机械基础液压传动

1、第三篇 液压传动 用液体为工作介质来实现能量传递的传动方式称为 液体传动。液体传动按其工作原理的不同可以分成两类。 主要以液体动能进行工作的称为液力传动；而主要以液体 压力能进行工作的称为液压传动。我们主要讲液压传动。 第一节、液压传动的工作原理 一、液压传动的原理和组成 液压传动的工作原理是以油液为工作介质，依靠 液体在密封容积变化中的压力能实现运动和动力传递的。 液压传动装置本质上是一种能量转换装置，它首先将机械 能转换为便于输送的液压能，然后又将液压能转换为机械 能做功，驱动工作机构完成各种动作。液压传动实际上就 是机械能压力能机械能的能量转化过程。 液压千斤顶的 工作原理 液压千斤顶的

2、动画 二、液压传动系统的组成与图形符号 1液压传动系统的组成 图17-2 机床工作台液压传动系统 a)、b)结构图c)结构简图 1油箱2过滤器3液压泵4溢流阀5节流阀6换向阀 液压传动系统除工作介质（液压油）之外，由以下 四个部分组成： （1）动力元件这类元件是将原动机输入的机械能转 换为液压能的装置，其作用是为液压系统提供压力油，是 系统的动力源，如各类液压泵。 （2）执行元件这类元件是将液体的压力能转换为机 械能的装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度 （或力矩和转速），以驱动工作部件，如各类液压马达和 液压缸。 （3）控制调节元件这类元件的作用是用来控制液压 系统中油液的压力、流量和

3、流动方向，以保证执行元件实 现各种预期的工作运动，如溢流阀、节流阀和换向阀等。 （4）辅助元件除上述元件之外的其他元件。其作用 是保证系统正常工作，如油箱、油管、管接头、过滤器、 压力计等。 2液压传动系统的图形符号 在绘制液压传动系统图时，应该以传动原理图来表 示。液压传动的原理图通常有两种表示方法：一种是以元 件的结构图来表示的原理图，如上例中图17-2a所示。另 一种是为了简化原理图的绘制，而采用图形符号绘制而成 的原理图，如图10-2c所示。这种图简单，便于绘制，一 般液压传动系统图应按照国家标准所规定的液压图形符号 绘制。 用图形符号绘制液压传动系统原理图应注意：元件 的图形符号只表

4、示元件的职能和连通系统的通路，不表示 元件的具体结构和参数，也不表示系统管路布置的实际位 置和各元件的是实际安装位置；图形符号应以静态或零位 置表示；当组成系统的元件无法用图形符号表示时，允许 采用结构简图表示。 一、液压传动的两个基本参数压力和流量 1、压力（213页） 图17-4 静止液体内部的压力 2、流量 （214页） 二、压力损失和流量损失 （214页） 三、液压油 1.液压油的可压缩性和粘性 油液是液压传动系统中最常用的工作介质，同时也 是液压元件的润滑剂。油液的主要性质有密度、可压缩和 粘性等。 液体受压力的作用后，其体积缩小的性质成为可压 缩性。一般情况下，在液压传动常用的压力

5、范围内，液压 油的可压缩性对液压系统影响不大，可以忽略不计。 液体在受外力作用下流动时，液体分子之间的内聚 力会阻碍分子间的相对运动而产生内摩擦力，这一特性称 为液体的粘性。粘性的大小可以用粘度来表示。粘度大， 内摩擦力就大，液体就不易流动。油液的粘度是其最重要 的特性之一，也是用来选择液压油的主要依据。油液的粘 度是随温度变化而变化的。 2液压油的性能要求 合适的粘度和良好的粘温性能；良好的润滑性 能；纯度高、杂质少；良好的抗泡性和空气释放性； 良好的抗氧化性、抗磨性和防腐防锈性；对金属及密 封材料有良好的相容性；闪点和燃点高，流动点和凝点 低；同时还应对人体无害、对环境污染小、价格便宜、

6、寿命长。 3液压油的选用 正确选用液压油对提高液压系统的工作性能及可靠 性，以及延长系统使用寿命都是十分重要的。在选用液压 油时，一般根据液压系统的使用性能和工作环境等因素确 定液压油的品种及其合适的粘度。 四、液压传动特点 1液压传动的优点 1）液压传动能实现较大范围的无级调速。 2）在同等功率下，液压传动装置体积小，重量轻， 结构紧凑。 3）液压传动工作平稳，反应快，可快速启停和换 向，换向冲击小。 4）由于液压元件已经标准化，通用化和系列化， 故液压系统的设计、制造、使用和维护都比较方便。 2液压传动的缺点 1）液压传动不能保证严格的传动比。 2）液压传动对油温变化较敏感，因此不宜在很高

7、 或很低的温度下工作。 3）液压传动由于存在较多的能量损失，故不宜做 远距离传动。 四川师范大学 工学院2021-5-3 行业名称行业名称应用举例应用举例行业名称行业名称应用举例应用举例 工程机械工程机械 矿山机械矿山机械 建筑机械建筑机械 冶金机械冶金机械 锻压机械锻压机械 机械制造轻工机机械制造轻工机 械械 挖掘机、装载机、推土挖掘机、装载机、推土 机机 凿石机、开掘机、提升凿石机、开掘机、提升 机、液压支架机、液压支架 打桩机、液压千斤顶、打桩机、液压千斤顶、 平地机平地机 轧钢机、压力机、步进轧钢机、压力机、步进 加热炉加热炉 压力机、横锻机、空气压力机、横锻机、空气 锤锤 组合机床、

8、冲床、自动组合机床、冲床、自动 线线 打包机、注塑机打包机、注塑机 灌装机械灌装机械 汽车工业汽车工业 铸造机械铸造机械 纺织机械纺织机械 智能机械智能机械 食品包装机、化肥包装食品包装机、化肥包装 机机 自卸式汽车、汽车起重自卸式汽车、汽车起重 机机 砂型压实机、加料机、砂型压实机、加料机、 压铸机压铸机 织布机、抛砂机、印染织布机、抛砂机、印染 机机 折臂式小汽车装卸器、折臂式小汽车装卸器、 数字式体育锻炼机、模数字式体育锻炼机、模 拟驾驶舱、机器人等拟驾驶舱、机器人等 液压传动系统由以下五个部分组成 1.动力元件 功用是把机械能转换成流体压力能，一般是液压泵。 2.执行元件 功用是把液体

9、的压力能转换成机械能，一般指作直线运动的液压 缸和作回转运动的液压马达。 3.控制调节元件 功用是控制和调节液压系统中流体的压力、流量和流动方向。 如溢流阀、节流阀、换向阀等。 4.辅助元件 各种油管、油箱、滤油器等元件它们是保证系统正常工作不可 缺少的组成部分。 5.工作介质 传递能量的液体，通常指液压油。 1图17-1中液压千斤顶的小缸将 转 换 。 2液压系统由 、 、 、 和 五部分组成。 3液压泵的输入 ，输出 。 4液压缸是将液体的压力能转变为 的能量转换元件，液压马达是将液体的压 力能转变为 的能量转换元件。 5液压阀功用是控制液压系统中液体 的 、 和 。 一、液压泵和液压马达

10、 液压泵是液压系统的动力元件，是将输入的机械能 转换为工作液体的压力能的能量转换装置，是系统的动力 源。 液压泵按照结构可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等； 按照泵的额定压力又可分为低压泵、中压泵和高压泵；按 泵的吸、排液口能否互换，可分为单向泵和双向泵；在工 作过程中输出的流量可以调节的液压泵叫变量泵，不能调 节的泵叫定量泵。 液压马达是液压系统的执行元件，是把输入的液压 能转换成输出的机械能，驱动工作机构做功。 1液压泵和液压马达的工作原理及分类 液压传动系统中使用的液压泵和液压马达都是容积 式的。图18-1所示为单柱塞液压泵的结构原理图。 偏心轮由电动机带动旋转，在偏心轮1和弹簧4的作 用下

11、，柱塞2做直线往复运动。缸体孔和柱塞形成一个密 封的工作腔，凸轮每转动一圈，柱塞就吸油和压油一次。 密封工作腔工作容积的变化是能实现吸、排油液的根本原 因，所以又被称为容积式液压泵。 工作原理动图 图18-1 液压泵的图形符号如图10-4所示 图10-4 液压泵的图形符号 a)一般液压泵b)单向定量泵c)单向变量泵 液压马达和液压泵一样，也是依靠密封工作容积的 变化实现能量的转换。 从工作原理上来说，液压泵和液压马达是可逆的液 压元件。但是由于液压泵和液压马达的使用目的和性能要 求不同，所以同类型的液压泵和液压马达之间，仍然存在 许多差别。大部分不能互逆工作。 2齿轮泵 齿轮泵是一种常用的液压

12、泵。它结构简单，体积小， 制造方便，价格低廉，重量轻，自吸性能好，对油的污染 不敏感；但流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调，一 般做成定量泵。齿轮泵被广泛用于各个行业。 齿轮泵按照啮合形式的不同，有外啮合和内啮合两 种结构形式。其中外啮合齿轮泵应用较广。 （1）外啮合齿轮的工作原理。如图10-5所示。 图10-5 外啮合齿轮泵的工作原理图 1、3齿轮2、4传动轴5泵体 齿轮泵原理图 泵体内相互啮合的一对齿轮1和3、两端盖和泵体一 同构成了密封工作容积。同时两齿轮轮齿的啮合接触线又 将密封工作容积分成左右两隔开的工作腔，形成了吸油腔 （轮齿退出啮合）和排油腔（轮齿进入啮合）两部分。当 齿轮按图

13、105所示方向旋转时，右侧吸油腔内的齿轮脱 离啮合，容积不断增大，形成了局部真空，油液在大气压 力的作用下被从油箱经吸油管吸入吸油腔。在左侧压油腔 工作容积逐渐减小，油液受到挤压经压油管排出进入系统。 这就是齿轮泵的吸油和排油过程。 外啮合齿轮泵由于结构上的原因，存在以下几个问 题： 1)困油现象：齿轮泵在工作过程中就会有一部分油 液被围困在两对齿轮所形成的密封的油腔之中。这个密封 的容积大小随着齿轮的转动不断发生变化。当容积由大变 小时，被封闭的油液受到挤压作用，油液发热，使齿轮和 轴承受到很大的额外的径向载荷。当密闭的容积由小变大 时，又会形成局部真空，使得油液中的气体分离出来，产 生气穴

14、现象。困油现象会使齿轮泵产生强烈的噪声和振动， 从而影响工作的平稳性和使用寿命。 为消除困油现象，通常在泵两侧盖板上开卸荷槽， 使封闭腔容积减少时与压油腔相通，容积增大时与吸油腔 相通。 2)径向不平衡力：径向不平衡作用力，使齿轮和轴 承承受载荷。当径向不平衡力很大时，会使轴弯曲变形， 导致齿顶与壳体内表面接触摩擦，产生磨损。同时也会加 速轴承的磨损，降低轴承的寿命。 为减小径向不平衡力的影响，通常采取缩小压油口 同时适当增大径向间隙的方法。 3)泄漏：齿轮泵在工作时，即存在轴向间隙、径向 间隙和啮合处间隙，这会使液压油从压油腔泄漏。端面轴 向间隙是主要泄漏渠道。泵的压力越高，间隙泄漏就会越

15、大。为减小泄漏，通常采用端面间隙自动补偿装置来减小 端面轴向间隙泄漏。 3叶片泵 叶片泵具有流量均匀、运转平稳、噪声低、体积小、 重量轻等优点。它多用于对速度平稳性要求较高的中低压 系统。 按照工作原理，叶片泵可分为单作用式和双作用式 两类。 图10-7 单作用叶片泵的工作原理图 1压油口2转子3定子 4叶片5吸油口 叶片泵机构原理图 （1）单作用叶片泵图107所示为单作用叶片泵的 工作原理图。由传动轴带动泵的转子转动。这种泵的转子 每转一周，每个密封容积完成一次吸油和压油过程，故称 单作用泵。由于转子上受到不平衡作用力，所以单作用叶 片泵又称为非平衡式叶片泵。其径向不平衡力随泵的工作 压力提

16、高而提高，因此轴承负载较大，泵的工作压力不能 太高，一般不超过7MPa。只要改变转子和定子中心之间 的偏心距的大小和偏心方向，就可改变泵的排量和输油方 向，而变成变量泵。 图10-8 双作用叶片泵的工作原理 1定子2压油口3转子4叶片5吸油口 双作用叶片泵 如图10-8所示，为双作用叶片 泵的工作原理图。 转子每转过一周，叶片在槽内往复运动两次，完 成吸油和压油，故称为双作用式叶片泵。 由于双作用叶片泵的两个吸油和两个压油口呈对 称分布，作用在转子上的液压力平衡，因此这种叶片 泵又称为平衡式叶片泵。双作用叶片泵排量不可调， 是定量泵。 4柱塞泵 柱塞泵是依靠柱塞在缸体柱塞孔内往复运动，使密 封

17、容积产生变化来实现吸油、压油的。由于柱塞和缸体孔 的配合表面为圆柱面，工艺性能好，容易获得较高的配合 精度，因此密封性能好，泄漏小，容积效率高；同时柱塞 泵主要零件处于受压状态，受力状态好，材料的强度性能 得到充分利用，能承受很高的压力，故柱塞泵在高压系统 中应用很普遍。 轴向柱塞泵 轴向柱塞泵是指柱塞轴线平行于缸 体轴线的一种多柱塞泵。它分为斜盘式和斜轴式两种。 如果改变斜盘倾角，就可以改变柱塞的往复行程 长度，因而也就改变了泵的排量。如果改变斜盘倾角的 方向，就能改变吸、压油的方向，这就成为双向变量轴向 柱塞泵。 图10-10 轴向柱塞泵的工作原理图 1斜盘2柱塞3缸体4配流盘5传动轴 图

18、10-10所示为斜盘式轴向柱塞泵的工作原理图。 它主要由斜盘1、柱塞2、缸体3、配流盘4等组成。缸体每 转动一次，每个柱塞完成一次吸油和压油过程。 二、液压缸 液压缸是液压系统的执行元件之一。液压缸是将油 液的压力能转换成为机械能，用以驱动工作机构做往复直 线运动或往复摆动的一种能量转换装置。 液压缸有多种形式：按结构特点可分为活塞式、 柱塞式和组合式三大类；按作用方式又可分为单作用式和 双作用式两种。 液压缸结构简单、工作可靠、维修方便，可单独 使用，也可组合使用。如与其他机构（杠杆、齿轮齿条、 连杆、棘轮棘爪、凸轮等）配合使用还可以实现多种机械 运动。 活塞上所固定的活塞杆从某一侧伸出的液

19、压缸， 称为单活塞杆缸；而如活塞杆从液压缸的两侧伸出，则称 为双活塞杆缸。 1单活塞杆缸 图10-12所示是一种工程用的单活塞杆缸的结构图。 图10-12双作用单活塞杆液压缸结构图 1缸体2弹簧挡圈3卡环帽4轴用卡环5活塞6O形密封圈7支 承环 8挡圈9、14Y形密封圈10缸筒11管接头12导向套13缸盖 15防尘圈16活塞杆17紧定螺钉18耳环 单活塞杆液压缸的特点是：由于只在液压缸的一个 腔中有活塞杆，所以两腔有效工作面积不等，活塞杆的直 径愈大，两腔有效工作面积也相差愈大。因此，当向两腔 输入油液的流量相同时，活塞在两个方向的运动速度也就 不相等；同样在向两腔输入的油压相同时，活塞在两个

20、方 向所产生的推力也不相等，如图1013a、b所示。10 13c为单活塞杆缸的有杆腔和无杆腔同时接通压力油的情 况，称为差动连接。 图10-13 单活塞杆缸 a)无杆腔进油b)有杆腔进油c)差动连接 2双活塞杆缸 如图10-14所示为机床上所用的一种双活塞杆缸。 图10-14 双活塞杆缸 1压盖2V形密封圈3导向套4销5活塞6缸体 7活塞杆8端盖9工作台10螺母 双活塞杠杆两个方向的速度和力均相等，适用于双 向负载和速度基本相等的场合，它的固定方式有缸体固定 和活塞杆固定两种。图10-15a为缸筒固定、活塞杆移动的 情况，一般用于中小型设备。图10-15b为活塞杆固定、缸 体移动的情况，常用于

21、大中型设备中。 图10-15 双活塞杆缸运动范围 a) 缸筒固定b) 活塞杆固定 三、液压阀 液压阀是液压系统的控制元件。用来控制液压系统 中油液的流动方向、压力和流量。所以一般将阀按照此三 种作用划分为三大类：方向控制阀、压力控制阀和流量控 制阀。 1方向控制阀 方向控制阀主要用来控制液压系统中油液的流动方 向或油路的通与断，它分为单向阀和换向阀两类。 图10-16单向阀 a) 结构原理 b) 图形符号 1阀体2阀芯3弹簧 （1）单向阀单向阀的作用是使油液只能向一个方向流 动，不能反向倒流。单向阀分普通单向阀和液控单向阀两 种。图10-16所示为普通单向阀。 除了普通单向阀之外，还有液控单向

22、阀。图10-17 所示为液控单向阀的结构原理及图形符号。 图10-17 液控单向阀 a)结构原理b)图形符号 1活塞2杠杆3阀芯 （2） 换向阀 1）工作原理：换向阀的作用是利用阀芯和阀体的 相对运动来变换油液流动的方向、接通和关闭油路，从而 改变液压系统执行元件的启动、停止或变换运动方向。按 操作方式的不同，换向阀可分为手动换向阀、机动换向阀、 电磁换向阀、液动换向阀、电液动换向阀等；根据工作位 数的不同，换向阀可分为两位、三位、四位等；根据控制 的通道数不同，换向阀可分为两通、三通、四通等。表 10-1所示是几种最常见的滑阀式换向阀的机构原理和图 形符号。 表10-1 滑阀式换向阀的机构原

23、理和图形符号 2）换向阀的图形符号含义 位数图形符号的方格数，表示换向阀的工作位 置，二格即代表二位，三格即代表三位等。 在一个方格内，箭头或“”符号与方格的相 交点数为油口的通路数，即“通”数。箭头表示两油路连 通，但不表示流向，“”表示该油口不通流。 P表示进油口，T表示通油箱的回油口，A、B表 示与其他元件或与执行元件两腔连接的油口。 控制方式和复位弹簧的符号画在方格的两侧。 3）三位换向阀的中位机能： 三位阀常态位（中位） 各油口的连通方式称为中位机能。中位机能不同，中位时 对系统的控制性能也不同。表10-2列出了常用的三位四 通阀的中位机能、结构原理和中位机能符号及特点。 表10-2

24、 三位四通阀的中位机能 4）几种常见的换向阀 图10-19手动换向阀 a)自动复位式b)弹簧钢珠定位式 c)自动复位式符号d)弹簧钢珠定位式 符号 1手柄2阀芯3弹簧 手动换向阀：手动换向阀是依靠手动杠杆的作用力 驱动阀芯的运动来实现油路的控制或切断的液压阀。图10 19a为三位四通自动复位式手动换向阀。 机动换向阀：机动换向阀又称行程换向阀。它是 通过机器上的挡块或凸轮推动阀芯运动来实现油液换 向的。图10-20是一种二位二通常闭式机动换向阀的结 构和符号。 图10-20 二位二通机动换向阀 a)结构原理 b)图形符号 1阀体2阀芯3弹簧4前盖 5后盖6顶杆7滚轮 电磁换向阀：电磁换向阀是利

25、用电磁铁吸力操纵阀 芯换位的方向控制阀。一般有两位两通、两位三通、两位 四通、三位四通和三位五通等多种形式。图10-21所示为 三位四通电磁换向阀的结构原理和图形符号。 图10-21 三位四通电磁换向阀 a)结构原理b)图形符号 1衔铁2线圈3阀体4阀芯5定位套6弹簧7推杆 液动换向阀：液动换向阀是利用控制油路的压力油来 控制阀芯换位的换向阀。图1022为三位四通液动阀的结 构原理和图形符号。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，阀芯向左移动，使压力油口P和B 接通，A和T接通。 图10-22 三位四通液动阀 a)结构原理b)图形符号 电液换向阀：电液换向阀是由电磁换向阀和

26、液动换 向阀组合而成的一组合式换向阀。其中电磁换向阀起先导 作用，它可以改变控制液流的方向，从而改变液动换向阀 阀芯的位置，液动阀则控制主油路的换向。电液换向阀可 以用较小的电磁铁来控制较大的液流。图1023为电液换 向阀的结构原理图。 图10-23 电液换向阀的结构原理图 2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 阀统称为压力控制阀。常用的压力阀有：溢流阀、减压阀、 顺序阀、压力继电器等。 （1） 溢流阀 溢流阀的作用主要是溢去系统多余 油液，同时使液压泵的供油压力得到调整并保证基本恒定。 按其结构原理，溢流阀分为直动式和先导式两种。 图10-24所示为锥阀型直动式溢流阀的

27、结构原理图 和符号。 图10-24 直动式溢流阀 a)结构原理b)图形符号 1阀体2阀芯3调压弹簧 4调压螺母5上盖 （2）减压阀 减压阀主要用来降低液压系统的某 一支路的油液压力，使同一系统能有两个或多个不同压力 的回路。多用于液压系统的润滑、夹紧、控制回路中。 按工作原理，减压阀可以分成直动式和先导式两种。 先导式减压阀应用较多。图10-25所示为一种先导式减压 阀的典型结构和符号。 图10-25 先导式减压阀 a)结构原理b)图形符号 1下端盖2主阀芯3阀体 4先导阀5上端盖6阀座 （3）顺序阀 顺序阀是利用油液压力来控制油路 的通与断。从而实现对多个执行元件的动作顺序进行控制。 顺序阀

28、也有直动式和先导式两种结构。图10-26a为直动 式顺序阀，图10-26b为先导式顺序阀。 图10-26 顺序阀 a)直动式结构原理b)先导式结构原理 c)直动式符号d)先导式符号 （4）压力继电器 压力继电器是一种液电信号转换 元件。图10-27为单柱塞式压力继电器的结构原理和图形 符号。压力油从油口P进入作用于柱塞的底部，当其压力 达到弹簧的调定值时，推动柱塞克服阻力上升，通过顶杆 2触动微动开关4发出电信号，实现液压系统的自动控制。 图10-27 压力继电器 a)结构原理b)图形符号 1柱塞2顶杆3弹簧4微动开关 3流量控制阀 流量控制阀是借改变阀口（截流口）的通流面积来 调节阀口的流量

29、，从而改变由节流阀所控制的执行元件的 运动速度。流量控制阀有多种形式， （1）节流阀 如图10-28所示。为普通节流阀的 结构原理和图形符号。压力油从进油口P1流入，经节流口 从出油口P2流出。调节手柄1，从而改变节流口通油截面 的面积，实现调整流量的目的。 图10-28 普通节流阀 a)结构原理b)图形符号 1调节手柄2调节螺母3推杆4阀套 5阀体6阀芯7弹簧8阀 座 （2）调速阀 调速阀是由定差减压阀和节流阀串 联组合而成的组合阀。其工作原理及图形符号。 调速阀在液压系统中的应用与节流阀相似，适用 执行元件的负载变化大，运动速度的稳定性要求高的液 压系统。 四、常用液压附件 1油箱 油箱用

30、于储油、散热和澄清油液，此外还有分离出 油中空气的作用。 油箱有总体式和分离式两种。总体式利用主机机体 内腔作为机箱，结构紧凑，漏油易于回收，但是油液的温 升和液压源的振动会影响机器的工作性能。分离式由于与 主机分离减少了油温与振动对主机的影响，多用于精密机 械上。分离式油箱的结构简图如图10-30所示。 图10-30 分离式油箱结构简图 1吸油管2过滤器3空气过滤器4回油管5盖板6油面指示器7、9隔板 8放油阀 2过滤器 过滤器的作用是过滤油液中的杂质，使液压系统的 液压油保持一定的清洁度，阻止杂质进入系统和精密的液 压元件内，以免划伤、磨损和堵塞小孔和间隙，影响系统 正常工作或造成故障。

31、过滤器常用类型有网式过滤器、线隙式过滤器、烧 结式过滤器、纸芯式过滤器和磁性过滤器。 在液压泵的吸油路上，为了滤去较大的杂质颗粒及 保护液压泵，一般都安装粗过滤器，可选用网式或线隙式 过滤器。在压力油路上安装的过滤器，主要是为了滤除可 能浸入阀类元件的杂质，一般采用各种形式的精过滤器。 为防止由于过滤器堵塞而引起液压泵过载或滤芯损坏，过 滤器应安装在溢流阀或安全阀的分支油路之后或并联一个 压力阀。当过滤器堵塞，使得油压升高时，安全阀打开， 对系统中的液压元件起到保护作用。 3油管和管接头 液压系统采用油管来输送液压油，管接头是连接 油管与油管、油管与液压元件之间的可拆卸连接件。油 管分为硬管和

32、软管，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、 橡胶管等多种类型。应从液压元件的工作压力、使用安 装环境来具体考虑加以选择。 管接头种类很多，管接头已经标准化，选用时可 查阅相关液压手册。 液压基本回路是指由液压元件组成并能完成各种规 定功能的典型回路。按基本回路的功能可分为：方向控制 回路、压力控制回路、速度控制回路和多缸工作控制回路 等。熟悉并掌握典型基本液压回路的组成、工作原理和性 能，将为分析和使用已有液压系统和设计新的液压系统打 下基础。 一、方向控制回路 在液压系统中，方向控制回路是控制工作机构的启、 停和变换运动方向的回路。这类回路包括换向回路和锁紧 回路。 1换向回路 换向回路用来改变执

33、行元件的运动方向。各种操纵 方式的换向阀可以组成换向回路。对于换向频繁且对换向 的平稳性、换向精度和可靠性要求较高的场合，可采用机 动阀换向。在自动化要求较高的液压系统中普遍采用电磁 换向阀进行换向。 2 锁紧回路 锁紧回路是使执行元件可以在任意位置停留，且停 留后不受外力的影响而移动位置的回路。液控单向阀构成 的锁紧回路。当换向阀处于中位时。液控单向阀不再导通， 液压缸中的压力油被封死。 二、压力控制回路 压力控制回路是对液压系统整体或某一部分压力进 行控制的回路。压力控制回路可以实现调压、减压、增压、 卸荷保压、平衡等多种功能。下面就多级调压、保压、卸 荷回路作相应介绍。 1调压回路 当执

34、行元件在不同工作阶段时需要两种或两种以上 不同压力时，可以采用二级调压或多级调压回路。 如图10-32 所示为二级调压回路。图10-32中先导 式溢流阀2的远程控制口串联了一个二位二通换向阀3和调 压阀4。当换向阀处于图10-32所示位置时，系统压力由溢 流阀2调定。当换向阀3处于右位工作时，系统压力则由调 压阀4确定。 图10-32 二级调压回路 1液压泵2溢流阀3换向阀4调压阀 2保压回路 液压系统在其工作循环的某一阶段，若需要保持一 定的工作压力就需要采用保压回路。在保压阶段，液压缸 不动作，为保持其工作压力及补偿缸内泄漏，可在回路中 增设蓄能器。 图10-33 有蓄能器的保压回路 如图

35、10-33所示为有蓄能器的保压回路，当主换向 阀左位工作时，液压缸前进夹紧工件，进油路压力上升至 调定值，压力继电器发出讯号使二通阀通泵卸荷，液压缸 由蓄能器保压。保压时间长短取决于蓄能器的能量和系统 的泄漏量。 3卸荷回路 图10-34 用电磁换向阀中位卸荷回路 当液压系统的执行元件停止运动后，卸荷回路可以 在液压泵不停转的情况下使泵在功率损耗接近于零的情况 下运转。如图10-34所示用电磁换向阀中位卸荷回路，可 采用中位机能为M、H、K型三位四通电磁换向阀实现卸荷。 当换向阀的中位（图10-34所示位置）接入系统工作时， 泵输出的油液经过换向阀直接回油箱。 三、速度控制回路 速度控制回路是

36、调节和变换执行元件速度的回路。 1调速回路 调速回路有节流调速、容积调速和容积节流调速三 种。 （1）节流调速回路 节流调速是利用定量泵供油， 用节流阀或调速阀改变进入执行元件的流量来实现变速的。 图10-35所示为进油节流调速回路，在液压缸的进 油路上串接一个节流阀，调节节流阀的开口大小就可以改 变油缸的流量q1，即可调节缸的速度。进油节流调速只适 用于低速、轻载、负载变化不大且对速度、稳定性要求不 高的小功率液压系统。 图10-35 进油节流调速回路 （2）容积调速回路 容积调速回路是通过改变回路中液 压泵或液压马达的排量来实现调速的。其主要优点是由于没有 节流损失或溢流损失。因此发热小，

37、效率高，广泛用于大功率 液压系统。图10-36为泵缸式容积调速回路。改变泵1的排量 即可调节活塞速度。 图10-36泵缸式容积调速回路 1泵2安全阀3单向阀 4换向阀5液压缸6背压阀 2速度换接回路 速度换接回路可以将执行元件从一种运动速度切换 到另一种运动速度。 （1）快速慢速换接回路如图10-37 所示用行程阀 的速度换接回路。当二位四通换向阀3右位，行程阀6下位 接入回路，与行程阀6并联的节流阀5被短路，液压缸活塞 快速向右运动，当活塞到达指定位置时，行程阀上位接入 回路，此时液压缸经节流阀5回油，活塞运动速度切换为 慢速。 图10-37 用行程阀的速度换接回路 1液压泵2安全阀3换向阀

38、4单向阀5节流阀6行程阀 （2）慢速慢速换接回路图10-38所示为两调速阀 串联的速度换接回路。当二位二通换向阀4在图示位置时， 调速阀3被二位二通换向阀短接，液压缸的输入油量由调 速阀2控制，活塞以第一种慢速前进。当换向阀4通电时， 油液需经调速阀2和3进入液压缸，从而切换到第二种慢速 图10-38 二调速阀串联的慢速慢速换接回路 1安全阀2、3调速阀4换向阀 四、组合机床动力滑台液压系统 动力组合滑台是组合机床用来实现进给运动的通用 部件。动力滑台有机械滑台和液压滑台。液压动力滑台进 给速度稳定，速度换接平稳，系统效率高。现以YT4543 型动力滑台为例分析其液压系统的工作原理和特点。 1

39、 YT4543型动力滑台液压系统的工作原理 YT4543型动力滑台。通常实现的工作循环是：快进 第一次工进第二次工进固定挡铁停留快退原位 停留。YT4543型动力滑台液压系统原理如图10-39所示。 图10-39 YT4543 型动力滑台液压系统原理图 2系统工作原理 （1） 快进 （2）第一次工作进给 （3）第二次工作进给 (4)固定挡铁停留 (5)快速退回 (6)原位停止 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传递和 控制的一种传动形式。与机械传动及电气传动相比，液压 传动具有体积小、重量轻、输出力大、惯性小、频率高、 压力和流量易于控制，可实现无级变速等优点。随着液压 技术的不断提升和完

40、善，液压元件已经实现标准化和系列 化，液压技术渗透到国民经济的各个领域，在机床、工程 机械、机械制造、农林机械、冶金机械、汽车、造船、航 空等领域都得到普遍应用。 进入21世纪，随着自动控制技术、计算机技术、微 电子技术以及新技术和新材料的大量运用，液压传动技术 得到了人们更多的重视和发展。目前液压传动技术的发展 方向是：节省能耗、提高效率；控制泄漏和污染，开发环 保型液压产品；增强液压传动系统的主动维护功能；大力 开发机电一体化元件和系统，提高系统的智能化、模块化 和柔性化；应用新材料、新工艺，提高液压元件的性能， 开发新型液压元件，扩大液压系统的应用领域。 二、压力损失和流量损失 （214页） 三、液压油 1.液压油的可压缩性和粘性 油液是液压传动系统中最常用的工作介质，同时也 是液压元件的润滑剂。油液的主要性质有密度、可压缩和 粘性等。 液体受压力的作用后，其体积缩小的性质成为可压 缩性。一般情况下，在液压传动常用的压力范围内，液压 油