液壓傳動課件

第一章概論本章內容第一節(jié)液壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成第二節(jié)液壓傳動的特點、應用與發(fā)展第一節(jié)液壓傳動系統(tǒng)的工作原理和組成一、液壓傳動系統(tǒng)的工作原理（一）液壓傳動的概念液壓傳動是以液體為工作介質，并以壓力能進行動力（或能量）傳遞、轉換與控制的液體傳動。（二）液壓傳動系統(tǒng)的工作原理

液壓傳動系統(tǒng)的工作原理

1.下面以圖1—1液壓千斤頂為例，說明液壓傳動系統(tǒng)的工作原理

動畫演示液壓傳動系統(tǒng)的工作原理

下面以圖1—1液壓千斤頂為例，說明液壓傳動系統(tǒng)的工作原理

提起杠桿1，活塞3上升，泵體2下腔的工作容積增大，形成局部真空，于是油箱6中的油液在大氣壓力的作用下，推開單向閥5進入油缸4的下腔（此時單向閥7關閉）；當壓下杠桿1時，活塞3下降，油缸4下腔的容積縮小，油液的壓力升高，打開單向閥7（此時單向閥5關閉），油缸4下腔的油液進入工作缸10的下腔（此時截止閥8關閉），使活塞11向上運動，將重物頂起一段距離。如此反復提壓杠桿1，就可以使重物不斷上升，達到頂起重物的目的。工作完畢，打開截止閥8，使油缸10下腔的油液通過管路直接流回油箱，活塞11在外力外力和自重的作用下實現(xiàn)回程。換汽車輪胎的工具2.液壓傳動的基本工作原理如下：（1）液壓傳動的液體為傳遞能量的工作介質；（2）液壓傳動必須在密閉的系統(tǒng)中進行，且密封的容積必須發(fā)生變化；（3）液壓傳動系統(tǒng)使一種能量轉換裝置，而且有兩次能量轉換過程；（4）工作液體只能承受壓力，不能承受其它應力，所以這種傳動是通過靜壓力進行能量傳遞的。二、液壓傳動裝置的組成（一）機床工作臺液壓系統(tǒng)的工作過程

動畫演示液壓傳動裝置的組成機床工作臺液壓系統(tǒng)的工作過程圖1—2為機床工作臺液壓系統(tǒng)示意圖。當液壓泵3由電動機驅動旋轉時，從油箱1經過過濾器2吸油。經換向閥7和管路11進入液壓缸9的左腔，推動活塞桿及工作臺10向右運動。液壓缸9右腔的油液經管路8、閥7和管路6、4排回油箱，通過扳動換向手柄切換閥7的閥芯，使之處于左端工作位置，則液壓缸活塞反向運動；切換閥7的閥芯工作位置，使其處于中間位置，則液壓缸9在任意位置停止運動。機床工作臺液壓系統(tǒng)的工作過程

調節(jié)和改變流量控制閥5的開度大小，可以調節(jié)進入液壓缸9的流量，從而液壓缸活塞及工作臺的運動速度。液壓泵3排除的多余油液經管路15、溢流閥16和管路17流回油箱。液壓缸9的工作壓力取決于負載。液壓泵3的最大工作壓力由溢流閥17調定，其調定值應為液壓缸的最大工作壓力及系統(tǒng)中油液經各類閥和管路的壓力損失之和。因此，系統(tǒng)的工作壓力不會超過溢流閥的調定值，溢流閥對系統(tǒng)還有超載保護作用。

（二）液壓傳動裝置的組成

一個完整的、能夠正常工作的液壓系統(tǒng)，應該由以下5個主要部件組成：（1）動力元件供給液壓系統(tǒng)壓力油，把原動機的機械能轉化成液壓能。常見的是液壓泵。（2）執(zhí)行元件把液壓能轉換為機械能的裝置。其形式有做直線運動的液壓缸，有做旋轉運動的液壓馬達。（3）控制調節(jié)元件完成對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流動方向的控制和調節(jié)。這類元件主要包括各種液壓閥，如溢流閥、節(jié)流閥以及換向閥等。（二）液壓傳動裝置的組成（4）輔助元件輔助元件是指油箱、蓄能器、油管、管接頭、濾油器、壓力表以及流量計等。這些元件分別起散熱儲油、蓄能、輸油、連接、過濾、測量壓力和測量流量等作用，以保證系統(tǒng)正常工作，是液壓傳動系統(tǒng)不可缺少的組成部分。（5）工作介質它在液壓傳動及控制中起傳遞運動、動力及信號的作用，包括液壓油或其它合成液體。

（三）液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號

圖1—1、圖1—2所示的液壓傳動系統(tǒng)圖是一種半結構式的工作原理圖，其直觀性強，容易理解，但難于繪制。為了便于閱讀、分析、設計和繪制液壓系統(tǒng)，工程實際中，國內外都采用液壓元件的圖形符號來表示。圖1—3即為用圖形符號表達的圖1—2所示的機床往復運動工作臺液壓傳動系統(tǒng)工作原理圖。液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號

圖1—3所示為機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)工作原理圖第二節(jié)液壓傳動的特點、應用與發(fā)展

一、液壓傳動的特點（一）液壓傳動的優(yōu)點（1）液壓傳動的各種元件，可根據(jù)需要方便、靈活地布置;（2）重量輕，體積小，傳動慣性小，反應速度快；（3）操縱控制方便，可實現(xiàn)大范圍的無級調速（調速比可達2000）;（4）能比較方便地實現(xiàn)系統(tǒng)的自動過載保護；（一）液壓傳動的優(yōu)點（5）一般采用礦物油為工作介質，完成相對運動部件潤滑，能延長零部件使用壽命；（6）很容易實現(xiàn)工作機構的直線運動或旋轉運動；（7）當采用電液聯(lián)合控制后，容易實現(xiàn)機器的自動化控制，可實現(xiàn)更高程度的自動控制和遙控。（二）液壓傳動的缺點（1）由于液體流動的阻力損失和泄漏較大，所以效率較低。如果處理不當，泄漏不僅污染場地，而且還可能引起火災和爆炸事故；（2）工作性能易受溫度變化的影響，因此不宜在很高的溫度或者很低的溫度條件下工作；（3）液壓元件的制造精度要求很高，因而價格較貴；（4）由于液體介質的泄露及可壓縮性，不能得到嚴格的定比傳動；（5）液壓傳動出故障時不易找出原因，要求具有較高的使用和維護技術水平。液壓傳動優(yōu)點總結1.優(yōu)點:

功率大來重量輕,

大力大矩顯威風;

運動平穩(wěn)響應快,無機調速顯神通;

操縱簡單自動化,過載保護它更行;元件標準系列化,散熱潤滑也出名.液壓傳動缺點總結2.缺點:

難保嚴格傳動比,液壓不宜遠距離;元件精度要求高,溫度影響需注意;信號傳遞不如電,液壓介質很嬌氣;總的效率比較低,找到故障較費力.二、液壓傳動的應用與發(fā)展（一）液壓傳動的應用液壓傳動以其獨特的優(yōu)勢成為現(xiàn)代機械工程、機電一體化技術中的基本構成技術和現(xiàn)代控制工程中的基本技術要素，在國民經濟各行業(yè)得到了廣泛的應用。汽車吊

液壓傳動的應用

油壓機

液壓傳動的應用舉例

行業(yè)名稱應

用

舉

例數(shù)控加工機械數(shù)控車床、數(shù)控刨床、數(shù)控磨床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控加工中心起重運輸機械汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機械、皮帶運輸機等工程機械挖掘機、裝載機、推土機、壓路機、鏟運機等建筑機械打樁機、液壓千斤頂、平地機、塔吊等農業(yè)機械聯(lián)合收割機、拖拉機、農具懸掛系統(tǒng)等冶金機械電爐爐頂及電極升降機、軋鋼機、壓力機等輕工機械打包機、注塑機、校直機、橡膠硫化機、造紙機等礦山機械鑿巖機、開掘機、開采機、破碎機、提升機、液壓支架等智能機械折臂式小汽車裝卸器、數(shù)字式體育鍛煉機、模擬駕駛艙、機器人等汽車工業(yè)自卸式汽車、汽車吊、高空作業(yè)車、汽車轉向器、減振器等國防工業(yè)飛機、坦克、艦艇、火炮、導彈發(fā)射架、雷達、大型液壓機等造船工業(yè)船舶轉向機、液壓提升機、氣象雷達、液壓切割機、液壓自動焊機等（二）液壓傳動的發(fā)展

我國的液壓傳動技術是在新中國成立后發(fā)展起來的，最初只應用于鍛壓設備上。50多年來，我國的液壓傳動技術從無到有，發(fā)展很快，從最初的引進國外技術到現(xiàn)在進行產品自主設計，制成了一系列液壓產品，并在性能、種類和規(guī)格上與國際先進新產品水平接近。隨著世界工業(yè)水平的不斷提高，各類液壓產品的標準化、系列化和通用化也使液壓傳動技術得到了迅速發(fā)展，液壓傳動技術開始向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、高度集成化等方向發(fā)展。可以預見，液壓傳動技術將在現(xiàn)代化生產中發(fā)揮越來越重要的作用。

第二章液壓傳動

流體力學基礎本章內容第一節(jié)液壓系統(tǒng)工作液體第二節(jié)液壓流體靜力學第三節(jié)液壓流體動力學第四節(jié)管道中液流能量的損失第五節(jié)液體流經孔口的壓力流量特征第一節(jié)液壓系統(tǒng)工作液體一、液壓油的特性1．液壓油液的物理特性(1)

密度和重度

密度(ρ)

：單位體積液體的質量

ρ=m/V（kg/m3）

標準密度ρ20：我國采用20°C時的密度

重度(γ)：地球對單位體積液體質量的引力

γ=G/V=

ρg（N/m3）式中：m—液體的質量(kg)；Ｇ—液體受到的重力(Ｎ)V—液體的體積(m3)；g—重力加速度(m/s2)(2)黏性和黏度

①粘性：注意：液體在靜止時不呈現(xiàn)粘性。定義：液體在外力作用下流動(或有流動趨勢)時，分子間的內聚力要阻止分子相對運動而產生的一種內摩擦力，這種現(xiàn)象叫做液體的粘性。液體的粘性示意圖：如圖2-1所示。牛頓液體內摩擦定律：由牛頓內摩擦定律可知，相鄰液層間的內摩擦力：F=μAdu/dy則液層間在單位面積上的內摩擦力：

τ=F/A=μdu/dy圖2-1液體黏性原理圖②黏度：液體粘性大小用黏度來表示，常用的黏度有三種：動力粘度、運動粘度和相對粘度。（A）動力粘度（絕對粘度）(

μ)：μ=F/A*du/dy

單位速度梯度下流動時單位面積上產生的內摩擦力，單位為：N·s/m2或Pa.s（B）運動粘度（υ

）：υ=μ/ρ

無明顯的物理意義，為方便而引入，單位為：m2/s、St(cm2/s沲)及cStSt(mm2/s厘沲)1m2/s=104St=106cSt=106mm2/s

液壓油的牌號：以這種液壓油在40oC時運動粘度的平均值（單位：cSt，厘沲）表示。如：N32。我國液壓油舊牌號則是用50oC時運動粘度的平均值表示的。（C）相對粘度（Еt

）：又稱條件黏度，由于測量儀器和條件不同，各國相對粘度的含義也不同。我國、德國和前蘇聯(lián)采用恩氏黏度。恩氏黏度用恩氏黏度計測定，其值為：

Еt=t1/t2無量綱

(t1、t2分別為20oC時被測液體及蒸餾水流過同一小孔所用時間)③黏度的有關計算公式如果液壓系統(tǒng)采用的是調合油時，其黏度計算經驗公式：

E=[α1E1+α2E2-c(E1-E2)]/100式中，α1、α2為兩種調合油各占的百分比，c為實驗系數(shù)。恩氏黏度和運動黏度的換算關系為：當1.35≤E≤3.2時，

υ=(8E-8.64/E)×10-6當E>3.2時，

υ=(7.6E-4/E)×10-6(3)可壓縮性：液體受壓力作用而使其體積發(fā)生變化的性質，稱為壓體的可壓縮性，用體積壓縮系數(shù)k表示。體積壓縮系數(shù)k：單位壓力變化下的體積相對變化量，即：K=-(1/△p)*△V/V式中，V—增壓前的液體體積，△p—壓力增量體積彈性模量β：β=1/K注意：當一般液壓系統(tǒng)壓力不高時，可壓縮性很小，可認為液體是不可壓縮的，而當壓力變化很大的高壓系統(tǒng)下，需要考慮液體可壓縮性的影響。當液體中混入空氣時，其可壓縮性也明顯增加。2．黏度與壓力的關系：液體的黏度與壓力的關系可表示為：υp=υ（1+0.003P）υp—壓力為P時的運動黏度，υ—壓力為101.33kPa時的運動黏度,壓力增大

，分子間的距離減小,粘度增大；壓力減小，粘度減小，高壓時影響顯著。3．粘性與溫度的關系:溫度升高，黏度下降；溫度降低，黏度增大。此變化率的大小直接影響工作介質的使用，其重要性不亞于黏度本身。常用液壓油的黏度與溫度的關系可從圖2-2所示的黏溫特性曲線上查出。黏溫特性:黏度隨溫度變化的性質稱為黏溫特性。圖2-2典型液壓油的黏度—溫度特性曲線圖國產常用油的黏溫特性可從圖2-2黏溫特性曲線圖查看。黏度指數(shù)VI：表示被試油和標準油黏度隨溫度變化程度比較的相對值。油液黏度的變化直接影響液壓系統(tǒng)的性能與泄油量，VI數(shù)值大表示黏溫特性平緩，即油的黏度受溫度影響小，性能較好。一般液壓油要求VI在90以上。二、液壓油液的類型、選擇與使用1.對液壓傳動工作介質的要求：合適的粘度，較好的粘溫特性良好的潤滑性能；質地純凈，雜質少無腐蝕性對熱、氧化、水解和剪切有良好的穩(wěn)定性抗乳化性好2.液壓油的分類主要分類：石油基液壓油、乳化液、合成型。石油基液壓油：以機械油為原料，精煉后按需要加入適當添加劑而成，這類液壓油潤滑性能好，但抗燃性能差。合成型：乳化型：液壓油的主要品種及性質可參看相關列表。

3.選用的原則：對各種液壓系統(tǒng),選擇液壓油需要考慮的因素較多,如黏度、密度、工作溫度、壓力范圍、抗燃性、潤滑性、可壓縮性、毒性等。但首先要根據(jù)液壓泵來確定工作介質的粘度,另外還需考慮列表中的其它因素。液壓油的主要品種及性質石油型液壓油的使用范圍考慮方面內容系統(tǒng)工作環(huán)境要否阻燃(閃點、燃點)抑制噪聲的能力（空氣溶解度、消泡性）廢液再生處理及環(huán)保要求系統(tǒng)工作條件壓力范圍（潤滑性、承載能力）溫度范圍（粘度、粘·溫特性、剪切損失、熱穩(wěn)定性、揮發(fā)度、低溫流動性）轉速（氣蝕、對支承面浸潤能力）工作介質的品質物理化學指標對金屬和密封件的相容性過濾性能、吸氣情況、去垢能力銹蝕性抗氧化穩(wěn)定性剪切穩(wěn)定性經濟性價格及使用壽命貨源情況維護、更換的難易程度選擇工作介質時考慮的因素4.黏度選擇的總原則：高壓、高溫、低速情況下，應選用粘度較大的液壓油，主要考慮泄漏的影響；低壓、低溫、高速情況下，應選用較低粘度的液壓油，主要考慮內摩擦阻力的影響。根據(jù)液壓泵的要求來確定工作介質的黏度。因為在液壓系統(tǒng)的所有元件中，泵的轉速最高，壓力較大溫度較高?？蓞⒖聪嚓P液壓泵用油黏度范圍及推薦用油列表。5.液壓系統(tǒng)的污染控制污染的根源:

被污染的新油；殘留污染；侵入污染；生成污染污染引起的危害：

影響系統(tǒng)性能和壽命；元件失效污染的測定：稱重法；顆粒計數(shù)法污染度的等級：

我國GB/T14039-93；美國NAS1638工作介質的污染控制：

清洗；密封；過濾；控制溫度；定期檢查、更換第二節(jié)

液體靜力學一、液體靜力學及其特性作用于液體上的力分為：質量力、表面力，表面力又分為：法向力和切向力。1.液體靜壓力：靜止液體內某點處單位面積上所受到的法向力。p=F/A單位為:（qv）或Pa、KPa、MPa2.靜壓力特性：液體靜壓力的方向總是作用面的內法線方向。靜止液體內任一點的液體靜壓力在各個方向上大小都相等。單位面積上的法向力二、液體靜壓力基本方程1．靜壓力基本方程p=po+ρgh它表示在靜止液體中，任何一點處的靜壓力是作用在液體表面上的壓力po和重力所產生的壓力ρgh之和。

圖2-3靜止液體內的壓力分布2．基本方程的物理意義：能量守恒定律：對于靜止液體，在同一管道內各個截面處的總能量（壓力能和位能之和）都相等。圖2-4靜止液體內的各截面處的能量三、壓力的表示方法及單位

1.壓力的表示方法絕對壓力：以絕對真空作為基準相對壓力：以大氣壓力作為基準。又稱表壓力

絕對壓力=相對壓力+大氣壓力真空度=大氣壓力－絕對壓力2.壓力單位及換算：法定單位：帕斯卡（帕Pa）工程大氣壓，液柱高

換算關系見相關換算表。圖2-5絕對壓力、相對壓力及真空度四、帕斯卡原理內容（等值傳遞）實質:在密閉的容器內的靜止液體中，若某點的壓力發(fā)生了變化，則該變化值將等值同時地傳到液體內所有各點。應用：體現(xiàn)在液壓元件的工作原理上。力的放大圖2-6帕斯卡原理圖五、液體靜壓力對固體壁面的作用力

1.壁面為平面:F=pA=pπD2/42.壁面為曲面：一般將總力分解成水平和垂直方向的兩個分力來研究。圖2-7液體靜壓力對固體表面的作用力第三節(jié)

液體動力學一、基本概念1．理想液體和穩(wěn)定流動理想液體：無粘性且不可壓縮的液體。穩(wěn)定流動：液體中任一點的壓力、速度和密度不隨時間而變化。跡線、流線、流束和通流截面(過流截面)圖2-8跡線、流線、流束示意圖2．流量和平均流速流量(qv)：單位時間內通過某通流截面的液體的體積。qv=V/t或單位為:m3/s,L/min平均流速(v)：液流質點在單位時間內流過的距離。 v=qv/A

單位為:m/s,m/min在實際工程中,液壓缸工作時,活塞運動的速度就等于缸內液體的平均流速。質量流量(qm):流過其截面的液體質量3．流動液體的壓力壓力在各個方向上的數(shù)值可以看作是相等的。二、連續(xù)性方程（質量守恒定律）1.根據(jù)質量守恒定律可知：ρ1v1A1=ρ2v2A22.假定液體不可壓縮，則：q1=q2v1A1=v2A2

通過流管任一截面的流量相等。當流量一定時，流速和通流截面面積成反比。圖2-9液流連續(xù)性原理三、伯努利方程（能量守恒定律）1.理想液體的伯努利方程對于靜止液體，由靜力學基本方程可知：對于流動液體，還應加上單位質量液體的動能，則得：上式稱為理想液體的伯努利方程，其物理含義是：在密閉管道內作作穩(wěn)定流流動的理想液體具有三種能量（壓力能、位能和動能），在沿管道流動過程中，三種能量之間可以互相轉化，但在任一截面，三種能量之和是個常數(shù)。2.實際液體的伯努利方程：

實際液體在管道中流動時，由于液體的黏性，會產生內摩擦力；如果還存在管道形狀和尺寸的變化時，局部會使液體產生擾動，造成能量的損失；另外，用平均流速代替實際流速計算動量時，必然產生偏差，必須引入動能修正系數(shù)α1、α2。因此，實際液體的伯努利方程為：α1、α2—動能修正系數(shù)，一般在紊流時取1，層流取2hw—為因粘性而消耗的能量伯努利方程應用舉例：圖2-10實例圖四、動量方程：1.動量定理：剛體力學動量定理指出:作用在物體上的力的大小等于物體在力的方向上的動量的變化率，即:流動液體的動量方程：將m=ρV和q=V/△t代入上式中，得：F力也可根據(jù)需要進行分解，分為Fx和Fy，則：

2.動量定理的應用：在液壓傳動系統(tǒng)中，用動量定理來計算液流對固體壁面上的作用力的大小，即動量方程的反作用力F’,通常稱穩(wěn)態(tài)液動力。在X方向的穩(wěn)態(tài)液動力為：例：圖2-11實例圖圖2-12實例圖第四節(jié)

管道中液流的能量損失一、兩種流態(tài)、雷諾數(shù)1.兩種流態(tài)層流：液體質點互不干擾，分層流動（粘性力）紊流：液體質點的運動雜亂無章（慣性力）2.雷諾數(shù)Re：雷諾數(shù)計算：Re=vd/υ

Re為無量綱數(shù)

臨界雷諾數(shù)Rec：常見管道的Rec可參見相關列表。液流流態(tài)叛斷：Re≥Rec液流為紊流Re<Rec液流為層流

流態(tài)影響到：1.動能修正系數(shù)α1、α2；2.沿程壓力損失！二、液體在流動中的壓力損失1.沿程壓力損失：定義：液體在等徑直管中流動時因內、外摩擦而引起的壓力損失。計算：層流/紊流時的壓力損失液流在通流截面上的速度分布規(guī)律液體作層流時，通流截面上的速度分布規(guī)律呈旋轉拋物體狀，液體在圓管中作層流流動時，其中心處的最大流速正好等于其平均流速的兩倍。λ取值，圓管層流，理論取值為λ=64/Re,但實際取值較大。

紊流時與Re大小有關。圖2-13液流在通流截面上的速度分布規(guī)律2.局部壓力損失定義：液體流經如閥口、彎管、通流截面變化等處所引起的壓力損失。（旋渦，撞擊，能量損耗）局部壓力損失計算：

液體流過各種閥類的局部壓力損失經驗計算公式:3.管路系統(tǒng)中的總壓力損失和壓力效率總壓力損失：等于所有沿程壓力損失、所有局部壓力損失以及流經各種閥的壓力損失之和。即：壓力效率：η=p1/pp=(pp-ΣΔp)/pp=1-ΣΔp/pp第五節(jié)液體流經孔口的壓力流量特性一、薄壁小的壓力流量特性當液體流經薄壁小孔時，由于慣性力的作用，液流流線不會突然改變方向，有一個收縮與擴散的過程，該過程要產生局部壓力損失，系統(tǒng)發(fā)熱，系統(tǒng)的泄漏增加。1.流經薄壁小孔的特征薄壁小孔：l/d≤0.5;D>>d,孔前截面1-1處，v1≈0;收縮斷面2-2處，動能修正系數(shù)α2=1;兩邊高度相等,則位能相等。圖2-14液流在薄壁小孔中的流動根據(jù)伯努利方程，可得：

ζ—收縮斷面的局部阻力系數(shù)2.收縮斷面處的流速：將上式

整理后可得:3.通進薄壁小孔的流量二、細長小孔的壓力流量特征液體流經細長小孔時，由于黏性而流動不暢，一般都處于層流狀態(tài)，可以用沿程壓力損失公式計算。將λ=64/Re=64μ/(dvρ)及v=4q/πd2

代入到沿程損失壓力計算公式

整理后得:細長小孔流量公式:流量與黏度有關受溫度變化影響較大三、各種孔口的壓力流量特征可綜合寫成：K—由孔的形狀、尺寸和液體性質決定的系數(shù)；細長孔時，K=d2/32μl，薄壁孔時，m—是同孔的長徑比決定的指數(shù)，薄壁孔取0.5，細長孔取1。第三章液壓泵和液壓馬達章目錄第一節(jié)液壓泵概述第二節(jié)齒輪泵第三節(jié)葉片泵第四節(jié)柱塞泵第五節(jié)液壓泵的選用第六節(jié)液壓馬達第一節(jié)液壓泵概述

液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能。液壓馬達則是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它把輸入油液的壓力能轉換為輸出軸轉動的機械能，用來推動負載作功圖3-1泵和液壓馬達的能量轉換關系一、液壓泵的工作原理和分類工作原理：利用密封容積的周期性變化而完成吸、壓油。

圖3-2液壓泵工作原理圖分類和符號按結構分齒輪泵葉片泵柱塞泵螺桿泵按輸出流量是否變化定量泵變量泵二、液壓泵的性能參數(shù)（一）液壓泵的壓力

液壓泵實際工作時的輸出油液的壓力稱為工作壓力。（Pa，MPa表示）液壓泵在正常工作條件下,按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。

在超過額定壓力的條件下,根據(jù)試驗標準規(guī)定,允許液壓泵短暫運行的最高壓力值,稱為液壓泵的最高允許壓力。按壓力分類低壓：＜2.5MPa中壓：2.5～8MPa高壓：16～32MPa

超高壓：＞

32MPa中高壓：8～16MPa（二）液壓泵的排量和流量排量：在不考慮泄漏情況下，泵軸每轉一周所排出油液的體積。

（單位為m3/r,l/r）理論流量：在不考慮泄漏情況下,液壓泵在單位時間內所排出的液體體積。（單位為m3/s,l/min

）qt=V*n實際流量：考慮泄漏損失時，泵在單位時間內所排出的油液體積稱為實際流量.額定流量：液壓泵在正常工作條件下,按試驗標準規(guī)定(如在額定壓力和額定轉速下)必須保證的流量。（三）液壓泵的功率和效率1、液壓泵的功率輸入功率Pi：指作用在液壓泵主軸上的機械功率（電機的輸出功率）。

P=F*V=p*q理論輸出功率Pt:不考慮泄漏，只考慮機械摩擦損失時，泵的輸出功率。

忽略泵轉換過程中能量的損失時，泵的輸出功率等于輸入功率。2、液壓泵的效率機械效率ηm:由于存在機械損耗和液體粘性引起的摩擦損失，液壓泵的實際輸入轉矩Ti總是大于理論上所需要的轉矩Tt

ηm

=Ti/Tt容積效率ηV:指液壓泵流量上的損失，液壓泵的實際輸出流量總是小于其理論流量。ηv=q/qt=q/Vn總效率：指液壓泵的實際輸出功率與其輸入功率的比值

第二節(jié)齒輪泵類型：外嚙合齒輪泵、

內嚙合齒輪泵

一：齒輪泵的工作原理動畫演示二、齒輪泵的排量和流量理論上帶到排出腔的油液體積應等于齒間工作容積?？杉僭O齒間工作容積與齒的有效體積相等。每轉Qt是一個齒輪的齒間工作容積與輪齒有效體積的總和近似等于齒的有效部分所掃過的一個徑向寬度為2m的環(huán)形體積用上述計算泵的Qt時，數(shù)值偏小應乘上修正系數(shù)K。平均Qt為：式中：D——分度圓直徑，mm；m——模數(shù)(m=D／z，z為齒數(shù))，mm；B——齒寬，mm；n——轉速，r／min；，K——修正系數(shù)，一般為1．05～1．15。三、低壓齒輪泵的結構四、齒輪泵的困油困油現(xiàn)象:封閉容積壓力周期性升高和下降會引起振動、噪聲和空穴現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。封閉容積減小會使被困油液受擠而產生高壓，并從縫隙中流出，導致油液發(fā)熱，軸承等機件也受到附加的不平衡負載作用。封閉容積增大又會造成局部真空，使溶于油中的氣體分離出來，產生氣穴，引起噪聲、振動和氣蝕。

消除困油的方法:通常是在兩側端蓋上開卸荷槽，且偏向吸油腔困油現(xiàn)象消除困油現(xiàn)象的方法五、中高壓齒輪泵泄漏:1、齒側泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的5%2、徑向泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的20%～25%3、端面泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的75%～80%

總之，泵壓力愈高，泄漏愈大。措施：問題：齒輪泵存在間隙，p↑△q↑ηv↓

徑向不平衡力也∝pp↑徑向力↑提高齒輪泵壓力的方法：1、浮動軸套式圖3-11(a)是浮動軸套式的間隙補償裝置。它利用泵的出口壓力油,引入齒輪軸上的浮動軸套1的外側A腔,在液體壓力作用下,使軸套緊貼齒輪3的側面,因而可以消除間隙并可補償齒輪側面和軸套間的磨損量。在泵起動時,靠彈簧4來產生預緊力,保證了軸向間隙的密封。2.浮動側板式圖3-11(b)浮動側板式補償裝置的工作原理與浮動軸套式基本相似,它也是利用泵的出口壓力油引到浮動側板1的背面〔見圖3-8(b)〕,使之緊貼于齒輪2的端面來補償間隙。起動時,浮動側板靠密封圈來產生3.撓性側板式圖3-11(c)是撓性側板式間隙補償裝置,它是利用泵的出口壓力油引到側板的背面后,靠側板自身的變形來補償端面間隙的,側板的厚度較薄,內側面要耐磨(如燒結有0.5～0.7mm的磷青銅),這種結構采取一定措施后,易使側板外側面的壓力分布大體上和齒輪側面的壓力分布相適應。圖3-11端面間隙補償裝置示意圖1-彈簧2-套3-泵體4-齒輪5-側板六、內嚙合齒輪泵組成:小齒輪、內齒環(huán)、月牙形隔板等工作原理:小齒輪帶動內齒環(huán)同向異速旋轉，左半部分輪齒退出嚙合，形成真空吸油。右半部分輪齒退出嚙合，容積減小，壓油。月牙板同兩齒輪將吸壓油口隔開。分類漸開線擺線圖3-12內嚙合齒輪泵第三節(jié)葉片泵葉片泵優(yōu)點是運轉平穩(wěn)、壓力脈動小,噪音小、結構緊湊、尺寸小流量大。其缺點是:對油液要求高,如油液中有雜質,則葉片容易卡死:和齒輪泵相比結構較復雜.它廠泛的應用于機械制造中的專用機床、自動線等中、低壓液壓系統(tǒng)中。該泵有兩種結構形式:一種是單作用葉片泵（變量泵）,另一種是雙作用式葉片泵（定量泵）。一、定量葉片泵（1）工作原理：利用定子、轉子、葉片、配油盤所形成的密封容積的周期性變化完成吸、壓油。轉子每轉一周,完成一次吸油和壓油,所以稱之為單作用葉片泵轉子每轉一周,完成兩次吸油和壓油,所以稱之為雙作用葉片泵；

由于有兩個吸油腔和兩個壓油腔,且對稱布置,所以作用在轉子上的油液壓力相互平衡,因此雙作用葉片泵又稱為卸荷式葉片泵。(2)定量葉片泵的排量和流量∵葉片每伸縮一次，每兩葉片間油液的排出量為V密max-V密min∴（V密max-V密min）Z即一轉壓出油液的體積，即等于一環(huán)形體積∵雙作用式∴應為兩倍的環(huán)形體積

即V0=2π(R2-r2)B∵葉片有一定厚度∴葉片所占體積為

V'=2Bbz（R-r）/COSθ

故雙作用葉片泵的實際排量為

V=V0-V=2B[π(R2-r2)-（R-r）bz/COSθ]

雙作用葉片泵的理論流量為

qt=2B[π(R2-r2)-（R-r）bz/COSθ]

泵輸出的實際流量為

q=2B[π(R2-r2)-（R-r）bz/COSθ]ηpv理論上：若不考慮葉片厚度，雙作用葉片泵無流量脈動

實際上：由于存在制造工藝誤差，定子大小圓弧不同心，造成了少量流量脈動。但脈動率比較小。為減小脈動：葉片數(shù)應為4的整數(shù)倍、且大于8時最小，故通常取葉片數(shù)為12或16（3）YB1型葉片泵的結構1、吸油口與壓油口有四個相對位置2、采用組合裝配和壓力補償配油盤3、配油盤上的三角槽原因：

p↑↑V↓油液倒流。影響：流量脈動，噪聲。措施：開三角槽作用：緩沖，避免壓力突變，減小流量脈動和噪聲。吸壓

4、定子工作表面曲線組成：四段圓弧+四段過渡曲線，其類型如下

等加速等減速曲線：v徑↑,a=c，↓剛沖，但有柔性沖擊，R/r↑，q↑

∴我國YB型葉片泵采用等加速等減速曲線作為過渡曲線5、葉片傾角受力分析：

NTP

T=Nsinββ——壓力角

T∝sinβ,β↑,sinβ↑,T↑危害：葉片和槽磨損，卡死。措施：沿旋轉方向前傾θ角

前傾θ角后：NT’P’

壓力角——(β-θ)

T’=Nsin(β-θ)

∵sin(β-θ)

＜

sinβ∴T’＜

T作用：減小切向分力，減輕葉片和槽的磨損，避免卡死。一般取θ=10~14O

YB型葉片泵取θ=13O

雙作用葉片泵前傾，單作用葉片后傾。

※葉片傾斜放置的泵不能反轉二、雙聯(lián)葉片泵

組成：兩套雙作用葉片泵的定子、轉子、配有盤在一個泵體內組成，通過一根轉動軸帶動兩個泵同時工作，它有一個共同的進油口和兩個獨立的出油口。分開使用，如兩個獨立的葉片泵，但結構緊湊；合并使用，可增大流量

優(yōu)點：可以節(jié)省功率損耗，減小油液發(fā)熱，提高系統(tǒng)的總效率，所以得到了廣泛的應用。常用于：運動部件既需要輕載高速，又需要重載慢速的場所。輕載快速時，雙泵同時供油；重載慢速時，小泵供油，大泵卸荷

三、高壓葉片泵的特點常采用的結構，1）雙葉片結構1，2—葉片3—定子4—轉子（2）子母葉片式結構1—母葉片；2—子葉片；3—轉子；4—定子；5—葉片

四、變量葉片泵（一）工作原理1.結構特點:

彈簧、反饋柱塞、限位螺釘。轉子中心固定，定子可以水平移動外反饋、限壓工作原理：靠反饋力和彈簧力平衡，控制偏心距的大小，來改變流量。eoo’（二）變量葉片泵的排量和流量（1）排量∵兩葉片處于定子最右邊，密封容積最大處于定子最左邊，密封容積最小

∵V1=π[(D/2+e)2-(d/2)2]βB/2π=π[(D/2+e)2-(d/2)2]B/z

∴V2=π[(D/2-e)2-(d/2)2]βB/2

=π[(D/2-e)2-(d/2)2]B/z

故排量

v=（v1-v2）z

v=2πBeD

（2）流量

理論流量：qt=vn=2πbeDn

實際流量：q=vnηpv=2πbeDnηpv

∵單作用葉片泵定、轉子偏心安裝，

∴改變轉子和定子的偏心距，即可改變排量，故可做變量泵，但其容積變化不均勻

故有流量脈動，葉片應取奇數(shù)，一般為13到15。（三）限壓式變量泵作用：當壓力升高到預調的限定壓力后，流量自動減小

外反饋

分類：利用壓力的反饋作用實現(xiàn)，可分為

內反饋

（1）外反饋限壓式變量葉片泵

組成：變量泵主體、限壓彈簧、調節(jié)機構（螺釘）、反饋液壓缸工作原理：當pA<ksx0時，定子不動，e=e0qmax

當pA=ksx0時，

定子即將移動，p=pB，即為限定壓力

當pA>ksx0時，定子右移，e↓，q↓

此時e=e0-x

pA=ks（x0+x）

e=e0-A（p-p0）/k

動畫聯(lián)接（2）內反饋限壓式變量葉片泵

組成：變量泵主體、限壓彈簧、調節(jié)螺釘?shù)?/p>

和外反饋的區(qū)別：在于偏心距的變化不是靠反饋液壓缸，而是靠配油盤上的壓油口對y軸的不對稱分布，產生一水平分力與彈簧力平衡

工作原理：當Fx<kx0時，定子不動，e=e0，qmax

當Fx>kx0時，定子右移，e↓，q↓

1-最大流量調節(jié)螺釘；2.彈簧預壓縮量調節(jié)螺釘；3-葉片；4-轉子；5-定子3

限壓式變量葉片泵的應用

執(zhí)行機構需要有快、慢速運動的場合，

如：組合機床進給系統(tǒng)實現(xiàn)快進、工進、快退等

或定位夾緊系統(tǒng)

快進或快退：用AB段工進：用BC段定位夾緊：用AB段夾緊結束保壓：用C點

限壓式變量葉片泵的調整和應用

4、限壓式變量葉片泵的結構第四節(jié)柱塞泵工作原理：

類型：

依靠柱塞在缸體中的往復運動造成密封容積的周期性變化來實現(xiàn)吸油與壓油。按柱塞的排列和運動方向不同，可分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵。柱塞軸線和缸體軸線垂直柱塞軸線和缸體軸線平行一、徑向柱塞泵

1、柱塞；2、轉子；3、襯套；4、定子；5、配有盤特點：（1）改變偏心距e的大小，流量可變；改變偏心距方向，輸油方向可變，所以，從理論上說，可成為雙向變量泵；（2）徑向尺寸大，結構復雜，自吸能力差。且配油軸受到不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了它的轉速和壓力的提高。二、軸向柱塞泵1、類型：

斜盤式和斜軸式2、組成

泵主體部分、變量機構（手動、伺服變量機構）

（一）工作原理缸體均布Z個柱塞孔，分布圓直徑為D柱塞滑履組柱塞直徑為d斜盤相對傳動軸傾角為α配流盤傳動軸缸體柱塞滑履組配流盤返回圖3-26斜盤式軸向柱塞泵的工作原理1—斜盤；2—柱塞；3—缸體；4—配流盤)；5—傳動軸)；a—吸油窗口；b—壓油窗口；若柱塞數(shù)為z，柱塞直徑為d，柱塞孔的分布圓直徑為D，斜盤傾角為γ，則柱塞的行程為：h=Dtanγ故缸體轉一轉，泵的排量為：

V=Zhπd2/4=πd2ZD(tanγ)/4

（二）流量理論流量：qT=Vn=D(tanγ)·zπd2/4實際流量：q

=qTηpv

=D(tanγ)·zηpvπd2/4

實際上，柱塞泵的輸出流量是脈動的。當柱塞數(shù)為奇數(shù)時，脈動率σ較小。故柱塞泵的柱塞數(shù)一般都為奇數(shù)，從結構和工藝性考慮，常取z=7或z=9。柱塞數(shù)Z56789101112脈動率（%）4.98142.537.81.534.981.023.45表3-2柱塞泵的流量脈動率1、缸體端面間隙的自動補償裝置（三）軸向柱塞泵的結構

由圖3-26可見，使缸體緊壓配流盤端面的作用力，除機械裝置或彈簧的推力外，還有柱塞孔底部臺階面上所受的液壓力，此液壓力比彈簧力大得多，而且隨泵的工作壓力增大而增大。由于缸體始終受力緊貼著配流盤，就使端面間隙得到了自動補償。2、配油盤為防止密閉容積在吸、壓油轉換時因壓力突變引起的壓力沖擊，在配流盤的配流窗口前端開有減振槽或減振孔。3、滑靴

球形頭部—和斜盤接觸為點接觸，接觸應大，易磨損。柱塞頭部結構

滑靴結構—和斜盤接觸為面接觸，大大降低了磨損。

（1）改變斜盤傾角γ的大小，流量可變；改變斜盤傾角γ的方向，輸油方向可變，所以，可成為雙向變量泵；

（2）結構緊湊，徑向尺寸小，慣性小，容積效率高；4、變量機構

斜盤配油盤變量機構壓盤缸體滑靴配油盤傳動軸SCY14-1型軸向柱塞泵（p=32MPa）斜軸式無鉸軸向柱塞泵工作原理與斜盤式軸向柱塞泵類似，只是缸體軸線與傳動軸不在一條直線上，它們之間存在一個擺角β，柱塞與傳動軸之間通過連桿連接。傳動軸旋轉通過連桿撥動缸體旋轉，強制帶動柱塞在缸體孔內作往復運動。特點柱塞受力狀態(tài)較斜盤式好，不僅可增大擺角來增大流量，且耐沖擊、壽命長。第五節(jié)液壓泵的選用第六節(jié)液壓馬達將液體的壓力能轉換為旋轉形式的機械能而對負載作功。

作用上—相反和液壓泵的區(qū)別結構上—相似（略有差別）原理上—互逆a–單向定量泵b–單向變量泵c–單向定量馬達d–單向變量馬達e–雙向定量泵f–雙向變量泵g–雙向定量馬達h–雙向變量馬達一、液壓馬達的主要性能參數(shù)

主要參數(shù)為轉速n、轉矩T和效率η

（1)轉速和容積效率馬達的理論輸出轉速n等于輸入馬達的流量qt與排量V的比值，即

因馬達實際存在泄漏，由實際流量q計算轉速n時，應考慮到馬達的容積效率

。當液壓馬達的泄漏流量為ql時，則馬達的實際流量為q=qt+ql。這時，液壓馬達的容積效率為：

則馬達的實際輸出轉速為：（4.24）

（2）

轉矩和機械效率

設馬達的出口壓力為零，入口壓力即工作壓力為p，排量為V，則馬達的理論輸出轉矩Tt有與泵相同的表達形式，即

因馬達實際上存在著機械摩擦，故在計算實際輸出轉矩應考慮機械效率

m。當液壓馬達的轉矩損失為Tl，則馬達的實際轉矩為T=Tt-Tl。這時，液壓馬達的機械效率為則馬達的實際輸出轉矩為：

液壓馬達的主要性能參數(shù)(3/5)

（3）

功率和總效率馬達的輸入功率Pi為：

馬達的輸出功率Po為：

馬達的總效率

即為：液壓馬達的主要性能參數(shù)(4/5)二、葉片式液壓馬達

定子不動缸體（轉子）轉動偏心距e

配油軸（不動）襯套（與缸體緊配合）三、軸向柱塞式液壓馬達工作原理結構特點軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達是互逆的配流盤為對稱結構應用

作變量馬達。改變斜盤傾角，不僅影響馬達的轉矩，而且影響它的轉速和轉向。斜盤傾角越大，產生的轉矩越大，轉速越低。第四章液壓缸液壓缸液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件液壓缸的作用是將機械能轉化為壓力能液壓缸一般用于實現(xiàn)直線往復運動或擺動

液壓缸在液壓系統(tǒng)中的應用升降臺壓力機假肢第一節(jié)液壓缸的分類和特點第二節(jié)液壓缸的結構第三節(jié)液壓缸的設計與計算第四節(jié)液壓缸常見故障分析及排除方法目錄按結構分類：

活塞式（單桿、雙桿、無桿）柱塞式伸縮式按作用方式分類：單作用、雙作用、組合式

第一節(jié)液壓缸的分類和特點雙作用缸單作用缸在壓力油的作用下只能作單方向運動的液壓缸，其回程需借助于運動件的自重或其它外力（如彈簧力）。在壓力油的作用下能實現(xiàn)往復兩個方向運動的液壓缸。

◆活塞式液壓缸

◆柱塞式液壓缸◆擺動式液壓缸

◆組合式液壓缸一、活塞式液壓缸類型：單桿式、雙桿式、無桿式

（一）單桿活塞缸

類型：雙作用單桿、單作用單桿、差動液壓缸1、雙作用單桿活塞缸

工作特點：

（1）雙向進油，故稱雙作用式；

（2）由于液壓缸兩腔承壓面積不等，當p一定時，往返運動的出力不等：（3）由于液壓缸兩腔承壓面積不等，當q一定時，往返運動的速度不等：（4）工作臺運動范圍約等于活塞行程的2倍。職能符號：2、單作用單桿活塞缸

p,qF,v工作特點：

（1）單向進油，故稱單作用式；（2）液壓缸的返回依靠重力或彈簧力

應用：夾緊系統(tǒng)、舉升機構3、差動液壓缸

差動連接：單桿活塞缸的兩腔同時通入壓力油，由于兩腔的承壓面積不同，迫使有桿腔的回油重新進入油缸的無桿腔，這種連接稱為差動連接。差動液壓缸：采用差動連接的單桿活塞缸。

差動缸回程時連接p,qF,v工作特點：

（1）是雙作用單桿活塞缸；（2）利用兩腔的有效作用面積差進行工作；

（3）差動連接時的速度v3和推力F3：

產生的推力F3：

（4）液壓缸返回時非差動連接，欲獲得相等的快進快退速度，須滿足：（二）雙桿活塞缸雙桿式活塞缸：活塞兩端都有一根直徑相等的活塞桿的液壓缸。根據(jù)安裝方式：缸筒固定式（實心雙出桿）、活塞桿固定式（空心雙出桿）兩種。工作特點：（1）當分別向左、右腔輸入相同壓力和相同流量的油液時，液壓缸左、右兩個方向的推力和速度相等。（2）不能實現(xiàn)差動連接。（3）缸體固定時，整個工作臺的移動范圍約等于活塞有效行程的3倍；活塞桿固定時，整個工作臺的移動范圍約等于液壓缸有效行程的2倍。（三）無桿活塞缸

二、柱塞式液壓缸（柱塞缸）

壓力能→往復運動機械能→回轉運動機械能柱塞式液壓缸特點：（1）柱塞式液壓缸是單作用液壓缸，即靠液壓力只能實現(xiàn)一個方向的運動，回程要靠自重（當液壓缸垂直放置時）或其它外力，因此柱塞缸常成對使用；（2）柱塞運動時，由缸蓋上的導向套來導向，因此，柱塞和缸筒的內壁不接觸，缸筒內孔只需粗加工即（3）柱塞重量往往比較大，水平放置時容易因自重而下垂，造成密封件和導向件單邊磨損，故柱塞式液壓缸垂直使用較為有利。通常用于長行程機床，如：龍門刨床、導軌磨床、大型拉床。三、擺動式液壓缸四、組合式液壓缸1、伸縮式液壓缸伸縮缸又稱多級缸，其特點是伸出行程長，縮回尺寸小。結構特點：伸縮缸由兩個或多個活塞缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞桿內孔是后一級活塞缸的缸筒，伸出時可獲得很長的工作行程，縮回時可保持很小的結構尺寸，伸縮缸被廣泛用于起重運輸車輛上。類型：單作用式如圖(a)、雙作用式如圖(b)，前者靠外力回程，后者靠液壓回程。工作特點：伸縮缸的外伸和縮回動作是逐級進行的。①首先是最大直徑的缸筒開始外伸，直徑最小的末級最后伸出。②推力一定時，隨著工作級數(shù)變大，外伸缸筒直徑越來越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。③在輸入壓力和流量不變前提下，其值為：式中:i指i級活塞缸。④在輸入壓力不變前提下，隨著行程逐級增大，推力逐漸減小，這種推力的變化正好適合于自動裝卸車對推力的要求。2、增壓液壓缸說明：1.增壓缸不是換能元件，輸入、輸出均為壓力能；2.增壓缸增壓的同時使輸出的流量減小，其總能量保持不變。增壓液壓缸：使局部油路獲得高壓，起壓力放大作用，它不是執(zhí)行元件。故又稱為增壓器。類型：單作用、雙作用（1）單作用增壓缸

工作原理：當輸入活塞缸的液體壓力為p1，活塞直徑為D，柱塞直徑為d時，柱塞缸中輸出的液體壓力為高壓，其值為：式中：K=D2/d2，稱為增壓比，它代表其增壓程度。工作特點：不能連續(xù)輸出高壓液體；增壓行程短。為連續(xù)的獲得高壓，需采用雙作用增壓缸。（2）雙作用增壓缸3、增速缸

增速缸是由活塞缸和柱塞缸復合而成。增速缸能在不增加泵的流量的前提下，提高運動部件的運動速度。利用增速缸可實現(xiàn)快進、工進和快退的工作循環(huán)。4、齒條活塞缸

如圖所示，齒條活塞缸能將活塞的直線往復運動轉換為齒輪的旋轉運動。D=d

練習

已知一單桿活塞缸，設液壓油進入有桿腔時的速度為v2，差動連接時的速度為v3，現(xiàn)要求v3/v2=2時，試求活塞直徑D和活塞桿直徑d之間的關系？

解：v2=q/A2=4q/π（D2-d2）

v3=q/A3=4q/πd2

v3/v2=2

(D2-d2)/d2=2第二節(jié)液壓缸的結構一、液壓缸的典型結構和組成1.液壓缸的典型結構舉例

1—耳環(huán)2—螺母3—防塵圈4.17—彈簧擋圈5—套6.15—卡鍵7.14—O形密封圈8.12—Y形密封圈9—缸蓋兼導向套10—缸筒11—活塞13—耐磨環(huán)16—卡鍵帽18—活塞桿19—襯套20—缸底

1—活塞桿2—堵頭3—托架4、17—V形密封圈5、14—排氣孔6、19—導向套7—O形密封圈8—活塞9、22—錐銷10—缸體11、20—壓板12、21—鋼絲環(huán)13、23—紙墊15—活塞桿16、25—壓蓋18、24—缸蓋2.液壓缸的組成

缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個部分。(1)缸筒和缸蓋

工作壓力p＜10MPa時，使用鑄鐵；10MPa＜p＜20MPa時，使用無縫鋼管；

p＞20MPa時，使用鑄鋼或鍛鋼。(a)法蘭連接式(b)半環(huán)連接式(c)螺紋連接式(d)拉桿連接式(e)焊接連接式(2)活塞與活塞桿

(3)密封裝置

(4)緩沖裝置

緩沖目的：減小機械碰撞

緩沖方法：

缸外緩沖－－回路上設置減速閥或制動閥缸內緩沖（固定節(jié)流緩沖、可變節(jié)流緩沖）利用活塞或缸筒在其走向行程終端時封住活塞和缸蓋之間的部分油液，強迫它從小孔或細縫中擠出，以產生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運動速度，達到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。緩沖裝置的工作原理：①固定節(jié)流緩沖

特點：在整個緩沖行程中節(jié)流口面積固定不變。

②可變節(jié)流緩沖

特點：節(jié)流口面積隨緩沖行程增大而減小，緩沖腔內的壓力幾乎保持不變。AjPHvSHPHvAjSH固定：瞬時緩沖壓力大，易產生液壓沖擊；外力不為0時，v不為0，總存在機械碰撞?？勺儯核俣冉档吐粫鹨簤簺_擊；最終速度為0，可避免機械碰撞。

(5)排氣裝置

液壓缸在安裝過程中或長時間停放重新工作時，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出。

在設計液壓缸之前，必須對整個液壓系統(tǒng)進行工況分析，編制負載圖，選定系統(tǒng)的工作壓力(詳見第九章)，然后根據(jù)使用要求選擇結構類型，按負載情況、運動要求、最大行程等確定其主要工作尺寸，進行強度、穩(wěn)定性和緩沖驗算，最后再進行結構設計。液壓缸的設計內容和步驟

(1)選擇液壓缸的類型和各部分結構形式。(2)確定液壓缸的工作參數(shù)和結構尺寸。(3)結構強度、剛度的計算和校核。(4)導向、密封、防塵、排氣和緩沖等裝置的設計。(5)繪制裝配圖、零件圖、編寫設計說明書。第三節(jié)液壓缸的設計與計算1、工作壓力的選取

根據(jù)液壓缸的實際工況，計算出外負載大小，然后參考下表選取適當?shù)墓ぷ髁Α?/p>

一、液壓缸主要尺寸的確定2、活塞桿直徑d與缸筒內徑D的計算

受拉時：d=(0.3-0.5)D

受壓時：d=(0.5-0.55)D(p1<5mpa)d=(0.6-0.7)D(5mpa<p1<7mpa)d=0.7D(p1>7mpa)3、液壓缸缸筒壁厚和外徑的計算

缸筒最薄處壁厚：δ≥pyD/2(σ)δ—缸筒壁厚；D—缸筒內徑；py—缸筒度驗壓力，當額定壓Pn>160x105Pa時，Py=1.25Pn；(σ)—缸筒材料許用應力。(σ)=σb/n。5、液壓缸缸筒長度的確定

缸筒長度根據(jù)所需最大工作行程而定?；钊麠U長度根據(jù)缸筒長度而定。對于工作行程受壓的活塞桿，當活塞桿長度與活塞桿直徑之比大于15時，應按材料力學有關公式對活塞進行壓桿穩(wěn)定性驗算。4、活塞桿的計算直徑強度校核：d≥[4F/π(σ)]1/2d—活塞桿直徑；F—液壓缸的負載；(σ)—活塞桿材料許用應力，(σ)=σb/n。1、液壓缸的緩沖

液壓缸中使用的緩沖裝置，常見的有環(huán)狀間隙式，節(jié)流口可調式或外加緩沖回路等。二、液壓缸結構設計中的幾個基本問題2、液壓缸的排氣為了排除聚集在液壓缸內的空氣，可在缸的兩端最高部位各裝一只排氣塞。排氣塞結構第四節(jié)液壓缸常見故障分析

及排除方法一、爬行：1、可能的原因空氣混入系統(tǒng)。液壓缸兩端的密封圈壓得太緊或太松?；钊突钊麠U同軸度不好，活塞桿全長或局部彎曲?；钊麠U兩端的螺母擰得太緊，降低了同軸度。液壓缸內孔銹蝕、拉毛，孔徑因磨損出現(xiàn)腰鼓度、錐度等。液壓缸安裝精度不高，其中心線與導軌不平行。執(zhí)行機構相對運動的接觸面缺乏潤滑油，產生干摩擦或半干摩擦。2、排除的方法排除系統(tǒng)內的空氣。若沒有排氣裝置，可開動液壓系統(tǒng)，用最大行程使工作部件快速運動，以排隊系統(tǒng)內的空氣。調整兩端密封圈，使松緊合適，保證活塞桿能來回用手拉動，試車時無泄漏即可。校直活塞桿，修整活塞?；钊麠U兩端螺母不宜擰得太緊，一般用手旋緊即可，以保證活塞桿處于自然狀態(tài)。珩磨或研磨修復液壓缸，然后根據(jù)修磨后的孔徑配活塞。檢查后，重新安裝和校正。調整執(zhí)行機構運動副的潤滑油量，保持適量潤滑。二、推力不足或工作速度逐漸下降甚至停止：1、可能的原因液壓缸和活塞配合間隙過大或因密封圈磨損而引起很大間隙，造成活塞兩端高、低壓油互通而速度下降。由于工作時經常用工作行程的某一段，造成液壓缸孔徑局部有腰鼓形，使液壓缸兩端高、低壓油互通?；钊麠U彎曲。液壓缸兩端活塞桿處的密封元件壓得過緊。液壓油中雜質過多，使活塞卡信。油溫過高使油液黏度下降，泄漏增加。執(zhí)行件導軌潤滑不良。也有可能因泵供油壓力不足引起。2、排除的方法修復或更換以達到配合間隙要求，更換密封圈。修復缸體孔徑，達到要求后配制活塞。校直活塞桿。適當放松壓蓋的緊固螺釘，以不漏油為準（允許少有滲油）。清洗各部分，過濾或更換液壓油，修理被卡表面。分析發(fā)熱原因并設法降低發(fā)熱量。調整潤滑油的供應量，使?jié)櫥己?。檢查泵的吸油和出油情況。第五章液壓控制閥章目錄第一節(jié)液壓控制閥概述第二節(jié)方向控制閥第三節(jié)壓力控制閥第四節(jié)流量控制閥第五節(jié)電液比例控制閥第六節(jié)電液數(shù)字閥臥式磨床一、液壓控制閥的作用及分類1、液壓控制閥的作用液壓控制閥(簡稱液壓閥)是液壓系統(tǒng)中的控制元件，用來控制液壓系統(tǒng)中流體的壓力、流量及流動方向，以滿足液壓缸、液壓馬達等執(zhí)行元件不同的動作要求，它是直接影響液壓系統(tǒng)工作過程和工作特性的重要元器件。2、液壓控制閥的分類液壓閥的分類方法很多，以至于同一種閥在不同的場合，因其著眼點不同而有不同的名稱。下面介紹幾種不同的分類方法。第一節(jié)概述分類方法種類

按機能分壓力控制閥方向控制閥流量控制閥按操作方式分手動閥機動閥電動閥按連接方式分管式連接板式及疊加式連接插裝式連接二、液壓控制閥的性能參數(shù)及對閥的要求1、閥的性能參數(shù)是評定何選用液壓閥的依據(jù)。各種不同的液壓閥有不同的性能參數(shù)，其共同的性能參數(shù)如下：（1）公稱通徑

公稱通徑代表閥的通流能力的大小，對應于閥的額定流量。與閥進、出油口相連接的油管規(guī)格應與閥的通徑相一致。（2)額定壓力

額定壓力是液壓閥長期工作所允許的最高工作壓力。對于壓力控制閥實際最高工作壓力有時還與閥的調壓范圍有關。2、液壓系統(tǒng)對閥的基本要求如下：

(1)動作靈敏，沖擊和振動小、壓力損失少、密封性能好。 (2)結構緊湊，安裝、調整、維護方便，通用性能好。

方向控制閥就是用以控制液壓系統(tǒng)中液壓油流動的方向或液流的通斷，從而控制執(zhí)行元件的啟動、停止或換向的元件。它分為單向閥和換向閥兩類。一、單向閥1、普通單向閥

單向閥只允許油液某一方向流動，而反向截止。這種閥也稱為止回閥。對單向閥的主要性能要求是：油液通過時壓力損失要??；反向截止密封性要好。其結構如圖。壓力油從P1進入，克服彈簧力推動閥芯，使油路接通，壓力油從P2流出，當壓力油從反向進入時，油液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，油液不能通過。第二節(jié)方向控制閥單向閥都采用圖示的座閥式結構,這有利于保證良好的反向密封性能。單向閥外形符號單向閥結構(a)鋼球式直通單向閥

(b)錐閥式直通單向閥(c)詳細符號

(d)簡化符號直動式單向閥單向閥的工作原理動畫演示點我2、液控單向閥

如圖6-2所示液控單向閥的結構，當控制口K不通壓力油時，此閥的作用與單向閥相同；但當控制口通以壓力油時，閥就保持開啟狀態(tài)，液流雙向都能自由通過。圖上半部與一般單向閥相同，下半部有一控制活塞1，控制油口K通以一定壓力的壓力油時，推動活塞1并通過推桿2使錐閥芯3抬起，閥就保持開啟狀態(tài)。1控制活塞；2頂桿；3閥芯職能符號圖5-2液控單向閥

雙向鎖緊回路1、2—液控單向閥液控單向閥具有良好的單向密封性能，常用于執(zhí)行元件需要較長時間保壓、鎖緊等情況，也用于防止立式液壓缸停止時自動下滑及速度換接等回路中。如圖所示,采用兩個液控單向閥(又稱雙向液壓鎖)的鎖緊回路液控單向閥外形圖3、液控單向閥的應用動畫演示點我外形圖二、換向閥換向閥是利用閥芯相對于閥體的相對運動，使油路接通、斷開或變換液壓油的流動方向，從而使液壓執(zhí)行元件啟動、停止或改變運動方向。換向閥的分類如下：1、換向閥的分類按照換向閥的結構形式可