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1、液 壓 傳 動(dòng)（液壓技術(shù)） 第一章：緒論 1-1 液壓技術(shù)發(fā)展概況 液壓機(jī)械 液壓傳動(dòng)是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡指出的流體靜壓力傳遞原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。通常將以液體作為工作介質(zhì)，以液體的壓力能來進(jìn)行能量與信息傳遞的傳動(dòng)稱為液壓傳動(dòng)，采用液壓傳動(dòng)的機(jī)械簡稱液壓機(jī)械。 我國液壓技術(shù)發(fā)展概況 我國從20世紀(jì)對(duì)年代末期開始發(fā)展液壓工業(yè)，特別是80年代到90年代，我國液壓行業(yè)的產(chǎn)品水平、科研開發(fā)能力和工藝裝備水平都有大幅度提高，液壓技術(shù)在各工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用。,但是與國外先進(jìn)水平相比差距很大，主要表現(xiàn)在： 產(chǎn)品水平低，品種規(guī)格少，自我開發(fā)能力薄弱成套性差，特別是對(duì)重大技術(shù)裝備、重點(diǎn)工程的配套率嚴(yán)

2、重不足；產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，可靠性差，壽命短； 一些新的應(yīng)用領(lǐng)域如航天航空，海洋工程，生物醫(yī)學(xué)工程，機(jī)器人，微型機(jī)械及高溫、明火環(huán)境下所急需的一些特殊元件，幾乎處于空白。 液壓工業(yè)已成為影響我國機(jī)械工業(yè)和擴(kuò)大機(jī)電產(chǎn)品國際交往的瓶頸產(chǎn)業(yè)，迅速改變這種落后面貌，是我國液壓技術(shù)界和工業(yè)界所面臨的迫切任務(wù)。, 1-2 液壓傳動(dòng)的工作原理（以千斤頂工作為例） F1/ A1 = F2/A2 = p F2 = p A2 = F1 A2 / A1 A1、 A2 柱塞7、4的有效工作面積 F1 、F2 柱塞7、4上的作用力 結(jié)論：液壓系統(tǒng)中的壓力大小是由外負(fù)載決定的。 柱塞7下行所掃過的容積應(yīng)該等于柱塞再上行所掃過

3、的容積。 即 A1 s1 = A2 s2 s1 、s2 液壓泵柱塞7和液壓缸柱塞4的位移,上式兩邊同除以運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，得 A1 v1 = A2 v 2 =Q 或 v 2 = A1/ A2 v1 = Q / A2 2 、1 液壓泵柱塞7和液壓缸柱塞4的平均運(yùn)動(dòng)速度； Q 液壓泵輸出的平均流量，即輸入液壓缸的流量。 結(jié)論：只要連續(xù)改變泵的流量q，就可以連續(xù)地改變柱塞運(yùn)動(dòng)速度，從而實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。 單位時(shí)間內(nèi)柱塞7和4所做的功即功率P分別為 P1= v1 F1 = p A1 Q / A1= Q p P2= v2 F2 = p A2 Q / A2= Q p 結(jié)論：液壓傳動(dòng)符合能量守衡及轉(zhuǎn)化定律。,液壓傳動(dòng)

4、的基本特征：以液體為工作介質(zhì)，靠處于密閉容器內(nèi)的液體靜壓力來傳遞力，靜壓力的大小取決于負(fù)載；負(fù)載速度的傳遞是按液體容積變化相等的原則進(jìn)行的，其速度大小取決于流量。如果忽略損失，液壓傳動(dòng)所傳遞的力與速度無關(guān)。 1-3 液壓系統(tǒng)的基本組成 1. 液壓泵 它把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，是液壓系統(tǒng)的能源裝置。 2. 執(zhí)行元件 它把液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，包括作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸和作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)。 3. 控制元件 包括對(duì)系統(tǒng)中液體壓力、流量和方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的壓力閥、流量閥及方向閥等。,4. 輔助元件 為保證系統(tǒng)正常工作所需的L述三類元件以外的裝置，在系統(tǒng)中起到輸送、貯存、加熱、冷卻及測(cè)量等作用。 5. 工

5、作介質(zhì)（液壓油）利用它進(jìn)行能量和信號(hào)傳遞 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞情況：, 1-4 液壓傳動(dòng)特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： （1）在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動(dòng)力。在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在這里等于工作壓力； （2）液壓裝置容易做到對(duì)速度的無級(jí)調(diào)節(jié)，而且調(diào)速范圍大，并且對(duì)速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過程中進(jìn)行； （3）液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向； （4）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，能實(shí)現(xiàn)自潤滑，使用壽命長 （5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以很方便地對(duì)液體的流動(dòng)方向、壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣

6、動(dòng)控制結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、操作； （6）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)規(guī)造和推廣使用。,缺點(diǎn)： （l）液壓傳動(dòng)中的泄漏和液體的可壓縮性，使這種傳動(dòng)無法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比； （2）液壓傳動(dòng)有較多的能量損失（泄漏損失、摩擦損失等），因此，傳動(dòng)效率相對(duì)低； （3）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，不宜在較高或較低的溫度下工作； （4）液壓傳動(dòng)在出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因, 1-5 液壓系統(tǒng)圖的圖形符號(hào) 1.工作原理系統(tǒng)圖 2.圖形符號(hào)系統(tǒng)圖 （GB/1786.1-93） 3.結(jié)構(gòu)圖,第二章 液壓介質(zhì) 2-1 液壓介質(zhì)的功用及類型 液壓介質(zhì)的功用 l）傳遞能量和信號(hào)； 2）潤滑液壓元件，

7、減少摩擦和磨損；到散熱； 4）防止銹蝕； 5）密封液壓元件對(duì)偶摩擦副中的間隙； 6）傳輸、分離和沉淀非可溶性污染物； 7）為元件和系統(tǒng)失效提供診斷信息。,2.液壓介質(zhì)的類型 按ISO674 34（GB7631287），液壓介質(zhì)分為兩大類： 一類是易燃的烴類液壓油（礦油型和合成烴型）； 另一類是難燃（或抗燃）液壓液。難燃液包括含水型如高水基液（HFA）、油包水乳化液（HFB）、水一乙二醇（HFC）及無水型合成液（HFD，如磷酸酯）兩大類。 各種液壓介質(zhì)的主要理化性能見表2l。P8 本章主要介紹礦油型液壓油及水基難燃液。,2-2 液壓介質(zhì)的主要性能要求 如果把液壓泵比作液壓系統(tǒng)的心臟，其工作介質(zhì)就

8、是液壓系統(tǒng)的血液，它對(duì)液壓設(shè)備的工作壽命、性能和可靠性有極為重要的影響。 一、粘度 粘度是油液對(duì)流動(dòng)阻力的度量。液壓介質(zhì)應(yīng)該具有合適的粘度。 粘度過大 將導(dǎo)致機(jī)械效率降低，溫升加大，泵的吸入性能變差，起動(dòng)困難、甚至產(chǎn)生氣蝕，控制靈敏度下降，摻混在油液中的空氣難以分離出來。 粘度太低 將使泄漏增加、容積效率降低，控制精度下降，潤滑油膜變薄、磨損加劇。因此，粘度是選擇液壓油液的重要依據(jù)。,油液粘度是隨溫度而變化的。要求液壓油液的粘度隨溫度變化越小越好，即油液具有良好的粘溫特性。 對(duì)于油液粘度隨溫度變化的程度，常用粘度指數(shù)VI來表示。它代表被測(cè)油液的粘度隨溫度變化的程度與標(biāo)準(zhǔn)油的粘度隨溫度變化的程度

9、之間的相對(duì)比較值。粘度指數(shù)越高，表示油液粘度受溫度的影響越小，其粘溫特性越好。為了提高油液的粘度并改善其粘溫特性，往往添加粘度指數(shù)添加劑，它是一種高分子聚合物，常用的有聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯等。 還要考慮油液的粘壓特性。一般而言，壓力升高，由于分子間距離縮小，油液粘度增加。,二、抗磨性 抗磨性是一種與潤滑液粘度無關(guān)，而主要靠加入的添加劑在對(duì)偶表面形成潤滑膜而減少磨損的一種性能。 為了使在難以形成液體潤滑的情況下避免產(chǎn)生干摩擦，就必須提高工作介質(zhì)的抗磨性能，即在液壓介質(zhì)中加入油性添加劑及極壓抗磨添加劑，通過吸附或化學(xué)反應(yīng)作用，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面形成厚度很?。?.1m以下）但具有良好潤滑性能的邊界潤

10、滑膜，把兩個(gè)對(duì)偶表面隔開，阻止基體材料直接接觸，使摩擦副承載能力大為提高，磨損顯著減小，這種潤滑狀態(tài)稱為邊界潤滑。與液體潤滑不同，邊界潤滑膜的形成及其潤滑性能與工作介質(zhì)的粘度無關(guān)，而主要與所加的添加劑有關(guān)。,三、氧化穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性 氧化穩(wěn)定性 指油液抵抗與含氧物質(zhì)，特別是與空氣起化學(xué)反應(yīng)而保持其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力。 這種反應(yīng)的結(jié)果可能形成固體沉淀物、膠狀物和酸性物質(zhì)，使元件產(chǎn)生銹蝕、堵塞和加劇磨損。 提高其氧化穩(wěn)定性要添加抗氧化添加劑，抗氧化劑有游離基抑制劑、過氧化物分解劑和金屬鈍化劑等三種類型。 熱穩(wěn)定性 指油液在高溫時(shí)抵抗化學(xué)反應(yīng)和分解的能力。 當(dāng)溫升達(dá)到一定程度時(shí)，油液會(huì)產(chǎn)生一些

11、裂化或聚合作用。裂化使分子質(zhì)量減小而產(chǎn)生一些揮發(fā)性較高的物質(zhì)；聚合產(chǎn)生一些樹脂狀物質(zhì)、焦油甚至焦炭。,四、抗乳化性和水解穩(wěn)定性 抗乳化性 指阻止油液與水混合形成乳化液的能力。 水解穩(wěn)定性 指油液抵抗與水起化學(xué)反應(yīng)的能力。 水是油液中一種很有害的污染物，對(duì)液壓和潤滑系統(tǒng)的危害主要是：水和油液中的金屬硫化物和氯化物（來自某些添加劑）作用產(chǎn)生酸性物質(zhì)，對(duì)元件產(chǎn)生腐蝕作用；水與油液中某些添加劑作用產(chǎn)生沉淀物和膠質(zhì)等有害物質(zhì)，加速油液變質(zhì)劣化；使油液乳化，破壞潤滑油膜，降低潤滑性能；在低溫工作條件下，油液中的微小水珠結(jié)成冰粒，堵塞控制元件的間隙或小孔，引起系統(tǒng)故障；在高溫條件下，水容易汽化而產(chǎn)生氣蝕和汽

12、阻。 為了便于清除液壓油中的水分，應(yīng)在油液中加入適量的破乳化劑，使水在油中不易形成乳化液，而是處于游離狀態(tài)以便于分離出來。,五、消泡性 消泡性 指抑制油液中泡沫形成以及迅速釋放油液中分散氣泡的能力。 在一定溫度和壓力條件下，各種油液均可溶解一定量的空氣。 例如在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，礦油型液壓油中空氣溶解量為510，油包水乳化液中為57，水一乙二醇中為12，磷酸酯中約為5。空氣在油液中的溶解量與絕對(duì)壓力成正比，與溫度成反比。當(dāng)壓力降低或溫度升高時(shí)，溶解于油液中的氣體會(huì)析出而形成氣泡。因油液受攪動(dòng)、油箱液位太低等原因，也將導(dǎo)致空氣進(jìn)入而產(chǎn)生氣泡。,油液中有氣泡存在的危害： 顯著降低油液的體積彈性模量和剛性

13、，使液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能惡化，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致執(zhí)行元件產(chǎn)生爬行現(xiàn)象；氣泡受急劇壓縮時(shí)，產(chǎn)生局部高溫促使油液熱分解、氧化和蒸發(fā)，加速油液變質(zhì)；使?jié)櫥湍嗔眩觿∧Σ僚c磨損；容易引起氣蝕而導(dǎo)致振動(dòng)、噪聲和材料侵蝕。 為了提高液壓設(shè)備的工作可靠性，要求液壓介質(zhì)不易或甚少發(fā)泡，同時(shí)能使溶解和分散在油液中的氣泡能盡快地釋放出來。這要求合理地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)要求油液本身有良好的消泡性和空氣釋放性。主要措施是添加能抑制泡沫形成和促使氣泡破裂的消泡劑，常用的有二甲基硅油等。,六、防銹蝕性 防銹蝕性 指油液阻止與其相接觸的金屬材料生銹、受腐蝕的能力。 液壓油液中不可避免地存在水和空氣，由于水和空氣中氧的作用會(huì)使金屬

14、材料產(chǎn)生銹蝕。另外，油液和其中的添加劑發(fā)生氧化或水解反應(yīng)后，將產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)而使元件受腐蝕。液壓元件的銹蝕會(huì)嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的正常工作和壽命。金屬粒子、銹蝕顆粒和金屬鹽都能加速油液氧化，并且隨著油液循環(huán)，還會(huì)加速元件的磨損。液壓油液應(yīng)該具有良好的防蝕性能，既包括液相也包括氣相的防銹蝕性。這主要靠添加防銹蝕添加劑，它與金屬表面形成牢固的吸附膜，或與金屬表面化合形成鈍化膜，防止金屬與腐蝕介質(zhì)接觸而起到防銹蝕作用。,七、剪切穩(wěn)定性 剪切穩(wěn)定性 指油液抵抗剪切作用，保持其粘度和與粘度有關(guān)的性質(zhì)不變的能力。 液壓介質(zhì)中所加的增粘劑是一些高分子長鏈有機(jī)聚合物，以線團(tuán)狀存在于油液中，無變形且呈散亂分布時(shí)，其

15、增粘效果好。當(dāng)油液經(jīng)過泵、閥等元件，尤其是通過各種小孔、縫隙時(shí)，要經(jīng)受強(qiáng)烈的剪切作用，在剪切力的作用下，聚合物在流動(dòng)方向產(chǎn)生拉伸變形，且分子排列方向趨向與流動(dòng)方向一致，增粘效果降低。但當(dāng)剪切應(yīng)力消除或減小時(shí)，高分子增粘劑力變形和取向隨之消失，粘度恢復(fù)。這種單純由剪切變形引起的粘度降低是暫時(shí)的和可逆力。 另外，由于剪切還可能引起粘度的永久消失，因?yàn)樵跇O高的剪速下（如氣蝕），可能導(dǎo)致增粘劑中一部分原子間結(jié)合較弱的C鍵被剪斷，高分子聚合物斷裂變?yōu)檩^小的分子，增粘效果降低，引起粘度的永久性減小而不可能恢復(fù)。,八、材料相容性 材料的相容性 液壓介質(zhì)和所有與它相接觸的材料之間不發(fā)生相互損壞和顯著影響性能的

16、特性，稱為與材料的相容性。 對(duì)于相容性，除了要考慮油液對(duì)金屬材料是否產(chǎn)生銹蝕作用外，還要考慮對(duì)密封材料、涂料等是否有不良影響。對(duì)密封材料的影響主要表現(xiàn)為使其產(chǎn)生溶脹、軟化或硬化，導(dǎo)致密封性能下降，泄漏增加。要求所有密封件在使用過程中應(yīng)具有較小的、恒定的膨脹值，膨脹后應(yīng)對(duì)其機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性無不良影響。不同類型油液與密封材料的相容性 見P13表,九、過濾性能 過濾性能 指油液通過一定孔徑的過濾器的難易程度。 通常利用一定量的油液，在規(guī)定的真空度下通過一定孔徑的過濾網(wǎng)所需要的時(shí)間來表示，所需時(shí)間越短，則過濾性能越好。為了加強(qiáng)污染控制，要求液壓介質(zhì)具有良好的過濾性能。 十、真他性能要求 對(duì)液壓介質(zhì)

17、除上述性能要求外，其他還要求具有抗燃性，低溫性能，抗輻射（放射性）穩(wěn)定性，無毒無味、對(duì)人體無害，廢液易處理等性能。,2-3 礦油型液壓油的分類及特點(diǎn) 礦油型液壓油是以石油的精煉物為基礎(chǔ)，加入各種添加劑調(diào)制而成。在ISO分類中的HH、HL、HM、HR、HV、HG型液壓油均屬礦油型液壓油。這類油的品種多，性能比較全面，成本較低，需要量大，使用范圍廣，目前約占液壓介質(zhì)總量的85左右。本節(jié)介紹各種液壓油的特性及使用范圍。 一、HH液壓油 HH油是一種不含任何添加劑的精制礦物油。這種油雖列入分類之中，但在液壓系統(tǒng)中不宜使用，同其穩(wěn)定性差，易起泡，使用周期短。,二、H L液壓油 H L油是由精制深度較高的

18、中性基礎(chǔ)油，加入抗氧化。防銹添加劑調(diào)制而成，屬防銹、抗氧型。該油在抗氧化、防銹、消泡和抗乳化等性能方面均優(yōu)于HH油，可用于低壓液壓系統(tǒng)和機(jī)床主軸箱、齒輪箱或類似機(jī)械設(shè)備中，具有減少磨損、降低溫升、防止銹蝕的作用，且其使用壽命較H H油長一倍以上。HL油在我國已被定為機(jī)械油的升級(jí)換代產(chǎn)品。 三、H M液壓油 H M油是從HL防銹、抗氧化油基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。隨著液壓系統(tǒng)向高壓。高速方向發(fā)展H L油難以滿足油泵對(duì)工作介質(zhì)抗磨性能的要求，所以發(fā)展了H M型抗磨液壓油。H M油的配制比較復(fù)雜，除添加防銹、抗氧劑以外，還要加油性和極壓抗磨劑、金屬鈍化劑、破乳化劑和消泡劑等。,四、HR液壓油 HR油是在HL

19、油基礎(chǔ)上添加粘度指數(shù)添加劑，使油品粘度隨溫度的變化減小。適用于環(huán)境溫度變化較大的低壓液壓系統(tǒng)及輕負(fù)荷機(jī)械的潤滑部位。 五、HG液壓油 HG油是在HM油基礎(chǔ)上添加抗粘滑劑（油性劑或減摩劑）。該油不僅具有良好的防銹?？寡趸⒖鼓バ阅?，而且具有良好的抗粘滑性，在低速下防爬行效果好，是一種既具有液壓油的一般性能，又具有導(dǎo)軌油性能的多功能潤滑油，目前的液壓一導(dǎo)軌油屬這一類。對(duì)于液壓及導(dǎo)軌潤滑為同一油路系統(tǒng)的精密機(jī)床，宜采用HG油。,六、HV及HS油 HV及HS油在ISO標(biāo)準(zhǔn)中均屬寬溫度變化范圍下使用的低溫液壓油，都具有低傾點(diǎn)，優(yōu)良的抗磨性，低溫流動(dòng)性和低溫泵送性，且粘度指數(shù)均大于130。但是HV油的低溫

20、性能稍遜于HS油，HS油的成本高于HV油。 HV油主要用于寒冷區(qū)，HS油主要用于嚴(yán)寒區(qū)。 液壓及潤滑油的粘度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照ISO規(guī)定，采用40時(shí)油液的運(yùn)動(dòng)粘度（mm2s）的某一中心值作為油液粘度牌號(hào)，共分為10、15、22、32、 46、68、100、150等8個(gè)粘度等級(jí)。見表23,2-4 難燃液壓液的分類（高水基液、油包水乳化液、水乙二醇、無水合成液）及特點(diǎn) 根據(jù)ISO67434的分類 一、HFA（高水基液，主要有三種類型）（l）HFAE（高水基乳化液）它由95的水與5含精制礦物油（或其他類型油類）及多種添加劑（包括乳化劑、防銹劑、防霉劑、消泡劑等）的濃縮液混合而成，形成以水為連續(xù)相、油為分

21、散相的水包油乳化液。呈乳白色。它的潤滑性、過濾性、乳化穩(wěn)定性等均較差，不宜作液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)。國內(nèi)煤礦液壓支架中廣泛使用。（2） HFAS（高水基合成液）不含油，由95的水和5含有多種水溶性添加劑（包括抗磨、防銹、防霉、防氧化、氣相防蝕劑等）的濃縮液混合而成。透明，過濾性好，抗磨性優(yōu)于HFAE，適用于低壓液壓系統(tǒng)。,（3） HFAM（高水基微乳化液） 由95的水和5含有高級(jí)潤滑油與多種添加劑（含油性和極壓添加劑）的濃縮液混合而成。它與HFAE的主要區(qū)別是其中油以非常微小粒子2m以下）的形式分散在水中。半透明，兼有HFAN和HFAS的優(yōu)點(diǎn)，其抗磨性、過濾性、穩(wěn)定性均較好。適用于中、低壓液壓系統(tǒng)。

22、 高水基介質(zhì)是20世紀(jì)70年代由于中東石油危機(jī)而發(fā)展起來的一種代替礦物油的新型液壓介質(zhì)，具有不燃、廉價(jià)、節(jié)油、少污染等優(yōu)點(diǎn)，但與礦油型液壓油相比，它具有粘度低、潤滑性能差、汽化壓力高等缺點(diǎn)。其PH值在895之間。對(duì)鉛、鋅、鎂、鋁、錫等輕金屬有侵蝕作用，與聚氨酯、丁基橡膠、軟木、皮革、紙及普通耐油涂料等不相容。,二、HFB（油包水乳化液） HFB由40的水和60的精制礦物油，再加入乳化劑、防銹劑、抗磨劑、抗氧劑、防霉劑等調(diào)制而成的以油為連續(xù)相、水為分散相的油包水乳化液。乳白色，由于HFB中體積60的礦物油是連續(xù)相，所以它具有礦物油的一些基本優(yōu)點(diǎn)，其潤滑性、防銹蝕性等均較好（優(yōu)于HFA和HFC），

23、與礦物油相容的金屬材料（鎂、鉛除外）、橡膠密封材料（聚氨酯除外），也與HFB相容，已有較好的抗燃性，價(jià)格較低，無毒無味等優(yōu)點(diǎn)。在冶金、軋鋼、煤礦下的中低壓液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多。 HFB的缺點(diǎn)是乳化穩(wěn)定性差（油水易分離），過濾性差，剪切穩(wěn)定性差，其粘度隨含水量增加而增大。,三、HFC（水 乙二醇） HFC含有3555的水，其余為能溶于水的乙二醇、丙二醇或其聚合物，以及水溶性的增粘、抗磨、防銹、消泡等添加劑。為透明溶液。它具有良好的抗燃性、低溫流動(dòng)性（凝點(diǎn)低，可在一20 50的溫度范圍內(nèi)使用）以及粘溫特性（粘度指數(shù)140 170）和穩(wěn)定性好，使用壽命較長，所以應(yīng)用較多，在有些國家HFC已成為難燃液壓

24、液中的主流。我國武鋼、寶鋼等的進(jìn)口液壓設(shè)備中已大量使用。 HFC的主要缺點(diǎn)是：抗磨性能差。HFC的粘度與礦油型液壓油相近，但其粘壓特性差（隨壓力增加粘度增加很少），在滾動(dòng)接觸的情況下難以形成彈流潤滑，滾動(dòng)元件的壽命很短；與鋅、錫、鎂、鋁、聚氨酯膠及普通耐油涂料等均不相容；汽化壓力高，易產(chǎn)生氣蝕；與礦油型液壓油混合后易生油泥；粘度隨含水量減少而顯著增加；廢液不易處理。,四、HFD（無水合成液） HFD是一種以化學(xué)合成液體為基礎(chǔ)的無水液壓液。HFDH系磷酸酯，HFDS系氯化烴，HFDT系前兩者的混合物，HFDU系指其他成分的無水合成液。應(yīng)用較多的是磷酸酯。 磷酸酯液壓液是在磷酸酯中加入抗氧劑、抗腐

25、蝕劑、酸性吸收劑。消泡劑等調(diào)制而成，有的還混合有氯化烴或合成烴，但它不能與一般礦物油互溶。它的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的潤滑性、抗燃性（自燃溫度可高達(dá)近600）及抗氧化性，揮發(fā)性低，對(duì)大多數(shù)金屬不腐蝕，使用溫度范圍較-665）。適用于需要防燃的高溫高壓系統(tǒng)。 磷酸酯的缺點(diǎn)是價(jià)格貴（為液壓油的58倍）；不能用一般的耐油橡膠和耐油涂料，需用氟橡膠（最佳）、丁基膠、乙丙膠、聚四氟乙烯、環(huán)氧樹脂漆等；混入水分時(shí)會(huì)發(fā)生水解，生成磷酸使金屬腐蝕；對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；有刺激性氣味和輕度毒性。,難燃液總結(jié)： 由于難燃液在潤滑性，防銹蝕性，穩(wěn)定性，產(chǎn)生氣穴、氣蝕，粘度等方面都存在不同程度的問題，原有的適用于礦物油的液壓元件和

26、系統(tǒng)并不能完全適用于難燃液，而必須采取改進(jìn)措施：將原有元件和系統(tǒng)從材料到結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，使其與所選用的難燃液相容，然后降低參數(shù)（包括壓力、轉(zhuǎn)速、泵入口真空度等）使用；研制適用于各類難燃液的專用液壓元件。,2-5 液壓介質(zhì)的選擇 液壓系統(tǒng)的故障80以上是由于液壓介質(zhì)及其污染所造成的。因此工確選擇和使用液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)，對(duì)提高液壓設(shè)備的工作可靠性、延長元件和系統(tǒng)的工作壽命、保證設(shè)備安全運(yùn)行都有重要意義。 一、正確選擇需要考慮的主要因素 1液壓系統(tǒng)的環(huán)境條件（l）環(huán)境溫度變化情況 要了解環(huán)境溫度的上限和下限。環(huán)境溫度低要選用低粘度液壓液，溫度高要選用高粘度液壓液。如果環(huán)境溫度變化范圍很大，則應(yīng)選高

27、粘度指數(shù)液壓液。若環(huán)境溫度很低，則需選用低溫液壓液。,（2）液壓設(shè)備附近有無明火或高溫?zé)嵩?如果液壓液的泄漏半徑（1218m或更遠(yuǎn)一些）內(nèi)有明火或高溫?zé)嵩创嬖?，而且泄漏或噴出的液壓液是可燃的，則有著火的危險(xiǎn)，此種情況不能用礦物油而應(yīng)采用難燃液。煤礦井下作業(yè)面有瓦斯、煤塵等易燃易爆物存在，為安全起見，亦應(yīng)選用難燃液。 （3）環(huán)境潮濕程度 如果環(huán)境潮濕，液壓油中很容易混入水分，所以對(duì)其防銹性、抗乳化性、水解穩(wěn)定性等要求應(yīng)更高一些。 （4）環(huán)境保護(hù)的要求 對(duì)用于食品、糧食、醫(yī)藥、包裝等機(jī)械的液壓系統(tǒng)，泄漏的液壓液不能對(duì)產(chǎn)品造成污染。對(duì)這類系統(tǒng)不宜采用礦物油，應(yīng)盡量采用無污染的水或少污染的HFA（高水

28、基液）。,2液壓系統(tǒng)的工作條件 應(yīng)考慮泵的類型，工作壓力、溫度，液壓元件使用的金屬、密封件及涂料，負(fù)載循環(huán)情況等，以便選擇合適的品種。 3液壓介質(zhì)的特性 液壓介質(zhì)的理化性能和使用性能要適合系統(tǒng)的環(huán)境條件和工作條件的要求。例如，高壓高速系統(tǒng)要特別重視液壓介質(zhì)的極壓抗磨性能；溫度變化范圍大的系統(tǒng)要重視介質(zhì)的粘溫特性；在低溫下工作的系統(tǒng)要特別重視介質(zhì)的低溫流動(dòng)性等。 4經(jīng)濟(jì)性的綜合分析 即要綜合考慮液壓液的價(jià)格、使用壽命、維護(hù)以及安全運(yùn)行周期等多方面情況，著眼于綜合經(jīng)濟(jì)效益好。,二、液壓介質(zhì)品種的選擇 1根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境及工況條件進(jìn)行選擇參考表2-4 2根據(jù)泵的類型和閥型選擇 一般而言，齒輪泵

29、對(duì)液壓介質(zhì)抗磨性能的要求比葉片泵、柱塞泵低，所以若用齒輪泵可考慮選用HL油（低壓抗磨液壓油）或HM油（抗磨液壓油） ，而葉片泵、柱塞泵一般應(yīng)選HM油。 見P19表 3根據(jù)液壓介質(zhì)與材料的相容性進(jìn)行選擇 選擇液壓介質(zhì)時(shí)，要注意分析液壓系統(tǒng)中所有金屬、密封材料、涂料等與介質(zhì)的相容性。如有不相容的材料，應(yīng)更換介質(zhì)或改變不相容的材質(zhì)。,2-5 液壓介質(zhì)的合理使用和維護(hù) 一、合理使用的要點(diǎn) （l）要驗(yàn)明油液的品種和牌號(hào) 使用前，應(yīng)經(jīng)驗(yàn)收證明其品種、牌號(hào)、性能等都符合液壓設(shè)備技術(shù)文件所規(guī)定的要求后方可使用。 （2）灌液前液壓系統(tǒng)應(yīng)徹底清洗 新系統(tǒng)首次使用以及剛維修過的系統(tǒng)投入使用前，均需徹底清洗干凈，即便

30、是更換油液時(shí)，也要用新?lián)Q的油液清洗l2遍，直到清洗后油液的污染度達(dá)到規(guī)定的要求為止。,（3）新油使用前必須過濾 新油并不清潔，因?yàn)樵跓捴?、分裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中，可能導(dǎo)致固體污染物和水分侵入。國內(nèi)調(diào)查表明，目前很大一部分新油的污染度約為NAS 1014級(jí)；調(diào)查表明，大部分新油的污染度超過液壓元件的允許水平。新油的污染度應(yīng)比液壓系統(tǒng)允許的污染度低l2級(jí)。對(duì)于一般液壓系統(tǒng)，新油污染度應(yīng)控制在NAS7級(jí)左右，對(duì)于有伺服閥的系統(tǒng)，應(yīng)不高于NAS 5級(jí)。 （4）油液不能隨意混用 如已選定某一牌號(hào)的油液，則必須單獨(dú)使用，沒有足夠科學(xué)依據(jù)時(shí)，不得隨意與不同粘度等級(jí)的油液或是同一粘度等級(jí)但不是同一廠家的油液混

31、用，更不得與其他類別的油液混用。 （5）嚴(yán)格進(jìn)行污染控制，防止水分、空氣、固體雜質(zhì)等混入液壓系統(tǒng)。,二、礦油型液壓油的監(jiān)測(cè)和更換 油液在使用過程中由于受機(jī)械、物理和化學(xué)的作用，添加劑將逐漸被消耗，油液老化變質(zhì)，其性能逐漸劣化，表現(xiàn)為：油液狀態(tài)的變化，如氣味、顏色和外觀等；閃點(diǎn)降低，可能混入其他油品；機(jī)械雜質(zhì)增加；粘度變化；酸值增加；抗乳化性變壞；消泡性變差。 因此，在運(yùn)行過程中，對(duì)油液的一些主要性能參數(shù)要進(jìn)行定期的、經(jīng)常性的監(jiān)測(cè)，當(dāng)其劣化到一定程度，則必須換油。目前，確定換油期的方法一般有三種。,（l）規(guī)定固定的換油期 根據(jù)不同設(shè)備、不同工況、不同類型油液及注油量多少，規(guī)定固定的換油期，例如半

32、年、一年或運(yùn)轉(zhuǎn)10002000h。這種方法雖廣泛應(yīng)用，但不夠科學(xué)，有時(shí)油液可能已變質(zhì)或嚴(yán)重污染，換油期未到仍繼續(xù)使用；也可能油液未變質(zhì)，因換油期已到而當(dāng)廢油換掉了。 （2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)油樣的觀察來決定是否換油 操作人員定期（例如每月一次）從正在運(yùn)行的液壓系統(tǒng)中抽取油樣，通過與新油的對(duì)比或通過濾紙的過濾分析來確定是否換油。這種方法也很不精確，由于操作人員經(jīng)驗(yàn)不同，對(duì)于同一油樣可能得出不同的判斷。,（3）規(guī)定換油指標(biāo)，根據(jù)油樣檢驗(yàn)結(jié)果來決定是否換油 定期取樣檢驗(yàn)，一旦檢驗(yàn)結(jié)果中有一項(xiàng)或幾項(xiàng)達(dá)到換油指標(biāo)（第七章講），就必須換油，應(yīng)盡量采用這種方法。 由于液壓設(shè)備類型、工作條件及使用油液的品質(zhì)不同，各

33、國各公司關(guān)于礦油型液壓油的換油指標(biāo)不盡相同，但定期檢驗(yàn)的項(xiàng)目大同小異，主要是粘度、酸值、水分及污染度等。下表為我國汽車起重機(jī)行業(yè)制定的換油指標(biāo)。,第三章 液壓控制閥 3-1 液壓控制閥的分類 一、根據(jù)在液壓系統(tǒng)中的功用分類： （l）壓力控制閥 溢流閥、減壓閥、順序閥、卸荷閥、背壓閥、平衡閥和液動(dòng)開關(guān)； （2）流量控制閥 節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥； （3）方向控制閥 單向閥、換向閥 以上所列為單一功能的通用閥：此外還有一些專用閥（如工程機(jī)械上用的穩(wěn)流閥）和具有兩個(gè)以上功能的復(fù)合閥（如單向減壓閥）等。,二、根據(jù)控制方式不同分類 1開關(guān)定值控制閥（又稱為普通液壓閥）此類借助于手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁鐵和控制壓

34、力油等控制方式啟閉液流通路，定值控制液流參量。 2伺服控制閥（又稱為隨動(dòng)閥）根據(jù)輸入信號(hào)（電氣、機(jī)械、氣動(dòng)等）及反饋量成比例地連續(xù)控制液壓系統(tǒng)輸出的液流參量。伺服控制閥具有很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和靜態(tài)性能，但價(jià)略昂貴、抗污染能力差。主要用于控制精度要求很高的場(chǎng)合。 3電液比例閥 性能介于以上二類閥之間，它既可根據(jù)輸入的電信號(hào)連續(xù)地按比例地控制放大參量，滿足一般工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制性能的要求，又因結(jié)構(gòu)較伺服控制閥簡單，價(jià)格較低且易維護(hù)。 電液比例閥又分為在開關(guān)定值控制閥的基礎(chǔ)上，直接將控制方式改為比例電磁鐵控制的普通電液比例閥和新型的帶內(nèi)反饋的電液比例閥兩種。,三、根據(jù)結(jié)構(gòu)型式不同分類1滑閥類 滑閥類的閥心為

35、圓柱形，通過閥心在閥體孔內(nèi)的相對(duì)滑動(dòng)改變液流通路開口的大小控制液流參量。 2錐閥類 錐閥類的閥心為圓錐形，利用閥心相對(duì)閥座孔的位移改變液流通路開口的大小控制液流參量。閥心為球形的球閥，因其性能與錐閥相似，可歸于錐閥類。 四、根據(jù)連接和安裝型式不同分類1管式閥 管式閥閥體上的進(jìn)出油口由螺紋或法蘭通過管接頭或法蘭與管路直接連接。其安裝方式簡單，但閥只能順管路分散布置，不宜管理且裝拆維修不方便。,2板式閥 板式閥通過安裝螺釘固定在過渡板（塊）上，閥的進(jìn)出油口經(jīng)過渡板（塊）與管路相連。過渡板可以是一個(gè)閥一塊，也可以是多個(gè)閥共用一塊。 見下圖 當(dāng)采用多個(gè)閥共有一塊時(shí)，又稱為集成塊，安裝在集成塊上的閥與閥

36、之間的油路通過塊內(nèi)的流道溝通，可減少連接管路。板式閥的最大優(yōu)點(diǎn)是裝拆時(shí)不會(huì)影響管路，且閥集中布置易于管理。3疊加式閥 在板式閥的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種型式。閥的上下兩面為安裝面，并開有進(jìn)出池口P、A、B、T及泄漏油口L。同一規(guī)格、不同功能的閥的油口、安裝連接孔的位置及尺寸相同，使用時(shí)根據(jù)液壓回路的需要，將所需的閥疊加并用長螺栓經(jīng)安裝孔串聯(lián)固定在底板上，回路的油口由底板與管路相連。4插裝式閥 根據(jù)閥的不同功能由閥心、閥套等構(gòu)成的組件（插入件）插入專用的閥塊孔內(nèi)，配以蓋板、先導(dǎo)閥組成不同要求的液壓回路。閥塊內(nèi)的流道將各組件之間的進(jìn)出油口、控制油口溝通，然后與外部管路相連接。,3-2 液壓控制閥的典型結(jié)構(gòu)

37、、符號(hào)和工作原理 一、壓力控制閥（PRESSURE CONTROL VALVE） 1.溢流閥 （OVERFLOW VALVE） （直動(dòng)型和先導(dǎo)型溢流閥）：控制閥的進(jìn)口壓力的壓力閥。 當(dāng)用于防止液壓系統(tǒng)壓力過載，在緊急情況下起保護(hù)作用時(shí)，又稱為安全閥； 當(dāng)用于維持液壓系統(tǒng)壓力基本恒定并將定量泵液壓系統(tǒng)多余的油液溢流回油箱時(shí)，又稱為定壓閥。 直動(dòng)式溢流閥（圖7-8 為一種采用滑閥結(jié)構(gòu)的直動(dòng)式溢流閥）,設(shè)彈簧的張力為Fs，閥進(jìn)口的油壓力為p,閥芯底部端面面積為A。當(dāng)p A Fs時(shí)，閥關(guān)閉；當(dāng)p A Fs時(shí)，閥芯被抬起，進(jìn)油口與回油口相通而溢油，阻止閥前系統(tǒng)中的油壓的進(jìn)一步升高。 當(dāng)溢流閥處于穩(wěn)定的開

38、啟狀態(tài)時(shí)， p A= Fs，p= Fs/A。 改變彈簧的張力，即可改變溢流閥的整定壓力。 阻尼孔的作用：防止油壓脈動(dòng)時(shí)閥芯動(dòng)作過快而產(chǎn)生振動(dòng)，使閥工作平穩(wěn)。,圖 直動(dòng)式溢流閥,先導(dǎo)式溢流閥圖 7-10示出二節(jié)同心先導(dǎo)式溢流閥。,圖 先導(dǎo)式溢流閥,溢流閥的穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性 溢流閥的穩(wěn)態(tài)特性 溢流閥的開啟壓力po恒小于整定壓力pT（即溢流閥達(dá)到額定流量QH時(shí)的油壓力）。 pT與po的差值稱為穩(wěn)態(tài)壓力變化量，即 pT= pT- po 直動(dòng)式溢流閥僅適用于 低壓場(chǎng)合，最大整定壓 力為2.5MPa。穩(wěn)態(tài)壓力 變化量 pT可達(dá)pT 的 20%或更高。圖7-9為溢 流閥的穩(wěn)態(tài)特性曲線。,溢流閥的動(dòng)態(tài)特性

39、p 動(dòng)態(tài)壓力超調(diào)量 t 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定時(shí)間 直動(dòng)型和先導(dǎo)型溢流閥靈敏度和精確度比較： 直動(dòng)型靈敏度高；精確度低。,2. 減壓閥（REDUCTION VALVE） 功用：使流經(jīng)閥的油液節(jié)流降壓，以便從系統(tǒng)中分出油壓較低的支路。 按結(jié)構(gòu)形式和工作原理可分為： （1）先導(dǎo)式減壓閥：有定值減壓閥和單向減壓閥； （2）直動(dòng)式減壓閥：有定差減壓閥和定比減壓閥。 其中：保證閥的出口壓力為定值的閥為定值減壓閥（簡稱減壓閥）；保證閥的出口壓力與進(jìn)口壓力之差為定值的稱為定差減壓閥，若用于控制另一閥（如節(jié)流閥）的進(jìn)出口壓力差為定值，又稱為它控式定差減壓閥；保證閥的出口壓力與進(jìn)日壓力之比為定值的稱為定比減壓閥。減壓閥的泄油

40、口需直通油箱（外泄），與溢流閥（內(nèi)泄）不同。 下圖為定值減壓閥,3.順序閥（PRESSURE SEQUENCE VALVE）是一種用油壓信號(hào)控制油路接通或隔斷的閥，常用來以油壓信號(hào)自動(dòng)控制液壓缸或液壓馬達(dá)的動(dòng)作順序。 有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種型式，直動(dòng)式較為常見。 按控制油可分為：直控型和外控型。 按泄油方式可分為：內(nèi)泄式和外泄式。 圖示出直動(dòng)式順序閥的典型結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)。,直動(dòng)式順序閥與溢流閥的區(qū)別： 順序閥的出口油路是通往執(zhí)行結(jié)構(gòu)，閥一旦動(dòng)作就會(huì)全開，進(jìn)出口壓差一般小于0.5MPa,泄油口采用外泄；而溢流閥則總是使出口直通油箱，可采用內(nèi)部泄油，正常溢流時(shí)進(jìn)油壓力與回油壓力相差很大。 順序閥也可

41、作為卸荷閥使用，圖7-17為卸荷閥的圖形符號(hào)。,二、方向控制閥 DIRECTION CONTROL VALVE 功能：通過控制液流方向來達(dá)到控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。常見的有單向閥和換向閥兩大類。 1. 單向閥（NON-RETURN VALVE）： 功用：使液流只能單向流過。 （1）普通型單向閥：正向?qū)〞r(shí)流動(dòng)阻力要?。?.0350.05MPa），反向封閉時(shí)密封性要好。 按閥芯的形式分為：鋼球式和錐閥式。 按閥體的形狀分為：直通型和直角型。 應(yīng)用：與其它元件組成單向式組合閥;回油管路中的背壓閥;與冷卻器、濾油器等附件并聯(lián)作自動(dòng)旁通閥使用。,圖 單向閥,圖為直角式錐 閥結(jié)構(gòu)的單向閥,（2）液控單向

42、閥：既有單向止回作用又能在一定條件下允許油流反向通過，即能使閥在控制油的控制下實(shí)現(xiàn)閥的反向開啟。,2. 換向閥（REVERSING VALVE）： 用于將兩個(gè)或兩個(gè)以上的油口接通或切斷改變液流方向的換向閥，是液壓系統(tǒng)中用量最大、品種、名稱最復(fù)雜的一類閥。 根據(jù)閥心結(jié)構(gòu)分類，換向閥分為滑閥式、球閥式和錐閥式。 根據(jù)閥心在閥體內(nèi)的工作位置分類，換向閥可分為二位、三位、四位等。 根據(jù)閥體上與外部連通的油路數(shù)，換向閥可分為二通、三通、四通、五通等。 根據(jù)操縱閥心運(yùn)動(dòng)的方式分類，換向閥可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)。電磁動(dòng)、電液動(dòng)等。 根據(jù)閥心在閥體內(nèi)定位方式分類，換向閥可分為鋼球定位、彈簧復(fù)位、彈簧對(duì)中

43、等。 （1）電磁換向閥： 圖示出一種三位四通電磁換向閥的結(jié)構(gòu)，圖中：P 壓力油進(jìn)口；T 通油箱或油泵吸口的回油口；A、B 通油缸或油馬達(dá)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作油口。,圖 手動(dòng)換向閥,三個(gè)工作位置：（A）當(dāng)左、右電磁線圈都斷電時(shí)，閥芯處于中間位置，P、T、A、B互不相通。（B）當(dāng)右邊電磁線圈通電而左邊電磁線圈斷電時(shí)，閥芯被推到左端位置，P與B通，A與T通。 （C）當(dāng)左邊電磁線圈通電而右邊電磁線圈斷電時(shí)，閥芯被推到左端位置，P與A通，B與T通。,中位機(jī)能：閥芯處于中位時(shí)的油路溝通形式，可有H、P、O、J、K、X、M、Y等型式。,換向閥中的密封：靠閥芯的圓柱形臺(tái)肩與閥體內(nèi)側(cè)的配合間隙來保證，配合間隙通常約

44、為0.010.03mm。 交流電磁閥：電壓過高，線圈容易發(fā)熱和燒壞；而過低因吸力不夠，難于保證正常工作。初吸力大，換向沖擊大，操作頻率不宜超過30次/min,使用壽命較短，吸合數(shù)在十萬一百萬次就會(huì)損壞，但價(jià)格便宜。 直流電磁閥：不會(huì)因鐵芯不能吸合而燒壞，工作頻率可達(dá)120次/min以上。工作可靠，換向平穩(wěn)，壽命較長，吸合數(shù)可達(dá)千萬次以上，但需要直流電源。,閥芯的移動(dòng)阻力：摩擦阻力和液動(dòng)力的合力。 為了減小閥芯的移動(dòng)阻力，防止閥芯卡死，通常在閥芯的凸肩上開設(shè)數(shù)圈環(huán)形的均壓槽，以使閥芯四周所受的液動(dòng)力大致相等。開一條均壓槽，摩擦阻力可下降到不開槽時(shí)的40%左右，開三條可降到5%左右。 換向閥的常見

45、故障： 換向閥閥芯不能離開中位或不能回中。 換向閥換向沖擊大。 油液流經(jīng)換向閥時(shí)流動(dòng)阻力過大。,.閥芯不能離開中位的根本原因是： 電磁力不足或移動(dòng)阻力過大。 具體原因是： 電路不通或電壓不足； 激磁線圈脫焊或燒毀； 閥芯和閥孔加工精度較差，配合間隙太??； 閥芯或閥孔碰傷變形； 有臟物進(jìn)入間隙； 油溫過高，閥芯因膨脹卡死； 電磁鐵推桿密封處的油壓過高，摩擦阻力過大。 閥芯不能回中的可能原因除移動(dòng)阻力過大外，還可能是彈簧斷裂、漏裝或彈力不足。,.換向閥換向沖擊大的原因有： 對(duì)于大流量的換向閥沒采用液壓操縱或電液操縱；控制油路中單向節(jié)流閥開度過大造成的。 .油流流經(jīng)換向閥時(shí)流動(dòng)阻力過大的主要原因是：

46、 經(jīng)過閥的流量超過額定值，或是閥的開度不足，一般要求在額定流量下壓力損失不大于0.30.5MPa。,（2）電液換向閥：由電磁換向閥（導(dǎo)閥）和液動(dòng)換向閥（主閥）組合而成。 電磁換向閥（導(dǎo)閥）：用來改換控制油液的方向。 液動(dòng)換向閥（主閥）：用控制油推動(dòng)以控制主油路。 圖 為一個(gè)三位四通液動(dòng)換向閥。 其中阻尼器7用于控制主閥的換向速度，以免換向太快引起沖擊和噪聲。 彈簧對(duì)中型電液換向閥的電磁導(dǎo)閥常采用Y型或H型，能在中位時(shí)使控制油路卸荷。,圖 電液換向閥,圖7-7為外供控制油和外部泄油的電液換向閥的圖形符號(hào)和簡化符號(hào)。,三、流量控制閥（ FLOW CONTROL VALVE） 靠改變閥的開度來改變通

47、流面積，從而控制流量，通常用于定量泵系統(tǒng)，借以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（油缸、油馬達(dá)）的運(yùn)動(dòng)速度。一般分為：節(jié)流閥 由可調(diào)流阻構(gòu)成的閥。調(diào)速閥 由節(jié)流闊和壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)組成的閥。通過此類閥的流量大小可以不受閥的進(jìn)口或出口壓力變化的影響：分流閥 按一定流量比例將進(jìn)油分成兩股、且不受負(fù)載變化影響的閥。將兩股按一定比例的流量合為一股的閥稱為集流閥。 1. 節(jié)流閥（THROTTLE VALVE）： 是一種可借移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯的方法直接改變閥口的通流面積，從而改變流阻的閥。如圖7-20所示。,節(jié)流閥的流量特性方程： Q= C A pmc 流量系數(shù)（隨節(jié)流口形狀和油液粘度而變）； A 代表閥芯處流通的橫截面積；p 節(jié)流口

48、前后壓力差m 薄壁小孔（孔長小于孔徑的一半）m=0.5 ,細(xì)長孔（孔長遠(yuǎn)大于孔徑） m = 1；一般節(jié)流口m介于二者之間。 節(jié)流閥最常見的故障是在小流量時(shí)閥易堵塞。 預(yù)防堵塞措施有： 使用不易極化的油液；防止油溫過高；對(duì)油進(jìn)行過濾，定期換用新油；減少每級(jí)節(jié)流口的壓降；選用合適的閥芯和閥口材料；盡可能選用薄壁型節(jié)流口，以提高抗堵塞性能。,圖7為單向節(jié)流閥。,2. 普通型調(diào)速閥（GOVERNOR VALVE） ：由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成，簡稱調(diào)速閥。 如下圖所示。 普通型調(diào)速閥的工作原理： 來自定壓液壓源，壓力為 p1的油液，先經(jīng)減壓閥節(jié)流降壓至 p2。如使減壓閥的閥芯開度依節(jié)流閥前后壓差（p

49、1-p2）的變動(dòng)而自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使p1-p2之差基本保持不變，則節(jié)流閥的流量也可大體保持穩(wěn)定。 減壓閥閥芯上的作用力平衡方程式： p1A = p2A+FS p = p1-p2 = FS/A 式中：A 減壓閥閥芯大端面積； FS 減壓閥的彈簧張力。,圖 疊加式調(diào)速閥,3. 旁通型調(diào)速閥：由定差溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成，亦稱溢流節(jié)流閥。如圖7-23 所示。 溢流閥閥芯上作用力的平衡方程式為： p = p1p2 = FS / A 彈簧力FS和閥芯的移動(dòng)量都不大，（ p1p2）的變化就不大。 旁通型調(diào)速閥的流量穩(wěn)定性不如普通型調(diào)速閥，但與定量油源配合使用，功率損耗較小，油液發(fā)熱程度較輕，更適合對(duì)流量穩(wěn)

50、定性要求并不很高的場(chǎng)合。,4. 分流 - 集流閥（簡稱同步閥）： 在液壓系統(tǒng)中有時(shí)需要兩個(gè)或兩個(gè)以上執(zhí)行元件同步運(yùn)動(dòng)；但由于上述執(zhí)行元件的負(fù)載不均衡，摩擦阻力不相等以及泄漏、壓損不一致等諸多原因，經(jīng)常使執(zhí)行元件不能同步運(yùn)行。因此人們從節(jié)流同步的措施中，研究生產(chǎn)出多種多樣的分流集流閥來保證執(zhí)行元件的同步。 分流集流閥，簡稱為同步閥。它是分流閥、集流閥、單向分流閥、單向集流閥和分流集流闊的總稱，這些閥類的各自功能與特征是： 分流閥按固定的比例，自動(dòng)將單一油流分成兩股支流。 集流閥按固定的比例，自動(dòng)將兩股油流會(huì)成單一油流。 單向分流閥單向閥與分流閥的組合。 單向集流閥單向閥與集流閥的組合。 分流集流

51、閥分流閥和集流閥的組合,分流閥、集流閥、單向分流閥及單向集流閥只能使執(zhí)行元件在一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上起同步作用，反向時(shí)不起同步作用。單向分流閥和單向集流問是當(dāng)執(zhí)行元件反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，為減少液阻壓損，而讓油流自單向閥流出。 分流集流閥能使執(zhí)行元件雙向運(yùn)動(dòng)都起同步作用，所以，有時(shí)也稱為雙向分流閥。 下圖所示為分流集流閥的主要圖形符號(hào)。,下圖為上海液壓件11廠生產(chǎn)的FJI型分流集流閥外形圖。,分流閥的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 分流閥與所有分流集閥一樣是利用負(fù)載壓力反饋的原理來補(bǔ)償因負(fù)載變化引起流量變化的一種流量控制閥；但是，它只能控制流量的分配、而不能控制流量的大小。 在一般的分流閥結(jié)構(gòu)中當(dāng)負(fù)載壓力變化引起閥芯移動(dòng)時(shí)

52、，閥內(nèi)的可變節(jié)流閥即自動(dòng)調(diào)整各自的節(jié)流開度由此產(chǎn)生了不同的節(jié)流壓降從而保證一對(duì)定節(jié)流孔前后油液壓力差相等的工況因而保證這一對(duì)定節(jié)流孔分配的流量始終相等。 分流閥工作原理 見圖 當(dāng)執(zhí)行元件的負(fù)載發(fā)生變化時(shí)假設(shè)左邊負(fù)載增大，右邊負(fù)載減小，分流閥必須使左邊壓力p3增大或使右邊壓力p4減?。ㄊ筽3 p4 ），以保持原來的同步運(yùn)動(dòng)速度。其動(dòng)作過程如下：,動(dòng)作過程如下： 首先，由于左邊負(fù)載增大，原來p3 = p4的平衡狀態(tài)受到破壞，P3不能克服左邊的負(fù)載而使左執(zhí)行元件的速度降低，右邊速度增大，Q1Q2。由于流量的變化，使在固定節(jié)流孔 1、2上的壓降也產(chǎn)生變化，p1減小， p1上升，同時(shí)p2增大， p2下降

53、。 p1 p2 ，通過小孔作用在閥芯6兩端的壓力差，使閥芯向左移動(dòng)，可使節(jié)流口3開大而4關(guān)小。可變節(jié)流口上的壓降也發(fā)生變化， p3減小p4而升高，同時(shí)使p3壓力升高而p4減低，克服負(fù)載的變化而使其運(yùn)動(dòng)速度恢復(fù)同步。達(dá)到同步狀態(tài)時(shí)， Q1=Q2 ， p1= p2 ，p1 = p2 ，滑閥在新的位置平衡。此時(shí)可變節(jié)流口3和4則處于不同于原來的新的位置，以使p3和p4不相等而使p3和p4適應(yīng)于負(fù)載的變化而保持運(yùn)動(dòng)的同步。 分流閥由于節(jié)流孔、對(duì)中彈簧制造精度以及摩擦力和液動(dòng)力的影響，常有一定的分流誤差。流量變化時(shí)，對(duì)分流誤差亦有較大影響，因而一般只用在流量變化不大而分流精度要求不高之處（大干5）。,四

54、、插裝閥（簡稱邏輯閥或CV閥）（PLUG-IN VALVE）： 特點(diǎn)：這種閥的主要元件大都采用插入的連接方法，不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)液壓控制閥的各種功能，而且結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，在功率相同時(shí)重量輕，體積小，流阻小，密封性好，抗污染能力強(qiáng)，動(dòng)作靈敏并易于組合。 插裝閥是基本組件插入特定設(shè)計(jì)加工的閥體內(nèi)，配以蓋板、先導(dǎo)閥組成的一種多功能的復(fù)合閥。因插裝閥基本組件只有兩個(gè)主油口，因此被稱為二通插裝閥。 1. 插裝式方向控制閥：圖示是一錐閥式插裝閥的基本結(jié)構(gòu)。 閥芯兩端作用力的平衡方程式為： FS + FY + pkAk = pAAA+ pBAB 式中： FS彈簧力； FY 液動(dòng)力； pA、pB、pk 分別代

55、表A、B、K口的液壓力； AA 、Ak 分別代表A口和閥芯的橫截面積； AB=Ak-AA,當(dāng)A為進(jìn)油口，B為出油口，且pA pB時(shí),如使控制腔與油箱相通,即pk =0,則pAAA+pBAB FS+FY,于是閥芯抬起,A口的壓力油得以自由地流向B口. 當(dāng)B為進(jìn)油口, A為出油口,而且pB pA時(shí),如使K腔與油箱相通,則閥芯同樣也將開啟,這樣B口的壓力油將流向A口. 但如果將控制油液引入K腔,且pk pA或pk pB,則pkAk pAAA +pBAB,在加上彈簧力FS的幫助(閥在開啟狀態(tài)還有液動(dòng)力FY的作用),即可使閥關(guān)閉. 圖7-25為插裝式單向閥.,二通插件,圖7-26為插裝式二位三通和三位四

56、通式電液換向閥.,2.插裝式壓力控制閥 如果在錐閥式插裝閥的控制口上,配上不同的先導(dǎo)式調(diào)壓閥,則可得到不同種類的壓力控制閥. 圖為插裝式溢流閥.,圖7-28為插裝式順序閥.,3.插裝式流量調(diào)節(jié)閥: 圖示出一種閥芯不帶阻尼孔的插裝式節(jié)流閥、單向節(jié)流閥及其圖形符號(hào)。,五. 比例控制閥： 傳統(tǒng)形式的液壓控制閥只能對(duì)液流進(jìn)行定值控制（如調(diào)定壓力、流量或閥的開度）或開關(guān)控制（例如液流方向的通斷切換）。而比例控制閥可以電信號(hào)為輸入量，使被控制的壓力、流量與輸入的電信號(hào)成正比，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的自動(dòng)控制。 比例控制閥按功能分：壓力控制閥（比例溢流閥、比例減壓閥等）、流量控制閥（比例節(jié)流閥、比例調(diào)速閥等）和比例換

57、向閥。 圖7-31示出比例節(jié)流電磁換向閥。,圖 先導(dǎo)式比例壓力閥,BOSCH 比例伺服閥,六.其它液壓控制閥 1.疊加閥： 疊加閥是疊加式液壓閥的簡稱，是在集成塊和集成板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型元件，在組成系統(tǒng)時(shí)，它不需要另外的連接件，是以自身的閥體作為連接體，直接疊合而成。疊加閥與一般閥在工作原理上沒有多大差別，但在具體結(jié)構(gòu)上和連接方式上有其特點(diǎn)，因而它自成系列。每個(gè)疊加閥既起到控制元件功能作用，又起到通道體作用。每種規(guī)格通徑的疊加閥主油路的位置和數(shù)量都與相應(yīng)通徑主換向閥相同。因此，同一通徑系列的疊加閥都可以疊加起來組成不同的系統(tǒng)。通常一個(gè)系統(tǒng)（指控制一個(gè)執(zhí)行部件）可以疊成一疊。在一疊中，系統(tǒng)

58、中的主換向閥（主換向閥不屬于疊加閥，它是標(biāo)準(zhǔn)的板式元件）安裝在最上面；與執(zhí)行部件連接用的底板塊放在最下面；疊加閥均安放在主換向閥和底板塊之間，其順序按系統(tǒng)的動(dòng)作要求而定。我國研制的疊加閥有6、10、16、20、32五個(gè)通徑系列，53個(gè)品種，162個(gè)規(guī)格。連接尺寸符合ISO4401國際標(biāo)準(zhǔn)。,圖 疊加閥,疊加閥優(yōu)點(diǎn) 1.用疊加閥組成的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，占地面積小。 2.安裝簡便，裝配周期短。 3.系統(tǒng)有變化需增減元件時(shí)，重新組裝方便迅速。 4.元件之間是無管連接，消除了因油管、管接頭等引起的漏油、振動(dòng)和噪聲。 5.配置靈活，外觀整齊，維修保養(yǎng)容易。 6.采用我國疊加閥組成的集中供油

59、系統(tǒng)節(jié)電效果顯著。,2.梭閥： 梭閥又叫選擇閥，根據(jù)閥芯工作時(shí)的形態(tài)結(jié)構(gòu)，像只梭子，故又稱梭閥。它實(shí)際上是一種三通式液控單向閥，可以自動(dòng)地進(jìn)行油路壓力的選擇。 梭閥的結(jié)構(gòu)如下圖所示。這種閥有兩個(gè)壓力油入口和一個(gè)出口，當(dāng)右邊進(jìn)口壓力大于左邊進(jìn)口壓力時(shí)，閥芯被兩者的差力值推向左邊關(guān)閉左端壓力油口，從而右端壓力油通向出口。 3.伺服閥： （結(jié)合變量泵的變量控制方式講解）,七.液壓控制閥的性能參數(shù)及基本要求 一）液壓控制閥的性能參數(shù) 1.公稱壓力 液壓控制閥長期可靠工作所允許的最高工作壓力，由閥的強(qiáng)度限定，實(shí)際允許的最高工作壓力還與其它因素有關(guān)，如換向閥的換向可靠性和壓力閥的調(diào)壓范圍。 2.公稱通徑 液壓控制閥公稱道徑的單位為mm，一定的公稱通徑代表一定的通流能力即允許通過為最大流量（公稱流量）。 需要指出的是，同一公稱通徑的閥，因其功能不同，公稱流量也不一定相同。,（二）液壓控制閥的基本要求 1）動(dòng)作靈敏、使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)系??；噪聲要低。 2）閥口關(guān)閉時(shí)，密封性要好；閥口開啟時(shí)，作為方向閥，液流的壓力損失要小，作為壓力閥，