《液壓傳動(dòng)》PPT課件.ppt

第三章 液壓傳動(dòng),液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，利用液體壓力傳遞能量的一種傳動(dòng)方式。由于這 種傳動(dòng)具有輸出功率大、傳動(dòng)平穩(wěn)、動(dòng)作靈敏、容易獲得大的傳動(dòng)比和易于控制等優(yōu) 點(diǎn)，上世紀(jì)60年代以后得到迅速的發(fā)展，并在各種機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，在工程 機(jī)械中尤為顯著。本章將簡要介紹液壓傳動(dòng)的基本概念、液壓元件、液壓傳動(dòng)基本回 路等內(nèi)容。 第一節(jié) 液壓傳動(dòng)基本知識(shí) 一、液壓傳動(dòng)的工作原理,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本參數(shù)：壓力和流量。 液壓系統(tǒng)的壓力是指液體靜壓力，即因外力作用而在單位面積上產(chǎn)生的推力。如上例 油腔6中的壓力為： p=F/A 式中 p液體的壓力； A大活塞的有效作用面積； F作用在大活塞有效作用面積上的外力合力。 由此可知，液壓系統(tǒng)中的壓力，決定于外界負(fù)載。 在國際單位制（SI）中，壓力的單位是Pa（帕）（1Pa=1N/m2）。由于Pa的單位太 小，工程上常用MPa（兆帕），1MPa=1106 Pa。 流量為單位時(shí)間內(nèi)流過某一過流截面的液體體積稱為流量。若在時(shí)間t內(nèi)流過的液體體 積為V，則流量Q為 Q=V/t 在上例中，設(shè)在某時(shí)間t內(nèi)流入油腔6的油液體積為t，此時(shí)活塞7上移了一段距離l，活 塞面積為A，則油腔6增大的體積為Al，由于液體幾乎不可壓縮，因此 Qt=Al,活塞的平均運(yùn)動(dòng)速度為 v=l/t=Q/A 上式表明，當(dāng)油缸的有效面積一定時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度的大小由輸入油缸的流量來確 定。 根據(jù)上式可得 p.Q=(F/A).v.A=F.v 因此，流過某一截面的流量與油液的壓力p之積具有能量的單位，此即液體的壓能. 二、液壓系統(tǒng)的組成 由圖3-1例子可以看出，一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由以下五個(gè)部分組成： 1.能源裝置 指液壓泵，其作用是將原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓能。 2.控制調(diào)節(jié)裝置 各類液壓閥，主要有方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥，其功能是對(duì)液壓系統(tǒng)中 油的流動(dòng)方向、壓力、流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。 3.執(zhí)行裝置 指液動(dòng)機(jī)械，包括作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸和作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)，其作用是將液體的 液壓能轉(zhuǎn)換為工作裝置需要的機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的工作目的。 4.輔助裝置 包括油箱、蓄能器、密封圈、濾油器、管道、管接頭、壓力表等，其作用是保證液壓 系統(tǒng)持久、穩(wěn)定、可靠地工作。,5.工作介質(zhì) 指液壓油，目前液壓系統(tǒng)采用的液壓油主要是礦物油，其它還有高水基液壓油和 合成型液壓油等。 液壓系統(tǒng)的組成示意圖（圖3.1.2) 三、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 與其它形式傳動(dòng)系統(tǒng)相比，液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.功率密度（單位體積所具有的功率）大，結(jié)構(gòu)緊湊,質(zhì)量輕。 2.可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，且調(diào)速范圍大，其傳動(dòng)速比可達(dá)到1000。 3.運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沖擊小，工作可靠。 4.易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)和自動(dòng)控制。 5.工作介質(zhì)絕大多數(shù)采用礦物油，因此自潤性好，散熱好，壽命較長。 但是，液壓傳動(dòng)存在著傳動(dòng)效率較低（一般不超過80%），難于保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比， 工作性能受溫度變化的影響較大，制造成本高，故障排除較困難等缺點(diǎn)。 四 液壓油的選擇 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的介質(zhì)，又能起到潤滑、防銹、防腐和冷卻等作 用。液壓系統(tǒng)能否可靠、有效地工作，在很大程度上取決于所選用的液壓油。,1.對(duì)液壓油的要求 1)合適的粘度，并有較好的粘溫特性。 所謂粘性，是指液體分子間內(nèi)聚力阻止分子相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。表示液體粘性大小的物理量稱為粘度。粘度是液壓油最重要的物理性質(zhì)，也是選擇液壓油的主要指標(biāo)。粘度過高，液壓元件中各部件的運(yùn)動(dòng)阻力增大，同時(shí)，管道壓力降和功率損失增加；反之，粘度過低又會(huì)加大系統(tǒng)的泄漏。所以工作介質(zhì)要有合適的粘度范圍，同時(shí)在溫度、壓力變化下，油的粘度變化要小。 2) 潤滑性能好，在壓力和溫度發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)有較厚的油膜厚度。 3) 質(zhì)地純凈，雜質(zhì)少。 此外，對(duì)液壓油的防蝕性、防銹性、抗泡沫性、相容性和穩(wěn)定性等也有相應(yīng)的要求 2.選用原則 先選擇合適的液壓油類型，再選擇合適的液壓油粘度。 (2)運(yùn)動(dòng)速度高或配合間隙小時(shí)宜采用粘度較低的油液以減小摩擦損失；工作壓力高或 溫度高時(shí)宜采用粘度較高的油液以減小泄漏。,五、液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào) 在液壓系統(tǒng)圖中, 圖形符號(hào)只反映各元件的職能和在油路連接上的相互關(guān)系，而不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和空間安裝位置。使用圖形符號(hào)既便于繪制，又可使液壓系統(tǒng)簡單明了，常用液壓元件的圖形符號(hào)如下:,第二節(jié) 液壓元件 一、液壓泵 液壓泵是動(dòng)力元件，它的作用是把外界輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，向系統(tǒng)提供 具有一定壓力和流量的液流。 1. 液壓泵的工作原理與分類,液壓泵分類; 按照轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一周所輸出的油液體積能否調(diào)節(jié)，可以分為定量泵和變量泵; 按其輸油方向能否改變分為單向泵和雙向泵； 按照結(jié)構(gòu)形式的不同，可又分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵和凸輪轉(zhuǎn)子泵,在 工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中用得最普遍的是齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 2. 齒輪泵,齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，工藝性好，工作可靠，維修方便和抗油污能力強(qiáng) 等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地應(yīng)用于各種液壓傳動(dòng)的機(jī)械上，特別是工作條件比較惡劣的工 程機(jī)械。但由于齒輪泵的流量和壓力脈動(dòng)較大，噪聲高，并且只能作定量泵，故應(yīng)用 范圍受到了一定的限制。 3. 葉片泵,葉片泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、輸出流量均勻性好等優(yōu)點(diǎn)。但存在著 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)速范圍小、對(duì)油液的污染較敏感等缺點(diǎn)。 根據(jù)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈完成的吸油或壓油次數(shù)，可將葉片泵分為單作用式（每轉(zhuǎn)吸、 壓油各一次）及雙作用式（每轉(zhuǎn)吸、壓油兩次）。工程機(jī)械上應(yīng)用較多的是雙作用葉 片泵。 4. 柱塞泵,柱塞泵是利用柱塞在柱塞孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封工作容積發(fā)生變化而實(shí)現(xiàn)吸油 和壓油的。由于其主要構(gòu)件是圓形的柱塞和柱塞孔，加工方便，容易達(dá)到較高的配合 精度，因此具有密封性能好、效率高、工作壓力大（可達(dá)35MPa）的特點(diǎn)，適用于高 壓、大流量、大功率的液壓系統(tǒng)中。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)油液的清潔度要求高，價(jià)格 較貴。 二、液壓馬 達(dá)和液壓缸 液壓馬達(dá)和液壓缸都是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，前者實(shí)現(xiàn)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，后者實(shí) 現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，或小于360的回轉(zhuǎn)擺動(dòng)。 1. 液壓馬達(dá) 液壓馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上與液壓泵基本相同，并且也是靠密封容積的變化進(jìn)行工作的， 常見的液壓馬達(dá)也有齒輪式、葉片式和柱塞式等幾種主要形式。從原理上講，向容積 式泵中輸入壓力油，使其軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就成為液壓馬達(dá)。但由于二者的任務(wù)和要求有所不 同，實(shí)際上只有少數(shù)泵能作馬達(dá)用。,當(dāng)液壓馬達(dá)的出口直通油箱時(shí)，如果不考慮泄漏和摩擦損失，馬達(dá)所能輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為： 式中 M 馬達(dá)輸出的扭矩，單位：Nm； n馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)速，單位：rps； p馬達(dá)的工作壓力，單位：Pa； V馬達(dá)的排量（每轉(zhuǎn)可變?nèi)莘e的體積變化量），單位：m3/r； 由此可見，對(duì)于定量液壓馬達(dá)，排量為定值，在流量Q不變的情況下，其輸出轉(zhuǎn) 速n不能改變，工作壓力p可隨負(fù)載扭矩M的變化而變化；對(duì)于變量液壓馬達(dá), V的大小 可調(diào)節(jié)，在Q和p不變的情況下，若使V增大，則n減小，M增大，即可起到減速增扭 的作用。,2. 液壓缸 液壓缸是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用最多的執(zhí)行元件，在工程機(jī)械中也得到廣泛的應(yīng) 用。例如：推土機(jī)鏟刀的提升和轉(zhuǎn)動(dòng)，挖掘機(jī)動(dòng)臂、斗柄和鏟斗的各種動(dòng)作，起重機(jī) 的動(dòng)臂伸縮、變幅等都采用液壓缸。 液壓缸的種類繁多，按其作用方式的不同分為單作用式和雙作用式兩種。 根據(jù)液壓缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞式、柱塞式、伸縮套筒式和擺動(dòng)式四種。 單作用液壓缸的壓力油只通向液壓缸的一腔，液壓力只能使液壓缸單向運(yùn)動(dòng)，反向運(yùn)動(dòng)必須依靠外力（如重力、彈簧力等）來實(shí)現(xiàn)，工程機(jī)械常用它作為液壓制動(dòng)器和離合器的執(zhí)行元件；雙作用液壓缸的兩腔都可通壓力油，因此正、反兩方向的運(yùn)動(dòng)都由壓力油推動(dòng)來實(shí)現(xiàn) . 下面只介紹在工程機(jī)械中用得最多的活塞式雙作用液壓缸。,無桿腔進(jìn)油時(shí)（圖（a）牽引力大而速度慢，有桿腔進(jìn)油時(shí)（圖（b）牽引力 小而速度快。如果將液壓缸的兩腔同時(shí)接通壓力油（圖（c），便形成了差動(dòng)連 接。雖然差動(dòng)連接時(shí)兩腔壓力相等，但由于作用面積的不同而產(chǎn)生推力差，活塞桿相 對(duì)于缸體外伸，這時(shí)有桿腔排出的液壓油（流量為Q）也流入無桿腔，加速活塞移 動(dòng)。 三、液壓閥 液壓閥用于控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中液壓油的流動(dòng)方向、流量和壓力，從而控制執(zhí) 行元件的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度、作用力和動(dòng)作順序等，滿足各類執(zhí)行元件不同的動(dòng)作 要求。液壓閥種類很多，按用途可分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥，它們 分別簡稱為方向閥、壓力閥和流量閥。 1. 方向閥 方向閥主要用來控制液壓油的通斷或切換液壓油流動(dòng)的方向，以滿足執(zhí)行元件的 啟停和運(yùn)動(dòng)方向的要求。方向閥分為單向閥和換向閥兩類。 （1）單向閥 單向閥用來控制液壓油的通或斷。由于它關(guān)閉較嚴(yán)，常在回路中起保持局部壓力 的作用，也可與其它閥組合成單向復(fù)合閥。常用的單向閥有普通單向閥和液控單向 閥。,普通單向閥 普通單向閥簡稱單向閥，是一種只允許液壓油正向流動(dòng)，不允許逆向倒流的閥， 相當(dāng)于電子學(xué)中的二極管，正向?qū)?，反向截止。普通單向閥由閥芯1、閥體2及 彈簧3組成，如圖所示。 液控單向閥 液控單向閥由普通單向閥和液控裝置兩部分組成，如圖所示。當(dāng)控制油口K不通 壓力油時(shí)，相當(dāng)于普通單向閥，液壓油只能從A向B流動(dòng)。當(dāng)K口通入一定壓力的控制 油時(shí)，活塞1推動(dòng)頂桿2將閥芯3頂開，使A口與B口相通，液壓油便可反方向流動(dòng)。 液控單向閥因其反向密封性能好，又稱為液壓鎖，多用于保壓、鎖緊及平衡回路 中，如在汽車起重機(jī)的支腿油路中便采用液控單向閥來實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的保壓。,（2）換向閥 換向閥是利用閥芯與閥體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來改變閥體上各油口的連通情況，從而 改變油液的流動(dòng)方向和油路的通斷，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)換向、啟停及速度換接等。 根據(jù)閥芯的運(yùn)動(dòng)方式，換向閥可分為滑閥式（閥芯相對(duì)于閥體作軸向移動(dòng)）和轉(zhuǎn) 閥式（閥芯相對(duì)于閥體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）兩種，滑閥式應(yīng)用較多，因此下面只介紹換向滑 閥。 換向滑閥的結(jié)構(gòu)及工作原理 換向滑閥一般由閥體、閥芯及閥芯操縱機(jī)構(gòu)三部分組成，如下圖所示。閥體上有 多個(gè)油口，與液壓系統(tǒng)中的不同油路連通。閥芯為圓柱狀，其上加工了幾個(gè)臺(tái)肩與閥 體配合，使閥體內(nèi)某些通道連通，而另一些通道被封閉。閥芯操縱機(jī)構(gòu)可控制閥芯在 閥體內(nèi)作軸向移動(dòng)。下圖二位三通換向閥,換向滑閥的換向原理 返回滑閥中位機(jī)能,換向閥的“位”與“通” 換向閥常用“幾位幾通”說明其職能特點(diǎn)。所謂“位”是指閥芯相對(duì)于閥體可處的工作 位置，不同的工作位置應(yīng)有不同的連通情況。“通”是指閥體上與系統(tǒng)中油路相連通的 油口，一般用字母P表示與壓力油路相通的進(jìn)油口，T（或O）表示通油箱的回油口， A和B表示與執(zhí)行元件相連通的油口。 在閥的圖形符號(hào)中，用一個(gè)方框來表示一位，箭頭表示兩油口連通（箭頭方向不 代表流向），“”表示該油口不通流。 請(qǐng)說出下圖中幾位幾通閥?,換向閥的操縱方式 換向閥的閥芯移動(dòng)方式有手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液動(dòng)、電磁式和電液動(dòng)等. 手動(dòng)換向閥是用手操縱手柄推動(dòng)閥芯相對(duì)閥體移動(dòng)，有彈簧復(fù)位和鋼球定位（如圖） 兩種。 機(jī)動(dòng)換向閥利用安裝在運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊或凸輪推動(dòng)閥芯實(shí)現(xiàn)換向，又稱為行程換向 閥。 液動(dòng)換向閥依靠控制壓力油作用在閥芯的端面上，產(chǎn)生推力使閥芯移動(dòng)。 電磁換向閥利用電磁鐵的吸力控制閥芯換位，電磁鐵可通過電氣系統(tǒng)的按鈕開關(guān)、行 程開關(guān)、壓力繼電器、限位開關(guān)等發(fā)出的電信號(hào)動(dòng)作，所以很容易實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離操縱。 由于受到電磁鐵吸力較小的限制，電磁換向閥只適用于流量不大的場(chǎng)合。 電液換向閥是電磁換向閥和液動(dòng)換向閥的組合。其中，電磁換向閥起先導(dǎo)作用，控制 液動(dòng)換向閥的換向；液動(dòng)換向閥為主閥，用于控制液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。 電液換向閥即有液動(dòng)換向閥閥芯操縱力大的特點(diǎn)，又具有電磁換向閥操 作方便、自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)，因此在需要大流量的自動(dòng)化液壓系統(tǒng)中被 廣泛應(yīng)用。,滑閥中位機(jī)能 對(duì)于三位換向滑閥，閥芯在閥體 內(nèi)有左、中、右三個(gè)位置。 左、右位置一般是使執(zhí)行元件產(chǎn)生 不同的運(yùn)動(dòng)方向；而閥芯在中間位 置時(shí)，除了使執(zhí)行元件停止外，利 用油口間的多種連接方式，還可以 實(shí)現(xiàn)其它一些功能。 三位滑閥在中位時(shí)，各閥口的連通 形式稱為中位機(jī)能（中位機(jī)能用與 油路連情況相像的大寫英文字母表 示）。 三位閥常見的中位機(jī)能見右表。,2.壓力閥 在液壓傳動(dòng)中,用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力，或利用壓力的變化作為信號(hào)來控 制其它元件動(dòng)作的閥，稱為壓力閥。壓力閥包括溢流閥、減壓閥和順序閥等，它們都 是利用壓力油對(duì)閥芯的推力與彈簧力相平衡的原理來進(jìn)行工作的。 （1）溢流閥 在液壓系統(tǒng)中，溢流閥的作用主要有兩方面：一是用來限制系統(tǒng)的最高工作壓 力，起安全保護(hù)作用；二是用于維持系統(tǒng)壓力近似恒定，起穩(wěn)壓作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不 同，溢流閥可分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種，前者用于低壓系統(tǒng)，后者用于中、高壓系 統(tǒng)。 直動(dòng)式溢流閥 直動(dòng)式溢流閥主要由閥體1、閥芯2、彈簧3和調(diào)壓螺釘4組成 .調(diào)壓螺釘可調(diào)節(jié)彈簧 的預(yù)緊力，從而調(diào)節(jié)溢流閥的溢流壓力（即系統(tǒng)壓力）。,先導(dǎo)式溢流閥 先導(dǎo)式溢流閥由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成。先導(dǎo)閥是一個(gè)小流量的直動(dòng)式溢流 閥，用來控制壓力；主閥用來控制溢流流量。,（2）減壓閥 減壓閥是利用油液流過縫隙時(shí)產(chǎn)生壓降的原理，使系統(tǒng)某一支油路獲得比系統(tǒng)壓 力低而平穩(wěn)的壓力油。減壓閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式之分，一般采用先導(dǎo)式。 右圖是先 導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)示意圖，它也包括主閥和先導(dǎo)閥兩部分，不過作用在導(dǎo)閥芯上的壓 力油是從閥的出口引入。 工作時(shí)壓力油從進(jìn)油口A流入，經(jīng)主閥 芯1與閥體間形成的減壓閥口B后，再從 C口流出。如果出口油壓pC小于減壓閥 的調(diào)定壓力，則導(dǎo)閥口關(guān)閉，主閥芯上 下兩腔的壓力相等，在彈簧4的作用下 主閥芯處于最下端位置，減壓閥口全開 ，這時(shí)不起減壓作用。如果出口油壓pC 大于減壓閥的調(diào)定壓力，先導(dǎo)閥就被頂 開，壓力油通過阻尼小孔E、先導(dǎo)閥口 等溢流回油箱，此時(shí)主閥芯上端F腔的 油壓低于下端D腔的油壓，閥芯失去平 衡向上移動(dòng)，閥口B的開度減小，起到節(jié) 流減壓的作用。,（3）順序閥 順序閥是利用油路中壓力的變化控制閥口啟閉，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件順序動(dòng)作的壓力 閥。其結(jié)構(gòu)與溢流閥類同，也分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式。先導(dǎo)式一般用于壓力較高的場(chǎng) 合。 圖3.2-14是直動(dòng)式順序閥的結(jié)構(gòu)示意圖。 它由調(diào)壓桿1、上閥蓋2、彈簧3、閥體4、 閥芯5、下閥蓋6和控制柱塞7等組成。 閥芯中的孔道將閥芯上下兩腔連通，上 腔中油液又經(jīng)泄油口T與油箱相通。當(dāng) P(圖中為B)口流入的壓力油低于彈簧的調(diào)定壓力 時(shí)，控制柱塞下端向上的推力小，閥 芯處于最下端位置，閥口關(guān)閉，油液 不能通過順序閥流出。當(dāng)進(jìn)油口油壓 達(dá)到彈簧的調(diào)定壓力時(shí)，閥芯被抬起 ，閥口打開，壓力油即可從順序閥的 出口流出，使閥后的油路工作。 圖3.2-14 直動(dòng)式順序閥 1調(diào)壓桿 2上閥蓋 3彈簧 4閥體 5閥芯 6下閥蓋 7控制柱塞,3.流量閥 流量閥是靠改變閥口通流面積的大小來調(diào)節(jié)通過閥口的流量， 從而控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的液壓閥。常用的流量閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié) 流閥、分流閥等。 （1）節(jié)流閥 圖3.2-15是一種節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)簡圖。 壓力油從口進(jìn)入，經(jīng)過閥芯下端與 閥體間形成的節(jié)流口后，從A口流出。 調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)螺母，可以改變閥芯的軸 向位置，進(jìn)而使節(jié)流口的通流面積 發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。 節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，造價(jià)低， 但流量穩(wěn)定性差。一般用于功率小、 負(fù)載變化不大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求 不高的系統(tǒng)中。 圖3.2-15 節(jié)流閥的結(jié)構(gòu) 1閥體 2閥芯 3旋轉(zhuǎn)螺母,（2）調(diào)速閥 調(diào)速閥是由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成的組合閥,通過調(diào)速閥的流量不隨負(fù)載的 變化而恒定。 第三節(jié) 液壓基本回路 由相關(guān)液壓元件組成，用來完成特定功能的簡單油路，稱為液壓基本回路。任何 一個(gè)液壓系統(tǒng)，無論有多么復(fù)雜，都是由一些基本回路組成。熟悉這些基本回路，對(duì) 于將實(shí)際的工程機(jī)械液壓系統(tǒng)變復(fù)雜為簡單地去認(rèn)識(shí)和分析，是非常有幫助的。 常用的基本回路，按其功能可分為速度控制回路、壓力控制回路和方向控制回路三大 類。 一、速度控制回路 速度控制回路研究的是液壓系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)和速度變換問題，可分為調(diào)節(jié)工作行 程速度的調(diào)速回路、獲得快速空行程的增速回路和實(shí)現(xiàn)不同工作速度間平穩(wěn)換接的速 度換接回路等。下面只介紹調(diào)速回路。,1.節(jié)流調(diào)速回路 節(jié)流調(diào)速回路是在定量泵系統(tǒng)中利用節(jié)流閥或調(diào)速閥來改變進(jìn)入執(zhí)行元件的流 量，以實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的方法。根據(jù)流量閥在回路中位置的不同，分為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回 路、回油節(jié)流調(diào)速回路和旁路節(jié)流調(diào)速回路三種，如圖3.3-1所示。,2.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)的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的。按液壓泵與執(zhí)行元件組合方式的不同，容積調(diào)速回路有四種形式，它們的組成如圖3.3-2所示。 (a) (b) (c) (d) 圖3.3-2容積調(diào)速回路 (a)變量泵液壓缸容積調(diào)速回路 (b) 變量泵定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 (c)定量泵變量馬達(dá)容積調(diào)速回路 (d)變量泵變量馬達(dá)容積調(diào)速回路 容積調(diào)速回路無溢流損失和節(jié)流損失，因此效率高，發(fā)熱少，在大功率工程機(jī)械 的液壓系統(tǒng)中獲得廣泛的應(yīng)用。其缺點(diǎn)是變量泵和變量馬達(dá)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。,二、壓力控制回路 借助于壓力閥對(duì)系統(tǒng)整體或系統(tǒng)某一支路的壓力進(jìn)行控制的回路，稱為壓力控制 回路。它包括調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷、平衡等多種回路。 1.調(diào)壓回路 調(diào)壓回路一般是利用溢流閥來控制系統(tǒng)的工作壓力，使之保持基本恒定或限定其 最高值。 （1）定量泵系統(tǒng) 系統(tǒng)采用定量泵供油時(shí)，常在其進(jìn)油路或回油路上設(shè)置流量閥，使油泵的一部分 壓力油進(jìn)入執(zhí)行元件，而多余的油須經(jīng)溢流閥流回油箱（如圖3.3-1（a）、（b）所 示）。在這種情況下溢流閥處于其調(diào)定壓力的常開狀態(tài)，起穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的作用。 （2）變量泵系統(tǒng) 采用變量泵供油時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)沒有多余的油需溢流，其工作壓力由負(fù)載決定（如圖 3.3-2所示）。這時(shí)與泵并聯(lián)的溢流閥只有在過載時(shí)才打開，起限制系統(tǒng)最高工作壓力 的作用。這種溢流閥又稱為安全閥。,2.減壓回路 對(duì)于用一個(gè)液壓泵同時(shí)向兩個(gè)以上執(zhí)行元件供油的液壓系統(tǒng)，若某個(gè)執(zhí)行元件或 支路所需的工作壓力低于系統(tǒng)壓力，或要求有較穩(wěn)定的工作壓力時(shí)，便可采用以減壓 閥為主的減壓回路。 圖3.3-3是夾緊機(jī)構(gòu)中常用的減壓回路。 回路中串聯(lián)一個(gè)減壓閥， 使夾緊缸能獲得較低而 穩(wěn)定的夾緊力。圖中單向 閥的作用是當(dāng)主系統(tǒng)壓力 下降到低于減壓閥調(diào)定壓 力時(shí)，防止油倒流，起到 短時(shí)保壓作用。,3.卸荷回路 泵以盡可能小的輸出功率運(yùn)轉(zhuǎn)稱為泵卸荷。 在液壓設(shè)備短時(shí)間停止工作期間，一般不宜關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，因?yàn)轭l繁啟閉對(duì)電機(jī)和 泵的壽命有嚴(yán)重影響，而讓泵在溢流閥調(diào)定壓力下回油，又造成很大的能量浪費(fèi)，使 油溫升高，系統(tǒng)性能下降，為此應(yīng)設(shè)置卸荷回路解決上述問題。 泵的卸荷有流量卸荷與壓力卸荷兩種方法。流量卸荷法用于變量泵，使泵僅為補(bǔ) 償泄漏而以最小流量運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)泵處于高壓狀態(tài)，磨損比較嚴(yán)重；壓力卸荷法是使泵 在接近于零壓下回油。常見的壓力卸荷回路有： （1）換向閥中位機(jī)能的卸荷回路 利用M、H、Y型換向滑閥處于中位 時(shí)實(shí)現(xiàn)液壓泵卸荷的回路。,（2）電磁溢流閥卸荷回路 電磁溢流閥是二位電磁閥與先導(dǎo)式溢流閥的組合，如圖3.3-5所示。需要卸荷時(shí)， 使電磁鐵帶電，溢流閥的遙控口(右圖中5)通過電磁閥與油箱接通，泵輸出的油液以 很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱，實(shí)現(xiàn)泵卸荷。,4.平衡回路 為防止立式液壓缸及其工作部件下行過程中失控超速，可在回油路上設(shè)置產(chǎn)生一 定阻力的液壓元件，以獲得背壓，阻止其下降或使其平穩(wěn)下降，這種回路叫平衡回 路。 下右圖為采用單向順序閥的平衡回路。,三、方向控制回路 控制液流的通、斷及流動(dòng)方向，以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)中啟動(dòng)、停止或改變執(zhí)行元件運(yùn) 動(dòng)方向的回路稱為方向控制回路。這類回路常見的有換向回路和鎖緊回路等. 1.換向回路 換向回路的作用是變換執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。 開式液壓系統(tǒng)（即泵從油箱吸油，系統(tǒng)回油流回油箱）,換向回路是由各種類型的 換向閥組成； 在閉式系統(tǒng)（執(zhí)行元件的回油直接作為泵的吸入油）中，可通過改變雙向液壓泵 的供油方向使執(zhí)行元件換向，如圖所示。 開式 閉式,2.鎖緊回路 鎖緊回路是使執(zhí)行元件能在任意位置上停留，且停留后不會(huì)在外力作用下移動(dòng)的 油路。 （1）O型或M型中位機(jī)能換向閥的鎖緊回路 （2）液控單向閥的鎖緊回路,第四節(jié) 工程機(jī)械典型液壓系統(tǒng) 本節(jié)以汽車起重機(jī)為例，通過對(duì)其液壓系統(tǒng)的分析，進(jìn)一步熟悉 常見液壓元件和基本回路在系統(tǒng)中的作用，加深對(duì)液壓系統(tǒng)工作原 理的理解。 汽車起重機(jī)是將起重機(jī)安裝在汽車底盤上的一種起重運(yùn)輸設(shè)備。 它主要由起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮和支腿等工作機(jī)構(gòu)組成，這些動(dòng) 作的完成由液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)，一般要 求輸出力大，動(dòng)作平穩(wěn)，耐沖擊，操作要靈活、方便、安全可靠。,圖為汽車起重機(jī)的外形簡圖。 它由汽車1、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2、支腿3 、變幅油缸4、吊臂伸縮缸5、 起升機(jī)構(gòu)6和基本臂7等組成。 圖Q2-8型汽車起重機(jī)外形簡圖 1載重汽車 2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 3支腿 4吊臂變幅缸 5吊臂伸縮缸 6起升機(jī)構(gòu)7基本臂,圖3.4-2 Q2-8型汽車起重機(jī)上車液壓系統(tǒng)原理圖 1液壓泵 2濾油器 3壓力表 4溢流閥 5二位三通手動(dòng)換向閥 6、7、8、9三位四通手動(dòng)換向閥 10、13、14平衡閥 11制動(dòng)缸 12單向節(jié)流閥,第五節(jié) 液壓系統(tǒng)的使用與保養(yǎng) 工程