常用液壓元件的結(jié)構(gòu)及原理分析 (圖文講解)

常用液壓元件的結(jié)構(gòu)及原理分析(圖文講解)常用液壓元件

結(jié)構(gòu)及原理分析液壓傳動定義與發(fā)展概況

液壓傳動的定義

一部完整的機(jī)器是由原動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)及控制部分、工作機(jī)（含輔助裝置）組成?！魝鲃訖C(jī)構(gòu)通常分為機(jī)械傳動、電氣傳動和流體傳動機(jī)構(gòu)。◆流體傳動是以流體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動。它包括液壓傳動、液力傳動和氣壓傳動。◆液壓傳動和液力傳動均是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的傳動方式?！粢簤簜鲃又饕抢靡后w的壓力能來傳遞能量；液力傳動則主要是利用液體的動能來傳遞能量。液壓傳動的定義

液壓傳動（Hydraulics）是以液體為工作介質(zhì)，通過驅(qū)動裝置將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓的壓力能，然后通過管道、液壓控制及調(diào)節(jié)裝置等，借助執(zhí)行裝置，將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載實(shí)現(xiàn)直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。

?

那么，到底什么是液壓傳動呢？

液壓傳動系統(tǒng)的組成

動力元件傳動介質(zhì)控制元件輔助元件執(zhí)行元件液壓傳動系統(tǒng)的組成

從上圖可以看出，液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行工作的，一個完整的液壓傳動系統(tǒng)由以下幾部分組成：（l）液壓泵（動力元件）：是將原動機(jī)所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的元件，其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油，液壓泵是液壓系統(tǒng)的心臟。（2）執(zhí)行元件：把液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)的元件，執(zhí)行元件包括液壓缸和液壓馬達(dá)。（3）控制元件：包括壓力、方向、流量控制閥，是對系統(tǒng)中油液壓力、流量、方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的元件。如換向閥15即屬控制元件。（4）輔助元件：上述三個組成部分以外的其它元件，如：管道、管接頭、油箱、濾油器等為輔助元件。液壓泵、馬達(dá)概述Tω泵的輸入?yún)⒘?轉(zhuǎn)矩T 角速度ω泵的符號泵pQ輸出參量 流量Q 壓力p液壓泵、馬達(dá)概述Tω輸出參量 轉(zhuǎn)矩T 角速度ω馬達(dá)的符號馬達(dá)pQ馬達(dá)的輸入?yún)⒘?流量Q 壓力p液壓泵、馬達(dá)概述2.1.1容積式泵、馬達(dá)的工作原理BACO泵吸入泵排出液壓泵和液壓馬達(dá)工作的必需條件：（1）必須有一個大小能作周期性變化的封閉容積；（2）必須有配流動作，即封閉容積加大時吸入低壓油封閉容積減小時排出高壓油封閉容積加大時充入高壓油封閉容積減小時排出低壓油（3）高低壓油不得連通。液壓泵液壓馬達(dá)齒輪泵

齒輪泵是一種常用的液壓泵，它的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格低廉，體積小，重量輕，自吸性好，對油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺點(diǎn)是流量和壓力脈動大，噪聲大，排量不可調(diào)。

齒輪泵被廣泛地應(yīng)用于采礦設(shè)備、冶金設(shè)備、建筑機(jī)械、工程機(jī)械和農(nóng)林機(jī)械等各個行業(yè)。齒輪泵按照其嚙合形式的不同，有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種，外嚙合齒輪泵應(yīng)用較廣，內(nèi)嚙合齒輪泵則多為輔助泵。

2．2．1外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理外嚙合齒輪泵的工作原理；排量、流量；外嚙合齒輪泵的流量脈動；外嚙合齒輪泵的問題和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2．2．1外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理

泵主要由主、從動齒輪，驅(qū)動軸，泵體及側(cè)板等主要零件構(gòu)成。圖2.3外嚙合齒輪泵的工作原理1—泵體;2—主動齒輪;3—從動齒輪泵體內(nèi)相互嚙合的主、從動齒輪與兩端蓋及泵體一起構(gòu)成密封工作容積，齒輪的嚙合點(diǎn)將左、右兩腔隔開，形成了吸、壓油腔。

當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)吸油腔內(nèi)的輪齒脫離嚙合，密封腔容積不斷增大，構(gòu)成吸油并被旋轉(zhuǎn)的輪齒帶入左側(cè)的壓油腔。

左側(cè)壓油腔內(nèi)的輪齒不斷進(jìn)入嚙合，使密封腔容積減小，油液受到擠壓被排往系統(tǒng)，這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。2.3葉片泵單作用葉片泵雙作用葉片泵2.3.1單作用葉片泵2.3.1.1工作原理圖2.7為單作用葉片泵的工作原理。泵由轉(zhuǎn)2、定子3、葉片4和配流盤等件組成。圖2.7單作用葉片泵工作原理1—壓油口;2—轉(zhuǎn)子;3—定子;4—葉片;5—吸油口壓油窗口定子吸油窗口壓油口吸油口定子的內(nèi)表面是圓柱面，轉(zhuǎn)子和定子中心之間存在著偏心，葉片在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)可靈活滑動，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的離心力以及葉片根部油壓力作用下，葉片頂部貼緊在定子內(nèi)表面上，于是兩相鄰葉片、配油盤、定子和轉(zhuǎn)子便形成了一個密封的工作腔。

泵在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過程中，吸油、壓油各一次，故稱單作用葉片泵。轉(zhuǎn)子單方向受力，軸承負(fù)載大。改變偏心距，可改變泵排量，形成變量葉片泵。

2.3.2.1工作原理圖中，當(dāng)轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn)時，密封工作腔的容積在左上角和右下角處逐漸增大，為吸油區(qū)，在左下角和右上角處逐漸減小，為壓油區(qū)；吸油區(qū)和壓油區(qū)之間有一段封油區(qū)將吸、壓油區(qū)隔開。圖2.12雙作用葉片泵工作原理1—定子；2—壓油口；3—轉(zhuǎn)子；4—葉片；5—吸油口2.3.2.1工作原理這種泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個密封工作腔完成吸油和壓油動作各兩次，所以稱為雙作用葉片泵。圖2.12雙作用葉片泵工作原理1—定子；2—壓油口；3—轉(zhuǎn)子；4—葉片；5—吸油口2.6.2液壓泵的工作特點(diǎn)

液壓泵的吸油腔壓力過低將會產(chǎn)生吸油不足、異常噪聲，甚至無法工作。液壓泵的工作壓力取決于外負(fù)載，為了防止壓力過高，泵的出口常常要采取限壓措施。變量泵可以通過調(diào)節(jié)排量來改變流量，定量泵只有用改變轉(zhuǎn)速的辦法來調(diào)節(jié)流量。液壓泵的流量脈動。液壓泵“困油現(xiàn)象”。

2.6液壓泵及液壓馬達(dá)的工作特點(diǎn)

2.6.2液壓馬達(dá)的工作特點(diǎn)

馬達(dá)應(yīng)能正、反運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，就要求液壓馬達(dá)在設(shè)計(jì)時具有結(jié)構(gòu)上的對稱性。當(dāng)液壓馬達(dá)的慣性負(fù)載大、轉(zhuǎn)速高，并要求急速制動或反轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生較高的液壓沖擊，應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置必要的安全閥或緩沖閥。由于內(nèi)部泄漏不可避免，因此將馬達(dá)的排油口關(guān)閉而進(jìn)行制動時，仍會有緩慣的滑轉(zhuǎn)，所以，需要長時間精確制動時，應(yīng)另行設(shè)置防止滑轉(zhuǎn)的制動器。某些型式的液壓馬達(dá)必須在回油口具有足夠的背壓才能保證正常工作。

單向閥只允許經(jīng)過閥的液流單方向流動，而不許反向流動。單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種。

5.2單向閥5.2.1普通單向閥

圖5.10普通單向閥(b)正向?qū)?，反向不通單向閥的工作原理

A-B導(dǎo)通，B-A不通不能作單向閥B-A導(dǎo)通，A-B不通(2)對單向閥的要求

①開啟壓力要小。

②能產(chǎn)生較高的反向壓力，反向的泄漏要小。

③正向?qū)〞r，閥的阻力損失要小。 ④閥芯運(yùn)動平穩(wěn)，無振動、沖擊或噪聲。(3)單向閥的符號單向閥和其它閥組合后，成為組合閥，例如單向順序閥、單向節(jié)流閥等。AB圖5.10（C）單向閥的職能符號1一閥體；2一闊芯；3一彈簧；A一進(jìn)油口；B一出油口。管式閥板式閥圖5.11普通單向閥直通式直角式

直角式單向閥的進(jìn)出油口A(P1)、B(P2)的軸線均和閥體軸線垂直。ABAB圖5.11(a)所示的閥屬于板式連接閥，閥體用螺釘固定在機(jī)體上，閥體的平面和機(jī)體的平面緊密貼合，閥體上各油孔分別和機(jī)體上相對應(yīng)的孔對接，用“O”形密封圈使它們密封。上圖所示的閥屬于管式連接閥，此類閥的油口可通過管接頭和油管相連，閥體的重量靠管路支承，因此閥的體積不能太大太重。321ABAB3211—閥體；2—閥芯；3—彈簧；直通式單向閥中的油流方向和閥的軸線方向相同。

直角式單向閥的進(jìn)出油口A(P1)、B(P2)的軸線均和閥體軸線垂直。ABAB

不但單向閥有管式連接和板式連接之分，其它閥類也有管式連接和板式連接之分。大多數(shù)液壓系統(tǒng)都采用板式連接閥。5.1.2液控單向閥(1)液控單向閥的工作原理和圖形符號(1)簡式內(nèi)泄型液控單向閥

此類閥不帶卸荷閥芯，無專門的泄油口。

簡式內(nèi)泄型液控單向閥1—閥體；2—閥芯；3—彈簧；4—閥蓋；5—閥座；6—控制活塞；7—下蓋。A—正向進(jìn)油口;B—正向出油口K—控制口內(nèi)泄式圖5.14(a)帶卸荷閥的內(nèi)泄式液控單向閥2-主閥芯;3-卸荷閥芯;5-控制活塞123456ABK(3)帶卸荷閥的液控單向閥若在控制口K加控制壓力，先頂開卸荷閥芯3，B腔壓力降低，活塞5繼續(xù)上升并頂開主閥芯2，大量液流自B腔流向A腔，完成反向?qū)ā４碎y適用于反向壓力很高的場合。圖5.14(b)帶卸荷閥的液控單向閥(外泄式)2-主閥芯;3-卸荷閥芯;5-控制活塞A-正向進(jìn)油口;B-正向出油口;K-控制口ABKKL123456AB

(4)液控單向閥符號

ABK〈a〉內(nèi)泄式ABK〈b〉外泄式換向閥能改變液流方向，將換向閥與缸連接可以很方便地使缸的活塞改變運(yùn)動方向。5.3換向閥換向閥的類型有按閥的結(jié)構(gòu)形式：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式、錐閥式。按閥的操縱方式：手動式、機(jī)動式、電磁式、液動式、電液動式、氣動式。按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等。換向閥的工作原理

TPAB

如下圖，換向閥閥體2上開有4個通油口P、A、B、T。換向閥的通油口永遠(yuǎn)用固定的字母表示，它所表示的意義如下：P—壓力油口；A、B—工作油口；T——回油口。PTBAPTBAPTABTPABPTABTPABTPABPTABPTABTPAB下圖表示閥芯處于中位時的情況,此時從P口進(jìn)來的壓力油沒有通路。A、B兩個油口也不和T口相通。TPAB下圖表示人向一側(cè)搬動控制手柄，閥芯左移，或者說閥芯處于左位的情況。此時P口和A口相通，壓力油經(jīng)P、A到其它元件；從其它元件回來的油經(jīng)B、閥芯中心孔，T回油箱。PTAB左位PTABTPAB下圖表示人向另一側(cè)搬動控制手柄閥芯右移，或者說閥芯處于右位時的情況。此時，從P口進(jìn)來的壓力油經(jīng)P、B到其它元件。從其它元件回來的油經(jīng)A、T回油箱。右位5.3.1換向機(jī)能5.3.1.1換向閥的“通”和“位”“通”和“位”是換向閥的重要概念。不同的“通”和“位”構(gòu)成了不同類型的換向閥?！拔弧?Position)一指閥芯的位置，通常所說的“二位閥”、“三位閥”是指換向閥的閥芯有兩個或三個不同的工作位置，“位”在符號圖中用方框表示。所謂“二通閥”、“三通閥”、“四通閥”是指換向閥的閥體上有兩個、三個、四個各不相通且可與系統(tǒng)中不同油管相連的油道接口，不同油道之間只能通過閥芯移位時閥口的開關(guān)來溝通。表5.1不同的“通”和“位”的滑閥式換向閥主體部分的結(jié)構(gòu)形式和圖形符號名稱結(jié)構(gòu)原理圖圖形符號二位二通

二位三通

二位四通

三位四通

表5.1中圖形符號的含義如下：用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示有幾“位”

方框內(nèi)的箭頭表示油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實(shí)際方向方框內(nèi)符號“┻”或“┳”表示該通路不通方框外部連接的接口數(shù)有幾個，就表示幾“通”表5.1中圖形符號的含義如下：一般，閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連通的回油口用T(有時用O)表示；而閥與執(zhí)行元件連接的油口用A、B等表示。有時在圖形符號上用L表示泄漏油口。換向閥都有兩個或兩個以上的工作位置，其中一個為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力時所處的位置，圖形符號中的中位是三位閥的常態(tài)位。利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框內(nèi)的通路狀態(tài)為其常態(tài)位。繪制系統(tǒng)圖時，油路一般應(yīng)連接在換向閥的常態(tài)位上。5.3.1.2滑閥機(jī)能

滑閥式換向閥處于中間位置或原始位置時，閥中各油口的連通方式稱為換向閥的滑閥機(jī)能。

兩位閥和多位閥的機(jī)能是指閥芯處于原始位置時,閥各油口的通斷情況。三位閥的機(jī)能是指閥芯處于中位時,閥各油口的通斷情況。三位閥有多種機(jī)能現(xiàn)只介紹最常用的幾種。（l）二位二通換向閥二位二通換向閥其兩個油口之間的狀態(tài)只有兩種：通或斷。二位二通換向閥的滑閥機(jī)能有：常閉式（O型）、常開式（H型）。圖5.15二位二通換向閥的滑閥機(jī)能

二位閥的原始位置：若為手動控制，則是指控制手柄沒有動作的位置；若為液壓控制則是指失壓的位置若為電磁控制則是指失電的位置。

（2）三位四通換向閥

三位四通換向閥的滑閥機(jī)能有很多種，常見的有表5.1中所列的幾種。中間一個方框表示其原始位置，左右方框表示兩個換向位。其左位和右位各油口的連通方式均為直通或交叉相通，所以只用一個字母來表示中位的型式。PTABO型機(jī)能②因P口封閉，泵不能卸荷，泵排出的壓力油只能從溢流閥排回油箱。③可用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。當(dāng)一個分支中的換向閥處于中位時,仍可保持系統(tǒng)壓力，不致影響其它分支的正常工作。PTABO型機(jī)能①缸的兩腔被封閉,活塞在任一位置均可停住,且能承受一定的正向負(fù)載和反向負(fù)載。1）O型機(jī)能

閥芯處于中位時,P,A,B,T四個油口均被封閉，其特點(diǎn)是：2）H型機(jī)能

閥芯處于中位時,P,A,B,T四個油口互通。PTABH型機(jī)能①雖然閥芯已除于中位，但缸的活塞無法停住。中位時油缸不能承受負(fù)載。②不管活塞原來是左行還是右行，缸的各腔均無壓力沖擊，也不會出現(xiàn)負(fù)壓。換向平穩(wěn)無沖擊，換向時無精度可言③泵可卸荷。④不能用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。因一個分支的換向閥一旦處于中位，泵即卸荷，系統(tǒng)壓力為零，其它分支也就不能正常工作了。H型機(jī)能的特點(diǎn)如下：3）M型機(jī)能閥芯處于中位時,A、B油口被封閉，P、T油口互通。M型機(jī)能是取O型機(jī)能的上半部，H型機(jī)能的下半部組成的，故兼有二者的特點(diǎn)。M型機(jī)能如下：①活塞可停在任一位置上，又能承受雙向負(fù)載。②缸的兩腔會出現(xiàn)壓力沖擊或負(fù)壓，依活塞原來的運(yùn)動方向而定?；钊星皼_。③泵能卸荷。④不宜用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。PTABM型機(jī)能此種機(jī)能目的是構(gòu)成差動連接油路，使單活塞桿缸的活塞增速。4）P型機(jī)能

閥芯處于中位時，P、A、B油口互通，油口T被封閉。PTABP型機(jī)能O型機(jī)能H型M型P型圖5.17三位四通手動換向閥彈簧復(fù)位方式鋼珠定位方式手動換向閥主要有彈簧復(fù)位和鋼珠定位兩種型式。圖5.17(a)所示為鋼球定位式三位四通手動換向閥。圖5.17(b)則為彈簧自動復(fù)位式三位四通手動換向閥。5.3.2換向閥的操縱方式5.3.2.1手動換向閥圖5.17三位四通手動換向閥中位手柄閥芯復(fù)位彈簧圖5.17三位四通手動換向閥左位手柄閥芯復(fù)位彈簧圖5.17三位四通手動換向閥右位手柄閥芯復(fù)位彈簧旋轉(zhuǎn)移動式手動換向閥圖5.17(c)所示為旋轉(zhuǎn)移動式手動換向閥，旋轉(zhuǎn)手柄可通過螺桿推動閥芯改變工作位置。這種結(jié)構(gòu)具有體積小、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。由于這種閥的手柄帶有鎖，不打開鎖不能調(diào)節(jié)，因此使用安全。此類控制方式的“信號源”是缸的運(yùn)動件。例如將擋塊固定在運(yùn)動的活塞桿上，當(dāng)擋塊觸壓閥推桿2的滾滾輪1時，推桿2即推動閥芯3換向。擋塊和推桿2端部的滾輪脫離接觸后，閥芯即可靠彈簧復(fù)位。此種閥的控制方式因和缸的行程有關(guān)，也有管此類閥叫“行程閥”。1—滾輪2—推桿3—閥芯圖5.18機(jī)動換向閥5.3.2.2機(jī)動換向閥圖5.19三位四通電磁換向閥右電磁鐵通電換向左、右電磁鐵斷電（復(fù)中位）左電磁鐵通電換向（3）電磁換向閥的工作原理電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動閥芯來改變閥的工作位置。（1）直流電磁鐵和交流電磁鐵5.3.2.3電磁換向閥閥用電磁鐵根據(jù)所用電源的不同，有以下三種：①交流電磁鐵。壽命較短。②直流電磁鐵。需要專用直流電源，使用壽命較長。③本整型電磁鐵。本整型指交流本機(jī)整流型。（2）干式、油浸式、濕式電磁鐵

不管是直流還是交流電磁，都可做成干式和濕式的。濕式電磁鐵具有吸著聲小、壽命長、溫升低等優(yōu)點(diǎn)。圖5.20所示為交流式二位三通電磁換向閥。當(dāng)電磁鐵斷電時，閥芯2被彈簧7推向左端，P和A接通；當(dāng)電磁鐵通電時，鐵芯通過推桿3將閥芯2推向右端，使P和B接通。（4）電磁換向閥的典型結(jié)構(gòu)圖5.20交流式二位三通電磁換向閥圖5.21為直流濕式三位四通電磁換向閥。當(dāng)兩邊電磁鐵都不通電時，閥芯2在兩邊對中彈簧4的作用下處于中位，P、T、A、B口互不相通；當(dāng)右邊電磁鐵通電時，推桿6將閥芯2推向左端，P與A通，B與T通；當(dāng)左邊電磁鐵通電時，P與B通，A與T通。圖5.21直流濕式三位四通電磁換向閥

5.3.2.4液動換向閥液動換向閥是利用控制壓力油來改變閥芯位置的換向閥。對三位閥而言，按閥芯的對中形式，分為彈簧對中型和液壓對中型兩種。閥芯兩端分別接通控制油口K1和K2。當(dāng)對液動滑閥換向平穩(wěn)性要求較高時，還應(yīng)在滑閥兩端K1、K2控制油路中加裝阻尼調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)阻尼調(diào)節(jié)器節(jié)流口大小即可調(diào)整閥芯的動作時間。圖5.22彈簧對中型三位四通液動換向閥

電磁換向閥起先導(dǎo)作用，控制液動換向閥的動作；液動換向閥作為主閥，用于控制液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。5.3.2.5電液動換向閥圖5.23外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥

電液換向閥是電磁換向閥和液動換向閥的組合。電液換向閥用在大流量的液壓系統(tǒng)中。圖5.23外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥電液換向閥有彈簧對中和液壓對中兩種型式。若按控制壓力油及其回油方式進(jìn)行分類則有：外部控制、外部回油；外部控制、內(nèi)部回油；內(nèi)部控制、外部回油；內(nèi)部控制、內(nèi)部回油等四種類型。5.3.3電磁球式換向閥

密封性好，介質(zhì)可以是水、乳化液和礦物油；工作壓力可高達(dá)63MPa。圖5.24常開型二位三通電磁球式換向閥。

液壓輔助元件有濾油器、蓄能器、管件、密封件、油箱和熱交換器等。

液壓輔助元件和液壓元件一樣，都是液壓系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。它們對系統(tǒng)的性能、效率、溫升、噪聲和壽命的影響不亞于液壓元件本身。

常用液壓輔助元件：濾油器對過濾器的要求

液壓油中往往含有雜質(zhì)，會造成液壓元件相對運(yùn)動表面的磨損、滑閥卡滯、節(jié)流孔口堵塞。在系統(tǒng)中安裝一定精度的濾油器，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。

過濾器的過濾精度是指濾芯能夠?yàn)V除的最小雜質(zhì)顆粒的大小，以直徑d作為公稱尺寸表示。按精度可分為粗過濾器（d＜100）、普通過濾器(d＜10）、精過濾器（d＜5）、特精過濾器（d＜1）。

一般對過濾器的基本要求是：（1）能滿足液壓系統(tǒng)對過濾精度要求，即能阻擋一定尺寸的雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)。（2）濾芯應(yīng)有足夠強(qiáng)度，不會因壓力而損壞。（3）通流能力大，壓力損失小。（4）易于清洗或更換濾芯。系統(tǒng)類別潤滑傳動系統(tǒng)伺服工作壓力(MPa)0~2.5

1414~32

32

21精度d(

m)

10025~50

25

10

5表4.1 各種液壓系統(tǒng)的過濾精度要求

按濾芯的材料和結(jié)構(gòu)形式，濾油器可分為網(wǎng)式、線隙式、紙質(zhì)濾芯式、燒結(jié)式濾油器及磁性濾油器等。按濾油器安放的位置不同，還可以分為吸濾器、壓濾器和回油過濾器，考慮到泵的自吸性能，吸油濾油器多為粗濾器。4.1.2過濾器的類型及特點(diǎn)（1）網(wǎng)式濾油器

濾芯以銅網(wǎng)為過濾材料，在周圍開有很多孔的塑料或金屬筒形骨架上，包著一層或兩層銅絲網(wǎng)，其過濾精度取決于銅網(wǎng)層數(shù)和網(wǎng)孔的大小。這種濾油器一般用于液壓泵的吸油口。圖4.1網(wǎng)式濾油器

圖4.2線隙式濾油器

（2）線隙式濾油器

線隙式濾油器如圖4.2所示，用鋼線或鋁線密繞在筒形骨架的外部來組成濾芯，依靠銅絲間的微小間隙濾除混入液體中的雜質(zhì)。其結(jié)構(gòu)簡單、通流能力大、過濾精度比網(wǎng)式濾油器高，但不易清洗。多為回油過濾器。圖4.4燒結(jié)式濾油器（4）燒結(jié)式濾油器濾芯用金屬粉末燒結(jié)而成，利用顆粒間的微孔來擋住油液中的雜質(zhì)通過，其濾芯能承受高壓。4.1.3過濾器的安裝（1）泵入口的吸油粗濾器粗濾油器用來保護(hù)泵，使其不致吸入較大的機(jī)械雜質(zhì)。為了不影響泵的吸油性能，防止發(fā)生氣穴現(xiàn)象，濾油器的過濾能力應(yīng)為泵流量的兩倍以上，壓力損失不得超過0.01~0.035MPa。（2）泵出口油路上的高壓濾油器主要用來濾除進(jìn)入液壓系統(tǒng)的污染雜質(zhì)，一般采用過濾精度10~15

m的濾油器。它應(yīng)能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，其壓力降應(yīng)小于0.35MPa，并應(yīng)有安全閥或堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置，以防泵過載和濾芯損壞。大型液壓系統(tǒng)可專設(shè)一液壓泵和濾油器構(gòu)成的濾油子系統(tǒng)，濾除油液中的雜質(zhì)，以保護(hù)主系統(tǒng)。一般濾油器只能單向使用，即進(jìn)、出口不可互換。（3）系統(tǒng)回油路上的低壓濾油器因回油路壓力很低，可采用濾芯強(qiáng)度不高的精濾油器，并允許濾油器有較大的壓力降。（4）安裝在系統(tǒng)以外的旁路過濾系統(tǒng)

安裝濾油器時應(yīng)注意4.2蓄能器4.2.1蓄能器的作用（1）作輔助動力源

在間歇工作或周期性動作中，蓄能器可以把泵輸出的多余壓力油儲存起來。當(dāng)系統(tǒng)需要時，由蓄能器釋放出來。這樣可以減少液壓泵的額定流量，從而減小電機(jī)功率消耗。

蓄能器能吸收系統(tǒng)壓力突變時的沖擊，也能吸收液壓泵工作時的流量脈動所引起的壓力脈動。（2）系統(tǒng)保壓或作緊急動力源

對于執(zhí)行元件長時間不動作，而要保持恒定壓力的系統(tǒng)，可用蓄能器來補(bǔ)償泄漏，從而使壓力恒定。對某些系統(tǒng)要求當(dāng)泵發(fā)生故障或停電時，執(zhí)行元件應(yīng)繼續(xù)完成必要的動作時，需要有適當(dāng)容量的蓄能器作緊急動力源。（3）吸收系統(tǒng)脈動，緩和液壓沖擊4.2.2蓄能器的結(jié)構(gòu)形式圖4.6蓄能器的結(jié)構(gòu)形式大型液壓系統(tǒng)可專設(shè)一液壓泵和濾油器構(gòu)成的濾油子系統(tǒng)，濾除油液中的雜質(zhì)，以保護(hù)主系統(tǒng)。一般濾油器只能單向使用，即進(jìn)、出口不可互換。（3）系統(tǒng)回油路上的低壓濾油器因回油路壓力很低，可采用濾芯強(qiáng)度不高的精濾油器，并允許濾油器有較大的壓力降。（4）安裝在系統(tǒng)以外的旁路過濾系統(tǒng)

安裝濾油器時應(yīng)注意4.2蓄能器4.2.1蓄能器的作用（1）作輔助動力源

在間歇工作或周期性動作中，蓄能器可以把泵輸出的多余壓力油儲存起來。當(dāng)系統(tǒng)需要時，由蓄能器釋放出來。這樣可以減少液壓泵的額定流量，從而減小電機(jī)功率消耗。

蓄能器能吸收系統(tǒng)壓力突變時的沖擊，也能吸收液壓泵工作時的流量脈動所引起的壓力脈動。（2）系統(tǒng)保壓或作緊急動力源

對于執(zhí)行元件長時間不動作，而要保持恒定壓力的系統(tǒng)，可用蓄能器來補(bǔ)償泄漏，從而使壓力恒定。對某些系統(tǒng)要求當(dāng)泵發(fā)生故障或停電時，執(zhí)行元件應(yīng)繼續(xù)完成必要的動作時，需要有適當(dāng)容量的蓄能器作緊急動力源。（3）吸收系統(tǒng)脈動，緩和液壓沖擊4.2.2蓄能器的結(jié)構(gòu)形式圖4.6蓄能器的結(jié)構(gòu)形式活塞式蓄能器中的氣體和油液由活塞隔開?；钊?的上部為壓縮空氣，活塞1隨下部壓力油的儲存和釋放而在缸筒2內(nèi)來回滑動。這種蓄能器活塞有一定的慣性，和O形密封圈存在較大的摩擦力，所以反應(yīng)不夠靈敏。圖4.7活塞式蓄能器（1）活塞式蓄能器

皮囊式蓄能器中氣體和油液用皮囊隔開。皮囊用耐油橡膠制成，內(nèi)充入惰性氣體，殼體下端的提升閥能防止皮囊膨脹擠出油口。

圖4.8皮囊式蓄能器

殼體

皮囊

充氣閥

提升閥（2）皮囊式蓄能器①儲存油液②散掉系統(tǒng)累計(jì)的熱量③促進(jìn)油液中空氣的分離④沉淀油液中的污垢4.3油箱油箱的基本功能是：儲存工作介質(zhì)；散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量；分離油液中混入的空氣；沉淀污染物及雜質(zhì)。按油面是否與大氣相通，可分為開式油箱與閉式油箱。開式油箱廣泛用于一般的液壓系統(tǒng)；閉式油箱則用于水下和高空無穩(wěn)定氣壓的場合，這里僅介紹開式油箱。4.3.1油箱的基本功能圖4.9開式油箱1—回油管;2—泄油管;3—泵吸油管;4—空氣濾清器;5—安裝板;6—隔板;7—放油孔;8—粗濾油器;9—清洗窗側(cè)板;10—液位計(jì)窗口;11—注油口;12—油箱上蓋下面根據(jù)圖4.8所示的油箱結(jié)構(gòu)示意圖分述設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:（1）泵的吸油管與系統(tǒng)回油管之間的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)些，管口都應(yīng)插于最低液面以下，但離油箱底要大于管徑的2-3倍，以免吸空和飛濺起泡。吸油管端部所安裝的濾油器，離箱壁要有3倍管徑的距離，以便四面進(jìn)油。回油管口應(yīng)截成45

斜角，以增大回流截面，并使斜面對著箱壁，以利散熱和沉淀雜質(zhì)。（2）在油箱中設(shè)置隔板，以便將吸、回油隔開，迫使油液循環(huán)流動，利于散熱和沉淀。（3）設(shè)置空氣濾清器與液位計(jì)。空氣濾清器的作用是使油相箱與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物，有時兼作加油口。它一般布置在頂蓋上靠近油箱邊緣處。（5）油箱正常工作溫度應(yīng)在15-66

C之間，必要時應(yīng)安裝溫度控制系統(tǒng)，或設(shè)置加熱器和冷卻器。（6）最高油面只允許達(dá)到油箱高度的80%，油箱底腳高度應(yīng)在150mm以上，以便散熱、搬移和放油，油箱四周要有吊耳，以便起吊裝運(yùn)。

（4）設(shè)置放油口與清洗窗口。將油箱底面做成斜面，在最低處設(shè)放油口，平時用螺塞或放油閥堵住，換油時將其打開放走油污。為了便于換油時清洗油箱，大容量的油箱一般均在側(cè)壁設(shè)清洗窗口。4.4管件

管件包括管道、管接頭和法蘭等。4.4.1管道種類：鋼管、紫銅管、橡膠管管道的內(nèi)徑d和壁厚可采用下列兩式計(jì)算，并需圓整為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，即（4.6）（4.7）—允許流速；式中：

—管道材料的抗拉強(qiáng)度，可由材料手冊查出。n—安全系數(shù)安裝要求管道應(yīng)盡量短，最好橫平豎直，拐彎少。為避免管道皺折，減少壓力損失，管道裝配的彎曲半徑要足夠大，管道懸伸較長時要適當(dāng)設(shè)置管夾。管道盡量避免交叉，平行管距要大于100mm，以防接觸振動，并便于安裝管接頭。4.4.2管接頭（1）硬管接頭按管接頭和管道的連接方式分，有擴(kuò)口式管接頭，卡套式管接頭和焊接式管接頭三種。

當(dāng)旋緊螺帽3時，通過套管2使被連接管1端部的擴(kuò)口壓緊在接頭體4的錐面上。

被擴(kuò)口的管子只能是薄壁且塑性良好的管子如銅管。此種接頭的工作壓力不高于8MPa。

圖4.10(a)擴(kuò)口式管接頭1—管子；2一套管；3一螺帽；4一接頭本體擴(kuò)口式管接頭

圖4.10（b)卡套式管接頭1一被連接管；2一螺帽；3一卡套；4一接頭本體卡套式管接頭：

擰緊接頭螺母2后，卡套3發(fā)生彈性變形便將管子1夾緊。它對軸向尺寸要求不嚴(yán)，裝拆方便，但對連接用管道的尺寸精度要求較高?？蹓菏侥z管接頭圖4.11（2）軟管接頭4.5熱交換器如果液壓系統(tǒng)靠自然冷卻仍不能使油溫控制在上述范圍內(nèi)時，就須安裝冷卻器；反之，如環(huán)境溫度太低，無法使液壓泵啟動或正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，就須安裝加熱器。

液壓系統(tǒng)的工作溫度一般希望保持在30~50

C的范圍之內(nèi)，最高不超過65C，最低不低于15C。4.5.1冷卻器圖4.11對流式多管頭冷卻器

冷卻器的安裝位置

不論哪一類的冷卻器,都應(yīng)安裝在壓力很低或壓力為零的管路上,這樣可防止冷卻器承受高壓且冷卻效果也較好。4.5.2加熱器液壓系統(tǒng)的加熱一般采用電加熱器，它用法蘭盤水平安裝在油箱側(cè)壁上，發(fā)熱部分全部浸在油液內(nèi)。

圖4.12加熱器的安裝

壓力控制閥簡稱壓力閥。壓力閥包括：（1）用來控制液壓系統(tǒng)壓力的閥類。（2）利用壓力變化作為信號來控制其它元件動作的閥類。按其功能和用途不同可分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。壓力控制閥溢流閥根據(jù)“并聯(lián)溢流式壓力負(fù)反饋”原理設(shè)計(jì)而成的液壓閥稱為溢流閥。溢流閥的主要用途有以下兩點(diǎn)：1）調(diào)壓和穩(wěn)壓。如用在由定量泵構(gòu)成的液壓源中，用以調(diào)節(jié)泵的出口壓力，保持該壓力恒定。2）限壓。如用作安全閥，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)定壓力時才開啟溢流，對系統(tǒng)起過載保護(hù)作用。

溢流閥的特征是：閥與負(fù)載相并聯(lián)，溢流口接回油箱，采用進(jìn)口壓力負(fù)反饋，不工作時閥口常開。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，溢流閥可分為直動型和先導(dǎo)型兩類。

圖6.7滑閥式溢流口，端面測壓直動型溢流閥

直動型溢流閥因閥口和測壓面結(jié)構(gòu)型式不同，形成了三種基本結(jié)構(gòu)。無論何種結(jié)構(gòu)，均是由調(diào)壓彈簧和調(diào)壓手柄、溢流閥口、測壓面等三個部分構(gòu)成。錐閥式溢流口，端面測壓錐閥式溢流口，錐面測壓

直動式溢流閥是作用在閥芯上的主油路液壓力與調(diào)壓彈簧力直接相平衡的溢流閥。圖6.7錐閥式直動型溢流閥

溢流閥的符號

直動型溢流閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但因壓力直接與調(diào)壓彈簧力平衡，不適于在高壓、大流量下工作。

錐閥芯與面測壓

調(diào)壓手柄調(diào)壓彈簧直動型溢流閥與符號的對應(yīng)關(guān)系

溢流閥的符號閥口閥口比較：測壓面測壓孔6.2.2先導(dǎo)型溢流閥

先導(dǎo)型溢流閥的主要特點(diǎn)：由主閥芯負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的壓力，先導(dǎo)級負(fù)責(zé)向主閥提供指令力，作用在主閥芯上的主油路液壓力與先導(dǎo)級所輸出的“指令壓力”相平衡。（1）三節(jié)同芯先導(dǎo)型溢流閥

閥口處同芯活塞處同芯導(dǎo)向處同芯出油口P2進(jìn)油口P1主閥芯主閥口導(dǎo)閥芯先導(dǎo)級固定節(jié)流孔調(diào)壓手柄調(diào)壓彈簧主閥彈簧圖6.9YF型先導(dǎo)式溢流閥主級測壓面主級指令閥口黑三角代表先導(dǎo)型液壓控制圖6.10YF型先導(dǎo)式溢流閥原理圖閥口主級測壓面主級指令導(dǎo)閥比較主閥比較：半橋式先導(dǎo)控制部分圖6.11二節(jié)同芯先導(dǎo)式溢流閥（2）二節(jié)同芯先導(dǎo)型溢流閥

閥口處同芯導(dǎo)向處同芯圖6.10YF型先導(dǎo)式溢流閥原理圖主級測壓面主級指令導(dǎo)閥比較主閥比較：半橋式先導(dǎo)控制部分節(jié)流孔2、4串聯(lián)等價于1個孔節(jié)流孔3構(gòu)成動態(tài)阻尼，穩(wěn)定主閥圖6.11二節(jié)同芯型先導(dǎo)式溢流閥主級測壓面導(dǎo)閥芯閥口固定節(jié)流孔圖6.12電磁溢流閥6.2.3電磁溢流閥

電磁溢流閥是電磁換向閥與先導(dǎo)式溢流閥的組合，用于系統(tǒng)的多級壓力控制或卸荷。電磁閥部分先導(dǎo)式溢流閥部分

流量控制閥簡稱流量閥，它通過改變節(jié)流口通流面積或通流通道的長短來改變局部阻力的大小，從而實(shí)現(xiàn)對流量的控制，進(jìn)而改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度。流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥等。流量控制閥 節(jié)流閥節(jié)流閥液流從進(jìn)油口流入經(jīng)節(jié)流口后，從閥的出油口流出。本閥的閥芯3的錐臺上開有三角形槽。轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪1，閥芯3產(chǎn)生軸向位移，節(jié)流口的開口量即發(fā)生變化。閥芯越上移開口量就越大。閥芯調(diào)節(jié)手輪螺帽閥體(a)

當(dāng)節(jié)流閥的進(jìn)出口壓力差為定值時，改變節(jié)流口的開口量，即可改變流過節(jié)流閥的流量。節(jié)流閥和其它閥，例如單向閥、定差減壓閥、溢流閥，可構(gòu)成組合節(jié)流閥。圖7.5圖7.6本節(jié)流閥具有螺旋曲線開口和薄刃式結(jié)構(gòu)的精密節(jié)流閥。轉(zhuǎn)動手輪和節(jié)流閥芯后，螺旋曲線相對套筒窗口升高或降低，改變節(jié)流面積，即可實(shí)現(xiàn)對流量的調(diào)節(jié)。根據(jù)“流量負(fù)反饋”原理設(shè)計(jì)而成的流量閥稱為調(diào)速閥。根據(jù)“串聯(lián)減壓式”和“并聯(lián)分流式”之差別，又分為調(diào)速閥和溢流節(jié)流閥2種主要類型，調(diào)速閥中又有普通調(diào)速閥和溫度補(bǔ)償型調(diào)速閥兩種結(jié)構(gòu)。調(diào)速閥和節(jié)流閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用基本相同，主要與定量泵、溢流閥組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。節(jié)流閥適用于一般的系統(tǒng)，而調(diào)速閥適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化大而運(yùn)動速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。7.4 調(diào)速閥串聯(lián)減壓式調(diào)速閥是由定差減壓閥1和節(jié)流閥2串聯(lián)而成的組合閥。節(jié)流閥1充當(dāng)流量傳感器，節(jié)流閥口不變時，定差減壓閥2作為流量補(bǔ)償閥口，通過流量負(fù)反饋，自動穩(wěn)定節(jié)流閥前后的壓差，保持其流量不變。因節(jié)流閥（傳感器）前后壓差基本不變，調(diào)節(jié)節(jié)流閥口面積時，又可以人為地改變流量的大小。7.4.1串聯(lián)減壓式調(diào)速閥的工作原理

圖7.8(a)p1p3(c)簡化符號(b)符號原理p1p3p2圖7.8調(diào)速閥工作原理1-減壓閥芯；2-節(jié)流閥芯acd1A2eb2ghp1(a)p2A2結(jié)構(gòu)原理圖7.8(b)詳細(xì)符號p1p3(c)簡化符號p1p3p2(a)結(jié)構(gòu)原理p1p3p2節(jié)流閥減壓閥acdA2eb2ghA11A3k7.4.2溢流節(jié)流閥

先不考慮安全閥分流閥的作用是使液壓系統(tǒng)中由同一個油源向兩個以上執(zhí)行元件供應(yīng)相同的流量(等量分流)，或按一定比例向兩個執(zhí)行元件供應(yīng)流量(比例分流)，以實(shí)現(xiàn)兩個執(zhí)行元件的速度保持同步或定比關(guān)系。集流閥的作用，則是從兩個執(zhí)行元件收集等流量或按比例的回油量，以實(shí)現(xiàn)其間的速度同步或定比關(guān)系。分流集流閥則兼有分流閥和集流閥的功能。它們的圖形符號如圖7.11所示。7.5 分流閥分流閥又稱為同步閥，它是分流閥、集流閥和分流集流閥的總稱。圖7.11分流集流閥符號(a)分流閥；(b)集流閥；(c)分流集流閥7.5.1 分流閥代表兩路負(fù)載流量Q1和Q2大小的壓差值ΔP1和ΔP2同時反饋到公共的減壓閥芯6上，相互比較后驅(qū)動減壓閥芯來調(diào)節(jié)Q1和Q2大小，使之趨于相等。分流閥可