第10章 液壓傳動.ppt

1、第10章 液壓傳動,液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)，并利用液體的壓力實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動或能量傳遞和控制功能，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，液壓傳動在機(jī)床、工程機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、化工機(jī)械、船舶及航空航天等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。,10.1 液壓傳動的基本知識 10.2 液壓元件 10.3 液壓基本回路及液壓系統(tǒng) 10.4 液壓傳動系統(tǒng)的拆裝與分析（一） 10.5 液壓傳動系統(tǒng)的拆裝與分析（二）,10.1.1 液壓傳動的工作原理,圖10.1是常見的液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D。它由手動柱塞泵和液壓缸以及管路、管接頭等構(gòu)成一個(gè)密封的連通器，其間充滿著油液。 關(guān)閉放油閥8，向上提起杠桿手柄1，活塞3隨之上升

2、，油腔4密封容積增大，產(chǎn)生局部真空，油箱6中的油液在大氣壓作用下，推開單向閥5中的鋼球并通過吸油管道進(jìn)入油腔4，實(shí)現(xiàn)吸油（圖10.1b）；當(dāng)杠桿手柄1下壓時(shí)，活塞3隨之下移，油腔4密封容積減小，油液受到外力擠壓產(chǎn)生壓力，單向閥5關(guān)閉，單向閥7的鋼球被頂開，油液壓入油腔10，實(shí)現(xiàn)壓油（圖10.1c）。然后推動活塞11和重物上移。反復(fù)提壓杠桿手柄1，能不斷地實(shí)現(xiàn)吸油和壓油，壓力油將不斷被壓入油腔10，使活塞和重物不斷上移，達(dá)到起重的目的。,若將放油閥8旋轉(zhuǎn)90，油腔中的油液在重物G的作用下，流回油箱，活塞11就下降并恢復(fù)到原位。 通過對液壓千斤頂工作過程的分析可知，液壓傳動的工作原理是以油液作為工

3、作介質(zhì)，依靠密封容積的變化來傳遞運(yùn)動，依靠油液內(nèi)部的壓力來傳遞動力。液壓傳動裝置實(shí)質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，即實(shí)現(xiàn)機(jī)械能液壓能機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換。,10.1.2 液壓傳動的工作原理,由上例可知，一般液壓傳動系統(tǒng)除油液外，應(yīng)由下列幾個(gè)部分組成（以圖10.1為例）。 （1）動力部分（液壓泵） 將輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，是系統(tǒng)的能源。如1、2、3、5、7組成的手動柱塞泵。 （2）執(zhí)行部分（液壓缸或液壓馬達(dá)） 將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，輸出直線運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。如11、12組成的液壓缸。 （3）控制部分（控制閥） 控制液體壓力、流量和方向。如各種壓力閥、流量閥和換向閥。 （4）輔助部分（油箱、管路等） 輸送液

4、體、儲存液體、過濾液體、密封等，以保證液壓系統(tǒng)正常工作所必需的部分。如油箱、油管、管接頭、濾油器等。,10.1.3 液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號 10.1.4 液壓傳動的特點(diǎn),圖10.2a為磨床工作臺液壓系統(tǒng)工作原理圖，稱為結(jié)構(gòu)簡圖，這種圖直觀性強(qiáng)，較易理解，但圖形復(fù)雜，難以繪制。為了簡化液壓系統(tǒng)圖的繪制，世界各國都制定了一整套液壓元件的圖形符號，我國也制定了液壓系統(tǒng)圖形符號(GB/T786.12001)。圖10.2b為用圖形符號繪制的工作原理圖，顯然圖形符號繪制方便，圖面清晰簡潔。,液壓傳動與機(jī)械傳動、電力傳動等相比具有如下特點(diǎn)。 1優(yōu)點(diǎn) (1)液壓傳動裝置的輸出力大，質(zhì)量輕，體積小。 (2)運(yùn)動

5、較平穩(wěn)，能在低速下穩(wěn)定運(yùn)動；在設(shè)備運(yùn)行過程中，能隨時(shí)進(jìn)行大范圍無級調(diào)速，調(diào)速比可達(dá)2000：l。 (3)操作方便、省力，易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱及自動控制。 (4) 可自動實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 (5)液壓元件易于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，使用壽命較長，有利于生產(chǎn)與設(shè)計(jì)。,2缺點(diǎn) (1)易泄漏，傳動效率低，傳動比不如機(jī)械傳動準(zhǔn)確。 (2)對元件的制造精度、安裝、調(diào)整和維護(hù)要求較高，成本較高。 (3)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，原因不易查明。,10.1.5 液壓油的特性及選用,液壓油是液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)，也是液壓元件的潤滑劑和冷卻劑，液壓油的性質(zhì)對液壓傳動性能有明顯地影響。因此有必要了解有關(guān)液壓油的性質(zhì)、要求和選用方法。 1

6、液壓油的性質(zhì) (1)密度 單位體積油液的質(zhì)量稱為密度，單位為 ，用表示 常用液壓油的密度為850960 。密度隨壓力的增加而提高，隨溫度的升高而減小，但變化很小，一般可以忽略不計(jì)。 (2)可壓縮性和膨脹性 隨壓力的增高液壓油體積縮小的性質(zhì)稱為可壓縮性。隨溫度的升高液壓油體積增大的性質(zhì)稱為膨脹性。在一般液壓傳動中，液壓油的可壓縮性和膨脹性值很小，可以忽略不計(jì)。 (3)粘性 是指液體在外力作用下流動時(shí)，由于液體分子間的內(nèi)聚力而產(chǎn)生阻止液體內(nèi)部相對運(yùn)動而產(chǎn)生的一種內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象叫做液體的粘性。粘性的大小用粘度來表示。粘度大，液層間內(nèi)摩擦力就大，油液就稠，流動時(shí)阻力就大，功率損失也大；反之油液就稀

7、，易泄漏。粘度隨溫度升高而下降。 2液壓油的選用 在選擇液壓油時(shí)應(yīng)根據(jù)工作要求和液壓油有關(guān)性質(zhì)，主要有以下幾個(gè)方面。 (1)粘度適當(dāng)，且粘度隨溫度的變化值要小。 (2)化學(xué)穩(wěn)定性好。在高溫、高壓等情況下使用的液壓油，能經(jīng)常保持原有化學(xué)成分。 (3)雜質(zhì)少。雜質(zhì)會堵塞元件中的縫隙、小孔，影響系統(tǒng)正常工作或降低元件的壽命。 (4)閃點(diǎn)高，凝固點(diǎn)低。閃點(diǎn)高時(shí)能滿足防火要求。凝點(diǎn)或傾點(diǎn)低時(shí)能在較低溫度下工作。,10.1.6 液壓傳動的兩個(gè)重要參數(shù),液壓傳動的兩個(gè)重要參數(shù)是壓力和流量。 1壓力 （1）壓力的概念 圖10.3所示為一密閉容器，容器內(nèi)靜止的油液受到外力和油液自重的作用。由于在液壓系統(tǒng)中，通常

8、是外力產(chǎn)生的壓力比液體自重產(chǎn)生的壓力大得多，為此可將液體自重產(chǎn)生的壓力忽略不計(jì)。靜止液體在單位面積上所受的法向力稱為靜壓力，簡稱為壓力。用公式表示為 式中:p壓力(法定計(jì)量單位為Pa，壓力值較大時(shí)用KPa或MPa)； F油液受到的外力(N)； A液體表面承壓面積(m2)。,靜壓力具有兩個(gè)特性： 油液內(nèi)任意點(diǎn)受到的各方向的靜壓力都相等； 靜壓力的方向?yàn)榇怪敝赶蚴軌罕砻妗?（2）靜壓傳遞原理（帕斯卡原理） 在密封容器內(nèi)施加于靜止液體任一點(diǎn)的壓力將以等值傳遞到液體中各點(diǎn)，這就是靜壓傳遞原理，又稱帕斯卡原理（圖10.4）。圖10.4中，設(shè)互相連通的兩缸A和B的面積分別為A1、A2，作用力為和，則容器的

9、壓力分別為 , .根據(jù)靜壓傳遞原理有 故 上式表明，只要A2Al足夠大，就可用較小的力F1產(chǎn)生很大的力F2（負(fù)載力），若A2Al為一定值，則F2越大，所需的力F1也越大，密封缸中的B壓力也越大；若F2很小，則壓力也很小，當(dāng)F2=0時(shí)，p=0。,10.1.6 液壓傳動的兩個(gè)重要參數(shù),2流量和平均流速 (1)流量 流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過管道或液壓缸某一截面的油液體積，通常用Q表示。若在時(shí)間t內(nèi)，流過管道或液壓缸的油液體積為V，則流量為 Q=V/t. (2)額定流量 額定流量指的是按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，系統(tǒng)連續(xù)工作所必須保證的流量，是液壓元件的基本參數(shù)，應(yīng)符合公稱流量系列。 (3)平均流速 平均流速是一種

10、假想的流速，即按通流截面上各點(diǎn)流速相同所計(jì)算的流量，來代替實(shí)際的流量，即v=Q/A. 由于油液之間和油液與管壁之間的摩擦力大小不同，故在油液流動時(shí)，在同一截面上各點(diǎn)的真實(shí)流速并不相同，故用平均流速作近似計(jì)算。 (4)活塞(或缸)運(yùn)動速度與流量的關(guān)系 活塞(或缸)的運(yùn)動是由于進(jìn)入的油液迫使容積增大而產(chǎn)生的，因此活塞(或缸)運(yùn)動速度與進(jìn)入油液流量有直接關(guān)系。活塞(或缸)隨油液流動而移動，因此活塞的運(yùn)動速度與油缸的液體的流速相同。活塞(或缸)運(yùn)動速度與活塞有效作用面積和流量之間的關(guān)系為：v=Q/A. (5)液流連續(xù)性原理 液體在管中作穩(wěn)定流動時(shí)，由于液體是幾乎不可壓縮的，則液體在流動過程中遵守質(zhì)量守

11、恒定律，在單位時(shí)間內(nèi)液體通過任意截面的液體質(zhì)量相等，就是說，液體流過無分支管道時(shí)在任一截面上的流量一定是相等的，這就是液流連續(xù)性原理(如圖10.5所示)。 Q1=Q2 A1v1=A2v2 式中：Al、A2截面1、截面2的面積，單位為（m2）； v1、v2液體通過截面1、截面2的流速， 單位為ms (米秒)。,10.1.6 液壓傳動的兩個(gè)重要參數(shù),3壓力損失、流量損失和功率 (1)液阻和壓力損失 油液由液壓泵輸出到進(jìn)入液壓缸，其間要經(jīng)過直管、彎管、各種閥孔等，由于油液具有粘性，油液各質(zhì)點(diǎn)之間，油液與管壁之間會產(chǎn)生摩擦、碰撞等，對液體的流動產(chǎn)生阻力，這種阻力稱為液阻。 液阻要損耗一部分能量。這種能

12、量損失主要表現(xiàn)為液流的壓力損失。壓力損失可分為沿程損失和局部損失。沿程損失是液流經(jīng)直管中的壓力損失，而局部損失是液流經(jīng)管道截面突變或管道彎曲等局部位置的壓力損失。壓力損失會造成功率浪費(fèi)，油液發(fā)熱、泄漏增加，使液壓元件受熱膨脹而“卡死”，所以必須盡量減少液阻，以減少壓力損失。 (2)泄漏和流量損失 液壓元件不可能絕對密封，總會有一定的間隙，當(dāng)間隙兩端有壓力差時(shí)，就會有油液從這些間隙流出。從液壓元件的密封間隙漏出少量油液的現(xiàn)象叫泄漏。泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏兩種（圖10.6）。,內(nèi)泄漏是液壓元件內(nèi)部高、低壓腔內(nèi)的泄漏，外泄漏是系統(tǒng)內(nèi)部油液漏到系統(tǒng)外部。 泄漏必然導(dǎo)致流量損失，使液壓泵輸出的流量不能全

13、部流入液壓缸等執(zhí)行元件，從而影響液壓元件的性能和液壓系統(tǒng)的正常工作。 (3)液壓傳動功率的計(jì)算 功率是單位時(shí)間內(nèi)所作的功，用P表示，單位為W(瓦)或kW(千瓦)。,10.1.6 液壓傳動的兩個(gè)重要參數(shù),液壓缸的輸出功率 因?yàn)楣β实扔诹退俣鹊某朔e，所以液壓缸輸出功率就等于負(fù)載阻力F和活塞(或缸)的運(yùn)動速度的乘積，即,由于 ，所以液壓缸輸出功率可寫為,式中：P缸液壓缸的輸出功率(W)； p缸液壓缸的最高工作壓力(Pa)； Q缸液壓缸的最大流量(m3/s)。 液壓泵的輸出功率,式中：P泵液壓泵的輸出功率(w)； p泵液壓泵的最高工作壓力(Pa)； Q泵液壓泵輸出的最大流量(m3/s)，對定量泵而言

14、，即為該泵的額定流量。 由于油液在管道中流動時(shí)有壓力損失和流量損失，因此液壓泵的輸出功率應(yīng)大于液壓缸的輸出功率。 驅(qū)動液壓泵的電動機(jī)功率的計(jì)算 由于存在機(jī)械摩擦、內(nèi)泄漏等因素，故電動機(jī)(原動機(jī))功率應(yīng)比液壓泵輸出功率要大，兩者之比用表示，即,式中：總液壓泵的總效率(外嚙合齒輪泵的一般取0.630.9；葉片泵的取0.750.85；柱塞泵的取0.80.9，或參照液壓泵的產(chǎn)品目錄)； P泵液壓泵的輸出功率，kW； P缸驅(qū)動液壓泵的電動機(jī)功率，kW。 驅(qū)動液壓泵的電動機(jī)功率為,10.2.1 液壓泵,液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動力元件，是液壓系統(tǒng)的重要組成部分。它能將原動機(jī)(如電動機(jī))輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能

15、的能量轉(zhuǎn)換元件。液壓泵的性能好壞直接影響到液壓系統(tǒng)的工作性能和可靠性。 1液壓泵的工作原理 圖10.7所示為單柱塞泵，它由偏心輪1、柱塞2、彈簧3、泵體4和單向閥5、6組成，柱塞2安裝在泵體4內(nèi)，柱塞在彈簧3的作用下與偏心輪1接觸。當(dāng)偏心輪1轉(zhuǎn)動時(shí)，柱塞2便在泵體內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動。柱塞2與泵體4構(gòu)成一個(gè)密封容積a。當(dāng)柱塞向下運(yùn)動時(shí)，密封油腔a的容積逐漸增大，形成局部真空，油箱7中的油液在大氣壓作用下，頂開單向閥5進(jìn)入油腔，液壓泵吸油。當(dāng)柱塞向上運(yùn)動時(shí)，密封油腔a的容積逐漸縮小，使油液受到擠壓而產(chǎn)生一定的壓力，這時(shí)單向閥5關(guān)閉，密封容積中的油液頂開單向閥6，沿油路到執(zhí)行元件，完成壓油。若偏心輪不停

16、地轉(zhuǎn)動，柱塞就不停地上、下往復(fù)運(yùn)動，泵就不斷地從油箱吸油向系統(tǒng)供油。,由上可知：液壓泵是靠密封容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，故可稱為容積泵。其工作過程就是吸油和壓油過程。 要保證液壓泵正常工作，必須滿足以下條件： 1應(yīng)具備密封工作容積，并且密封容積應(yīng)能不斷重復(fù)地由小變大，再由大變?。?2要有配油裝置，在吸油過程中必須使油箱與大氣相通，容積減小時(shí)向系統(tǒng)壓油。,10.2.1 液壓泵,2液壓泵主要類型 (1)齒輪泵 按其嚙合形式可分為外嚙合式和內(nèi)嚙合式兩種。 工作原理圖如圖10.8所示，由泵體2、一對嚙合齒輪1和5、前后兩端蓋和傳動軸6和7等組成。泵體、端蓋和齒輪的各齒間形成兩個(gè)互不相通的密封容積3

17、和4。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，K點(diǎn)右側(cè)兩輪齒脫開嚙合，使密封容積逐漸增大，形成局部真空，油箱中油液在大氣壓作用下經(jīng)油管被吸入油腔3，充滿齒間。隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，油液被帶到油腔4。由于油腔4的輪齒逐漸進(jìn)入嚙合，故密封容積不斷減小，從而使齒槽間的油液被逐漸擠出，通過壓油腔4被送入系統(tǒng)中。故3為吸油腔，4為壓油腔。當(dāng)齒輪不斷旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪泵連續(xù)不斷地重復(fù)吸油和壓油的過程，不斷向系統(tǒng)供油。,(2)葉片泵 分為單作用式和雙作用式兩種。單作用式轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周完成吸油、壓油各一次，雙作用式轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周完成吸油、壓油各兩次。 單作用式葉片泵 如圖10.9所示為單作用式葉片泵的工作原理圖。 雙作用式葉片泵 圖10.10

18、所示為雙作用式葉片泵的工作原理圖。,10.2.1 液壓泵,(3)柱塞泵 柱塞泵是靠柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，使缸體內(nèi)的密封容積變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，按柱塞排列方向不同，分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩大類。 徑向柱塞泵 由柱塞3、定子4、轉(zhuǎn)子5和配油軸6等組成。當(dāng)電動機(jī)帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)柱塞分別在缸體內(nèi)徑向往復(fù)滑動。柱塞在上半周時(shí)，從配油軸的吸油口吸油；當(dāng)柱塞在下半周時(shí)，向配油軸的壓油口壓油。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，各柱塞各吸、壓油一次。改變轉(zhuǎn)子與定子的偏心距e時(shí)，可改變泵的輸油量，因此徑向柱塞泵是一種變量泵。若改變偏心方向，就可改變吸、排油方向成為雙向變量泵。,軸向柱塞泵 由配油盤1、缸體2、柱塞3和斜

19、盤4等組成，斜盤、配油盤均與泵體相固定，柱塞裝在缸體沿圓周均布的軸向孔內(nèi)，缸體由電動機(jī)通過傳動軸帶動旋轉(zhuǎn)，柱塞在彈簧或液壓力的作用下頭部緊貼在斜盤上，柱塞孔的另一端與配油盤貼緊。當(dāng)缸體如圖方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜盤迫使柱塞在缸體軸向孔中作往復(fù)運(yùn)動，形成密封容積的變化。改變斜盤的傾角，可改變柱塞的行程，即可改變泵的輸油量，因此軸向柱塞泵為變量泵。若改變傾斜方向，能使吸、壓油方向改變，使其成為雙向變量泵。,10.2.2 液壓缸,液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，它是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。液壓缸一般用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動或擺動。 液壓缸按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞缸、柱塞缸和擺動缸三類?；钊缀椭讓?shí)現(xiàn)往復(fù)

20、直線運(yùn)動，輸出推力或拉力和直線運(yùn)動速度；擺動缸則能實(shí)現(xiàn)小于360的往復(fù)擺動，輸出角速度（轉(zhuǎn)速）和轉(zhuǎn)矩。液壓缸按油壓作用形式可分為單作用式和雙作用式液壓缸。單作用式液壓缸只有一個(gè)外接油口輸入壓力油(圖10.13a)，液壓作用力僅作單向驅(qū)動，而反行程只能在其他外力(自重、負(fù)載或彈簧力)的作用下完成，可節(jié)省動力。而雙作用式液壓缸是分別由液壓缸兩端外接油口輸入壓力油(圖10.13b、c)。,1雙出桿活塞式液壓缸 如圖10.14所示為一驅(qū)動磨床工作臺的實(shí)心雙出桿活塞式液壓缸結(jié)構(gòu)圖，它主要由壓蓋2、端蓋3、缸體4、活塞5、密封圈6、活塞桿1、7等組成。當(dāng)壓力油從油缸右腔進(jìn)入，左腔回油時(shí)推動活塞向左移動，反

21、之活塞右移。 雙出桿活塞式液壓缸的特點(diǎn)是：液壓缸兩腔中都有活塞桿伸出，且兩活塞桿直徑d相等，即活塞兩側(cè)有效面積相等，因此當(dāng)供油量相等時(shí)，活塞往復(fù)運(yùn)動速度相等，即 如供油壓力p相等，則其向左或向右兩個(gè)方向的液壓推力相等，即：,10.2.2 液壓缸,2單出桿活塞式液壓缸 如圖10.15所示為單出桿活塞式液壓缸。其特點(diǎn)是：活塞一端有活塞桿，另一端沒有，所以活塞兩端的有效工作面積、不相等。因此在供油量相同的情況下，活塞往復(fù)運(yùn)動速度不相等。,當(dāng)無桿腔進(jìn)油時(shí)， 當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)， 如供油壓力p相等時(shí)，向左和向右兩個(gè)方向的液壓推力也不相等， 即當(dāng)無桿腔進(jìn)油時(shí)， 當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)， 顯然 ， ，當(dāng) 時(shí)， 。這一特

22、點(diǎn)常被用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床快退和工進(jìn)。 當(dāng)單出桿活塞式液壓缸的兩腔同時(shí)接通壓力油而進(jìn)行工作時(shí)(圖10.15c)，由于活塞兩端有效工作面積、不相等，使作用于活塞兩端的液壓力與也不相等，產(chǎn)生推力差，在此推力差的作用下，使活塞向右移動。此時(shí)從缸右腔排出的油液也進(jìn),入到左腔，使活塞實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動，這種連接方式稱為差動連接。這種兩腔同時(shí)通壓力油，利用活塞兩側(cè)有效作用面積差進(jìn)行工作的單出桿液壓缸稱差動液壓缸。,10.2.2 液壓缸,無桿腔液壓力 有桿腔液壓力 故推力差 由上述分析可知，進(jìn)入液壓缸左腔的流量 ，除泵所供給的流量外，還有來自右腔的流量，這時(shí)活塞的移動速度可按如下方法計(jì)算：,式中：v3差動連接時(shí)，活塞的運(yùn)

23、動速度(ms)； d活塞桿直徑(m)； Q泵的輸出流量(m3/s)。 綜上分析，差動連接液壓缸的特點(diǎn)是：速度快、推力小，適用于快速進(jìn)給系統(tǒng)。 為使快速進(jìn)退速度相等，可使活塞無桿腔有效作用面積為活塞桿面積的兩倍，即： 。,故活塞的運(yùn)動速度,10.2.2 液壓缸,3液壓缸的密封、緩沖和排氣 (1)液壓缸的密封 主要指活塞與缸體、活塞桿與端蓋之間的動密封以及缸體與端蓋之間的靜密封。密封性能的好壞將直接影響其工作性能和效率。因此，要求液壓缸在一定的工作壓力下具有良好的密封性能，且密封性能應(yīng)隨工作壓力的升高而自動增強(qiáng)。此外還要求密封元件結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、摩擦力小等。常用的密封方法有間隙密封和密封圈的密封

24、。,間隙密封 它依靠運(yùn)動件之間很小的配合間隙來保證密封。這種密封方法摩擦力小，但密封性能差，要求加工精度高，只適用于低壓場合。其間隙可取0.020.05mm。 密封圈密封 是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的一種密封方法。利用密封元件彈性變形擠緊零件配合面來消除間隙的密封形式，磨損可自動補(bǔ)償。密封圈通常是用耐油橡膠、尼龍等制成，其截面通常做成O形、Y形、U形和V形等，其中O型應(yīng)用最普遍，如圖10.16所示.,10.2.2 液壓缸,(2)液壓缸的緩沖 液壓缸的緩沖結(jié)構(gòu)是為了防止活塞到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí)，由于慣性力作用與缸蓋相撞。液壓缸的緩沖都是利用油液的節(jié)流（即增大終點(diǎn)回油阻力）作用實(shí)現(xiàn)的。常用的緩沖結(jié)構(gòu)如圖10.

25、17所示，它是利用活塞上的凸臺和缸蓋上的凹槽在接近時(shí)油液經(jīng)凸臺和凹槽間的縫隙流出，增大回油阻力，產(chǎn)生制動作用，從而實(shí)現(xiàn)緩沖。,(3)液壓缸的排氣 液壓缸中如果有殘留空氣，將引起活塞運(yùn)動時(shí)的爬行和振動，產(chǎn)生噪聲和發(fā)熱，甚至使整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作，因此應(yīng)在液壓缸上增加排氣裝置。如圖10.18所示為排氣塞結(jié)構(gòu)。排氣裝置應(yīng)安裝在液壓缸的最高處。工作之前先打開排氣塞，讓活塞空行程往返移動，直至將空氣排干凈為止，然后擰緊排氣塞進(jìn)行工作。為便于排除積留在液壓缸內(nèi)的空氣，油液最好從液壓缸最高點(diǎn)引入和引出。對運(yùn)動平穩(wěn)性要求較高的液壓缸，可在兩端裝排氣塞。,10.2.3 液壓控制閥,在液壓系統(tǒng)中，為使機(jī)構(gòu)完成各種

26、動作，就必須設(shè)置各種相應(yīng)的控制元件液壓控制 閥，以用來控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中液流的方向、壓力和流量，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動和力的要 求。液壓控制閥根據(jù)其在系統(tǒng)中的用途不同，可分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥三 大類。 1方向控制閥 在液壓系統(tǒng)中，用以控制液流的方向的閥，稱為方向控制閥簡稱方向閥。按其功能不 同，可分為單向閥和換向閥兩大類。 (1)單向閥 主要作用是控制油液流動方向。按閥芯的結(jié)構(gòu)不同，可分為球閥式和錐閥式,兩種（圖10.19）。它主要由閥體、閥芯和回位彈簧等組成，工作時(shí)壓力油從進(jìn)油口P1流入，作用在閥芯上的液壓力克服彈簧力和摩擦力將閥芯頂開，于是油液從出油口P2流出。當(dāng)油液反向流

27、入時(shí)，液壓力和彈簧力將閥芯緊壓在閥座上，閥口關(guān)閉，油路不通。單向閥常安裝在泵的出口，防止系統(tǒng)的壓力沖擊影響泵的正常工作，或泵不工作時(shí)防止油液倒流回油箱。為了減小油液正向通過時(shí)的阻力損失，彈簧剛度很小。一般單向閥的開啟壓力為0.030.05Mpa；當(dāng)利用單向閥作背壓閥時(shí)，應(yīng)換上較硬的彈簧，使閥的開啟壓力達(dá)到0.20.6Mpa。,10.2.3 液壓控制閥,除了一般的單向閥外，還有液控單向閥（圖10.20），它由錐形閥閥芯和活塞組成。當(dāng)控 制油口K不通壓力油時(shí)，作用同普通單向閥，即只允許油液由P1流向P2口；當(dāng)控制油口K通壓力 油時(shí)，推動活塞1右移并通過頂桿2使單向閥閥芯3頂起，P1與P2相通，油液

28、可以在兩個(gè)方向自 由流通。當(dāng)控制油進(jìn)口的控制油路切斷后，恢復(fù)單向流動。,換向閥 換向閥是借助于閥芯與閥體之間的相對運(yùn)動來改變油液流動方向的閥類。 按閥芯相對于閥體的運(yùn)動方式不同，換向閥可分為滑閥（閥芯移動）和轉(zhuǎn)閥（閥芯轉(zhuǎn) 動）。按閥體連通的主要油路數(shù)不同，換向閥可分為二通、三通、四通等；按閥芯在閥體 內(nèi)的工作位置數(shù)不同，換向閥可分為二位、三位、四位等；按操作方式不同，換向閥可分 為手動、機(jī)動、電磁動、液動、電液動等；按閥芯的定位方式不同，換向閥可分為鋼球定 位和彈簧復(fù)位兩種。,10.2.3 液壓控制閥,滑閥式換向閥換向原理和滑閥機(jī)能。如圖10.21所示的閥芯有三個(gè)工作位置 左、中、右稱為三位）

29、，閥體上有四個(gè)通路O、A、B、P稱為四通（P為進(jìn)油口，O為 回油口，A、B為通往執(zhí)行元件兩端的油口），此閥稱為三位四通閥。當(dāng)閥芯處于中 位時(shí)（圖10.21a），各通道均堵住。油缸兩腔既不能進(jìn)油，又不能回油，此時(shí)活塞 鎖住不動。當(dāng)閥芯處于右位時(shí)(圖10.21b)，壓力油從P口流入，A口流出；回油從B 口流入，O口流回油箱。當(dāng)閥芯處于左位時(shí)（圖10.21c)，壓力油從P口流入，B口流 出；回油由A口流入，O口流回油箱。圖10.21d為三位四通閥的圖形符號。,三位換向閥的閥芯在閥體中有左、中、右三個(gè)位置，左、右兩位是使執(zhí)行元件產(chǎn)生不同的運(yùn)動方向，而在中間位置時(shí)的油口連接關(guān)系稱為滑閥機(jī)能（即中位機(jī)能）

30、，表10.3所列為常見的三位四通換向閥的滑閥機(jī)能。,10.2.3 液壓控制閥,換向閥的圖形符號 一個(gè)換向閥的完整圖形符號應(yīng)表明位置數(shù)、通數(shù)及操縱方式、復(fù)位方式和定位方式的符 號。 方框表示閥的作用位置，方框數(shù)即“位數(shù)”，換向滑閥的位數(shù)分二位和三位。在一個(gè)方框 內(nèi)，箭頭或“”于方框交點(diǎn)數(shù)為油口通路數(shù)，即“通數(shù)”，通數(shù)有二通、三通、四通、五通 等。通常在相應(yīng)位置的方框內(nèi)表示油口的數(shù)目及通道的方向，其中“”、“”表示通路，“” 和“”表示通路被閥芯堵死?；y的操縱方式有手動、機(jī)動、液動、電磁和電液動等多種型 式。 圖10.22a為二位二通常閉式行程換向閥。當(dāng)擋鐵沒有壓住滾輪時(shí)，右位接入系統(tǒng)，油腔 P

31、與A不通。當(dāng)擋鐵壓住滾輪使閥芯移動時(shí)，左位接入系統(tǒng)，油腔P和A接通。圖10.22b為三位 四通電磁換向閥。lDT通電時(shí)，左位接入系統(tǒng)，這時(shí)進(jìn)油口P和A相通，油口B和回油口O相通； 當(dāng)2DT通電時(shí)，右位接入系統(tǒng)，這時(shí)進(jìn)油口P與B相通，油口A和回油口O相通；當(dāng)1DT與2DT均斷 電時(shí)，處于中位，各油路均堵住。,2壓力控制閥 控制液壓系統(tǒng)壓力或利用壓力作為信號來控制其他元件動作的閥稱為壓力控制閥。常用的壓力閥有溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。它們的共同特點(diǎn)是：利用油液壓力和彈簧力相平衡的原理來進(jìn)行工作的。,10.2.3 液壓控制閥,(1)溢流閥 溢流閥一般安裝在泵的出口處，并聯(lián)在系統(tǒng)中使用。它

32、的作用是溢流 和穩(wěn)壓。限壓保護(hù)作用（又稱安全閥）。起背壓閥作用。如果將溢流閥安裝在液壓缸的 回油路上，可以產(chǎn)生背壓力，提高運(yùn)動的平穩(wěn)性。 溢流閥按結(jié)構(gòu)類型及工作原理可分為直動式和先導(dǎo)式兩種，下面介紹直動式溢流閥工作 原理。 圖10.23為直動式溢流閥及工作原理圖，直動式溢流閥主要由閥體、閥芯、調(diào)壓彈簧和調(diào) 壓螺釘?shù)冉M成。壓力油從進(jìn)油口P作用于閥芯底面，閥芯底部受到向上的液壓作用力F=PA（設(shè) 工作腔有效面積為A)，而彈簧力為FS。當(dāng)進(jìn)油壓力較小時(shí)，因FFS時(shí)，彈簧被壓縮，閥芯上移，閥口打 開，部分油液經(jīng)回油口O流回油箱，限制系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，使壓力保持在 。改變彈 簧壓力即可調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的大小

33、，所以溢流閥工作時(shí)閥芯隨著系統(tǒng)壓力的變動而上下移動， 從而維持系統(tǒng)壓力近于恒定。,直動式溢流閥的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)靈敏。缺點(diǎn)是工作時(shí)易產(chǎn)生振動和噪聲，而且壓力波動較大。直動式溢流閥主要用于低壓或小流量場合。,10.2.3 液壓控制閥,(2)減壓閥 減壓閥是一種利用液流流過縫隙產(chǎn)生壓降的原理，使出口油壓低于進(jìn)口油壓 的壓力控制閥，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要。減壓閥有直動式和先導(dǎo)式兩種，一般采用先導(dǎo)式。 圖10.24表示先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)圖和圖形符號，它由兩部分組成，即先導(dǎo)閥調(diào)壓，主閥 減壓。工作時(shí)液壓油從進(jìn)油口P1進(jìn)入，經(jīng)主閥縫隙h流到出油口P2，送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)。主閥芯下 端有軸向溝槽a，閥芯的中心有

34、阻尼小孔b，減壓油可經(jīng)過槽口a、阻尼孔b、油室c和孔d通到 先導(dǎo)閥的右端并給錐閥一個(gè)向左的液壓力。當(dāng)負(fù)載較小，出油口壓力小于調(diào)定壓力時(shí)不開， 主閥芯的上下兩端的油壓相等，主閥芯在平衡彈簧作用下壓至最低位置，主閥芯與閥體形成 的狹縫h最大，油液流過時(shí)壓力損失最小，這時(shí)減壓閥處于非工作狀態(tài)，位常開。當(dāng)負(fù)載較大 時(shí)，出油口壓力達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，錐閥打開控制油開始流動，主閥芯上的阻尼孔b有油液流 過，產(chǎn)生壓力降，使得主閥芯上端油壓小于下端油壓，主閥芯在壓力差的作用下克服平衡彈 簧的作用而上移，使主閥口的狹縫h減小，產(chǎn)生壓力降。此壓力降能自動調(diào)節(jié)，使出油口油壓 穩(wěn)定在調(diào)定值上，此時(shí)減壓閥處于工作狀態(tài)。當(dāng)負(fù)

35、載更大時(shí)，節(jié)流口h將更小，壓力降更大， 使出油口壓力穩(wěn)定在調(diào)定值上。,10.2.3 液壓控制閥,(3)順序閥 順序閥是用來控制液壓系統(tǒng)中兩個(gè)或兩個(gè)以上工作機(jī)構(gòu)的先后順序。順序串 聯(lián)于回路上，它是利用系統(tǒng)中的壓力變化來控制油路通斷的。順序閥分為直動式和先導(dǎo)式， 又可分為內(nèi)控式和外控式，壓力也有高低壓之分。應(yīng)用較廣的是直動式。 圖10.25是一種直動式順序閥的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)和工作原理與直動式溢流閥基本相似，不同 的是順序閥的出口不是通油箱，而是通往另一工作油路，故需要單獨(dú)的泄油口L，Pl為進(jìn)油 口，P2為出油口。當(dāng)進(jìn)口油壓低于彈簧調(diào)定值時(shí)，閥芯處于最低位置，閥口封閉，油液不能 通過順序閥；當(dāng)進(jìn)口油壓

36、高于彈簧調(diào)定值時(shí)，閥芯被向上頂起，使閥口開啟，形成通路，使 油液通過順序閥流向執(zhí)行元件。,小結(jié)：順序閥與溢流閥的區(qū)別 1. 溢流閥的出油口通往油箱，順序閥的出油口一般通往另一工作油路；順序閥的進(jìn)出油口都是有一定壓力的。 2溢流閥打開時(shí)，進(jìn)油口壓力基本上保持在調(diào)定值，出口壓力近似為零；而順序閥打開后，進(jìn)油壓力可以繼續(xù)升高。 3溢流閥的內(nèi)部泄漏可以通過出油口回油箱；而順序閥因出油口不是通往油箱的，所以要有單獨(dú)的泄油口。,10.2.3 液壓控制閥,（4）壓力繼電器 壓力繼電器是利用液壓系統(tǒng)中的壓力變化來控制電路的通斷，從而 將液壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖餍盘?，以?shí)現(xiàn)順序控制和安全保護(hù)作用。 圖10.26所示為

37、單柱塞式壓力繼電器。壓力油自油口P通入作用在柱塞的底部，當(dāng)其壓力 已達(dá)到調(diào)定值時(shí)，便克服上方彈簧阻力和柱塞摩擦力作用推動柱塞上升，通過頂桿觸動微動 開關(guān)發(fā)出電信號。限位擋塊可在壓力超載時(shí)保護(hù)微動開關(guān)。,3流量控制閥 流量控制閥是通過改變液流的通流截面來控制系統(tǒng)工作流量，以改變執(zhí)行元件運(yùn)動速度的閥，簡稱流量閥。常用的流量閥有節(jié)流閥和調(diào)速閥等。 (1)節(jié)流口 節(jié)流閥有一個(gè)節(jié)流部分稱節(jié)流口。節(jié)流口的形式很多，最常用的如圖10.26所示，圖10.26a為針閥式節(jié)流口，針閥作軸向移動，調(diào)節(jié)環(huán)形通道大小以調(diào)節(jié)流量，,10.2.3 液壓控制閥,圖10.26b是偏心式，在閥芯上開了一個(gè)截面為三角形的偏心槽，轉(zhuǎn)

38、動閥芯時(shí)，就可以調(diào)節(jié)通道的大小以調(diào)節(jié)流量。圖10.26c是軸向三角槽式可改變?nèi)菧贤ǖ澜孛娴拇笮　D10.26d為周向縫隙式，油可以通過狹縫流入閥芯內(nèi)孔，再經(jīng)左邊的孔流出，旋轉(zhuǎn)閥芯就可以改變縫隙的通流面積的大小。圖10.26e為軸向縫隙式，在套筒上開有軸向縫隙，軸向移動閥芯就可以改變縫隙通流面積的大小，以調(diào)節(jié)流量。 （2）普通節(jié)流閥 如圖10.27a所示為普通節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖，節(jié)流口形式為軸向三角槽式。壓力油從進(jìn)油口P1流入，經(jīng)孔道b和閥芯3右端的節(jié)流溝槽進(jìn)入孔道a，再從出油口P2流出。旋轉(zhuǎn)手柄1，可使推桿2沿軸向移動，推桿左移時(shí)，閥芯也左移，節(jié)流口開大，流量增大；推桿右移時(shí)，閥芯也右移，節(jié)流口

39、關(guān)小，流量減小。圖形符號如圖10.27b。 這種節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但負(fù)載和溫度的變化對流量的穩(wěn)定影響較大，因此只適用于負(fù)載和溫度變化不大或速度穩(wěn)定性要求較低的液壓系統(tǒng)。,10.2.3 液壓控制閥,(3)調(diào)速閥 調(diào)速閥的工作原理如圖10.28a所示。調(diào)速閥是由減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而組成的閥，這里采用的減壓閥稱定差減壓閥，它與節(jié)流閥串聯(lián)在油路中，可以使節(jié)流閥前后的壓力差保持恒定，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度保持穩(wěn)定。調(diào)速閥進(jìn)油壓力為p1，經(jīng)減壓閥的開口流至節(jié)流閥入口處壓力為p2。在節(jié)流閥開啟一定時(shí)，工作機(jī)構(gòu)有相應(yīng)的運(yùn)動速度。當(dāng)工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載變化時(shí)，調(diào)速閥的出口壓力隨之發(fā)生變化，但由于其中的定差減壓閥

40、的作用，使節(jié)流閥前后的壓力差(p3-p2)保持不變，從而使工作機(jī)構(gòu)的速度不受負(fù)載的變化而波動，從而保持了速度的穩(wěn)定性。當(dāng)出口壓力p3增大時(shí)，作用在減壓閥的閥芯上的液壓力F2也隨之增大，于是滑閥不再保持平衡，而是向下移動一段距離后處于平衡，這樣，減壓閥節(jié)流口增大，減壓閥的壓力降減小，使p2增大，直至(p3-p2)近于保持不變。當(dāng)出口壓力p3減小時(shí)，液壓力F2也隨之減小，于是滑閥不再保持平衡，而是向上移動一段距離后處于平衡，使減壓閥節(jié)流口減小，壓力降增大，使減小，以保證(p3-p2)近于保持不變。,10.2.4 液壓輔件,1油管和管接頭 (1)油管的作用是連接液壓元件和輸送液壓油。在液壓系統(tǒng)中常用

41、的油管有鋼管、銅管、塑料管、尼龍管和橡膠軟管，可根據(jù)具體用途進(jìn)行選擇。 鋼管（無縫鋼管），耐壓高，適用于中、高壓的液壓系統(tǒng)。 銅管（紫銅管），易彎曲成形，安裝方便，管壁光滑，摩擦阻力小。但耐壓低，價(jià)格高，抗振能力弱，易使壓力油氧化，適用于中、低壓系統(tǒng)。 尼龍管：能代替部分紫銅管，價(jià)格低，易彎曲，但壽命較短。適用于中、低壓場合。 橡膠軟管：吸振性好，能減輕沖擊，安裝方便，但壽命較短。一般用于有相對運(yùn)動件之間的連接。有高壓和低壓橡膠軟管兩種。 塑料管：價(jià)格便宜，但耐壓低，一般用作回油管或泄油管。 (2)管接頭 管接頭用于油管與油管、油管與液壓件之間的連接。管接頭按通路數(shù)可分為直通、直角、三通等形式

42、，按接頭連接方式可分為焊接式、卡套式、管端擴(kuò)口式和扣壓式等形式。按聯(lián)接油管的材質(zhì)可分為鋼管管接頭、金屬軟管管接頭和膠管管接頭等。我國已有管接頭標(biāo)準(zhǔn)，使用時(shí)可根據(jù)具體情況，選擇使用。 2油箱 油箱主要功能是儲油、散熱及分離油液中的空氣和雜質(zhì)。油箱的結(jié)構(gòu)如圖10.29所示，形狀根據(jù)主機(jī)總體布置而定。它通常用鋼板焊接而成，吸油側(cè)和回油側(cè)之間有兩個(gè)隔板7和9，將兩區(qū)分開，以改善散熱并使雜質(zhì)多沉淀在回油管一側(cè)。吸油管1和回油管4應(yīng)盡量遠(yuǎn)離，但距箱邊應(yīng)大于管徑的三倍。加油用濾網(wǎng)2設(shè)在回油管一側(cè)的上部，兼起過濾空氣的作用。蓋上面裝有通氣罩3。為便于放油，油箱底面有適當(dāng)?shù)男倍?，并設(shè)有放油塞8，油箱側(cè)面設(shè)有油標(biāo)

43、6，以觀察油面高度。當(dāng)需要徹底清洗油箱時(shí)，可將箱蓋5卸開。,10.2.4 液壓輔件,油箱容積主要根據(jù)散熱要求來確定，同時(shí)還必須考慮機(jī)械在停止工作時(shí)系統(tǒng)油液在自重作用下能全部返回油箱。,3濾油器 濾油器的作用是分離油中的雜質(zhì)，使系統(tǒng)中的液壓油經(jīng)常保持清潔，以提高系統(tǒng)工作的可靠性和液壓元件的壽命。液壓系統(tǒng)中的所有故障80%左右是因污染的油液引起的，因此液壓系統(tǒng)所用的油液必須經(jīng)過過濾，并在使用過程中要保持油液清潔。油液的過濾一般都先經(jīng)過沉淀，然后經(jīng)濾油器過濾。 濾油器按過濾情況可分為粗濾油器、普通濾油器、精濾油器和特精濾油器。按結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)式、線隙式、燒結(jié)式、紙芯式和磁性濾油器等形式。濾油器可以安裝

44、在液壓泵的吸油口、出油口以及重要元件的前面。通常情況下，泵的吸油口裝粗濾油器，泵的出油口和重要元件前裝精濾油器。,10.2.4 液壓輔件,濾油器的基本要求是過濾精度（濾油器濾芯濾去雜質(zhì)的粒度大?。M足設(shè)計(jì)要求；過濾能力（即一定壓降下允許通過濾油器的最大流量）滿足設(shè)計(jì)要求；濾油器有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不會因液壓力作用而破壞；濾芯抗腐蝕能力強(qiáng)，并能在一定的溫度范圍內(nèi)持久工作。濾芯要便于清洗和更換，便于裝拆和維護(hù)。 4蓄能器 蓄能器是一種能夠蓄存液體壓力能并在需要時(shí)把它釋放出來的能量儲存裝置。蓄能器種類較多，常用的是充氣式蓄能器。,氣囊式蓄能器的結(jié)構(gòu)如圖10.31所示。它主要有充氣閥1、殼體3、氣囊2和

45、提升閥4所組成。氣囊用耐油橡膠制成，并與充氣閥座壓制在一起，固定在殼體3的上半部。充氣閥僅在蓄能器工作前對其充氣用，蓄能器工作后始終關(guān)閉。一般氣囊的充氣壓力可為系統(tǒng)油液最低工作壓力的60%70%。氣囊外部為壓力油，氣囊內(nèi)部的氣體體積隨蓄能器內(nèi)油壓力的降低而膨脹，并將油液排出。提升閥4的作用是防止油液全部排出時(shí)氣囊膨出容器之外。 充氣式蓄能器的優(yōu)點(diǎn)是：氣囊慣性小，反應(yīng)靈敏，尺寸小，容易維護(hù)，易于安裝。缺點(diǎn)是：膠囊和殼體制造困難，容量較小。,10.2.4 液壓基本回路的工作原理,液壓基本回路是用液壓元件組成以液體為工作介質(zhì)并能完成特定功能的典型回路。按功能可分為方向控制回路、壓力控制回路、速度控制

46、回路和順序動作回路。 1方向控制回路 方向控制回路是用來控制液壓系統(tǒng)中各條油路的液流的通、斷及方向的回路。方向控制回路有換向回路和鎖緊回路等。 換向回路 一般可由換向閥來實(shí)現(xiàn)。此回路要求換向閥壓力損失小，換向平穩(wěn)、泄漏小。圖10.31是采用三位四通手動換向閥控制的換向回路。當(dāng)手柄上端向左扳時(shí)，左位接入系統(tǒng)，液壓泵輸出油液經(jīng)換向閥進(jìn)入液壓缸左腔，推動活塞右移，右腔油液經(jīng)B、O回油箱；當(dāng)手柄上端向右扳時(shí)，右位接入系統(tǒng)，液壓泵輸出油液經(jīng)換向閥進(jìn)入液壓缸右腔推動活塞左移，左腔油液經(jīng)A、O回油箱；當(dāng)手柄扳向中間位置時(shí)，中位接入系統(tǒng)，活塞停止運(yùn)動，故隨著手柄位置的改變，可控制油缸中活塞左、右改變移動方向。

47、,（2）鎖緊回路 通過回路的控制使執(zhí)行元件在運(yùn)動過程中的某一位置上停留一段時(shí)間保持不動，并防止停止后竄動。使液壓缸鎖緊的方法有采用滑閥機(jī)能為“O”型或“M”型三位閥的閉鎖回路（圖10.32），當(dāng)lYA、2YA均斷電時(shí)，三位閥處于中位，液壓缸的兩個(gè)油口被封閉，缸兩腔充滿油液，使缸在停留位置上“鎖緊”，不受外力干擾。由于換向閥是靠間隙密封，故有泄漏，鎖緊效果不好，但結(jié)構(gòu)簡單。,10.2.4 液壓基本回路的工作原理,當(dāng)要求鎖緊效果較高時(shí)，可采用液控單向閥雙向鎖緊（圖10.33）。在液壓缸的兩側(cè)油路上都串接液控單向閥（液壓鎖），活塞可以在行程的任意位置上鎖緊，不會因?yàn)橥饨缫蛩囟Z動。為保證鎖緊迅速、準(zhǔn)

48、確，換向閥常采用H型或Y型中位機(jī)能。,2壓力控制回路 壓力控制回路用壓力閥來調(diào)節(jié)系統(tǒng)或系統(tǒng)的某一部分的壓力，以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、減壓、增壓、卸載等控制，以滿足執(zhí)行元件對壓力的要求。 (1)調(diào)壓回路 調(diào)壓回路是指控制系統(tǒng)的工作壓力，使其不超過某預(yù)先調(diào)好的數(shù)值，或者使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作過程中不同階段實(shí)現(xiàn)多級壓力轉(zhuǎn)換。一般由溢流閥實(shí)現(xiàn)這一功能。 單級調(diào)壓回路 如圖10.34所示為單級調(diào)壓回路。在定量泵系統(tǒng)中，系統(tǒng)的壓力由溢流閥調(diào)定壓力來決定。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到溢流閥的調(diào)定值時(shí)，溢流閥開啟，多余油液經(jīng)溢流閥回油箱。這種回路效率較低，一般用于流量不大的場合。它是液壓系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛的回路。,10.2.4 液壓基本回路

49、的工作原理,多級調(diào)壓回路 圖10.35所示為多級調(diào)壓回路，當(dāng)系統(tǒng)需要多級壓力控制時(shí)，可采用此類回路。當(dāng)三位四通電磁閥1DT通電時(shí)，系統(tǒng)由溢流閥2所調(diào)定的壓力進(jìn)行工作，當(dāng)2DT通電時(shí)，系統(tǒng)由溢流閥3所調(diào)定的壓力進(jìn)行工作。當(dāng)1DT、2DT都不通電時(shí)，系統(tǒng)壓力由溢流閥1所調(diào)定的壓力進(jìn)行工作。溢流閥2、3的調(diào)定壓力必須比溢流閥1要小。,(2)減壓回路 用單泵供油的液壓系統(tǒng)中，在主油路上工作壓力往往較高，而在夾緊、潤滑等支路上所需的壓力較低，這時(shí)可采用減壓回路。減壓回路控制元件為減壓閥。在定量泵液壓系統(tǒng)中，溢流閥按主系統(tǒng)的工作壓力進(jìn)行調(diào)定，但控制系統(tǒng)的壓力較低，潤滑系統(tǒng)的工作壓力更低，這時(shí)可采用圖10.

50、36所示的減壓回路。減壓閥的出口壓力可在 Pa以上到比溢流閥所調(diào)定的壓力小 Pa這個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如：溢流閥的調(diào)定壓力為 Pa，那么，減壓閥的出口壓力可在(535)105Pa范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。,圖10.36用減壓閥的減壓回路,10.2.4 液壓基本回路的工作原理,(3)卸載回路 能使液壓泵輸出的油液以最小壓力直接回油箱，使液壓泵在很小的輸出功率下運(yùn)轉(zhuǎn)，以節(jié)省功率、減少油液發(fā)熱和液壓泵的磨損，延長液壓泵使用壽命。 圖10.38a所示為采用H型滑閥機(jī)能的卸載回路。當(dāng)需要卸載時(shí)，只要使1YA、2YA同時(shí)斷電，換向閥處于中位，液壓泵輸出的油液便經(jīng)換向閥直接流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸載。這是交通工程中最常用的卸載方

51、式之一。這種卸荷回路除用H型外，還可用M和K型。這類卸載回路，結(jié)構(gòu)簡單，適用于低壓、小流量的液壓系統(tǒng)。圖10.38b所示是利用二位二通手動換向閥的卸載回路。當(dāng)換向閥2處于左位時(shí)，液壓泵便可卸載，此回路卸載效果較好。,（4）增壓回路 增壓回路是用來使局部油路得到比主系統(tǒng)油壓高得多的壓力。如圖10.39所示是用增壓缸的增壓回路。增壓缸由大小兩個(gè)液壓缸e和f組成。e缸中的大活塞和f缸中的小活塞用活塞桿連成一體。當(dāng)壓力油進(jìn)入液壓缸e的左腔，油壓就作用在大活塞上，推動大小活塞向右運(yùn)動。這時(shí)f缸就可產(chǎn)生更高的油壓。油箱4和單向閥3為補(bǔ)油裝置。,10.2.4 液壓基本回路的工作原理,3速度控制回路 此回路是

52、控制和調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動速度。包括調(diào)速回路和速度換接回路等。 (1)調(diào)速回路 主要有：節(jié)流調(diào)速回路、容積調(diào)速回路和容積節(jié)流調(diào)速。容積節(jié)流調(diào)速是用變量泵（限壓式變量泵或壓力反饋式變量泵等），由流量閥改變進(jìn)入執(zhí)行元件的流量，并使泵的流量與通過流量閥的流量相適應(yīng)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 節(jié)流調(diào)速回路 在液壓系統(tǒng)中，利用節(jié)流閥構(gòu)成的調(diào)速回路是通過通流截面變化來調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行元件的流量，實(shí)現(xiàn)調(diào)速目的。根據(jù)節(jié)流閥在回路中的位置不同，分為進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流調(diào)速三種基本形式。 a進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 將節(jié)流閥裝在執(zhí)行元件的進(jìn)油路，其原理如圖10.40所示，定量泵輸出的流量為一定值，供油壓力由溢流閥調(diào)定，調(diào)節(jié)節(jié)流閥

53、的開口面積就可以調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，從而調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動速度，多余的油液經(jīng)溢流閥流回油箱。 這種調(diào)速回路速度穩(wěn)定性差，要隨外界負(fù)載變化而變化；低速低載時(shí)系統(tǒng)效率低；運(yùn)動平穩(wěn)性能差。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路一般應(yīng)用在功率較小負(fù)載變化不大的液壓系統(tǒng)中。,b回油節(jié)流調(diào)速回路 這種調(diào)速回路是將節(jié)流閥裝在執(zhí)行元件的回油路上。調(diào)速原理如圖10.41所示。節(jié)流閥用以控制液壓缸回油腔的流量Q2，從而控制進(jìn)油腔的流量Q1，以改變執(zhí)行元件的運(yùn)動速度，供油壓力由溢流閥調(diào)定。 這種調(diào)速回路回油路上有背壓，運(yùn)動平穩(wěn)性優(yōu)于進(jìn)油節(jié)流調(diào)速；油液直接回油箱，易散熱。用于功率不大、負(fù)載變化較大或運(yùn)動平穩(wěn)性要求較高的系統(tǒng)中。用節(jié)流閥的

54、節(jié)流調(diào)速回路速度穩(wěn)定性較差，為使速度不隨負(fù)載變化而波動，可用調(diào)速閥代替節(jié)流閥。,10.2.4 液壓基本回路的工作原理,容積調(diào)速回路 容積調(diào)速回路是通過改變變量泵或變量馬達(dá)的排量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。圖10.42為容積調(diào)速回路中的一種，它采用變量泵和定量執(zhí)行元件組成的調(diào)速回路，通過調(diào)節(jié)變量泵輸油量的大小即可改變執(zhí)行元件的運(yùn)動速度。變量泵可采用單作用式葉片泵、徑向柱塞泵、軸向柱塞泵。系統(tǒng)中溢流閥起安全保護(hù)作用，限定系統(tǒng)的最高壓力。這種調(diào)速回路效率高（壓力、流量損失?。?、發(fā)熱少，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。適用于負(fù)載功率大，運(yùn)動速度高的液壓系統(tǒng)中。,(2)速度換接回路 絕大多數(shù)機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動要求自動完成“快速進(jìn)給慢速

55、工進(jìn)快速退回并停止”的工作循環(huán)，有時(shí)要求具有兩次或更多次工進(jìn)。下面討論幾種常用的快、慢速自動轉(zhuǎn)換回路。 快速和工進(jìn)換接回路 圖10.43所示為采用差動連接的快、慢速換接回路。系統(tǒng)由定量泵1供油，二位三通電磁換向閥4實(shí)現(xiàn)差動連接，當(dāng)在圖示位置時(shí)為差動快進(jìn)。當(dāng)快進(jìn)到位，擋鐵碰行程開關(guān)使2DT、3DT通電，閥3和閥4換向，活塞轉(zhuǎn)為工進(jìn)，其工作速度由節(jié)流閥5調(diào)節(jié)。當(dāng)工進(jìn)到位碰行程開關(guān)使1DT通電、3DT通電，2DT斷電，閥2和閥3換向，活塞快速退回原位。,10.2.4 液壓基本回路的工作原理,兩次工進(jìn)換接回路 有的機(jī)床要求在工作行程中實(shí)現(xiàn)兩次進(jìn)給（如鉆孔、鉸孔等）。常用的方法是采用兩流量閥并聯(lián)或串聯(lián)。

56、 兩調(diào)速閥并聯(lián)兩工進(jìn)速度換接回路，如圖10.44所示。采用二位三通換向閥1實(shí)現(xiàn)兩次工進(jìn)速度的換接，圖示位置為第一次工作進(jìn)給狀態(tài)，進(jìn)給速度由調(diào)速閥4調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)第一次工進(jìn)，當(dāng)需第二工進(jìn)時(shí)使閥1換向，調(diào)速閥3工作，實(shí)現(xiàn)第二次工進(jìn)。兩調(diào)速閥并聯(lián)的二次工進(jìn)回路中兩調(diào)速閥的流量互不影響。,兩調(diào)速閥串聯(lián)兩工進(jìn)速度換接回路，如圖10.45所示。調(diào)速閥3用于第一次進(jìn)給節(jié)流，調(diào)速閥4用于第二次進(jìn)給節(jié)流。圖示位置為第一次工作進(jìn)給狀態(tài)，油液通過調(diào)速閥3后，經(jīng)二位二通換向閥1流入液壓缸，進(jìn)給速度由閥3調(diào)節(jié)。當(dāng)3YA通電后，右位接入系統(tǒng)，流經(jīng)調(diào)速閥3的油液經(jīng)調(diào)速閥4后再流入液壓缸。此回路中調(diào)速閥4的調(diào)節(jié)流量必須小于調(diào)速閥3。當(dāng)?shù)谝淮喂みM(jìn)換接為第二次工進(jìn)時(shí)，因調(diào)速閥4中始終有壓力油通過，其定差輸出減壓閥始終處于工作狀態(tài)，故運(yùn)動部件的速度換接平穩(wěn)性較好。,10.2.4 液壓基本回路的工作原理,4多執(zhí)行元件控制回路 在液壓系統(tǒng)中若采用同一液壓泵驅(qū)動多個(gè)執(zhí)行元件工作，可節(jié)省液壓元件和電動機(jī)的數(shù)目，合理利用功率、減少占地面積等，因此在機(jī)床液壓系統(tǒng)和行走機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。由于各執(zhí)行元件動作有一定的要求，如按順序動作、按同步動作或快進(jìn)與工進(jìn)互不干擾等，這就需要解決各執(zhí)行元件間在壓力、流量上的互相影響，互相干擾等問題。本節(jié)主要介紹順序動