第四章 液压传动

学习支持知识目标：

了解液压传动的工作原理，了解液压系统的组成和主要特点；理解液体的基本特性；理解流量、流速和压力的概念，掌握液流连续性原理和静压传递原理；了解压力损失和流量损失的概念；了解常用泵的工作原理、结构特点和图形符号；会进行泵的选用；了解常用缸的工作原理、特点和图形符号符号；掌握液压传动中液体压力、流量、速度；功率、效率之间的关系，并作简单计算；了解液压马达的工作原理；了解液压控制阀的类型、工作原理、特点和图形符号；了解液压辅助元件的种类和应用特点；熟悉每一基本回路的工作原理及其作用；以及应用范围；会对具体的液压系统进行分析。能力目标：通过本内容学习，使学生较系统地掌握液压传动最基本的理论、基本元件的工作原理和性能特点，达到能够正确选用元件，使用元件的目的；掌握分析系统、设计系统的基本方法，并对一些典型设备、自动化生产线的液压系统有一定的了解，使学生具有设计一般简单液压的能力，同时为学习本专业其他课程提供必要的理论基础和技术知识；培养学生分析、解决问题的能力。

第四章液压传动第四章液压传动的基础知识第一节液压传动概述4.1．1液压传动概述图4—1液压千斤顶的工作原理图液压千斤顶由杠杆1、小缸体2、小活塞3等组成的手动柱塞液压泵和由大活塞8、大缸体9等组成的液压缸构成。（一）工作原理提起杠杆1使小活塞3向上移动，小活塞3下腔容积增大，形成局部真空，油箱12中的油液在大气压力的作用下，通过吸油管5推开单向阀7中的钢球，进入缸体9的下腔，推动大活塞8将重物W举起。反复提压杠杆1，可使重物不断上升，达到起重的目的当工作完毕，打开截止阀11，缸体7下腔的油液通过管道10、阀11流回油箱，大活塞8在重物和自重作用下向下移动，回到原来位置。工作原理：液压传动的工作原理是以油液为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。液压传动装置实质：一种能量转换装置，它可实现机械能与液压能之间的相互转换。（二）液压系统的组成及其功用组成部分主要液压元件作用动力部分液压泵将机械能转化为液压能，推动执行元件运动执行部分液压缸、液压马达将液压能转化为机械能，并输出直线或旋转运动控制部分各种控制阀控制液体压力、流量和方向辅助部分油管、油箱、接头、滤油器等输油、储油和过滤等工作介质油液系统中的流动介质起传递能量、润滑作用（三）液压传动的工作特点优点缺点1、单位重量传递功率大，结构简单2、调速范围宽，速度、扭矩、功率等均可实现无级调节3、承载能力大4、传动平稳，吸振能力强，便于实现频繁换向和过载保护5、易于和其他方式联动，实现自动化6、自润滑性好，元件寿命长7、元件易实现系列化、标准化、通用化1、制造精度和密封性能要求高2、传动比不恒定3、传动效率较低4、温度的变化会影响其工作性能5、空气进入会影响其运动的平稳性6、维修和保养困难（四）液压传动的发展液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机起，已有近300年的历史。液压技术随着计算机技术的发展得到蓬勃发展，并渗透到各个工业领域中。当前液压技术正向高效率、高精度、高性能的方向迈进，液压元件向着体积小、质量轻、微型化和集成化方向发展，静压技术、交流液压等新兴液压技术正在开拓。可以预见，气压与液压技术将会继续获得飞速的发展，它在各个工业部门的应用越来越广泛。4.1.2工作介质——油液一．工作介质的主要物理性质（一）密度1.定义单位体积内物体的质量称为密度，用ρ表示，单位为kg/m3。ρ＝m/v式中m——物体的质量（kg）v——物体的体积(m3)2.油液的密度矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随着温度的下降而有所增加，但变动值很小，可忽略不计。我国采用20℃时游液的密度作为标准密度，一般液压油的密度为900kg/m3。（二）黏性1.定义流体（液体与气体总称）在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力阻止分子相对运动而产生一种内摩擦力，这种性质叫流体的黏性。流体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现黏性，静止流体是不呈现黏性的。正是由于气体和液体具有黏性才导致在它们流动时的能力损失。2.黏性的影响因素液压油的黏度对温度的变化极为敏感，温度升高，黏度下降。不同种类的液压油的黏度随温度变化的程度各不相同，除温度对黏度有影响外，压力对黏度也有影响。液体所受压力增大是，其内聚力增大，黏度也随之增大。但对与一般的液压系统，当压力在32Mpa以下时，压力对黏度的影响不大，可以忽略不计。当压力较高时或压力变化较大时，黏度的变化则不容忽视。（三）可压缩性1.油液的可压缩性流体受压力作用后发生体积变化的性质称为流体的可压缩性。对于一般液压系统压力不高时，液体的可压缩性很小，因此可以为液体是不可压缩的，而在压力变化很大的高压系统中，就必须考虑液体可压缩性的影响。因为气体的可压缩性比液体要大得多，由于液压系统的实际工作油液中常常存在这可压缩性很大的游离气泡，当受要领体积较大，工作压力过高，液体可压缩性显著提高，将严重影响液压系统的工作性能，因此，在液压系统中应使油液中的空气含量减少到最低。二．液压油的选用(一)黏度的选择液压油的质量直接影响液压系统的工作性能，合理地选择和使用液压油，是保证液压系统和高效率工作的条件。选用液压油时常常采用两种方法：一是按液压元件生产厂所提供的说明书中推荐的油类品种和规格选用液压油；二是根据液压系统的具体情况，例如工作压力高低、工作温度高度、运动速度大小、液压元件的种类等因素，全面考虑选用液压油主要是根据工作条件选用适当的粘度环境温度T高，ν大些系统工作压力：p高，ν大些运动速度：工作部件运动速度较高时，为减少由于与液体摩擦而造成的能量损失（ν大，内摩擦力大）宜选用粘度较低的液压油。即v大，ν低根据设备的特殊要求确定：对一般机械N32、N46、N68的机械油，有防磨要求的用YB-N32、YB-N46、YB-N68的抗磨液压油。4.1.3液压传动的基本概念一．液压传动的两个基本参数1.压力(1)概念液体单位面积上所受的法向力，物理学中称压强，液压传动中习惯称压力。(2)表示方法绝对压力—以绝对零压为基准所测相对压力—以大气压力为基准所测绝对压力=大气压力+相对压力相对压力（表压）=绝对压力–大气压力真空度=大气压力–绝对压力注意：液压传动系统中所测压力均为相对压力即表压力(3)静压传递原理在密闭容器内，液体表面的压力可等值传递到液体内部所有各点。2.流量（1）通流面积：液体在管道中流动时，通常将垂直于液体流动方向的截面称为通流面积，常用A表示。（2）流量：单位时间内流过通流截面的油液体积。用符号“qv”表示。计算公式：qv=V/t单位：m3/s工程上也常用L/min1m3/s=60000L/min（3）平均流速：液体在管道中流动时，由于其具有粘性，故液体与管道之间存在摩擦力，液体内存在的内摩擦力，造成液体通过通流截面上各点的速度各不相等，管子中心束伟速度最大，管壁处的速度最小，为便于计算和分析简便，因而引入平均流速概念，即假设过通流截面上各点的流速一样。用符号“v”表示。单位：m/s计算公式：v=qv/A（4）连续性原理理想液体在管道中恒定流动时，根据质量守恒定律，液体在管道内既不能增多，也不能减少，因此单位时间内流入液体的质量应恒等于流出液体的质量。忽略液体可压缩性，则v1A1=v2A2或q=vA=常数

结论：液体在管道中流动时，流过各个断面的流量是相等的，因而流速和过流断面成反比。二．压力损失和流量损失1．压力损失由于气体和液体有黏性，它们在管内流动时存在压力损失。压力损失可分成沿程压力损失和局部压力损失。在等截面长直管内流动时引起沿程压力损失，在弯管、阀门内等截面变化处流动时引起局部压力损失。传动中的压力损失会造成功率的损耗，所以应尽量减少压力损失。通过提高管道内壁的加工质量，尽量缩短管道长度，减少管道截面的突变及弯曲，就能使压力损失控制在较小的范围内.2.流量损失在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泄漏。由于液压元件必然存在着一些间隙，当间隙的两端有压力差时，就会有油液从这些间隙中流走。所以，液压系统中泄漏现象总是存在的。液压系统的泄漏包括内泄漏和外泄漏两种。液压元件内部高、低压腔间的泄漏称为内泄漏。液压系统内部的油液漏到系统外部的泄漏称为外泄漏。液压系统的泄漏必然引起流量损失，使液压泵输出的流量不能全部流入液压缸等执行元件。4.2.1液压泵液压泵功用：将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能,向系统供油。一．液压泵的工作原理和性能参数第二节液压元件1．液压泵的工作原理（1）工作原理当偏心轮1被其他动力（例如电动机）带动旋转时，柱塞4在缸体3中往复移动。当柱塞向右移动时，密封油腔a的容积逐渐增大，产生局部真空，油箱中的油液在大气压力作用下顶开单向阀6切断与油箱的通路，并顶开单向阀5进入系统中，完成压油过程。偏心轮不断旋转，泵就不断地吸油和压油。由此可见，泵是靠密封工作腔的容积变化进行工作的，因此，这种液压泵称为容积式液压泵。（2）容积式泵正常工作的条件液压泵正常工作的四个必备条件1具有密闭容积；2密闭容积能交替变化；3应有配流装置。其作用是保证密闭容积在吸油过程中与油箱相通，同时关闭供油通路；压油时与供油管路相通而与油箱切断。上图中的单向阀就是配流装置。配流装置随着泵结构的不同而有不同的形式。④吸油过程中油箱必须和大气相通。2．液压泵的分类液压泵的分类方式很多，它可按压力的大小分为低压泵、中压泵和高压泵。也可按流量是否可调节分为定量泵和变量泵。又可按泵的结构分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵，其中齿轮泵和叶片泵多用于中、低压系统，柱塞泵多用于高压系统；若按泵的输出油液方向，又可分为单向泵和双向泵。3．液压泵的主要性能参数（1）液压泵的压力1)压力：是指液体在单位面积上所受的作用力，液压泵的压力可分为工作压力和额定压力。2）工作压力：液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。p=。

3）额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。液压泵的压力等级压力等级低压中压中高压高压超高压压力/MPa≤2.5＞2.5~8＞8~16＞16~32＞32（2）液压泵的排量和流量1)排量Vp指不考虑泄漏情况下泵轴转一周所排出的油液体积。2)流量指泵在单位时间内输出的油液体积。3)理论流量qt指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内输出的油液体积。常用单位为L/min，它等于泵的排量Vp与其转速n的乘积，即qt=Vp×n4)实际流量qp指泵在实际工作压力下输出的流量。由于泵存在泄漏损失，所以泵的实际流量小于理论流量。5)额定流量qn指泵在额定转速和额定压力下输出的流量。即铭牌上标出的流量。（3）液压泵的功率和效率1)泵的功率：液压缸的输出功率：Pc=F×v=pc×A×qc/A=pc×qc即液压缸的输出功率等于液压缸的工作压力pc和进入液压缸的流量qc的乘积；液压泵的输出功率：Po=pp×qp

即液压泵的输出功率等于液压泵的工作压力pp和实际输出流量qp的乘积pp=pc×Kp;Kp——系统的压力损失系数，一般Kp=1.3~1.5，系统复杂或管路较长时取大值，反之取小值；qp=qc×Kl；Kl——泄露系数，一般Kl=1.1~1.3，系统复杂或管路较长时取大值，反之取小值；2)泵的效率：液压泵的总效率η＝ηvηmηv——容积效率（容积损失）ηm——机械效率（机械损失）电动机的功率pmpm=po/η=ppqp/ηvηm4.2.2常用的液压泵一．齿轮泵（一）外啮合齿轮泵（1）结构和工作原理如图为外啮合齿轮泵的工作原理图。由图可见，这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体。因此这个容腔称为吸油腔。随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，实现了向液压系统输送油液的过程。在齿轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。（2）齿轮泵存在问题①泄漏a.泄漏途径齿侧泄漏—约占齿轮泵总泄漏量的5%径向泄漏—约占齿轮泵总泄漏量的20%~25%端面泄漏*—约占齿轮泵总泄漏量的75%~80%泵压力愈高，泄漏愈大b.解决方法：端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套、浮动侧板。②困油现象a.困油现象：液压油在渐开线齿轮泵运转过程中，因齿轮相交处的封闭体积随时间改变，常有一部分的液压油被封闭在齿间，如图所示，称为困油现象.b.后果因液压油不可压缩将使外接齿轮泵产生极大的震动和噪音.c.措施在侧板上开设卸荷槽，以防止其发生。③径向作用力不平衡a.产生原因：液压力b.分布规律：沿圆周从高压腔到低压腔，压力沿齿轮外圆逐齿降低。p↑，径向不平衡力增大齿轮和轴承受到很大的冲击载荷，产生振动和噪声。c.改善措施：缩小压油口，以减小压力油作用面积。增大泵体内表面和齿顶间隙开压力平衡槽，会使容积效率减小.（二）内啮合齿轮泵：内啮合齿轮泵指的是小齿轮是外齿轮、大齿轮是内齿轮。内啮合齿轮泵根据齿形分为：①渐开线齿形内啮合齿轮泵②摆线齿形内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵结构紧凑、尺寸小、质量轻、运转平稳、噪音小，在高速下工作有较高的容积效率。由于齿轮转向相同，相对滑动速度小、磨损小、使用寿命长，但齿形复杂、加工困难、价格昂贵。二．叶片泵优点：运转平稳、压力脉动小，噪音小；结构紧凑、尺寸小、流量大；缺点：对油液要求高，如油液中有杂质，则叶片容易卡死；与齿轮泵相比结构较复杂。应用:机械制造中的专用机床、自动线等中、低压液压系统中。结构形式：一种是单作用叶片泵，另一种是双作用式叶片泵。1．双作用叶片泵a.结构:定子内表面近似椭圆，转子和定子同心安装，有两个吸油区和两个压油区对称布置。b.特点:转子每转一周，完成两次吸油和压油。双作用叶片泵大多是定量泵。a．结构:由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和转子的间有偏心距e，叶片装在转子槽中，并可在槽内滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子内壁。2．单作用叶片泵b.特点:单作用叶片泵只要改变转子和定子的偏心距e和偏心方向，就可以改变输油量和输油方向，成为变量叶片泵。三．柱塞泵a.特点：与齿轮泵和叶片泵相比，该泵能以最小的尺寸和最小的重量供给最大的动力，为一种高效率的泵，但制造成本相对较高.b.应用：用于高压、大流量、大功率的场合。c.结构形式：轴向式和径向式柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于3。1.径向柱塞泵（1）工作原理是径向柱塞泵的工作原理图。这种泵由柱塞1、转子2、衬套3、定子4和配油轴5组成。定子和转子之间有一个偏心e。衬套3固定在转子孔内随之一起转动。配油轴5是固定不动的。柱塞在转子（缸体）的径向孔内运动，形成了泵的密封工作容腔。显然，当转子按图示方向转动时，位于上半周的工作容腔处于吸油状态，油箱中的油液经配油轴的a孔进入b腔；位于下半周的工作容腔则处于压油状态，c腔中的油将从配油轴的d孔向外输出。改变定子与转子偏心距e的大小和方向，就可以改变泵的输出流量和泵的吸、压油方向。因此径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵。

（2）特点：由于径向柱塞泵的径向尺寸大，自吸能力差，配油轴受径向不平衡液压力作用，易于磨损。这些原因限制了转速和工作压力的提高。2．轴向柱塞泵（1）工作原理轴向柱塞泵中的柱塞是轴向排列的。当缸体轴线和传动轴轴线重合时，称为斜盘式轴向柱塞泵。

柱塞3均布于缸体4内，柱塞的头部靠机械装置或在低压油作用下紧压在斜盘上。斜盘法线和缸体轴线的夹角为γ。当传动轴按图示方向旋转时，柱塞一方面随缸体转动，另一方面，在缸体内作往复运动。显然，柱塞相对缸体左移时工作容腔是压油状态，油液经配油盘的吸油口a吸入；柱塞相对缸体右移时工作容腔是压油状态，油液从配油盘的压油口b压出。缸体每转一周，每个柱塞完成吸、压油一次。如果可以改变斜角γ的大小和方向，就能改变泵的排量和吸、压油的方向，此时即为双向变量轴向柱塞泵。斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1带动缸体4旋转，斜盘2和配油盘5是固定不动的。（2）特点：轴向柱塞泵具有结构紧凑，工作压力高，容易实现变量等优点。

4.2.3液压泵的选用液压泵的选择，通常是先根据对液压泵的性能要求来选定液压泵的型式，再根据液压泵所应保证的压力和流量来确定它的具体规格。1．确定液压泵的输出流量液压泵的输出流量取决于系统所需最大流量及泄漏量，即Q泵≥K漏×Q缸式中：Q泵—液压泵所需输出的流量，m3/min。K流—系统的泄漏系数，取1.1~1.3Q缸一液压缸所需提供的最大流量，m3/min。若为多液压缸同时动作，Q缸应为同时动作的几个液压缸所需的最大流量之和。2．确定液压泵的工作压力液压泵的的工作压力是根据执行元件的最大工作压力来决定的，考虑到各种压力损失，泵的最大工作压力P泵可按下式确定：P泵≥k压×P缸式中：P泵——液压泵所需要提供的压力k压——系统中压力损失系数,取1.3-1.5P缸——液压缸中所需的最大工作压力3．确定液压泵的类型选择液压泵的原则（1）是否要求变量：径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。（2）工作压力：柱塞泵压力31.5MPa；叶片泵压力6.3MPa,高压化以后可达16MPa；齿轮泵压力2.5MPa，高压化以后可达21MPa。（3）工作环境：齿轮泵的抗污染能力最好。（4）噪声指标：低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。（5）效率：轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。4.2.4液压缸和液压马达功用：将液压泵供给的液压能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动或旋转运动。分类：1.按运动形式分：直线往复运动液压缸、摆动液压缸。2.按结构分：活塞缸、柱塞缸、摆动缸。3.按作用方式分：单作用、双作用和组合式（通常是指通过串联等方式达到增压、步进和增速等目的。4.按固定方式分：缸体固定和活塞杆固定一．液压缸的类型和特点（一）活塞式液压缸按结构形式分单出杆、双出杆液压缸两种。1．双活塞杆液压缸a.推力与速度当活塞左右运动对应的油压和输入流量相同时，两个方向上输出的推力和速度就是相等的。即F1=F2=Ap=π(D2-d2)p/4v1=v2=4q/π(D2-d２)b.工作特点常用于要求往复运动速度和负载相同的场合。其工作台的运动范围略大于缸有效行程的三倍。2．单活塞杆液压缸a.推力与速度无杆腔进油F1=π/4D2pv1=q/A1=4q/πD2

有杆腔进油F2=π(D2-d2)p/4v2=q/A2=4q/π(D2-d２)b.特点和应用：供油压力和流量不变时，活塞在两个方向的运动速度和输出推力皆不相等。由于A1>A2,故F1>F2,V1<V2,即活塞杆伸出时，推力较大，速度较小；活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。因而它适用于伸出时承受工作载荷，缩回时为空载或轻载的场合3.差动液压缸工程中，经常遇到单活塞杆液压缸左右两腔同时接通压力油的情况，这种连接方式称为差动连接，此缸称为差动缸。差动连接的显著特点是在不增加输入流量的情况下提高活塞的运动速度。尽管此时液压缸两腔压力相等（不计管路压力损失），但两腔活塞的工作面积不相等，因此，活塞将向有杆腔方向运动（缸体固定时）。有杆腔排出的油液和油源输入的油液一起进入无杆腔，增加了进入无杆腔的流量，从而提高了活塞的运动速度。a.推力与速度两腔同时进油F3=p（A1-A2）=πd2p/4v3=q/A1-A2=4q/πd2b.工作特点单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循环：（差动连接）（无杆腔进油）（有杆腔进油）快进→工进→快退要使往返运动速度相等，即v2=v3，只要满足（二）柱塞式液压缸活塞缸缸体的内孔加工精度要求很高，当缸体较长时，加工就困难，因而，常采用柱塞缸。

（1）推力与速度F=pA=πd2p/4v=q/A=4q/πd2（2）特点①柱塞式液压缸是单作用液压缸，即靠液压力只能实现一个方向的运动，回程要靠自重（当液压缸垂直放置时）或其它外力，因此柱塞缸常成对使用；②柱塞运动时，由缸盖上的导向套来导向，因此，柱塞和缸筒的内壁不接触，缸筒内孔只需粗加工即可；

③柱塞重量往往比较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向件单边磨损，故柱塞式液压缸垂直使用较为有利；

④当柱塞行程特别长时，仅靠导向套导向就不够了，为此可在缸筒内设置各种不同形式的辅助支承，起到辅助导向的作用。（三）摆动式液压缸应用：单叶片式摆动液压缸的摆动角度一般不超过2800，常用于机床的送料装置、间歇进给机构、回转夹具、工业机器人手臂和手腕的回转装置及工程机械回转机构的液压系统。（四）其他液压缸1．增压缸功能：将输入的低压转变为高压供液压或气压传动中的高压支路使用。在液压系统中常用来代替高压泵来使用。根据力平衡关系的原理。增压液压缸又称增压器，它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的局部区域获得高压。2．伸缩式液压缸伸缩缸由两个或多个活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级活塞缸的缸筒，伸出时可获得很长的工作行程，缩回时可保持很小的结构尺寸，伸缩缸被广泛用于起重运输车辆上。特点：伸出时行程长，收缩时结构尺寸小。因而它适用于起重运输车辆等占空间小的机械上。3．齿条液压缸特点：是将活塞的直线往复运动变为齿轮轴的往复摆动。应用：常用于机械手、回转工作台、回转夹具、磨床进给系统等转位机构的驱动。二．液压缸的密封、缓冲和排气1．密封a.必要性液压缸中的密封是指活塞、活塞杆和缸盖等处的密封。它是用来防止液压缸内部和外部的泄漏。液压缸中密封设计的好坏，对液压缸的性能有着重要影响。b.密封方法间隙密封：这是一种最简单的密封形式，常用在活塞直径较小、工作压力较低的液压缸中。在活塞上开出的若干道深0.3mm至0.5mm的环形槽，可以增大油液从高压腔向低压腔泄漏的阻力，从而减小泄漏。密封圈密封:这是一种结构简单、磨损后能自动补偿、并且密封性能会随着压力的加大而提高的密封方式，在工程中得到了非常广泛的应用。常常有O型、Y型、V型等。采用Y形橡胶圈时，使两唇面向油压，以便在压力油作用下使两唇张开就可以了。如果压力波动较大、运动速度较高，则须考虑在Y形密封圈中添加支撑件。2．缓冲a.必要性：

缓冲装置是利用活塞或缸筒移动到接近终点时，将活塞和缸盖之间的一部分液体封住，迫使液体从小孔或缝隙中挤出，从而产生很大的阻力，使工作部件制动，避免活塞和缸盖的相互碰撞。b.缓冲原理增加回油阻力3．排气a.必要性

由于液体中混有空气或液压缸停止使用时空气侵入，在液压缸的最高部位常会聚积空气，若不排除就会使缸的运动不平稳，引起爬行和振动，严重时会使液体氧化腐蚀液压元件。排气装置就是为解决此问题而设置的，排气阀和排气塞都要安装在液压缸的最高部位。

应当指出，并非所有的液压缸都设置排气装置，对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将通油口布置在缸筒两端的最高处，使缸中的空气随油液的流动而排走。对于速度稳定性要求较高以及较大型的液压缸，则必须设置。b.排气方法安装排气孔、排气塞三．液压马达功用:将液体的压力能转换为连续回转的机械能.其内部构造与液压泵类似，差别仅在于液压泵的旋转是由电机所带动，输出的是液压油；液压马达则是输入液压油，输出的是转矩和转速。因此，液压马达和液压泵在细部结构上存在一定的差别。1．液压马达类型和特点（1）叶片式液压马达由于叶片1和5伸出部分面积大于叶片3和7，因而能产生转矩使转子顺时针方向旋转。为保证启动时叶片贴紧定子内表面，叶片除靠压力油作用外，还要靠设置在叶片根部的预紧弹簧的作用。因为马达要求正反转，故叶片在转子中是径向放置的。b.特点：叶片式液压马达体积小，动作灵敏，但泄漏大，低速运转换向频率较高的场合。a.工作原理：叶片式液压马达的工作原理如图所示。图示状态下输入压力油后，位于压油腔中的叶片2和6，因两侧面作用油压力油而不会产生转矩，在叶片1和3及5和7的一个侧面作用有压力油，而另一侧为回油，（2）轴向柱塞式a.工作原理：轴向柱塞式液压马达的工作原理如图所示。斜盘1和配流盘4固定不动，缸体3及其上的柱塞2可绕缸体的水平轴线旋转。当压力油经配油盘通过缸孔、进入柱塞底部时，柱塞被顶出压在斜盘上。斜盘对柱塞产生一个反作用力，对缸体轴线产生一个力矩，带动缸体旋转。当液压马达的进油口、回油口互换时，液压马达将反向转动。若改变斜盘倾角的大小，就改变了液压马达的排量；若改变斜盘倾角的方向，就改变了液压马达的旋转方向。b.特点：轴向柱塞式液压马达效率高，多用于大功率、转矩范围大的场合4.2.5控制阀一．方向控制阀功用：用以控制油液流动方向或液流通断。分类：单向阀、换向阀（一）单向阀液压系统中常见的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。1．普通单向阀普通单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。如图所示是一种管式普通单向阀的结构。压力油从阀体左端的通口P1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b从阀体右端的通口流出。但是压力油从阀体右端的通口P2流入时，它和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。如图所示是单向阀的职能符号图。2．液控单向阀如图所示是液控单向阀的结构。当控制口K处无压力油通入时，它的工作机制和普通单向阀一样；压力油只能从通口P1流向通口P2，不能反向倒流。当控制口K有控制压力油时，因控制活塞1右侧a腔通泄油口，活塞1右移，推动顶杆2顶开阀芯3，使通口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由通流。在如图所示的液控单向阀结构中，K处通入的控制压力最小约为主油路压力的30％～50％（而在高压系统中使用的，带卸荷阀芯的液控单向阀其最小控制压力约为主油路的50％）。如图所示是液控单向阀的职能符号。（二）换向阀工作原理：利用阀芯和阀体的相对运动,使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向分类：■按操作方式分：手动换向阀、机动换向阀（亦称行程阀）、电磁换向阀、液动换向阀和电液换向阀等■按阀芯工作时在阀体中所处的位置和换向阀所控制的通路数不同分：二位二通换向阀、二位三通换向阀、二位四通换向阀、三位四通换向阀等■按阀的安装方式分：管式（亦称螺纹式）换向阀、板式换向阀和法兰式换向阀等■按阀的结构形式分：滑阀式换向阀、转阀式换向阀和锥阀式换向阀等1.换向阀的工作原理换向阀的换向功能主要由阀的工作位置数和由它所控制的通路数所决定2．换向阀的图形符号方格数即“位”数，三格即三位箭头表示两油路连通，但不表示流向。“⊥”表示油路不通。在一个方格内，箭头或“⊥”符号与方格的交点数为油路的通路数，即“通”数每个换向阀都有一个常态位（即阀芯在未受到外力作用时的位置）。在液压系统图中，换向阀的符号与油路的连接一般应画在常态位上换向阀=操纵方式+位和通路3．换向阀的位和通路符号4．换向阀操纵方式符号5．三位换向阀的中位机能中位机能：三位阀常态位(即中位)各油口的连通方式。不同的中位机能，可以满足液压系统的不同要求，常见的三位四通、五通换向阀的中位机能的类型、滑阀状态和符号见下表。由表可以看出，不同的中位机能是通过改变阀芯的形式和尺寸得到的。在分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑以下几点。①系统保压：当P口被堵塞时，系统保压，液压泵能用于多缸系统。②系统卸荷：当P口通畅地与T口相通时，系统卸荷。③换向平稳性与精度：当液压缸A与B两个口都堵塞时，换向过程中易产生液压冲击，换向不平稳，但换向精度高；反之，A和B两个口都与T口相通时，换向过程中工作部件不易制动、换向精度低，但液压冲击小。④启动平稳性：当阀在中位时，液压缸某腔例如通油箱，则启动时该腔内因无足够的油液起缓冲作用，启动不平稳。⑤液压缸“浮动”和在任意位置上的停止：当阀在中位时，当A和B两个油口互通时，卧式液压缸呈“浮动”状态，可利用其他机构移动工作台，调整其位置。当A和B两个油口堵塞，则可以使液压缸在任意位置停下来，缸处于锁紧状态。6．滑阀式换向阀的操纵方式在液压传动系统中广泛采用的是滑阀式换向阀，在这里主要介绍这种换向阀的几种典型结构。⑴手动换向阀特征:利用手动杠杆操纵阀心运动以控制流向.分为钢球定位式和弹簧复位式图示为自动复位式手动换向阀，放开手柄、阀芯在弹簧的作用下自动回复中位，该阀适用于动作频繁、工作持续时间短的场合，操作比较完全，常用于工程机械的液压传动系统中。⑵机动换向阀机动换向阀又称行程阀，它主要用来控制机械运动部件的行程，它是借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，从而控制油液的流动方向，机动换向阀通常是二位的，有二通、三通、四通和五通几种，其中二位二通机动阀又分常闭和常开两种。⑶电磁换向阀。电磁换向阀是利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向的。它是电气系统与液压系统之件发出，从间的信号转换元件，它的电气信号由液压设备结构图(b)职能符号图中的按钮开关、限位开关、行程开关等电气元1—滚轮2—阀芯3—弹簧而可以使液压系统方便地实现各种操作及自动顺序动作。磁铁按使用电源的不同，可分为交流和直流两种。交流电磁铁起动力较大，不需要专门的电源，吸合、释放快，动作时间约为0.01～0.03s，其缺点是若电源电压下降15%以上，则电磁铁吸力明显减小，且冲击及噪声较大，寿命低，因而在实际使用中交流电磁铁允许的切换频率一般为10次/min，不得超过30次/min。直流电磁铁工作较可靠，吸合、释放动作时间约为0.05～0.08s，允许使用的切换频率较高，一般可达120次/min，最高可达300次/min，且冲击小、体积小、寿命长。但需有专门的直流电源，成本较高。（4）液动换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀，图示为三位四通液动换向阀的结构和职能符号。阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的，当控制油路的压力油从阀右边的控制油口K2进入滑阀右腔时，K1接通回油，阀芯向左移动。使压力油口P与B相通，A与T相通；当K1接通压力油，K2接通回油时，阀芯向右移动，使得P与A相通，B与T相通；当K1、K2都通回油时，阀芯在两端弹簧和定位套作用下回到中间位置。图示位置：A、B、均→Tk1通压力油：p→A，B→Tk2通压力油：p→B，A→T（5）电液换向阀在大中型液压设备中，当通过阀的流量较大时，作用在滑阀上的摩擦力和液动力较大，此时电磁换向阀的电磁铁推力相对地太小，需要用电液换向阀来代替电磁换向阀。电液换向阀是由电磁滑阀和液动滑阀组合而成。电磁滑阀起先导作用，它可以改变控制液流的方向，从而改变液动滑阀阀芯的位置。由于操纵液动滑阀的液压推力可以很大，所以主阀芯的尺寸可以做得很大，允许有较大的油液流量通过。这样用较小的电磁铁就能控制较大的液流。4.2.6压力控制阀压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路，这类回路包括调压、减压、增压、保压、卸荷和平衡等多种回路。压力控制阀：控制油液压力高低或利用压力变化实现某种动作的阀。常见的压力控制阀按功用分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等共同特点：利用作用于阀芯上的液体压力和弹簧力相平衡的原理进行工作。一．溢流阀功能：使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。溢流阀的主要作用是对液压系统定压或进行安全保护。几乎在所有的液压系统中都需要用到它，其性能好坏对整个液压系统的正常工作有很大影响。常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可归结为直动式和先导式两种（一）直动式溢流阀1．工作原理：直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭动作，图示是一种低压直动式溢流阀，P是进油口，T是回油口，进口压力油经阀芯4中间的阻尼孔g作用在阀芯的底部端面上，当进油压力较小时，阀芯在弹簧2的作用下处于下端位置，将P和T两油口隔开。当油压力升高，在阀芯下端所产生的作用力超过弹簧的压紧力F。此时，阀芯上升，阀口被打开，将多余的油液排回油箱，阀芯上的阻尼孔g用来对阀芯的动作产生阻尼，以提高阀的工作平衡性，调整螺帽1可改变弹簧的压紧力，这样也就调整了溢流阀进口处的油液压力p。2.工作特点：弹簧力的大小与控制压力成正比，因此如果提高被控压力，一方面可用减小阀芯的面积来达到，另一方面则需增大弹簧力，因受结构限制，需采用大刚度的弹簧。这样，在阀芯相同位移的情况下，弹簧力变化较大，因而该阀的定压精度就低。所以，这种低压直动式溢流阀一般用于压力小于2.5MPa的小流量场合。阻尼孔a的作用：减小油压的脉动，提高阀工作的平稳性（二）先导式溢流阀（Y型）1．结构：图示为先导式溢流阀的结构示意图，由先导阀和主阀两部分组成。主阀：控制主油路溢流的开口，先导阀：控制主阀的开启压力。2．工作原理在图中压力油从P口进入，通过阻尼孔3后作用在导阀4上，当进油口压力较低，导阀上的液压作用力不足以克服导阀右边的弹簧5的作用力时，导阀关闭，没有油液流过阻尼孔，所以主阀芯2两端压力相等，在较软的主阀弹簧1作用下主阀芯2处于最下端位置，溢流阀阀口P和T隔断，没有溢流。当进油口压力升高到作用在导阀上的液压力大于导阀弹簧作用力时，导阀打开，压力油就可通过阻尼孔、经导阀流回油箱，由于阻尼孔的作用，使主阀芯上端的液压力p2小于下端压力p1，当这个压力差作用在面积为AB的主阀芯上的力等于或超过主阀弹簧力Fs，轴向稳态液动力Fbs、摩擦力Ff和主阀芯自重G时，主阀芯开启，油液从P口流入，经主阀阀口由T流回油箱，实现溢流。3.远程控制口K：先导式溢流阀有一个远程控制口K，如果将K口用油管接到另一个远程调压阀(远程调压阀的结构和溢流阀的先导控制部分一样)，调节远程调压阀的弹簧力，即可调节溢流阀主阀芯上端的液压力，从而对溢流阀的溢流压力实现远程调压。但是，远程调压阀所能调节的最高压力不得超过溢流阀本身导阀的调整压力。当远程控制口K通过二位二通阀接通油箱时，主阀芯上端的压力接近于零，主阀芯上移到最高位置，阀口开得很大。由于主阀弹簧较软，这时溢流阀P口处压力很低，系统的油液在低压下通过溢流阀流回油箱，实现卸荷。4.工作特点：由公式可知，即使进口压力较大，由于主阀阀芯上腔由压力存在，弹簧4的刚度可以较小，F的变化也较小，且由先导阀弹簧调定的基本上是定值，所以压力在阀的溢流量变化时变动仍较小，压力稳定。这就克服了直动式溢流阀的缺点。因而常用于中、高压系统。5．溢流阀的应用定压溢流作用：定量泵节流调速回路。溢流阀常开，保持泵出口压力恒定，并将多余油液溢回油箱限压安全作用（安全阀）：变量泵。用溢流阀限制系统压力作背压阀用二．减压阀功能：使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的一种压力控制阀。常用的减压阀按其结构形式和基本动作方式可分为直动式和先导式两种，其中先导式减压阀应用较广。（一）先导式减压阀1.J型减压阀与Y型溢流阀的差别在原始状态时，溢流阀的进、出油口完全不通，而减压阀进、出油口是畅通的；两者进、出油口的位置恰好相反；溢流阀利用进口压力来控制阀芯移动，保持进口压力恒定，而减压阀则是利用出口压力来控制阀芯移动，保持出口压力恒定；溢流阀调压弹簧腔的油液经阀的内部孔通到出油口，而减压阀需单独接油箱。2.工作原理：P1口是进油口，P2口是出油口，阀不工作时，阀芯在弹簧作用下处于最下端位置，阀的进、出油口是相通的，亦即阀是常开的。若出口压力增大，使作用在阀芯下端的压力大于弹簧力时，阀芯上移，关小阀口，这时阀处于工作状态。若忽略其他阻力，仅考虑作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的条件，则可以认为出口压力基本上维持在某一定值——调定值上。这时如出口压力减小，阀芯就下移，开大阀口，阀口处阻力减小，压降减小，使出口压力回升到调定值；反之，若出口压力增大，则阀芯上移，关小阀口，阀口处阻力加大，压降增大，使出口压力下降到调定值。因而减压阀是利用进口压力油流经缝隙时产生压力损失的原理使出口油液的压力低于进口压力，并能自动调节缝隙大小，从而保持出口压力恒定。三．顺序阀作用：顺序阀是用来控制液压系统中各执行元件动作的先后顺序。依控制压力的不同，顺序阀可分为：内控式：用阀的进口压力控制阀芯的启闭外控式（液控顺序阀）：用外来的控制压力油控制阀芯的启闭直动式：用于低压系统[0.2~2.5Mpa]先导式：用于中高压系统[0.3~6.3Mpa]（一）直动式顺序阀如图所示为直动式顺序阀的工作原理图和图形符号。当进油口压力p1较低时，阀芯在弹簧作用下处下端位置，进油口和出油口不相通。当作用在阀芯下端的油液的液压力大于弹簧的预紧力时，阀芯向上移动，阀口打开，油液便经阀口从出油口流出，从而操纵另一执行元件或其他元件动作。（二）先导式顺序阀由图可见，顺序阀和溢流阀的结构基本相似，不同的只是顺序阀的出油口通向系统的另一压力油路，而溢流阀的出油口通油箱。此外，由于顺序阀的进、出油口均为压力油，所以它的泄油口L必须单独外接油箱。（三）液控顺序阀阀口的开启与闭合与阀的主油路进油口压力无关，而只决定于控制口C引入的控制压力四、压力继电器

压力继电器1—柱塞2—杠杆3—弹簧4—开关压力继电器是将液压信号转换为电信号的转换装置。即系统压力达到压力继电器调整压力时，发出电信号，操纵电磁阀或通过中间继电器，使油路换向、卸压或实现顺序动作要求，以及关闭电动机等，从而实现程序控制和安全保护。如图所示为常用柱塞式压力继电器的结构示意图和职能符号。当从压力继电器下端进油口通入的油液压力达到调定压力值时，推动柱塞1上移，此位移通过杠杆2放大后推动开关4动作。改变弹簧3的压缩量即可以调节压力继电器的动作压力。4.2.7流量控制阀液压传动系统中的速度控制回路包括调节液压执行元件的速度的调速回路、使之获得快速运动的快速回路及速度换接回路。核心元件是流量控制阀，液压流量控制阀主要有节流阀、调速阀。流量控制阀的工作原理:利用改变阀口通流截面积的方法来控制流体流量，从而控制执行元件的运动速度一．节流阀1．工作原理旋转手轮3，推杆2克服弹簧4的作用力，使阀芯作轴向移动，从而改变节流口的大小，即改变节流口的通流面积，从而调节通过节流阀的流量。2.节流阀的流量特性可用小流量通用公式q=KA△Pm表示，当负载F变化，节流阀前后的压差△P也变化，因而即使阀开口面积A一定时，流量q也是变化的，执行元件的速度v〆q也是变化的。3.节流口的结构形式包括：针阀式(a)、偏心式(b)、轴向三角槽式(c)、周向缝隙式(d)和轴向缝隙式(e)等五种。4.应用：节流阀只使用于负载和温度变化不大，或速度稳定性要求不高的液压系统。二．调速阀由定差减压阀与节流阀串接而成。定差减压阀能自动保持节流阀前、后的压力差不变，从而使通过节流阀的流量不受负载的影响。压力降，将压力降到p2，p2经通道e、f作用到减压阀的d腔和c腔；节流阀的出口压力p3又经反馈通道a作用到减压阀的上腔b，当减压阀的阀芯在弹簧力Fs、油液压力p2和p3作用下处于某一平衡位置时（忽略摩擦力和液动力等），则有：p2A1+p2A2=p3A+Fs

如图所示调速阀是在节流阀前面串接一个定差减压阀组合而成。液压泵的出口（即调速阀的进口）压力p1由溢流阀调整基本不变，而调速阀的出口压力p3则由液压缸负载F决定。油液先经减压阀产生一次式中：A、A1和A2分别为b腔、c腔和d腔内压力油作用于阀芯的有效面积，且A=A1+A2。故p2-p3=p=Fs/A因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移很小，可以认为Fs基本保持不变。故节流阀两端压力差p2-p3也基本保持不变，这就保证了通过节流阀的流量稳定。4.2.8液压辅助元件液压系统中的辅助装置是指蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等，这些元件从液压传动的工作原理来看是起辅助作用的，但它们对系统的动态性能、工作稳定性、工作寿命、噪声和温升等都有直接影响，是保证液压系统正常工作不可缺少的部分，其中油箱需根据系统要求自行设计，其他辅助装置则制成标准件，供设计时选用一．油箱1.功用油箱的功用主要是储存油液，此外还有散发油液中的热量(在周围环境温度较低的情况下则是保持油液中热量)、沉淀油液中杂质、释出混在油液中的气体等作用。油箱有开式、隔离式和压力式三种。开式油箱液面直接和大气相通。2.结构油箱的容积决定了散热面积和储热量的大小，故对工作的温度影响很大。此外，近年来又出现了充气式的闭式油箱，它不同于开式油箱之处，在于油箱是整个封闭的，顶部有一充气管，可送入0.05～0.07MPa过滤纯净的压缩空气。空气或者直接与油液接触，或者被输入到蓄能器式的皮囊内不与油液接触。这种油箱的优点是改善了液压泵的吸油条件，但它要求系统中的回油管、泄油管承受背压。油箱本身还须配置安全阀、电接点压力表等元件以稳定充气压力，因此它只在特殊场合下使用。二．过滤器杂质的存在会引起相对运动零件的急剧磨损、划伤，破坏配合表面的精度和表面粗糙度，颗粒过大时会使阀芯卡死，使节流阀节流口以及各阻尼小孔堵塞，造成元件动作失灵。据统计资料表明，液压系统中的故障约有75%是由于油液污染造成的。因此在适当的部位安装过滤器可以清除油液中的固体杂质，使油液保持清洁，延长液压元件使用寿命，保证液压系统工作的可靠性。因此，过滤器作为液压系统不可少的辅助元件，具有十分重要的地位。滤油器的职能符号如图所示滤油器的职能符号图1.功用和类型（1）功用滤油器的功用是过滤混在液压油液中的杂质，降低进入系统中油液的污染度，保证系统正常地工作。（2）类型滤油器按其滤芯材料的过滤机制来分，有表面型滤油器、深度型滤油器、吸附型过滤器三种。2.滤油器的主要性能指标（1）过滤精度（2）压降特性（3）纳垢容量3．选用和应用（1）选用滤油器按其过滤精度(滤去杂质的颗粒大小)的不同，有粗过滤器、普通过滤器、精密过滤器和特精过滤器四种，它们分别能滤去大于100μm、10～100μm、5～10μm和1～5μm大小的杂质。安装滤油器在液压系统中的安装位置通常有以下几种：a.要装在泵的吸油口处b.安装在压力油路上c.安装在系统的回油路上d.安装在系统分支油路上e.单独过滤系统大型液压系统可专设一液压泵和滤油器组成独立过滤回路。三．蓄能器1.功用(1)短时间内大量供油(2)维持系统压力(3)吸收液压冲击和压力脉动2.特点蓄能器的气液完全隔开，皮囊受压缩储存压力能，其惯性小、动作灵敏，适用于储能和吸收压力冲击,工作压力可达32MPa。第三节液压基本回路4.3.1方向控制回路一．方向控制回路利用控制进入执行元件液流的通、断及改变流动方向来实现工作机构启动、停止或变换运动方向的回路，这类回路包括换向回路和锁紧回路。㈠换向回路采用二位四通、三位四通电磁换向阀是最普遍应用的换向方法。尤其在自动化程度要求搞的组合机车液压系统中应用更为广泛。三位四通电磁换向阀动作的换向回路如图所示。该回路由液压泵、三位四通电磁换向阀、溢流阀和液压缸组成。液压泵启动后，换向阀在中位工作时，换向阀四个油口互不相通，液压缸两腔不通压力油，处于停止状态；换向阀在左位工作时，换向阀将液压泵与液压缸左腔接通，液压缸右腔与油箱接通，使活塞左移；反之，使活塞右移。这种换向回路的优点是换向方便，缺点是换向时有冲击且换向精度低，不宜用于频繁换向。所以，采用电磁阀换向阀的换向回路适用于低速、轻载和换向精度要求不高的场合。2．锁紧回路功能：使液压缸能在任意位置停留，且停留后不会在力作用下移动位置。采用O型机能换向阀的锁紧回路采用液控单向阀的锁紧回路（1）采用换向阀O、M机能的锁紧回路采用O型或M型机能的三位换向阀,当阀芯处于中位时,液压缸的进、出口都被封闭,可以将活塞锁紧,这种锁紧回路由于受到滑阀泄漏的影响,锁紧效果较差。图示为采用O型换向阀的锁紧回路。这种采用O、M型换向阀的锁紧回路，由于滑阀式换向阀不可避免地存在泄漏，密封性能较差，锁紧效果差，只适用于短时间的锁紧或锁紧程度要求不高的场合。（2）采用液控单向阀的锁紧回路。在液压缸的进、回油路中都串接液控单向阀(又称液压锁),活塞可以在行程的任何位置锁紧。其锁紧精度只受液压缸内少量的内泄漏影响，因此，锁紧精度较高。采用液控单向阀的锁紧回路,换向阀的中位机能应使液控单向阀的控制油液卸压(换向阀采用H型或Y型),此时,液控单向阀便立即关闭,活塞停止运动。假如采用O型机能,在换向阀中位时,由于液控单向阀的控制腔压力油被闭死而不能使其立即关闭,直至由换向阀的内泄漏使控制腔泄压后,液控单向阀才能关闭,影响其锁紧精度。4.3.2压力控制回路一．调压回路1．单级调压回路在液压泵出口处设置并联溢流阀即可组成单级调压回路，从而控制了液压系统的工作压力2．二级调压回路如图所示为二级调压回路,可实现两种不同的系统压力控制。由溢流阀2和溢流阀4各调一级，当二位二通电磁阀3处于图示位置时，系统压力由阀2调定,当阀3得电后处于右位时，系统压力由阀4调定，但要注意:阀4的调定压力一定要小于阀2的调定压力，否则不能实现；当系统压力由阀4调定时，溢流阀2的先导阀口关闭，但主阀开启，液压泵的溢流流量经主阀回油箱。3．多级调压回路如图所示的由溢流阀1、2、3分别控制系统的压力，从而组成了三级调压回路。当两电磁铁均不带电时，系统压力由阀1调定,当1YA得电，由阀2调定系统压力；当2YA带电时系统压力由阀3调定。但在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力都要小于阀1的调定压力，而阀2和阀3的调定压力之间没有什么一定的关系。二．减压回路当泵的输出压力是高压而局部回路或支路要求低压时，可以采用减压回路，用减压阀使局部系统的压力小于油源压力。作用：用来减低液压系统中某一回路的油液压力，从而用一个油源就能同时提供两个或几个不同压力的输出；也有用在回路中串接一减压阀来保证回路压力稳定。1．单级减压回路减压阀在夹紧回路中的应用2.多级减压回路如右图所示，可由阀1、阀2各调得一种低压，但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定压力值。为了使减压回路工作可靠，减压阀的最低调整压力不应小于0.5MPa，最高调整压力至少应比系统压力小0.5MPa。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以避免减压阀泄漏(指由减压阀泄油口流回油箱的油液)对执行元件的速度产生影响。三．增压回路如果系统或系统的某一支油路需要压力较高但流量又不大的压力油，而采用高压泵又不经济，或者根本就没有必要增设高压力的液压泵时，就常采用增压回路，这样不仅易于选择液压泵，而且系统工作较可靠，噪声小。增压回路中提高压力的主要元件是增压缸。1.间歇式增压回路图(a)是间歇式增压回路2.连续式增压回路如图(b)所示的采用双作用增压缸的增压回路，能连续输出高压油。四、卸荷回路卸荷回路：在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率损耗接近零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命流量卸荷：变量泵压力卸荷：使泵在接近零压力下运转利用二位二通阀的卸荷回（如下图）利用换向阀滑阀机能的卸荷回路（右图）

换向阀卸荷回路M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷，如图所示为采用M型中位机能的换向阀的卸荷回路。3．先导式溢流阀卸荷的卸荷回路如图,将溢流阀的远程控制口和二位二通电磁阀相接。当二位二通电磁阀通电，溢流阀的远程控制口通油箱，这时溢流阀的平衡活塞上移，主阀阀口打开，泵排出的液压油全部流回油箱，泵出口压力几乎是零，故泵成卸荷运转状态。注意图中二位二通电磁阀只通过很少流量，因此可用小流量规格。在实际应用上，此二位二通电磁阀和溢流阀组合在一起，此种组合称为电磁控制溢流阀。五．平衡回路功能：平衡回路的功用在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。1．采用单向顺序阀的平衡回路如图aa.特点活塞向下快速运动时功率损失大b.应用只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。b.特点：优点是只有上腔进油时活塞才下行,比较安全可靠；缺点是,活塞下行时平稳性较差。c.应用：适用于运动部件重量不很大、停留时间较短的液压系统中。2．采用液控顺序阀的平衡回路如图ba.工作原理当活塞下行时,控制压力油打开液控顺序阀,当停止工作时,液控顺序阀关闭以防止活塞和工作部件因自重而下降。4.3.3速度控制回路速度控制回路包括调速回路、快速工作回路及快慢速转换回路。一．调速回路调速回路主要有三种方式：①节流调速回路：由定量泵供油，用流量阀调节进入执行元件的流量来实现调速。②容积调速回路：用调节变量泵或变量马达的排量来调速。③容积节流调速回路：用限压变量泵供油，由流量阀调节进入执行机构的流量，并使变量泵的流量与流量阀的调节流量相适应来实现调速。此外，还可采用几个定量泵并联，按不同速度需要，用启动一个泵或几个泵供油来实现分级调速。（一）节流调速回路节流调速回路是用调节流量阀的通流截面积的大小来改变进入执行机构的流量，以调节其运动速度。按流量阀相对于执行机构的安装位置不同，又可分为进油节流、回油节流和旁油节流等三种调速回路在液压传动系统中节流元件与溢流阀并联于液泵的出口,构成恒压油源,使泵出口的压力恒定。此时节流阀和溢流阀相当于两个并联的液阻,液压泵输出流量qp不变,流经节流阀进入液压缸的流量q1和流经溢流阀的流量Δq的大小由节流阀和溢流阀液阻的相对大小来决定。若节流阀的液阻大于溢流阀的液阻,则q1＜Δq;反之则q1＞Δq。节流阀是一种可以在较大范围内以改变液阻来调节流量的元件。因此可以通过调节节流阀的液阻,来改变进入液压缸的流量,从而调节液压缸的运动速度。节流调速回路由定量泵、溢流阀、节流阀与执行元件组成，按节流阀在油路中安装位置不同，可分为：进油节流调速回路、回油节流调速回路、旁油路节流调速回路等。

1.进油节流调速回路（1）调速公式（2）调速特性a.液压缸的运动速度与节流阀通流面积成正比。b.当节流阀通流面积一定时，液压缸的运动速度随着负载增加而减小。因而速度稳定性差。c.这种回路存在溢流损失和节流损失，因而回路的效率低。d.由于无背压力，因而运动的平稳性较差。（3）应用场合：进油节流调速回路适用于轻载、低速、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率液压系统。2．回油节流调速回路（1）调速公式如果液压缸是两腔有效面积相同的双出杆液压缸（A1=A2），则两种调速回路的速度负载特性就完全一样（2）调速特性 a.回油节流调速回路中由于节流阀的存在而使液压缸的回油腔具有一定背压，不仅提高了液压缸的平稳性，并且使它能承受负方向的负载（负值负载，与液压缸运动方向相同的负载力）而进油节流调速回路则只有在液压缸的回油路上设置背压阀后，才可承受负值负载。b.在回油节流调速回路中，流经节流阀而发热的油液，直接流回油箱而得到冷却。（3）应用场合一般应用于功率不大，有负值负载和负载变化较大的情况下；或者要求运动平稳性较高的液压系统中，如铣床、钻床、平面磨床、轴承磨床和进行精密镗削的组合机床。3.旁路节流调速回路

这种回路由定量泵、安全阀、液压缸和节流阀组成，节流阀安装在与液压缸并联的旁油路上，其调速原理如图所示。旁路节流调速回路(a)回路简图（b）速度负载特性（二）容积调速回路节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功率系统。容积调速回路是通过改变回路中液压泵的排量来实现调速的。其主要优点是功率损失小(没有溢流损失和节流损失)，且其工作压力随负载变化，所以效率高、油的温度低，适用于高速、大功率系统。（三）容积节流调速回路容积节流调速回路的基本工作原理是采用压力补偿式变量泵供油、调速阀(或节流阀)调节进入液压缸的流量并使泵的输出流量自动地与液压缸所需流量相适应。没有溢流损失，效率高，速度稳定性也比单纯的容积调速回路好.常用在速度范围大，大功率的场合，例如组合机床的进给系统等

二．速度换接回路功能使液压执行元件在一个工作循环中从一种运动速度变换到另一种运动速度。1．快速与慢速的换接回路用行程阀的快慢速换接回路如图所示。在图示状态下，液压缸快进，当活塞所连接的挡块压下行程阀6时，行程阀关闭。液压缸右腔的油液必须通过节流阀5才能流回油箱。活塞运动速度转变为慢速工进；挡换向阀左位接入回路时，压力油经单向阀4进入液压缸右腔，活塞快速向右返回。这种回路的快慢速换接过程比较平稳，换接点的位置比较准确；缺点时行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂。2.两种慢速的换接回路用两个调速阀来实现不同工进速度的换接回路如图(a)所示。图中的两个调速阀并联，由换向阀实现换接。两个调速阀可以独立地调节各自的流量，互不影响；但是，一个调速阀工作时，另一个调速阀内无油通过。它的减压阀处于最大开口位置，因而速度换接使大量油液通过该处将使机床工作部件产生突然前冲现象。因此它不适用于在工作过程中的速度换接，只适用于在速度预选的场合。两调速阀串联的速度换接回路如图(b)所示。当主换向阀D右位接入系统时，调速阀B被换向阀C短接；输入液压缸的流量由体哦啊速阀A控制。当阀C右位接入回路时，由于通过调速阀B的流量调得比A小，所以输入液压缸的流量由调速阀B控制。在这种回路中的调速阀A一直处于工作状态，它在速度换接时，限制着进入调速阀B的流量，因此其速度换接的平稳性较好。但由于油液经过两个调速阀，所以能量损失较大。4.3.4顺序动作回路在多缸的液压系统中，要求各液压缸严格地按预先规定的顺序而动作，实现这种功能的回路称为顺序动作回路。这种回路常用的控制方式有压力控制和行程控制。（一）压力控制的顺序动作回路1．采用顺序阀的顺序动作回路工作原理：采用顺序阀的压力控制顺序动作回路如图所示。当换向阀左位接入系统且顺序阀D的调定压力大于液压缸A的最大前进工作压力时，压力油先进入液压缸A的左腔，实现动作①；当液压缸行至终点后，压力升高，压力油打开顺序阀D进入液压缸B的左腔，实现动作②；同样，当换向阀右位接入回路且顺序阀C的调定压力大于液压缸B的最大返回工作压力时，两个液压缸则按③和④的顺序返回。2．采用压力继电器图示位采用压力继电器控制的顺序动作回路。按下按钮，使二位四通换向阀1电磁铁通电，左位接入系统，压力油进入液压缸A左腔，推动活塞向右运动，回油经换向阀1流回油箱。当活塞碰上定位挡铁时，系统压力升高，使安装在液压缸A附近的压力继电器动作，发出信号，使二位四通换向阀2电磁铁通电，左位接入系统，压力油液进入液压缸B左腔，推动活塞右运动。实现A、B两液压缸的顺序动作。（二）用行程控制的顺序动作回路1．行程阀控制的顺序动作回路采用行程阀控制的顺序动作回路如图所示。工作循环开始前，两液压缸活塞如图位置所示。二位四通换向阀C电磁铁通电后，右位接入系统，压力油经换向阀进入液压缸A的左腔，推动活塞向右移动，实现动作①，到达终点时，活塞杆上的挡铁压下二位四通行程阀的滚轮，使阀芯下移，压力油经行程阀进入液压缸B的左腔，推动活塞向右运动，实现动作②。当换向阀C电磁铁断电时，弹簧使其左位接入系统，压力油经换向阀进入液压缸A的右腔，推动活塞向左运动。实现动作③，当挡铁离开行程阀滚轮时，行程阀复位，压力油经行程阀的下位进入液压缸B的右腔，使活塞向左运动，实现动作④。调节挡块的位置，可以控制继动作①之后，动作②的开始时刻。这种回路工作可靠，其缺点时行程阀只能安装在执行机构的附近。此外，改变顺序动作也较困难。2．行程开关控制的顺序动作回路采用行程开关控制的顺序动作回路如图所示。它利用运动部件在一定位置时发出的信号来控制液压缸的顺序动作。电磁铁1YA通电，换向阀2左位工作，液压缸3的活塞右移，完成动作①；当液压缸3的活塞右移到预定位置时，它的撞块压下行程开关5，于是1YA断电，3YA通电，电磁换向阀1左位工作，液压缸6的活塞右移，完成动作②；当液压缸6的活塞右移到预定位置时，它的撞块压下行程开关8，于是3YA断电，2YA通电，电磁换向阀2右位工作，液压缸3的活塞左移，完成工作③；当液压缸3的活塞左移到预定位置时，它的撞块压下行程开关4，于是2YA断电，4YA通电，电磁换向阀1右位工作，液压缸6的活塞左移，完成动作④；当液压缸6的活塞左移到预定位置时，它的撞块压下行程开关7，于是4YA断电，电磁换向阀均处于中位，完成一个动作循环。这种回路的自动化程度高，调整行程方便灵活，利用电气互