液压甲板--new课件

1、 第二篇第二篇 舵机、锚机、绞缆机、吊舵机、锚机、绞缆机、吊艇机、艇机、 舷梯升降机、舱盖板启闭装置舷梯升降机、舱盖板启闭装置等等。气动、蒸汽、气动、蒸汽、电动、液压电动、液压等等（现代船舶甲板机械主要采用现代船舶甲板机械主要采用电动甲板机械和液压甲板机械）电动甲板机械和液压甲板机械）。结构简单、无污染，但结构简单、无污染，但漏泄多、效率低，仅用于吊艇机、舷梯升降机漏泄多、效率低，仅用于吊艇机、舷梯升降机等小功率甲板机械。等小功率甲板机械。散热损失大，管理不便，散热损失大，管理不便，已基本不用。已基本不用。 液压传动的特点液压传动的特点：1.力的传递靠液体压力来实现；力的传递靠液体压力来实现；

2、2.运动速度的传递靠液体的流量来实现；运动速度的传递靠液体的流量来实现；3.自锁靠液压元件对液压油的自锁靠液压元件对液压油的“密封密封”来实现。来实现。液压传动原理：液压传动原理：以液压机械的液压系统图以液压机械的液压系统图下图下图7-17-1为为例例 （a）为结构式原理图，为结构式原理图，（b）为用液压元件符为用液压元件符号表示的原理图。号表示的原理图。 液压泵。液压泵。功用：将泵的机械能转换为液压油的压力能（液压能）。功用：将泵的机械能转换为液压油的压力能（液压能）。液压缸或液压马达。液压缸或液压马达。功用：将液压能转换成机械能以带动工作部件运动功用：将液压能转换成机械能以带动工作部件运动

3、。各种方向、流量和压力控制阀。各种方向、流量和压力控制阀。功用：控制液压系统中的液压油的流动方向、流量大小功用：控制液压系统中的液压油的流动方向、流量大小和压力的高低，以满足工作部件的运动方向、速度和所和压力的高低，以满足工作部件的运动方向、速度和所需力的要求。需力的要求。油箱、滤油器、蓄能器、压力表、热交油箱、滤油器、蓄能器、压力表、热交换器、油管和管接头等。换器、油管和管接头等。功用：主要起动力传递作用，还有润滑、冷却、防腐防功用：主要起动力传递作用，还有润滑、冷却、防腐防锈作用。锈作用。液压控制阀按用途的不同可分为：液压控制阀按用途的不同可分为：（1 1）方向控制阀：）方向控制阀：控制系

4、统中的油流方向，包括控制系统中的油流方向，包括单单 向阀、换向阀向阀、换向阀等；等；（2 2）压力控制阀：）压力控制阀：控制系统中的油压，包括控制系统中的油压，包括溢流阀、溢流阀、减压阀、顺序阀减压阀、顺序阀等；等；（3 3）流量控制阀：）流量控制阀：控制液压系统中的流量，包括控制液压系统中的流量，包括节流节流阀、调速阀阀、调速阀等。等。 功能功能：通过控制液流方向来达到控制执行元件的运动通过控制液流方向来达到控制执行元件的运动方向。方向。 常见的有单向阀和换向阀两大类常见的有单向阀和换向阀两大类。功用功用：使液流只能单向流过使液流只能单向流过。（1 1）普通型单向阀：）普通型单向阀：正向导通

5、时流动阻力要小正向导通时流动阻力要小（0.0350.05MPa），反向封闭时密封性要好），反向封闭时密封性要好。按阀芯的形式分为按阀芯的形式分为钢球式钢球式和锥阀式锥阀式。按阀体的形状分为按阀体的形状分为直角型直角型见下图见下图和直通型直通型见下第见下第2图图。应用应用：与其它元件组成单向式组合阀与其它元件组成单向式组合阀; ;回油管路中的背回油管路中的背压阀压阀; ;与冷却器、滤油器等附件并联作自动旁通阀使用。与冷却器、滤油器等附件并联作自动旁通阀使用。（2 2）液控单向阀：）液控单向阀：既有单向止回作用又能在一定既有单向止回作用又能在一定条件下允许油流反向通过，即能使阀在控制油的控制条件下

6、允许油流反向通过，即能使阀在控制油的控制下实现阀的反向开启下实现阀的反向开启。见下第见下第2图图 液控单向阀在船上液控单向阀在船上常用作舵机液压系统的常用作舵机液压系统的锁舵阀，锁舵阀，由一对复合型液控单向阀组成。由一对复合型液控单向阀组成。功用功用：利用阀芯对阀体的相对位移来改利用阀芯对阀体的相对位移来改变阀中油路的沟通情况，以变换油液的流通方向。变阀中油路的沟通情况，以变换油液的流通方向。按控制方式的不同分为按控制方式的不同分为：手动式手动式、机动式机动式、电磁式电磁式、液动式液动式和电液式电液式。按阀芯工作位置和控制油路的数目分为按阀芯工作位置和控制油路的数目分为：二位、三位二位、三位和

7、二通、三通等。和二通、三通等。按阀芯结构可分为按阀芯结构可分为：滑阀型和转阀型滑阀型和转阀型，船用以前者为船用以前者为主。主。（1）电磁换向阀：）电磁换向阀：下图下图7-4示出示出一种一种三位四通电磁换向阀三位四通电磁换向阀的结构的结构图中，P压力油进口压力油进口；T通油箱或油泵吸口的通油箱或油泵吸口的回油口回油口；A、B通油缸或油马达等执行机构的工作通油缸或油马达等执行机构的工作油口。油口。中位机能图中位机能图： 阀芯处于中阀芯处于中位时的油路沟位时的油路沟通形式，可有通形式，可有H H、P P、O O、J J、K K、X X、MM、Y Y等型等型式式。如。如图图7-57-5所所示。示。换向

8、阀中的密封：换向阀中的密封：靠阀芯的圆柱形台肩与阀体内侧靠阀芯的圆柱形台肩与阀体内侧的配合间隙来保证，配合间隙通常约为的配合间隙来保证，配合间隙通常约为0.010.03mm0.010.03mm。交流电磁阀特点交流电磁阀特点：电压过高，线圈容易发热和烧坏；电压过高，线圈容易发热和烧坏；而过低因吸力不够，难于保证正常工作。初吸力大，而过低因吸力不够，难于保证正常工作。初吸力大，换向冲击大，操作频率不宜超过换向冲击大，操作频率不宜超过3030次次/min,/min,使用寿命较使用寿命较短，吸合数在十万短，吸合数在十万 一百万次就会损坏，但价格便宜。一百万次就会损坏，但价格便宜。直流电磁阀特点直流电磁

9、阀特点：不会因铁芯不能吸合而烧坏，工不会因铁芯不能吸合而烧坏，工作频率可达作频率可达120120次次/min/min以上。工作可靠，换向平稳，寿以上。工作可靠，换向平稳，寿命较长，吸合数可达千万次以上，但需要直流电源。命较长，吸合数可达千万次以上，但需要直流电源。阀芯的移动阻力阀芯的移动阻力：摩擦阻力和液动力的合力。摩擦阻力和液动力的合力。 为了减小阀芯的移动阻力，防止阀芯卡死，通常为了减小阀芯的移动阻力，防止阀芯卡死，通常在阀芯的凸肩上开设数圈环形的均压槽，以使阀芯四在阀芯的凸肩上开设数圈环形的均压槽，以使阀芯四周所受的液动力大致相等。开一条均压槽，摩擦阻力周所受的液动力大致相等。开一条均压

10、槽，摩擦阻力可下降到不开槽时的可下降到不开槽时的40%40%左右，开三条可降到左右，开三条可降到5%5%左右左右。换向阀的常见故障换向阀的常见故障：换向阀阀芯不能离开中位或不能回中换向阀阀芯不能离开中位或不能回中。换向阀换向冲击大换向阀换向冲击大。油液流经换向阀时流动阻力过大。油液流经换向阀时流动阻力过大。 阀芯不能离开中位的根本原因是阀芯不能离开中位的根本原因是：电磁力不足或移电磁力不足或移动阻力过大动阻力过大。具体原因是具体原因是：电路不通或电压不足；电路不通或电压不足； 激磁线圈脱焊或烧毁；激磁线圈脱焊或烧毁；阀芯和阀孔加工精度较差，配合间隙太小；阀芯和阀孔加工精度较差，配合间隙太小；阀

11、芯或阀孔碰伤变形；阀芯或阀孔碰伤变形； 有脏物进入间隙；有脏物进入间隙；油温过高，阀芯因膨胀卡死；油温过高，阀芯因膨胀卡死；电磁铁推杆密封处的油压过高，摩擦阻力过大。电磁铁推杆密封处的油压过高，摩擦阻力过大。 阀芯不能回中的可能原因除移动阻力过大外，还阀芯不能回中的可能原因除移动阻力过大外，还可能是弹簧断裂、漏装或弹力不足可能是弹簧断裂、漏装或弹力不足。换向阀换向冲击大的原因有换向阀换向冲击大的原因有： 对于大流量的换向阀没采用液压操纵或电液操纵；控制对于大流量的换向阀没采用液压操纵或电液操纵；控制油路中单向节流阀开度过大造成的油路中单向节流阀开度过大造成的。油流流经换向阀时流动阻力过大的主要

12、原因是：油流流经换向阀时流动阻力过大的主要原因是： 经过阀的流量超过额定值，或是阀的开度不足，一般要经过阀的流量超过额定值，或是阀的开度不足，一般要求在额定流量下压力损失不大于求在额定流量下压力损失不大于0.30.5MPa。（2）电液换向阀：）电液换向阀：由电磁换向阀电磁换向阀（导阀导阀）和液动换向阀液动换向阀（主阀主阀）组合而成组合而成。图图7-6为一个三位四通液动换向阀三位四通液动换向阀。液动换向阀液动换向阀（主阀主阀）：）：用控制油推动以控制主油路用控制油推动以控制主油路。电磁换向阀电磁换向阀（导阀导阀）：）：用来改换控制油液的方向用来改换控制油液的方向。 其中其中阻尼器阻尼器7用于控制

13、主阀的换向速度，以免换向太快引起用于控制主阀的换向速度，以免换向太快引起冲击和噪声。冲击和噪声。 弹簧对中型弹簧对中型电液换向阀电液换向阀的的电磁导阀电磁导阀常采用常采用Y型或型或H型型，能在中能在中位时使控制油路卸荷位时使控制油路卸荷。下图下图为外供控制油和外部泄油的电液换向阀的图形符号为外供控制油和外部泄油的电液换向阀的图形符号和简化符号。和简化符号。用于控制液压系统中的用于控制液压系统中的油液压力大小油液压力大小。 常见的有常见的有溢流阀溢流阀、减压阀减压阀和和顺序阀顺序阀等。功用功用：在系统油压超过整定值时泄放油液。可作在系统油压超过整定值时泄放油液。可作安全安全阀阀和和定压阀定压阀使

14、用使用。安全阀安全阀：系统正常工作时常闭，仅在超压时开启系统正常工作时常闭，仅在超压时开启。定压阀定压阀：系统工作时常开，并借改变开度调节溢流量，系统工作时常开，并借改变开度调节溢流量，保持阀前油压基本稳定保持阀前油压基本稳定。分类：分类：根据动作原理的不同可分为根据动作原理的不同可分为：直动式直动式和和先导式先导式。直动式溢流阀：直动式溢流阀： 下图下图为一种采用滑阀结构的直动式溢为一种采用滑阀结构的直动式溢流阀。流阀。 改变改变弹弹簧的张力，簧的张力，即可改变即可改变溢流阀的溢流阀的整定压力整定压力。 阻尼孔阻尼孔的作用的作用：防止油压防止油压脉动时阀脉动时阀芯动作过芯动作过快而产生快而产

15、生振动，使振动，使阀工作平阀工作平稳。稳。直动式溢流阀的特性：直动式溢流阀的特性： 溢流阀的开启压力溢流阀的开启压力po恒小于整定压力恒小于整定压力pT（即（即溢流溢流阀达到额定流量阀达到额定流量QH时的油压力）时的油压力）。pT与与po的差值称为的差值称为稳态压力变化量稳态压力变化量，即即 pT= pT- po直动式溢流阀直动式溢流阀最大整最大整定压力为定压力为2.5MPa。仅仅适用于适用于低压场合低压场合。直动式溢流阀稳态压直动式溢流阀稳态压力变化量力变化量 pT可达可达pT 的的20%或更高。或更高。图图7-9为溢流阀的为溢流阀的稳态特性曲线稳态特性曲线。先导式溢流阀：先导式溢流阀：下图

16、示下图示 二节同心先导式溢流阀。二节同心先导式溢流阀。先导式溢流阀特性：先导式溢流阀特性：先导式溢流阀先导式溢流阀稳态压力变化量稳态压力变化量 pT较小较小，一般不超出一般不超出整定压力整定压力pT的的5%5%10%10%。可使。可使用于用于高压系统高压系统，。，。 转动手轮，改变转动手轮，改变导阀弹簧的初张力，导阀弹簧的初张力，即可改变即可改变溢流阀的整定压力。溢流阀的整定压力。 先导式溢流阀先导式溢流阀可作为可作为远控卸荷阀远控卸荷阀使用使用, ,卸荷压力卸荷压力一般为一般为0.150.150.35MPa0.35MPa；也可作为；也可作为远控调压阀远控调压阀使用。使用。DBW型溢流阀：型溢

17、流阀：有有直控内泄直控内泄、外控内泄外控内泄、直控外泄直控外泄和和外控外泄外控外泄四种型式四种型式，并可并可远控卸荷远控卸荷。如如图图7-12和和图图7-13所示。所示。直控内泄直控内泄外控内泄外控内泄直控外泄直控外泄外控外泄外控外泄溢流阀的动态超调量：溢流阀的动态超调量：系统中瞬时最大压力超过溢流系统中瞬时最大压力超过溢流阀整定压力的数值称为阀整定压力的数值称为溢流阀的动态超调量。溢流阀的动态超调量。如如图图7- 7-1414所示。所示。先导式溢流阀的先导式溢流阀的动态超调量通常动态超调量通常不超过整定压力不超过整定压力的的10151015，过，过渡过程时间在渡过程时间在0.10. 3 s0

18、.10. 3 s。但都。但都比直动式大。比直动式大。 溢流阀的常见故障往往是由阻尼孔堵塞、主阀卡阻、溢流阀的常见故障往往是由阻尼孔堵塞、主阀卡阻、导阀关闭不严或弹簧失效等造成的导阀关闭不严或弹簧失效等造成的。功用：功用：使流经阀的油液节流降压，以便从系统中分使流经阀的油液节流降压，以便从系统中分出油压较低的支路。出油压较低的支路。分类：分类：按结构形式和工作原理可分为按结构形式和工作原理可分为：（1）先导式减压阀先导式减压阀：有定值减压阀和单向减压阀有定值减压阀和单向减压阀；（2）直动式减压阀直动式减压阀：有定差减压阀和定比减压阀有定差减压阀和定比减压阀。 最常见为定值减压阀（简称减压阀），它

19、能根据最常见为定值减压阀（简称减压阀），它能根据阀出口压力的变化改变阀的开度，以使阀后油流减压阀出口压力的变化改变阀的开度，以使阀后油流减压并保持压力稳定。并保持压力稳定。 图图7-15示出先导式定值减压阀示出先导式定值减压阀的典型结构的典型结构。减压阀的泄油口需直通油箱减压阀的泄油口需直通油箱（外泄）（外泄），与溢流阀与溢流阀（内泄）（内泄）不同不同。功用：功用：是一种用油压信号控制油路接通或隔断的阀，常用是一种用油压信号控制油路接通或隔断的阀，常用来以油压信号自动控制液压缸或液压马达的动作顺序。来以油压信号自动控制液压缸或液压马达的动作顺序。分类：分类：按结构形式和工作原理可分为按结构形式

20、和工作原理可分为：直动式（直动式（较为常见）和较为常见）和先导式先导式两种两种型式。型式。按控制油可分为：按控制油可分为：直控型直控型和和外控型外控型。按泄油方式可分为：按泄油方式可分为：内泄式和外泄式。内泄式和外泄式。 图图7-167-16示出直动式顺序阀的典型结构和图形符号示出直动式顺序阀的典型结构和图形符号直动式顺序阀与溢流阀的区别：直动式顺序阀与溢流阀的区别：顺序阀的出口油路是通往执顺序阀的出口油路是通往执行结构，阀一旦动作就会全开，进出口压差一般小于行结构，阀一旦动作就会全开，进出口压差一般小于0.5MPa,泄油泄油口采用外泄；而溢流阀则总是使出口直通油箱，可采用内部泄油，口采用外泄

21、；而溢流阀则总是使出口直通油箱，可采用内部泄油，正常溢流时进油压力与回油压力相差很大。正常溢流时进油压力与回油压力相差很大。 顺序阀也可作为卸荷阀使用，顺序阀也可作为卸荷阀使用，图图7-177-17为卸荷阀的图形符号为卸荷阀的图形符号4.DA4.DA型、型、DAWDAW型先导式卸荷阀型先导式卸荷阀下图图示（下图图示（a）、（）、（b）为为DADA型、型、DAWDAW型先导式卸荷阀及其符号，有内泄和型先导式卸荷阀及其符号，有内泄和外泄两种外泄两种。DADA型先导式卸荷阀在双泵供油系统中型先导式卸荷阀在双泵供油系统中的应用：见图的应用：见图靠改变阀的开度来改变通流面积，从而控制流量，靠改变阀的开度

22、来改变通流面积，从而控制流量，通常用于定量泵系统，借以控制执行机构（油缸、油通常用于定量泵系统，借以控制执行机构（油缸、油马达）的运动速度。马达）的运动速度。是一种可借移动或转动阀芯的方法直接改变阀口是一种可借移动或转动阀芯的方法直接改变阀口的通流面积，从而改变流阻的阀。如的通流面积，从而改变流阻的阀。如图图7-20所示。所示。（1 1）流量调节范围宽，调速比一般要在）流量调节范围宽，调速比一般要在5050以上；以上；（2 2）调定后流量受负载（出口压力）和油温的影响要）调定后流量受负载（出口压力）和油温的影响要尽可能小，小流量时也不易堵塞；尽可能小，小流量时也不易堵塞；（3 3）阀口的通流面

23、积最好与阀的升程成正比，以便调）阀口的通流面积最好与阀的升程成正比，以便调节节 Q=CAPm薄壁小孔（孔长小于孔径的一半）薄壁小孔（孔长小于孔径的一半）m=0.5 ,细长孔细长孔（孔长远大于孔径）（孔长远大于孔径） m=1；一般节流口一般节流口m介于介于二者之二者之间间。 节流阀最常见的故障是在小流量时阀易堵塞节流阀最常见的故障是在小流量时阀易堵塞。预防措施有预防措施有：使用不易极化的油液；使用不易极化的油液；防止油温过高；防止油温过高；对油进行过滤，定期换用新油；对油进行过滤，定期换用新油；减少每级节流口的压降；减少每级节流口的压降；选用合适的阀芯和阀口材料；选用合适的阀芯和阀口材料；尽可能

24、选用薄壁型节流口，以提高抗堵塞性能。尽可能选用薄壁型节流口，以提高抗堵塞性能。单向节流阀：单向节流阀： 图图7-21 由由定差减压阀定差减压阀和和节流阀节流阀串联串联而成，简称而成，简称调速阀调速阀。如如图图所示。所示。普通型调速阀的工作原理普通型调速阀的工作原理： 来自定压液压源，压力为来自定压液压源，压力为 p1的油液，先经减压阀节的油液，先经减压阀节流降压至流降压至 p2。如使减压阀的阀芯开度依节流阀前后压。如使减压阀的阀芯开度依节流阀前后压差（差（p1-p2）的变动而自动进行调节，以使）的变动而自动进行调节，以使p1-p2之差基之差基本保持不变，则节流阀的流量也可大体保持稳定。本保持不

25、变，则节流阀的流量也可大体保持稳定。减压阀阀芯上的作用力平衡方程式：减压阀阀芯上的作用力平衡方程式： p1A=p2A+FS p1-p2=FS/A式中：式中：A减压阀阀芯大端面积；减压阀阀芯大端面积； FS减压阀的弹簧张力。减压阀的弹簧张力。由由定差溢流阀定差溢流阀和和节流阀节流阀而成，亦称溢流节流阀。而成，亦称溢流节流阀。如如图图7-23 所示。所示。溢流阀阀芯上作用力的溢流阀阀芯上作用力的平衡方程式平衡方程式为为： p1-p2=FS/A弹簧力弹簧力FS和阀芯的移动量也都不大和阀芯的移动量也都不大，（，（ p1-p2）的变化的变化也就不大。也就不大。 旁通型调速阀的流量稳定性不如普通型调速阀，

26、但旁通型调速阀的流量稳定性不如普通型调速阀，但与定量油源配合使用，功率损耗较小，油液发热程度较与定量油源配合使用，功率损耗较小，油液发热程度较轻，更适合对流量稳定性要求并不很高的场合。轻，更适合对流量稳定性要求并不很高的场合。四、插装阀：四、插装阀：特点：特点：这种阀的主要元件大都采用插入的连接方法，这种阀的主要元件大都采用插入的连接方法，不仅能实现常规液压控制阀的各种功能，而且结构简不仅能实现常规液压控制阀的各种功能，而且结构简单，通用性强，在功率相同时重量轻，体积小，流阻单，通用性强，在功率相同时重量轻，体积小，流阻小，密封性好，抗污染能力强，动作灵敏并易于组合。小，密封性好，抗污染能力强

27、，动作灵敏并易于组合。图图7-24示出一锥阀式插装阀的基本结构示出一锥阀式插装阀的基本结构。阀芯两端作用力的平衡方程式为阀芯两端作用力的平衡方程式为： FS+FY+pkAk=pAAA+pBAB式中式中： FS弹簧力弹簧力； FY 液动力液动力； pA、pB、pk 分别代表分别代表A、B、K口的液压力；口的液压力； AA 、Ak 分别代表分别代表A口和阀芯的横截面积；口和阀芯的横截面积； AB=Ak-AA 当当A为进油口，为进油口，B为出油口，且为出油口，且pA pB时时,如使控如使控制腔与油箱相通制腔与油箱相通,即即pk =0,则则pAAA+pBAB FS+FY,于是阀芯抬起于是阀芯抬起,A口

28、的压力油得以自由地流向口的压力油得以自由地流向B口口.反之反之,当当B为进油口为进油口, A为出油口为出油口,而且而且pB pA时时,如使如使K腔与油腔与油箱相通箱相通,则阀芯同样也将开启则阀芯同样也将开启,这样这样B口的压力油将流向口的压力油将流向A口口. 但如果将控制油液引入但如果将控制油液引入K腔腔,且且pk pA或或pk pB,则则pkAk pAAA +pBAB,在加上弹簧力在加上弹簧力FS的帮助的帮助(阀在开启状阀在开启状态还有液动力态还有液动力FY的作用的作用),即可使阀关闭即可使阀关闭.图图7-25为插装式单向阀为插装式单向阀图图7-26为插装式二位三通和三位四通式电液换向阀为插

29、装式二位三通和三位四通式电液换向阀.如果在如果在锥阀式插装锥阀式插装阀的控制口阀的控制口上上, ,配上不配上不同的先导式同的先导式调压阀调压阀, ,则则可得到不同可得到不同种类的压力种类的压力控制阀控制阀. .图图7-277-27为插装为插装式溢流阀式溢流阀. .图图7-28为为插装式顺序阀插装式顺序阀. 图图7-29示出一种阀芯不带阻尼孔的插装式节流阀、示出一种阀芯不带阻尼孔的插装式节流阀、单向节流阀及其图形符号。单向节流阀及其图形符号。图图7-30示出插装式溢流节流阀。示出插装式溢流节流阀。五五.比例控制阀：比例控制阀： 传统形式的液压控制阀只能对液流进行定值控制传统形式的液压控制阀只能对

30、液流进行定值控制（如调定压力、流量或阀的开度）或开关控制（例如液（如调定压力、流量或阀的开度）或开关控制（例如液流方向的通断切换）。而比例控制阀可以电信号为输入流方向的通断切换）。而比例控制阀可以电信号为输入量，使被控制的压力、流量与输入的电信号成正比，从量，使被控制的压力、流量与输入的电信号成正比，从而实现连续的自动控制。而实现连续的自动控制。 按功能分，比例控制阀有按功能分，比例控制阀有压力控制阀（比例溢流压力控制阀（比例溢流阀、比例减压阀等）阀、比例减压阀等）、流量控制阀（比例节流阀、比例流量控制阀（比例节流阀、比例调速阀等）调速阀等）和和比例换向阀。比例换向阀。图图7-31示出比例节流

31、电磁换向阀。示出比例节流电磁换向阀。图图7-32为定差减压型比为定差减压型比例流量电液换向阀例流量电液换向阀。液压泵是利用工作腔容积的变化来进行吸、排液压泵是利用工作腔容积的变化来进行吸、排液压油，其主要任务就是为液压系统供给足够流量液压油，其主要任务就是为液压系统供给足够流量和足够压力的液压油，必要时能改变供油的流向和和足够压力的液压油，必要时能改变供油的流向和流量。流量。按结构分：齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、柱塞泵按结构分：齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、柱塞泵按变量方式分：定量泵和变量泵按变量方式分：定量泵和变量泵 柱塞式变量油泵可依柱塞布置方式的不同而分柱塞式变量油泵可依柱塞布置方式的不同而分为径

32、向柱塞式与轴向柱塞式两种，后者又有斜盘泵为径向柱塞式与轴向柱塞式两种，后者又有斜盘泵和斜轴式两类。和斜轴式两类。 见下图下图 径向柱塞式变量泵的流量可用下式表示径向柱塞式变量泵的流量可用下式表示： Q =/4 d2 2e z nv 对尺寸既定的径向柱塞泵而言，当转速恒定对尺寸既定的径向柱塞泵而言，当转速恒定时，只要浮动环偏心距时，只要浮动环偏心距e e的大小和方向，就能改变油的大小和方向，就能改变油泵的流量和吸排方向。泵的流量和吸排方向。1. 径向柱塞式变量泵的排量是不均匀的，柱塞径向柱塞式变量泵的排量是不均匀的，柱塞数数z 越多越均匀，而且奇数比偶数好，柱塞数一般为越多越均匀，而且奇数比偶数

33、好，柱塞数一般为7 7、9 9、1111、1313等。等。径向柱塞泵柱塞的受力分析：径向柱塞泵柱塞的受力分析：见上图见上图 作用于柱塞底部的油区力作用于柱塞底部的油区力P可分解为从径向压向可分解为从径向压向浮动环的力浮动环的力N和垂直于柱塞中心线的力和垂直于柱塞中心线的力T。 分力分力N由浮动环产生的法向反作用力由浮动环产生的法向反作用力N平衡，而平衡，而分力分力T会使缸体产生一顺时针方向的转矩；会使缸体产生一顺时针方向的转矩； M = T L = P L tg Nm 如果忽略吸油区柱塞所产生的不大的反转矩，排如果忽略吸油区柱塞所产生的不大的反转矩，排油区各柱塞产生的上述转矩之和即为液压油对油

34、缸体油区各柱塞产生的上述转矩之和即为液压油对油缸体所产生的总转矩。对油泵来说，它是阻转矩。如果泵所产生的总转矩。对油泵来说，它是阻转矩。如果泵不被原动机驱动，而是将压力油从一根油管输入泵中，不被原动机驱动，而是将压力油从一根油管输入泵中，并使另一根油管向油箱回油，则液压油对缸体的总转并使另一根油管向油箱回油，则液压油对缸体的总转矩就会驱动泵轴回转，从而使它成为一输出转矩的液矩就会驱动泵轴回转，从而使它成为一输出转矩的液压马达。压马达。海尔休海尔休（Hele-Shaw）径向柱塞式变量泵径向柱塞式变量泵的构造构造见见下图下图径向柱塞泵的特点径向柱塞泵的特点：（1 1）配油轴因内部钻孔，并处于悬臂状

35、态，工作时又要承受很）配油轴因内部钻孔，并处于悬臂状态，工作时又要承受很大的径向力，泵的径向尺寸和重量也较大。大的径向力，泵的径向尺寸和重量也较大。（2 2）由于配油轴所受径向力不平衡，它与缸体间的间隙不能较）由于配油轴所受径向力不平衡，它与缸体间的间隙不能较小，故容积效率不是很高；此外缸体和浮动环都承受着不平衡的小，故容积效率不是很高；此外缸体和浮动环都承受着不平衡的径向液压力，也会使轴承负荷增加。故径向柱塞泵的最大工作压径向液压力，也会使轴承负荷增加。故径向柱塞泵的最大工作压力一般多限制在力一般多限制在20MPa20MPa以内。以内。（3 3）轴内钻孔由于受轴的结构和强度的限制，通流面积较

36、小，）轴内钻孔由于受轴的结构和强度的限制，通流面积较小，为保证泵的正常吸入，防止产生为保证泵的正常吸入，防止产生“气穴气穴”现象，吸入流速不能太现象，吸入流速不能太高，因而限制了径向泵的流量和转速（一般不超过高，因而限制了径向泵的流量和转速（一般不超过1500r/min1500r/min）。）。由于上述原因，在液压甲板机械中，特别是转矩较大和需要较高由于上述原因，在液压甲板机械中，特别是转矩较大和需要较高油压的场合，径向柱塞泵越来越被轴向泵所取代油压的场合，径向柱塞泵越来越被轴向泵所取代1. 斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵： 工作原理如工作原理如图图7-37所示所示。斜盘式轴向柱塞泵的流量计

37、算：斜盘式轴向柱塞泵的流量计算： Q= /4 d2 h z n v = /4 d2 D z n tg v 在泵的结构尺寸和转速一定时，改变斜盘倾角在泵的结构尺寸和转速一定时，改变斜盘倾角的大小和倾斜方向，即可改变泵的流量和吸排方向；的大小和倾斜方向，即可改变泵的流量和吸排方向；当当 =0 =0时，则时，则 Q= 0Q= 0。斜盘式轴向柱塞泵的受力分析：斜盘式轴向柱塞泵的受力分析：图图7-38所示所示。如果泵不被原动机如果泵不被原动机驱动，而是将压力驱动，而是将压力油从一根油管输入油从一根油管输入泵中，并使另一根泵中，并使另一根油管向油箱回油，油管向油箱回油，则液压油对缸体的则液压油对缸体的总转

38、矩就会驱动泵总转矩就会驱动泵轴回转，从而使它轴回转，从而使它成为一输出转矩的成为一输出转矩的液压马达。液压马达。斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵实例实例：图图7-397-39所示为国产所示为国产CY14-1CY14-1型伺服型伺服变量的斜盘式轴向柱塞泵，由主体部分和伺服变量机构两部分变量的斜盘式轴向柱塞泵，由主体部分和伺服变量机构两部分组成组成。CY14-1泵的伺服变量机构泵的伺服变量机构图图7-41示出配示出配油盘的油盘的结构。结构。CY14-1型泵型泵的配油的配油盘采用盘采用了非对了非对称负重称负重叠型结叠型结构构。图图7-42示出柱塞与滑履的结构和受力情况示出柱塞与滑履的结构和受力情况。

39、 只要合理选取滑履底部及其圆盘状小室的尺寸，即可只要合理选取滑履底部及其圆盘状小室的尺寸，即可使柱塞传给滑履的法向压力使柱塞传给滑履的法向压力N比油压撑开力比油压撑开力PC稍大一些稍大一些（ N比比PC约大约大10%15%），这样，既可大大减小比压，这样，既可大大减小比压，使磨损和功耗减小，又可使滑履较好地压紧在斜盘上，使磨损和功耗减小，又可使滑履较好地压紧在斜盘上，防止产生过大的漏泄。防止产生过大的漏泄。 只要配油盘密封面的宽度选择适当，则同样可使缸体只要配油盘密封面的宽度选择适当，则同样可使缸体压紧配油盘的油压力比撑开力稍大一些（约大压紧配油盘的油压力比撑开力稍大一些（约大6%-10%6%

40、-10%），），以便既可避免比压过大，造成严重的摩擦损失，同时又以便既可避免比压过大，造成严重的摩擦损失，同时又可不致使缸体与配油盘间的漏泄过多。可不致使缸体与配油盘间的漏泄过多。（1）工作原理）工作原理：如如图图7-43所示所示图图7-44示示出出ZXB型型斜轴式轴斜轴式轴向柱塞泵向柱塞泵的结构。的结构。如如图图7-44 (b)为连杆的锥角。为连杆的锥角。 按变量控制机构的控制力是否通过液压放大来区分，有直接按变量控制机构的控制力是否通过液压放大来区分，有直接变量和间接变量之分。变量和间接变量之分。 按变量机构控制信号的形式来分，有手控、机控、电控、液控按变量机构控制信号的形式来分，有手控、

41、机控、电控、液控等多种。等多种。 此外，还有各种自动变量泵，如限压式、恒功率式、恒压式、此外，还有各种自动变量泵，如限压式、恒功率式、恒压式、恒流量式等。恒流量式等。1. 限压式变量泵：限压式变量泵： 该种泵在工作压力低时全流量工作，当工作压力超该种泵在工作压力低时全流量工作，当工作压力超过整定值时流量迅速降低，可限制泵的工作压力过高。过整定值时流量迅速降低，可限制泵的工作压力过高。图图7-45示示出带出带压力压力补偿补偿器的器的限压限压式斜式斜盘泵。盘泵。2.恒功率变量泵：恒功率变量泵： 泵的自动变量机构可设计成使流量泵的自动变量机构可设计成使流量Q Q随排出压力随排出压力p p变化，近似变

42、化，近似符合符合pQpQ= =常数的恒功率型式，称之为恒功率变量泵常数的恒功率型式，称之为恒功率变量泵。 这种泵通常是使感受这种泵通常是使感受工作油压的变量控制元工作油压的变量控制元件与两个弹簧相平衡，件与两个弹簧相平衡，并使其中一个弹簧在变并使其中一个弹簧在变量控制元件的位移量增量控制元件的位移量增大到一定的数值后在参大到一定的数值后在参与工作，这样，就可使与工作，这样，就可使泵的泵的p-Qp-Q特性曲线特性曲线如如图图7-46中的折线中的折线ABCDABCD所示所示。3. 不同控制方式的变量泵：不同控制方式的变量泵： 图7-47示出示出A4VA4V型伺服变量泵的型伺服变量泵的5 5种变量控

43、制方式种变量控制方式的液压原理图。要改变控制方式只需更换导阀的液压原理图。要改变控制方式只需更换导阀9 9等少等少数几个控制元件即可。图中，数几个控制元件即可。图中，HDHD控制方式是控制方式是液压控液压控制制，泵的流量是由，泵的流量是由Y Y1 1、Y Y2 2导入的液压信号控制导阀来导入的液压信号控制导阀来决定的。决定的。HWHW控制方式是控制方式是手动伺服控制手动伺服控制，泵的流量是，泵的流量是由导阀控制杆的位移来决定的。由导阀控制杆的位移来决定的。DA控制方式的特点：控制方式的特点： 排油方向由控制导阀的电磁信号来决定，泵的排排油方向由控制导阀的电磁信号来决定，泵的排量则由辅泵经减压阀

44、供给伺服活塞量则由辅泵经减压阀供给伺服活塞8的控制油压决定。的控制油压决定。 MS控制方式是扭矩控制控制方式是扭矩控制，当执行元件定量油马达的，当执行元件定量油马达的扭矩超过设定值时，主泵的排出压力通过扭矩超过设定值时，主泵的排出压力通过X5或或X6反馈反馈至导阀，使伺服活塞至导阀，使伺服活塞8控制主泵流量减小。控制的扭矩控制主泵流量减小。控制的扭矩大小由大小由Y1或或Y2导入的液压信号决定。导入的液压信号决定。 EL控制方式是电气比例控制控制方式是电气比例控制，泵的流量由控制电流，泵的流量由控制电流的大小来决定，这种泵称为的大小来决定，这种泵称为“电液比例泵电液比例泵”。 图图7-487-4

45、8示出带有辅泵的示出带有辅泵的A4V-ELA4V-EL型型通轴式斜盘泵及通轴式斜盘泵及安全、补油阀和电磁比例伺服控制元件。安全、补油阀和电磁比例伺服控制元件。液压马达（又称油马达）的液压马达（又称油马达）的作用作用：将液压油的压力能：将液压油的压力能转换为机械能输出，以带动工作机械设备。转换为机械能输出，以带动工作机械设备。 液压马达输入的液压能，可用工作油的压力液压马达输入的液压能，可用工作油的压力p和和流量流量Q来表示，而输出的机械能，则以输出轴的扭矩来表示，而输出的机械能，则以输出轴的扭矩M和转速和转速n来度量。来度量。 液压马达的理论输入功率为：液压马达的理论输入功率为： P1th=p

46、Q W （1） 其其理论输出功率理论输出功率为：为： P2th=Mthth=2nthMth/60 W（2）假设液压马达的假设液压马达的每转排量每转排量为：为：q 则液压马达的则液压马达的理论转速理论转速为：为：nth=60Q/q r/min （3）由（由（1）、（）、（2）、（）、（3）式可求得）式可求得液压马达的理论扭矩液压马达的理论扭矩为为： M=pq/2 Nm 容积效率容积效率为：为：v=Qe/Q Qe 有效流量有效流量因此，因此，液压马达的实际转速液压马达的实际转速为：为： n=60Qe/q=60Q v /q液压马达的实际扭矩与理论扭矩之比，称之为液压马达的液压马达的实际扭矩与理论扭矩

47、之比，称之为液压马达的机械效率机械效率m , 即即 m =M/Mth因此，因此，实际扭矩实际扭矩为：为： M= Mth m = pq m /2 实际的输出功率实际的输出功率为：为： P2= 2 M n/60=pQ m v=p Q 式中式中：= m v是考虑液压马达中所有能量损失的是考虑液压马达中所有能量损失的总效率。总效率。从上述对液压马达工作性能的讨论中可知：从上述对液压马达工作性能的讨论中可知：(1)液压马达的实际转速液压马达的实际转速n，主要取决于供入液压马达的流量，主要取决于供入液压马达的流量Q、液压马达的工作容积液压马达的工作容积(即每转排量即每转排量)q和容积效率和容积效率v。因此

48、，要改。因此，要改变液压马达的转速，可采用的方法有容积调速变液压马达的转速，可采用的方法有容积调速采用变量油采用变量油泵，改变其流量，或采用变量油马达，改变其排量；也可以采泵，改变其流量，或采用变量油马达，改变其排量；也可以采用节流调速用节流调速通过流量控制阀来改变供入油马达的流量；通过流量控制阀来改变供入油马达的流量；(2)液压马达的扭矩液压马达的扭矩M，主要取决于工作油的压力，主要取决于工作油的压力p和液压马达的和液压马达的每转排量每转排量q。提高最大工作油压。提高最大工作油压p，不仅可增大液压马达的输出，不仅可增大液压马达的输出扭矩扭矩M，而且还可在功率不变的前提下，使液压元件和和管路，

49、而且还可在功率不变的前提下，使液压元件和和管路的尺寸相应减小，但是也受到强度与密封等的条件限制，并给的尺寸相应减小，但是也受到强度与密封等的条件限制，并给管理工作带来不利的影响；管理工作带来不利的影响； (3)增大液压马达的容积，亦即提高液压马达的每转排量增大液压马达的容积，亦即提高液压马达的每转排量q，则，则可在工作油压不变的情况下增大扭矩，而转速则相应较低，从可在工作油压不变的情况下增大扭矩，而转速则相应较低，从而构成低速大扭矩液压马达。而构成低速大扭矩液压马达。一般认为额定转速低于一般认为额定转速低于500rmin即属于低速马达，高于即属于低速马达，高于500 rmin的属于高速马达。的

50、属于高速马达。后者后者用于船舶甲板机械往往需要增加机械减速机构。用于船舶甲板机械往往需要增加机械减速机构。常用的低速大扭矩液压马达，主要有常用的低速大扭矩液压马达，主要有径向柱塞式径向柱塞式和和叶叶片式片式等。而径向柱塞式又有：等。而径向柱塞式又有：连杆式、五星轮式连杆式、五星轮式和和内内曲线式。曲线式。图图7-49为为斯达发（斯达发（Staffa）液压马达的结构图）液压马达的结构图。连杆式液压马达的连杆式液压马达的特点特点：结构简单；工艺性较差；球铰以及连杆与偏心轮接触结构简单；工艺性较差；球铰以及连杆与偏心轮接触比压大，工作时容易磨损和咬死；转矩和转速的脉动比压大，工作时容易磨损和咬死；转

51、矩和转速的脉动效率大；低速时（效率大；低速时（n10r/min）易产生）易产生“爬行现象爬行现象”；启动转矩小（启动转矩小（80%85%额定转矩）；配油轴处易漏泄；额定转矩）；配油轴处易漏泄；马达的径向力不平衡，故工作压力较低马达的径向力不平衡，故工作压力较低。（1）结构和工作原理：）结构和工作原理：图图7-51为一双列的五星轮式液压马达为一双列的五星轮式液压马达。图图7-52为五为五星轮式液压星轮式液压马达的工作马达的工作原理图。原理图。（2）主要部件的静力平衡：）主要部件的静力平衡：这种液压马达只要将压力环和五星轮的尺寸选择得当，这种液压马达只要将压力环和五星轮的尺寸选择得当，则则柱塞、压

52、力环柱塞、压力环和和五星轮五星轮上上承受的油压就可基本实现承受的油压就可基本实现静静力平衡力平衡。如。如图图7-53所示。所示。五星轮式液压马达可做成双排五星轮式液压马达可做成双排来平衡径向力，偏心轮偏心方来平衡径向力，偏心轮偏心方向相差向相差180180，并在控制阀作，并在控制阀作用下可进行有级调速。用下可进行有级调速。五星轮式液压马达因实现了油五星轮式液压马达因实现了油压的静力平衡，使摩擦力大为压的静力平衡，使摩擦力大为减小；工作可靠，寿命长；转减小；工作可靠，寿命长；转矩和转速的脉动率小；低速稳矩和转速的脉动率小；低速稳定性好（定性好（5r/min5r/min以下）；工艺以下）；工艺性好

53、，并能做成壳转或双输出性好，并能做成壳转或双输出轴的型式。但它的外形尺寸和轴的型式。但它的外形尺寸和重量都较大重量都较大；容积效率较低；容积效率较低。 该型马达为多柱塞、多作用液压马达，该型马达为多柱塞、多作用液压马达，故它的输出转矩大；低速稳定性好故它的输出转矩大；低速稳定性好（0.5r/min以下以下）；只要选用合适的导轨曲只要选用合适的导轨曲线就能十分均匀的转速与转矩；只要作用次线就能十分均匀的转速与转矩；只要作用次数与柱塞数的最大公约数数与柱塞数的最大公约数2时，油马达上的时，油马达上的径向力完全平衡；工作可靠，机械效率、容径向力完全平衡；工作可靠，机械效率、容积效率都较高；但制造工艺

54、复杂，对材料要积效率都较高；但制造工艺复杂，对材料要求高，结构也较复杂。求高，结构也较复杂。 内曲线式液压马达可以进行有级调速，常用的调速内曲线式液压马达可以进行有级调速，常用的调速方法有：方法有：改变有效作用次数；改变柱塞排数。改变有效作用次数；改变柱塞排数。图图7-55为内曲线式变量油马达改变有效作用次数的原理为内曲线式变量油马达改变有效作用次数的原理图图除液压油的压力和工作转速不得超过其规定数值以外，还应注除液压油的压力和工作转速不得超过其规定数值以外，还应注意以下各项：意以下各项：（1 1）保证马达与被驱动机械的同心度；保证马达与被驱动机械的同心度；（2 2）保证马达回油具有一定背压（

55、保证马达回油具有一定背压（0.5-1MPa0.5-1MPa）；）；（3 3）不能超负荷使用；不能超负荷使用；（4 4）必要时可脱开液压马达泄油管测量它在工作时的必要时可脱开液压马达泄油管测量它在工作时的漏泄量，以检查液压马达是否内部磨损严重或有其它漏泄量，以检查液压马达是否内部磨损严重或有其它故障。故障。（5 5）马达壳体上的泄漏油管应单独回油箱，防壳体内马达壳体上的泄漏油管应单独回油箱，防壳体内压力（小于压力（小于0.1MPa0.1MPa）过高；）过高；（6 6）工作油应清洁，粘度适中。工作温度不宜超过工作油应清洁，粘度适中。工作温度不宜超过6565，最高不超过，最高不超过70708080

56、。在低温工况下起动，应在低温工况下起动，应先作轻载运行，以防配合面咬伤。先作轻载运行，以防配合面咬伤。 包括：包括：滤油器、油箱、蓄能器、热交换器、油管、管接头、压滤油器、油箱、蓄能器、热交换器、油管、管接头、压力表以及密封件等。力表以及密封件等。 过滤是控制液压系统污染的重要手段，滤油器的选用和维过滤是控制液压系统污染的重要手段，滤油器的选用和维护是否合理，对系统的工作性能和使用寿命影响很大。护是否合理，对系统的工作性能和使用寿命影响很大。主要性能参数有主要性能参数有：过滤精度、额定流量、额定压差、过滤精度、额定流量、额定压差、最高工作压力等。最高工作压力等。滤油器的过滤比滤油器的过滤比 ：

57、 滤油器上游油液单位容积中大于滤油器上游油液单位容积中大于某一给定尺寸的颗粒数与下游油液单位容积中大于同某一给定尺寸的颗粒数与下游油液单位容积中大于同一尺寸的颗粒数之比，即一尺寸的颗粒数之比，即 =Nu/Nd 当对某一尺寸当对某一尺寸x x的过滤比的过滤比x值为值为2020时，则时，则x可认为可认为是滤油器的是滤油器的公称过滤精度。公称过滤精度。 当对某一尺寸当对某一尺寸y y的过滤比的过滤比y 值为值为7575时，则时，则y可认为可认为是滤油器的是滤油器的绝对过滤精度。绝对过滤精度。按按工作原理工作原理的不同可分为：的不同可分为：表面型滤油器、深度型滤油器和磁性滤油器。表面型滤油器、深度型滤

58、油器和磁性滤油器。按按滤芯结构和材料滤芯结构和材料来分，有：来分，有：（1）金属网式滤油器）金属网式滤油器 见下图见下图（2）线隙式滤油器（）线隙式滤油器（3）纸质滤油器）纸质滤油器见下第见下第2图图 （4）烧结式滤油器）烧结式滤油器 （5）磁性滤油器）磁性滤油器见下第见下第3图图（6）纤维型滤油器；（）纤维型滤油器；（7）缝隙式滤油器；）缝隙式滤油器； （各滤油器特点见（各滤油器特点见P115）分为三种标准等级：分为三种标准等级：80um80um（200200目），即每英寸长度目），即每英寸长度上有上有200200个网孔）；个网孔）； 100um 100um （150150目）；目）； 18

59、0um180um（100100目）。在额定流量下，压力损失不大于目）。在额定流量下，压力损失不大于0 0025MPa025MPa。 线隙式有三种精度等级：线隙式有三种精度等级：30um30um、50um50um、80um80um。在额定。在额定流量下，压力损失约为流量下，压力损失约为0.030.030.06MPa0.06MPa。纸芯滤油器压力损失约为纸芯滤油器压力损失约为0.010.010.04MPa0.04MPa烧结式滤油器压力损失约为烧结式滤油器压力损失约为0.020.020.03MPa0.03MPa磁性滤油器过滤精度可达磁性滤油器过滤精度可达636um636um。使用时要注意以下因素：使

60、用时要注意以下因素：滤油器两端的压力降、通流能力、滤油器两端的压力降、通流能力、过滤精度等。按通过最大流量时的工况，吸油管路滤油器的压过滤精度等。按通过最大流量时的工况，吸油管路滤油器的压力降原则上不应大于力降原则上不应大于0.015MPa,0.015MPa,回油管路滤油器的压力降不应大回油管路滤油器的压力降不应大于于0.03MPa0.03MPa；至于滤油器的过滤精度则应按被保护元件的要求来；至于滤油器的过滤精度则应按被保护元件的要求来确定。确定。滤油器的安装方式见滤油器的安装方式见 见下图见下图见下第见下第2、3图图主要功能主要功能：（1 1）储存系统所需的足够油液；）储存系统所需的足够油液