《液压与气动技术》（第2版）全套教学课件

液压与气动技术课程概况全套可编辑PPT课件液压传动系统的认识液压元件的认识及故障诊断液压基本回路的分析及故障处理液压传动系统常见故障诊断及处理气动元件的认识及故障诊断气动回路的分析及故障处理课程目标掌握液压与气动的基础理论知识和专业技能；能在铁路、城轨生产第一线从事液压与气动设备的安装、调试、维修、改造等工作；在学习和实践操作中，养成科学严谨、精益求精的工匠精神。液压和气动液压气动元件原理图形符号回路工作原理分析实际应用液压与气动技术项目一认识液压传动系统任务1.1认识液压传动系统组成任务目标：通过液压千斤顶的工作过程掌握液压传动的基本工作原理；了解液压传动的优缺点；了解液压传动的应用与发展。一、液压传动的工作原理及系统组成12341-小液压缸；2、3-单向阀；4-大液压缸；5-放油阀；6-油箱正常工作的三个条件：1液体（液压油）；2密封容器内液体由于工作容积变化而流动；3液体具有压力。液压传动的基本工作原理如下：(1)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；(2)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；(3)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。液压系统的组成：液压动力元件。液压动力元件指液压泵，它是将动力装置的机械能转换成为液压能的装置，其作用是为液压传动系统提供压力油，是液压传动系统的动力源。液压执行元件。液压执行元件指液压缸或液压马达，它是将液压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转矩和转速，以驱动工作装置作功。液压控制调节元件。它包括各种液压阀类元件，其作用是用来控制液压传动系统中油液的流动方向、压力和流量，以保证液压执行元件和工作装置完成指定工作。液压辅助元件。液压辅助元件如油箱、油管、滤油器等，它们对保证液压传动系统正常工作有着重要的作用。液压工作介质。工作介质指传动液体，通常被称为液压油或液压液。二、液压传动系统的图形符号图1-2机床工作台液压系统三、液压传动的特点与应用1.优点①液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小；

②由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方；

③可在大范围内实现无级调速；

④传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定；

⑤液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长；⑥液压传动容易实现自动化；

⑦液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。

2.缺点①液压系统中的漏油、液压油的可压缩性等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。②液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体黏性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。③为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。④液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。⑤液压系统发生故障不易检查和排除。3.发展和应用1851年英国伦敦首届“万国博览会”世界上第一台水压机脱轨救援起复（顶复）设备中的液压技术顶复法、拉复法、吊复法作业完成课后练习题学如逆水行舟，不进则退。——《增广贤文》液压与气动技术项目一认识液压传动系统南京铁道职业技术学院任务1.2观察液压油任务目标了解液压油的作用；掌握液压油黏性的物理意义；掌握液压油的黏温特性及可压缩性；掌握液压油的选择。知识与技能：液压油是液压传动系统中的工作介质，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，合理的选用液压油也是很重要的。一、液压油的性质1.液压油的密度单位体积某种液压油的质量称为该种液压油的密度，以表示，即

()

式中:——液压油的体积

——液压油质量

液压油的密度随压力的增加而加大，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，可以忽略不计

在实际应用中可认为液压油的密度不受压力和温度变化的影响。2.液体的可压缩性液体受压力增大而发生体积减小的特性称为液体的可压缩性。

可压缩性用体积压缩系数表示，定义为单位压力变化下的液体体积的相对变化量。在中、低压系统中，液体的可压缩性对液压系统的性能影响很小，故可将液压油看成不可压缩的。在高压系统中或研究液压系统的动态特性时，需考虑液压油的可压缩性。思考：油液中混入空气是否影响油液的可压缩性？3.液压油的黏性黏性：液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力要阻碍液体分子之间相对运动，因而产生一种内摩擦力。黏性的大小用黏度表示。黏性是液体重要的物理特性，是选择液压油的重要依据之一。流体黏性的大小用黏度来表示。

几种常用油液的黏度指数黏度与压力的关系当液体所受压力增大时，其分子间的距离减小，内聚力增大，黏度也随之增大。但对于一般的液压系统，当压力在10MPa以下时，油液的黏度受压力变化的影响很小，可以忽略不计。黏度与温度的关系油液的黏度对温度变化十分敏感，温度升高，黏度将显著降低。油液的黏度随温度变化的性质称为油液的黏温特性。4.闪火点

油温升高时，部分液压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。5．其它性质

液压传动工作介质还有其它性质，如稳定性(热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性等)、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性以及相容性(对所接触的金属、密封材料、涂料等作用程度)等。二、液压油的分类与选用

液压油是液压传动系统的重要组成部分，是用来传递能量的工作介质，还起着润滑运动部件和保护金属不被锈蚀的作用。液压油的质量及其各种性能将直接影响液压系统的工作。

思考：一般来说，液压油应具备什么性能？各种液压油都有其特性，都有一定的适用范围。正确而合理地选用液压油，可提高液压传动系统的工作可靠性，延长液压元件的使用寿命。1.液压油的分类

液压油的品种很多，主要可分为矿油型、乳化型和合成型。液压油的主要品种及其特性和用途2.液压油的选用液压系统的工作压力：工作压力大宜选择黏度高的液压油。运动速度：执行机构运动速度快，宜选用黏度低的液压油。液压泵的类型：根据液压泵类型，查阅标准进行选用。三、液压油的污染及控制液压油受到污染是系统发生故障的主要原因。（1）液压油污染的原因①残留物污染②侵入物③生成物污染（2）油液污染的危害①磨损和擦伤元件②堵塞和卡紧元件③液压油的性能劣化④系统工作不稳定（3）油液污染的控制措施①严格清洗元件和系统②防止污染物侵入③控制工作介质的温度④采用高性能的过滤器⑤定期检查和更换工作介质作业完成课后练习题学如逆水行舟，不进则退。——《增广贤文》液压与气动技术项目一认识液压传动系统任务1.3了解流体力学基本知识任务目标掌握液体静压力的性质及静力学基本方程；掌握静压传递原理；掌握压力的表示方法；掌握液流连续性方程及其应用。知识与技能液压系统是利用液体的压力能来传递运动和动力的，了解流体力学的知识是很有必要的。流体力学是研究流体（液体或气体）处于相对平衡、运动、流体与固体相互作用时的力学规律，以及这些规律在实际工程中的应用。它包括两个基本部分：一部分是液体静力学；另一部分是液体动力学。一、液体静力学1.液体的压力液压传动中习惯称为压力。压力通常以表示。

压力的法定计量单位为Pa(帕，N/m2)。由于Pa单位太小，工程上使用不便，因而常用MPa(兆帕)，1MPa=106Pa。

2.液体静力学基本方程例题1-1如图所示，容器内盛有油液，已知油的密度，活塞上的作用力，活塞面积,忽略活塞的重量，问活塞下方深度为处的压力为多少？解活塞与液体接触面上的压力根据液体静压力基本方程，深度为处的液体压力为从本例可以看出，液体在受外界压力作用下，由液体自重所形成的那部分压力相对很小，在液压系统中常可忽略不计，因而可近似地认为整个液体内部的压力是处处相等的。以后，我们在分析液压系统的压力时，一般都采用这个结论。3.静压传递原理当A一定时，压力p与负载F之间总保持着正比关系。

若F=0，则p=0；F越大，液体内的压力也越大。例题1-2如图所示为相互连通的两个液压缸，大缸的活塞面积为A1=10cm2，小缸的活塞面积A2=1cm2，若在小活塞上加的力F=100N，问大活塞能举起重物的重量G为多少?

解根据帕斯卡原理，由外力产生的压力在两缸中的数值应相等。即故大活塞能顶起重物的重量G为

可知：液压装置具有力的放大作用，液压机、液压千斤顶和万吨水压机等，都是利用该原理工作的。4.压力的表示方法液体压力的表示方法有两种：绝对压力：以绝对真空作为基准所表示的压力；相对压力：以大气压力作为基准所表示的压力，也称为表压力。

说明：在液压技术中，如不特别指明，压力均指相对压力。

5.液体对固体壁面的作用力当不计液体的自重对压力的影响时，可认为作用于固体壁面上的压力是均匀分布的。当固体壁面是一个平面时，液体压力在该平面上的总作用力F等于液体压力与该平面面积A的乘积

当固体壁面是一个曲面时，液体压力在该曲面某方向上的总作用力等于液体压力与曲面在该方向上的投影面积的乘积。二、液体动力学液体动力学主要研究液体的流动状态、液体在外力作用下流动时的运动规律及液体流动时的能量转换关系。1.基本概念①理想液体和恒定流动

理想液体：既无黏性又不可压缩的假想液体。恒定流动(亦称稳定流动或定常流动)：若液体中任一点处的压力、流速和密度不随时间变化而变化。恒定流动非恒定流动②通流截面、流量和平均流速通流截面液体在管道内流动时，常将垂直于液体流动方向的截面称为通流截面或过流断面。流量

单位时间内流过某一过流断面的液体体积称为体积流量，简称流量，用q表示，法定单位为,工程上常用的单位为。二者的换算关系为。平均流速平均流速是指通流截面通过的流量与该通流截面面积的比值，即

当液压缸的有效面积一定时，活塞运动速度的大小取决于进入液压缸流量的多少。思考：在如图所示管路中，液压油平均流速为v=0.2m/s，管路通流截面积A=0.1m2

，该管路中液压油的流量是多少？③层流、紊流和雷诺数液体流动有两种基本状态：层流和紊流。

水管中的水流是分层的，而且层与层之间互不干扰，这种流动状态称为层流。

水流的质点运动呈极其紊乱的状态，这种流动状态称为紊流。2.液流连续性方程液流连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。理想液体在管道中恒定流动时，由于它不可压缩(密度ρ不变)，在压力作用下，液体中间也不可能有空隙，则在单位时间内流过截面1和截面2处的液体的质量应相等，故有流经管道每一个截面的流量是相等,这就是液流连续性原理，并且同一管道中各个截面的平均流速与过流断面面积成反比，管径细的地方流速大，管径粗的地方流速小。3.管路中液体的压力损失和流量损失压力损失：实际液体具有黏性，流动时会有阻力产生。为克服阻力，流动液体需要损耗一部分能量。液体在等径直管中流动时因黏性摩擦而产生的压力损失，称为沿程压力损失。液体流经管道的弯头、管接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，液流会产生旋涡，并发生强烈的紊动现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失。一般情况下总的压力损失以局部压力损失为主。（1）压力损失减少管路中压力损失方法有哪些？

提高液压系统中管路内壁的光洁度；尽量缩短管路的使用长度；减少液压系统中管路截面的突变和弯曲。（2）流量损失泄漏：在液压系统正常工作的情况下，从液压元件的密封间隙漏过少量油液的现象。内泄漏：液压元件内部高、低压腔间泄漏外泄漏：液压元件密封不完善的泄漏4.液压冲击及空穴（气穴）现象（1）液压冲击现象在液压系统中，由于某种原因，系统的压力在某一瞬间会突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。危害当系统产生液压冲击时，瞬时压力峰值有时要比正常工作压力大很多倍；引起机械振动，产生噪声，使管接头松动；有时还会引起某些液压元件的误动作，降低系统的工作性能；严重时会造成油管、密封装置及液压元件的损坏；产生空穴、气蚀现象。减小液压冲击的措施延长换向阀换向时间。在液压元件结构上采取一些措施，如在液压缸中设置节流缓冲装置，以减小流速的突然变化。在易产生液压冲击的地方，设置溢流阀或蓄能器。尽量缩短管路长度，减少管路弯曲，采用橡胶软管。在液压系统中，如果某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会分离出来，导致液体中出现大量气泡的现象，称为空穴（气穴）现象。空穴（气穴）多发生在阀口和液压泵的进口处。由于阀口的通道狭窄，液流的速度增大，压力则大幅度下降，以致产生气穴。当泵的安装高度过大，吸油管直径太小，吸油阻力太大，或泵的转速过高，造成进口处真空度过大时，亦会产生气穴。（2）空穴（气穴）现象危害形成无数微小范围内的液压冲击，这将引起噪声、振动等有害现象。由于析出空气中有游离氧，对零件具有很强的氧化作用，引起元件的腐蚀。这些称之为气蚀作用。空穴现象使液体中带有一定量的气泡，从而引起流量的不连续及压力的波动，严重时甚至断流，使液压系统不能正常工作。减小孔口或缝隙前后的压力降。降低泵的吸油高度，适当加大吸油管直径，限制吸油管的流速，尽量减小吸油管路中的压力损失(如及时清洗过滤器或更换滤芯等)。管路要有良好的密封，防止空气进入。提高液压零件的抗气蚀能力，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件表面粗糙度值。预防空穴（气穴）的措施作业完成课后练习题学如逆水行舟，不进则退。——《增广贤文》液压与气动技术项目二认识液压元件及故障诊断液压传动和气动任务2.1认识液压动力元件及故障诊断一、

液压泵的工作原理及参数的认识任务目标理解常用液压泵的结构组成及工作原理；掌握液压泵的性能参数。动力元件：机械能液压能执行元件：液压能机械能控制元件：控制油液压力、流量、流动方向辅助元件：辅助工作

液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件

液压泵由电动机带动将液压油从油箱吸上来并以一定的压力输送出去，使执行元件推动负载作功。

机械能液压能液压泵（容积式泵）：依靠泵的密封工作腔的容积变化实现吸油、压油。流量大小：取决于密封工作腔容积变化的大小和次数。

（若不计泄漏，流量与压力无关）（1）工作原理吸油排油Rr1-偏心轮；2-柱塞；3-缸体，4-弹簧，5-单向阀，6-单向阀单柱塞液压泵工作原理偏心轮

必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大—吸油，由大变小—压油；在吸油和排油时，应有配流装置，保证泵油过程顺利进行；吸油过程中，油箱必须与大气相通。（2）液压泵正常工作的四个必备条件①工作压力和额定压力工作压力：液压泵实际工作时的压力

工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。额定压力：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力3.认识液压泵的性能参数工作压力大于额定压力过载（系统压力）（压力限定值，铭牌上标记的值）②排量泵主轴每转一转，密封容积的变化。

排量固定，则为定量泵；排量可变，则为变量泵（一般定量泵因密封性较好，泄漏小，在高压时效率较高）用V表示，单位L/r或m3/r③

流量

泵单位时间内排出的液体体积（L/s或L/min），有理论流量qt和实际流量q两种。

式中：V—泵的排量（L/r）

n—泵的转速（r/s或r/min）

∆q—泵运转时，油会从高压区泄漏到低压区，为泵的泄漏损失，单位为L。

知识回顾实际流量q理论流量qt泵的容积效率：注：泵工作压力增大，∆q增大，q减小，容积效率减小。额定流量qn：额定转速和额定压力下输出的流量。④

泵的功率、总效率理论功率

理论转矩泵输出功率泵输入功率式中：Pt—

理论功率，N٠m/s=wTt

—

理论转矩，N٠m

ω—

角速度，rad/sp—

泵输出的输出压力，N/m2

T－泵的实际输入转矩，N٠m泵的机械效率：

T－泵的实际输入转矩，N٠m

∆T－泵的损失转矩，N٠m总效率

⑤

电动机功率Pm(kw)Pm=P入思考练习某液压系统，泵的排量V=1

m3/r，电机转速n=200r/s，泵的输出压力p=5x106Pa，泵的容积效率=0.90，总效率=0.90。求：泵的理论流量qt（公式2-1）泵的实际流量q（公式2-3）泵的输出功率P（公式2-9）驱动电机功率Pm（公式2-10）二、液压泵的分类和结构分析任务目标掌握齿轮泵的工作原理；能够正确拆装齿轮泵，掌握各零件的名称；能够了解高压齿轮泵的结构特点;掌握叶片泵的工作原理；能够正确拆装叶片泵，掌握各零件的名称；掌握柱塞泵的工作原理；能够正确拆装柱塞泵，掌握各零件的名称；能够分析柱塞泵常见故障。1齿轮泵齿轮泵的工作原理齿轮泵是一种常用液压泵齿轮泵是定量泵，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。77外啮合齿轮泵由装在壳体内的一对齿轮所组成齿轮两侧有端盖罩住，壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。

齿轮泵的结构特点（1）困油现象：

为了使齿轮平稳地啮合运转，齿轮的重叠系数ε大于1,即存在两对轮齿同时进入啮合的时候。因此，就有一部分油液困在两对轮齿所形成的封闭容腔之内。因液压油不可压缩将使外接齿轮泵产生极大的震动和噪音，故必须在侧板上开设卸荷槽，以防止其发生。卸荷措施：在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽开设卸荷槽的原则：两槽间距a为最小闭死容积，而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。（2）径向力不平衡：易产生磨损（解决办法：齿轮泵的吸油口制造比压油口大）（3）泄漏：间隙泄漏，主要是端面轴向间隙外啮合齿轮运转时泄漏途径：齿顶与齿轮壳内壁的间隙齿轮啮合线处的间隙齿端面与侧板之间的间隙（端面泄漏占80％—85％）。

当压力增加时，泄漏量增大，外啮合齿轮泵不适合用作高压泵。解决方法：端面间隙补偿采用静压平衡措施,在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套、浮动侧板。

外啮合齿轮泵的优缺点及应用优点：结构简单，制造工艺性好，价格便宜，自吸能力较好，抗污染能力强，而且能耐冲击性负载。缺点：流量脉动大，泄漏大，噪声大，效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复。应用：用于环境差、精度要求不高的场合，通常p<10MPa，如工程机械、建筑机械、农用机械等。内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵的工作原理也是利用齿间密封容积的变化来实现吸油压油的。内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵两种。2叶片泵单作用叶片泵：变量泵，工作压力最大为7.0MPa双作用叶片泵：定量泵，一般最大工作压力亦为7.0MPa，结构经改进的高压叶片泵最大的工作压力可达16.0～21.0MPa单作用叶片泵的组成及工作原理组成：单作用叶片泵由转子、定子、叶片、及壳体、端盖等主要零件组成。单作用叶片泵多为变量泵，工作压力最大为7.0MPa。转子每转一转，吸油、压油各一次。定子和转子间有偏心距e，改变e的大小即可调节排量V变量泵

改变转子与定子的偏心量，即可改变泵的流量，偏心越大，流量越大，如调成几乎是同心，则流量接近于零。奇数叶片泵的脉动率低于偶数叶片，单作用叶片泵叶片数为奇数，一般为13或15片。双作用叶片泵的组成及工作原理组成：在左泵体内安装有定子、转子以及左右配油盘。转子上开有十二条倾斜的槽，叶片安装在槽内。转子由传动轴带动，传动轴间用两个油封密封，以防止漏油和空气进入。双作用叶片泵均为定量泵，一般最大工作压力亦为7.0MPa，结构经改进的高压叶片泵最大的工作压力可达16.0～21.0MPa。定子内表面近似椭圆，转子和定子同心安装，有两个吸油区和两个压油区对称布置。转子每转一周，完成两次吸油和压油。双作用叶片泵大多是定量泵。叶片数一般取12或16片。

89叶片泵的应用1.用于中低压、要求较高的系统中；2.油液粘度要合适，转速不能太低，500～1500rpm；3.要注意油液的清洁，油不清洁容易使叶片卡死；4.通常只能单方向旋转，如果旋转方向错误，会造成叶片折断。限压式变量叶片泵的工作原理限压式变量叶片泵是单作用叶片泵，改变定子和转子间的偏心距e，就能改变泵的输出流量。限压式变量叶片泵能借助输出压力的大小自动改变偏心距e的大小来改变输出流量。1—转子；2—定子；3—吸油窗口；4—活塞；5—螺钉；6—活塞腔；7—通道；8—压油窗口；9—调压弹簧；10—调压螺钉工作原理：柱塞在液压缸内作往复运动来实现吸油和压油与齿轮泵、叶片泵比：能以最小尺寸和最小重量供给最大动力，是一种高效率泵，但其制造成本相对较高。该泵用于高压、大流量、大功率的场合分为轴向式和径向式（轴向柱塞泵-柱塞轴向布置；径向柱塞泵-柱塞沿径向放置）为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于33柱塞泵（1）轴向柱塞泵：变量泵，通过调节斜盘倾角γ，即可改变泵的输出流量。

直轴式轴向柱塞泵实物外形斜轴式轴向柱塞泵实物外形轴向柱塞泵的优点是：结构紧凑、径向尺寸小，惯性小，容积效率高，目前最高压力可达40.0MPa，甚至更高，一般用于工程机械、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。（2）径向柱塞泵：（柱塞运动方向与液压缸体的中心线垂直），可分为固定液压缸式和回转液压缸式两种。

齿轮泵柱塞泵4液压泵的图形符号三、液压泵与电动机参数的选取任务目标掌握液压泵的选用原则；了解不同液压泵性能区别；能够根据使用场合选择合适的液压泵。合理地选择液压泵对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。选择液压泵的原则是：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选择原则是否要求变量：径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。工作压力：柱塞泵压力31.5MPa；叶片泵压力6.3MPa,高压化以后可达16MPa；齿轮泵压力2.5MPa，高压化以后可达21MPa。工作环境：齿轮泵的抗污染能力最好。噪声指标：低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。效率：轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。液压泵与电动机参数的选用101作业完成课后练习题韬略终须建新国，奋发还得读良书。——郭沫若液压与气动技术项目二认识液压元件及故障诊断液压与气动技术任务2.2认识液压执行元件及故障诊断液压执行元件是将液体液力能转换为机械能，用以实现工作装置运动的一种装置。通常包括液压缸和液压马达两种形式。液压缸用来实现工作装置的直线往复运动或摆动；液压马达用来实现工作装置的旋转运动。任务目标理解活塞式液压缸的结构组成及工作原理；掌握活塞式液压缸的正确拆卸、装配及安装连接方法；了解活塞式液压缸的常见故障及基本维修方法。一、液压缸的认识液压缸又称为油缸，将液压能转变成直线往复式的机械运动，输出推力和速度。液压缸按其结构不同分为活塞缸，柱塞缸和摆动缸三类。活塞缸用以实现直线运动，活塞缸可分为双杆式和单杆式两种结构。活塞缸的固定方式有缸体固定和活塞杆固定两种。1.液压缸的分类2.液压缸的结构活塞式液压缸一般由缸筒、缸盖、活塞、活塞杆、缓冲装置、放气装置和密封装置等组成；选用液压缸时，首先应考虑活塞杆的长度，再根据回路的最高压力选用适合的液压缸。

液压缸的典型结构

缸筒和缸盖活塞与活塞杆密封装置

缓冲装置

液压缸一般都设置缓冲装置，特别是对大型、高速或要求高的液压缸，为了防止活塞在行程终点时和缸盖相互撞击，引起噪声、冲击，则必须设置缓冲装置。放气装置

液压缸在安装过程中或长时间停放重新工作时，液压缸里和管道系统中会渗入空气，为了防止执行元件出现爬行，噪声和发热等不正常现象，需把缸中和系统中的空气排出。（1）双作用单活塞杆液压缸液压缸结构：选用液压缸时，首先考虑活塞杆长度（由行程决定），再根据回路的最高压力选出适合的液压缸。3.液压缸的参数计算液压缸无杆腔进油

单杆缸筒直径为D=0.05m，活塞杆直径为d=0.035m，泵供油流量为q=0.001m3/s，进油压力p1=2MPa，回油压力p2=0MPa。求：（1）液压缸活塞杆伸出时推力F的大小；

（2）液压缸活塞杆伸出时速度v的大小（不计管内压力损失）。思考练习1液压缸有杆腔进油

单杆缸筒直径为D=0.05m，活塞杆直径为d=0.035m，泵供油流量为q=0.001m3/s，进油压力p1=2MPa，回油压力p2=0MPa。求：（1）液压缸活塞杆伸出时推力F的大小；

（2）液压缸活塞杆伸出时速度v的大小（不计管内压力损失）。思考练习2因A1>A2，故F1>F2；v1<v2速度比λv=1-（d/D）2

把右腔的回油管道和左腔的进油管道接通。这种连接方式称为差动连接。

差动连接时活塞运动速度较快，产生的推力较小。所以差动连接常用于空载快进场合。液压缸无杆腔进油差动连接液压缸往复运动速度相等条件缸体固定

（3l）活塞杆固定

（2l）（2）双作用双活塞杆液压缸vv（1）柱塞缸柱塞缸只能实现一个方向的液压传动，反向运动要靠外力。若需要实现双向运动，则必须成对使用。这种液压缸中的柱塞和缸筒不接触，运动时由缸盖上的导向套来导向，因此缸筒的内壁不需精加工，它特别适用于行程较长的场合。4.其他液压缸（2）其他液压缸增压液压缸：增压液压缸又称增压器，它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的局部区域获得高压。它有单作用和双作用两种形式。伸缩缸：伸缩缸由两个或多个活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆内孔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。任务目标理解液压马达的结构组成及工作原理了解液压马达的特性参数；了解液压马达的分类及应用。二、液压马达的了解将液压油的压力能转换成旋转的机械能，是液压系统的执行元件。

因为液压马达和液压泵在原理上是可逆的，在结构和原理上有很多类似之处，但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上也有一些差异。很多类型的液压马达和液压泵是不能互逆使用的1．液压马达的概述（1）工作压力与额定压力：马达输入油液的实际压力称为马达的工作压力，其大小取决与马达的负载。马达进口压力与出口压力的差值称为马达的压差。（2）排量、流量、转速和容积效率：习惯上将马达的轴每转一周，按几何尺寸计算所进入的液体容积，称为马达的排量V。（3）液压马达机械效率和转矩。（4）液压马达的功率与总效率。2．液压马达的性能参数液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类，额定转速高于500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。液压马达也可按其结构类型来分，可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。低速液压马达的基本型式是径向柱塞式。3．液压马达的分类及工作原理（1）叶片马达

用于转速高、转矩小、动作灵敏的场合（2）轴向柱塞马达。轴向柱塞马达的结构形式基本上与轴向柱塞泵一样，故其种类与轴向柱塞泵相同，也分为直轴式轴向柱塞马达和斜轴式轴向柱塞马达两类。一般来说，轴向柱塞马达都是高速马达，输出扭矩小，因此必须通过减速器来带动工作机构。如果我们能使液压马达的排量显著增大，也就可以使轴向柱塞马达做成低速大扭矩马达。（3）摆动马达作业完成课后练习题书到用时方恨少，事非经过不知难。——《增广贤文》液压与气动技术项目二认识液压元件及故障诊断技术进步离不开一点一滴中的不懈探索与努力1．液压控制阀的工作原理所有液压阀都是利用阀芯在阀体内的相对运动来控制阀口的通断及开口大小，来实现压力、流量和方向控制的。

液压控制阀组成：阀芯、阀体、驱动阀芯动作的元件。阀芯的主要形式有滑阀、锥阀和球阀三类。驱动装置手调机构、弹簧、电磁或液动力。

2．液压控制阀的分类

分类方法

种类

详细分类按用途分

压力控制阀溢流闽、减压阁、顺序阀、比例压力控制阀、压力继电器等

流量控制阀节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀等

方向控制阀单向调、液控单向阀、换向阀、比例方向控制接操纵方式分人力操纵闽手把及手轮、踏板、杠杆

机械操纵阀

挡块、弹簧、液压、气动

电动操纵阀电磁铁控制、电一液联合控制按连接方式分

管式连接螺纹式连接、法兰式连接板式及叠加武连接单层连型板式、双层连接板式、集成块连接、叠加阀

插装式连接螺纹式插装、法兰式插装

3．液压控制阀的基本要求动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小；油液流过的压力损失小；密封性能好；结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。液压与气动技术任务2.3认识液压方向控制元件及故障诊断任务目标理解方向控制阀的结构组成；理解方向控制阀工作原理；了解方向控制阀的分类；了解方向控制阀的性能参数。方向控制阀是用于控制液压系统中油路的接通、切断或改变液流方向的液压阀，主要用以实现对执行元件的启动、停止或运动方向的控制。分类：常用的方向控制阀有单向阀和换向阀两种。单向阀主要用于控制油液的单向流动；换向阀主要用于改变油液的流动方向或接通或者切断油路。（1）普通单向阀普通单向阀只允许液流沿一个方向通过，而反向截止。一、单向阀

液流从进油口流入时：

p1p2

液流从出油口流入时：

p1p21—阀芯；2—阀体；3—弹簧单向阀单向阀的阀芯分为钢球式和锥式两种钢球式阀芯结构简单、价格低，但密封性差，用于低压、小流量液压系统；锥式阀芯阻力小，密封性好，使用寿命长，应用广泛，用于高压、大流量液压系统。单向阀的开启压力一般为0.03～0.05MPa。应用：①分隔油路以防止干扰；②做背压阀用（采用硬弹簧使其开启压力达到0.3～0.6MPa）。（2）液控单向阀液控单向阀是一种通入控制液压油后即允许油液双向流动的单向阀。由单向阀和液控装置两部分组成。1—控制活塞；2—顶杆；3—弹簧液控单向阀应用：有普通单向阀的特点可以在一定条件下允许正反向液流自由通过通常用于液压系统的保压、锁紧和平衡回路。二、换向阀

换向阀一般是利用阀芯在阀体中的相对位置的变化，使各流体通路之间（与该阀体相连接的流体通路）实现接通或断开以改变流动方向，从而控制执行机构的运动。按阀芯结构分类滑阀式、转阀式、锥阀式按阀芯工作位置分类二位、三位、四位等按通路分类二通、三通、四通、五通等按操纵方式分类手动、机动、液动、电磁动、电液动等（1）转阀式换向阀（转阀）一般用在中低压系统中做先导阀或小流量换向阀使用。（2）滑阀式换向阀（换向阀）依靠阀芯在阀体内做轴向运动而使相应油路接通和断开。图形符号方框表示阀的工作位置，几个方框就是几位；在一个方框内，箭头“↑”或堵塞符号“┬”或“⊥”与方框相交的点数就是通路数，有几个交点就是几通阀；箭头“↑”表示阀芯处在这一位置时两油口相通，但不一定油液的实际流向，“┬”或“⊥”表示此油口被阀芯封闭（堵塞）不通流；一般P表示进油口，T或O表示回油口，A\B\C表示与元件相接口，K表示控制油口。三位阀中间的方框、两位阀画有复位弹簧的那个方框为常态位置。在液压系统原理图中，换向阀的图形符号与油路的连接，一般应画在常态位置上。工作位置应按左位画在常态位的左面，右位画在常态位右面的规定。同时在常态位上应标出油口的代号。控制方式和复位弹簧的符号画在方框的两侧。

换向阀工作原理图

滑阀式换向阀的操纵方式手动换向阀机动换向阀电磁换向阀液动换向阀电液换向阀

①手动换向阀手动换向阀是用人力控制方法，改变阀芯工作位置的换向阀，有二位二通、二位四通和三位四通等多种形式。

②机动换向阀机动换向阀又称行程换向阀，是用机械控制方法改变阀芯工作位置的换向阀。常用的有二位二通（常闭和常通）、二位三通、二位四通和二位五通等多种。

利用挡铁或凸轮使阀芯运动以控制流向。

③电磁换向阀电磁换向阀简称电磁阀，是用电气控制方法改变阀芯工作位置的换向阀。

组成：阀体、阀芯、弹簧、电磁铁等④液动换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀，阀芯由其两端密封腔中油液的压差来移动的。

由于压力油液可以产生很大的推力，液动换向阀可用于高压大流量的液压系统中。

⑤电液换向阀：电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组成的复合阀。电磁换向阀起先导作用，用来改变控制液流方向。液动换向阀为主阀，用来改变主油路的方向，从而改变液动滑阀阀芯的位置。

⑥转阀：转阀密封性差，径向力不易平衡及结构尺寸受到限制，一般多用于压力较低、流量较小的场合。

⑦电磁球式换向阀：动作可靠性高，密封性好，对油液污染不敏感，切换时间短，工作压力高（可达63MPa）。主要用于要求密封性很好的场合。三位四通换向阀的中位机能

三位四通换向阀的中位机能是指阀处于中位时各油口的连通方式。型式结构简图图形符号中位油口状况、特点及应用O型P、A、B、T四口全封闭，执行元件闭锁，可用于多个换向阀并联工作H型P、A、B、T口全通；执行元件两腔与回油箱连通，在外力作用下可移动，泵卸荷型式结构简图图形符号中位油口状况、特点及应用Y型P封闭，A、B、T口相通；执行元件两腔与回油箱连通，在外力作用下可移动，泵不卸荷M型P、T口相通，A与B口均封闭；执行元件两油口都封闭，泵卸荷，也可用多个M型换向阀并联工作保压：常态位时P口被封闭（如O、Y型），液压泵保压，适用于多缸液压系统。泄荷问题：常态位时P口和O口相连（如H、M型），液压泵能泄荷。启动平稳：常态位时A和B两口都不与O口相通（O、M型），易实现稳定启动。换向平稳性和换向精度：常态位时A、B两口封闭（O、M型），换向过程中易产生液压冲击，换向平稳性差，换向精度高。作业完成课后练习题一日读书一日功，一日不读十日空。——民间谚语液压与气动技术项目二认识液压元件及故障诊断液压与气动技术任务2.4认识液压压力控制元件及故障诊断技术进步离不开一点一滴中的不懈探索与努力任务目标掌握压力控制阀工作原理与分类掌握溢流阀的结构和工作原理；掌握减压阀的结构和工作原理；掌握顺序阀的结构和工作原理；掌握压力继电器结构和工作原理；掌握压力控制阀的压力控制和调节方法。

作用：压力控制阀是用于控制液压系统中系统压力或利用压力变化来实现某种动作的一种控制元件。原理：利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来工作的。分类：按用途不同，可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。一、溢流阀（1）功用：一是保持系统或回路的压力恒定，起溢流和稳压作用；二是在系统中作为安全阀使用，对系统起过载保护作用。溢流阀还可作为背压阀、卸荷阀、制动阀和平衡阀等来使用。溢流阀通常接在液压泵出口处的油路上。分类：根据结构和工作原理不同，溢流阀可分为直动型溢流阀和先导型溢流阀两类。直动型溢流阀结构简单，一般用于低压小流量系统；先导型溢流阀多用于中、高压及大流量系统中，两级阀，反应不如直动式溢流阀灵敏。

（2）直动型溢流阀工作原理TP开启设定压力p0若进油口P的油压小于p0，溢流阀关闭若进油口P的油压大于等于于p0，溢流阀打开，P-T

（3）先导型溢流阀工作原理R主阀—溢流先导阀—控制调节溢流压力阻尼孔R-细小的孔，因沿程压力损失影响产生压力降低

（3）先导型溢流阀工作原理RP—R—先导阀①主阀关闭：P口油压不大，P口油压不能克服先导阀弹簧力②主阀打开溢流：P口油压上升，先导阀打开，油P—R—先导阀-TK口封闭

（3）先导型溢流阀工作原理A区域油压接近0主阀打开，卸荷作用：P口油压即使很小也能打开主阀，PTK口通油箱RA（4）溢流阀的应用①作为溢流阀用：当泵的流量大于节流阀允许通过的流量时，溢流阀使多余的油液流回油箱，此时泵的出口压力保持恒定。②作为安全阀用：用溢流阀限制系统的最高压力，防止系统过载。系统在正常工作状态下，溢流阀关闭；当系统过载时，溢流阀打开，使压力油经阀流回油箱。此时溢流阀为安全阀。③作为背压阀用：溢流阀串联在回油路上，溢流产生背压，使运动部件运动平稳性增加。④作为卸荷阀用：溢流阀的遥控口串接一小流量的电磁阀，当电磁铁通电时，溢流阀的液控口通油箱，此时液压泵卸荷。溢流阀此时作为卸荷阀使用。

二、减压阀

减压阀作用：利用油液通过缝隙时产生压力损失的原理，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。在液压系统中减压阀常用于降低或调节系统中某一支路的压力，以满足某些执行元件的需要。

减压阀按其工作原理亦有直动型和先导型之分。按其调节性能又分为：

保证出口压力为定值的定值减压阀（应用最广，简称减压阀）；保证进出口压力差不变的定差减压阀；保证进出口压力成比例的定比减压阀。

（2）直动型减压阀工作原理当前位置，P1—P2不起减压作用：P2口油压低于设定压力L

（2）直动型减压阀工作原理减压：P2口油压大于等于设定压力，阀芯上移，P1—P2的流通阀口变小，起减压作用说明：P2口压力下降，阀口变大，油压回升，反之继续下降，维持P2口油压在一调定值。L

（3）先导型减压阀工作原理先导阀控制出口油压P2口油经阻尼孔到先导阀，P2口油压与先导阀弹簧力平衡，使P2口油压保持调定压力

（3）先导型减压阀工作原理①减压阀不工作：若P2口油压小于先导阀调定压力，先导阀不开，主阀上下油压相等，减压口最大，阀不工作

（3）先导型减压阀工作原理②减压阀工作：若P2口油压大于等于先导阀调定压力，先导阀打开，少量油从L流回油箱，阻尼孔产生压降，主阀芯上移，阀口减小，P2口压力降低，直至平衡（4）减压阀的应用①减压回路：在主系统的支路上串一减压阀，用以降低和调节支路液压缸的最大推力。②稳压回路：当系统压力波动较大，液压缸2需要有较稳定的输入压力时，在液压缸2进油路上串联一减压阀，在减压阀处于工作状态下，可使液压缸2的压力不受溢流阀压力波动的影响。③单向减压回路：当需要执行元件正反向压力不同时，可用单向减压回路图。图中的用双点画线框起的单向减压阀是具有单向阀功能的组合阀。

思考练习1液压缸无杆腔面积A＝0.005m2，负载FL＝10000N，各阀的调定压力如图所示，试确定：（1）写出图中元件1、2的名称；（2）在工作中，活塞杆伸出时A、B两点的压力。思考练习2溢流阀的调整压力为5MPa，减压阀的调整压力为1.5MPa，活塞运动时负载压力为1MPa，其它损失不计，试分析：（1）活塞在运动期间A、B点的压力值；（2）活塞碰到障碍物（死挡铁）后A、B点的压力值。

三、顺序阀

（1）顺序阀的作用：以压力作为控制信号，自动接通或切断某一油路的压力控制阀。由于它经常被用来控制执行元件动作的先后顺序，故称顺序阀。

顺序阀按其控制方式不同：内控式顺序阀和外控式顺序阀。内控式顺序阀直接利用阀的进口压力油控制阀的启闭。外控式顺序阀利用外来的压力油控制阀的启闭，称之为液控顺序阀。按顺序阀的结构不同：直动式顺序阀和先导式顺序阀。

（2）顺序阀的工作原理①不工作：P1口油压低于弹簧力，阀关闭②工作：P1口油压大于等于弹簧力，阀打开P1—P2

（3）顺序阀的应用①实现执行元件的顺序动作：要求进程时（活塞向下运动），A缸先动作，B缸后动作。1234561—液压泵2—溢流阀3—减压阀4—单向阀5—二位四通电磁换向阀6—单向顺序阀A\B-液压缸

（3）顺序阀的应用②与单向阀组合成单向顺序阀：在平衡回路上，以防止垂直或倾斜放置的执行元件和与之相连的工作部件因自重而自行下落。1—液压泵2—溢流阀3—三位四通电磁换向阀4—单向顺序阀5—液压缸

③作为卸荷阀用：实现双泵供油系统的大流量泵卸荷的回路。顺序阀大量供油，阀3不工作：泵1和泵2同时供油，供油压力小于3的控制压力；少量供油，阀3打开：供油压力大于3的控制压力，顺序阀3打开，单向阀4关闭，泵2卸荷，泵1继续供油。溢流阀起安全阀作用

④作为背压阀用：用于液压缸回油路上，增大背压，使活塞的运动速度稳定。

四、压力继电器

（1）工作原理利用液体压力来启闭电气触点的液压—电气转换元件，在油液压力达到设定压力时，发出电信号，控制电气元件动作，实现泵的加载或卸荷、执行元件的顺序动作或系统的安全保护和连锁等其他功能。组成：压力—位移转换装置和微动开关两部分组成。分类：柱塞式、弹簧管式、膜片式和波纹管式四类，其中以柱塞式最常用。

（2）压力继电器的应用①安全控制：压力继电器可实现安全控制。当系统压力达到压力继电器事先调定的压力值时，压力继电器即发出电信号，使由其控制的系统停止工作，对系统起安全保护作用。②执行元件的顺序动作：压力继电器可实现执行元件的顺序动作。当系统压力达到压力继电器事先调定的压力值时，压力继电器即发出电信号，使由其控制的执行元件开始动作。作业完成课后练习题吾生也有涯，而知也无涯。——庄子液压与气动技术项目二认识液压元件及故障诊断液压与气动技术任务2.5认识液压流量控制元件及故障诊断南京铁道职业技术学院“听”、“看”辨故障任务目标掌握流量控制阀的作用及分类；掌握流量控制阀的流量控制原理；了解节流阀的作用、结构和工作原理；掌握调速阀的工作原理。

流量控制阀简称流量阀，它通过改变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度。分类：节流阀、调速阀。要求：具有足够的调节范围；能保证稳定的最小流量；温度和压力变化对流量的影响要小；调节方便，泄漏小等。一、流量控制阀特性1.节流口流量特性及形式（1）节流口的流量特性q=CAT(Δp)m

式中：q——流经节流口的流量；

C——由节流口形状、流动状态、油液性质等因素决定的系数；

AT——节流口通流截面面积；

Δp——节流口前后压力差；

m——节流指数，对于薄壁小孔m＝0.5；对于细长小孔，m＝1。

①节流口宜制成薄壁孔；②油温变化会引起工作油液黏度发生变化，从而对流量产生影响，簿壁孔受温度的影响较小；③每个节流阀都有一个能正常工作的最小流量限制，称为节流阀的最小稳定流量。222

节流阀的结构主要取决于节流口的形式，常见节流口的形式主要以下几种。二、节流阀（1）节流阀工作原理

（2）节流阀的应用：普通节流阀的流量调节仅靠一个节流口调节，其流量的稳定性受压力和温度影响较大。①进口节流调速②出口节流调速③旁路节流调速④作为背压阀用⑤组成容积节流调速回路三、调速阀通过节流阀的流量受其进出口两端压差变化影响。带压力补偿的流量阀称为调速阀。分类：将定差减压阀与节流阀串联，称之为调速阀；将溢流阀与节流阀并联，称之为溢流节流阀。

（1）调速阀①由定差减压阀和节流阀两部分组成。定差减压阀可以串联在节流阀之前，也可串联在节流阀之后。②调速阀的应用：调速阀的应用与节流阀相似，凡是节流阀能应用的场合，调速阀均可应用。与普通节流阀不同的是，调速阀应用于对速度稳定性要求较高的液压系统中。

负载变化，p3变化，p2随之变化，则p2-p3的压差值基本保持恒定，实现压力补偿。

（2）溢流节流阀①溢流阀与节流阀并联而成的组合阀，它也能补偿因负载变化而引起的流量变化。

压力差被弹簧力平衡保持基本不变。作业少壮不努力，老大徒伤悲。——《长歌行》完成课后练习题液压与气动技术项目二认识液压元件及故障诊断液压与气动技术任务2.6认识液压辅助元件及故障诊断液压辅助元件是保证液压系统正常工作不可缺少的组成部分。常用的液压辅助元件有过滤器、蓄能器、管件、密封件、油箱和热交换器等，除油箱通常需要自行设计外，其余皆为标准件。任务目标掌握各类蓄能器的作用；掌握各类蓄能器的结构原理；熟悉各类蓄能器的使用方法及适用场合。一蓄能器的认识蓄能器是液压系统中的储能元件，它能储存多余的压力油液，并在系统需要时释放。（1）蓄能器的作用：将液压系统中的压力油储存起来，在需要时又重新放出。①辅助动力源②系统保压或紧急动力源③吸收系统脉动，缓和液压冲击（2）蓄能器的结构：通常有重力式，弹簧式和充气式等几种。目前常用的是利用气体压缩和膨胀来储存、释放液压能的充气式蓄能器。（3）蓄能器的安装、使用与维护，蓄能器的安装、使用与维护应注意的事项如下：①蓄能器作为一种压力容器，选用时必须采用有完善质量体系保证并取得有关部门认可的产品；②选择蓄能器时必须考虑与液压系统工作介质的相容性；③气囊式蓄能器应垂直安装，油口向下，否则会影响气囊的正常收缩；④蓄能器用于吸收液压冲击和压力脉动时，应尽可能安装在振动源附近；用于补充泄漏，使执行元件保压时，应尽量靠近该执行元件；⑤安装在管路中的蓄能器必须用支架或支承板加以固定；⑥蓄能器与管路之间应安装截止阀，以便于充气检修；蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，以防止液压泵停车或卸载时，蓄能器内的液压油倒流回液压泵。二过滤器任务目标掌握各类过滤器的作用；掌握各类过滤器的结构原理；熟悉各类过滤器的使用方法及适用场合。（1）过滤器作用与使用要求：液压油中往往含有颗粒状杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞，使系统工作可靠性大为降低。液压油液的污染是液压系统发生故障的主要原因，控制污染的最主要的措施是使用具有一定过滤精度的过滤器进行过滤。（2）过滤器的种类和典型结构按滤芯的材料和结构形式，过滤器可分为网式、线隙式，纸质滤芯式、烧结式过滤器及磁性过滤器等。按过滤器安放的位置不同，还可以分为吸滤器，压滤器和回油过滤器，考虑到泵的自吸性能，吸油过滤器多为粗滤器。粗滤器细滤器类型结构特点线隙式过滤器

其滤芯用铜线或铝线密绕在筒形骨架的外部制成，依靠铜丝间的微小间隙滤除混入液体中的杂质。其结构简单，通流能力大，过滤精度比网式过滤器高，但不易清洗，多为回油过滤器纸质式过滤器

其滤芯为平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成的纸芯，将纸芯围绕在带孔的镀锡铁做成的骨架上，以增大强度。为增加过滤面积，纸芯一般做成折叠形。其过滤精度较高，一般用于油液的精过滤，但堵塞后无法清洗，须经常更换滤芯类型结构特点网式滤芯

网式滤芯是在周围开有很多孔的金属筒形骨架1上，包着一层或两层铜丝网2，过滤精度由网孔大小和层数决定。网式滤芯结构简单，清洗方便，通油能力大，过滤精度低，常作吸滤器。烧结式过滤器

其滤芯用金属粉末烧结而成，利用颗粒间的微孔来挡住油液中的杂质通过。其滤芯能承受高压，抗腐蚀性好，过滤精度高，适用于要求精滤的高压、高温液压系统（3）过滤器选用原则、安装位置及注意的问题。①过滤器的选用原则：过滤精度应满足预定要求；能在较长时间内保持足够的通流能力；滤芯具有足够的强度，不因液压的作用而损坏；滤芯抗腐蚀性能好，能在规定的温度下持久地工作；滤芯清洗或更换简便。②安装位置及注意的问题，过滤器在液压系统中的安装位置通常有以下几种：三油箱的认识任务目标掌握油箱的作用；掌握油箱的结构原理；熟悉油箱的使用方法及适用场合。油箱的功用：油箱在液压系统中的功用是储存油液、散发油液中的热量、沉淀污物并逸出油液中的气体。分类：液压系统中的油箱有整体式和分离式两种。按油面是否与大气相通，油箱又可分为：开式油箱与闭式油箱。开式油箱广泛用于一般的液压系统；闭式油箱则用于水下和高空无稳定气压的场合。油箱的结构1—吸油管；2—过滤网；3—空气过滤器；4—回油管；

5—安装板；6—液位计；7、9—隔板；8—放油阀为了保证油箱的功用，在结构上应注意以下几个方面：①便于清洗；油箱底部应有适当斜度，并在最低处设置放油塞，换油时可使油液和污物顺利排出。②在易见的油箱侧壁上设置液位计（俗称油标），以指示油位高度。③油箱加油口应装滤油网，口上应有带通气孔的盖。④吸油管与回油管之间的距离要尽量远些，并采用多块隔板隔开，分成吸油区和回油区，隔板高度约为油面高度的3/4。⑤吸油管口离油箱底面距离应大于2倍油管外径，离油箱箱边距离应大于3倍油管外径。吸油管和回油管的管端应切成斜口，回油管的斜口应朝向箱壁。设计油箱容量必须保证：液压设备停止工作时，系统中的全部油液流回油箱时不会溢出，而且还有一定的预备空间，即油箱液面不超过油箱高度的80％。四管路和管接头任务目标掌握油管和管接头的作用；掌握油管和管接头的结构原理；熟悉油管和管接头的使用方法及适用场合。液压系统中将管道、管接头和法兰等通称为管件，其作用是保证油路的连通，并便于拆卸、安装；根据工作压力、安装位置确定管件的连接结构；与泵、阀等连接的管件应由其接口尺寸决定管径。（1）油管：

液压传动中，常用的油管有钢管、紫铜管、尼龙管、塑料管、橡胶软管。（2）管接头管接头用于管道和管道、管道和其他液压元件之间的连接。主要要求是安装、拆卸方便，抗振动、密封性能好。用于硬管连接的主要有扩口式管接头，卡套式管接头和焊接式管接头三种。用于软管连接主要有扣压式。类型结构简图特点O型密封圈O形密封圈一般用耐油橡胶制成，其横截面呈圆形，它具有良好的密封性能，内外侧和端面都能起密封作用，结构紧凑，运动件的摩擦阻力小，制造容易，装拆方便，成本低，且高低压均可以用，工作压力可达0～30MPa，工作温度为-40～120℃。五密封装置的认识类型结构简图特点Y型密封圈

这种密封能随着工作压力的变化自动调整密封性能，压力越高则唇边被压得越紧，密封性越好；当压力降低时唇边压紧程度也随之降低，从而减少了摩擦阻力和功率消耗，它还能自动补偿唇边的磨损，保持密封性能不降低。工作压力可达20MPa，工作温度为-30～100℃。在装配时应注意唇边应对着有压力油的油腔V密封圈

这种密封通常由压环、密封环和支承环圈等多层涂胶织物压制而成，能保证良好的密封性，当压力更高时，可以增加中间密封环的数量，这种密封圈在安装时要预压紧，所以摩擦阻力较大。唇形密封圈安装时应使其唇边开口面对压力油，使两唇张开，分别贴紧在机件的表面上。最高工作压力可达50MPa，工作温度为-40～80℃类型结构简图特点

滑环式组合密封

这种密封为O形密封圈与截面为矩形的聚四氟乙烯塑料滑环组成的组合密封装置，由于密封间隙靠滑环，而不是O形圈，因此摩擦阻力小而且稳定，工作压力可达80MPa，往复运动密封时，速度可达15m/s；往复摆动与螺旋运动密封时，速度可达5m/s系统对密封装置的要求：①在工作压力和一定的温度范围内，应具有良好的密封性能，并随着压力的增加能自动提高密封性能。②密封装置和运动件之间的摩擦力要小，摩擦系数要稳定。③抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，磨损后在一定程度上能自动补偿。④结构简单，使用、维护方便，价格低廉。作业完成课后练习题锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。——《荀子·劝学》液压与气动技术项目三分析液压基本回路及故障处理液压与气动技术任务3.1分析方向控制回路及故障处理技术进步离不开一点一滴中的不懈探索与努力任务目标会分析换向回路；会分析锁紧回路；会搭建、调试方向控制回路。换向回路用于控制液压系统中液流方向，从而改变执行元件的运动方向。运动部件的换向，一般可采用各种换向阀来实现。方向控制回路有换向回路和锁紧回路。（一）换向回路1.换向阀组成的换向回路（1）电磁换向阀组成的换向回路12341234（2）液动换向阀组成的换向回路在机床夹具、油压机和起重机等不需要自动换向的场合,常常采用手动换向阀来进行换向。52.双向变量泵换向回路比普通换向阀换向平稳，多用于大功率的液压系统中，如龙门刨床、拉床等液压系统。锁紧回路的作用是使执行元件能在任意位置上停留，以及在停止工作时，防止在受力的情况下发生移动。锁紧精度较高。采用O、M型换向阀的锁紧回路，由于滑阀式换向阀不可避免地存在泄漏，密封性能较差，锁紧效果差，只适用于短时间的锁紧或锁紧程度要求不高的场合。（二）锁紧回路123412341-单向定量液压泵；2-溢流阀；3-三位四通电磁换向阀；4-双作用单活塞杆液压缸；A、B-液控单向阀（双向液压锁）1234液控单向阀P1P2P3P4换向阀左边通电：活塞杆向右运动，伸出换向阀右边通电：活塞杆向左运动，退回换向阀不通电，中位工作：活塞杆静止1234实用举例汽车起重机由汽车发动机通过传动装置驱动工作，由于汽车轮胎支承能力有限，且为弹性变形体，也是很不安全，故在起重作业前必须放下前后支腿，使汽车轮胎架空，用支腿承重。在行驶时又必须将支腿收起，轮胎着地。要确保支腿停放在任意位置并能可靠地锁住而不受外界影响而发生漂移或窜动。手绘图纸仿真分析作业完成课后练习题一日读书一日功，一日不读十日空。——民间谚语液压与气动技术项目三分析液压基本回路及故障处理液压与气动技术任务3.2分析压力控制回路及故障处理技术进步离不开一点一滴中的不懈探索与努力任务目标掌握调压回路的调压原理及其分类；掌握减压回路的减压原理；掌握增压回路的增压方法及其增压原理；掌握常见卸荷回路的卸荷方式；了解平衡回路的工作原理；了解常见保压回路的保压方式。压力控制回路：用压力阀来控制和调节液压系统主油路或某一支路的压力，以满足执行元件所需的力或力矩的要求的回路。1.调压回路调压回路是控制系统的最高工作压力，使其不超过某一预先调定的数值的压力控制回路。（1）单级调压回路调节溢流阀的调定压力，可以改变泵的输出压力。（2）双向调压回路调节溢流阀1的调定压力，可以改变泵的输出压力；调节溢流阀2的调定压力，可以改变液压缸的输出压力。34（3）多级调压回路二级调压回路阀2的调定压力必须小于阀1的调定压力，否则不能实现二级调压。3三级调压回路在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要低于主溢流阀1的调定压力。42.减压回路当泵的输出压力是高压而局部回路或支路要求低压时，可以采用减压回路，如机床液压系统中的定位、夹紧、回路分度以及液压元件的控制油路等，它们往往要求比主油路较低的压力。（1）单向减压阀回路回路中单向阀的作用是当主油路压力降低到小于减压阀调整压力时，防止油液倒流，起短时保压作用。123（2）二级减压回路由减压阀和远程调压阀组成的二级减压回路。34563.增压回路增压回路可以提高系统中某一支路的工作压力，以满足局部工作机构的需要。采用了增压回路，系统的整体工作压力仍能较低，这样可以降低能源消耗。增压回路中提高压力的主要元件是增压缸或增压器。利用增压缸的单作用增压回路12345采用双作用增压缸的增压回路4.卸荷回路液压泵卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种。流量卸荷主要是使用变量泵，使变量泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转，此方法比较简单，但泵处在高压状态下运行，磨损比较严重；压力卸荷的方法是使泵在接近零压下运转。以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命。12341-液压泵2-溢流阀3-三位四通电磁换向阀4-双作用单活塞杆液压缸阀3左位

缸4活塞杆向右阀3右位

缸4活塞杆向左阀3中位泵卸荷123451-液压