液压元件及基础

1、第一部分油 泵 的 结 构 及工作原理单柱塞泵的工作原理柱塞泵结构及工作原理配油盘配油盘缸体缸体滑靴滑靴柱塞柱塞 柱塞泵零部件轴向柱塞泵 其柱塞和传动轴平行或大致平行。轴向柱塞泵按其结构的不同又可分为斜盘式和斜轴式，下面以斜盘式轴向柱塞泵说明其工作原理： 斜盘式轴向柱塞泵主要由缸体4、配流盘5、柱塞3、滑靴2、斜盘1、回程盘8、中心弹簧7和传动轴6等组成。柱塞安装在沿缸体均布的柱塞孔中，中心弹簧7的作用是通过回程盘8使滑靴2与斜盘1紧密接触，并使缸体4紧压在配流盘5上。配流盘5上两个腰形孔分别与泵的吸、排口相通，斜盘1具有一定的倾斜角度 .当缸体在传动轴带动下按图示方向旋转时,柱塞在缸体内作往

2、复运动.当旋转角在0变化到时,柱塞底部的密闭容积不断缩小,油液通过配流盘左边腰形孔B从排油腔向外排油。当旋转角从变化到2时，柱塞向缸体外伸，柱塞底部的密闭容积不断增大，形成负压，油液通过配流盘右边的腰形孔A从泵的吸油口吸油，缸体每旋转一周，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸排油。柱塞泵的使用要点： 1、柱塞泵的污染耐受度更低。在正常的温度范围内，要求满足ISO4406标准的18/15（相当于NAS1638标准的9级）。 2、斜盘式轴向柱塞泵在斜盘与滑靴之间、缸体和配流盘之间采用静压平衡（静压轴承）的原理进行工作，因此需严格控制油液的温度和清洁度，否则极易形成所谓的“烧蚀”，即通常所说的烧泵。 3

3、、为了降低配油噪音，解决困油和液压冲击等问题，在缸体和配流盘之间配流时需要“预加压”和“预泄压”，因此在配流盘上加工开有由浅而深的三角槽，而不同旋向的泵的三角槽的方位不尽相同，因此泵的旋向不可逆。hAV hd42tgDdV42排量排量: :ztgDdzVV42一个密封空间一个密封空间: :tgDhvvzntgDdVnq42流量流量: :式中：式中： d - - 柱塞直径柱塞直径 D - - 柱塞分布圆直径柱塞分布圆直径 - - 斜盘倾角斜盘倾角 z - - 柱塞数柱塞数tgDh 柱塞泵排量计算力士乐 A11VO柱塞油泵A11VO主油泵结构图A11VO主油泵零部件 A11VO主油泵液压原理图 A

4、11VO主油泵控制阀结构功率调节杆功率调节杆电比例阀电比例阀压力调节杆压力调节杆( (压力切断压力切断阀阀) )压力切断阀：限定系统的最高工作压力，其作用时斜盘回中，不再输出油液，压力切断阀：限定系统的最高工作压力，其作用时斜盘回中，不再输出油液，减少溢流阀的开启时间。一般在减少溢流阀的开启时间。一般在100ms左右起作用。左右起作用。 力士乐 A7VO臂架油泵 A7VO臂架泵结构及原理图 林德臂架泵安装图LSLS口口压差调节螺钉压差调节螺钉最大排量调节螺钉最大排量调节螺钉压力调节螺钉压力调节螺钉最小排量调节螺钉最小排量调节螺钉林德臂架泵控制阀原理及结构图LSLS口口压差调节螺钉压差调节螺钉压

5、力调节螺钉压力调节螺钉 派克臂架泵结构图吸油口吸油口压力压力压差压差测压口测压口LSLS口口 齿轮泵原理图 齿轮泵工作原理及结构图是由装在壳体内的一对齿轮所组成。密封空间由齿轮、壳体和端盖共同形成。当它们转动时，一部分容积不断增大，完成吸油，另一部分容积逐步减小，完成压油。 当齿轮按图示的方向旋转时，右侧吸油腔的牙齿逐渐分离，工作空间的容积逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中油液在外界大气压力的作用下，经吸油管进入吸油腔，吸入到齿间的油液在密封的工作空间中随齿轮旋转带到左侧压油腔，因左侧的牙齿逐渐啮合，工作空间的容积逐 渐减小，所以齿间的油液被除挤出，从压油腔输送到压力管路中去。 上图中的齿轮泵

6、中的两齿轮外啮合，称之为外啮合齿轮泵。另外还有一种内啮合的齿轮泵，在闭式泵的补油泵经常采用，如下图所示：特点：特点：结构简单、重量轻、成本低、工作可结构简单、重量轻、成本低、工作可靠，但压力不高，属于低压泵。靠，但压力不高，属于低压泵。使用要点： 1、齿轮泵对油液的污染不敏感，工作中不易产生咬边和卡死。 2、自吸性能好，转速在低至每分钟三、四百转仍能可靠的自吸。 3、流量和压力脉动较大，排量不可调节，高温效率低。 4、为减小其径向力和增加自吸性能，吸油口往往较排油口大。 5、低压齿轮泵的齿侧间隙常为固定式，此类齿轮泵的旋向不可变。 6、中高压齿轮一般具有能够实现间隙自动补偿的浮动侧板，此类齿轮

7、泵的旋向可能可以实现调整。 7、部分齿轮泵可以将溢流阀、分流阀集成到泵上。部分串联齿轮泵可共用一个吸油口。 双联齿轮泵液压马达的功能是将液体压力能转变为机械能，其工作过程与泵相反。液压马达和液压泵都是依靠工作腔密封容积的变化来工作的，他们的原理是相同的；但是结构上存在差别，大部分液压泵和液压马达不能通用。称为低速大扭矩马达。它适用于直接连接并驱动负载，无须另加减速机构，且启动、减速时间短。第二部分常用 阀 的 结 构 及工作原理 直动式溢流阀：压力油直接作用在阀芯的底部，达到设定压力后，油压将阀芯顶开，从回油口流回油箱。先导式溢流阀：先导式溢流阀：由先导阀和主阀组由先导阀和主阀组成。先导阀实质

8、为直动式溢流阀。成。先导阀实质为直动式溢流阀。直动式减压阀：直动式减压阀： 先导式减压阀：先导式减压阀由主阀和先导阀组成。 其先导阀为直动式溢流阀。 顺序阀和溢流阀的主要区别：顺序阀的动作原理和机构和溢流阀十分类似，主要存在以下差异： 、顺序阀的出口与负载油路相通，而溢流阀的出口主要接回油箱； 、溢流阀的弹簧腔可以与出油口相通。而出口与负载油路相通的顺序阀的泄油口应单独接回油箱，以免使弹簧腔有油压；内泄式顺序阀只是作为背压阀或平衡阀来使用 、溢流阀的进口最高压力由弹簧来限定，并且，由于液流溢回油箱，所以损失了全部能量。而顺序阀的进口压力由液压系统工况来决定，进口压力升高时阀口将不断增大，直至全

9、开，出口压力对负载做功。 顺序阀的应用： 、控制多个执行元件的顺序动作； 、与单向阀组成平衡阀，保持垂直放置的液压缸不因自重而下落； 、用外控顺序阀可在双泵供油系统中，当系统所需流量较小时，使大流量泵泄荷； 、用内控顺序阀接在液压缸回路上，产生背压，以使活塞的运动平稳。 压力继电器：压力继电器是利用液体的压力信号来启闭电器触点的液压电气转换元件。它在油液压力达到其设定压力时，发出电信号，控制电气元件动作，实现泵的加载泄荷，执行元件的顺序动作或系统的安全保护即连锁控制等功能。 调速阀：节流阀由于刚性差，在节流开口一定的条件下，通过它的工作流量受工作负载变化的影响，不能保持执行元件运动速度的稳定，

10、因此仅适用于负载变化不大和速度稳定性要求不高的场合。由于工作负载的变化很难避免，为了改善调速系统的性能，通常是对节流阀进行压力补偿。补偿的方法之一是将定差减压阀与节流阀串联起来组成调速阀（二通调速阀）；另一种方法是将溢流阀与节流阀并联起来组成调速阀（溢流节流阀或三通调速阀）。二通调速阀：二通调速阀：此型阀主要此型阀主要包括阀体包括阀体(1)(1)，操纵件，操纵件(2)(2)，节流体节流体(3)(3)，可选带行程限，可选带行程限制器的压力补偿器制器的压力补偿器( () )和和单向阀单向阀( 5 ) ( 5 ) ，在节流口，在节流口(6(6）处进行由）处进行由A A至至B B流动的流动的节流。调接

11、柱销节流。调接柱销(7)(7)可以改可以改变节流断面。接通压力补变节流断面。接通压力补偿器，为的是在节流孔偿器，为的是在节流孔(8 )(8 )处保持流最不变，不受压处保持流最不变，不受压力的影响。节流口设计成力的影响。节流口设计成锐边孔，故节流不易受温锐边孔，故节流不易受温度的黝向。通过单向阀度的黝向。通过单向阀( 5 )( 5 )油液能自由地从油液能自由地从B B流流回回A A三通调速阀：压差调节器(压力补偿器)与节流器并联连接。与2通流量阀相反，受控流量进入负载(A )，而分离出剩余流量(R ) ;因此，仅适用于进油调速。这种调速具有负载敏感特性，即泵的出口压力不是固定值，而总是与当时的负

12、载压力相适应。 二通调速阀的应用：二通调速阀在液压系统中的应用和节流阀相仿，它适用于执行元件负载变化较大而运动速度要求稳定的场合，也可用在容积、节流调速回路中。调速阀在连接时，可接在执行元件的进油路上，也可接在执行元件的旁通油路上。 三通调速阀的应用：三通调速阀只用在进油路上，泵的供油压力将随着负载压力的变化而变化，具有负载敏感特性，系统效率损失小、效率高、发热量小。 方向控制阀：方向控制阀是用来使液压系统的油路通断或改变油液的流动方向，从而控制执行元件的启动或停止，改变其运动方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等。单向阀 ：只允许油液朝一个方向流动，不能反向流动单向阀单向阀液控单向阀液控

13、单向阀 单向阀梭阀梭阀 液控单向阀：液控单向阀是可以用来实现逆向流动的单向阀。 在控制口无控制压力的时候，油流只能从1向流动；在口通控制油，则油流从1向亦能流动。 2.2 液控单向阀 换向阀：换向阀是利用阀芯与阀体间相对位置的不同，来变换阀体上各主油口的通断关系，实现各油路连通、切断或改变液流方向的阀类。 换向阀分类： 按照换向阀的结构形式：滑阀式、转阀式、球阀和锥阀式； 按换向阀的操纵形式：手动、机动、电磁、液动、电液动和启动； 按照换向阀的工作位置和控制的通道数，分为二位二通、二位三通、二位四通、三位四通等。换向阀：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

14、行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。 换向阀滑阀式换向阀：滑阀式换向阀：图例说明：图中图例说明：图中P P为来自油泵的高压油，为来自油泵的高压油，A A与油缸左腔相通，与油缸左腔相通，B B与油缸右腔相与油缸右腔相通，通，O O与油箱相通，于是高压油从与油箱相通，于是高压油从P P与与A A或或B B口相通，而使油缸中活塞带动活塞口相通，而使油缸中活塞带动活塞杆左右移动。图示位置是杆左右移动。图示位置是P P与与A A相通，相通，B B与与O O相通相通位：阀芯在阀体孔中可能的位置数目；滑阀符号中方格的个数。位：阀芯在阀体孔中可能的位置数目；滑阀符号中方格的个数。 通：与阀体连通的主

15、油路数；每一方格上，和外界油路连通的通：与阀体连通的主油路数；每一方格上，和外界油路连通的“孔孔”数，即数，即通路数。通路数。 滑阀机能：三位四通和三位五通换向阀，滑阀在中位时各油口的连通方式称为滑阀控制能力。下面以三位四通换向阀为例介绍几种最常用的中位机能：手动换向阀：手动换向阀： 机动换向阀：机动换向阀是用挡块或凸轮推动阀芯从而实现换向的阀类，又称行程换向阀。 电磁换向阀：电磁换向阀是利用电磁铁通电后产生吸力或推力推动阀芯改变阀的工作位置。 液控换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油在阀芯端部所产生的液压力推动阀芯移动，从而改变阀芯位置的换向阀。 电液换向阀：电液换向阀是由电磁换向阀和液动

16、换向阀组合而成。其中，液动换向阀实现主油路的换向，成为主阀；电磁换向阀改变液动换向阀的控制油路的方向，推动液动换向阀移动，成为先导阀。 电磁换向阀电磁换向阀定位销定位销pbat小液动阀小液动阀 小液动阀 大液动阀b1a1t1p1内泄堵头内泄堵头K2定位销孔定位销孔F1小液动阀小液动阀安装面安装面 大液动阀(25MM)X孔孔y孔孔TAB内控堵头内控堵头K1P 大液动阀电液换向阀组成的回路阀电液换向阀组成的回路阀 电液换向阀多路换向阀 电液比例控制阀：电液比例阀是一种根据输入的电信号，连续地、按比例地对油液的压力、流量和方向进行控制的液压控制阀。这种控制阀由比例电磁铁对阀芯进行驱动，采用压力、流量

17、、位移负反馈和动压反馈及电校正等手段，对阀芯形状进行了改进（如比例方向阀在阀芯上开有节流槽）。电液比例阀能简单的实现自动连续控制、远程控制和程序控制；把电气的快速性、灵活性等优点与液压传动功率密度大的优点结合起来，能连续地、按比例地控制液压系统的执行元件运动的力、速度和方向，能有效防止压力或速度变化时的冲击现象；能明显的简化系统，减少元件的使用量。 电液比例阀的图形符号在压力阀和方向阀上加上比例电磁贴的符号，并对电液比例方向阀上下。如插装阀：又叫逻辑阀或开关阀，具有功率损失小、重量轻、体积小、冲击小、稳定性好、通油能力大等特点，和其它先导阀可实现多种控制功能。 插装阀 插装组成的单向阀 插装式

18、溢流阀结构及原理图 插装式溢流阀工作原理 1.5 螺纹插装阀 插装阀组成的压差信号阀 压差阀组成的换向回路 平衡阀液压原理图臂架油缸 臂架平衡阀结构图 臂架平衡阀阀芯结构A1导向套导向套弹簧腔弹簧腔先导活塞先导活塞单向阀单向阀 / 阀座阀座单向阀弹簧单向阀弹簧调节弹簧调节弹簧锁紧螺母锁紧螺母调节螺柱调节螺柱AX 臂架平衡阀阀芯受力图 回转缓冲阀第三部分油缸及辅件的结构原理 特点： 臂架油缸主油缸液压辅件包括过滤器、蓄能器、冷却器和加热器、油箱、油管和管接头等等。过滤器：过滤液压系统中的杂质。液压系统75%以上的故障是由于油液污染造成的，液压油污染严重时，具体的危害现象如下：o 阀的阻尼孔时堵时

19、塞，引起系统工作压力和速度不时地变化，严重时，影响液压系统工作顺序的正常进行。o 把阀芯卡住，阀的动作失灵，造成事故。o 加速阀的棱边与滑动零件的磨损，引起控制灵敏度下降及内泄漏的增加，严重磨损时，阀口遮盖及控制失效，造成液压设备不能正常工作。o 对于伺服阀来说，污染物会使阀芯和阀套之间的摩擦力加大，导致伺服阀的滞后量增加，严重时会造成工作失误。o 对于液压泵和液压缸来说，污染造成的危害更直观，更显著。它会使运动副磨损加剧，破坏密封，内外泄露严重，效率降低，功损增大，产生高热，甚至烧坏零件。o 油液中的控制会引起噪声、振动、爬行、气蚀和冲击现象，从而恶化系统的工作性能。 过滤器的过滤机理：直接拦截、惯性撞击、扩散拦截 过滤器分类： 、按过滤精度分为粗过滤器、普通过滤器、精过滤器和特精过滤器。 、按照其安装位置可分为：吸油过滤器、压力管路过滤器、回油过滤器以及吸回油过滤器。 、根据压力等级分为低压过滤器、中压过滤器和高压过滤器。 压力管路压力管路过滤器过滤器Free & Dissolved Water Removal Cart回油管路回油管路过滤器过滤器空气过滤器空气过滤器滤油器使用注意事项滤油器使用注意事项1、安装和更换滤油器时要注意滤油器壳体上标明的液流方