液压系统基础知识

1、施工机具施工机具 液压系统基础知识 第一节 牵引机和张力机的液压系统 牵引机和张力机液压传动系统主要由动力元件（油泵）、 执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助 元件和工作介质等五部分组成。 施工机具施工机具 一、动力元件 将驱动电机的机械能机械能转换成液体的压力能压力能，供液 压系统使用，它是液压系统的能源。 施工机具施工机具 外啮合外啮合齿轮泵原理和结构齿轮泵原理和结构 1. 结构：齿轮、壳体、端盖等 施工机具施工机具 2. 工作原理 密封工作腔：泵体、端盖和齿轮 的各个齿间槽组成了若干个密封工 作容积。 齿轮啮合线将吸油区和压油区 隔开，起配流作用。 吸油过程：轮齿脱开啮合

2、V p 吸油； 排油过程：轮齿进入啮合V p 排油。 施工机具施工机具 单作用叶片泵单作用叶片泵 1. 结构： 转子、定子、叶片、配油盘、壳体、端盖等。 特点： 定子和转子偏心； 定子内曲线是圆； 配油盘有二个月牙形 窗口。 叶片靠离心力伸出。 施工机具施工机具 2. 工作原理 密封工作腔（转子、定子、叶片、配油盘组成） 吸油过程：叶片伸出V p 吸油； 排油过程：叶片缩回V p 排油。 旋转一周，完成一次吸油，一次排油单作用泵 径向力不平衡非平衡式叶片泵 （一个吸油区，一个排油区） 施工机具施工机具 1. 工作原理 密封工作腔（缸体孔、柱塞底部） 由于斜盘倾斜放置，使得柱塞随缸体转动时 沿轴

3、线作往复运动，底部密封容积变化，实现吸 油、排油。 吸油过程：柱塞伸出Vp吸油； 排油过程：柱塞缩回vp排油。 轴向柱塞泵轴向柱塞泵 施工机具施工机具 * 缸体转动 * 斜盘、配油盘不动 缸体、柱塞、配油盘、斜盘 * 柱塞伸出 低压油 机械装置 2.典型结构 施工机具施工机具 结构特点 n滑靴：降低接触应力，减小磨损。 n柱塞的伸出：由弹簧压紧压盘，有自吸能力。 n变量机构：手动变量机构。 施工机具施工机具 二、 执行元件液压缸 施工机具施工机具 作用：压力能-机械能 用于实现直线往复运动 1. 液压缸的作用和分类 施工机具施工机具 活塞式液压缸 （1）单杆活塞缸 1) 结构：缸体、活塞、活塞

4、杆、密封、缸盖等 施工机具施工机具 2) 工作原理： 工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等， 活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。 无杆腔 进油腔 回油腔 有杆腔 施工机具施工机具 （3）活塞式液压缸典型结构 1缸底 2卡键 3、5、9、11密封圈 4活塞 6缸筒 7活塞杆 8导向套 10缸盖 12防尘圈 13耳轴 施工机具施工机具 三、 液压控制阀 施工机具施工机具 作用：作用：控制液流的方向、压力和流量。 分类分类 按用途： 方向阀、压力阀、流量阀 按连接方式：管式（螺纹L）、板式（B）、法兰式 （F） 根据压力等级：低压、中压、中高压、高压。 施工机具施工机具 1、 方向控制阀

5、作用：作用：控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。 分类：分类：单向阀、换向阀 施工机具施工机具 （1） 单向阀 结构：阀体、阀芯、弹簧等 施工机具施工机具 作用：作用：只许油液单向流动，反向不通。 要求：要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。 开启压力：0.030.05 MPa 背压阀背压阀：(单向阀的变形) 弹簧较硬 开启压力：0.20.6 MPa 背压：执行元件回油腔的压力。 职能符号：职能符号： 施工机具施工机具 应用： 锁紧油缸，避免向油 泵倒灌。 平衡重物 施工机具施工机具 （2） 换向阀 作用：改变油流方向 组成 主体(阀体、阀芯） 操纵定位装置 分类 滑阀 转阀 施工机具

6、施工机具 换向阀工作原理 施工机具施工机具 换向阀职能符号 换向阀的“通”和“位” 换向阀的“通”：是指阀体上与外部连通的油 口数目，即有几个油口就叫几通阀； 换向阀的“位”：是指阀芯与阀体可能的相对 位置，有几个位置就叫做几位阀。 施工机具施工机具 (1) 两位两通 P A 职能符号：职能符号： 作用：控制油路的通与断 施工机具施工机具 (2) 两位三通 职能符号：职能符号： 作用：控制液流方向作用：控制液流方向 P A B 施工机具施工机具 (3) 两位四通 职能符号：职能符号： 作用：控制执行元件换向 P 压力油口 O 回油口 A、B 分别接执行元件的两腔 施工机具施工机具 (4) 三位

7、四通 职能符号： 作用：换向、停止。 P A B O 施工机具施工机具 (5) 两位五通 职能符号： 作用：换向、两种回油方式。 P A B O1 O2 施工机具施工机具 (6) 三位五通 职能符号：职能符号： 作用：换向、停止、回油不同。 PA B O1 O2 施工机具施工机具 两种回油方式 工进：有背压运动平稳工进：有背压运动平稳 退回：快速畅通退回：快速畅通 施工机具施工机具 2.操纵定位装置 作用：移动阀芯并使其保持在工作位置上。 a.手柄控制，弹簧复位。手柄控制，弹簧复位。 (1)(1)手动手动 b.手柄控制，钢球定位。手柄控制，钢球定位。 应用：小流量，需徒手操作的场合。应用：小流

8、量，需徒手操作的场合。 三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀 施工机具施工机具 换向阀小结换向阀小结 职能符号职能符号: : 位位: : 阀芯的工作位置阀芯的工作位置; ; 通通: : 阀体上油路的通道数阀体上油路的通道数; ; 机能机能: : 中位时油路的连通方式。中位时油路的连通方式。 A B P O 控制方式控制方式: : O O型型H H型型P P型型Y Y型型K K型型 手动手动机动机动电磁电磁液动液动电液电液 施工机具施工机具 电磁电磁 手动手动 液动液动 电液动电液动 机动机动 施工机具施工机具 2、 溢流阀 类型：类型：直动式溢流阀，先导式溢流阀。 功能：功能：利用阀芯上的液压

9、作用力和弹簧力保持平衡， 使阀的进口压力不超过或保持调定值；保持系统压 力恒定，即溢流定压；防止系统过载，即安全保护。 施工机具施工机具 （1）直动式溢流阀 结构：结构：由阀体、阀芯、上盖、 弹簧、调节手柄等组成。 溢流阀的出油口一般接油箱 施工机具施工机具 工作原理：工作原理： kp FF 阀芯处于下位， ；op 阀芯上升， ； op kp FF p pc ,溢流。 p 进口油压 pc 溢流阀的开启压力 结论：结论： 利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持平衡，使阀 的进口压力不超过或保持调定值； 施工机具施工机具 直动式溢流阀职能符号： p o 施工机具施工机具 随着工作压力的提高，直动式溢流

10、阀上的弹簧力 要增加，弹簧刚度要相应增大，这使溢流量变化时溢 流压力的波动加大，所以直动式溢流阀只宜用在低压 系统。 . 阀芯上的阻尼孔对阀芯的运动形成阻尼， 可避免阀芯振动，提高阀工作平稳性。 . 转动调节手柄，可调节弹簧预紧力， 从而调节溢流阀的开启压力。 施工机具施工机具 （2） 先导式溢流阀 结构组成： 主阀：圆柱阀芯 先导阀：锥形阀芯 工作原理： 结构：先导阀 主阀 阻尼孔、压差p 主阀弹主阀弹 簧簧 进油口进油口P 出油口出油口O 调节螺钉调节螺钉锥阀芯锥阀芯 阀座阀座 调压弹调压弹 簧簧 遥控口遥控口K 阀体阀体 主阀芯主阀芯 主阀座主阀座 阀盖阀盖 施工机具施工机具 C PP

11、溢流溢流 C PP 不溢流不溢流 施工机具施工机具 先导阀弹簧的作用：调节溢流压力 主阀弹簧的作用：主阀弹簧只用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹 簧很软 施工机具施工机具 直动式溢流阀职能符号：直动式溢流阀职能符号： 先导式式溢流阀职能符号：先导式式溢流阀职能符号： 旧符号 施工机具施工机具 先导式溢流阀有一个与主阀上腔相通的遥控口，通过先导式溢流阀有一个与主阀上腔相通的遥控口，通过 遥控口还可以实现多级调压及系统卸荷等。遥控口还可以实现多级调压及系统卸荷等。 调节先导阀弹簧的预紧力，即可调节溢流压力；调节先导阀弹簧的预紧力，即可调节溢流压力； 主阀弹簧用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹簧很软主阀弹簧

12、用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹簧很软 ； 先导阀的承压面积和开口量均很小，调压弹簧刚度不先导阀的承压面积和开口量均很小，调压弹簧刚度不 必很大便能得到较高的溢流压力，故先导式溢流阀一般必很大便能得到较高的溢流压力，故先导式溢流阀一般 用于高压、大流量场合；用于高压、大流量场合； 施工机具施工机具 3. 溢流阀的结构特点 主阀口常闭 控制阀口打开的油液来自进油口 泄油采用内泄方式 施工机具施工机具 应用 (1) 作安全阀（常闭） 作用：防止系统过载。 施工机具施工机具 (2) 作溢流阀（常开） 作用：保持系统压力恒定 施工机具施工机具 3、 流量控制阀-节流阀 控制流量，调节执行元件的运动速度。

13、 一、节流阀一、节流阀 职能符号：职能符号： 结构：轴向三角槽 工作原理： 施工机具施工机具 四、液压系统辅助元件四、液压系统辅助元件 蓄能器 滤油器 油箱 热交换器 管件 施工机具施工机具 1、油箱 作用：作用：储存油液、沉淀和散热。 施工机具施工机具 2、过滤器 作用：作用：过滤污物。 施工机具施工机具 施工机具施工机具 过滤器的选用过滤器的选用 过滤器应根据液压系统的技术要求，按过滤精度、 通流能力、工作压力及温度等条件来选定其型号。 选用过滤器时，要考虑下列几点： （1）过滤精度应满足预定要求； （2）具有较高的流通能力。一般说来，过滤器的 过滤精度愈高，其流通能力就愈低； （3）滤芯

14、具有足够的强度，不因油液压力的作用 而损坏。 施工机具施工机具 3、蓄能器 作用：作用：储存油液的压力能。 应用应用 1）短时大量放油。 如果液压系统在一个工作循环中，只在很短的时间内大量 用油，便可采用蓄能器作为辅助油源。在系统不需大量油液时， 可以把液压泵输出的多余压力油储存在蓄能器内，到需要时再 由蓄能器快速释放给系统。这样，既满足系统的最大流量的要 求，又使液压泵的容量减少，电机功率减小，从而节约能耗并 降低温升。 施工机具施工机具 2）维持系统压力 主要用于压力机或机床夹紧装置的液压系统。在实现保压时，由蓄能器 将储存的压力油液供给系统，补偿系统泄漏，使系统在一段时间内维持系统 压力

15、。 3）应急能源 在液压泵由于停电或故障停止向系统提供油液的情况下，蓄能器充当应 急能源，可避免油源突然中断所造成的机件损坏。 4）减小液压冲击 蓄能器能吸收系统在液压泵突然启动或停止、液压阀突然关闭或开启、 液压缸突然运动或停止时所出现的液压冲击，也能吸收液压泵工作时的压力 脉动。 施工机具施工机具 种类种类 弹簧式 n皮囊式 壳体壳体 充气阀充气阀 气囊气囊 提升阀提升阀 施工机具施工机具 4. 密封 一、一、O型密封型密封 （b）多管式冷却器 施工机具施工机具 （a）等唇高通用型 （b）轴用 （c）孔用 等唇高Y型密封圈的安装 二、二、Y型密封型密封 施工机具施工机具 V形密封圈的调整装置 三、组合密封三、组合密封 聚四氟乙烯密封圈 缸体 活塞 O形密封圈 四、四、 V形密封圈形密封圈 （a) 支撑环 （b)密封环 （c)压环 (a) 调节螺钉 (b) 调节垫片 施工机具施工机具 第二节 牵引机和张力机、钢丝绳卷绕机 液压传动系统