第十二章液压传动基本概念

1、第一节第一节 液压传动原理及其系统组成液压传动原理及其系统组成【学习目标】【学习目标】1 1掌握液压传动的工作原理掌握液压传动的工作原理。2 2熟悉液压传动系统的组成熟悉液压传动系统的组成。3. 3. 了解液压传动的优缺点。了解液压传动的优缺点。一、一、液压传动原理液压传动原理 液压传动液压传动是用是用液体液体作为工作介质来传递能量和进作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式行控制的传动方式。图图12-1 12-1 液压千斤顶工作原理图液压千斤顶工作原理图11手柄手柄 22泵体泵体 3 3、1111活塞活塞 4 4、1010油腔油腔 5 5、77单向阀单向阀 66油箱油箱 88放油阀放油阀

2、99油管油管 1212缸体缸体二二、液压传动系统的组成液压传动系统的组成1 1动力元件动力元件 （即液压泵即液压泵）液压系统的动力源。液压系统的动力源。2 2执行元件执行元件 （液压缸和液压马达液压缸和液压马达）驱动工作部件。驱动工作部件。3 3控制元件控制元件 （阀阀）控制油液流动方向、压力和流量。控制油液流动方向、压力和流量。4 4辅助元件辅助元件 （油箱、油管、滤油器、压力继电器油箱、油管、滤油器、压力继电器.）5 5工作介质工作介质 （液压油液压油）二二、液压传动系统的优缺点液压传动系统的优缺点1.1.优点优点（1 1）体积小、重量轻，惯性力较小）体积小、重量轻，惯性力较小。（2 2）

3、在较大的范围内可实现）在较大的范围内可实现无级调速无级调速。 （3 3）换向容易。）换向容易。（4 4）易于获得）易于获得很大的力或力矩很大的力或力矩，因此，因此承载能力大承载能力大。（5 5）能）能自行润滑自行润滑，磨损小，使用寿命长。，磨损小，使用寿命长。（6 6）操纵控制简便，）操纵控制简便，自动化程度高自动化程度高。（7 7）容易实现）容易实现过载保护过载保护。（8 8）液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于）液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。设计、制造和使用。2.2.缺点缺点（1 1）维护要求高，液压油要始终保持清洁。）维护要求高，液压油要始终保持清洁。

4、（2 2）液压）液压元件制造精度要求高元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高。，工艺复杂，成本较高。（3 3）泄漏难以避免，）泄漏难以避免，传动比不准确传动比不准确，不可用于传动比，不可用于传动比要求严格的场合。要求严格的场合。（4 4）液压传动对油温变化较敏感，会影响工作稳定性。）液压传动对油温变化较敏感，会影响工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作。（5 5）液压传动在能量转换的过程中，特别是在节流调）液压传动在能量转换的过程中，特别是在节流调速系统中，其功率损失大，速系统中，其功率损失大，系统效率较低系统效率较低。（6 6）油液中渗

5、入空气时，会产生噪声，容易引起振）油液中渗入空气时，会产生噪声，容易引起振动和爬行，影响运动的平稳性。动和爬行，影响运动的平稳性。第二节第二节 液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力【学习目标】【学习目标】1 1撑握流量和压力的概念。撑握流量和压力的概念。2 2理解液流连续性原理和帕斯卡原理。理解液流连续性原理和帕斯卡原理。3 3掌握流速和液压缸运动速度的计算。掌握流速和液压缸运动速度的计算。4 4掌握压力与负载的计算。掌握压力与负载的计算。5 5理解液压系统中压力的建立过程。理解液压系统中压力的建立过程。一、流量和液压缸的运动速度一、流量和液压缸的运动速度1 1流量流量 单位时间内

6、流过管路或液压缸某一截面的油液的单位时间内流过管路或液压缸某一截面的油液的体积，称为体积，称为流量流量，用符号用符号q qv v表示表示。tVqv流量的国际单位为流量的国际单位为m m3 3/s/s（米（米3 3/ /秒），工程上常用单秒），工程上常用单位为位为L/minL/min（升（升/ /分）。换算关系为分）。换算关系为1m1m3 3/s=6/s=610104 4L/minL/min2 2流量与速度的关系流量与速度的关系1 1）油液通过管路或液压缸的平均流速）油液通过管路或液压缸的平均流速Aqvvv 油液通过管路或液压缸的平均流速油液通过管路或液压缸的平均流速，m/sm/s； q qv

7、v油液的流量，油液的流量，m m3 3/s/s； AA管路的通流面积或液压缸的有效作用面积，管路的通流面积或液压缸的有效作用面积，m m2 2。v（2 2）活塞（或液压缸）的运动速度）活塞（或液压缸）的运动速度活塞（或液压缸）的运动速度等于液压缸内油液的活塞（或液压缸）的运动速度等于液压缸内油液的平均流速平均流速。2211AqAqvvvvv活塞（或液压缸）的运动速度，活塞（或液压缸）的运动速度，m/sm/s；q qv1v1流入液压缸的流量，流入液压缸的流量，m m3 3/s/s； q qv2v2流出液压缸的流量，流出液压缸的流量，m m3 3/s/s； A A1 1液压缸无杆腔有效作用面积，液

8、压缸无杆腔有效作用面积，m m2 2； A A2 2液压缸有杆腔有效作用面积，液压缸有杆腔有效作用面积，m m2 2。二、液流的连续性原理二、液流的连续性原理 理想液体（既无粘性又不可压缩的液体）在无分理想液体（既无粘性又不可压缩的液体）在无分支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等，支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等，这称为这称为液流连续性原理液流连续性原理。2211vAvA图图12-4 液流连续性原理液流连续性原理 液流连续性原理表明：液流连续性原理表明：油液在同一管路中流动，油液在同一管路中流动，每一截面的平均流速与该截面的面积成每一截面的平均流速与该截面的面积成反比反比，

9、即，即管管径细径细的地方，的地方，流速大流速大；管径粗管径粗的地方，的地方，流速小流速小。2211vAvA 例例12-1 12-1 如图如图12-512-5所示的液压千斤顶简图中，所示的液压千斤顶简图中，小活塞面积小活塞面积A A1 1=1.13=1.1310-4m10-4m2 2, ,大活塞面积大活塞面积A A2 2=9.62=9.621010-4-4m m2 2，油管的截面积，油管的截面积A A3 3=1.3=1.31010-5-5m m2 2，若，若小活塞下压速度小活塞下压速度v v1 1=0.2m/s=0.2m/s，试求大活塞的上升速度，试求大活塞的上升速度v v2 2和油管内油液的平

10、均流速和油管内油液的平均流速v v3 3。图图12-5 12-5 液压千斤顶简图液压千斤顶简图解：解：小活塞排出的流量：小活塞排出的流量： q qv1v1=A=A1 1v v1 1=1.13=1.131010-4-40.2=2.260.2=2.261010-5-5（m/sm/s）根据液流连续性原理，流入大活塞腔的流量为：根据液流连续性原理，流入大活塞腔的流量为： q qv2v2 = q = qv1v1大活塞的上升速度为：大活塞的上升速度为： （m/sm/s）同理：同理：q qv3v3=q=qv1v1 (m/s)(m/s)0235. 01062. 91026. 245222Aqvv74. 110

11、3 . 11026. 255333Aqvv二、压力及其特性二、压力及其特性1 1压力压力 油液单位面积上承受的作用力称为油液单位面积上承受的作用力称为压力压力。图图12-6 12-6 压力的产生压力的产生AFp pp油液的压力，油液的压力，P Pa a； F F作用在油液表面的外力，作用在油液表面的外力，N N； AA油液表面的承压面积，即油液表面的承压面积，即 活塞的有效作用面积，活塞的有效作用面积，m m2 2。压力的单位为压力的单位为PaPa（帕斯卡）（帕斯卡），常用单位还有，常用单位还有 MpaMpa（兆帕），（兆帕），1Mpa=101Mpa=106 6PaPa。 液压传动系统中的压力

12、可分为液压传动系统中的压力可分为低压低压、中压中压、中中高压高压、高压高压和和超高压超高压五个等级。五个等级的压力范围五个等级。五个等级的压力范围如表如表1212-1-1所示。所示。表表12-1 12-1 压力等级压力等级2 2静压传递原理（帕斯卡原理）及应用静压传递原理（帕斯卡原理）及应用静止油液的压力具有下列特点：静止油液的压力具有下列特点：（1 1）静止油液中任意一点所受到的各个方向的）静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都压力都相等相等，这个压力称为，这个压力称为静压力静压力。（2 2）油液的静压力方向总是垂直指向承压表面）油液的静压力方向总是垂直指向承压表面。（3 3）在密闭容器

13、内，施加于静止液体上的某点）在密闭容器内，施加于静止液体上的某点压力将以等值同时传递到液体内各点，这称为压力将以等值同时传递到液体内各点，这称为帕帕斯卡原理斯卡原理，又称为，又称为静压传递原理静压传递原理。图图12-7 12-7 液压千斤顶简图液压千斤顶简图如图如图12-712-7所示液压千斤顶简图，按帕斯卡原理，所示液压千斤顶简图，按帕斯卡原理，在密闭容器内，大、小活塞处的液体的压力在密闭容器内，大、小活塞处的液体的压力p p1 1、p p2 2是相是相等的，即等的，即W/AW/A2 2=F/A=F/A1 1。所以，在小活塞上施以较小的力，。所以，在小活塞上施以较小的力，可以推动大活塞上较大

14、的重物，大活塞上的重力是小可以推动大活塞上较大的重物，大活塞上的重力是小活塞上力的活塞上力的A A2 2/A/A1 1倍。液压千斤顶就是利用这个原理来倍。液压千斤顶就是利用这个原理来进行工作的。进行工作的。例例12-212-2 如图如图12-712-7所示的液压千斤顶简图中，小所示的液压千斤顶简图中，小活塞面积活塞面积A A1 1=1.13=1.1310-4m10-4m2 2, ,大活塞面积大活塞面积A A2 2=9.62=9.6210-10-4 4m m2 2，若小活塞上的作用力，若小活塞上的作用力F=5.78F=5.7810103 3N N，试问密封容积内的压力为多少？，试问密封容积内的压

15、力为多少？大活塞能顶起的重物重量大活塞能顶起的重物重量W W为多少？为多少？图图12-7 12-7 液压千斤顶简图液压千斤顶简图解：解：密封容积内的压力为：密封容积内的压力为：5.1155.11510107 7PaPa（N N）活塞能顶起的重物重量活塞能顶起的重物重量W W为：为：=51.15MPa=51.15MPa1 1压力的产生压力的产生密闭容器内静止油液的压力是受到外力挤压作用密闭容器内静止油液的压力是受到外力挤压作用而产生的。而产生的。四、液压系统中压力的建立四、液压系统中压力的建立2 2压力的压力的大小大小压力的大小取决于压力的大小取决于负载负载，并随负载的变化而变化。，并随负载的变

16、化而变化。3 3压力的压力的建立过程建立过程压力的建立过程是压力的建立过程是从无到有从无到有、从小到大从小到大迅速进行的迅速进行的4 4并联负载的压力值并联负载的压力值压系统某处有几个负载并联时，系统压力的大小取压系统某处有几个负载并联时，系统压力的大小取决于克服负载压力值中的决于克服负载压力值中的最小值最小值。第第三三节节 液压传动系统的流量和压力液压传动系统的流量和压力【学习目标】【学习目标】1 1了解压力损失的产生、类型。了解压力损失的产生、类型。2 2掌握压力损失的估算方法。掌握压力损失的估算方法。3 3了解流量损失的产生、类型。了解流量损失的产生、类型。4 4掌握流量损失的估算方法。

17、掌握流量损失的估算方法。5 5掌握液压传动的功率、效率计算方法。掌握液压传动的功率、效率计算方法。一、液压传动的压力损失一、液压传动的压力损失1 1液阻和压力损失液阻和压力损失 油液流动时，油液的分子之间、油液与管壁之油液流动时，油液的分子之间、油液与管壁之间的摩擦和碰撞会产生阻力，这种阻碍油液流动间的摩擦和碰撞会产生阻力，这种阻碍油液流动的阻力称为的阻力称为液阻液阻。图图12-11 12-11 油液的压力损失油液的压力损失液阻液阻表现为表现为压力损失压力损失。2 2沿程损失与局部损失沿程损失与局部损失（1 1）沿程损失）沿程损失 油液在截面积相同的直管路中流动产生的压力损油液在截面积相同的直

18、管路中流动产生的压力损失称为失称为沿程损失沿程损失。 管路越长，沿程损失越大。管路越长，沿程损失越大。（2 2）局部损失）局部损失 油液流过管路弯曲部位、管路截面积突变部位油液流过管路弯曲部位、管路截面积突变部位及各种控制阀等地方所产生的压力损失称为及各种控制阀等地方所产生的压力损失称为局部局部损失损失。 管路越复杂，局部损失越大。局部损失是主管路越复杂，局部损失越大。局部损失是主要的压力损失。要的压力损失。3 3液压元件的液阻、压差与流量的关系液压元件的液阻、压差与流量的关系 当液压元件的两端压差一定时，液阻越当液压元件的两端压差一定时，液阻越小，则通过元件的流量越大。小，则通过元件的流量越

19、大。 液压元件的液阻一定时，元件的两端压差液压元件的液阻一定时，元件的两端压差越大，则通过元件的流量越大。越大，则通过元件的流量越大。4 4压力损失的估算压力损失的估算液压泵最高工作压力的估算式为液压泵最高工作压力的估算式为：p p泵泵=p=p缸缸K K压压 式中式中 p p泵泵液压泵的最高工作压力，液压泵的最高工作压力，PaPa； p p缸缸液压缸的最高工作压力，液压缸的最高工作压力，PaPa； K K压压系统的压力损失系数，一般系统的压力损失系数，一般K K压压=1.3=1.31.51.5。系统复杂或管路较长取大值，反之取小值。系统复杂或管路较长取大值，反之取小值。二、液压传动的流量损失二

20、、液压传动的流量损失1 1泄漏和流量损失泄漏和流量损失 液压系统正常工作的情况下，从液压元件的密封液压系统正常工作的情况下，从液压元件的密封间隙漏过少量油液的现象称为间隙漏过少量油液的现象称为泄漏泄漏。液压系统的泄漏包括液压系统的泄漏包括内泄漏内泄漏和和外泄漏外泄漏两种。液压元件内部高、两种。液压元件内部高、低压腔间的泄漏称为内泄漏。低压腔间的泄漏称为内泄漏。液压系统内部的油液泄漏到系液压系统内部的油液泄漏到系统外部的泄漏称为外泄漏。统外部的泄漏称为外泄漏。液压系统的泄漏引起流量损失液压系统的泄漏引起流量损失。图图12-12 12-12 液压千斤顶原理图液压千斤顶原理图11低压腔低压腔 22高

21、压腔高压腔 33外外泄漏泄漏 44内泄漏内泄漏2 2流量损失的估算流量损失的估算 液压泵输出流量的估算式为液压泵输出流量的估算式为：q qv v泵泵=q=qv v缸缸K K漏漏 式中式中 q qv v泵泵液压泵的最大流量，液压泵的最大流量，m m3 3/s/s； q qv v缸缸液压缸的最大流量，液压缸的最大流量，m m3 3/s/s； K K漏漏系统的泄漏系数，一般系统的泄漏系数，一般K K漏漏= 1.1= 1.11.31.3。系统复杂或管路较长取大值，反之取小值。系统复杂或管路较长取大值，反之取小值。三、液压传动的功率计算三、液压传动的功率计算1 1液压缸的输出功率液压缸的输出功率P P缸

22、缸=Fv =Fv p p缸缸=F/A=F/A，qvqv缸缸=vA=vA P P缸缸=p=p缸缸q qv v缸缸 式中式中 P P缸缸液压缸的输出功率，液压缸的输出功率，W W； p p缸缸液压缸的工作压力，液压缸的工作压力，PaPa； q qv v缸缸液压缸的输入流量，液压缸的输入流量，m m3 3/s/s。2 2液压液压泵的泵的功率功率1 1）液压泵的实际输出功率）液压泵的实际输出功率P P实实P P实实=p=p实实q qv v实实 式中式中 P P实实液压泵的实际输出功率，液压泵的实际输出功率，W W； p p实实液压泵的实际输出压力，液压泵的实际输出压力，PaPa； qv qv实实液压泵

23、的实际输出流量，液压泵的实际输出流量，m m3 3/s/s。2）液压泵的实际输出功率）液压泵的实际输出功率P实实P额额=p额额qv额额 式中式中 P额额液压泵的额定功率，液压泵的额定功率，W； p额额液压泵的额定压力，液压泵的额定压力，Pa； qv额额液压泵的额定流量，液压泵的额定流量，m3/s。3.3.液压泵的效率和驱动液压泵的电机功率液压泵的效率和驱动液压泵的电机功率 驱动液压泵的电机所需功率驱动液压泵的电机所需功率P P电比液压泵的输电比液压泵的输出功率出功率P P泵要大。其值取决于液压泵的总效率，即泵要大。其值取决于液压泵的总效率，即%100电泵总PP因此，电机的功率为因此，电机的功率

24、为总泵电PP 例例12-3 12-3 如图如图12-8a12-8a）所示的液压系统，已知：活）所示的液压系统，已知：活塞向右运动的速度塞向右运动的速度v v为为0.04m/s0.04m/s，负载，负载F F为为9720N9720N，活塞，活塞的有效作用面积的有效作用面积A A为为0.008m0.008m2 2， K K漏漏=1.1=1.1，K K压压=1.3=1.3， 选用定量液压泵的额定压力为选用定量液压泵的额定压力为2.5MPa2.5MPa，额定流量为，额定流量为4.174.171010-4-4m m3 3/s/s。 试问：此液压泵是否适用？如果液试问：此液压泵是否适用？如果液压泵的总效率

25、为压泵的总效率为0.80.8， 则驱动液压泵的电机的匹配功则驱动液压泵的电机的匹配功率为多少？率为多少？ 解：解：输入液压缸的流量为输入液压缸的流量为q qv v缸缸= =Av=0.008Av=0.0080.04=3.20.04=3.21010-4-4（m m3 3/s/s） 液压泵应供给的油液流量为液压泵应供给的油液流量为q qv v泵泵= = K K漏漏q qv v缸缸=1.1=1.13.23.21010-4 -4 =3.52=3.521010-4-4（m m3 3/s/s） 液压缸的工作压力为液压缸的工作压力为p p缸缸=F/A=9720/0.008=1.215=F/A=9720/0.0

26、08=1.21510106 6（PaPa） 液压泵的工作压力为液压泵的工作压力为p p泵泵= K= K压压p p缸缸=1.3=1.31.2151.21510106 6 =1.58 =1.5810106 6（m m3 3/s/s） 因为因为 q qv v泵泵qqv v额额，p p泵泵p6.3Mpa） 选选用用柱塞泵柱塞泵。第二节第二节 液压缸与液压马达液压缸与液压马达【学习目标】【学习目标】1 1了解液压缸的常用类型。了解液压缸的常用类型。2 2熟悉常用液压缸的特点。熟悉常用液压缸的特点。3 3掌握常用液压缸负载与速度的计算。掌握常用液压缸负载与速度的计算。4 4了解其它液压缸功用及图形符号。了

27、解其它液压缸功用及图形符号。5 5了解液压缸的密封、缓冲和排气结构及原了解液压缸的密封、缓冲和排气结构及原理。理。 液压执行元件主要有液压执行元件主要有液压缸液压缸和和液压马达液压马达两大两大类，它们都是将液压能转变为机械能的能量转换类，它们都是将液压能转变为机械能的能量转换装置。装置。液压缸液压缸是使执行元件实现是使执行元件实现往复直线运动往复直线运动或或摆动摆动，液压马达液压马达则实现则实现旋转运动旋转运动。 按结构不同，液压缸可分为按结构不同，液压缸可分为活塞式活塞式、柱塞柱塞式式和和摆动式摆动式三种。按压力油作用形式可分为三种。按压力油作用形式可分为单单作用式作用式和和双作用式双作用式

28、液压缸。按功能不同，还有液压缸。按功能不同，还有伸缩缸和增压缸伸缩缸和增压缸。一、活塞式液压缸一、活塞式液压缸活塞式液压缸有单活塞杆液压缸和双活塞杆液活塞式液压缸有单活塞杆液压缸和双活塞杆液压缸两种形式。压缸两种形式。1 1单作用式单活塞杆液压缸单作用式单活塞杆液压缸图图13-7 13-7 单作用式单活塞杆单作用式单活塞杆液压缸液压缸工作进给靠压力油，退回靠外力（弹簧等）工作进给靠压力油，退回靠外力（弹簧等）2 2双作用式单活塞杆液压缸双作用式单活塞杆液压缸液压缸可以采用缸体固定，活塞杆运动，也可液压缸可以采用缸体固定，活塞杆运动，也可以是活塞杆固定，缸体运动。其往复以是活塞杆固定，缸体运动。

29、其往复运动范围运动范围都都是是有效行程的有效行程的2 2倍倍。图图13-8 13-8 双作用式单活塞杆液压缸双作用式单活塞杆液压缸a)a)压力油输入无杆腔压力油输入无杆腔 b)b)压力油输入有杆压力油输入有杆腔腔图图13-8 13-8 双作用式单活塞杆液压缸双作用式单活塞杆液压缸a)a)压力油输入无杆腔压力油输入无杆腔 b)b)压力油输入有杆腔压力油输入有杆腔活塞的速度活塞的速度v v1 1为为22111AqAqvvv负载负载F F1 1与缸内的压力与缸内的压力p p1 1、p p2 2的关系为：的关系为：p p1 1A A1 1 = p = p2 2A A2 2+F+F1 1F F1 1 =

30、 p = p1 1A A1 1p p2 2A A2 2若若p p2 2=0=0 则则F F1 1 = p = p1 1A A1 1 图图13-8 13-8 双作用式单活塞杆液压缸双作用式单活塞杆液压缸a)a)压力油输入无杆腔压力油输入无杆腔 b)b)压力油输入有杆腔压力油输入有杆腔活塞的速度活塞的速度v v2 2为为12212AqAqvvv负载负载F F2 2与缸内的压力与缸内的压力p p1 1、p p2 2的关系为：的关系为：p p1 1A A2 2 = p = p2 2A A1 1+F+F2 2F F2 2 = p = p1 1A A2 2p p2 2A A1 1若若p p2 2=0=0，

31、则，则F F2 2 = p = p1 1A A2 2 差动液压缸差动液压缸 双作用式单活塞杆液压缸按图双作用式单活塞杆液压缸按图13-913-9的形式连的形式连接，即将该液压缸的两腔连在一起，这种连接称接，即将该液压缸的两腔连在一起，这种连接称为为差动连接差动连接，此液压缸称为差动液压缸。，此液压缸称为差动液压缸。图图13-9 13-9 差动液压缸连接差动液压缸连接图图13-9 13-9 差动液压缸连接差动液压缸连接因为因为 q qv1v1 = q = qv v + q + qv2v2 q qv v = q= qv1v1q qv2v2 =(A=(A1 1-A-A2 2)v)v3 3 = A=

32、A3 3v v3 3 所以所以3213AqAAqvvvA A3 3A A1 1，所以，所以v v3 3v v1 1，说明差动液压缸可实现快速，说明差动液压缸可实现快速运动。运动。差动液压缸产生的推力为差动液压缸产生的推力为: :3213)(pAAApF差动液压缸的特点是：差动液压缸的特点是：速度快，推力小，适用于速度快，推力小，适用于快速进给系统快速进给系统。差动连接的应用：差动连接的应用： 双作用单活塞杆液压缸常用于慢速工作进给和快双作用单活塞杆液压缸常用于慢速工作进给和快速退回的场合，采用速退回的场合，采用差动连接差动连接时可实现时可实现快进快进、工进工进、快退快退的工作循环。的工作循环。

33、 若要使差动缸的快进速度与快退速度相等（若要使差动缸的快进速度与快退速度相等（v v3 3= = v v2 2），则），则2A2A3 3=A=A1 1，活塞直径，活塞直径D D与活塞杆直径与活塞杆直径d d应满足应满足 关系。关系。dD24 4双作用式双活塞杆液压缸双作用式双活塞杆液压缸缸体固定缸体固定液压缸的运动范围为有效行程的液压缸的运动范围为有效行程的3 3倍倍。活塞杆活塞杆固定固定液压缸的运动范围为有效行程的液压缸的运动范围为有效行程的2 2倍倍。图图13-10 13-10 双活塞杆双作用式液压缸双活塞杆双作用式液压缸a)a)实心活塞杆式实心活塞杆式 b)b)空心活塞杆式空心活塞杆式图

34、图13-10 双活塞杆双作用式液压缸双活塞杆双作用式液压缸a)实心活塞杆式实心活塞杆式 b)空心活塞杆式空心活塞杆式（1）活塞（或缸）往复移动的速度相等）活塞（或缸）往复移动的速度相等Aqvv （2）活塞往两个方向产生的推力相等）活塞往两个方向产生的推力相等 p1A = p2A+F F =（p1p2）A二、其它液压缸简介二、其它液压缸简介1 1柱塞式液压缸柱塞式液压缸柱塞式液压缸适用于长行程的工作场合柱塞式液压缸适用于长行程的工作场合。2 2摆动液压缸摆动液压缸摆动式液压缸又称为摆动式摆动式液压缸又称为摆动式液压马达液压马达，功用是将油，功用是将油液的液的压力能压力能转变为往复摆动运动转变为往

35、复摆动运动机械能机械能。图图13-12 13-12 摆动式液压缸摆动式液压缸3 3伸缩式液压缸（伸缩缸）伸缩式液压缸（伸缩缸）伸缩缸的特点是活塞伸出的行程大伸缩缸的特点是活塞伸出的行程大。三、液压缸的密封、缓冲和排气三、液压缸的密封、缓冲和排气 1 1液压缸的密封液压缸的密封密封方式有密封方式有间隙密封间隙密封和和密封圈密封密封圈密封。（1 1）间隙密封）间隙密封 间隙密封是依靠两运动间隙密封是依靠两运动件配合面间很小的间隙件配合面间很小的间隙（0.020.05mm0.020.05mm）来保证的）来保证的。 只适于直径较小、压力较只适于直径较小、压力较低、运动速度高的场合。低、运动速度高的场合

36、。图图13-14 13-14 间隙密封间隙密封（2 2）密封圈密封）密封圈密封1 1）O O型密封圈型密封圈图图13-15 O13-15 O型密封圈型密封圈O O型密封圈的形状简单、安装尺寸小，摩擦力型密封圈的形状简单、安装尺寸小，摩擦力小，密封性能良好，应用广泛。但其使用寿命短，小，密封性能良好，应用广泛。但其使用寿命短，不宜在速度较高不宜在速度较高的场合中使用。的场合中使用。2 2） Y Y型密封圈型密封圈 Y Y型密封圈密封可靠，寿型密封圈密封可靠，寿命长、摩擦力小，常用于命长、摩擦力小，常用于速度较高速度较高的液压缸的液压缸。图图13-16 Y13-16 Y型密封圈型密封圈3 3） V

37、 V型密封圈型密封圈图图13-17 V13-17 V型密封圈型密封圈a)a)支撑环支撑环 b)b)密封环密封环c)c)压压环环V V型密封圈耐高压，密封性能可靠，但密封处摩型密封圈耐高压，密封性能可靠，但密封处摩擦较大，常用于擦较大，常用于速度不高速度不高的液压缸。的液压缸。2 2液压缸的缓冲液压缸的缓冲缓冲目的缓冲目的：避免活塞在行程终了冲撞缸盖，产生噪：避免活塞在行程终了冲撞缸盖，产生噪声，影响工件精度以至损坏机件，常在液压缸两声，影响工件精度以至损坏机件，常在液压缸两端设置缓冲装置端设置缓冲装置缓冲装置缓冲装置有：有：环状间隙式环状间隙式和和节流口可变式节流口可变式图图13-18 13-

38、18 液压缸的缓冲结构液压缸的缓冲结构a) a) 间隙缓冲间隙缓冲 b b）轴向三角槽缓冲）轴向三角槽缓冲3 3液压缸的排气液压缸的排气排气目的排气目的：排除液压缸内的排除液压缸内的空气空气，防止，防止液压缸运动液压缸运动不平稳，产生不平稳，产生振动振动或或爬行爬行。图图13-19 13-19 排气塞排气塞四、液压马达简介四、液压马达简介液压马达是将液压马达是将液压能液压能转变为转变为旋转机械能旋转机械能的能量转装的能量转装置，是液压系统的置，是液压系统的执行元件执行元件。液压马达按结构分有液压马达按结构分有齿轮式齿轮式、叶片式叶片式、柱塞式柱塞式等几等几种。种。表表13-2 13-2 液压马

39、达的图形符号液压马达的图形符号第三节第三节 液压控制阀液压控制阀【学习目标】【学习目标】1 1熟悉液压控制阀的常用类型。熟悉液压控制阀的常用类型。2 2认识各种液压控制阀的职能符号。认识各种液压控制阀的职能符号。3 3理解各种液压控制阀工作原理及特点。理解各种液压控制阀工作原理及特点。一、液压控制阀及其分类一、液压控制阀及其分类液压系统中，用于控制系统中液流的液压系统中，用于控制系统中液流的压力压力，流量流量和和液流方向液流方向的元件，统称为的元件，统称为液压控制阀液压控制阀。根据用途和工作特点的不同，可分为以下三类：根据用途和工作特点的不同，可分为以下三类：1) 1) 方向控制阀方向控制阀

40、用于控制和改变液压系统中液流方向，用于控制和改变液压系统中液流方向，如单向阀、换向阀。如单向阀、换向阀。2) 2) 压力控制阀压力控制阀 用来控制和调节液压系统中液流压力，用来控制和调节液压系统中液流压力，如溢流阀、减压阀、顺序阀。如溢流阀、减压阀、顺序阀。3) 3) 流量控制阀流量控制阀 用于控制和调节液压系统中液流流量，用于控制和调节液压系统中液流流量，如节流阀、调速阀。如节流阀、调速阀。二、方向控制阀 方向控制阀通过阀口的通或断来控制液流的方方向控制阀通过阀口的通或断来控制液流的方向，主要有向，主要有单向阀单向阀和和换向阀换向阀两类。两类。1 1单向阀单向阀在液压系统中常用的单向阀有在液

41、压系统中常用的单向阀有普通单向阀普通单向阀和和液控单液控单向阀向阀两类两类。普通单向阀的弹簧很软，开启压力为普通单向阀的弹簧很软，开启压力为0.0350.0350.05Mpa0.05Mpa液控单向阀控制油口液控单向阀控制油口K K通压力油时，在通压力油时，在K K口压力油的口压力油的作用下，阀芯移动，阀口打开，油液可在两个方向作用下，阀芯移动，阀口打开，油液可在两个方向自由流通。自由流通。2 2换向阀换向阀（1 1）换向阀工作原理）换向阀工作原理 换向阀是通过改变换向阀是通过改变阀芯阀芯对对阀体阀体的的相对位置相对位置来控来控制油路接通、关断或改变油液流动方向的制油路接通、关断或改变油液流动方

42、向的。（2 2）换向阀的图形符号）换向阀的图形符号图图13-21 13-21 换向阀的图形符号换向阀的图形符号a a）二位二通换向阀）二位二通换向阀 b b）二位三通换向阀）二位三通换向阀 c c）三位四通换向阀）三位四通换向阀 d d）二位四通换）二位四通换向阀向阀换向阀阀芯的工作位置数称为换向阀阀芯的工作位置数称为“位位”，阀与液压系统，阀与液压系统中油路相连通的油口数称为中油路相连通的油口数称为“通通”。（3 3）常见换向阀的图形符号及说明）常见换向阀的图形符号及说明4 4三位阀的中位滑阀机能三位阀的中位滑阀机能三、压力控制阀三、压力控制阀压力控制阀是用于控制液压系统的压力控制阀是用于控

43、制液压系统的压力压力或利用系或利用系统压力作为信号来控制其它元件动作的液压阀，简统压力作为信号来控制其它元件动作的液压阀，简称称压力阀压力阀。常用的压力控制阀有常用的压力控制阀有溢流阀溢流阀、减压阀减压阀和和顺序阀顺序阀。1 1溢流阀溢流阀 根据结构和工作原理不同，溢流阀可分为根据结构和工作原理不同，溢流阀可分为直直动型溢流阀动型溢流阀和和先导型溢流阀先导型溢流阀两类。直动型溢流阀两类。直动型溢流阀用于低压系统，先导型溢流阀用于中、高压系统。用于低压系统，先导型溢流阀用于中、高压系统。（1 1）直动型溢流阀的结构和工作原理）直动型溢流阀的结构和工作原理图图13-23 13-23 直动型溢直动型

44、溢流阀结构流阀结构11调压螺母调压螺母 22弹弹簧簧 33阀芯阀芯图图13-24 13-24 直动型溢直动型溢流阀的工作原理流阀的工作原理 11调压零件调压零件 22弹簧弹簧 33阀芯阀芯直动型溢流阀结构简直动型溢流阀结构简单，制造容易，成本单，制造容易，成本低低，只用于只用于低压液压低压液压系统系统中。中。（2 2）先导型溢流阀的结构和工作原理）先导型溢流阀的结构和工作原理图图13-25 13-25 先导型溢流阀的结构先导型溢流阀的结构 11调压螺母调压螺母 22调压弹簧调压弹簧 33锥阀锥阀 44主阀弹簧主阀弹簧 55主阀芯主阀芯 先导型溢流阀特点：先导型溢流阀特点：先导型溢流阀设有先导型

45、溢流阀设有远程控制口远程控制口K K（参见图（参见图13-2513-25），），可以实现可以实现远程调压远程调压（与远程调压接通）或（与远程调压接通）或卸荷卸荷（与（与油箱接通），不用时封闭。油箱接通），不用时封闭。先导型溢流阀压力稳定、波动小，主要用于中、先导型溢流阀压力稳定、波动小，主要用于中、高压液压系统中。高压液压系统中。（3 3）溢流阀的应用）溢流阀的应用1 1）溢流稳压作用）溢流稳压作用。用于定量泵出口，图用于定量泵出口，图13-2713-27。2 2）限压保护作用）限压保护作用。用于变量泵出口，图用于变量泵出口，图13-2813-28。图图13-27 13-27 溢流阀的稳压作溢

46、流阀的稳压作用用图图13-28 13-28 溢流阀的限压保护溢流阀的限压保护作用作用用用3 3）远程调压作用）远程调压作用，图，图13-2913-29。图图13-29 13-29 溢流阀的远程调压溢流阀的远程调压作用作用图图13-30 13-30 溢流阀的卸溢流阀的卸荷作用荷作用4 4）卸荷作用）卸荷作用，图，图13-2013-20。5 5）作背压阀用）作背压阀用。图图13-31 13-31 溢流阀作背压阀用溢流阀作背压阀用2 2减压阀减压阀（1 1）减压阀的功用和分类）减压阀的功用和分类减压阀是用来降低液压系统中减压阀是用来降低液压系统中某一分支油路的某一分支油路的压力压力，使之低于液压泵的

47、供油压力，以满足执行机，使之低于液压泵的供油压力，以满足执行机构（如夹紧、定位油路，制动、离合油路，系统控构（如夹紧、定位油路，制动、离合油路，系统控制油路等）的需要，并保持基本恒定。制油路等）的需要，并保持基本恒定。减压阀根据结构和工作原理不同，分为减压阀根据结构和工作原理不同，分为直动型减压直动型减压阀阀和和先导型减压阀先导型减压阀两类。两类。（2 2）先导型减压阀的结构和工作原理）先导型减压阀的结构和工作原理图图13-32 13-32 先导型减压阀的结构先导型减压阀的结构11调节螺母调节螺母22调压弹簧调压弹簧 33锥阀锥阀 44主主阀弹簧阀弹簧 55主阀芯主阀芯图图13-33 13-3

48、3 先导型减压阀的工作原先导型减压阀的工作原理图理图11调节螺母调节螺母 22调压弹簧调压弹簧 33锥锥阀阀 44主阀弹簧主阀弹簧 55主阀芯主阀芯（3 3）减压阀的应用举例）减压阀的应用举例图图13-34 13-34 减压阀的应减压阀的应用用液压泵输出的油液由溢流阀液压泵输出的油液由溢流阀2 2调调定压力以满足主油路系统的要求。定压力以满足主油路系统的要求。在换向阀在换向阀3 3处于图示位置时，液处于图示位置时，液压泵压泵1 1输送的油液经减压阀输送的油液经减压阀4 4，单，单向阀向阀5 5供给夹紧液压缸供给夹紧液压缸6 6。夹紧工。夹紧工件所需夹紧力的大小，由减压阀件所需夹紧力的大小，由减

49、压阀4 4来调节。当工件夹紧后，换向来调节。当工件夹紧后，换向阀换位，液压泵向主油路系统供阀换位，液压泵向主油路系统供油。单向阀的作用是防止油液倒油。单向阀的作用是防止油液倒流，使夹紧缸的夹紧力不受液压流，使夹紧缸的夹紧力不受液压系统中压力波动的影响而起保压系统中压力波动的影响而起保压作用。作用。为了使该油路正常工作，减压阀最低调定压力应大为了使该油路正常工作，减压阀最低调定压力应大于于0.5 MPa0.5 MPa，最高调定压力至少应比主油路系统的，最高调定压力至少应比主油路系统的供供油压力（溢流阀调定压力）低油压力（溢流阀调定压力）低0.5 MPa0.5 MPa。3 3顺序阀顺序阀顺序阀是控

50、制液压系统各执行元件顺序阀是控制液压系统各执行元件先后顺序先后顺序动作的压力控制阀动作的压力控制阀。顺序阀也有顺序阀也有直动型直动型和和先导型先导型两种，前者用于低两种，前者用于低 压系统，后者用于中高压系统。压系统，后者用于中高压系统。（1 1）直动型顺序阀的结构和工作原理）直动型顺序阀的结构和工作原理图图13-35 13-35 直动型顺序直动型顺序阀的结构阀的结构图图13-36 13-36 液控顺序阀的液控顺序阀的结构结构（2 2）液控顺序阀的结构和工作原理）液控顺序阀的结构和工作原理（3 3）顺序阀的应用举例）顺序阀的应用举例如图如图13-3713-37所示为顺序阀用以实所示为顺序阀用以

51、实现多个执行元件的顺序动作原现多个执行元件的顺序动作原理图。当电磁换向阀理图。当电磁换向阀3 3处于左处于左位时，液压缸位时，液压缸I I的活塞向上运的活塞向上运动，运动到终点位置后停止运动，运动到终点位置后停止运动，油路压力升高到顺序阀动，油路压力升高到顺序阀4 4的调定压力时，顺序阀打开，的调定压力时，顺序阀打开，压力油经顺序阀进入液压缸压力油经顺序阀进入液压缸的下腔，使活塞向上运动，从的下腔，使活塞向上运动，从而实现液压缸而实现液压缸I I、的顺序动的顺序动作。当电磁换向阀处于右位时，作。当电磁换向阀处于右位时，液压缸液压缸I I、同时向下运动。同时向下运动。图图13-37 13-37

52、顺序阀的应用顺序阀的应用四、流量控制阀四、流量控制阀液压系统中，控制工作液体流量的阀称为液压系统中，控制工作液体流量的阀称为流量控制流量控制阀阀，简称流量阀。常用的流量控制阀有，简称流量阀。常用的流量控制阀有节流阀节流阀、调调速阀速阀、分流阀分流阀等。等。表表13-7 13-7 常见流量控制阀的名称及图形符号常见流量控制阀的名称及图形符号1 1节流阀节流阀（1 1）节流阀的工作原理）节流阀的工作原理油液流经小孔、狭缝或毛细管时，会产生较大的液油液流经小孔、狭缝或毛细管时，会产生较大的液阻，通流面积越小，油液受到的液阻越大，通过阀阻，通流面积越小，油液受到的液阻越大，通过阀口的流量就越小。所以，

53、改变节流口的通流面积，口的流量就越小。所以，改变节流口的通流面积，使液阻发生变化，就可以调节流量的大小，这就是使液阻发生变化，就可以调节流量的大小，这就是流量控制的工作原理。流量控制的工作原理。节流口的流量特性可以用下式表示：节流口的流量特性可以用下式表示： nvpKAq)(0式中式中 q qv v通过节流口的流量；通过节流口的流量； A A0 0节流口的通流面积；节流口的通流面积； pp节流口前后的压力差；节流口前后的压力差； KK流量系数，其值取决于节流口形式和油液的粘度；流量系数，其值取决于节流口形式和油液的粘度； nn节流口的形式参数，一般在节流口的形式参数，一般在0.50.51 1之

54、间。之间。（2 2）影响节流阀流量稳定的因素）影响节流阀流量稳定的因素1 1）节流阀前后的压力差）节流阀前后的压力差2 2）节流口的形式）节流口的形式3 3）节流口的堵塞）节流口的堵塞4 4）油液的温度）油液的温度使用节流阀调节执行元件运动速度，其速度使用节流阀调节执行元件运动速度，其速度将随负载和温度的变化而波动。在速度稳定性要将随负载和温度的变化而波动。在速度稳定性要求高的场合，则要使用流量稳定性好的调速阀。求高的场合，则要使用流量稳定性好的调速阀。（3 3）常见节流口形式）常见节流口形式表表13-8 13-8 常见的节流口形式常见的节流口形式2 2调速阀调速阀调速阀是由一个调速阀是由一个

55、定差减压阀定差减压阀和一个和一个可调节流阀可调节流阀串联串联组合而成。组合而成。图图13-38 13-38 调速阀的工作原理调速阀的工作原理11定差减压阀阀芯定差减压阀阀芯 22节流阀阀芯节流阀阀芯 33溢流阀溢流阀第四节第四节 液压辅件液压辅件【学习目标】【学习目标】 1 1了解液压辅件的种类及其作用。了解液压辅件的种类及其作用。 2 2熟悉各液压辅件的符号。熟悉各液压辅件的符号。一、油箱一、油箱油箱的主要功用是油箱的主要功用是储存油液储存油液，散发散发油液中的油液中的热量热量，分离油液中的气体和分离油液中的气体和沉淀沉淀油液中的油液中的杂质杂质等。等。图图13-39 13-39 油箱油箱a

56、)a)实物图实物图 b)b)结构图结构图 c)c)图形符号图形符号二、油管和管接头二、油管和管接头1 1油管油管油管是用来输送油液的。液压传动中，常见的油管油管是用来输送油液的。液压传动中，常见的油管有钢管、紫铜管、尼龙管、橡胶软管、耐油塑料管有钢管、紫铜管、尼龙管、橡胶软管、耐油塑料管等。等。2 2管接头管接头管接头是用来连接管道和管道、管道和其它元件的。管接头是用来连接管道和管道、管道和其它元件的。三、过滤器三、过滤器过滤器是用于过滤油液中的过滤器是用于过滤油液中的杂质杂质和和灰尘灰尘。1. 1. 过滤器的常用种类过滤器的常用种类（1 1）网式过滤器）网式过滤器（2 2）线隙式过滤器）线隙

57、式过滤器（3 3）纸芯式过滤器）纸芯式过滤器（4 4）烧结式过滤器）烧结式过滤器（5 5）磁性过滤器）磁性过滤器2. 2. 过滤器的安装过滤器的安装过滤器一般安装在液压泵的过滤器一般安装在液压泵的吸油口吸油口、压油口及、压油口及重要元件的前面。通常，液压泵的吸油口安装粗重要元件的前面。通常，液压泵的吸油口安装粗过滤器，压油口和重要元件前安装精过滤器。过滤器，压油口和重要元件前安装精过滤器。四、压力继电器四、压力继电器1 1用途用途压力继电器是用来将压力继电器是用来将液压信号液压信号转换为转换为电信号电信号的辅助元器件。其的辅助元器件。其作用是根据液压系统的压力变化作用是根据液压系统的压力变化自

58、动接通或断开有关电路，以实自动接通或断开有关电路，以实现程序控制和安全保护功能。现程序控制和安全保护功能。五、压力计五、压力计1 1用途用途压力计用于观察液压系统中各工作点（如液压压力计用于观察液压系统中各工作点（如液压泵出口、减压阀出口等）的油液压力，以便操作泵出口、减压阀出口等）的油液压力，以便操作人员把系统的压力调整到要求的工作压力。人员把系统的压力调整到要求的工作压力。六、蓄能器六、蓄能器蓄能器的作用是将液压系统中的压力油储存起来，蓄能器的作用是将液压系统中的压力油储存起来，在需要时重新放出。在需要时重新放出。蓄能器的主要用途蓄能器的主要用途：（1 1）系统保压）系统保压（2 2）用作

59、应急能源）用作应急能源（3 3）短期大量供油）短期大量供油（4 4）吸收系统脉动，缓和液压冲击）吸收系统脉动，缓和液压冲击图图13-47 13-47 气囊式蓄能器气囊式蓄能器的结构图和符号的结构图和符号 液压基本回路是由一些液压元件组成并能液压基本回路是由一些液压元件组成并能完成某些特定功能的回路，按功能可分为完成某些特定功能的回路，按功能可分为方向控制回路方向控制回路、压力控制回路压力控制回路、速度控制速度控制回路回路和和顺序动作回路顺序动作回路等四大类。等四大类。第一节第一节 方向控制回路方向控制回路【学习目标】【学习目标】1 1熟悉方向控制回路的基本类型。熟悉方向控制回路的基本类型。2

60、2掌握常见的方向控制回路功用及特点。掌握常见的方向控制回路功用及特点。作用：作用：方向控制回路是控制液流的通、断和方向控制回路是控制液流的通、断和流动方向的回路，在液压系统中用于实现流动方向的回路，在液压系统中用于实现执行元件的启动、停止以及改变运动方向。执行元件的启动、停止以及改变运动方向。分类分类：方向控制回路包括方向控制回路包括换向回路换向回路和和闭锁闭锁（锁紧）回路（锁紧）回路两种基本回路两种基本回路。1.1.换向回路换向回路（1 1）功能：用于控制执行元件的）功能：用于控制执行元件的运动方向运动方向（2 2）核心元件：核心元件：换向阀换向阀（3 3）进给：手柄左扳进给：手柄左扳左位左