《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>

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。

液

及

工作原理：小液壓缸與單向閥一起完成從油

牛

斤

頂

工

作

原

整

圖

圖2液壓系統(tǒng)工作原理

圖1所示的液壓系統(tǒng)中，各元件是用結(jié)構(gòu)符號表示的，稱為結(jié)構(gòu)式原理圖。它直觀性強(qiáng)，容易理解，

但圖形復(fù)雜，繪制困難。為了簡化液壓系統(tǒng)圖，目前國際上均用元件的職能符號來繪制液壓系統(tǒng)圖。這些

符號只表示元件的職能及連接通路，而不表示其結(jié)構(gòu)。

圖2即為用職能符號表示的一個(gè)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。控制和調(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(shí)換向

達(dá)每分鐘500次，往復(fù)直線運(yùn)動時(shí)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(shí)，

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(jià)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)(不含控制油路和泄油路)，即

對外接口數(shù)；圖2-1換向閥外觀

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(gè)閥門附帶兩個(gè)有效油口和兩個(gè)通斷位置，即稱為兩位兩通(2/2)換向閥。

一個(gè)閥門附帶三個(gè)有效油口和兩個(gè)通斷位置，即稱為兩位三通(3/2)換向閥。

一個(gè)閥門附帶四個(gè)有效油口和兩個(gè)通斷位置，即稱為兩位四通(4/2)換向閥。

一個(gè)閥門附帶四個(gè)有效油口和三個(gè)通斷位置，即稱為三位四通(4/3)換向閥。

A向閥的座閥式電卻轉(zhuǎn)閥式三應(yīng)用最廣。

(-)滑閱蟒向閥工作博庫

1

在梅體1中沿著縱孑段排有環(huán)形溝槽4?移是澆注的,)O環(huán)形溝槽分別與閥體上的

常用的液壓換向閥職能符號

各油口(P、A、B、T)

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個(gè)油口P、A、B、T

自移向右端時(shí)，油口

pT

1------閥體

2一—滑動閥芯

3-----主油口

4一一沉割槽

何定位方式有鋼球定

TAPB5-----臺肩

位式和彈簧自動復(fù)位式兩幅2_3

滑閥式換向閥工作原理

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(gè)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(shí)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

彈簧的作用自

比，彈簧復(fù)位

節(jié)，從而調(diào)節(jié)

動作頻繁、工

常應(yīng)用于工

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

4-"

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(shí)，閥芯移至下端，油口P、A相通，B口封閉。

3、電磁換向閥

（1）二位二通電磁換向閥

如圖2-7所示。它有兩個(gè)工作油口，即進(jìn)油口P和出油口A。

它有兩個(gè)工作位置：電磁鐵斷電，復(fù)位彈簧9將閥芯2推向左

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。

（2）三位電磁換向閥（如圖2-9）

工作原理同上。圖中磁體都裝配有應(yīng)

圖2-7二位二通電磁換向閥

動操縱控制

急操縱裝置7以便能自外部手一閥體2-閥芯3-彈簧座4,9-彈簧

活塞。這樣，便于檢驗(yàn)磁體的5-蓋板6-擋片7-0形圈座8-推桿接通功能。

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(gè)主油口P、T、A、

B外；閥上還設(shè)有兩個(gè)控制口及和％,控制換向閥換向。

不同處有兩點(diǎn)：一是在兩個(gè)控制口（和K2分別接有一個(gè)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(gè)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。

I芯臺肩結(jié)構(gòu)、尺寸

及

力

B

r

PT

壓如連通，可形成差動回路,

帶祠或節(jié)器

懈懶嚼j啟動較平穩(wěn)；制動

PT

時(shí)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

J-L

PT態(tài)。由于缸兩腔接油箱，從靜止到啟動有

AB沖擊，制動性能介于O型與H型之間

油泵卸荷，液壓缸一腔封閉一腔接回油。

兩個(gè)方向換向時(shí)性能不同

LiJ油泵卸荷，缸兩腔封閉。從靜止到啟動較

導(dǎo)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

PT換向性能介于。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

在閥芯上的B腔油壓力以及彈

力時(shí)，閥芯開啟，壓力油流向B

流動。

當(dāng)B腔的壓力油流入單向閥

所示，閥反向關(guān)閉。

2、典型結(jié)構(gòu)

常用的兩種形式:

(1)直通式單向閥

這種單向閥的進(jìn)口和出口在同

±0故一般為管式連接。

如圖2-13,封閉元件為錐閥芯

過彈簧2被壓向閥體中的閥座3上。

門的安裝長度可任意選擇。

圖2-13錐閥式直通單向閥

錐閥閥芯雖然加工要求較鋼球543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

閥體

連接(閥通過螺釘固定在輔助安裝底閥座板上)。

閥芯

直角式單向閥由于流道轉(zhuǎn)彎，所以其產(chǎn)生的液

彈簧

阻大于直通式單向閥；但更換彈簧較頂蓋容易。

密封

圈

(3)應(yīng)用

①安置在液壓泵的出口處，防止系統(tǒng)中的液壓

圖2-15直角式單向閥結(jié)構(gòu)

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(shí)油液倒灌(圖2-16)。

(02-18)o

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(gè)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(gè)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(shí)，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(shí)，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。

3、典嗎二也卜申

按照控制品下二」向閥分為內(nèi)泄式和外泄式。

AI-

按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)F帶彈簧4n

1、普通液坐;山彳耳

nr

圖2-23所（a）詳細(xì)符號（b）簡化符號構(gòu)示意圖，其特點(diǎn)是控制

K活塞6的上腔罩4固直豳穗嘲嘛;、制造較方便。但是，當(dāng)A

圖2-21液控單向閥的工作原理腔壓力較高時(shí)，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。

一個(gè)小的卸載閥芯

,控制壓力油將

;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(shí)，應(yīng)確保其反向開啟流動時(shí)

具有足夠的控制壓力。

②根據(jù)液控單向閥在液壓系統(tǒng)中的位置或反向出油腔后的液流

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(gè)液控單向閥或一個(gè)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(shí)，

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。

1一一閥體2一—主閥芯

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

3一一卸載閥芯4一一彈簧

時(shí)，若遇到排油管道細(xì)長或局部阻塞或其它原5——上蓋6——控制活塞因而引起的局部摩擦

7——下蓋

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

圖2-25帶卸載閥芯的液控

控制壓力較高，致使液控單向閥無法關(guān)閉而使單向閥（法蘭式連接）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(shí)的流量應(yīng)與閥的額定流量相匹配O

⑤安裝時(shí)，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

（一）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(gè)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(shí)，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(shí)，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)凸輪推動柱塞向

左運(yùn)動時(shí)，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圖41液壓泵工作原理是：

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

封容積減小時(shí)，油液受到擠壓排到系統(tǒng)中去。

2、為了使密封容積增大時(shí)和吸油管相連，密封容積減小時(shí)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(gè)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

（四）或佳咒的性能參數(shù)--------

1、壓力超高壓

液壓泵的鮮壓力：是指泵工作時(shí)輸出油*高壓1，其大小由工作負(fù)載決定。

液壓泵的鐫岸式力：是泵在正?！皋{幺短「心型wit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)中高壓

2、排量和嬲量

中壓上積幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出的液體體積，用V表示，常用

排量：是磐力誨苴二1

單位為低壓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(shí)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)速圖qt=V?no

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(shí)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。

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

泵體內(nèi)有一對等模數(shù)、齒數(shù)的齒輪，當(dāng)吸油口和壓油圖45G型外嚙合齒輪泵口各用油管

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o

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(shí)，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從油箱吸進(jìn)油液,

并被旋轉(zhuǎn)的齒輪帶到右側(cè)。

右側(cè)齒輪齒與齒進(jìn)入嚙合時(shí)，密封容

積減小，油液從齒間被擠出輸入系統(tǒng)而壓

油。

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(shí)，壓油腔的油壓高于吸

油腔的油壓，因而導(dǎo)致齒輪所圖48外嚙合齒輪泵工作原理受的徑向力

是不平衡的。

這個(gè)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(shí)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(gè)齒到兩個(gè)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)。

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)g>1。

同時(shí)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(gè)閉死容積。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動時(shí)，閉死容

積發(fā)生變化，油液無法排出，這就是困油現(xiàn)象。

主動主動主動

理出泵的輸出壓力,

導(dǎo)到擊載荷，功率損

主動

失境降低系統(tǒng)的工

作邛成真空，產(chǎn)生氣

b)

泡,

解決：開戰(zhàn)群b:閉死容積從大到小;

圖49困油

通常是開在兩側(cè)的蓋板上，使閉死容積縮小時(shí)通過右邊

的卸荷槽與壓油腔相通，閉死容積增大時(shí)通過圖50卸荷槽左邊的卸荷槽

與吸油腔相通。

兩卸荷槽的間距必須保證在任何時(shí)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(gè)

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%)。

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)。

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。

圖14-16所示為雙作用液壓缸的換向回路。

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(shí)，油液壓力推動活塞向右運(yùn)動

電磁鐵YH2

得電時(shí)，油液壓

圖14換向回路-活塞本

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(shí)液壓

缸停止運(yùn)動，液壓泵輸出的油液通過

油路中的溢流閥流回油箱（圖16）。16換向回路-原位

（-）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移動位置。

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(shí)，壓力油經(jīng)左邊液控單向閥

進(jìn)入液壓缸左腔，同時(shí)通過控制口打開右邊液控單向

圖122用液控單向閥的鎖緊回路

活塞雙向鎖緊

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）。

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，使活塞雙向快速鎖緊（圖122）。

或壓力利用壓力作為信號控制其它元件的閥。

包括溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器。

壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)整體或某一部分的壓力的路回，以滿足液壓執(zhí)行

元件對力或轉(zhuǎn)矩要求的回路。這類回路包括調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷和平衡等多種回路。

一、壓力控制元件

（-）溢流閥

1、作用與分類

幾乎任何一個(gè)液壓系統(tǒng)都要用到溢流閥。溢流閥

過閥口的溢流，使被控系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，

或限壓（防止過載）。

溢流閥可以分為直動式和先導(dǎo)式兩大類

2、直接操作式溢流閥（直動式）

（1）工作原理

錐形閥芯1由彈簧2以一定的預(yù)緊力壓緊在支座3上。彈簧

室通油箱是無負(fù)載的。系統(tǒng)壓力作用在錐形閥芯上。壓力乘面積

圖3-2直動式溢流閥工作原理

得出克服彈簧彈性的力。隨著壓力的增加，這個(gè)力就增加。只要彈簧預(yù)緊力大于壓力，閥芯就固定在支座

上。如果壓力超過彈力，閥芯移動開啟了P-T的連接線路，多余的液體流回油箱。

(2)典型結(jié)構(gòu)

①滑閥式直動溢流閥

圖3-2所示為滑閥式直動溢流閥，閥體5左右兩側(cè)開有進(jìn)油腔P和回油腔T,通過管接頭與系統(tǒng)連接,

所以屬于管式閥。閥體中開有內(nèi)泄孔道b,閥芯4下部開有相互連通的徑向小孔c和軸向阻尼小孔d及錐

孔a.

受控壓力大于油作用在閥芯下端面面積上產(chǎn)生_的液壓力與彈

簧力相比較，當(dāng)液壓力大于彈簧預(yù)調(diào)力時(shí)滑閥開啟,油液即從出油

腔T溢流回油箱。

1一一調(diào)壓螺母2——調(diào)壓彈簧3——上蓋

3、先導(dǎo)式海簿閥2一—閥座3——錐閥芯4一一調(diào)壓彈簧5一一螺堵

在高壓大流量時(shí)應(yīng)采用幽甜溢翻里直動溢流閥

先導(dǎo)式溢流閥中的導(dǎo)閥可以是滑閥、球閥和錐閥中的任何一種或它們的組合,但多采用錐閥結(jié)構(gòu)。按

照閥芯配合形式的不同，主閥有一節(jié)同心、二節(jié)同心和三節(jié)同心等結(jié)構(gòu)形式，而二節(jié)同心和三節(jié)同心應(yīng)用

較多。

(1)一節(jié)同心先導(dǎo)式溢流閥

一節(jié)同心式溢流閥的結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。其導(dǎo)閥芯8為錐閥，與圖138所示的錐閥式直動溢流閥的結(jié)

構(gòu)、組成和各部分功用相似，但此閥為板式連接的閥。主閥芯2為滑閥，結(jié)構(gòu)與圖136所示的滑閥式直動

溢流閥相似，滑閥的上、下部相同直徑圓柱必須與閥體1的內(nèi)孔同心（一節(jié)同心）。所不同的是主閥芯除

了下部開有起動態(tài)液壓阻尼作用的軸向小

孔a外，還在上部開了軸向小孔b,小孔b

的固定液阻與錐閥口的可變液阻用來組成

先導(dǎo)液壓半橋。

工作時(shí)，溢流閥進(jìn)口的壓力油除了通

過閥芯上的徑向孔與軸向孔a進(jìn)入滑閥芯

下端面A腔外，還經(jīng)過軸向小孔b進(jìn)入滑

閥芯上端面的B腔，并經(jīng)過錐閥座9上的

小孔d作用在導(dǎo)閥的錐閥芯8上。當(dāng)作用在

錐閥上的液壓力因溢流閥進(jìn)油腔壓力的增

大而增大到高于調(diào)壓彈簧6的預(yù)壓力時(shí)，錐

閥芯8開啟，B腔的油液經(jīng)小孔d、錐閥口

和流道c流入閥的出油腔，然后回到油箱，

因小孔b的前后壓差，主閥芯2開啟，實(shí)現(xiàn)

1——主閥體2——滑閥芯3一—復(fù)位彈簧

定壓溢流。遙控口K的作用和圖3-7的遙控

4一一調(diào)節(jié)螺母5——調(diào)節(jié)桿6——調(diào)壓彈簧

口相同。7------螺母8------錐閥芯9------錐閥座10------閥蓋

a,b--