液压传动技术PPT完整全套教学课件

《液压传动技术》项目一认识液压传动项目导入液压传动以其能量传递和控制方式的灵活性和便捷性，广泛应用于各行各业：机床工业（液压冲床）、工程机械（挖掘机）、汽车行业（汽车起重机）、冶金行业（轧钢机、线材轧制生产线）、农业机械（联合收割机）等等那么什么是液压传动系统，它又是如何进行运动和动力传递和控制呢？？？任务一目录CONTENT认识液压传动系统认知液压传动原理CONTENT任务二任务一认识液压传动系统认识液压传动系统学习目标掌握液压系统的组成及各组成部分的作用理解液压传动工作原理任务描述

观察由教师构建好的外圆磨床工作台工作过程，并通过调节各控制阀，观察其启动、停止、运动方向及运动速度的变化，熟悉液压系统的组成部分，并能分析各组成部分的作用，理解液压传动工作原理液压传动的定义液压传动是以液体为工作介质，通过动力元件（液压泵），将原动机的机械能转换为液体的压力能，然后通过管道、控制元件把有压液体输往执行元件（液压缸或液压马达），将液体的压力能又转换为机械能，以驱动负载实现直线回转运动，完成动力传递。一、液压传动系统组成左图为万能外圆磨床，其主要用于磨削外圆柱面和圆锥面，还可以磨削内孔和台阶面等。机床工作台、砂轮架和尾座的运动均由液压驱动和控制。其中磨床工作台液压系统要驱动工作台实现慢速向右进给，然后向左快速退回的动作循环。一、液压传动系统组成磨床工作台液压系统组成如左图所示。其工作原理：电动机驱动液压泵17从油箱19中吸油。油液经滤油器18进入液压泵，油液在泵腔中从入口低压到泵出口高压，在图（a）所示状态下，通过开停阀10、节流阀7、换向阀5进入液压缸2左腔，推动活塞带动工作台向右移动。这时，液压缸右腔的油液经换向阀和回油管6排回油箱。如果将换向阀5手柄转换成图（b）所示状态，则压力管中的油液将经过开停阀10、节流阀7和换向阀5进入液压缸右腔、推动活塞带动工作台向左移动，并使液压缸左腔的油液经换向阀和回油管排回油箱。工作台的移动速度是通过节流阀调节流量来实现，工作台的换向动作通过换向阀改变液压油流向来实现，推动液压缸所需油压力由溢流阀来调定。一、液压传动系统组成由外圆磨床工作台液压系统可以看出，一个完整的液压传动系统应包括以下五个基本组成部分:

1.动力装置—液压泵其功能是将原动机（常用的有人力机构、电动机和内燃机等）所提供的机械能转变为工作液体的液压能的机械装置，通常称为液压泵或油泵。

2.执行装置—液压缸和液压马达其功能是将液压泵所提供的工作液体的液压能转变为机械能的装置。作直线往复运动的执行元件称为液压缸或油缸;作连续旋转运动的执行元件称为液压马达或油马达。

一、液压传动系统组成

3.控制调节装置—液压控制阀

其功能是对液压系统中工作液体的压力、流量和流动方向进行调节控制的机械装置。通常简称为液压控制阀或液压阀，如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等。

4.辅助装置上述三个组成部分以外的其它元件，如油箱、管道、管接头、密封元件、滤油器、蓄能器、冷却器、加热器以及各种液体参数的监测仪表等。它们的功能是多方面的，各不相同。

5.工作介质工作介质是液压传动中能量传递载体，也是液压传动系统中最本质的一个组成部分。二、液压传动系统的特点单位功率的重量轻（比功率大），即在相同功率输出的条件下，体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、动态特性好。可在较大范围内实现无级调速。工作平稳、反应快、冲击小，能快速起动、制动和频繁换向。容易获得很大的力和转矩，可以使传动结构简单。操作控制方便，调节简单，易于实现自动化。当机、电、液配合使用时，易于实现较复杂的自动工作循环和较远距离操控。易于实现过载保护，安全性好。采用矿物油为工作介质，相对运动表面间能自行润滑，可以延长元件的使用寿命。液压元件已标准化、系列化和通用化，便于液压系统的设计、制造和使用。优点二、液压传动系统的特点液压传动以液压油为工作介质，在相对运动表面间会出现泄漏。由于液体不是绝对不可压缩的，所以液压传动不能保证严格的传动比。液压传动系统的成本比一般机械传动系统要高一些。液压传动在工作过程中有较多的能量损失，如摩擦损失、泄漏损失等。故不宜远距离传动。液压传动的故障诊断比较困难，因此对维修人员的要求很高，需要系统地掌握液压传动知识并有一定的实践经验。随着高压、高速、高效率和大流量，液压元件和系统的噪声增大，泄漏增多，容易造成环境污染。缺点三、液压系统的应用

任务实施

认识液压试验台和液压传动系统

熟悉液压试验台的组成模块，液压元件在实训台上的安放方法，管路的连接方法和液压元件的摆放、整理等。观察由教师构建好的外圆磨床工作台工作过程，并通过调节各控制阀，观察其启动、停止和运动方向及运动速度的变化，分析液压传动工作原理。对照外圆磨床液压传动回路，指出液压系统中各组成元件的名称、作用。知识拓展

纯水液压传动矿物型液压油纯水工作介质：矿物型液压油作为液压传动介质，存在着严重的环境污染和易燃烧问题纯水价格低廉、来源广泛、不用运输仓储阻燃性与安全性好、温升小纯水的压缩系数小使用纯水的液压系统维修方便，维护成本低。可避免或减少产品污染知识拓展

纯水液压传动纯水液压传动面临的主要技术难题

泄漏与磨损；材料腐蚀与老化；液压冲击、振动和噪声；气蚀；设计理论国内外纯水液压传动技术的研究与应用近年来世界各国特别是工业发达国家流体动力界围绕着纯水液压传动的材料、元件、液压器具等方面展开了理论及应用研究，取得了引人注目的成果。任务二认知液压传动原理认知液压传动原理学习目标理解压力和流量两个重要概念掌握液压传动原理任务描述

观察液压千斤顶的工作过程，分析其压力的形成和运动、动力的传递和变化原理，理解在液压系统中压力和流量两个参数的重要意义和液压传动原理一、压力与流量

定义：液压力是指液体处于静止状态时，单位面积A上所承受的作用力F，用符号p表示：p=F/A静压力在液体传动中简称压力，在物理学中则称为压强单位：国际单位-牛顿/米2（N/m2），即帕斯卡，简称帕（Pa）常用单位-牛顿/毫米2（N/mm2），兆帕（MPa）1Mpa=10^6Pa1.压力压力和流量是液压系统的两个重要概念一、压力与流量

绝对压力：以绝对真空为基准进行度量的液体压力。相对压力：以大气压为基准来度量的液体压力，也称为表压力。绝对压力=相对压力+大气压力（2）压力的表示方法一、压力与流量

真空度：若度量的绝对压力小于大气压力，绝对压力不足于大气压力的那部分压力值，称为真空度。真空度=大气压力-绝对压力（2）压力的表示方法一、压力与流量

流量是指单位时间t内流过管道某一通流截面的液体体积V，用符号q表示。假设液压油在通流截面为A的管道内，在时间t内以流速v由1截面流到2截面，则液压油流过管道的流量为:

q=V/t=A·vt/t=Av2.流量q式中：q-流量，在液压传动中，流量常用单位为L/min;V-液体体积;t-通过体积V所需要的时间;A-通流截面积;v-平均流速。二、液压传动的基本原理

由原理图可知，该系统由举升液压缸（大油缸6、大活塞7、单向阀5和卸油阀9）和手动液压泵（杠杆手柄1、小活塞2、小油缸3、单向阀4和5）两部分组成。活塞和缸体之间既保持良好的配合关系，又能实现可靠的密封。以液压千斤顶为例进行说明：二、液压传动的基本原理

提起手柄1使小活塞2向上移动，小活塞2下端密封的油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀5关闭并阻断其所在的油路，而单向阀4打开使其所在油路畅通，油箱10中的液压油就在大气压的作用下，通过吸油管道进入并充满小缸体3，完成一次吸油动作;用力压下手柄1，小活塞2下移，小活塞2下腔容积减小，腔内压力升高，这时单向阀4关闭，同时阻断其所在的油路，当压力升高到一定值时单向阀5打开，小油缸3中的油液经管道输入大油缸6的下腔，由于卸油阀9处于关闭状态，大油缸6中的液压油增多，迫使大活塞7向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀5自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入大油缸6下腔，使重物8逐渐地升起。如果打开卸油阀9，大活塞7在其自重和重物8的作用下下移，大油缸6下腔的油液便通过管道流回油箱10中，重物8就向下运动。液压千斤顶工作过程：二、液压传动的基本原理

液压传动是利用有压力的液体（液压油）作为传递运动和动力的工作介质;液压传动中要经过两次能量转换，先将机械能转换成油液的压力能，再将油液的压力能转换成机械能;液压传动是依靠密封容器或密闭系统中密封容积的变化来实现运动和动力的传递。由以上分析可得液压传动基本工作原理如下：三、液压传动的主要工作特征

图（a）中，假设小油缸3的活塞面积为A1

，驱动力为F1

，液体压力为p1，大油缸6的活塞面积为A2，负载力为G，液压力为p2。稳态时，小油缸3的活塞和大油缸6的活塞的静力平衡方程式分别为:1.力的传递是靠液体压力来实现的F1=p1A1G=p2A2

三、液压传动的主要工作特征1.力的传递是靠液体压力来实现的由流体力学中的帕斯卡原理知，平衡液体内某一点的压力等值的传递到液体各点，则有:p1=p2=p=F/A1=G/A2--动力传递的基本方程式由此得出:液压系统的工作压力取决于外负载。由上式整理得到:F/G=A1/A2说明:输出端、输入端的力与活塞面积成正比三、液压传动的主要工作特征2.速度的传递是靠液体“容积变化相等”的原则进行图（a）中，假设小活塞2的行程为S1，大活塞7的行程为S2。如不考虑泄漏、液体的压缩、管路的变形，则:小活塞下行时从小油缸挤出的液体体积应等于进入大油缸推动大活塞7上行的液体体积。即:A1S1=A2S2两式同除以时间：A1S1/t=A2S2/t

A1v1=A2v2或v1/v2=A2/A1说明:输出、输入的位移和速度与活塞面积成反比三、液压传动的主要工作特征2.速度的传递是靠液体“容积变化相等”的原则进行整理上式可得出：v2=A1v2/A2=A1/A2·S1/t=V1/(A2·t)=q1/A2

--运动速度传递的基本方程式由此可得出:执行元件的运动速度（或转速）只与输入流量大小有关，即速度取决于流量。在实际工作中，泄漏是不可避免的，泄漏量与液体压力有关，压力越大，泄漏越多，因此，当负载发生变化时，由于泄漏量的变化，使实际流量发生变化，从而影响执行元件运动速度的变化。任务实施

液压传动原理的认知

由教师在试验台上连接好压力和流量测试回路，改变液压缸的负载，观察和记录压力表变化;调节节流阀的开度，观察和记录速度和流量表的变化，通过分析，理解液压系统中压力取决于负载，速度取决于流量的液压传递原理。知识拓展液压传动工作介质液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起着润滑、冷却和防锈作用。液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。故此，合理的选用液压油是很重要的。知识拓展

（1）矿物油系液压油主要由石腊基的原油精制而成，再添加抗氧化剂和防锈剂，为用途最广的一种。其缺点为耐火性差。（2）耐火性液压油耐火性液压油是专用于防止有引起火灾危险的乳化型液压油，有水中油滴型和油中水滴型两种。水中油滴型的润滑性差，会侵蚀油封和金属;油中水滴型化学稳定性很差。1.液压油的种类知识拓展

（1）密度ρ单位体积液体的质量称为液体的密度。液压油的密度随压力的提高而稍有增加，随温度的升高而减小，一般情况下，由压力和温度引起的这种变化都较小，可将其近似地认为是常数。液体的密度越大，泵吸入性越差。（2）闪火点油温升高时，部分油会蒸发而与空气混合成油气，此油气所能点火的最低温度称为闪火点，如继续加热，则会连续燃烧，此温度称为燃烧点。２.液压油的性质知识拓展

（3）黏性液压油流动时液体分子间存在内摩擦力的性质，称为黏性。黏性的大小用黏度来表示。常用的黏度指标有动力黏度、运动黏度和恩氏黏度。习惯上使用运动黏度标志液体的黏度，例如机械油的牌号就是用其在40℃时的平均运动黏度（m2/s）来标号的。（4）压缩性液压油在低、中压时可视为非压缩性液体，但在高压时压缩性就不可忽视了，纯油的可压缩性是钢的100～150倍。压缩性会降低运动的精度，增大压力损失而使油温上升，压力信号传递时，会有时间延迟、响应不良的现象。２.液压油的性质知识拓展

在品种确定的情况下，最主要考虑的是油液的粘度，其选择主要考虑如下因素:（1）液压系统的工作压力工作压力较高的系统宜选用黏度较高的液压油，以减少泄露;反之便选用黏度较低的液压油。例如，当压力p=7.0～20.0MPa时，宜选用N46～N100的液压油;当压力p≤7.0

MPa时，宜选用N32～N68的液压油。（2）运动速度执行机构运动速度较高时，为了减小液流的功率损失，宜选用粘度较低的液压油。（3）液压泵的类型在液压系统中，对液压泵的润滑要求苛刻，不同类型的泵对油的粘度有不同的要求，具体可参见有关资料。３.液压油的选用知识拓展

污染

液压油使用一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯卡死，并使油封加速磨耗及液压缸内壁磨损。造成液压油污染的原因有如下三个方面：污染、恶化、泄露。4.液压油的污染与保养保养液压油经长期使用，油质必会恶化，一般采用目视法判定油质是否恶化，当油的颜色浑浊并有异味时，须立即更换。液压油的保养方法有两种:一种是定期更换;另一种是使用过滤器定期过滤。谢谢《液压传动技术》项目二液压动力元件的选用、拆装与检修项目导入液压动力元件为液压系统提供动力源，是系统不可缺少的核心元件，主要作用是将原动机（电动机或内燃机）输入的机械能转换为工作液体的压力能输出，为系统提供压力油。液压泵的性能好坏直接影响到液压系统能否正常可靠的工作，那么液压泵的工作原理是什么？？？怎样合理的选用液压泵以及对实际应用中的常见故障怎样排除呢？？？任务一目录CONTENT液压泵的选用液压泵的拆装与检修CONTENT任务二任务一液压泵的选用液压泵的选用学习目标了解液压泵的工作原理、主要性能参数、分类及不同类液压泵的特点能够为不同使用条件下的液压系统选用合适的液压泵任务描述

热带钢连轧机运输液压系统向运输区步进梁及钢卷运输链等所有相关设备的液压执行机构提供压力及控制油源，并控制各个油缸按照工艺要求完成所规定的各种动作。在学习本项目内容的基础上，能够为热带钢连轧机运输液压系统选用合适的液压泵。一、液压泵的工作原理液压泵都是依靠密封工作腔的容积变化来工作的，故一般称为容积式液压泵。容积式液压泵输出油液流量的大小，由密封工作腔的容积变化量和单位时间内的变化次数决定。图2-1所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图。一、液压泵的工作原理电动机带动凸轮1旋转时，柱塞2在凸轮和弹簧4的作用下，在缸体的柱塞孔内左、右往复移动，缸体与柱塞之间构成了容积可变的密封工作腔。柱塞2向右移动时，工作腔容积变大，形成局部真空，在压力差的作用下，单向阀5关闭，单向阀6打开，油箱中的油在大气压力作用下通过单向阀6流入泵体内，这时液压泵吸油。柱塞向左移动时，工作腔容积变小，油液受挤压，压力增大，单向阀6关闭，单向阀5打开，油液经单向阀5压入系统，这时液压泵压油。若凸轮不停地旋转，泵就不断地吸油和压油。具体工作原理如下：一、液压泵的工作原理有大小能作周期性变化的封闭容积；有配流装置，来保障封闭容积增大时吸入低压油，封闭容积减小时排出高压油；高低压油腔不得连通。

液压泵正常工作的必需条件如下:二、液压泵的性能参数工作压力p液压泵的工作压力是指液压泵出口处的实际压力值。其大小由外界负载决定：当负载增加时，液压泵的压力升高；当负载减少时，液压泵压力下降。额定压力p

液压泵的额定压力是指液压泵在连续工作过程中允许达到的最高压力。额定压力值的大小由液压泵零部件的结构强度和密封性来决定。超过这个压力值，液压泵有可能发生机械或密封方面的损坏。1.液压泵的压力二、液压泵的性能参数2.液压泵的排量和流量（1）排量排量V是指在无泄漏情况下，液压泵每转一周所能排出的油液体积。排量的大小只与液压泵中密封工作容积的几何尺寸和个数有关。排量可以调节的液压泵称为变量泵;排量不可调节的液压泵则称为定量泵。二、液压泵的性能参数2.液压泵的排量和流量（2）液压泵的流量理论流量qt:液压泵的理论流量是指在不考虑泄漏的情况下，液压泵单位时间内输出的油液体积。如果液压泵的排量为V，其主轴转速为n，则该液压泵的理论流量qt为qt=Vn实际流量q：液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出的液体体积为实际流量，它等于理论流量qt减去泄漏和压缩损失的流量Δq，即q=qt–Δq当液压泵处于卸荷状态时，这时输出的实际流量近似为理论流量额定流量qn：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定（如在额定压力和额定转速下）必须保证的流量。二、液压泵的性能参数输入功率Pi输入功率是驱动液压泵的机械功率，由电动机或柴油机给出。

Pi=Ti2πn式中Ti一泵轴上的实际输入转矩输出功率Po

输出功率是液压泵输出的液压功率，即泵的实际流量q与泵的进、出口压差Δp的乘积Po=Δp·q3.液压泵的功率二、液压泵的性能参数4.液压泵的效率容积效率ηv容积损失主要是液压泵内部泄漏造成的流量损失。容积损失的大小用容积效率表征，即ηv=q/qt机械损失和机械效率ηm由于泵内存在各种摩擦（机械摩擦、液体摩擦），泵的实际输入转矩Ti总是大于其理论转矩T，这种损失称为机械损失。机械损失的大小用机械效率表征，即ηm=T/Ti液压泵的总效率η

泵的总效率是泵的实际输出功率与其输入功率之比，即η=Po/Pi=ηvηm

实际上，液压泵在工作中是有能量损失的，这种损失分为容积损失和机械损失。三、液压泵的分类及结构特点液压泵的分类方式有很多，按压力的大小分为低压泵、中压泵和高压泵;按流量是否可调节分为定量泵和变量泵;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。三、液压泵的分类及结构特点齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，它一般做成定量泵，按结构不同，齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，而以外啮合齿轮泵应用最广。它由装在壳体内的一对齿轮组成，齿轮两侧有端盖（下图中未示出），壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。1.齿轮泵

三、液压泵的分类及结构特点（1）外啮合齿轮泵工作原理当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔由于相互啮合的轮齿逐渐脱开，密封工作容积逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在外界大气压力的作用下，经吸油管进入吸油腔，将齿间槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到左侧压油腔内。在压油区一侧，由于轮齿在这里逐渐进入啮合，密封工作腔容积不断减小，油液便被挤出，从压油腔输送到压力管路中去。在齿轮泵的工作过程中，只要两齿轮的旋转方向不变，其吸、压油腔的位置也就确定不变。这里啮合点处的齿面接触线分隔高、低压两腔并起着配油作用，因此在齿轮泵体中不需要设置专门的配流机构，这是它和其它类型容积式液压泵的不同之处。三、液压泵的分类及结构特点（2）外啮合齿轮泵的结构特点泄漏：外啮合齿轮运转时泄漏途径有三个:一为两个齿轮的齿面啮合处，二为齿顶与齿轮壳内壁的间隙，三为齿端面与侧板之间的间隙。其中对泄漏影响最大的是齿轮端面和端盖间的轴向间隙，通过轴向间隙的泄漏量可占总泄漏量75%～80%。为减少轴向间隙的泄漏，可采用静压平衡措施进行端面间隙补偿:在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜承受。外啮合齿轮泵的泄漏、困油和径向液压力不平衡是影响齿轮泵性能指标和寿命的三大问题。三、液压泵的分类及结构特点（2）外啮合齿轮泵的结构特点困油：齿轮泵要平稳连续的工作，要求齿轮啮合的重叠系数必须大于1，也就是说在一对齿轮还未脱开啮合时，后面的一对齿轮已经开始啮合。就在两对轮齿同时啮合的这一小段时间内，两对齿轮的啮合点之间形成了一个单独的密闭空间，部分油液就被困在这一密闭空间中。差值由一层很薄的油膜承受。三、液压泵的分类及结构特点困油：如图2-4（a）所示，当齿轮连续转动时，这个空间的容积是逐渐减小的，到两啮合点处于节点两侧的对称位置时，如图2-4（b）所示，密闭空间达到最小。由于油液的可压缩性很小，当封闭空间的容积减小时，被困的油液受挤压，压力急剧上升，油液从零件接合面的缝隙中强行挤出，使齿轮和轴承受到很大的冲击载荷，使泵剧烈振动;当齿轮继续旋转，这个封闭容积又继续增大到如图2-4（c）所示的最大位置，容积增大时又会造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生气穴现象，使齿轮泵产生强烈的噪声，这就是我们所说的齿轮泵的困油现象。三、液压泵的分类及结构特点

困油现象的危害:封闭容积由大变小时油液受挤压，导致压力冲击和油液发热，封闭容积由小变大时，会引起气蚀和噪声。

消除困油的方法：通常是在齿轮泵的两侧端盖上铣两条卸荷槽（如图2-5中双点划线所示），当封闭容积减小时，使其与压油腔相通（图2-4（a））；而当封闭容积增大时，使其与吸油腔相通（图2-4（c））。一般的齿轮泵卸荷槽是非对称开设的，往往向吸油腔偏移，但无论怎样，两槽间的距离a必须保证在任何时候都不能使吸油腔和压油腔相互串通。图2-6为带卸荷槽的齿轮泵端盖实物图。三、液压泵的分类及结构特点（2）外啮合齿轮泵的结构特点径向不平衡力：在齿轮泵中，吸油腔的压力最低，压油腔压力（工作压力）最高，由于齿轮的齿顶与泵体内表面有径向间隙，所以在齿轮外圆上的压油腔到吸油腔油液的压力是逐渐降低的，如图2-7所示。这样，齿轮轴和轴承上都承受着指向吸油侧的一个径向不平衡的力作用。工作压力越高，径向不平衡力越大。三、液压泵的分类及结构特点径向不平衡力

径向不平衡力很大时，能使齿轮轴弯曲，导致齿顶与泵体内表面摩擦；同时也加速轴承的磨损，降低轴承的使用寿命。减小径向不平衡力的措施之一为在盖板上开设平衡槽，使它们分别与低、高压腔相通，产生一个与径向力平衡的作用，如图2-8所示。三、液压泵的分类及结构特点叶片泵按其排量是否可变分为定量叶片泵和变量叶片泵，叶片泵按吸、压油液次数又分为双作用叶片泵和单作用叶片泵，双作用叶片泵是定量的，而单作用叶片泵往往做成变量的。

2.叶片泵

双作用叶片泵它主要由转子1、定子2、叶片3、配油盘4、转动轴5和泵体等零件组成（详见下页图）。定子内表面由四段圆弧和四段过渡曲线组成，形似椭圆，且定子和转子是同心安装的，泵的供油流量无法调节，所以属于定量泵。三、液压泵的分类及结构特点转子旋转时，叶片靠离心力和根部油压作用伸出，并紧贴在定子的内表面上，两叶片之间和转子的外圆柱面、定子内表面及前后配油盘形成了若干个密封工作腔。与图中转子顺时针方向旋转时，密封工作腔的容积在左上1/4半周和右下1/4半周处逐渐增大，形成局部真空而吸油，为吸油区；在左下1/4半周和右上1/4半周处逐渐减小而压油，为压油区。吸油区和压油区之间有一段封油区将吸、压油区隔开。这种泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油各两次，所以称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，因而作用在转子上的径向液压力平衡，所以又称为平衡式叶片泵。

（1）双作用叶片泵工作原理三、液压泵的分类及结构特点图2-10所示为双作用叶片泵结构拆分示意图。配油盘：在盘上有两个吸油窗口和两个压油窗口，窗口之间为封油区，通常应使封油区对应的中心角稍大于或等于两个叶片之间的夹角，否则会使吸油腔和压油腔连通，造成泄漏。在配油盘的压油窗口靠叶片从封油区进入压油区的一边开有一个截面形状为三角形的三角槽，使两叶片之间的封闭油液在未进入压油区之前就通过该三角槽与压力油相连，其压力逐渐上升，因而减弱了流量和压力脉动，并降低了噪声。

（2）双作用叶片泵结构特点三、液压泵的分类及结构特点

定子过渡曲线：定子内表面的曲线由四段圆弧和四段过渡曲线组成，理想的过渡曲线不仅应使叶片在槽中滑动时的径向速度变化均匀，而且应使叶片转到过渡曲线和圆弧段交接点处的加速度突变不大，以减小冲击和噪声，同时还应使泵的瞬时流量的脉动最小。在较为新式的泵中均采用“等加速一等减速”曲线作为过渡曲线。吸油口和压油口有四个相对位置:前、后泵体由四个布置成正方形的螺钉连接，定子、左右配油盘不动，而转子和叶片转动，前泵体的压油口可变换四个相对的位置装配，方便作用。叶片的倾角:为了减小叶片对转子槽侧面的压紧力和磨损，YB1型双作用叶片泵的叶片相对于转子放置方向前倾13°。（2）双作用叶片泵结构特点三、液压泵的分类及结构特点定子具有圆柱形内表面，定子和转子间有偏心距e，叶片装在转子槽中，并可在槽内滑动，当转子压油回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子内壁，这样，在定子、转子、叶片和两侧配油盘间就形成了若干个密封的工作空间，当转子按逆时针方向回转时，在图的右部，叶片逐渐伸出，叶片间的空间逐渐增大，从吸油口吸油，这是吸油腔。在图的左部，叶片被定子内壁逐渐压进槽内，工作空间逐渐缩小，将油液从压油口压出，这就是压油腔。在吸油腔和压油腔之间有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔开，这种叶片泵每转一周，每个工作腔就完成一次吸油和压油，因此称之为单作用叶片泵。转子不停的旋转，泵就不断的吸油和排油。（3）单作用叶片泵工作原理单作用叶片泵单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。三、液压泵的分类及结构特点图2-12所示为单作用叶片泵结构拆分示意图。改变定子和转子之间的偏心距，便可改变流量，故单作用叶片泵可做成变量泵。处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用，该作用要把叶片推入转子槽内。为了使叶片顶部可靠的与定子内表面相接触，压油腔一侧的叶片底部要通过特殊的沟槽和压油腔相通。吸油腔一侧叶片底部要和吸油腔相通，这里的叶片仅靠离心力的作用顶在定子内表面上。由于转子受到不平衡的径向液压作用力，所以这种泵一般不宜用于高压。为了更有利于叶片在惯性力作用下向外伸出，而使叶片有一个与旋转方向相反的倾斜角（称后倾角），一般取24°。

（4）单作用叶片泵结构特点三、液压泵的分类及结构特点柱塞泵的工作原理是通过柱塞在液压缸内做往复运动来实现吸油和压油，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提供最大的动力，为一种高效率的泵，但制造成本相对较高，该泵用于高压、大流量、大功率的场合。柱塞泵按柱塞排列方向的不同，分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。轴向柱塞泵的柱塞都平行于缸体轴线；径向柱塞泵的柱塞与缸体轴线垂直。

3.柱塞泵三、液压泵的分类及结构特点泵由转子1、定子2、柱塞3、配油铜套4和配油轴5等主要零件组成。柱塞沿径向均匀分布地安装在转子上。配油铜套和转子紧密配合，并配套装在配油轴上，配油轴是固定不动的。转子连同柱塞由电动机带动一起旋转。柱塞靠离心力（有些结构是靠弹簧或低压补油作用）紧压在定子的内壁面上，由于定子和转子之间有一偏心距e，所以当转子按图示方向旋转时，柱塞在上半周内向外伸出，其底部的密封容积逐渐增大，产生局部真空，于是通过固定在配油盘轴上的窗口a吸油。当柱塞处于下半周时，柱塞底部的密封容积逐渐减小，通过配油轴窗口b把油液压出。转子转一周，每个柱塞各吸、压油一次。若改变定子和转子的偏心距e，则泵的输出流量也改变，即为径向柱塞变量泵，若偏心距e从正值变为负值，则进油口和压油口互换，即为双向径向变量柱塞泵。（1）径向柱塞泵的工作原理三、液压泵的分类及结构特点泵主要由缸体1、配油盘2、柱塞3，斜盘4、传动轴5和弹簧6等零件组成。轴向柱塞泵是将多个柱塞配置在一个共同缸体的圆周上，并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵。柱塞沿圆周均匀分布在缸体中，斜盘轴线与缸体轴线倾斜一个角度，柱塞靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上（图中为弹簧6），斜盘4和配流盘2固定不动，斜盘法线和缸体轴线间的交角为γ。缸体1同传动轴5带动旋转，缸体上均匀分布了若干个轴向柱塞孔，孔内装有柱塞3，柱塞在弹簧力作用下,头部和斜盘靠牢。（2）轴向柱塞泵的工作原理径向柱塞泵输油量大，压力高，性能稳定，耐冲击性能好，工作可靠;但其径向尺寸大，结构较复杂，自吸能力差，且配油轴受到不平衡液压力的作用，柱塞顶部与定子内表面为点接触，容易磨损，这些都限制了它的应用，已逐渐被轴向柱塞泵替代。三、液压泵的分类及结构特点当缸体按如图2-14所示方向转动时，由于斜盘和压板的作用，使柱塞在缸体内作往复运动，使各柱塞与缸体间的密封容积做增大或缩小变化，通过配油盘的吸油窗口和压油窗口吸油和压油。当缸孔自最低位置向前上方转动（前面半周）时，柱塞在转角0～π范围内逐渐向右压入缸体，柱塞与缸体内孔形成的密封容积减小，经配油盘压油窗口而压油;柱塞在转角π～2π（里面半周）范围内，柱塞右端缸孔内密封容积增大，经配油盘吸油窗口而吸油。如果改变斜盘倾角γ的大小，就能改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量；如果改变斜盘的方向，就能改变泵的吸油方向，而成为双向变量轴向柱塞泵。（2）轴向柱塞泵的工作原理三、液压泵的分类及结构特点

这种泵由主体部分和变量机构两部分组成。主体部分由滑靴、柱塞、缸体、配油盘和缸体端面间隙补偿装置等组成；变量机构由手轮、丝杆、活塞、轴销等组成。（3）CY型轴向柱塞泵的结构三、液压泵的分类及结构特点柱塞的球状头部装在滑靴内,以缸体作为支撑的弹簧通过钢球推压回程盘,回程盘和柱塞滑靴一同转动。在排油过程中借助斜盘推动柱塞作轴向运动,在吸油时依靠回程盘、钢球和弹簧组成的回程装置将滑靴紧紧压在斜盘表面上滑动。在滑靴与斜盘相接触的部分有一油室,它通过柱塞中间的小孔与缸体中的工作腔相连,压力油进入油室后在滑靴与斜盘的接触面间形成了一层油膜,起静压支承的作用,使滑靴作用在斜盘上的力大大减小,因而磨损也减小。传动轴通过左边的花键带动缸体旋转,由于滑靴贴紧在斜盘表面上,柱塞在随缸体旋转的同时在缸体中作往复运动。缸体中柱塞底部的密封工作容积是通过配油盘与泵的进出口相通的。随着传动轴的转动,液压泵就连续地吸油和排油。（3）CY型轴向柱塞泵的结构三、液压泵的分类及结构特点自动补偿装置缸体柱塞孔的底部有一轴向孔-可使密封更为可靠，同时当缸体和配油盘配合面磨损后可以得到自动补偿，于是提高了泵的容积效率。滑靴结构:改善了柱塞的工作受力情况，大大降低相对运动零件的磨损，有利于高压下的工作。变量机构:用来改变倾斜盘倾角γ的大小，以调节泵的排量。变量方式有手动式、伺服式、压力补偿式等多种。轴向柱塞泵采用手动变量机构，可转动手轮来实现。CY型轴向柱塞泵具有以下特点：轴向柱塞泵的特点是结构紧凑、径向尺寸小、惯性小、容积效率高，多用于工程机械、压力机等高压系统中，但其轴向尺寸较大，轴向作用力也较大，结构比较复杂。四、液压泵的选用根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。类型

各类液压泵各自突出的特点，其结构、功用和运转方式各不相同，应根据不同的使用场合选择合适的液压泵。一般在机床液压系统中，往往选用双作用叶片泵和限压式变量叶片泵；而在筑路机械、港口机械以及小型工程机械中，往往选择抗污染能力较强的齿轮泵；在冶金设备、轧钢设备等负载大、功率大的场合往往选择柱塞泵。原则四、液压泵的选用压力液压泵的额定压力应满足系统中执行装置所需的最大压力，液压泵可分高、中、低3档压力。低压为≤2.5MPa，中压为2.5～8MPa，中高压为8～16MPa，高压为16～32MPa。流量液压泵的额定流量应满足系统中各执行装置所需的最大流量，选用泵的流量尽可能与执行元件所要求的流量相符合，以免不必要的功率损失。同时，根据系统所需要的流量与电动机的转速来确定液压泵的排量。四、液压泵的选用五、液压泵职能符号任务实施

液压泵的选用

热带钢连轧机运输液压系统的工作压力为16MPa，进入液压缸的流量为150L/min，为该液压系统选择液压泵。确定液压泵的类型该系统工作压力属于高压，齿轮泵和叶片泵一般适用于低压和中压系统中，而轴向柱塞泵多用于工程机械、压力机、冶金设备等高压系统中，而且结构紧凑、径向尺寸小、惯性小、容积效率高。因此，选择轴向柱塞泵作为该运输液压系统的动力元件。任务实施液压泵的额定流量应满足系统中各执行装置所需的最大流量之和（∑qmax

），即qs≥Kq∑qmax

qs---额定流量；

Kq---系统的泄漏系数，一般取值为1.1～1.3（管路长取大值，管路短取小值）；

qmax-每个执行装置实际需要的最大流量。取Kq=1.2，所以qs=180L/min。确定额定流量和额定压力qs≥Kq∑qmax

任务实施液压泵的额定压力应满足系统中执行装置所需的最大压力，即qs≥Kq∑qmax

Ps---额定压力；

Kp---系统的压力损失系数，一般取值为1.3～1.5（管路较短且不复杂，取小值，反之,取大值）；

Pmax-执行装置的最高工作压力。取Kp=1.4，所以Ps=22.4MPa。Ps≥Kp∑Pmax

任务实施根据热带钢连轧机运输系统的工况，已初步选定液压泵的类型为轴向柱塞泵，再根据额定流量和额定压力的取值，综合考虑使用环境、温度、清洁状况、安置位置、维护保养、使用寿命和经济性等方面，通过查手册，选择柱塞泵的型号为A4VSO180DRG/22RPPB13N00，额定压力为31.5MPa，额定流量为266L/min。确定液压泵的型号知识拓展螺杆泵和内啮合齿轮泵螺杆泵螺杆泵实质上是一种外啮合的摆线齿轮泵，泵内的螺杆有两个，也可以有三个。三个相互啮合的双头螺杆装在壳体内，主动螺杆2为凸螺杆，从动螺杆1和3是凹螺杆。三个螺杆的外圆与壳体的对应弧面保持着良好的配合。在横截面内，它们的齿廓由几对摆线共轭曲线组成。螺杆的啮合线把主动螺杆和从动螺杆的螺旋槽分割成多个相互隔离的密封工作腔。知识拓展

螺杆泵随着螺杆的旋转，这些密封工作腔一个接一个地在左端形成，不断的从左向右移动（主动螺杆每转一周，每个密封工作腔移动一个螺旋导程），并在右端消失。密封工作腔形成时，它的容积增大，进行吸油。消失时容积逐渐缩小，将油压出，螺杆泵的螺杆直径越大，螺旋槽越深，排量就越大;螺杆越长，吸油口和压油口之间的密封层次越多，密封就越好，泵的额定压力就越高。知识拓展

螺杆泵结构简单、紧凑，体积小，重量轻，运转平稳，输油均匀，噪声小，容许采用高转速，容积效率较高（达90%～95%），对油液的污染不敏感，因此它在一些精密机床的液压系统中得到了应用。螺杆泵的主要缺点是螺杆形状复杂，加工较困难，不易保证精度。螺杆泵知识拓展

内啮合齿轮泵

内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种知识拓展

内啮合齿轮泵两种内啮合齿轮泵工作原理和主要特点皆同于外啮合齿轮泵。在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开，如图2-19（a）所示；摆线齿形啮合齿轮泵又称摆线转子泵，在这种泵中，小齿轮和内齿轮只相差一齿，因而不需设置隔板，如图2-19（b）所示。内啮合齿轮泵中，小齿轮是主动轮，大齿轮为从动轮，在工作时大齿轮随小齿轮同向旋转。任务二液压泵的拆装与检修液压泵的拆装与检修学习目标能够规范拆装液压泵，正确判断泵轴的转动方向能够说出液压泵各零件的名称能对液压泵的常见故障进行排除任务描述

通过对泵的拆装，增加对内部零件结构的认识，能够对常见故障进行排除。一、齿轮泵

分清进油口、出油口,一般来讲,进油口较大。浮动侧板或浮动轴承的装配,可根据卸荷槽对应的压油腔和吸油腔来确定安装方向,卸荷槽靠近侧板中心线的一侧为压油腔(或卸荷槽较大一侧对应的为压油腔)；或根据浮动侧板背面密封圈开口方向来确定,密封圈开口应与吸油腔相通。浮动侧板与齿轮接合面上有刮痕时,应进行平面研磨;齿轮泵内部泄漏主要在齿轮与侧板、齿轮与泵体之间,若泵体磨损严重应更换。装配好的齿轮泵用手转动时应灵活；用手按住吸油口,另一只手轻轻转动齿轮轴，应感觉有一定阻力；吸油口向上，加满液压油后，在半小时内液面应无明显下降。1.齿轮泵拆装的注意事项一、齿轮泵

(1)泵不出油如果在主机调试中发现齿轮泵不出油，首先检查齿轮泵的旋转方向是否正确。齿轮泵有左、右旋之分，如果转动方向不对，其内部齿轮啮合产生的容积差形成的压力油将使油封被冲坏而漏油。其次，检查齿轮泵进油口端的滤油器是否堵塞，会造成吸油困难或吸不到油，并产生吸油胶管被吸扁的现象。２.齿轮泵常见故障及排除方法一、齿轮泵

(2)油封被冲出齿轮泵旋向不对当泵的旋向不正确时，高压油会直接通到油封处，由于一般低压骨架油封最多只能承受0.5MPa的压力，因此将使油封被冲出。齿轮泵轴承受到轴向力产生轴向力往往与齿轮泵轴伸端与连轴套的配合过紧有关，这种情况在自卸车行业中出现较多，主要是主机上联轴套的尺寸不规范所致。齿轮泵承受过大的径向力如果齿轮泵安装时的同轴度不好，会使泵受到的径向力超出油封的承受极限，将造成油封漏油。同时，也会造成泵内部浮动轴承损坏。一、齿轮泵

(3)建立不起压力或压力不够出现此种现象大多与液压油清洁度有关，如油液选用不正确或使用中油液的清洁度达不到标准要求，均会加速泵内部磨损。因此，应选用含有添加剂的矿物液压油，这样可以防止油液氧化和产生气泡。(4)流量达不到标准①进油滤芯太脏,吸油不足。②泵的安装高度高于泵的自吸高度。③齿轮泵的吸油管过细造成吸油阻力大。④吸油口接头漏气造成油泵吸油不足。通过观察油箱里是否有气泡即可判断系统是否漏气。二、叶片泵

（1）配油盘在泵体内的位置要正确，即配油盘上的吸排窗口与泵体上吸排口要对应，并用定位销定位。（2）定子在配油盘上的位置要正确，定子的长半径与配油盘吸排口之间的封油区对应。（3）转子在定子内的安装方向要根据配油盘上排油窗口的三角形卸油槽方向来定。（4）叶片应装回原叶片槽内，安装方向要与转子上叶片槽斜置方向对应，即叶片倒角方向应与转子转向相反，也就是叶片都是后倒角。（5）叶片槽中间隙、泵的端面间隙要在正常范围内。1.叶片泵拆装的注意事项二、叶片泵(1)吸油量不足,压力提不高①检查各吸油口和各连接处是否有泄漏。引起因密封不严，而吸入空气所致，应紧固各个连接处。②检查叶片和转子是否装反。③检查、清洗滤油器，定期更换液压油，检查液压油的粘度是否适当、并注意加足油池中的油液，以保证吸油畅通。④仔细检查叶片，定子、转子、配油盘各自配合尺寸和间隙。2.叶片泵常见故障及排除方法二、叶片泵(2)油液吸不上，压力无法产生①检查油泵旋转方向，如反转则给予纠正。②检查油池中的油液容量是否过少，油液粘度是否过大。③检查泵体是否有砂眼、缩孔等铸造缺陷，致使高低压油互通，并及时进行修补或更换。④检查花键轴是否断裂，并及时更换。⑤检查叶片与转子槽配合是否过紧，配油盘与泵体是否接触不良，并及时进行修复或更换。二、叶片泵(3)噪声严重①检查主轴密封圈是否太紧（用手感觉轴和端盖处烫手），并及时调整密封圈。②检查泵在工作时是否超过规定压力，如超过不仅会产生噪声，还会严重影响叶片泵的使用寿命，要及时调整或更换泵型。③检查电动机和其他机件是否有机械振动，而导致叶片泵的振动，如有应立即加缓冲橡胶整片，严重的要对各机械转动件进行平衡。④检测联轴器安装是否不同轴或有松动，并立即进行调整紧固。⑤检查定子曲线表面是否拉毛，叶片倒角是否太小或叶片是否变形，配油盘压油节流槽是否太短或与配油盘不垂直，并及时进行修复或更换。三、柱塞泵

（1）拆卸过程中，遇到元件卡住的情况时，不要乱敲硬砸，请指导老师来解决。（2）装配时，先装中间泵体和前泵体，注意装好配流盘，之后装上弹簧、套筒、钢球、压盘、柱塞；在变量机构上装好斜盘，最后用螺栓把泵体和变量机构连接为一体。（3）装配中，注意不能最后把花键轴装入缸体的花键槽中，更不能猛烈敲打花键轴，避免花键轴推动钢球顶坏压盘。（4）安装时，遵循先拆的部件后安装，后拆的零部件先安装的原则，安装完毕后应使花键轴带动缸体转动灵活，没有卡死现象。1.柱塞泵拆装的注意事项三、柱塞泵(1)泵不运转①检查油液是否清洁，造成柱塞卡死，若是此原因造成，应该更换或过滤液压油。②检查油泵内部零件是否磨损，造成滑履脱落。及时拆开油泵，检修各零件。(2)输出流量不足①吸油是否充分，检修吸油管道各零件；

②油泵中心弹簧力是否足够大，更换中心弹簧；③检查配流盘是否装好，应清洗重装；④变量泵的变量角是否过小，应适当调大变量角。2.柱塞泵可能出现的故障和排除方法三、柱塞泵(3)噪音大①油泵内存有空气，排除油泵内空气；

②油箱油面过低，吸油管道阻力大，应加足油液，疏通吸油管道；

③油泵内是否有零件损坏，应拆开油泵，修理或更换零件；

④油泵和原动机安装是否同轴，若不同轴，应重新安装；

⑤液压油黏度过大，应选用规定的液压油。(4)温升过高①液压油粘度过大，应选用规定的液压油；

②油箱容积过小，应增加冷却装置；

③油泵和液压系统漏损大，应更新泵或系统中漏损大的零件；

④冷却装置过小，应更换冷却装置。任务实施一、CBH齿轮泵结构拆装1.拆卸（1）松开紧固螺钉，取出定位销，将前、后泵盖和泵体分离开。（2）从泵体中依次取出轴套、主动齿轮及轴、从动齿轮及轴；如果配合面发卡，可用铜棒轻轻敲击出来，禁止猛力敲打，损坏零件。（3）分解端盖与轴承、齿轮与轴、端盖与油封。任务实施

2.安装（1）将齿轮泵内的所有零部件用煤油进行清洗、检验、分析，均匀涂上润滑油。（2）按拆卸的相反顺序装配齿轮泵，即后拆的零件先装配，先拆的零件后装配;装配时严禁遗漏零件。注意:安装浮动轴套时应将有卸荷槽的端面对准齿轮端面，径向压力平衡槽与压油口处在对角线方向;检查泵轴的旋向与泵的吸压油口是否吻合，避免齿轮泵不能正常工作。（3）将齿轮泵外表面擦拭干净，整理工作台。任务实施二、限压式变量叶片泵结构拆装1.拆卸（1）松开固定螺钉，拆下弹簧压盖，取出弹簧及弹簧座；（2）松开固定螺钉，拆下活塞压盖，取出活塞；

（3）松开固定螺钉，拆下滑块压盖，取出滑块及滚针；

（4）松开固定螺钉，拆下传动轴左右端盖，取出左配流盘、定子、转子传动轴组件和右配流盘；

（5）分解以上各部件。任务实施

2.安装（1）先将叶片泵内所有零部件用煤油进行清洗、检验，均匀涂上润滑油；（2）按拆卸的相反顺序装配叶片泵，即后拆的零件先装配，先拆的零件后装配；装配时严禁遗漏零件。（3）将叶片泵外表面擦拭干净，整理工作台。任务实施三、柱塞泵结构拆装1.拆卸（1）松开泵体与泵盖的连接螺栓，将泵体与泵盖分离开。（2）从端盖上取下配油盘。（3）用两个专用长螺栓小心将回转缸体（包括柱塞组件、回程盘）从泵体内取出。（4）松开泵轴与泵体的固定卡环，取出泵轴。（5）松开螺栓，取出定位弹簧和变量活塞。（6）取出斜盘。（7）指出各零件的名称。（8）观察配油盘、柱塞、滑靴、缸体的结构，找出三对运动副。任务实施

2.安装（1）先将柱塞泵内的所有零部件用煤油进行清洗、检验、分析，均匀涂上润滑油；（2）按拆卸的相反顺序装配柱塞泵，装配柱塞时，按照拆开时的记录顺序和位置安装柱塞；安装配油盘时，注意将配油盘的定位销对准泵盖上的定位销孔，避免柱塞泵不能正常工作；装配时严禁遗漏零件。（3）将柱塞泵外表面擦拭干净，整理工作台。项目小结

液压泵是能量转换装置，把机械能转变为液压能，液压泵必须具有周期变化的密封容积和配流装置才能正常工作。本项目分为两个任务，介绍了齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的工作原理、特点和泵的选用以及三种泵的拆装与维修。每种泵都有它的特点和合理的适用范围，必须根据具体任务要求，全面衡量利弊来选用。从使用性能看，其优劣次序大致为柱塞泵、叶片泵和齿轮泵。从结构复杂程度、价格以及抗污染能力等方面来看，则齿轮泵为最好，而柱塞泵最复杂，价格最高，对油的清洁度要求也最苛刻。谢谢《液压传动技术》项目三液压执行元件的选用、拆装与检修项目导入液压传动中的执行元件是将流体的压力能转化为机械能的元件。它驱动机构作直线往复运动或旋转（或摆动）运动，其输入为压力和流量，输出为力和速度，或转矩和转速。液压执行元件是液压回路中不可缺少的环节。生活中的液压千斤顶、挖掘机、升降机等机械装置都很好的利用了液压执行装置来进行工作。执行元件分为液压缸和液压马达，那么它们的工作原理是怎样的，如何正确的选用执行元件呢

？？？？任务一目录CONTENT液压缸的选用、拆装与检修液压马达的选用CONTENT任务二任务一液压缸的选用、拆装与检修液压缸的选用、拆装与检修学习目标掌握液压缸的工作原理及分类掌握液压缸基本参数的计算掌握液压缸的拆装及检修在不同的场合能够对液压缸进行正确的选用任务描述

通过参观或观看视频，观察磨床工作台、压力机、汽车起重机、轧钢设备等液压驱动机械液压缸的工作过程，在学习液压缸的类型、运动特点、结构原理、参数计算等相关知识的基础上，对不同运动和工作要求的液压缸进行正确选用。同时具备液压缸拆装及检修的基本技能。一、液压缸的分类液压缸是液压系统中的执行元件。它的作用是将液体的压力能转变为运动部件的机械能，使运动部件实现往复直线运动。按其作用方式的不同分为单作用式液压缸和双作用式液压缸两类。单作用式液压缸中液压力只能使活塞（或柱塞）单方向运动，反方向运动必须靠外力（如弹簧力或自重等）实现；双作用式液压缸可由液压力实现两个方向的运动。按其结构的不同分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。一、液压缸的分类

各类液压缸的图形符号及特点汇总于下：一、液压缸的分类

二、液压缸的参数计算活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸。根据安装方式的不同可分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。1.活塞式液压缸活塞式液压缸按其使用要求不同可分为双杆式、单杆式两种双杆活塞式液压缸如图3-1所示为缸筒固定式的双杆活塞缸。它的进、出油口布置在缸筒两端,活塞通过活塞杆带动工作台移动,当活塞的有效行程为L时,整个工作台的运动范围为3L,所以机床占地面积大,一般适用于小型机床。二、液压缸的参数计算当工作台行程要求较长时,可采用图3-2(a)所示的活塞杆固定形式,这时,缸体与工作台相连,活塞杆通过支架固定在机床上，动力由缸体传出。这种安装形式中，工作台的移动范围只等于液压缸有效行程L的两倍（2L），因此占地面积小。进出油口可以设置在固定不动的空心的活塞杆的两端,使油液从活塞杆中进出,也可设置在缸体的两端,但必须使用软管连接。图（b）为活塞杆固定式液压缸的结构剖分图。二、液压缸的参数计算工作原理：由于双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的,因此它左、右两腔的有效面积也相等。当活塞的直径为D,活塞杆的直径为d,液压缸进、出油压力为p1和p2,输入流量为q时,液压缸左、右两个方向运动产生的推力F1、F2和速度v1、v2为：

F1=F2=A(p1-p2)=π/4(D2-d2)(p1-p2)

v1=v2=q/A=4q/[π(D2-d2)]式中：A为活塞的有效工作面积当分别向双杆活塞式液压缸左、右腔输入相同压力和相等流量的压力油时,活塞往复运动的速度和推力相等。二、液压缸的参数计算活塞只有一端带活塞杆的液压缸称为单活塞杆式活塞缸。单杆液压缸也有缸体固定和活塞缸固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。单活塞杆液压缸单杆活塞缸由于活塞两端有效面积不等，如果以相同流量的压力油分别进入液压缸的左、右腔，活塞移动的速度与进油腔的有效面积成反比，即油液进入无杆腔时有效面积大，速度慢，进入有杆腔时有效面积小，速度快；而活塞上产生的推力则与进油腔的有效面积成正比。二、液压缸的参数计算如图3-4（a）所示，当压力为p1，流量为q的液压油输入液压缸无杆腔时，如果液压缸有杆腔存在背压p2，其活塞上产生的推力F1和速度v1为:F1=A1p1-A2p2=π/4［（p1-p2）D2+p2d2］v1=q/A1=4q/πD2当油液从如图3-4（b）所示的右腔（有杆腔）输入时，其活塞上所产生的推力F2和速度v2为:F2=A2p1–A1p2=π/4［（p1-p2）D2-p1d2］v2=q/A2=4q/[π（D2-d2）]二、液压缸的参数计算由于A1>A2,所以F1>F2,v1<v2

。即活塞往复运动的速度和推力不等。若把两个方向上的输出速度v1和v2的比值称为速度比，记为λv，则λv=v2/v1=1/［1-（d/D）2

］。因此，活塞杆直径越小，λv越接近于1，活塞两个方向的速度差值也就越小；如果活塞杆越粗，活塞两个方向运动的速度差值就越大。在已知D和λv的情况下，也就可以较方便地确定d。二、液压缸的参数计算开始工作时左右两腔的油液压力相同，但是由于左腔（无杆腔）的有效面积大于右腔（有杆腔）的有效面积，故活塞向右运动，同时使右腔中排出的油液（流量为q′）也进入左腔，加大了流入左腔的流量（q+q′），从而也加快了活塞移动的速度。实际上活塞在运动时，由于差动缸两腔间的管路中有压力损失，所以右腔中油液的压力稍大于左腔油液压力。而这个差值一般都较小可以忽略不计。如图3-5所示，当向单杆活塞缸的左右两腔同时通压力油时称为差动连接。二、液压缸的参数计算则差动缸活塞推力F3和运动速度v3为：F3=p1（A1-A2）=p1π/4d2v3=（q+q’）/A1=[q+π/4（D2-d2）v3]/

(π/4D2)即：：v3=4q/(πd2)差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小，速度比非差动连接时大，正好利用这一点，可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度，这种连接方式被广泛应用于组合机床的液压动力滑台和其他机械设备的快速运动中。如果要求快速运动和快速退回速度相等，即使v2=v3，则可得D=2d。二、液压缸的参数计算柱塞缸是一种单作用液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，其工作原理如图3-6（a）所示，柱塞与工作部件连接，缸筒固定在机体上。当压力油进入缸筒时，推动柱塞带动运动部件向右运动，但反向退回时必须靠其它外力或自重驱动。柱塞缸通常成对反向布置使用，如图3-6（b）所示。2.柱塞缸二、液压缸的参数计算当柱塞的直径为d，输入液压油的流量为q，压力为p时，其柱塞上所产生的推力F和速度v为:F

=pA

=pπ/4d2v=q/A=4q/(πd2)柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒内孔不需精加工，甚至可以不加工。运动时由缸盖上的导向套来导向，所以它特别适用在行程较长的场合。三、其他液压缸１.增压缸增压液压缸又称增压器。在某些短时或局部需要高压液体的液压系统中，常用增压缸与低压大流量泵配合作用。它有单作用和双作用两种形式。

三、其他液压缸图3-8（a）所示为单作用增压缸的工作原理图。当低压为p1的油液推动增压缸的大活塞时，大活塞推动与其连成一体的小活塞输出压力为p2的高压液体。当大活塞直径为D，小活塞直径为d时，p2=p1(D/d)2=Kp1

式中，K=D2/d2,称为增压比，它代表其增压能力增压缸仅仅是增大输出的压力，并不能增大输出的能量单作用增压缸在小活塞运动到终点时，不能再输出高压液体，需要将活塞退回到左端位置，再向右行时才又输出高压液体，即只能在一次行程中输出高压液体。为了克服这一缺点，可采用双作用增压缸，如图3-8（b）所示，由两个高压端连续向系统供油。三、其他液压缸伸缩式液压缸由两个或多个活塞式液压缸套装而成，前一级活塞缸的活塞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。套筒式伸缩缸的外伸动作是逐级进行的。首先是最大直径的缸筒以最低的油液压力开始外伸，当到达行程终点后，稍小直径的缸筒开始外伸，直径最小的末级最后伸出。随着工作级数增多，外伸缸筒直径越来越小，工作油液压力随之升高，工作速度变快。2.伸缩缸三、其他液压缸图3-10（a）所示为单作用式伸缩缸，图3-10（b）所示为双作用式伸缩缸，前者靠外力回程，而后者靠液压回程。三、其他液压缸齿轮式液压缸又称无杆式活塞缸，它由柱塞缸和一套齿轮齿条传动装置组成。当压力油推动活塞左右往复运动时，齿条就推动齿轮做往复旋转，从而齿轮驱动工作部件（如组合机床中的旋转工作台）作周期性的往复旋转运动。3.齿轮缸三、其他液压缸4.摆动缸摆动式液压缸也称为摆动液压马达，如图3-13所示。当它通入压力油时，它的主轴能输出小于360°的摆动运动，常用于夹具夹紧装置、送料装置、转位装置以及需要周期性进给的系统中。

图（a）为单叶片式摆动缸，它的摆动角度较大，可达300°。图（b）所示为双叶片式摆动缸，它的摆动角度较小，可达150°，它的输出转矩是单叶片式的两倍，而角速度则是单叶片式的一半。四、液压缸的结构组成液压缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五部分。四、液压缸的结构组成1.缸筒与缸盖在设计过程中，缸筒和缸盖采用何种连接方式主要取决于液压缸的工作压力、缸筒的材料和具体工作条件。当工作压力p<10MPa时使用铸铁缸筒，它的连接方式多用（a）法兰连接，这种结构易于加工和装拆，但外形尺寸大。当工作压力p<20MPa时使用无缝钢管,

p>20MPa时使用铸钢或锻钢。它与缸盖的连接方式常用图（b）、（c）半环连接和螺纹连接。采用半环连接拆装方便，但削弱了强度，有时要加厚缸壁。采用螺纹连接时，缸筒端部结构复杂，外径加工时要求保证内外径同心，装卸时要使用专用工具。但外形尺寸和重量均较小，常用于无缝钢管或铸钢制的缸筒上。四、液压缸的结构组成2.活塞和活塞杆

活塞和活塞杆连接方式必须保证连接可靠四、液压缸的结构组成（a）为活塞与活塞杆之间采用螺纹连接，它适用负载较小，受力无冲击的液压缸中。螺纹连接虽然结构简单，安装方便可靠，但在活塞杆上车螺纹将削弱其强度。（b）和（c）为卡环式连接方式。（b）中活塞杆上开有一个环形槽，槽内装有两个半环以夹紧活塞，半环由轴套套住，而轴套的轴向位置用弹簧卡圈来固定。（c）中的活塞杆，使用了两个半环，它们分别由两个密封圈座套住，半圆形的活塞安放在密封圈座的中间。（d）是一种径向销式连接结构，用锥销把活塞固定在活塞杆上，这种连接方式特别适用于双出杆式活塞。四、液压缸的结构组成3.密封装置（a）为间隙密封，它依靠运动件之间的微小间隙来防止泄漏。（b）所示为摩擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环（尼龙或其他高分子材料制成），在摩擦环弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。（c）、（d）所示为密封圈（O形圈、V形圈）密封，它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把脏物带入液压缸，使油液受到污染，使密封件磨损，因此常需要在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的一端。四、液压缸的结构组成（a）为间隙式缓冲装置：结构简单，但缓冲压力不可调节，且实现减速所需行程较长，适用于移动部件惯性不大，移动速度不太高的场合。（b）为可调节流缓冲装置：可根据负载情况调整节流阀开口的大小，改变缓冲压力的大小，因此适用范围较广。（c）为可变节流缓冲装置：在缓冲过程中能自动改变其节流口大小（随着活塞运动速度的降低而相应关小节流口），因而使缓冲作用均匀，冲击压力小，制动位置精度高。4.缓冲装置四、液压缸的结构组成排气装置一般设置在液压缸的最高部位（那里往往是空气聚积的地方）。排气装置通常有两种：一种是在液压缸的最高部位处开排气孔，并用管道连接排气阀进行排气；另一种是在液压缸的最高部位安放排气塞。两种排气装置都是在液压缸排气时打开（让活塞全行程往复移动数次），排气完毕后关闭。5.排气装置任务实施

一、液压缸的拆装与检修拆卸液压缸

拧出四只拉杆螺母取下四根拉杆；取下后端盖、缸筒；

分离前端盖与活塞杆活塞组合；将零件各部位密封圈卸下（对Y型圈注意方向，而活塞上的组合圈无法取出）。任务实施首先应对液压缸各零件进行外观检查，根据经验判断是否可用。（1）缸筒内表面缸筒内表面有很浅的线状摩擦或点状伤痕是允许的，但如果有纵状拉伤深痕时，必须对内孔进行研磨，也可用极细的砂纸或油石修正。当纵状拉伤为深痕而无法修正时，就必须更换新缸筒。（2）活塞杆的滑动面产生纵状拉伤时，其判断与处理方法与缸筒内表面相同。但是，活塞杆的滑动面一般是镀硬铬的，如果部分镀层因磨损产生剥离，形成纵状伤痕时，活塞杆密封处的漏油对运动影响很大。必须除去原有的镀层，重新镀铬、抛光，镀铬厚度为0.005mm左右。油缸拆卸后的检查任务实施（3）密封活塞密封件是防止液压缸内部漏油的关键零件。检查密封件时，应当首先观察密封件的唇边有无损伤，以及密封摩擦面的磨损情况。当发现密封件唇口有轻微的伤痕，摩擦面略有磨损时，最好能更换新的密封件。对使用已久、材质产生硬化变脆的密封件，也须更换。（4）活塞杆导向套的内表面导向套内表面若有伤痕，对使用没有妨碍。但是，如果不均匀磨损的深度在0.2～0.3mm时，就应该更换新的导向套。任务实施（5）活塞表面若伤痕深度达到0.2～0.3mm时，就应更换新的活塞。另外，还要检查是否有端面的碰撞、内压引起活塞的裂缝，如有，则必须更换活塞，因为裂缝可能会引起内部漏油。另外还需要检查密封槽