《液压与气压传动》（第二版）课件 张兴国 第3-6章 液压缸、液压传动控制元件、液压传动辅助元件、液压传动基本回路

3.2液压缸的设计计算3.1液压缸的结构与分类23

液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳。43.1液压缸的结构与分类活塞式柱塞式伸缩式摆动式组合式按结构形式分53.1液压缸的结构与分类单作用缸：其中一个方向的运动用油压实现，返回时靠自重或弹簧等外力。

双作用缸：两个腔都有油，两个方向的动作都要靠油压来实现。63.1液压缸的结构与分类只有一端有活塞杆两端都有活塞伸出73.1液压缸的结构与分类——活塞式液压缸1-缸底；5-活塞；10-缸筒；11-管接头；12-导向套13-缸盖；16-活塞杆；18-耳环双作用单活塞杆液压缸当供给液压缸的流量Q一定时，活塞两个方向的运动速度为：V1=Q/A1=4Q/πD2(向右）V2=Q/A2=4Q/π(D2-d2)(向左）

当供油压力p一定，回油压力为零时，作用力：

F1=p.A1=p.πD2/4(向右）F2=p.A2=p.π(D2-d2)/4(向左）3.1液压缸的结构与分类——活塞式液压缸当其差动连接时，作用力为：F3=p(A1-A2)=p.(πd2/4)

速度:v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1

所以v3=Q/(A1-A2)=4Q/πd23.1液压缸的结构与分类——活塞式液压缸103.1液压缸的结构与分类——柱塞式液压缸1-缸体2-柱塞3-导向套4-密封5-油口（１）单作用式液压缸(靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力)（２）柱塞不与缸套接触，缸套易加工，适于做长行程液压缸；（３）工作时柱塞总受压，必须有足够的刚度；（４）柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。113.1液压缸的结构与分类——摆动式液压缸1-缸体2-定子块3-输出轴4-叶片摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件.也称摆动式液压马达.123.2液压缸的设计与计算一、液压缸主要尺寸的确定二、液压缸结构设计中的几个基本问题1、工作压力的选取

根据液压缸的实际工况，计算出外负载大小，然后参考下表选取适当的工作力。

3.2液压缸的设计与计算——液压缸主要尺寸的确定2、活塞杆直径d与缸筒内径D的计算受拉时：d=(0.3-0.5)D

受压时：d=(0.5-0.55)D(p1<5MPa)d=(0.6-0.7)D(5MPa<p1<7MPa)d=0.7D(p1>7MPa)3.2液压缸的设计与计算——液压缸主要尺寸的确定3、液压缸缸筒壁厚和外径的计算缸筒最薄处壁厚：δ≥pyD/2(σ)

δ—缸筒壁厚；D—缸筒内径；py—缸筒度验压力，当额定压Pn>160*105Pa时，Py=1.25Pn；

(σ)—缸筒材料许用应力。(σ)=σb/n。3.2液压缸的设计与计算——液压缸主要尺寸的确定4、活塞杆的计算直径强度校核：d≥[4F/π(σ)]1/2d—活塞杆直径；F—液压缸的负载；(σ)—活塞杆材料许用应力，(σ)=σb/n。3.2液压缸的设计与计算——液压缸主要尺寸的确定5、液压缸缸筒长度的确定缸筒长度根据所需最大工作行程而定。活塞杆长度根据缸筒长度而定。对于工作行程受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞杆直径之比大于15时，应按材料力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算。3.2液压缸的设计与计算——液压缸主要尺寸的确定1、液压缸的缓冲液压缸中使用的缓冲装置，常见的有环状间隙式，节流口可调式或外加缓冲回路等。3.2液压缸的设计与计算——液压缸结构设计中的几个基本问题图4-6环状间隙式缓冲装置2、液压缸的排气为了排除聚集在液压缸内的空气，可在缸的两端最高部位各装一只排气塞。3.2液压缸的设计与计算——液压缸结构设计中的几个基本问题【本章小结】1．理解液压缸的结构与分类方法。2．掌握液压缸的设计步骤与设计中需要考虑的问题。插装阀流量控制阀压力控制阀方向控制阀概述电液比例阀4.1概述一、液压控制阀的功用与分类二、液压控制阀的共性特点4.1概述——液压控制阀的分类

按用途分方向控制阀压力控制阀流量控制阀控制或改变液压系统中液流流动方向的元件。控制或调节液压系统的压力的元件。控制或调节液压系统的流量的元件。液压阀用来控制液体的压力，流量和方向，使液压系统在安全的条件下按规定的要求平稳而协调地工作，根据功用可以分为：压力阀和流量阀利用流通截面的节流作用控制着系统的压力和流量方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向4.1概述——液压控制阀的分类

按结构形式滑阀锥阀球阀喷嘴挡板阀射流管阀按连接方式螺纹连接阀法兰连接阀板式连接阀叠加式连接阀插装式连接阀按控制方式定制控制阀（开关）伺服控制阀比例控制阀控制液流通路的通断，定值控制压力或流量。用偏差信号连续成比例地控制液压系统中的压力或流量。输出量与输入信号成比例。多用于开环液压控制系统。数字控制阀用数字信息直接控制阀类。4.1

概述——液压控制阀的共性特点1．结构2．工作原理——孔口流量公式3．性能参数a.公称通径公称通径代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。阀工作时的实际流量应小于或等于其额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。b.

额定压力

额定压力是液压阀长期工作所允许的最高工作压力。4.2方向控制阀1．单向阀2．换向阀3．多路换向阀

方向控制阀主要是用来通断油路或改变油液的流动方向，从而控制液压执行元件的启动或停止或者改变运动方向。4.2方向控制阀——单向阀单向阀普通单向阀液控单向阀使液流只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。普通单向阀普通单向阀的应用b.防止油路相互干扰a.保护泵c.单向阀做背压阀d.单向阀起节流或调速作用4.2方向控制阀——单向阀4.2方向控制阀——单向阀4.2方向控制阀——单向阀4.2方向控制阀——单向阀C)作背压阀用4.2方向控制阀——单向阀4.2方向控制阀——单向阀管式普通单向阀外形图4.2方向控制阀——单向阀单向阀普通单向阀液控单向阀液控单向阀使液流能沿正反两个方向流动。液控单向阀——液控液控单向阀——不液控区别内泄式液控单向阀4.2方向控制阀——单向阀图5-4外泄式液控单向阀A-单向阀进口；B-单向阀出口；P-控制口；L-泄油口液控单向阀4.2方向控制阀——单向阀双液控单向阀4.2方向控制阀——换向阀1．单向阀2．换向阀3．多路换向阀换向阀利用阀心相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。(一）对换向阀的要求1.油液流经阀时的压力损失小。2.互不相通的油口间的泄漏要小。3.换向要平稳、迅速且可靠。4.2方向控制阀——换向阀1．滑阀式换向阀换向阀的“位”：换向阀的“通”：阀与液压系统油路相连的油口数。图形符号：箭头不表示液流方向，只表示油口连接情况。阀芯的工作位数，方格表示工作位数。1-阀体；2-滑动阀芯；3-主油口；4-沉割槽；5-台肩4.2方向控制阀——换向阀位移方向：符号图位移方向与阀芯位移相同。滑阀机能：指滑阀在中间位置时的通路形式。常态位：每个换向阀都有一个常态位，它是阀芯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。1．滑阀式换向阀4.2方向控制阀——换向阀常用四通滑阀的中位机能1．滑阀式换向阀4.2方向控制阀——换向阀换向阀的图形符号和油口分布情况1．滑阀式换向阀4.2方向控制阀——换向阀2.阀的命名：※位※通xxx换向阀4.2方向控制阀——换向阀3．换向阀的操纵方式4.2方向控制阀——换向阀3．换向阀的操纵方式手动换向阀4.2方向控制阀——换向阀机动换向阀二位四通机动换向阀4.2方向控制阀——换向阀电磁换向阀电磁换向阀-中位4.2方向控制阀——换向阀4.2方向控制阀——换向阀电磁换向阀-右位4.2方向控制阀——换向阀电磁换向阀-左位4.2方向控制阀——换向阀液动换向阀4.2方向控制阀——换向阀电液换向阀4.2方向控制阀——换向阀电液换向阀电液换向阀中位状态单向节流阀单向节流阀4.2方向控制阀——换向阀电液换向阀左位状态4.2方向控制阀——换向阀电液换向阀右位状态4.2方向控制阀——多路换向阀多路换向阀是将两个以上的阀块组合在一起，用以操纵多个执行元件的运动。多路换向阀可以根据不同液压系统的要求，把安全阀、过载阀、分流阀、制动阀、单向阀等阀组合在一起，所以它结构紧凑，管路简单，压力损失小，而且安装简便，因此广泛应用于工程机械、起重运输机械和其它要求操纵多个执行元件运动的行走机械。4.2方向控制阀——多路换向阀按阀体结构形式分整体式分片式（组合式）按油路连接方式分并联串联按液压泵卸荷方式分中位卸荷安全阀卸荷串并联复合多路换向阀4.2方向控制阀——多路换向阀EFCDABTPTP1.多路换向阀并联油路EFCDAB4.2方向控制阀——多路换向阀1.多路换向阀并联油路EFCDABTPTPABCDEF4.2方向控制阀——多路换向阀1.多路换向阀并联油路EFCDABTPTPABCDEF4.2方向控制阀——多路换向阀2.多路换向阀串联油路ABCDTPTPEFCDEFAB4.2方向控制阀——多路换向阀2.多路换向阀串联油路ABCDTPEFTPEFABAB4.2方向控制阀——多路换向阀2.多路换向阀串联油路TPABABABABCDTPEF4.2方向控制阀——多路换向阀3.多路换向阀串、并联油路4.2方向控制阀——多路换向阀多路换向阀实物4.3压力控制阀常见压力控制阀的类型按工作原理分:直动式先导式按阀心结构分:滑阀球阀

锥阀按功能分:溢流阀减压阀顺序阀平衡阀压力继电器……它们共同的特点是利用油液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作4.3压力控制阀4.3压力控制阀——溢流阀(一)功能和要求

功能：通过阀口的溢流，使控制系统或回路的压力维持恒定(稳定进口P的压力，使它不超过调定压力)，实现稳压、调压或限压作用。要求：

调压范围大，调压偏差小，压力振摆小，动作灵敏，过流能力大，噪声小。4.3压力控制阀——溢流阀(二)工作原理和结构

1.直动式溢流阀

基本部件依靠系统中的压力油直接作用在阀心上与弹簧力相平衡，以控制阀心的启闭动作。工作原理特点阀心在最低位置，P与T关断，这也是溢流阀的常态位置。直动式溢流阀多用于中低压或安全阀4.3压力控制阀——溢流阀4.3压力控制阀——溢流阀溢流阀实物图4.3压力控制阀——溢流阀2.先导式溢流阀

先导式溢流阀由主阀和先导阀两部分组成。先导阀的结构原理与直动式溢流阀相同，但一般采用锥阀式结构。主阀可分为：滑阀式(一级同心)结构、二级同心结构和三级同心结构。4.3压力控制阀——溢流阀2.先导式溢流阀

基本部件工作原理特点4.3压力控制阀——溢流阀2.先导式溢流阀

基本部件工作原理特点4.3压力控制阀——溢流阀2.先导式溢流阀

二节同心溢流阀其主阀芯为带有圆柱面的锥阀。为使主阀关闭时有良好的密封性，要求主阀芯的圆柱导向面和圆锥面与阀套配合良好，两处的同心度要求较高，故称二节同心。

4.3压力控制阀——溢流阀2.先导式溢流阀

三节同心溢流阀主阀芯与阀盖、阀体与主阀座、主阀芯和阀体三处有同心配合要求，故属于三节同心结构

4.3压力控制阀——溢流阀二节同心先导式溢流阀的结构工艺性好，加工装配精度容易保证，结构简单，通用性和互换性好，且流通能力强，启闭特性好。应用最广。三节同心溢流阀与一节同心、二节同心溢流阀比较：与一节同心先导式溢流阀相比，主阀的油封部分为锥阀，所以较滑阀的密封性好，且动作灵敏，适用于高压的场合。与二节同心式溢流阀相比，三节同心阀多一节同心，结构复杂，加工装配不太方便；而且因过流面积较小，启闭特性不如二节同心阀好。电磁溢流阀4.3压力控制阀——溢流阀二级调压——通过一个电磁换向阀使遥控口K与远程调压阀的入口相连，实现二级调压4.3压力控制阀——溢流阀通油箱先导式溢流阀系统泄荷——通过电磁阀使遥控口与油箱相通，实现系统泄荷4.3压力控制阀——溢流阀锥阀和球阀式阀芯结构简单，密封性好，但阀芯和阀座的接触应力大。滑阀式阀芯用的较多，但泄漏量大。先导式

先导式溢流阀的导阀部分结构尺寸一般都较小，调压弹簧不必很强，因此压力调整比较轻便。但是先导阀溢流导阀和主阀都动作后才能起控制作用，因此反应不如直动阀灵敏。直动型：

直动式溢流阀结构简单，灵敏度高，但压力受溢流流量的影响较大，不适合在高压、大流量下工作。3.两种溢流阀比较4.3压力控制阀——溢流阀4.3压力控制阀——溢流阀(三)溢流阀的主要性能（1）静态特性A.压力—流量特性（启闭特性）B.调压范围与流量调节范围C.卸荷压力与压力损失4.3压力控制阀——溢流阀(三)溢流阀的主要性能（2）动态特性①压力超调量△p②升压时间t1③过渡过程时间t2④卸荷时间t34.3压力控制阀——溢流阀(四)溢流阀的应用

（1）定压阀（2）安全阀——保障系统的安全（3）背压阀（5）实现系统的远程调压（4）卸荷阀（6）实现多级调压4.3压力控制阀——溢流阀（1）定压阀特点：1.并接于节流调速系统的定量泵出口2.通过溢出系统之余油来恒定系统工作压力3.改变溢流阀的溢流压力，即可实现油路工作压力的调节4.常开溢流，功率损失大，采用启闭特性好的先导式溢流阀4.3压力控制阀——溢流阀（2）安全阀——保障系统的安全1.并接与变量泵出口，防止变量泵过载2.在系统正常工作时是关闭的，仅在系统油压高于正常工作压力时才打开。3.变量泵本身具有流量调节功能，正常情况下压力流量均能供需自适应，不必作溢流调节。只在外载很大或者出故障时才起作用，因此作安全阀使用时，调定的最大工作压力为系统额定压力的1.2倍左右，且常闭。4.3压力控制阀——溢流阀（3）背压阀接在系统回油路上，造成一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。4.3压力控制阀——溢流阀（4）卸荷阀这种卸荷方式所产生的实现自动控制和远距离控制，较常用。4.3压力控制阀——溢流阀（5）实现系统的远程调压1.将直动式溢流阀的P口并接于先导式溢流阀的遥控口，即可实现远程调控。2.远接阀成为远程调压阀。3.远程调压阀可安装在集中控制的操作台上或便于调节的地方。4.3压力控制阀——溢流阀（6）实现多级调压

在溢流阀的远程控制口串接电磁换向阀，则可以通过换向阀的左位和右位分别得到p1和p2两种压力，则液压系统就可以相应的得到多级压力。4.3压力控制阀——溢流阀板式直动式溢流阀4.3压力控制阀——溢流阀板式先导式溢流阀4.3压力控制阀——减压阀用途：利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力分类：4.3压力控制阀——减压阀定值减压阀使进口油液的压力减低后输出，并保持所输出减压油的压力为恒定值，这种阀用得较多，常称为减压阀。保证阀的进、出口两侧油液的压力差为恒定值，常用它与节流阀组合成调速阀。定差减压阀可使进出口压力的比值保持恒定。定比减压阀

输出、输入压力关系由于减压阀能使与其出口处相接的某一回路的压力保持恒定，因此它在系统的夹紧、控制、润滑等油路中应用较多。

对减压阀的要求是：出口压力维持恒定，不受入口压力、通过流量大小的影响。4.3压力控制阀——减压阀1.直动式减压阀基本部件工作原理特点不管进油压力如何变化，出油压力如何变化，减压阀的阀芯都会有相应变化，自动调整减压口开度，且最终稳定在调定值。4.3压力控制阀——减压阀2.先导式减压阀基本部件工作原理特点4.3压力控制阀——减压阀溢流阀与减压阀的异同1.减压阀控制出口压力，保障出口压力为定值。溢流阀相反；2.减压阀阀口常开，进出油口相通；溢流阀口常闭。3.出口压力油流向：减压阀出口压力油流往工作腔

先导阀弹簧腔的泄漏油需单独引回油箱。溢流阀出口直接接油箱，压力等于0先导阀弹簧腔的泄漏油在阀内与出口相通。相同之处：结构与工作原理相似不同之处：4.3压力控制阀——减压阀3.定差减压阀基本部件工作原理特点若1.较软弹簧（k比较小）；2.x0>>Δx.则间隙Δx变化时，Δp变化不大，近似保持了Δp不变。4.3压力控制阀——减压阀4.定比减压阀基本部件工作原理特点4.3压力控制阀——减压阀先导式减压阀4.3压力控制阀——顺序阀用于多个执行元件的顺序动作。通过改变控制方式、泄漏方式和二次油路的接法，顺序阀还可构成其它功能，作背压阀、平衡阀或卸荷阀用4.3压力控制阀——顺序阀工作原理1.直动式顺序阀

基本部件特点4.3压力控制阀——顺序阀外控外泄式顺序阀外控内泄式顺序阀内控外泄式顺序阀内控内泄式顺序阀4.3压力控制阀——顺序阀2.先导式顺序阀基本部件工作原理特点4.3压力控制阀——顺序阀(1)用以实现多执行器的顺序动作控制。(2)作背压阀用。(3)作平衡阀用。在平衡回路中连接一单向顺序阀，以保持垂直设置的液压缸不会因自重而下落。(4)作卸荷阀用。将外控顺序阀的出口通油箱，使液压泵在工作需要时可以卸荷。4.3压力控制阀——压力继电器工作原理4.4流量控制阀4.4流量控制阀流量控制阀是依靠改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来改变液阻，控制通过阀的流量，达到调节执行元件〔缸或马达〕运动速度的目的。流量控制阀的功能什么是流量阀流量阀是一种能对液流进行节流为特征的液压元件。其在液压系统中的作用就是一个可调液阻。4.4流量控制阀4.4流量控制阀——节流阀结构与工作原理4.4流量控制阀——节流阀节流口堵塞最小稳定流量流量特性方程

4.4流量控制阀——节流阀单向节流阀4.4流量控制阀——调速阀4.4流量控制阀——溢流节流调速阀溢流节流调速阀的入口压力，即泵压力随外负载变化，当外负载减小时，泵的供油压力也随之减小，减少了泵的负荷和系统损耗.1-液压油缸；2－安全阀；3－溢流阀；4－节流阀芯进行了压力补偿的节流阀由溢流阀和节流阀并连而成，流量恒定不变。4.4流量控制阀——分流集流阀分流阀能将压力油按一定流量比率分配给两个液压缸和液压马达，而不管它们的载荷(压力)怎样变化。集流阀则将压力不同的两个分支管路的流量按一定的比率汇集起来。分流集流阀兼有分流阀和集流阀机能。4.5插装阀4.5插装阀插装阀由一组已经标准化的基本组件组成，根据液压系统的不同需求，将这些基本组件插入特定规格的阀块，即可组成插装阀系统。插装阀是近年发展起来的一种新型液压元件，在高压大流量系统中得到广泛应用4.5插装阀1-控制盖板2-弹簧3－阀套4－阀芯5-集成块结构

4.5插装阀分类

4.5插装阀——插装方向阀1.插装单向阀插装单向阀与普通单向阀的液压泵保护回路插装阀与控制方向的先导控制阀组合，就构成了插装方向阀。4.5插装阀——插装方向阀2.插装换向阀

三通插装阀的四种组合方式4.5插装阀——插装方向阀二位三通插装换向阀及其换向回路4.5插装阀——插装压力阀1.插装溢流阀插装阀与控制压力的先导控制阀组合，就构成了插装压力阀。4.5插装阀——插装压力阀2.插装顺序阀4.5插装阀——插装流量阀插装阀与控制流量的先导控制阀组合，就构成了插装流量阀。4.6电液比例阀比例阀是在普通液压控制阀的基础上，引入比例电磁铁用以代替原来的手调部分，以实现其输出的压力或流量按输入的电流或电压成比例地变化的控制4.6电液比例阀电液比例控制阀简称比例阀，它是一种按输入电讯号的强弱连续地按比例地控制系统流量和压力的阀根据用途的不同可分为四类：电液比例压力阀电液比例流量阀电液比例换向阀电液比例复合阀。4.6电液比例阀电液比例压力阀直动式电磁比例溢流阀结构原理图先导式电液比例溢流阀4.6电液比例阀电液比例流量阀4.6电液比例阀电液比例换向阀先导式电液比例方向阀直动式电液比例方向阀4.6电液比例阀电液比例阀控制原理【本章小结】1．了解液压阀的基本分类方法、共性结构、基本工作原理、主要性能参数和工程中对液压阀的基本要求。2．了解插装阀和电液比例阀的结构原理、工作过程和主要性能。3．掌握方向阀、压力阀和流量阀的分类，阀体结构、工作过程、基本特性和在工程中的应用。4．掌握压力阀中直动式与先导式阀工作原理和应用特点。4.掌握方向阀的位、通、中位机能等基本概念。5.2蓄能器5.1滤油器

5.4密封件5.3液压管件

5.6热交换器5.5液压油箱

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液压辅助元件是液压系统的一个重要组成部分。2024/6/18137

液压与气压传动系统中，除了动力元件、执行元件和控制元件之外的部分，都属于辅助元件。

液压辅助元件对保证系统正常、可靠、稳定的工作是不可缺少的。

液压辅助元件是液压系统的一个重要组成部分，包括蓄能器、过滤器、油箱、密封件、管道及管接头、热交换器等。2024/6/181385.1油箱油箱的主要作用是：贮存供系统循环所需的油液；散发系统工作时所产生的热量；释出混在油液中的气体；沉淀油液中的污物。

油箱容积的确定

油箱的有效容积V的算式为：低压系统：高压系统：中压系统：2024/6/181395.1油箱图5-1油箱结构示意图1-回油管；2-泄油管；3-泵吸油管；4-空气滤清器；5-安装板；6-隔板；7-放油孔；8-粗过滤器；9-清洗窗侧板；10-液位计窗口；11-注油口；12-油箱上盖2024/6/18140油箱的结构设计5.1油箱吸油管和回油管应尽量相距远些，两管之间用隔扳隔开，隔板高度最好为箱内油面高度的3／4。油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加滤油网，油箱箱盖上安装空气过滤器。油箱中安装热交换器、油位指示器，必须考虑它的安装位置，以及测温、控制等措施。油箱应设起吊钩或环。

5.2过滤器深度型滤芯滤油器表面型滤芯滤油器磁性滤芯滤油器按过滤机理分滤油器的主要作用就是清除液体介质中的杂质，防止液体污染，保证液压系统正常工作。

2024/6/18142过滤器的选用5.2过滤器过滤精度应满足系统要求按所能过滤颗粒的大小，滤油器的精度可分为四类。杂质颗粒d≥0.1mm为粗滤器；d≥0.01mm为普通滤器；d≥0.005mm为精滤器；d≥0.001mm为特精滤器。要有足够的通油能力通流能力指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量。足够的机械强度。考虑其他功能，如抗腐蚀、磁性等。2024/6/18143滤油器的安装5.2过滤器安装在泵的吸油口安装在泵的出口安装在系统的回油路上安装在独立的过滤系统

2024/6/181445.3蓄能器蓄能器的作用作辅助动力源。补充泄漏和保持恒压。作紧急动力源。减小液压冲击或压力脉动，降低噪声。2024/6/181455.3蓄能器重力式蓄能器充气式蓄能器弹簧式蓄能器按产生压力能的方式蓄能器的分类活塞式蓄能器气囊式蓄能器2024/6/181465.3蓄能器蓄能器的容量计算由气体状态方程有：

由，可求得蓄能器的容量：2024/6/181475.4液压管件液压管件包括油管和管接头，主要功用是连接液压元件和输送液压油，要求足够的强度，密封性好，压力损失小等。1液压油管油管的通径即油管的名义尺寸，单位为mm。式中：d为内径；q为管内流量；v为管中油液流速。2024/6/181485.4液压管件2管接头扩口式管接头

焊接式管接头

快速管接头卡套式管接头橡胶软管接头

2024/6/18149密封件的要求5.5密封件密封件用来防止液压系统油液的内外泄漏以及外界灰尘和异物的侵入，保证系统建立必要压力。良好的密封性能密封件与运动件之间摩擦系数小耐磨性好，寿命长，不易老化维护、使用方便，价格低廉2024/6/181505.5密封件O形密封圈

Y形密封圈和Yx形密封圈

V形密封圈

组合密封件

2024/6/18151冷却器5.6热交换器热交换器就是冷却器和加热器的总称加热器【本章小结】1、重点掌握滤油器、蓄能器、液压管件、密封件、液压油箱、热交换器等常用辅助元件的结构和工作原理。2、在设计和使用液压系统时会根据不同情况，正确合理地选用辅助元件。6.2速度控制回路6.1压力控制回路

6.4多执行元件控制回路6.3方向控制回路

6.5其它回路2024/6/18154任何液压系统不管有多复杂，都是由一个或多个基本回路组成的。所谓液压基本回路是指将一些液压元件和管道按一定方式组合起来实现某种基本的功能。液压基本回路是为了实现特定的功能把有关的液压元件组合起来的典型油路结构，它是组成任何液压系统的基础。主要包括：

1、压力控制回路

2、速度控制回路

3、方向控制回路

4、多执行元件回路

5、其它回路2024/6/18155压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个液压系统或局部油路的压力，以满足执行元件对力或力矩要求的基本回路。主要包括：

调压回路减压回路增压回路卸荷回路平衡回路保压回路6.1压力控制回路2024/6/181566.1压力控制回路功用调定和限制液压系统的压力恒定或不超过某个数值。一般用溢流阀来实现这一功能。单级调压回路1调压回路当改变节流阀2的开口来调节液压缸速度时，溢流阀1始终开启溢流，使系统工作压力稳定在溢流阀1调定的压力附近，溢流阀1作定压阀用。2024/6/181576.1压力控制回路功用调定和限制液压系统的压力恒定或不超过某个数值。一般用溢流阀来实现这一功能。二级调压回路1调压回路2024/6/181586.1压力控制回路多级调压回路

由先导型溢流阀、远程调压阀和电磁换向阀组成。（c）图所示无级调压回路

通过改变电液比例溢流阀的输入电流来实现压力调整。（d）图所示1调压回路2024/6/181596.1压力控制回路有单级减压、多级减压、无级减压。2减压回路2024/6/181606.1压力控制回路3增压回路增压回路的功能在于提高系统中局部油路中的压力，能使局部压力远远高于油源的压力。右图是使用单作用增压器的增压回路2024/6/181616.1压力控制回路4卸荷回路功用在执行元件短时间不工作时，不频繁启动原动机而使泵在很低压力下运转，以减少功率损失和系统发热。用换向阀中位机能的卸荷回路

用先导型溢流阀的卸荷回路限压式变量泵的卸荷回路

用蓄能器的卸荷回路

2024/6/181626.1压力控制回路5平衡回路使用单向顺序阀的平衡回路

使用液控单向阀的平衡回路功用使立式液压缸的回油路保持一定背压，以防止运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落，或自重超速失控。2024/6/181636.1压力控制回路6保压回路用液控单向阀的保压回路

用蓄能器的保压回路

功用使系统在缸不动或微小位移的工况保持稳定不变的压力。保压性能有两个指标：保压时间和压力稳定性。2024/6/181646.1压力控制回路6保压回路

例6-1

如图6-11所示的多级调压回路，溢流阀1的调定压力5MPa，溢流阀2的调定压力为3MPa。溢流阀3的调定压力为4MPa，液压泵至主系统的负载为无限大，在不计管道损失和调压偏差时，试求：

（1）换向阀1、2均未通电时，泵出口处的压力；

（2）换向阀1通电时，泵出口处的压力；

（3）换向阀2通电时，泵出口处的压力；

（4）换向阀1、2均通电时，泵出口处的压力。图6-11例6-1图2024/6/181656.1压力控制回路6保压回路解：

（1）换向阀1与换向阀2均未通电时，溢流阀1的远程控制口未与溢流阀2、3相通，因此控制口不起作用。泵出口处压力由溢流阀1的调定压力决定，因此泵出口处压力为5MPa。

（2）换向阀1通电时，溢流阀1的远程控制口与溢流阀2相通，而溢流阀2的调定压力小于溢流阀1的调定压力，因此溢流阀1可在溢流阀2的调定压力下打开，因此泵出口处压力为3MPa。

（3）换向阀2通电时，溢流阀1的远程控制口与溢流阀3相通，而溢流阀3的调定压力小于溢流阀1的调定压力，因此溢流阀1可在溢流阀3的调定压力下打开，因此泵出口处压力为4MPa。

（4）换向阀1、2均通电时，溢流阀1的远程控制口与溢流阀2、溢流阀3均相通，而溢流阀2的调定压力低于溢流阀3的调定压力，溢流阀1的主阀芯在相对更低的压力即可打开，即由更低的溢流阀2决定，因此泵出口处的压力为3MPa。

由以上分析，可知该调压回路具有三级调压功能。2024/6/18166速度控制回路控制液压执行元件速度的调节和变换的问题。主要包括：

调速回路--调节执行元件运动速度的回路。快速运动回路--使执行元件快速运动的回路。速度换接回路--变换执行元件运动速度的回路。6.2速度控制回路2024/6/181671调速回路6.2速度控制回路调节执行元件的工作速度，可以改变输入执行元件的流量或由执行元件输出的流量；或改变执行元件的几何参数。液压缸的速度v=q/A液压马达的转速n=q/vm

三种调速方式：

1、对于定量泵供油系统，可用节流调速回路；

2、对于变量泵（马达）系统，可用容积调速回路；

3、同时调节泵的排量和流量控制系统，可用容积节流调速回路2024/6/181681调速回路6.2速度控制回路节流调速回路回路组成：定量泵，流量控制阀（节流阀、调速阀等），溢流阀，执行元件。其中流量控制阀起流量调节作用，溢流阀起压力补偿或安全作用。按流量控制阀安放位置的不同分：进油节流调速回路流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。回油节流调速回路流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。旁路节流调速回路流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。

重点分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。2024/6/181691调速回路6.2速度控制回路节流调速回路qp=q1+Δqp1A1=Fq1=KATΔp1/2=KAT(pp-F/A1)1/2v=q1/A1=KAT(pp-F/A1)1/2/A1qp=q1+ΔqppA1=p2A2+Fq2=KATp21/2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2v=q2/A2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2流量连续性方程活塞受力平衡方程节流阀压力流量方程速度负载特性方程（1）进、回油节流调速回路功率特性方程2024/6/181701调速回路6.2速度控制回路节流调速回路v=q1/A1=KAT(pp-F/A1)1/2/A1v=q2/A2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2速度负载特性方程（1）进、回油节流调速回路功率特性方程2024/6/181711调速回路6.2速度控制回路节流调速回路

性能差异（1）进、回油节流调速回路承受负值负载的能力运动平稳性油液发热对泄漏的影响取压力信号实现程序控制的方法启动性能2024/6/181721调速回路6.2速度控制回路节流调速回路（3）旁路节流调速回路

溢流阀关闭，起安全阀作用。

速度负载特性方程

功率特性方程2024/6/181731调速回路6.2速度控制回路节流调速回路改善节流调速负载特性的回路当负载变化时，因节流阀前后压力差变化，通过节流阀的流量均变化，故回路的速度负载特性比较差。若用调速阀代替节流阀，回路的负载特性将大为提高。调速阀可以装在回路的进油、回油或旁路上。负载变化引起调速阀前后压差变化时，由于定差减压阀的作用，通过调速阀的流量基本稳定。2024/6/181741调速回路6.2速度控制回路容积调速回路容积调速回路通过改变液压泵和液压马达的排量来调节执行元件的速度。由于没有节流损失和溢流损失，回路效率高，系统温升小，适用于高速、大功率调速系统。变量泵—定量马达调速回路定量泵—变量马达调速回路变量泵—变量马达调速回路液压泵—液压马达容积调速回路包括：2024/6/181751调速回路6.2速度控制回路容积调速回路（1）变量泵—定量马达调速回路溢流阀4为系统安全阀，防止回路过载，1为补油泵，溢流阀6用于调节补油压力，同时置换部分发热油液，降低系统温升。当负载转矩恒定时，系统工作压力p和马达输出转矩恒定，不因调速而发生变化，所以这种回路常被称为恒转矩调速回路。这种回路的调速范围一般为Rc

≈40。回路的调速特性如图b所示

2024/6/181761调速回路6.2速度控制回路容积调速回路（2）定量泵—变量马达调速回路图中各元件名称与作用同上图当负载转矩恒定时，当负载功率恒定时，系统工作压力和马达输出功率恒定，不因调速而发生变化，所以这种回路常被称为恒功率调速回路。回路的调速特性如图b所示

2024/6/181771调速回路6.2速度控制回路容积调速回路（3）变量泵—变量马达调速回路单向阀4和5用于辅助泵3能双向补油；单向阀6和7使溢流阀8在两个方向对系统起安全保护作用，其它元件同前所述。

这种调速回路是前述两种回路的组合，由于液压泵和液压马达的排量VP、VM均可改变，调速范围大。一般机械要求低速时有较大的输出转矩，高速时能提供较大的输出功率。采用这种回路恰好可以达到这个要求。回路的调速范围一般为Rc≤100。回路的调速特性如图b所示

1781调速回路6.2速度控制回路容积节流调速回路容积节流调速回路用压力补偿变量泵供油，用流量控制阀调定进入液压缸的流量来调节液压缸的速度；并使变量泵的供油量始终随流量控制阀调定流量作相应的变化。该回路无溢流损失，效率较高，速度稳定性比容积调速回路好。分为两类：

1限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路

2差压式变量泵与节流阀组成的容积节流调速回路

2024/6/181791调速回路6.2速度控制回路容积节流调速回路（1）限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路

液压缸的运动速度由调速阀控制。变量泵的输出流量和出口压力自动保持相应的恒定值，回路无溢流损失，但有节流损失，其大小与液压缸的工作压力有关。回路效率η＝p1q1/ppqp=p1/pp2024/6/181801调速回路6.2速度控制回路容积节流调速回路（2）差压式变量泵与节流阀组成的容积节流调速回路

η＝p1q1/ppqp=p1/pp节流阀3控制输入液压缸的流量，变量泵自动调节输出流量与节流阀控制流量相适应。当qp>q1时,定子与转子间的偏心距e减小，液压泵流量qp随之减小，直至与q1相适应

；反之，当qp<

q1时,定子与转子间的偏心距e增大，液压泵流量qp随之增大，直至与q1相适应

；节流阀3前后压差Δp=pp-p1基本上由作用在变量泵控制活塞上的弹簧力FS来确定，即Δp=FS/A0

回路效率为2024/6/181812快速运动回路6.2速度控制回路快速运动回路的功用是使执行元件获得尽可能大的空载运行速度，以提高系统的生产效率，充分利用功率

。常用的三种快速运动回路：

1、液压缸差动连接快速运动回路

2、双泵供油快速运动回路

3、增速缸的增速回路2024/6/181822快速运动回路6.2速度控制回路

液压缸差动连接快速运动回路

有杆腔回油和液压泵供油合在一起进入液压缸无杆腔，活塞将快速向右运动，差动连接与非差动连接的速度之比为v1/v2＝A1/(A1-A2)2024/6/181832快速运动回路6.2速度控制回路

双泵供油快速运动回路当系统压力低于阀3调定压力时，两个泵同时向系统供油，活塞快速向右运动；系统压力达到或超过阀3调定压力时，大流量泵1通过阀3卸载，单向阀4自动关闭，只有小流量泵向系统供油，活塞慢速向右运动。2024/6/181842快速运动回路6.2速度控制回路

增速缸的增速回路

增速缸由活塞缸与柱塞缸复合而成。换向阀处于左位，压力油经柱塞孔进入增速缸小腔

，推动活塞快速向右移动，大腔所需油液由充液阀3从油箱吸取，活塞缸右腔油液经换向阀回油箱。当执行元件接触工件，工作压力升高，顺序阀4开启，高压油关闭充液阀3，并同时进入增速缸的大、小腔，活塞转换成慢速运动，且推力增大。2024/6/181853速度