工程機(jī)械液壓與液力傳動(dòng)復(fù)習(xí)資料

1、工程機(jī)械液壓與液力傳動(dòng)復(fù)習(xí)資料液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)。1.1 液壓傳動(dòng)工作原理液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成動(dòng)力元件將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的裝置。執(zhí)行元件將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的元件。液壓缸或氣缸、液壓馬達(dá)或氣馬達(dá)?？刂圃刂葡到y(tǒng)壓力、流量、方 向的元件以。如溢流閥、節(jié)流閥、方向閥等。輔助元件保證系統(tǒng)正常工作除上述三種元件外的裝置。如油箱、過(guò)濾器、蓄能器、油霧器、消聲器、管件等。傳動(dòng)介質(zhì)傳遞能量的液體，即各種液壓油。 液壓系統(tǒng)圖以各種符號(hào)表示元件的職能，將各元件的符號(hào)用通路連接起來(lái)，以表示液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)的原理的圖形.1.3 液壓與氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)布置方便

2、靈活。無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)2000：1。傳動(dòng)平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。操作控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、中遠(yuǎn)距離控制和過(guò)載保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度高，有利于縮短設(shè)計(jì)周期、制造周期和降低成本。傳動(dòng)效率不高；維護(hù)要求較高。1.4 液壓技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用及發(fā)展工程機(jī)械采用液壓傳動(dòng)后元件尺寸小、重量輕、能量密度高，作業(yè)效率及各項(xiàng)性能指標(biāo)得到大大提高。元件小型化、系統(tǒng)集成化、機(jī)電液（氣）一體化是液壓與氣動(dòng)技術(shù)的必然發(fā)展趨勢(shì)；元件與系統(tǒng)的cad/cat與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制是當(dāng)前的發(fā)展方向。第二章 流體力學(xué)基礎(chǔ)2.1 液壓油密度單位體積液體的質(zhì)量。液壓油的密度為900kg/m3。可壓縮

3、性認(rèn)為油液是不可壓縮的 。 粘性液體流動(dòng)時(shí)分子之間產(chǎn)生的一種內(nèi)摩擦力 ，用動(dòng)力粘度，運(yùn)動(dòng)粘度，相對(duì)粘度來(lái)度量。動(dòng)力粘度表征液體粘性的內(nèi)摩擦系數(shù) ，即液體在單位速度梯度下流動(dòng)時(shí)單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。運(yùn)動(dòng)粘度液體的動(dòng)力粘度與其密度的比值。=/, 是工程實(shí)際中常用的物理量。相對(duì)粘度又稱條件粘度采用特定的粘度計(jì)在規(guī)定條件下測(cè)出的液體粘度。粘度隨著溫度升高而顯著下降（粘溫特性）。粘度隨壓力升高而變大（粘壓特性）。對(duì)液壓油液的要求和分類對(duì)液壓油液的要求：粘溫特性好；有良好的潤(rùn)滑性；成分要純凈；有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；抗泡沫性和抗乳化性好；材料相容性好；無(wú)毒，價(jià)格便宜。液壓油液分類：礦物性液壓油：按照iso

4、規(guī)定，采用40時(shí)油液的運(yùn)動(dòng)粘度（mm2/s)作為油液粘度牌號(hào)，共分為10、15、22、32、46、68、100、150等8個(gè)等級(jí)。液壓油液的選用l 選用液壓油液首先考慮的是粘度選擇時(shí)要注意：液壓系統(tǒng)的工作壓力 壓力高，要選擇粘度較大的液壓油液。環(huán)境溫度 溫度高，選用粘度較大的液壓油液。運(yùn)動(dòng)速度 速度高，選用粘度較低的液壓油液。工程機(jī)械常用的液壓油:機(jī)械油、汽輪機(jī)油、柴油機(jī)油。2.2 液壓油的污染與控制污染原因：新油污染、殘留污染、侵入污染和內(nèi)部生成污染。油液污染的控制對(duì)元件和系統(tǒng)進(jìn)行清洗防止污染物從外界侵入定期清洗、檢查或更換過(guò)濾器控制油液的溫度定期檢查和更換液壓油2.3 流體靜力學(xué)液體靜力學(xué)

5、研究液體在靜止?fàn)顟B(tài)下的力學(xué)規(guī)律及其應(yīng)用的流體力學(xué)分支。質(zhì)量力：作用在每一質(zhì)點(diǎn)上，并與液體質(zhì)量成正比的力。表面力：只作用在液體表面上，并與液體表面積成正比的力。液體的靜壓力靜止液體在單位面積上所受的法向力。若在液體的面積a上所受的作用力f為均勻分布時(shí)，靜壓力可表示為：液體靜壓力在物理學(xué)上稱為壓強(qiáng)，工程實(shí)際應(yīng)用中習(xí)慣稱為壓力。l 液體靜壓力的特性:靜壓力垂直于承壓面，方向?yàn)樵撁鎯?nèi)法線方向。液體內(nèi)任一點(diǎn)所受的靜壓力在各個(gè)方向上都相等。l 靜壓力基本方程式： 重力作用下靜止液體壓力分布特征：由兩部分組成：液面壓力p0，自重形成的壓力gh。液體內(nèi)的壓力與液體深度成正比。離液面深度相同各點(diǎn)的壓力相等，壓力

6、相等的所有點(diǎn)組成等壓面。l 靜壓力基本方程式的物理含義對(duì)于與a點(diǎn)等高的連通器上p點(diǎn)（上端抽真空）說(shuō)明a處液體的壓力能轉(zhuǎn)變成受到靜壓力作用而具有的勢(shì)能mghp。靜止液體中壓力能和位能可以互相轉(zhuǎn)換，但各點(diǎn)總能量p/g+z保持不變，即能量守恒。l 帕斯卡原理：在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體的壓力可以等值地傳遞到液體各點(diǎn)，亦稱靜壓傳遞原理。對(duì)于大活塞： p= f1/a1對(duì)于小活塞：f2= pa2= f1a2/a1由此可得液壓傳動(dòng)可使力放大，可使力縮小，也可以改變力的方向。液體內(nèi)的壓力是由負(fù)載決定的。壓力的表示法及單位絕對(duì)壓力 以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)進(jìn)行度量相對(duì)壓力或表壓力 以大氣壓為基準(zhǔn)進(jìn)行度量真空度 絕對(duì)壓

7、力不足于大氣壓力的那部分壓力值l 單位 帕 pa (n/m2)以前所采用的壓力單位：l 靜壓力對(duì)固體壁面的作用力液體和固體壁面接觸時(shí)，固體壁面將受到液體靜壓力的作用；當(dāng)固體壁面為平面時(shí)，液體壓力在該平面的總作用力 f =pa，方向垂直于該平面。當(dāng)固體壁面為曲面時(shí)，液體壓力在曲面某方向上的總作用力 f =pax ， ax為曲面在該方向的投影面積。2.4 液體動(dòng)力學(xué)l 液體力學(xué)規(guī)律的三個(gè)基本方程式：流動(dòng)液體的連續(xù)性方程、伯努利方程、動(dòng)量方程。前兩個(gè)方程反映了液體的壓力、流速與流量之間的關(guān)系；動(dòng)量方程用來(lái)解決流動(dòng)液體與固體壁面間的作用力問(wèn)題。液體動(dòng)力學(xué)基本概念l 理想液體 假設(shè)的既無(wú)粘性又不可壓縮的

8、流體稱為理想流體。l 恒定流動(dòng) 液體流動(dòng)時(shí)，液體中任一點(diǎn)處的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)，亦稱為定常流動(dòng)或非時(shí)變流動(dòng)。l 通流截面 垂直于流動(dòng)方向的截面，也稱為過(guò)流截面。l 流量 單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一通流截面的液體體積，流量以q表示，單位為m3/s 或 l/min。l 平均流速 假設(shè)通流截面上各點(diǎn)的流速均勻分布，平均流速為: 流量連續(xù)性方程質(zhì)量守恒定律液體在管內(nèi)作恒定流動(dòng)，任取1、2兩個(gè)通流截面，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)兩個(gè)截面的液體質(zhì)量相等。結(jié)論：在恒定流動(dòng)中流過(guò)各通流截面的不可壓縮流體的流量相等。流速與通流截面的面積成反比。運(yùn)動(dòng)微分方程力平衡方程微元體四力平衡：重力、慣性

9、力、兩端壓力。定常流動(dòng)速度是流線長(zhǎng)s的函數(shù)，u=f(s)伯努利方程能量守恒定律在管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的理想流體具有壓力能，勢(shì)能和動(dòng)能三種形式的能量，它們可以互相轉(zhuǎn)換，但其總和不變，即能量守恒。液體流速增大將導(dǎo)致壓力減少。速度頭、壓力頭、位勢(shì)頭、動(dòng)壓、靜壓、總壓。動(dòng)量方程動(dòng)量方程是動(dòng)量定理在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用，用來(lái)計(jì)算流動(dòng)液體作用在限制其流動(dòng)的固體壁面上的總作用力。作用在液體控制體積上的外力總和等于單位時(shí)間內(nèi)流出控制表面與流入控制表面的液體的動(dòng)量之差。應(yīng)用動(dòng)量方程注意：f、u是矢量；流動(dòng)液體作用在固體壁面上的力與作用在液體上的力大小相等、方向相反。第三章 液壓動(dòng)力元件3.1 液壓泵的基本概念液壓泵是

10、液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能輸出，為執(zhí)行元件提供壓力油。l 單柱塞泵偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，柱塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，向右運(yùn)動(dòng)吸油，向左運(yùn)動(dòng)排油。泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量。l 液壓泵正常工作的三個(gè)必備條件必須具有一個(gè)由運(yùn)動(dòng)件和非運(yùn)動(dòng)件所構(gòu)成的密閉容積；密閉容積大小隨運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)作周期性變化，容積由小變大吸油，由大變小壓油；油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須恒等于或大于大氣壓外部條件。具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)；密閉容積增大到極限時(shí)，先隔開(kāi)吸油腔，再轉(zhuǎn)為排油；密閉容積減小到極限時(shí)，先隔開(kāi)排油腔，再轉(zhuǎn)為吸油。吸油腔的壓力取決于吸油高度和吸油管路的阻力；壓油腔的壓力取決于外負(fù)載和排油管路的壓力損失。

11、l 液壓泵的分類：按流量是否可調(diào)分：定量泵、變量泵按結(jié)構(gòu)分：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵l 選用原則：是否變量 要求變量用變量泵工作壓力 柱塞泵額定壓力最高 工作環(huán)境 齒輪泵抗污能力最好噪聲指標(biāo) 雙作用葉片泵和螺桿泵屬低噪聲泵效率 軸向柱塞泵的總效率最高液壓泵的主要性能參數(shù)l 液壓泵的壓力工作壓力 p ：泵工作時(shí)的出口壓力，大小取決于負(fù)載。額定壓力 ps ：正常工作條件下按實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。吸入壓力：泵的進(jìn)口處的壓力。最高允許壓力：在超過(guò)額定壓力的條件下，允許液壓泵短暫運(yùn)行的最高壓力。l 液壓泵的排量、流量和容積效率排量v：液壓泵每轉(zhuǎn)一周理論上應(yīng)排出的油液體積，又稱為理論排量或幾何排量。常

12、用單位為cm3/r。排量的大小僅與泵的幾何尺寸有關(guān)。理論流量 qt：泵在單位時(shí)間內(nèi)理論上排出的油液體積，qt= n v ，單位為 m3/s 或 l/min 。實(shí)際流量 q ：泵在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際排出的油液體積。單位為 m3/s 或 l/min 。在泵的出口壓力 0 時(shí)，因存在泄漏流量q q = qt-q 。額定流量 qn ：泵在額定壓力，額定轉(zhuǎn)速下允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的流量。泵的功率和效率液壓泵的功率損失：容積損失、機(jī)械損失容積損失：液壓泵在流量上的損失。容積效率v：機(jī)械損失：液壓泵在轉(zhuǎn)矩上的損失。輸入功率 pi： 驅(qū)動(dòng)泵軸的機(jī)械功率。輸出功率 p：泵輸出的液壓功率。3.2 齒輪泵根據(jù)嚙合形式不同分為：

13、外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。結(jié)構(gòu)組成：一對(duì)幾何參數(shù)完全相同的齒輪，齒寬為b，齒數(shù)為z，泵體，前后蓋板，長(zhǎng)短軸。工作原理 ：兩嚙合的輪齒將泵體、前后蓋板和齒輪包圍的密閉容積分成兩部分，輪齒進(jìn)入嚙合的一側(cè)密閉容積減小，經(jīng)壓油口排油，退出嚙合的一側(cè)密閉容積增大，經(jīng)吸油口吸油。瞬時(shí)理論流量是脈動(dòng)的。為減少脈動(dòng)，可同軸安裝兩套齒輪，每套齒輪錯(cuò)開(kāi)半個(gè)齒距，共壓油口和吸油口。l 工程應(yīng)用：總效率 ：泵的轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速 ns：額定壓力下能連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。最低轉(zhuǎn)速nmin：正常運(yùn)轉(zhuǎn)允許的最低轉(zhuǎn)速。液壓泵的自吸能力：一般泵允許的吸油高度500mm。可采用：油箱液面高于液壓泵；采用壓力油箱；采用補(bǔ)油泵

14、供油。外嚙合齒輪泵的排量公式：平均流量與齒數(shù)成正比，與模數(shù)的平方成正比。為增大排量，應(yīng)增大模數(shù)，減小齒數(shù)，故齒輪多為修正齒輪。平均流量與齒寬成正比，但增大齒寬受徑向力增加的限制，一般b（610）mm，高壓時(shí)取小值。 提高轉(zhuǎn)速可以提高流量，但受泵吸入性能的限制。齒輪泵的轉(zhuǎn)速一般在10001500r/min。 在容積式液壓泵中，齒輪泵的流量脈動(dòng)最大。 l 外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特點(diǎn)：體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低，工作可靠，自吸性能較好，對(duì)油液污染不敏感，維護(hù)方便。 缺點(diǎn)：流量和壓力脈動(dòng)較大，噪聲大，排量不可變等。 l 三大問(wèn)題：泄漏、困油、徑向不平衡l 泄漏與間隙補(bǔ)償措施端面泄漏、徑

15、向泄漏和輪齒嚙合處泄漏。端面泄漏占8085。端面間隙補(bǔ)償采用靜壓平衡措施：在齒輪和蓋板之間增加浮動(dòng)軸套或浮動(dòng)側(cè)板，在浮動(dòng)零件的背面引入壓力油，讓作用在背面的液壓力稍大于正面的液壓力。困油現(xiàn)象與卸荷措施困油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 齒輪重迭系數(shù)1，形成一個(gè)與吸、壓油腔均不相通的閉死容積，此閉死容積隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)其大小發(fā)生變化，先由大變小，后由小變大。困油現(xiàn)象的危害 閉死容積由大變小時(shí)油液受擠壓，導(dǎo)致壓力沖擊和油液發(fā)熱，閉死容積由小變大時(shí)，會(huì)引起氣蝕和噪聲。卸荷措施 在前后蓋板或浮動(dòng)軸套上開(kāi)卸荷槽開(kāi)設(shè)卸荷槽的原則 兩槽間距a為最小閉死容積，而使閉死容積由大變小時(shí)與壓油腔相通，閉死容積由小變大時(shí)與吸油腔相通；一般

16、兩槽間距a向吸油側(cè)偏移，但必須保證任何時(shí)候吸油腔不得與壓油腔串通。徑向力不平衡作用力：液壓徑向力p1：由吸油低壓區(qū)逐步增壓到壓油高壓區(qū)；輪齒嚙合力p2： 徑向液壓力合力f= kpbde k對(duì)主動(dòng)齒輪k=0.75；對(duì)從動(dòng)齒輪k=0.85。徑向液壓力不平衡的危害：使泵軸彎曲，使齒頂與泵體摩擦。液壓徑向力的平衡措施：在蓋板上開(kāi)設(shè)平衡槽，分別與低、高壓腔相通；縮小壓油口直徑，適當(dāng)增加徑向間隙。內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)：漸開(kāi)線齒、月牙形隔板(將吸油腔a和壓油腔b完全隔開(kāi)）。工作原理：一對(duì)相互嚙合的小齒輪和內(nèi)齒輪與側(cè)板所圍成的密閉容積被齒嚙合線分割成兩部分，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒脫開(kāi)嚙合的一側(cè)密閉容積增大

17、，為吸油腔；輪齒進(jìn)入嚙合的一側(cè)密閉容積減小，為壓油腔。特點(diǎn)：無(wú)困油現(xiàn)象，流量脈動(dòng)?。辉肼暤?；額定壓力可達(dá)30 mpa。擺線轉(zhuǎn)子泵結(jié)構(gòu)：一對(duì)內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子（擺線齒），內(nèi)轉(zhuǎn)子比外轉(zhuǎn)子少1齒。七腔互隔，前半部容積漸小、排油腔；后半部容積漸大，進(jìn)油腔。內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)6/7周，每一密封空間完成吸油、排油6/7循環(huán)。選擇液壓泵的原則是否要求變量 徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、單作用葉片泵是變量泵。工作壓力 柱塞泵壓力31.5mpa；葉片泵壓力6.3mpa，高壓化以后可達(dá)16mpa；齒輪泵壓力2.5mpa，高壓化以后可達(dá)21mpa。工作環(huán)境 齒輪泵的抗污染能力最好。噪聲指標(biāo) 低噪聲泵有內(nèi)嚙合齒輪泵、雙作用

18、葉片泵和螺桿泵，雙作用葉片泵和螺桿泵的瞬時(shí)流量均勻。效率 軸向柱塞泵的總效率最高；同一結(jié)構(gòu)的泵，排量大的泵總效率高；同一排量的泵在額定工況下總效率最高。3.3 葉片泵l 葉片泵又分為： 雙作用葉片泵，只能作定量泵用； 單作用葉片泵，可作變量泵用。l 葉片泵特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲??；流量均勻，脈動(dòng)??；單作用泵可變量；結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小。缺點(diǎn)：吸油能力差；對(duì)油液污染敏感；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)材質(zhì)和加工要求高；成本較高。雙作用葉片泵：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)滑動(dòng)兩次，完成兩次吸油和壓油。單作用葉片泵：轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，吸、壓油各一次。雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)組成：定子 內(nèi)環(huán)包括：兩段大半徑r 圓弧、兩段小

19、半徑 r 圓弧和四段過(guò)渡曲線。轉(zhuǎn)子 銑有z個(gè)葉片槽，且與定子同心，寬度為b；葉片 在葉片槽內(nèi)能自由滑動(dòng)，貼緊定子內(nèi)表面。左、右配流盤(pán) 開(kāi)有對(duì)稱布置的兩個(gè)吸、壓油窗口；傳動(dòng)軸。雙作用葉片泵工作原理密閉容積 由定子內(nèi)環(huán)、轉(zhuǎn)子外圓、兩個(gè)葉片和兩側(cè)配流盤(pán)圍成，密閉容積被葉片分割為四部分。吸油和壓油 傳動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，葉片在離心力作用下緊貼定子內(nèi)表面，密封腔隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。在2、4象限內(nèi)密封腔容積由小增大，形成真空，經(jīng)配流窗口從油箱吸油。在1、3象限內(nèi)密封腔容積由大變小，受擠壓的油液經(jīng)配流窗口排出。泵每旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)密封腔吸油和壓油各兩次。雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)定子過(guò)渡曲線：等加速或等減速曲線，葉片數(shù)（z

20、8），使理論流量均勻，噪聲低。徑向力平衡：兩個(gè)吸油區(qū)和兩個(gè)壓油區(qū)對(duì)稱分布。定子曲線圓弧段圓心角配流窗口的間距角葉片間夾角（= 2/ z ），保證吸、壓油腔不互相連通。葉片槽根部全部通壓力油：保證葉片自由滑動(dòng)且始終緊貼定子內(nèi)表面。為減少密閉容積在吸壓油腔轉(zhuǎn)換時(shí)因壓力突變而引起的壓力沖擊，在配流盤(pán)的配流窗口前端開(kāi)有減振槽。端面間隙補(bǔ)償3.4 柱塞泵l 依靠柱塞在缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密封容積的變化實(shí)現(xiàn)吸油和壓油l 柱塞泵分類：軸向柱塞泵 柱塞軸向布置斜盤(pán)式柱塞泵斜軸式柱塞泵徑向柱塞泵 柱塞徑向布置配流軸式徑向柱塞泵為了連續(xù)吸油和壓油，柱塞數(shù)必須大于等于3。結(jié)構(gòu)：缸體（轉(zhuǎn)動(dòng)） 均布柱塞孔，柱塞底部空間為密

21、閉腔。柱塞（相對(duì)缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)） 頭部滑履與定子內(nèi)圓接觸。定子（不動(dòng)） 與缸體存在偏心距e。定子迫使柱塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸油和壓油。配流軸（不動(dòng)）；傳動(dòng)軸排量公式：配流軸式徑向柱塞泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)配流軸配流，因配流軸上與吸、壓油窗口對(duì)應(yīng)的方向開(kāi)有平衡油槽，使液壓徑向力得到平衡，容積效率較高。柱塞頭部裝有滑履，滑履與定子內(nèi)圓為面接觸，接觸面比壓很小。可以實(shí)現(xiàn)多泵同軸串聯(lián)，液壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊。改變定子相對(duì)缸體的偏心距可以改變排量。軸向柱塞泵斜盤(pán)式軸向柱塞泵的工作原理結(jié)構(gòu)組成 斜盤(pán)（不動(dòng)） 相對(duì)傳動(dòng)軸傾角為 柱塞（相對(duì)缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)） 直徑為d，頭部裝滑履。 缸體（轉(zhuǎn)動(dòng)） 均布z個(gè)柱塞，分布圓直徑為d。 配流盤(pán)

22、（不動(dòng)） 傳動(dòng)軸l 工作原理缸體轉(zhuǎn)動(dòng)，斜盤(pán)迫使柱塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；密閉容積增大和減小，實(shí)現(xiàn)吸油和壓油。斜盤(pán)式軸向柱塞泵的排量和流量l 排量 改變斜盤(pán)傾角可以改變泵的排量。 斜盤(pán)的最大傾角max1820 限制柱塞所受液壓側(cè)向力不致過(guò)大。l 實(shí)際流量 式中 d柱塞直徑；d柱塞分布圓直徑；z柱塞數(shù)；缸體角速度；pv容積效率；斜盤(pán)傾角。l 斜盤(pán)式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三對(duì)摩擦副：柱塞與缸體孔，缸體與配流盤(pán)，滑履與斜盤(pán)。 v容積效率較高，額定壓力可達(dá)31.5mpa。泵體上有泄漏油口。傳動(dòng)軸是懸臂梁，缸體外有大軸承支承。流量脈動(dòng)率：z大 ??；z為奇數(shù) 小，一般取5、7、9。配流窗口前端開(kāi)有減振槽（孔）或偏轉(zhuǎn)一定

23、角度；防止密閉容積在吸、壓油轉(zhuǎn)換時(shí)因壓力突變引起的壓力沖擊?；ソY(jié)構(gòu) 面接觸，降低接觸應(yīng)力；靜壓支撐，減少摩擦。配流盤(pán) 防壓力沖擊，靜壓支承?；爻虣C(jī)構(gòu) 分散彈簧行程，集中彈簧行程。變量機(jī)構(gòu)在液壓泵轉(zhuǎn)速不變時(shí)，改變斜盤(pán)傾角，改變泵的排量。l 類型：手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)、伺服變量機(jī)構(gòu)、恒功率變量機(jī)構(gòu)。l 手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu) 組成：拉桿、伺服（控制）滑閥、變量活塞、差動(dòng)液壓缸缸體等。工作原理： 高壓油通過(guò)孔道a、b、c打開(kāi)單向閥進(jìn)入下腔d，由于上腔g封閉，變量活塞不能動(dòng)。 增大排量 拉桿帶動(dòng)控制滑閥下移，打開(kāi)環(huán)槽f與上腔g的通路，高壓油經(jīng)e、f進(jìn)入上腔g，由于g腔比d腔作用面積大，液壓力推動(dòng)活塞下行，通過(guò)銷軸

24、帶動(dòng)斜盤(pán)繞鋼球中心逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，增大傾角，排量增大。直至活塞下移到使滑閥關(guān)閉f油口為止。 減小排量 拉桿上拉，滑閥上移，油口h被打開(kāi)，上腔g的油經(jīng)h回油箱，d腔壓力油使活塞上移，減小傾角，排量減小。直至活塞上移到使滑閥關(guān)閉h油口為止。l 伺服變量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)：滑閥2連三個(gè)油口：a通高壓油，b通活塞大腔，c通油箱。組成：一個(gè)差動(dòng)液壓缸和一個(gè)雙邊控制閥?；y下移x，上槽口打開(kāi)，高壓油使活塞下移y（上腔面積大、推力大）,斜盤(pán)傾角增量，當(dāng)y= x時(shí)，上槽口關(guān)閉，活塞停止移動(dòng)，即“反饋”。特點(diǎn)：流量與系統(tǒng)無(wú)關(guān)，只決定于控制指令，亦稱“隨動(dòng)系統(tǒng)”位移跟隨、力的放大。l 恒功率變量機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：油泵的壓力和流量近似的

25、按雙曲線規(guī)律變化，即壓力升高、流量減少，壓力降低、流量增加，而泵的輸出功率近似不變。工程機(jī)械采用恒功率變量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，作業(yè)速度隨外負(fù)荷增大而自動(dòng)降低；負(fù)荷減小時(shí)，作業(yè)速度自動(dòng)提高，以提高機(jī)械作業(yè)效率。恒功率變量機(jī)構(gòu)組成：活塞、滑閥、芯軸、內(nèi)彈簧、外彈簧、調(diào)節(jié)螺釘、單向閥等。滑閥力平衡方程：l 工作原理與特性曲線a1點(diǎn)：外彈簧預(yù)緊力t0所對(duì)應(yīng)的活塞1受力平衡點(diǎn)，x=0。當(dāng)pp0時(shí)，c槽打開(kāi)，g槽關(guān)閉，a、e腔壓力相等，活塞受差壓下移到下極限位置，則max,vmax,qmax。對(duì)應(yīng)a0a1段。p p0時(shí)，pt0，滑閥2上升，c關(guān)閉，g開(kāi)啟，上腔e壓力油經(jīng)f、g從2中心孔回油箱，活塞1上移，減

26、小，排量減小，直到1關(guān)閉c槽。對(duì)應(yīng)a1b段，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)內(nèi)彈簧4開(kāi)始受壓，油泵壓力為p1。p p1時(shí)，滑閥與活塞移動(dòng)情況與a1b段一致，內(nèi)、外彈簧均受壓，直到閥芯3升到被調(diào)節(jié)螺釘擋住，彈簧不再受壓，斜盤(pán)傾角最小，流量最小。p p2，由于螺釘擋住，不變，流量不變，壓力升到最大，對(duì)應(yīng)cd段斜軸式軸向柱塞泵工作原理:缸體軸線與傳動(dòng)軸不在一條直線上，它們之間存在一個(gè)擺角;柱塞與傳動(dòng)軸之間通過(guò)連桿連接。傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)通過(guò)連桿撥動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)制帶動(dòng)柱塞在缸體孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：柱塞受力狀態(tài)較斜盤(pán)式好，可增大擺角來(lái)增大流量，max=25且耐沖擊、壽命長(zhǎng)。外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。第四章 液壓執(zhí)行元件3.1 液壓缸的

27、類型和特點(diǎn)液壓缸的功用：將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。l 液壓缸的分類按結(jié)構(gòu)形式分：活塞缸 又分單桿活塞缸、雙桿活塞缸柱塞缸擺動(dòng)缸 又分單葉片擺動(dòng)缸、雙葉片擺動(dòng)缸按作用方式分：?jiǎn)巫饔靡簤焊?油液只通缸的一腔，油液驅(qū)動(dòng)活塞桿單方向運(yùn)動(dòng)，反向靠彈簧力、重力等驅(qū)動(dòng)；雙作用液壓缸 雙向運(yùn)動(dòng)都依靠油壓力驅(qū)動(dòng)；復(fù)合式缸 活塞缸與活塞缸組合、活塞缸與柱塞缸組合、活塞缸與機(jī)械結(jié)構(gòu)組合。雙桿活塞缸 活塞兩側(cè)都有活塞桿伸出。安裝方式：活塞桿固定式和缸筒固定式。雙活塞桿缸的應(yīng)用當(dāng)缸筒固定時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)范圍是活塞有效行程的三倍；當(dāng)活塞桿固定時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)范圍是活塞有效行程的兩倍 。雙桿活塞缸的速度推力特

28、性油缸在左右兩個(gè)方向上輸出的速度相等。油缸在左右兩個(gè)方向上輸出的推力相等。p1進(jìn)油壓力、 p2回油腔背壓力、m液壓缸機(jī)械效率、a活塞有效作用面積、d活塞直徑、d活塞桿直徑、v液壓缸容積效率。l 雙作用單桿活塞缸一端帶活塞桿，有缸筒固定和活塞桿固定兩種安裝方式，運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)范圍為活塞有效行程的兩倍。雙向運(yùn)動(dòng)速度不同，推力也不同。單桿活塞缸速度推力特點(diǎn)單桿活塞缸差動(dòng)連接的速度推力特性差動(dòng)連接：?jiǎn)位钊麠U缸兩腔同時(shí)通壓力油，p1=p2。差動(dòng)連接的液壓缸只能向活塞桿伸出方向運(yùn)動(dòng)。如果要求差動(dòng)缸向右運(yùn)動(dòng)速度v3非差動(dòng)連接向左運(yùn)動(dòng)速度 v2，則伸出速度較快，而推力較小，用于機(jī)構(gòu)快進(jìn)，不增加泵的容量和功率。l

29、 柱塞缸的特點(diǎn)柱塞與缸筒無(wú)配合關(guān)系，缸筒內(nèi)孔不需精加工，只是柱塞與缸蓋上的導(dǎo)向套有配合關(guān)系。為減輕重量，減少?gòu)澢冃?，柱塞常做成空心。柱塞缸只能作單作用缸，需借重力縮回。柱塞缸的速度推力特性l 伸縮液壓缸結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)或多個(gè)活塞式缸套裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞桿是后一級(jí)活塞缸的缸筒。各級(jí)活塞依次伸出可獲得很長(zhǎng)的行程，當(dāng)依次縮回時(shí)缸的軸向尺寸很小。特別適用于工程機(jī)械及自動(dòng)線步進(jìn)式輸送裝置。伸縮液壓缸的速度推力特性1.伸出時(shí)，依次從大到小、從外到內(nèi)伸出。2.縮回時(shí)，依次從小到大、從內(nèi)到外縮回。雙作用伸縮液壓缸特別適用于工程機(jī)械及自動(dòng)線步進(jìn)式輸送裝置。單作用伸縮液壓缸與雙作用伸縮液壓缸不同點(diǎn)是回程靠外

30、力，而雙作用靠液壓作用力。此外，還有齒條活塞缸、增速缸、增壓缸、擺動(dòng)式液壓缸等。4.2 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)1.雙作用單活塞桿液壓缸缸體組件 包括缸筒、缸蓋、缸底等零件?；钊M件 包括活塞與活塞桿等零件。密封裝置 活塞與缸筒、活塞桿與缸蓋的密封。緩沖裝置、排氣裝置液壓缸安裝連接形式：腳架式，耳環(huán)式，鉸軸式2.自卸汽車伸縮式液壓缸3.汽車起重機(jī)伸縮臂液壓缸（順序伸縮）第一節(jié)臂為雙作用活塞缸（缸1、換向閥a動(dòng)作）第二節(jié)、第三節(jié)由雙級(jí)缸2驅(qū)動(dòng)，第一級(jí)雙作用活塞缸驅(qū)動(dòng)第二節(jié)臂，第二級(jí)柱塞缸驅(qū)動(dòng)第三節(jié)臂。第一節(jié)伸出：進(jìn)油：換向閥aa口活塞桿11油管油道無(wú)桿腔缸筒、第一節(jié)臂伸出回油：有桿腔11油管油道b口換向

31、閥a第二級(jí)臂伸出：換向閥b動(dòng)作。進(jìn)油：c口缸1活塞桿中心油道缸2d口一級(jí)缸活塞桿30內(nèi)孔 二級(jí)柱塞缸內(nèi)腔二級(jí)柱塞縫隙一級(jí)無(wú)桿腔二節(jié)臂伸出回油：一級(jí)有桿腔30內(nèi)油道e口缸1有桿腔b口換向閥b第三節(jié)臂伸出：一級(jí)缸筒29完全伸出油壓上升二級(jí)柱塞24伸出第三節(jié)臂伸出4.3 油缸細(xì)部結(jié)構(gòu)1 缸筒材料：無(wú)縫鋼管2 缸筒與缸蓋連接方式：法蘭式、螺紋式、半環(huán)式、拉桿式、焊接式液壓缸安裝連接形式：腳架式、耳環(huán)式、鉸軸式、法蘭式活塞桿安裝連接方式：耳環(huán)式、法蘭式。耳環(huán)式：?jiǎn)味h(huán)、帶襯套的單耳環(huán)、球鉸型單耳環(huán)3 活塞和活塞桿材料：活塞灰鑄鐵、耐磨鑄鐵、鋁合金?；钊麠U35鋼或45鋼?；钊c活塞趕的連接形式：整體式、焊

32、接式、螺紋式、半環(huán)式、錐銷式4.4 密封裝置類型：間隙式密封；密封圈密封；活塞環(huán)密封。液壓缸密封圈的類型：o型密封圈；y型密封圈；v型密封圈；組合式密封?；钊麠U的構(gòu)造：實(shí)心活塞桿、空心活塞桿活塞桿的導(dǎo)向：無(wú)導(dǎo)向套、金屬導(dǎo)向套、非金屬導(dǎo)向環(huán)l o型密封圈特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、摩擦力小，裝拆方便，成本低。應(yīng)用:靜密封32mpa；動(dòng)密封10mpa。l y形密封圈類型：寬斷面、窄斷面密封原理：唇口端對(duì)著高壓側(cè)，壓力使唇口貼緊壁面。特點(diǎn)：密封性、穩(wěn)定性和耐壓性較好，阻力小，壽命較長(zhǎng)，唇邊磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償。材料：丁晴橡膠、氟橡膠、聚氨酯橡膠。應(yīng)用：往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封，寬斷面20mpa，窄斷面32mpa。軸用密封裝在孔

33、的槽內(nèi)，短唇與軸相對(duì)滑動(dòng)?？子妹芊庋b在軸的槽內(nèi)，短唇與孔相對(duì)滑動(dòng)。l v形密封圈組成：壓環(huán)、v形環(huán)、支撐環(huán)密封原理：開(kāi)口端對(duì)應(yīng)高壓側(cè)；壓環(huán)、支撐環(huán)壓力使v形圈唇口貼緊壁面。特點(diǎn)：密封性好、耐壓高、壽命長(zhǎng)。應(yīng)用：適用50mpa的活塞及活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封。油液泄露時(shí)，可調(diào)整壓環(huán)壓力補(bǔ)償v形環(huán)接觸應(yīng)力。l 組合式密封組成：o形圈、滑環(huán)或支撐環(huán)。特點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、摩擦阻力小且穩(wěn)定。應(yīng)用：適用50mpa的活塞及活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封。l 放塵封作用：防止灰塵、沙粒等進(jìn)入缸內(nèi)。類型：無(wú)骨架式、骨架式雙唇形密封圈；內(nèi)唇與外唇的作用。l 緩沖裝置目的：防止缸中運(yùn)動(dòng)件在行程終端發(fā)生碰撞、以致?lián)p壞。緩沖原理：緩沖柱塞（綠

34、色）在排油腔產(chǎn)生足夠大的緩沖壓力（回油阻力），使v下降，避免碰撞。常用緩沖裝置型式：間隙式：圓柱形環(huán)隙式、圓錐形環(huán)隙式；可變節(jié)流槽式；可變節(jié)流孔式?？烧{(diào)節(jié)流式緩沖裝置：節(jié)流閥開(kāi)口面積可根據(jù)負(fù)載進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變活塞緩沖速度。l 排氣裝置氣體的產(chǎn)生：油液中氣體分離、長(zhǎng)時(shí)間不用，外界侵入。危害：影響液壓缸運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、產(chǎn)生沖擊。措施：在缸的高部位開(kāi)排氣孔或安排氣塞?；钊麠U安裝連接方式：耳環(huán)式、法蘭式。第五章 液壓控制閥5.1 概述液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與原理l 功能：在液壓系統(tǒng)中被用來(lái)控制液流的壓力、流量和方向，保證執(zhí)行元件按照要求進(jìn)行工作。屬控制元件。液壓閥基本結(jié)構(gòu)：包括閥芯、閥體和驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)作相

35、對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置。液壓閥基本工作原理：利用閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥口的通斷及閥口的大小，實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向的控制。l 液壓閥的分類l 按用途不同分：壓力控制閥 用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流壓力的閥。如溢流閥、減壓閥、順序閥等。流量控制閥 用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流流量的閥。如節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥、比例流量閥等。方向控制閥 用來(lái)控制和改變液壓系統(tǒng)液流方向的閥類。如單向閥、液控單向閥、換向閥等。l 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類滑閥 滑閥為間隙密封，閥芯與閥口存在一定的密封長(zhǎng)度，因此滑閥運(yùn)動(dòng)存在一個(gè)死區(qū)。錐閥 錐閥閥芯半錐角一般為1220，閥口關(guān)閉時(shí)為線密封，密封性能好且動(dòng)作靈敏。球閥 性能與錐閥相同。

36、l 根據(jù)控制方式不同分類定值或開(kāi)關(guān)控制閥 被控制量為定值的閥類，包括普通控制閥、插裝閥、疊加閥。比例控制閥 被控制量與輸入信號(hào)成比例連續(xù)變化的閥類，包括普通比例閥和帶內(nèi)反饋的電液比例閥。伺服控制閥 被控制量與（輸出與輸入之間的）偏差信號(hào)成比例連續(xù)變化的閥類，包括機(jī)液伺服閥和電液伺服閥。數(shù)字控制閥 用數(shù)字信息直接控制閥口的啟閉，來(lái)控制液流的壓力、流量、方向的閥類，可直接與計(jì)算機(jī)接口，不需要d/a轉(zhuǎn)換器。l 根據(jù)安裝連接形式不同分類管式連接 進(jìn)出口由螺紋與油管連接。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易查找故障、安裝方便、密封困難。板式連接 進(jìn)出口通過(guò)連接板與油管連接。便于集成。疊加式 板式連接的發(fā)展形式，每個(gè)閥包含有溝通

37、閥與閥的通道。插裝式 將閥芯、閥套組成的組件插入專門(mén)設(shè)計(jì)的閥塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同功能。結(jié)構(gòu)緊湊。l 液壓閥的性能參數(shù)公稱通徑dg(mm) 閥的通流能力的大小，對(duì)應(yīng)于額定流量。進(jìn)出油管應(yīng)與閥的通徑一致。實(shí)際流量應(yīng)小于或等于它的額定流量，最大不得大于額定流量的1.1倍。壓力參數(shù) 額定壓力、開(kāi)啟壓力、壓力損失等。額定壓力 閥長(zhǎng)期工作所允許的最高壓力。對(duì)壓力控制閥，實(shí)際最高壓力有時(shí)還與閥的調(diào)壓范圍有關(guān)；對(duì)換向閥，實(shí)際最高壓力還可能受它的功率極限的限制。流量參數(shù) 額定流量、最小穩(wěn)定流量等。特性曲線 壓力流量特性曲線等。l 對(duì)液壓閥的基本要求結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小。閥口關(guān)閉時(shí)，密封性能

38、好；閥口全開(kāi)時(shí)，壓力損失小，被控制量要穩(wěn)定。所控制的參數(shù)（壓力或流量）要穩(wěn)定，受外干擾時(shí)變化量要小。安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性要好。5.2 方向控制閥功用 在液壓系統(tǒng)中控制液流方向。類型：換向閥按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等。5.2.1 單向閥l 普通單向閥功用 只允許液流一個(gè)方向流動(dòng)，a通b；反向則被截止， b不通a 。要求 正向液流通過(guò)時(shí)壓力損失小，反向截止時(shí)密封性能好。工作原理 左端進(jìn)油，壓力油作用在閥芯左端，克服右端彈簧力使閥芯右移，閥口開(kāi)啟，油液從右端流出；若右端進(jìn)油，壓力油與彈簧同向作用，將閥芯緊壓在閥座孔上，閥口關(guān)閉，油液被截止，不能通過(guò)。 正向開(kāi)

39、啟壓力只需（0.030.05 ）mpa，反向截止時(shí)為線密封，且密封力隨壓力增高而增大。開(kāi)啟后進(jìn)出口壓力差（壓力損失）為（0.20.3 ）mpa.。 普通單向閥的應(yīng)用常被安裝在泵的出口，一方面防止壓力沖擊影響泵的正常工作，另一方面防止泵不工作時(shí)系統(tǒng)油液倒流經(jīng)泵回油箱。被用來(lái)分隔油路以防止高低壓干擾。與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等，使油液一個(gè)方向流經(jīng)單向閥，另一個(gè)方向流經(jīng)節(jié)流閥等。安裝在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定背壓。作背壓閥的單向閥應(yīng)更換剛度較大的彈簧，其正向開(kāi)啟壓力為（ 0.30.5）mpa。l 液控單向閥工作原理功用 允許液流從ab正向流動(dòng)；反向流動(dòng)由控制油控制。

40、控制活塞上腔泄油方式：內(nèi)泄式和外泄式?？刂朴涂趉不通控制油，油液只能從ab?？刂朴涂趉通控制油，正、反向油液均可自由通過(guò)，從ab或ba 。復(fù)式結(jié)構(gòu)液控單向閥 閥芯內(nèi)裝有卸載小閥芯?？刂苹钊闲袝r(shí)先頂開(kāi)小閥芯使主油路卸壓，再頂開(kāi)單向閥閥芯，控制壓力僅為工作壓力的 4.5，普通液控單向閥的控制壓力為工作壓力的40 50 。液控單向閥結(jié)構(gòu)l 雙向液壓鎖 集成的兩個(gè)液控單向閥工作原理 支腿收起 a口進(jìn)油，左閥開(kāi)啟，壓力油從a口進(jìn)入支腿缸小腔，控制活塞左移，推開(kāi)右閥，大腔回油從b口經(jīng)右閥到b口回油箱。支腿放下時(shí)類似。作業(yè)時(shí) a，b油口通油箱，支腿缸大腔閉鎖油經(jīng)b口作用于右閥閥芯上，使右閥可靠鎖緊；另外由

41、于油缸大、小腔的面積差的作用，油缸自動(dòng)停止內(nèi)漏，同時(shí)也會(huì)使左閥鎖緊，防止軟退現(xiàn)象發(fā)生?？刂茐毫τ陀涂诓还ぷ鲿r(shí)，應(yīng)使其通回油箱，否則控制活塞難以復(fù)位，單向閥反向不能截止液流。5.2.2 換向閥l 功用 利用閥芯在閥體孔內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通或切斷而改變液流方向。l 換向閥的分類： 按結(jié)構(gòu)形式可分：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式。 按閥體連通的主油路數(shù)可分：兩通、三通、四通等。 按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置可分：兩位、三位、四位等。 按閥芯定位方式分：鋼球定位式、彈簧復(fù)位式。l 滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu)閥芯與閥體孔配合處為臺(tái)肩，閥體孔內(nèi)溝通油液的環(huán)形槽為沉割槽。閥體在沉割槽處有對(duì)外連接油口。閥芯臺(tái)肩和閥體沉割槽可

42、以是兩臺(tái)肩三沉割槽，也可以是三臺(tái)肩五沉割槽。當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)閥芯臺(tái)肩開(kāi)啟或封閉閥體沉割槽，接通或關(guān)閉與沉割槽相通的油口。l 換向閥工作原理閥芯左右移動(dòng)，使閥體各油口連通或斷開(kāi)，改變油液流動(dòng)方向，控制執(zhí)行元件換向或停止。l 換向閥的圖形符號(hào)1用方框表示閥的工作位置，有幾個(gè)方框就表示有幾“位”。2方框外部連接的接口表示閥的油管接口，有幾個(gè)接口數(shù)表示有幾“通”。3p表示壓力油口，t（或o）表示回油口，a 、 b表示通往執(zhí)行元件的油口。4換向閥至少有2個(gè)工作位置，其中1個(gè)為常態(tài)位，即圖形符號(hào)中的中位，表示閥芯未受到操縱力時(shí)所處的位置。彈簧復(fù)位的二位閥靠近彈簧的方框?yàn)殚y的常態(tài)位。繪液壓系統(tǒng)圖時(shí)油路應(yīng)連

43、接在常態(tài)位上。l 三位滑閥的中位機(jī)能l o性機(jī)能四個(gè)油口均封閉，液壓缸活塞鎖住不動(dòng)，液壓泵不卸荷，用于多個(gè)換向閥并聯(lián)工作。l p性機(jī)能油口t封閉，油口p、a、b互通，液壓缸兩腔互通壓力油，若液壓缸為單活塞桿缸，則為差動(dòng)連接，活塞快速伸出。l h性機(jī)能四個(gè)油口全部互通，液壓缸兩腔互通壓力油，活塞浮動(dòng)，即在外力作用下活塞上下移動(dòng)，液壓泵卸荷。l y性機(jī)能進(jìn)油口p封閉，a、b 、 t互通，液壓缸活塞浮動(dòng)，液壓泵不卸荷。l m性機(jī)能油口a、b封閉，油口p、t互通，液壓缸活塞鎖住不動(dòng)，液壓泵卸荷。l 手動(dòng)換向閥靠機(jī)械外力推動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)。手動(dòng)換向閥分為手動(dòng)和腳踏兩種；機(jī)動(dòng)換向閥通過(guò)安裝在運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊或凸

44、輪推動(dòng)閥芯。特點(diǎn)是工作可靠。定位方式：彈簧鋼球定位、彈簧自動(dòng)復(fù)位l 機(jī)動(dòng)換向閥工作原理：靠行程擋塊推動(dòng)閥芯實(shí)現(xiàn)換向。特點(diǎn)：動(dòng)作可靠、改變擋塊斜面角度便可改變換向速度。l 應(yīng)用：經(jīng)常應(yīng)用機(jī)床液壓系統(tǒng)的速度換接回路中。l 電磁換向閥閥芯運(yùn)動(dòng)靠電磁力和彈簧力的共同作用。電磁鐵可以是交流、直流或交變整流的。電磁鐵失電，閥芯在右端彈簧的作用下，處于左端位置（右位），油口p與a通，b不通；電磁鐵得電，電磁力推動(dòng)閥芯右移，則閥左位工作，油口p與b通，a不通。兩位電磁閥有彈簧復(fù)位式（一個(gè)電磁鐵）和鋼球定位式（兩個(gè)電磁鐵）。電磁吸力有限，電磁換向閥最大通流量小于100 l/min。液動(dòng)力較大的大流量閥應(yīng)選用液動(dòng)

45、換向閥或電液換向閥。如果將兩端電磁鐵與彈簧對(duì)中機(jī)構(gòu)組合，又可組成三位的電磁換向閥，電磁鐵得電分別為左右位，不得電為中位（常位）。l 液動(dòng)換向閥、控制口：k1 、k2工作原理：k1通控制油，k2回油，閥芯右移，換左位，pa 、 bt；k2通控制油，k1回油，閥芯左移，換右位，pb 、at。換向時(shí)間：若控制油直接接控制口，則換向時(shí)間短且不可調(diào)；若在控制口之前接單向節(jié)流閥，則換向延時(shí)（可減少換向沖擊）。l 電液換向閥組成：電磁換向閥、液動(dòng)換向閥。液動(dòng)換向閥使主油路換向，稱為主閥；電磁換向閥使液動(dòng)換向閥控制油路換向，稱為先導(dǎo)閥。l 電液換向閥工作原理中位：兩電磁閥斷電，先導(dǎo)閥處中位，a、b油口通t 。

46、主閥兩端通t口，在對(duì)中彈簧作用下，主閥處中位。左位：左電磁閥得電，先導(dǎo)閥pa，b t，先導(dǎo)閥芯右移，換左位工作；主閥右端通p，左端通t，主閥芯左移，pa，b t，換左位工作。l 電液換向閥工作原理要點(diǎn)為保證液動(dòng)閥回復(fù)中位，電磁閥的中位必須是a、b、t油口互通?？刂朴涂梢匀∽灾饔吐返膒口（內(nèi)控），也可以另設(shè)獨(dú)立油源（外控）。內(nèi)控時(shí)，主油路必須保證最低控制壓力（0.30.5mpa)；外控時(shí)，獨(dú)立油源的流量不得小于主閥最大通流量的15 ，以保證換向時(shí)間要求。電磁閥的回油可以單獨(dú)引出（外排），也可以在閥體內(nèi)與主閥回油口溝通，一起排回油箱（內(nèi)排）。液動(dòng)閥兩端控制油路上的節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)主閥的換向速度。l

47、換向閥的性能換向可靠性：換向信號(hào)發(fā)出后閥芯能靈敏地移到工作位置； 換向信號(hào)撤除后閥芯能自動(dòng)復(fù)位。同一通徑的電磁閥，機(jī)能不同，可靠換向的壓力流量范圍不同。壓力損失：包括閥口壓力損失和流道壓力損失。壓力損失一般不超過(guò)1mpa。內(nèi)泄漏量：滑閥式換向閥為環(huán)形間隙密封，工作壓力越高， 內(nèi)泄漏越大。閥芯與閥體要同心，并有足夠的封油長(zhǎng)度。換向平穩(wěn)性：要求換向時(shí)壓力沖擊要小。手動(dòng)換向閥和電液換向閥可以控制換向時(shí)間來(lái)減小換向沖擊。 換向時(shí)間和換向頻率：交流電磁鐵的換向時(shí)間約為0.030.15s，直流電磁鐵的換向時(shí)間約為0.10.3s；換向頻率為60240次/min。l 滑閥的液動(dòng)力：包括穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力和瞬態(tài)液動(dòng)力。

48、穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是滑閥開(kāi)口固定之后，油液流過(guò)閥口時(shí)動(dòng)量改變，作用在閥芯，使閥口關(guān)小的力。瞬態(tài)液動(dòng)力是閥芯移動(dòng)，閥口大小變化，使液流加速或減速時(shí)作用在閥芯上的力。l 滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象由于滑閥幾何形狀誤差和同心度變化引起的徑向不平衡力使閥芯移動(dòng)卡滯，換向困難。倒錐：閥芯錐部大端朝向高壓側(cè)，徑向不平衡力使偏心距愈來(lái)愈大；順錐：閥芯錐部大端朝向低壓側(cè)，徑向不平衡力使偏心距減小；環(huán)形減壓槽。5.3 壓力控制閥功用：用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中油液壓力或通過(guò)壓力信號(hào)變化實(shí)現(xiàn)控制。類型：溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器。壓力控制閥的基本工作原理：通過(guò)液壓作用力與彈簧力進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)油液壓力的控制。調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量即

49、調(diào)節(jié)了閥芯的動(dòng)作壓力，該彈簧是壓力控制閥的重要調(diào)節(jié)零件，稱為調(diào)壓彈簧。5.3.1 溢流閥l 作用 溢流穩(wěn)壓在溢去系統(tǒng)多余的油液的同時(shí)使泵的供油壓力得到調(diào)整并保持基本穩(wěn)定。l 按結(jié)構(gòu)形式分：直動(dòng)型溢流閥、先導(dǎo)型溢流閥。l 直動(dòng)型溢流閥結(jié)構(gòu) 由閥芯、閥體、彈簧、上蓋、調(diào)節(jié)桿、調(diào)節(jié)螺母等零件組成。進(jìn)油口旁接在泵的出口，出口接油箱。原始狀態(tài)，閥芯在彈簧力作用下處于最下端，進(jìn)出油口被隔斷。進(jìn)口油液經(jīng)阻尼孔作用在閥芯底面，當(dāng)液壓力等于或大于彈簧力時(shí)，閥芯上移，閥口開(kāi)啟，壓力油經(jīng)閥口回油箱。閥口溢流滿足壓力流量方程。閥口剛開(kāi)啟時(shí)閥芯受力平衡方程閥口開(kāi)啟后閥芯受力平衡方程閥口開(kāi)啟后溢流的壓力流量方程l 直動(dòng)型

50、溢流閥工作原理p進(jìn)口p調(diào)定： 在彈簧力作用下，進(jìn)口關(guān)閉；無(wú)溢流；不起穩(wěn)定作用。p進(jìn)口=p調(diào)定：液壓力克服彈簧力推開(kāi)閥芯；閥口開(kāi)啟，溢流；p進(jìn)口不再升高，起穩(wěn)壓作用。對(duì)應(yīng)彈簧一定的預(yù)壓縮量 xo，進(jìn)口壓力 p 為一定值。由于開(kāi)口大小 x 和穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力fs的影響，進(jìn)口壓力隨流量增大而增大。當(dāng)流量為額定流量時(shí)，進(jìn)口壓力 ps 最大，ps稱為調(diào)定壓力。彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥內(nèi)泄油通道至閥的出口引回油箱，若閥的出口壓力不為零，則背壓將作用在閥芯上端，使閥的進(jìn)口壓力增大。對(duì)于高壓大流量的壓力閥，調(diào)壓彈簧具有很大的彈簧力，不僅使閥的調(diào)節(jié)性能變差，結(jié)構(gòu)上也難以實(shí)現(xiàn)。l 先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)組成：先導(dǎo)閥和主閥。先導(dǎo)閥是

51、一個(gè)小流量直動(dòng)型溢流閥，閥芯為錐閥。主閥芯上有一阻尼孔，且上腔作用面積略大于下腔作用面積，彈簧只在閥口關(guān)閉時(shí)起復(fù)位作用。先導(dǎo)溢流閥的工作原理油液流動(dòng)：p口主閥前腔阻尼孔主閥后腔先導(dǎo)閥芯p進(jìn)口p調(diào)定：液壓力彈簧力；先導(dǎo)閥關(guān)閉；主閥內(nèi)油液無(wú)流動(dòng)；主閥p右腔p左腔：主閥關(guān)閉，無(wú)溢流。p進(jìn)口=p調(diào)定：液壓力=彈簧力；先導(dǎo)閥開(kāi)啟；主閥內(nèi)油液流動(dòng)，阻尼孔產(chǎn)生壓力損失。主閥p右腔p左腔：主閥開(kāi)啟，溢流；遙控口k接油箱：p泵0，油泵卸荷。l 先導(dǎo)型溢流閥工作原理要點(diǎn)先導(dǎo)閥和主閥閥芯分別處于受力平衡，其閥口都滿足壓力流量方程。閥的進(jìn)口壓力由兩次比較得到，壓力值主要由先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量確定，主閥彈簧起復(fù)位作

52、用。通過(guò)先導(dǎo)閥的流量很小，是主閥額定流量的1，因此其尺寸很小，即使是高壓閥，其彈簧剛度也不大。這樣一來(lái)閥的調(diào)節(jié)性能有很大改善。主閥芯開(kāi)啟是利用液流流經(jīng)阻力孔形成的壓力差。阻力孔一般為細(xì)長(zhǎng)孔，孔徑很小=0.81.2mm，孔長(zhǎng)l = 812mm，因此工作時(shí)易堵塞，一旦堵塞則導(dǎo)致主閥口常開(kāi)無(wú)法調(diào)壓。先導(dǎo)閥前腔有一控制口，用于卸荷和遙控。l 溢流閥的作用溢流穩(wěn)壓：溢流閥旁接在定量泵的出口，溢去多余的液壓油；系統(tǒng)正常工作時(shí)，溢流閥處于開(kāi)啟狀態(tài)；保證系統(tǒng)壓力恒定，稱為定壓閥。過(guò)載保護(hù)：溢流閥旁接在變量泵的出口；限制系統(tǒng)最大壓力，p調(diào)定=1.1p工作；系統(tǒng)正常工作時(shí)，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)；對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)作用，稱

53、為安全閥。使泵卸荷：遙控口k通過(guò)電磁閥通油箱；正常工作時(shí)，電磁鐵斷電，泵不卸荷；執(zhí)行機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，電磁鐵通電，油泵卸荷。遠(yuǎn)程控制遙控口k接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥；遠(yuǎn)程調(diào)定壓力p調(diào)2低于先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力p調(diào)1；當(dāng)p調(diào)2p調(diào)1時(shí)，系統(tǒng)壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥調(diào)定；當(dāng)p調(diào)2p調(diào)1時(shí)，系統(tǒng)壓力由先導(dǎo)閥調(diào)定。l 溢流閥的性能調(diào)壓范圍 ： 在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，閥的輸出壓力平穩(wěn)的升降，無(wú)突跳或遲滯現(xiàn)象。為改善高壓溢流閥的調(diào)節(jié)性能，通過(guò)更換四根剛度不同的彈簧0.68、416、820、1632mpa實(shí)現(xiàn)四級(jí)調(diào)壓。壓力流量特性： 溢流閥的進(jìn)口壓力隨流量變化而波動(dòng)的性能；又稱為啟閉特性。 （ps-pk）、（ps-pb）稱為調(diào)壓偏差，調(diào)壓偏差小好 nk=pk/ps 稱為開(kāi)啟壓力比， nb=pb/ps 稱為閉合壓力比，nk 、 nb大好。壓力損失和卸載壓力： 當(dāng)調(diào)壓彈簧預(yù)壓縮量等于零或主閥上腔經(jīng)遙控口直接接回油箱時(shí)，額定流量下的溢流閥的進(jìn)口壓力。 壓力損失略高于卸載壓力。 5.3.2 減壓閥功用：利用液流流過(guò)縫隙產(chǎn)生壓力損失，使出口壓力低于進(jìn)口壓力。分類：按調(diào)節(jié)要求不同，有定值減壓閥，定差減壓閥，定比減壓閥。l 直動(dòng)式減壓閥特點(diǎn)：閥口常開(kāi)；控制油引自出口p2。油液：進(jìn)油口減壓閥口出油口控制油：出油口閥芯下端l 直動(dòng)式定值減壓閥工作原理在安裝位置上：閥芯在彈簧力的作用下位