机械基础 第三版 课件 （郁志纯） 模块八 液压传动

机械基础模块八液压传动

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单元一液压传动的基本概念液压元件单元二液压控制回路单元二单元一

液压传动的基本概念教学目标一、目标和要求(1)了解液压传动系统的基本工作原理。(2)了解液压传动系统的组成和特点(3)掌握常用液压元件的图形符号二、重点和难点(1)液压传动的概念、传动原理(2)液压元件的图形符号第一节液压传动的基本知识第二节液压传动的基本参数

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案例导入在生活，液压传动的应用很广。如图所示的自卸汽车和汽车起重机都是液压传动的典型实例。那它们到底是怎么工作的呢？（a）自卸货车（b）汽车起重机液压传动应用第一节液压传动的基本知识第二节液压传动的基本参数

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液压系统的工作原理1-杠杆手柄2-小液压缸3-小活塞4、5-单向阀6-大液压缸7-大活塞8-油管9-放油阀10-油箱

液压千斤顶工作原理示意图液压千斤顶由手柄、液压缸、活塞、单向阀、放油阀、油箱等组成。当提取手柄1，小活塞3向上运动，在小液压缸2下部形成局部真空，压力差将液压油从油箱吸入小液压缸2；当压下手柄时，小活塞3向下移动，小液压缸2中油压升高，单向阀4关闭，压力油通过单向阀5流入大液压缸6，并推动大活塞7向上运动，从而推动活塞7向上运动，从而顶起重物。不断反复提压手柄，即可将重物顶。液压系统的工作原理液压传动以液体为工作介质，利用液体的压力，通过容积的变化实现动力传递。首先将手柄（或泵）的机械能转换为液体的压力能，然后通过液压缸将液体的压力能转换为机械能，以推动负载运动。液压传动的组成一个完整的液压传动系统由五个部分组成。动力部分动力部分是把机械能转换成液压能的动力装置，其作用是向液压传动系统提供压力油。常用动力装置是液压泵，液压泵是液压传动系统的心脏部分。执行部分执行部分是把液压能转换成机械能，驱动工作机构的执行装置。常用执行部分是各种形式的液压缸和液压马达。控制部分控制部分是调节液压传动系统中油液的压力、流速、流量和活塞运动方向的装置。常用的控制装置有压力阀、调速阀、流量阀和换向阀。液压传动的组成4.辅助部分辅助部分将前面三个部分连接在一起组成一个系统，保证液压传动系统正常工作的辅助装置是液压传动系统不可缺少的组成部分，起到储油、过滤、测量和密封的作用。常用的辅助装置有滤油器、管件、密封件、热交换器、油箱等。5.工作介质系统中用来传递能量的物质，即液压油。液压传动的特点1.液压传动的优点:(1)液压传动装置和其它类型的传动装置相比，在同等功率条件下体积小、重量轻，因此惯性小、动作灵敏，可实现频繁启动和换向。(2)容易实现无级调速，调速范围较大。(3)容易实现过载保护，一般装有安全阀便可防止过载。运转平稳，容易吸收冲击和振动。(4)液压传动能在各种方位传动，容易实现往复传动。由于其体积小、传递的功率大，可在较小的空间内传递复杂的运动形式。这些特点使液压传动在组合机床和自动线中应用十分普遍。(5)操纵简单，便于实现自动化，特别是和电气控制系统组成电液复合系统时上述优点更明显。(6)液压元件易于标准化、系列化、通用化，便于推广使用。液压传动的特点2.液压传动的缺点：(1)由于工作液体不可避免会有漏损、油液具有微小的可压缩性、管路会产生弹性变形，因此液压传动不宜用于传动要求严格的传动系统中。(2)要求制造的工艺水平较高。使用维护也要有较高的技术水平。(3)当油温和载荷变化较大时不易保持负载运动速度的稳定性。油液的污染对液压系统的性能影响非常显著。(4)油液在管路中流动会产生压力损失，当管路较长时压力损失较大、传功效率降低．因此液压传动不宜用于远距离传动。液压传动系统的图形符号液压传动系统的图形表示101-工作台2-液压缸3-活塞4.6-换向阀5-节流阀7-溢流阀8-液压泵9-过滤器10-油箱

第一节液压传动的基本知识第二节液压传动的基本参数

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液压传动基本参数1.压强p活塞单位面积上所受到的压力称为压强。其压力的大小为

p=F/A

式中p—液体的压强，MPa；

F—作用在液体表面的外力，N；

A—液体表面承压面积，ｍ２。液压传动基本参数2.流量q流量为单位时间内流过某管道截面的液体的体积，即

q=V/t=Av式中V—液体的体积，L；

t—时间，min；

A—活塞有效面积，mm2

；

v—活塞移动速度，mm/min；

q—流量，m3/m或L/min液压传动基本参数3.流速v流速是指液体质点在单位时间内流过的距离。由于液体具有黏性，流动时同一截面上各质点的速度不可能完全相同，因此通常以平均流速进行计算。平均流速为通过截面的流量除以截面积，即

V=q/A式中：v-液流的平均流速，单位m/s;q-流入液压缸或者管道的流量，单位m3/sA-有效作用面积或管道截面积，单位m2液压传动基本参数

4.功率p活塞单位面积上所受到的压力称为压强。其压力的大小为

P=F.v=p/A.v式中p—液体的压强，单位MPa；

q—流量，单位ｍ３／ｍ或Ｌ／ｍｉｎ液压传动的功率犘等于液体的压力狆与流量的乘积。压力p和流量q是液压传动中两个最基本而又最重要的参数单元小结1.液压传动是以液体为工作介质，利用液体的压力，通过密封容积的变化实现动力传递的。液压系统的正常工作条件必领有可变化的密封容积，必须与大气相通。2.液压系统是一个能量转换系统，先将机械能转换为压力能，再将压力能转换为机械能。3.一个完整的液压传动系统应该由动力元件、执行元件、辅助元件、控制元件、工作介质五大部分组成。4.静压传递原理即帕斯卡原理，是指在密闭容积中，若某处的压力发生变化，则这个力会迅速传遍其余各点。机械基础模块八液压传动

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单元一液压传动的基本概念液压元件单元二液压控制回路单元二单元二

液压元件教学目标一、目标和要求(1)掌握各个液压元件的结构。(2)了解各个液压元件的工作原理。(3)了解液压常用辅助元件的相关知识。(4)掌握液压元件的应用场合及图形符号。二、重点和难点液压泵、液压缸、液压马达、液压阀的结构与工作原理。第一节液压泵第二节液压缸

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第三节液压阀第四节液压辅助元件案例导入建筑工地上我们常能看到的挖掘机，它挥动巨大的机械手臂，挖掘地面，铲起砂土，然后转向把砂土装进自卸卡车。那么它到底是怎么工作的呢？挖掘机第一节液压泵第二节液压缸

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第三节液压阀第四节液压辅助元件液压泵的工作原理和分类1.液压泵工作原理液压泵是液压传动系统的动力元件，其作用是将电动机的机械能转换成液压油的压力能，并向液压传动系统提供具有一定压力和流量的液压油，作为系统的动力源，液压泵是一种能量转换的装置。（a）原理图

（b）实物图液压泵工作原理1—凸轮；2—柱塞；3—弹簧；4—密封工作腔；5、6单向阀

液压泵的工作原理和分类1.液压泵工作原理液压泵正常工作的必要条件是：（1）具有周期性变化的密封容积。（2）具有配流装置，能完成吸油和压油功能。（3）油箱必须与大气相通液压泵的工作原理和分类2.液压泵的种类根据内部结构的不同齿轮泵叶片泵柱塞泵根据排量

能否改变定量

液压泵变量

液压泵根据泵的输油方向能否改变单向

液压泵双向

液压泵液压泵的工作原理和分类2.液压泵的种类(1)齿轮泵以外啮合的齿轮泵应用最广。齿轮泵内有一对相互啮合的少齿数外齿轮，齿轮密封在泵体的工作腔内，啮合线把啮合齿轮分为互不相通的两个区域。当齿轮按示意图中的方向转旋时，左方的吸油腔由于相互啮合的轮齿逐渐脱开，齿槽空间逐渐增加，密封工作容积逐渐增大，形成部分真空，油箱中的油液在外界大气压力作用下，经吸油管进入吸油腔充满齿槽。随着齿轮的转动，油液被带到右方的压油腔内，由于齿轮的逐渐啮合，密封工作腔的容积不断减小，油液被挤出来，从压油口进入压力管路供液压系统使用。（a）原理图（b）实物图外啮合齿轮泵液压泵的工作原理和分类2.液压泵的种类(1)齿轮泵内啮合齿轮泵是采用齿轮内啮合原理，内外齿轮节圆紧靠一边，另一边被泵盖上“月牙板”隔开。主轴上的主动内齿轮带动外齿轮同向转动，在进口处齿轮相互分离形成负压而吸入液体，齿轮在出口处不断嵌入啮合而将液体挤压输出。（a）原理图（b）实物图内啮合齿轮泵液压泵的工作原理和分类2.液压泵的种类(1)齿轮泵特点：两齿轮的旋转方向、转速不变，齿轮的流量保持不变，称为定量泵。优点结构简单体积小重量轻加工制造方便成本较低缺点流量和压力的脉动大工作时有较大的噪声排油量不可调节齿轮泵多用于低压系统中，如各种机械修理装置等。液压泵的工作原理和分类2.液压泵的种类(2)叶片泵叶片泵主要由定子、转子及叶片等部件组成。根据转子每转一周密封腔吸油和排油次数的不同，叶片泵可分为单作用叶片泵和双作用叶片泵两类。液压泵的工作原理和分类单作用叶片泵叶片安装在转子槽中，转动时在离心力作用下可贴紧定子内壁，并与转子一起组成若干个密封容积。原动机带动转子每转动一圈，每个密封容积完成一次吸油和排油过程。单作用叶片泵中，调节转子和定子之间的偏心距e，即可改变泵的排油量，故单作用叶片泵属于变量液压泵。（a）单作用叶片泵（b）实物图叶片泵的工作原理示意图液压泵的工作原理和分类双作用叶片泵双作用叶片泵的转子和定子中心相互重合，定子内表面呈近似椭圆形，由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线组成。叶片、定子内表面和转子外表面组成若干个封闭容积。转子转动时，随着定子内表面形状的变化，封闭容积发生周期性改变，从而实现吸油和排油的过程。转子每转动一周，每个封闭容积发生两次改变，泵完成两次吸油和排油过程，故称为双作用叶片泵。（a）实物图（b）双作用叶片泵叶片泵的工作原理示意图液压泵的工作原理和分类(2)叶片泵特点：优点工作油压高流量脉动小噪声小使用寿命长缺点结构比较复杂定子和转子等零部件加工难度大成本高同时对油液污染比较敏感叶片泵常用于各类机床设备等中的液压系统。液压泵的工作原理和分类2.液压泵的种类(3)柱塞泵柱塞泵是靠柱塞在缸体内做往复运动，以周期性地改变缸体内的密封容积来实现吸油和排油工作过程的。液压泵的工作原理和分类(3)柱塞泵根据柱塞的排列方式和运动方式的不同，柱塞泵可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两种。（a）所示的径向柱塞泵中，由于定子和转子中心不重合，在转子转动时柱塞形成的密封容积发生周期性地改变；（a）径向柱塞泵1—柱塞；2—定子；3—转子；4—衬套；5—配油轴；6—柱塞孔（b）实物图

径向柱塞泵液压泵的工作原理和分类(3)柱塞泵（b）所示的轴向柱塞泵中，斜盘作为转子不断转动，使柱塞与缸体的距离不断变化，从而使密封容积发生周期性地改变。实物图（b）轴向柱塞泵1—斜盘；2—柱塞；3—缸体；

4—配流盘；5—传动轴

轴向柱塞泵液压泵的工作原理和分类(3)柱塞泵柱塞泵特点与应用：1.柱塞和缸体等部件制造简单、加工精度高、密封性好。2.流量调节方便，只需改变柱塞工作行程即可。3.获得的油压高、泵体结构紧凑、工作效率高。柱塞泵广泛应用于要求高油压、大流量、大功率以及变流量的液压系统中。液压泵的工作原理和分类2.液压泵的种类(4)螺旋泵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。随着主动螺杆的转动，密封工作腔一个接一个地在左端形成，不断地从左端向右端移动，并在右端消失。形成密封工作腔的容积逐渐增大、吸油，消失的容积逐渐缩小、压油液压泵的工作原理和分类2.液压泵的种类(4)螺旋泵单螺杆螺旋泵液压泵的工作原理和分类2.液压泵的种类(4)螺旋泵双螺杆螺旋泵（a）原理图（b）实物图液压泵的工作原理和分类(4)螺旋泵特点：优点结构简单、紧凑体积小、重量轻噪声小运转平稳缺点结构比较复杂加工较困难螺旋泵常用于精密机床的液压传动中液压泵的选择选择液压泵的主要原则是满足液压系统的工作要求，确定泵的输出流量、工作压力和结构形式。液压泵的使用(1)液压泵启动前，在液压泵内必须充满油液。避免油温过低或过高情况下工作，油温过低，黏度过大，吸油困难；油温过高，黏度下降，润滑不好，加剧发热，容易出现烧伤。(2)液压泵的吸油口和出油口的过滤器应及时清洗，防止污物阻塞导致吸油不畅，造成压力不足，噪声过大。(3)液压泵的的吸油管应远离回油管，避免回油口靠近吸油区。第一节液压泵第二节液压缸

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第三节液压阀第四节液压辅助元件液压缸液压缸是液压传动系统中的执行元件，是完成液体的压力能转换成机械能的装置，用于实现传动系统执行元件的直线往复运动或摆动。常用的液压缸有活塞式、柱塞式、摆动式三种。活塞式、柱塞式以及伸缩式液压缸用来实现往复直线运动，输出推力、拉力或直线运动；摆动式液压缸用来实现360°以内的往复摆动，输出转矩和角速度。液压缸根据压力油作用方式的不同，液压缸可分为单作用液压缸和双作用液压缸。单作用液压缸只有一个油液入口，压力油只能驱动液压缸单向运动，反向运动需要依靠外力才能进行；双作用液压缸有两个油液入口，压力油可驱动液压缸做双向运动。液压缸1.活塞式液压缸（1）双活塞杆式液压缸固定在活塞上的双活塞杆从液压缸两侧伸出，两活塞杆的直径相等，活塞两端的有效工作面积相等。当流入两腔的液压油的流量、压力一定时，活塞或缸体往返两个方向的运动速度和推力相等。（b）原理图

（c）图形符号

双活塞杆式液压缸

（a）实物图

液压缸1.活塞式液压缸（2）单活塞杆式液压缸活塞上只有一端固定有活塞杆，活塞在压力油作用下作单向推力运动，活塞两端的有效工作面积相差一个活塞杆截面的面积。当有杆腔进油时，由于有效面积小，所以活塞速度大，推力小；当无杆腔进油时，由于有效面积大，所以活塞速度小，推力大。（b）原理图

（c）图形符号

单活塞杆式液压缸

（a）实物图

液压缸1.活塞式液压缸（3）差动式液压缸活塞的左、右两腔同时通入压力油，这种连接方式称为差动连接。差动连接回油缸的压力油流回进油腔，增加了进油腔的流量，加快了活塞杆的移动速度，适合于要求推力不大，快进、快退的工作循环中。如果活塞杆的直径是活塞直径的0.707倍，则快进与快退的速度相等。（a）示意图

（b）图形符号

差动式单活塞杆式液压缸的示意图及图形符号

液压缸1.活塞式液压缸（4）增压缸在液压系统中，整个系统需要低压，而局部需要高压，为了节省一个高压泵，常用增压缸与低压大流量泵配合，提高输出油压的局部压力。这样，只有局部是高压，而整个液压系统调整压力较低，减少了功率损耗。增压缸（b）结构图

（c）原理图

（a）实物图

液压缸2.柱塞式液压缸(1)它是一种单作用式液压缸，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或柱塞的自重；(2)柱塞只靠缸套支承，故适于做长行程液压缸；柱塞式液压缸（b）实物图

（a）结构图

液压缸3.伸缩缸由两个或多个活塞式缸套装而成。前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。伸缩缸（b）实物图

（a）结构图

液压缸的结构1.缸筒与缸盖缸筒与缸盖的连接要求紧密、不泄漏。常用的连接形式有：①法兰式连接②螺纹式连接③拉杆式连接（a）法兰式

（b）螺纹式

缸筒与缸盖的连接（c）拉杆式

液压缸的结构2.活塞与活塞杆活塞与活塞杆之间常采用锥销连接和螺纹连接，锥销连接常用于双出杆液压缸。（a）锥销连接

（b）螺纹连接

活塞和活塞杆的连接

液压缸的结构3.密封装置密封装置是避免油液泄漏造成压力降低和流量损失。常用间隙密封和密封圈密封。（a）间隙密封

（b）密封圈密封

密封装置

4.缓冲装置

缓冲装置是为了防止活塞运动到极限位置时与缸盖相撞。如图利用节流槽进行缓冲。液压缸的结构5.排气装置排气装置是在装配或维护液压设备后，排出管道和系统中的空气，保证液压系统能达到使用的压力。常用的排气装置有两种形式，一是排气孔和排气阀，二是排气塞。排气孔应安装在液压缸的最高位处，并用长管道通向远处的排气阀排气。排气塞排气则是在缸盖的最高部位处直接安装排气塞（a）排气孔

（b）排气塞

排气装置第一节液压泵第二节液压缸

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第三节液压阀第四节液压辅助元件液压阀作用与类型液压传动系统的控制元件是液压控制阀，调整液压传动系统的压力大小、油液流动速度的快慢、流量的大小和改变油液流动的方向，达到控制执行元件输出的动力或力矩、运动的方向、速度大小和动作的顺序，满足工作机械所设定的动作和功能要求。液压控制阀按作用分为压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀三大类。液压阀作用与类型控制阀压力控制阀溢流阀减压阀顺序阀方向控制阀单向阀换向阀流量控制阀节流阀调速阀压力控制阀压力控制阀是对液压传动系统的整体或局部压力进行调节的控制阀，包括调压、减压、增压、卸荷等控制。常用的压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀。1.溢流阀溢流阀的主要作用是调定或限制液压系统的最大工作压力溢流阀分直动式溢流阀和先导式溢流阀压力控制阀压力油从油口P进入溢流阀，当油压不高时，阀芯在弹簧作用下顶住阀座孔，阀口关闭；当油液对阀芯的作用力大于弹簧阻力时，阀口打开，多余的油液从油口T流回油箱，使得油口P的油压保持恒定，该过程称为溢流。通过旋转调压螺杆，改变弹簧阻力的大小，即可调整溢流阀的溢流油压，从而控制系统中的最大压力。(1)直动式溢流阀直动型溢流阀结构简单，制造方便，但当油路压力较大时，要求弹簧较硬，从而造成调压的不便，故其适用于低压系统。（b）原理图

（c）图形符号

直动式溢流阀的工作原理和图形符号

（a）实物图压力控制阀它主要由先导阀和主阀两部分组成，其中，先导阀用于调节压力，主阀用于控制溢流阀的开启和关闭，从而稳定系统压力。(2)先导式溢流阀由于调压轻便，先导型溢流阀适用于高压大流量的液压系统。（b）原理图

（c）图形符号

先导式溢流阀的工作原理和图形符号

1-主阀阀芯；2-阻尼孔；3-主阀弹簧；4-先导阀阀芯；5-先导阀弹簧；6-调压手轮（a）实物图压力控制阀减压阀的主要作用是用来降低液压系统中某一个局部油液的压力，使这一个局部的压力低于整个液压系统设定的压力，以满足不同执行元件的工作压力要求2.减压阀根据控制压力不同可分：定值减压阀：用于维持出口压力不变定差减压阀：用于维持进、出口之间压力差不变定比减压阀：用于维持进、出口之间压力成一定的比例不变。压力控制阀2.减压阀（b）原理图

（c）图形符号

直动式减压阀（a）实物图压力控制阀顺序阀的作用是利用油路中压力的变化控制阀门的开、关，实现各部分油路的顺序动作。3.顺序阀顺序阀与溢流阀原理相似：不同：溢流阀出油口接油箱，顺序阀出油口接执行元件（b）原理图1—泄油口；2—阀芯；3—阀芯端头（c）图形符号

顺序阀（a）实物图压力控制阀溢流阀、减压阀、顺序阀比较方向控制阀方向控制阀是控制油液流动方向的控制阀，包括单向阀和换向阀两种1.单向阀单向阀的作用是允许油液只向一个方向流动，不允许油液向相反的方向流动方向控制阀普通单向阀主要由阀体、阀芯和弹簧等部件组成工作时，流体由P1口流入，克服弹簧弹力并顶开阀芯，从P2口流出。液体只能从P1流向P2，不能倒流。(1)普通单向阀方向控制阀液控单向阀是在普通单向阀结构的基础上增加一个控制油口K，当控制油口K无压力油通入时，液控单向阀相当于普通单向阀，压力油可经P1口流入，P2口流出，反向则不能流动。当控制油口K通入压力油后，控制活塞通过顶杆推动阀芯往右移动，使油口P1和P2处于连通状态，压力油可双向流动。(2)液控单向阀液控单向阀：K口不通油普通单向阀一样液控单向阀液控单向阀：正向流通液控单向阀液控单向阀液控单向阀：K口通油，反向可以流通液控单向阀：K口通油，反向可以流通液控单向阀方向控制阀2.换向阀换向阀的作用是利用阀芯与阀体相对位置的改变控制油路的接通或关闭，达到控制液压执行元件的起动、停止或变换运动方向的目的。换向阀按阀芯的运动分滑阀式和转阀式，滑阀式应用较多。方向控制阀滑阀式换向阀滑阀式换向阀按照阀芯的工作位置的数目和油液的进、出口通路数目分为“几位几通”方向控制阀滑阀式换向阀换向阀的图形符号用一个方框表示换向阀的一个工作位置，二位用两个方框，三位用三个方框。方框内的箭头表示油路相通路线，表示油路不相通名称符号名称符号二位二通二位五通二位三通三位四通二位四通三位五通方向控制阀滑阀式换向阀换向阀的阀芯位置有手动、机动和电磁多种控制方式流量控制阀流量控制阀的作用是控制液压系统的流量。流量控制阀是依靠改变节流口的大小，调节执行元件的运动速度。常用的流量控制阀有普通节流阀和调速阀。1.节流阀普通节流阀是液压传动系统中最简单的流量控制阀，通过改变阀口过流面积的大小或通道的长短，控制和改变通过阀口的流量，达到调节执行元件的运动速度。

（a）实物图

（b）原理图

（c）图形符号普通节流阀流量控制阀1.节流阀节流口是流量控制阀的重要组成部分。节流口结构：（a）针法式节流口（b）偏心槽式节流口

（c）轴向三角槽式节流口节流口结构流量控制阀2.调速阀调速阀是将节流阀和定差减压阀串接而成。定差减压阀可以维持节流阀前后的压差基本保持不变，克服负载波动对节流阀的影响，所以调速阀能使执行元件的运动速度不因负载变化而变化。（a）实物图

（b）原理图

（c）图形符号调速阀的工作原理和图形符号第一节液压泵第二节液压缸

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第三节液压阀第四节液压辅助元件液压辅助元件1.油箱油箱的主要作用是储油，向液压系统供油和接收回油，散发油液中的热量，释放混在油液中的气体，沉淀油液中的杂质。1-最高油位指示窗；2-注油用滤网；3-加油口；4-油泵；5-吸油区；6-隔板；7-回油区；8-放油阀；9-最低油位指示窗；10-压板（a）实物图独立式油箱结构示意图液压辅助元件2.过滤器滤油器的作用是过滤液油液中的杂质，保证油液清洁，系统管路畅通，液压元件工作正常。(1)网式滤油器(2)线隙式滤油器(3)纸芯式滤油器(4)烧结式滤油器液压辅助元件2.过滤器液压辅助元件3.油管和管接头(1)油管油管的作用是连接液压元件和输送油液。油管种类很多，常见的有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，在实际使用中，应根据液压系统的工作压力、使用环境和安装位置进行选择。（a）铜管

（b）钢管

（c）塑料管油管液压辅助元件3.油管和管接头(2)管接头管接头用于油管与油管、油管与液压元间之间的连接。液压辅助元件4.储能器蓄能器是液压系统中的储能元件，用以储存多余的压力油液，在需要的时候释放出来供给系统。蓄能器有重锤式、弹簧式和充气式三类。常用的是充气式蓄能器。充气式储能器（b）原理图

（c）图形符号

（a）实物图单元小结1.液压泵的功能是将动力机械输入的机械能转换为系统中工作流体的压力能。2.液压缸、液压马达是将压力能转换为机械能的执行元件。其中，液压缸一般用于实现直线往复运动或摆动，液压马达一般用于实现旋转运动。3．液压缸必须要有良好的密封性能，有缓冲和排气装置，排气装置应安装在最高处。4.控制阀按其功用不同可分豸方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀三类。方向控制阀是控制液体流动方向的，压力控制阀是控制系统压力大小的、流量控制阀是控制执行元件速度的。5.熟悉各种控制阀的结构、工作原理及其功用。6.滤油器保持油液系统的洁净，有网式、线隙式、烧结式、纸芯式及磁性滤油器等形式。7.油箱主要用来储油和散热，并且分离杂质和空气。机械基础模块八液压传动

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单元一液压传动的基本概念液压元件单元二液压控制回路单元二单元三

液压控制回路教学目标一、目标和要求(1)能够进行液压传动系统的分析与液压控制回路的识读与分析。(2)具备阅读液压传动系统的基本能力。(3)了解液压系统在汽车上的应用.二、重点和难点液压回路的识读与分析第一节液压传动的基本知识第二节液压传动的基本参数

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第三节液压传动的基本参数第四节液压传动的基本参数案例导入机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用。机器人的研制和生产已成为高科技技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术。它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有可不断重复工作、能在条件比较恶劣的环境下工作、载重量大、定位精确等特点。因此，机械手受到了许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，那么它到底是如何来完成工作的呢？机械手第一节液压传动的基本知识第二节液压传动的基本参数

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第三节液压传动的基本参数第四节液压传动的基本参数方向控制回路利用控制元件（换向阀）的通、断及改变方向，来控制执行元件的启动、停止及换向。1.换向回路当1YA通电，电磁换向阀左位工作，液压缸左腔进油，活塞右移；当活塞杆右移碰到行程开关2ST时，1YA断电，2YA通电，电磁换向阀右位工作，液压缸右腔进油，活塞左移；当活塞杆左移碰到行程开关1ST时，1YA通电，2YA断电，电磁换向阀又回到左位工作，液压缸左腔进油，活塞右移。往复变换电磁换向阀的工作位置，自动改变活塞的移动方向。如果1YA和2YA都断电，电磁换向阀中位工作，液压油直接流回油箱。(1)电磁换向阀组成的换向回路方向控制回路1.换向回路液动换向阀的换向是靠电磁换向阀的换位，通过控制不同的液流方向来实现的。当三位四通电磁换向阀的左侧1YA通电，电磁换向阀的左位工作，控制压力油推动液动换向阀的阀芯右移，液动换向阀的左位进入工作状态，油泵输出的液压油经过液动换向阀的左位进入活塞缸的左腔，推动活塞右移；当1YA断电，2YA通电，三位四通电磁换向阀换成的右位工作，液动换向阀也换向，液压油经过液动换向阀的右位进入活塞缸的右腔，推动活塞左移。(2)液动换向阀组成的换向回路方向控制回路2.锁紧回路在三位四通换向阀与活塞缸之间的进、出油口处，分别安装一个液压单向阀。当换向阀处于中位时，H型的中位机使换向阀的进、出油口直接相通，油液全部流回油箱。由于液压单向阀的反向闭锁，使得活塞缸内的油液被密封在缸内，活塞杆被可靠地锁住；当换向阀处于中左位或右位时，液压单向阀的X或X通入压力油，活塞缸内的回油反向通过单向阀口，活塞可向右或向左移动。液压锁紧回路是使液压缸的活塞杆能停留在任意位置，不会在受到外力作用时出现移动的回路。常用液压换向阀具有M型或0型的中位机能，能执行活塞杆的锁紧。第一节液压传动的基本知识第二节液压传动的基本参数

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第三节液压传动的基本参数第四节液压传动的基本参数压力控制回路压力控制回路是利用控制阀来对系统整体或系统中某一部分局部压力控制和调节满足执行元件对作用力及动作的需要。压力控制回路包括调压、减压、增压、卸荷等多种回路。1.调压回路(1)单级调压回路调节节流阀的开口大小，即可调节进入执行元件的流量，油泵输出多余的流量经过溢流阀溢流回油箱。当溢流阀的调定压力小于液压系统的压力时，溢流阀的阀芯被油液的压力顶开，保持系统压力的基本恒定。每一个液压传动系统的油泵旁都配有这种单级调压回路，以确保液压系统的压力。压力控制回路1.调压回路(1)单级调压回路调节节流阀的开口大小，即可调节进入执行元件的流量，油泵输出多余的流量经过溢流阀溢流回油箱。当溢流阀的调定压力小于液压系统的压力时，溢流阀的阀芯被油液的压力顶开，保持系统压力的基本恒定。每一个液压传动系统的油泵旁都配有这种单级调压回路，以确保液压系统的压力。功能：调定或限制液压系统最高压力压力控制回路1.调压回路(2)多级调压回路二级调压回路如图a所示，泵出口的压力由溢流阀1调定为较高压力；当远程控制二位二通换向阀通电后，调定溢流阀2为较低的压力。压力控制回路1.调压回路(2)多级调压回路三级调压回路如图b所示，二级调压回路所用三位四通换向阀代替二级调压回路中的二位二通换向阀，达到电磁阀左右通电时，分别控制溢流阀2和溢流阀3的启动，实现系统的三级回路调压。压力控制回路2.减压回路(1)单向减压回路溢流阀1调定为系统的较高压力，溢流阀2为定值减压阀，减压阀的出口压力由单向阀来调定。当定值减压阀的出口压力大于单向阀的压力时，油液经过单向阀进入液压缸的左腔，活塞右移，实现单方向的减压。在出现意外时，单向阀3防止活塞左腔的油液回流，保持液压缸的压力稳定。功能：使系统某一支路的压力低于系统的调定的工作压力。压力控制回路2.减压回路(2)二级减压回路二级减压回路是在单向减压回路的基础上，把定值减压阀换成先导式减压阀2，在遥控口接上远程调压阀3。液压泵的最大工作压力溢流阀1调定。由当二通二位换向阀处于右位时，缸4的压力由远程溢流阀3的调定压力来决定；当二通二位换向阀处于图示左位时，缸4的压力由减压阀2的调定压力来决定。阀2的压力必须高于阀3。压力控制回路3.增压回路当液压缸4的活塞杆向左运动遇到较大载荷时，系统压力升高，油液经过顺序阀进入双作用增压缸，增压缸无论向左或向右运动，都能输出高压油。只要换向阀不断往复运动，高压油就能连续经过单向阀7或8进入液压缸4的右腔，单向阀5或6有效地隔开增压器的高低压油路。压力控制回路4.卸荷回路卸荷回路是在执行元件不需保压时，不启停液压泵而达到卸荷的目的。当换向阀处于中位时，液压泵出口直通油箱，泵卸荷，但液压泵可继续工作。(1)换向阀中位机能的卸荷回路压力控制回路4.卸荷回路卸荷回路是在执行元件不需保压时，不启停液压泵而达到卸荷的目的。电磁溢流阀是带遥控口的先导式溢流阀与二位二通电磁阀的组合。当系统执行元件停止运动时，二位二通电磁阀通电，溢流阀阀芯上部弹簧腔内的油液经二位二通电磁阀流回油箱，此时电磁阀全开，油泵输出的油经溢流阀流回油箱，实现油泵的卸荷。(2)溢流阀的卸荷回路第一节液压传动的基本知识第二节液压传动的基本参数

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第三节液压传动的基本参数第四节液压传动的基本参数速度控制回路速度控制回路用于控制执行元件的运动速度。速度控制回路包括调节执行元件工作行程的调速回路和快速运动回路。1.调速回路液压缸中活塞杆的运动速度与液压缸内流体的流量q成正比，与液压缸活塞杆的有效面积成反比。活塞杆的有效面积是固定不变的，只要改变输入液压缸中的流量q，就能达到改变运动速度的目的。调速的方法有三种：节流调速、容积调速和容积节流调速。速度控制回路节流调速回路是将节流阀串联在液压泵与液压缸之间，控制进入液压缸的流量。1.调速回路进油节流调速回路节流阀串联在液压缸的进油口前，控制进入液压缸的流量(1)节流调速回路进油节流调速回路的结构简单，调节活塞的运动速度方便，可获得较大的推力，但运动速度较低。适用于功率较小、载荷变化不大的液压系统中。速度控制回路1.调速回路旁油节流调速回路节流阀并联在液压缸的进、出油口，调节液压泵溢回油箱的流量(1)节流调速回路旁油节流调速回路适用于高速、重载、对速度平稳性要求不高的场合。速度控制回路容积调速回路是通过改变液压泵或液压马达的流量，调节执行元件运动速度的回路。1.调速回路常用变量液压泵按液压缸的流量需求直接调节供油量的大小，使液压泵输出的液压油全部进入液压缸或液压马达，无节流和溢流损失。(2)容积调速回路容积调速回路具有效率高，发热少的特点，但是液压泵的结构复杂，价格较高。适用于大功率的调速系统。速度控制回路容积节流调速是用变量液压泵和节流阀配合的调速回路。1.调速回路调节调速阀节流口的开口大小，改变进入液压缸的流量，从而改变液压缸活塞的运动速度。如果变量泵的流量大于调速阀调定的流量，由于系统中没有设置溢流阀，多余的油液使油液的压力升高，当达到变量泵设定的压力数值后，泵的流量随工作压力的升高而自动减小。(3)容积节流调速回路容积节流调速回路的变量泵输出流量与通过调速阀的流量相适应，所以效率高，发热少，液压缸的工作速度不受载荷变化的影响，运动较稳定。速度控制回路快速运动回路使执行元件在短时间内得到尽可能大的运动速度。2.快速运动回路常用液压缸的差动连接来获得执行元件的快速运动。如图所示，液压缸的回油口与进油口相通，液压泵输出的压力油同时进入液压缸的左腔和右腔，由于左腔为无杆腔，右腔为有杆腔，左腔的有效面积比右腔的有效面积大，左腔产生的推力大于右腔的推力，导致活塞向右移动。右腔被挤的油液没有流回油箱，与油泵输出的油液合并一起进入液压缸的左腔，相当于在没有增加泵的流量的前提下，增加了供给液压缸的左腔的油液量，使得活塞快速向右运动快速运动回路的结构简单、经济，但所增加的速度有限。为了使执行元件得到快速的运动，可以安装不同流量的双液压泵，根据流量的需要选择单或双泵供油。第一节液压传动的基本知识第二节液压传动的基本参数

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第三节液压传动的基本参数第四节液压传动的基本参数顺序动作回路满足液压缸有先、后顺序的动作。常用的顺序动作回路有用行程开关控制的顺序动作回路和用压力控制的顺序动作回路两种。顺序动作回路1.行程开关控制的顺序动作回路用行程开关和电磁阀控制的顺序动作（1）首先按下开关使电磁铁1YA通电，压力油进入液压缸3的左腔，活塞按箭头1的方向运动。当活塞杆上的挡块压下行程开关6S后，使1YA断电、3YA通电，液压缸3的活塞停止运动。（2）3YA通电后，压力油进入液压缸4的左腔，活塞按箭头2的方向运动。当活塞杆上的挡块压下行程开关8S后，使3YA断电、4YA通电，液压缸4的活塞停止运动。（3）4YA通电后，压力油进入液压缸4的右腔，活塞按箭头3的方向返回。当活塞杆上的挡块压下行程开关7S后，使4YA断电、2YA通电，液压缸4的活塞停止运动。（4）2YA通电后，压力油进入液压缸3的右腔，活塞按箭头4的方向返回。当活塞杆上的挡块压下行程开关5S后，使2YA断电，活塞停止运动，完成一个工在循环。顺序动作回路2.压力控制的顺序动作回路利用压力继电器控制的顺序动作其动作过程与行程控制顺序动作回路相似，不同的是用压力继电器控制代替行程开关。用压力继电器的优点是可以调整压力继电器的压力大小，使压力从零到设定值之间留有一定的时间差，同时只有在压力达到设定值后，才能触动压力继电器的开关，起到一定的安全保险