yùn)動，密封容積周期性變小和增大完成排油和吸油。

由此可見，容積式泵的共同工作原理是：

1、必定有一個或若干個周期性變化的密封容積。密封容積增大時，形成一定的真空度完成吸油；

密封容積減小時，油液受到擠壓排到系統(tǒng)中去。

2、為了使密封容積增大時和吸油管相連，密封容積減小時和排油管相連，需要有相應(yīng)的配油裝置。

如上例中的單向閥6和7就起這個作用。各種結(jié)構(gòu)液壓泵的配油裝置是不同的。

3、油箱必須和大氣相通，這是液壓泵正常工作的外部條件。

（三）液壓泵的壓力分級

圖42壓力分級

（四）液壓泵的性能參數(shù)

1、壓力

液壓泵的工作壓力：是指泵工作時輸出油液的實(shí)際壓力，其大小由工作負(fù)載決定。

液壓泵的額定壓力：是泵在正常工作條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。它受泵本身

的泄漏和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度所制約。

2、排量和流量

排量：是指泵軸每轉(zhuǎn)一周由其密封容積幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出的液體體積，用V表示，常

3

用單位為cm/ro排量的大小取決于泵密封工作腔的幾何尺寸。

理論流量（qt）：是指泵在單位時間內(nèi)由密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出的液體體積，它等

于排量V和轉(zhuǎn)速n的乘積，即：qt=V?n0

實(shí)際流量（qv）:是指泵在某工作壓力下實(shí)際排出的流量。由于泵存在內(nèi)泄漏，所以泵的實(shí)際流量

小于理論流量。

在泵的正常工作條件下，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須保證的流量稱為泵的額定流量。

3、功率和效率

功率：功率是指單位時間內(nèi)所做的功，用P表示。液壓泵的輸出功率等于泵的輸出流量和工作

壓力的乘積，即：P=p,q。

效率：液壓泵在能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程中，必然存在能量損失，如泵的泄漏造成的流量損失，機(jī)械

運(yùn)動副之間的摩擦引起的機(jī)械能損失等。

二、齒輪泵

齒輪泵主要結(jié)構(gòu)形式有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種。

齒輪泵是定量泵，其職能符號為:

圖46齒輪泵職能符號

（一）外嚙合齒輪泵

1、工作原理圖45G型外嚙合齒輪泵

泵體內(nèi)有一對等模數(shù)、齒數(shù)的齒輪，當(dāng)吸油口和壓油口各用油管與油箱和系統(tǒng)接通后，由各齒間

槽、泵體內(nèi)孔以及前后端蓋形成密封工作腔。

兩齒輪的嚙合線將吸油腔和壓油腔

分開（配流裝置）。

當(dāng)齒輪按圖48所示方向旋轉(zhuǎn)時，

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左側(cè)輪齒脫開嚙合，密封容積增大，形

成真空，在大氣壓力的作用下密物球之費(fèi)大愁鎏蟋從油箱吸

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IIJ、胴聲:::?:

進(jìn)油液，并被旋轉(zhuǎn)的齒輪帶到右側(cè)。

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右側(cè)齒輪齒與齒進(jìn)入嚙合時，密

封容積減小，油液從齒間被擠xz^\赧:::礴出輸入系

統(tǒng)而壓油。：：：：：：：：：：：：：：：：：R^Q三可；w才二^：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：4

密封容積增大——吸油；

密封容積臧小——壓油。

2、徑向不平衡力

齒輪泵工作時，壓油腔的油壓高于

圖48外嚙合齒輪泵工作原理

吸油腔的油壓，因而導(dǎo)致齒輪所受的徑

向力是不平衡的。

這個徑向不平衡力把齒輪壓向一側(cè)，并作用到軸承上，使軸彎曲變形，軸承磨損加快，嚴(yán)重時齒

輪齒頂圓擦殼。

減小措施：縮小壓油口直徑，使高壓油僅作用在一個齒到兩個齒的范圍內(nèi)，這樣壓力油作用于齒

輪上的面積減小了，因而徑向力也減小了。還可以適當(dāng)增大齒頂圓與泵體內(nèi)孔的間隙（0.13-0.16mm）o

3、困油現(xiàn)象

為了保證齒輪泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，吸、壓油腔嚴(yán)格密封以及連續(xù)供油，必須使齒輪嚙合的重疊系數(shù)€>1?

同時進(jìn)入嚙合的輪齒就有兩對以上，這樣在兩對輪齒之間就形成了一個閉死容積。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動時，閉

死容積發(fā)生變化，油液無法排出，這就是困油現(xiàn)象。

圖a到b:閉死容積從大到小；圖b到c：閉死容積從小到大

圖49困油現(xiàn)象

危害：初期該閉死容積較大，然后逐漸減小，油液受到擠壓，壓力迅速上升,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出泵的輸出

很大的沖擊

起振動和噪

死容積逐漸

生振動和噪

縮小時通過

時通過左邊

的卸荷槽與吸油腔相通。

兩卸荷槽的間距必須保證在任何時候都不能使吸油腔和壓油腔相互串通。

4、齒輪泵的泄漏

齒輪泵的泄漏途徑為：齒輪端面與泵蓋間的軸向間隙，齒輪齒頂圓與泵體內(nèi)孔間的徑向間隙以及

兩個齒輪的齒面嚙合處等。因軸向間隙泄漏的途徑短而面積大，故此處的泄漏量最大（占總泄漏量的

70%-80%）o可見軸向間隙越大，泄漏量也越大，容積效率就越低。但軸向間隙過小，會造成齒輪端面

與泵蓋間的機(jī)械摩擦加大，從而降低機(jī)械效率。一般來講軸向間隙為0.01-0.04mm。

5、低壓齒輪泵的結(jié)構(gòu)

一般采用分離三片式結(jié)構(gòu)。

c

8、特點(diǎn)

?優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕；

制造方便，價格低廉，工作可靠；維護(hù)容易。

自吸能力強(qiáng)(容許的吸油真空度大)；

對油液污染不敏感。

?缺點(diǎn)徑向不平衡力使磨損嚴(yán)重，泄漏增大，壓力的提高受到限制;

密封間隙范圍大，泄漏較大，容積效率較低；

流量脈動大，因而壓力脈動和噪聲都比較大。

9、適用范圍

簡單液壓設(shè)備，低壓系統(tǒng)。

二、方向控制回路

(-)方向控制回路

在系統(tǒng)動力元件和執(zhí)行元件之間加裝換向閥，就可實(shí)現(xiàn)方向控制。

換向回路。

回路采

用三位四通

中位截止式

普通電磁換

向閥來控制

液壓缸的換

向。

電磁鐵

YH1得電時，油液壓力推動活塞向右運(yùn)動（圖14）；

電磁鐵YH2得電時，油液壓力推動活塞向左運(yùn)動（圖15）；

電磁鐵YH1、YH2都失電，即為中位，此時液壓缸

停止運(yùn)動，液壓泵輸出的油液通過油路中的溢流閥流

X回油箱（016）.

（-）鎖緊回路

液壓鎖緊可使液壓缸停留在任意位置上，且停留

后不會因外力作用而

9移動位置。

圖16換向回路-原位1、采用液控單向

閥的鎖緊回路

圖120-122所示為使用液控單向閥（雙止回閥，雙向液壓

鎖）的鎖緊回路。

當(dāng)換向閥左位工作時，壓力油經(jīng)左邊液控單向閥進(jìn)入液壓

缸左腔，同時通過控制口打開右邊液控單向閥，使液壓缸右腔

的回油可經(jīng)右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向右運(yùn)動

（圖120）o

反之，活塞向左運(yùn)動（圖121）o

在需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥的中位為

H型機(jī)能（Y型也可以），單向閥立即關(guān)閉，使活塞雙向快速鎖