學習支持知識目標：

了解液壓傳動的工作原理，了解液壓系統的組成和主要特點；理解液體的基本特性；理解流量、流速和壓力的概念，掌握液流連續性原理和靜壓傳遞原理；了解壓力損失和流量損失的概念；了解常用泵的工作原理、結構特點和圖形符號；會進行泵的選用；了解常用缸的工作原理、特點和圖形符號符號；掌握液壓傳動中液體壓力、流量、速度；功率、效率之間的關系，并作簡單計算；了解液壓馬達的工作原理；了解液壓控制閥的類型、工作原理、特點和圖形符號；了解液壓輔助元件的種類和應用特點；熟悉每一基本回路的工作原理及其作用；以及應用范圍；會對具體的液壓系統進行分析。能力目標：通過本內容學習，使學生較系統地掌握液壓傳動最基本的理論、基本元件的工作原理和性能特點，達到能夠正確選用元件，使用元件的目的；掌握分析系統、設計系統的基本方法，并對一些典型設備、自動化生產線的液壓系統有一定的了解，使學生具有設計一般簡單液壓的能力，同時為學習本專業其他課程提供必要的理論基礎和技術知識；培養學生分析、解決問題的能力。

第四章液壓傳動第四章液壓傳動的基礎知識第一節液壓傳動概述4.1．1液壓傳動概述圖4—1液壓千斤頂的工作原理圖液壓千斤頂由杠桿1、小缸體2、小活塞3等組成的手動柱塞液壓泵和由大活塞8、大缸體9等組成的液壓缸構成。（一）工作原理提起杠桿1使小活塞3向上移動，小活塞3下腔容積增大，形成局部真空，油箱12中的油液在大氣壓力的作用下，通過吸油管5推開單向閥7中的鋼球，進入缸體9的下腔，推動大活塞8將重物W舉起。反復提壓杠桿1，可使重物不斷上升，達到起重的目的當工作完畢，打開截止閥11，缸體7下腔的油液通過管道10、閥11流回油箱，大活塞8在重物和自重作用下向下移動，回到原來位置。工作原理：液壓傳動的工作原理是以油液為工作介質，依靠密封容積的變化來傳遞運動，依靠油液內部的壓力來傳遞動力。液壓傳動裝置實質：一種能量轉換裝置，它可實現機械能與液壓能之間的相互轉換。（二）液壓系統的組成及其功用組成部分主要液壓元件作用動力部分液壓泵將機械能轉化為液壓能，推動執行元件運動執行部分液壓缸、液壓馬達將液壓能轉化為機械能，并輸出直線或旋轉運動控制部分各種控制閥控制液體壓力、流量和方向輔助部分油管、油箱、接頭、濾油器等輸油、儲油和過濾等工作介質油液系統中的流動介質起傳遞能量、潤滑作用（三）液壓傳動的工作特點優點缺點1、單位重量傳遞功率大，結構簡單2、調速范圍寬，速度、扭矩、功率等均可實現無級調節3、承載能力大4、傳動平穩，吸振能力強，便于實現頻繁換向和過載保護5、易于和其他方式聯動，實現自動化6、自潤滑性好，元件壽命長7、元件易實現系列化、標準化、通用化1、制造精度和密封性能要求高2、傳動比不恒定3、傳動效率較低4、溫度的變化會影響其工作性能5、空氣進入會影響其運動的平穩性6、維修和保養困難（四）液壓傳動的發展液壓技術自18世紀末英國制成世界上第一臺水壓機起，已有近300年的歷史。液壓技術隨著計算機技術的發展得到蓬勃發展，并滲透到各個工業領域中。當前液壓技術正向高效率、高精度、高性能的方向邁進，液壓元件向著體積小、質量輕、微型化和集成化方向發展，靜壓技術、交流液壓等新興液壓技術正在開拓。可以預見，氣壓與液壓技術將會繼續獲得飛速的發展，它在各個工業部門的應用越來越廣泛。4.1.2工作介質——油液一．工作介質的主要物理性質（一）密度1.定義單位體積內物體的質量稱為密度，用ρ表示，單位為kg/m3。ρ＝m/v式中m——物體的質量（kg）v——物體的體積(m3)2.油液的密度礦物油型液壓油的密度隨溫度的上升而有所減小，隨著溫度的下降而有所增加，但變動值很小，可忽略不計。我國采用20℃時游液的密度作為標準密度，一般液壓油的密度為900kg/m3。（二）黏性1.定義流體（液體與氣體總稱）在外力作用下流動（或有流動趨勢）時，分子間的內聚力阻止分子相對運動而產生一種內摩擦力，這種性質叫流體的黏性。流體只有在流動（或有流動趨勢）時才會呈現黏性，靜止流體是不呈現黏性的。正是由于氣體和液體具有黏性才導致在它們流動時的能力損失。2.黏性的影響因素液壓油的黏度對溫度的變化極為敏感，溫度升高，黏度下降。不同種類的液壓油的黏度隨溫度變化的程度各不相同，除溫度對黏度有影響外，壓力對黏度也有影響。液體所受壓力增大是，其內聚力增大，黏度也隨之增大。但對與一般的液壓系統，當壓力在32Mpa以下時，壓力對黏度的影響不大，可以忽略不計。當壓力較高時或壓力變化較大時，黏度的變化則不容忽視。（三）可壓縮性1.油液的可壓縮性流體受壓力作用后發生體積變化的性質稱為流體的可壓縮性。對于一般液壓系統壓力不高時，液體的可壓縮性很小，因此可以為液體是不可壓縮的，而在壓力變化很大的高壓系統中，就必須考慮液體可壓縮性的影響。因為氣體的可壓縮性比液體要大得多，由于液壓系統的實際工作油液中常常存在這可壓縮性很大的游離氣泡，當受要領體積較大，工作壓力過高，液體可壓縮性顯著提高，將嚴重影響液壓系統的工作性能，因此，在液壓系統中應使油液中的空氣含量減少到最低。二．液壓油的選用(一)黏度的選擇液壓油的質量直接影響液壓系統的工作性能，合理地選擇和使用液壓油，是保證液壓系統和高效率工作的條件。選用液壓油時常常采用兩種方法：一是按液壓元件生產廠所提供的說明書中推薦的油類品種和規格選用液壓油；二是根據液壓系統的具體情況，例如工作壓力高低、工作溫度高度、運動速度大小、液壓元件的種類等因素，全面考慮選用液壓油主要是根據工作條件選用適當的粘度環境溫度T高，ν大些系統工作壓力：p高，ν大些運動速度：工作部件運動速度較高時，為減少由于與液體摩擦而造成的能量損失（ν大，內摩擦力大）宜選用粘度較低的液壓油。即v大，ν低根據設備的特殊要求確定：對一般機械N32、N46、N68的機械油，有防磨要求的用YB-N32、YB-N46、YB-N68的抗磨液壓油。4.1.3液壓傳動的基本概念一．液壓傳動的兩個基本參數1.壓力(1)概念液體單位面積上所受的法向力，物理學中稱壓強，液壓傳動中習慣稱壓力。(2)表示方法絕對壓力—以絕對零壓為基準所測相對壓力—以大氣壓力為基準所測絕對壓力=大氣壓力+相對壓力相對壓力（表壓）=絕對壓力–大氣壓力真空度=大氣壓力–絕對壓力注意：液壓傳動系統中所測壓力均為相對壓力即表壓力(3)靜壓傳遞原理在密閉容器內，液體表面的壓力可等值傳遞到液體內部所有各點。2.流量（1）通流面積：液體在管道中流動時，通常將垂直于液體流動方向的截面稱為通流面積，常用A表示。（2）流量：單位時間內流過通流截面的油液體積。用符號“qv”表示。計算公式：qv=V/t單位：m3/s工程上也常用L/min1m3/s=60000L/min（3）平均流速：液體在管道中流動時，由于其具有粘性，故液體與管道之間存在摩擦力，液體內存在的內摩擦力，造成液體通過通流截面上各點的速度各不相等，管子中心束偉速度最大，管壁處的速度最小，為便于計算和分析簡便，因而引入平均流速概念，即假設過通流截面上各點的流速一樣。用符號“v”表示。單位：m/s計算公式：v=qv/A（4）連續性原理理想液體在管道中恒定流動時，根據質量守恒定律，液體在管道內既不能增多，也不能減少，因此單位時間內流入液體的質量應恒等于流出液體的質量。忽略液體可壓縮性，則v1A1=v2A2或q=vA=常數

結論：液體在管道中流動時，流過各個斷面的流量是相等的，因而流速和過流斷面成反比。二．壓力損失和流量損失1．壓力損失由于氣體和液體有黏性，它們在管內流動時存在壓力損失。壓力損失可分成沿程壓力損失和局部壓力損失。在等截面長直管內流動時引起沿程壓力損失，在彎管、閥門內等截面變化處流動時引起局部壓力損失。傳動中的壓力損失會造成功率的損耗，所以應盡量減少壓力損失。通過提高管道內壁的加工質量，盡量縮短管道長度，減少管道截面的突變及彎曲，就能使壓力損失控制在較小的范圍內.2.流量損失在液壓系統正常工作的情況下，從液壓元件的密封間隙漏過少量油液的現象稱為泄漏。由于液壓元件必然存在著一些間隙，當間隙的兩端有壓力差時，就會有油液從這些間隙中流走。所以，液壓系統中泄漏現象總是存在的。液壓系統的泄漏包括內泄漏和外泄漏兩種。液壓元件內部高、低壓腔間的泄漏稱為內泄漏。液壓系統內部的油液漏到系統外部的泄漏稱為外泄漏。液壓系統的泄漏必然引起流量損失，使液壓泵輸出的流量不能全部流入液壓缸等執行元件。4.2.1液壓泵液壓泵功用：將電動機或其它原動機輸入的機械能轉換為液體的壓力能,向系統供油。一．液壓泵的工作原理和性能參數第二節液壓元件1．液壓泵的工作原理（1）工作原理當偏心輪1被其他動力（例如電動機）帶動旋轉時，柱塞4在缸體3中往復移動。當柱塞向右移動時，密封油腔a的容積逐漸增大，產生局部真空，油箱中的油液在大氣壓力作用下頂開單向閥6切斷與油箱的通路，并頂開單向閥5進入系統中，完成壓油過程。偏心輪不斷旋轉，泵就不斷地吸油和壓油。由此可見，泵是靠密封工作腔的容積變化進行工作的，因此，這種液壓泵稱為容積式液壓泵。（2）容積式泵正常工作的條件液壓泵正常工作的四個必備條件1具有密閉容積；2密閉容積能交替變化；3應有配流裝置。其作用是保證密閉容積在吸油過程中與油箱相通，同時關閉供油通路；壓油時與供油管路相通而與油箱切斷。上圖中的單向閥就是配流裝置。配流裝置隨著泵結構的不同而有不同的形式。④吸油過程中油箱必須和大氣相通。2．液壓泵的分類液壓泵的分類方式很多，它可按壓力的大小分為低壓泵、中壓泵和高壓泵。也可按流量是否可調節分為定量泵和變量泵。又可按泵的結構分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵，其中齒輪泵和葉片泵多用于中、低壓系統，柱塞泵多用于高壓系統；若按泵的輸出油液方向，又可分為單向泵和雙向泵。3．液壓泵的主要性能參數（1）液壓泵的壓力1)壓力：是指液體在單位面積上所受的作用力，液壓泵的壓力可分為工作壓力和額定壓力。2）工作壓力：液壓泵實際工作時的輸出壓力稱為工作壓力。工作壓力取決于外負載的大小和排油管路上的壓力損失，而與液壓泵的流量無關。p=。

3）額定壓力：液壓泵在正常工作條件下，按試驗標準規定連續運轉的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。液壓泵的壓力等級壓力等級低壓中壓中高壓高壓超高壓壓力/MPa≤2.5＞2.5~8＞8~16＞16~32＞32（2）液壓泵的排量和流量1)排量Vp指不考慮泄漏情況下泵軸轉一周所排出的油液體積。2)流量指泵在單位時間內輸出的油液體積。3)理論流量qt指在不考慮泄漏的情況下，單位時間內輸出的油液體積。常用單位為L/min，它等于泵的排量Vp與其轉速n的乘積，即qt=Vp×n4)實際流量qp指泵在實際工作壓力下輸出的流量。由于泵存在泄漏損失，所以泵的實際流量小于理論流量。5)額定流量qn指泵在額定轉速和額定壓力下輸出的流量。即銘牌上標出的流量。（3）液壓泵的功率和效率1)泵的功率：液壓缸的輸出功率：Pc=F×v=pc×A×qc/A=pc×qc即液壓缸的輸出功率等于液壓缸的工作壓力pc和進入液壓缸的流量qc的乘積；液壓泵的輸出功率：Po=pp×qp

即液壓泵的輸出功率等于液壓泵的工作壓力pp和實際輸出流量qp的乘積pp=pc×Kp;Kp——系統的壓力損失系數，一般Kp=1.3~1.5，系統復雜或管路較長時取大值，反之取小值；qp=qc×Kl；Kl——泄露系數，一般Kl=1.1~1.3，系統復雜或管路較長時取大值，反之取小值；2)泵的效率：液壓泵的總效率η＝ηvηmηv——容積效率（容積損失）ηm——機械效率（機械損失）電動機的功率pmpm=po/η=ppqp/ηvηm4.2.2常用的液壓泵一．齒輪泵（一）外嚙合齒輪泵（1）結構和工作原理如圖為外嚙合齒輪泵的工作原理圖。由圖可見，這種泵的殼體內裝有一對外嚙合齒輪。由于齒輪端面與殼體端蓋之間的縫隙很小，齒輪齒頂與殼體內表面的間隙也很小，因此可以看成將齒輪泵殼體內分隔成左、右兩個密封容腔。當齒輪按圖示方向旋轉時，右側的齒輪逐漸脫離嚙合，露出齒間。因此這一側的密封容腔的體積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力的作用下經泵的吸油口進入這個腔體。因此這個容腔稱為吸油腔。隨著齒輪的轉動，每個齒間中的油液從右側被帶到了左側。在左側的密封容腔中，輪齒逐漸進入嚙合,使左側密封容腔的體積逐漸減小，把齒間的油液從壓油口擠壓輸出的容腔稱為壓油腔。當齒輪泵不斷地旋轉時，齒輪泵的吸、壓油口不斷地吸油和壓油，實現了向液壓系統輸送油液的過程。在齒輪泵中，吸油區和壓油區由相互嚙合的輪齒和泵體分隔開來，因此沒有單獨的配油機構。（2）齒輪泵存在問題①泄漏a.泄漏途徑齒側泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的5%徑向泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的20%~25%端面泄漏*—約占齒輪泵總泄漏量的75%~80%泵壓力愈高，泄漏愈大b.解決方法：端面間隙補償采用靜壓平衡措施：在齒輪和蓋板之間增加一個補償零件，如浮動軸套、浮動側板。②困油現象a.困油現象：液壓油在漸開線齒輪泵運轉過程中，因齒輪相交處的封閉體積隨時間改變，常有一部分的液壓油被封閉在齒間，如圖所示，稱為困油現象.b.后果因液壓油不可壓縮將使外接齒輪泵產生極大的震動和噪音.c.措施在側板上開設卸荷槽，以防止其發生。③徑向作用力不平衡a.產生原因：液壓力b.分布規律：沿圓周從高壓腔到低壓腔，壓力沿齒輪外圓逐齒降低。p↑，徑向不平衡力增大齒輪和軸承受到很大的沖擊載荷，產生振動和噪聲。c.改善措施：縮小壓油口，以減小壓力油作用面積。增大泵體內表面和齒頂間隙開壓力平衡槽，會使容積效率減小.（二）內嚙合齒輪泵：內嚙合齒輪泵指的是小齒輪是外齒輪、大齒輪是內齒輪。內嚙合齒輪泵根據齒形分為：①漸開線齒形內嚙合齒輪泵②擺線齒形內嚙合齒輪泵內嚙合齒輪泵結構緊湊、尺寸小、質量輕、運轉平穩、噪音小，在高速下工作有較高的容積效率。由于齒輪轉向相同，相對滑動速度小、磨損小、使用壽命長，但齒形復雜、加工困難、價格昂貴。二．葉片泵優點：運轉平穩、壓力脈動小，噪音小；結構緊湊、尺寸小、流量大；缺點：對油液要求高，如油液中有雜質，則葉片容易卡死；與齒輪泵相比結構較復雜。應用:機械制造中的專用機床、自動線等中、低壓液壓系統中。結構形式：一種是單作用葉片泵，另一種是雙作用式葉片泵。1．雙作用葉片泵a.結構:定子內表面近似橢圓，轉子和定子同心安裝，有兩個吸油區和兩個壓油區對稱布置。b.特點:轉子每轉一周，完成兩次吸油和壓油。雙作用葉片泵大多是定量泵。a．結構:由轉子1、定子2、葉片3和端蓋等組成。定子具有圓柱形內表面，定子和轉子的間有偏心距e，葉片裝在轉子槽中，并可在槽內滑動，當轉子回轉時，由于離心力的作用，使葉片緊靠在定子內壁。2．單作用葉片泵b.特點:單作用葉片泵只要改變轉子和定子的偏心距e和偏心方向，就可以改變輸油量和輸油方向，成為變量葉片泵。三．柱塞泵a.特點：與齒輪泵和葉片泵相比，該泵能以最小的尺寸和最小的重量供給最大的動力，為一種高效率的泵，但制造成本相對較高.b.應用：用于高壓、大流量、大功率的場合。c.結構形式：軸向式和徑向式柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵，柱塞軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵。為了連續吸油和壓油，柱塞數必須大于等于3。1.徑向柱塞泵（1）工作原理是徑向柱塞泵的工作原理圖。這種泵由柱塞1、轉子2、襯套3、定子4和配油軸5組成。定子和轉子之間有一個偏心e。襯套3固定在轉子孔內隨之一起轉動。配油軸5是固定不動的。柱塞在轉子（缸體）的徑向孔內運動，形成了泵的密封工作容腔。顯然，當轉子按圖示方向轉動時，位于上半周的工作容腔處于吸油狀態，油箱中的油液經配油軸的a孔進入b腔；位于下半周的工作容腔則處于壓油狀態，c腔中的油將從配油軸的d孔向外輸出。改變定子與轉子偏心距e的大小和方向，就可以改變泵的輸出流量和泵的吸、壓油方向。因此徑向柱塞泵可以做成單向或雙向變量泵。

（2）特點：由于徑向柱塞泵的徑向尺寸大，自吸能力差，配油軸受徑向不平衡液壓力作用，易于磨損。這些原因限制了轉速和工作壓力的提高。2．軸向柱塞泵（1）工作原理軸向柱塞泵中的柱塞是軸向排列的。當缸體軸線和傳動軸軸線重合時，稱為斜盤式軸向柱塞泵。

柱塞3均布于缸體4內，柱塞的頭部靠機械裝置或在低壓油作用下緊壓在斜盤上。斜盤法線和缸體軸線的夾角為γ。當傳動軸按圖示方向旋轉時，柱塞一方面隨缸體轉動，另一方面，在缸體內作往復運動。顯然，柱塞相對缸體左移時工作容腔是壓油狀態，油液經配油盤的吸油口a吸入；柱塞相對缸體右移時工作容腔是壓油狀態，油液從配油盤的壓油口b壓出。缸體每轉一周，每個柱塞完成吸、壓油一次。如果可以改變斜角γ的大小和方向，就能改變泵的排量和吸、壓油的方向，此時即為雙向變量軸向柱塞泵。斜盤式軸向柱塞泵由傳動軸1帶動缸體4旋轉，斜盤2和配油盤5是固定不動的。（2）特點：軸向柱塞泵具有結構緊湊，工作壓力高，容易實現變量等優點。

4.2.3液壓泵的選用液壓泵的選擇，通常是先根據對液壓泵的性能要求來選定液壓泵的型式，再根據液壓泵所應保證的壓力和流量來確定它的具體規格。1．確定液壓泵的輸出流量液壓泵的輸出流量取決于系統所需最大流量及泄漏量，即Q泵≥K漏×Q缸式中：Q泵—液壓泵所需輸出的流量，m3/min。K流—系統的泄漏系數，取1.1~1.3Q缸一液壓缸所需提供的最大流量，m3/min。若為多液壓缸同時動作，Q缸應為同時動作的幾個液壓缸所需的最大流量之和。2．確定液壓泵的工作壓力液壓泵的的工作壓力是根據執行元件的最大工作壓力來決定的，考慮到各種壓力損失，泵的最大工作壓力P泵可按下式確定：P泵≥k壓×P缸式中：P泵——液壓泵所需要提供的壓力k壓——系統中壓力損失系數,取1.3-1.5P缸——液壓缸中所需的最大工作壓力3．確定液壓泵的類型選擇液壓泵的原則（1）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。（2）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16MPa；齒輪泵壓力2.5MPa，高壓化以后可達21MPa。（3）工作環境：齒輪泵的抗污染能力最好。（4）噪聲指標：低噪聲泵有內嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿泵，雙作用葉片泵和螺桿泵的瞬時流量均勻。（5）效率：軸向柱塞泵的總效率最高；同一結構的泵，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。4.2.4液壓缸和液壓馬達功用：將液壓泵供給的液壓能轉換為機械能而對負載作功，實現直線往復運動或旋轉運動。分類：1.按運動形式分：直線往復運動液壓缸、擺動液壓缸。2.按結構分：活塞缸、柱塞缸、擺動缸。3.按作用方式分：單作用、雙作用和組合式（通常是指通過串聯等方式達到增壓、步進和增速等目的。4.按固定方式分：缸體固定和活塞桿固定一．液壓缸的類型和特點（一）活塞式液壓缸按結構形式分單出桿、雙出桿液壓缸兩種。1．雙活塞桿液壓缸a.推力與速度當活塞左右運動對應的油壓和輸入流量相同時，兩個方向上輸出的推力和速度就是相等的。即F1=F2=Ap=π(D2-d2)p/4v1=v2=4q/π(D2-d２)b.工作特點常用于要求往復運動速度和負載相同的場合。其工作臺的運動范圍略大于缸有效行程的三倍。2．單活塞桿液壓缸a.推力與速度無桿腔進油F1=π/4D2pv1=q/A1=4q/πD2

有桿腔進油F2=π(D2-d2)p/4v2=q/A2=4q/π(D2-d２)b.特點和應用：供油壓力和流量不變時，活塞在兩個方向的運動速度和輸出推力皆不相等。由于A1>A2,故F1>F2,V1<V2,即活塞桿伸出時，推力較大，速度較小；活塞桿縮回時，推力較小，速度較大。因而它適用于伸出時承受工作載荷，縮回時為空載或輕載的場合3.差動液壓缸工程中，經常遇到單活塞桿液壓缸左右兩腔同時接通壓力油的情況，這種連接方式稱為差動連接，此缸稱為差動缸。差動連接的顯著特點是在不增加輸入流量的情況下提高活塞的運動速度。盡管此時液壓缸兩腔壓力相等（不計管路壓力損失），但兩腔活塞的工作面積不相等，因此，活塞將向有桿腔方向運動（缸體固定時）。有桿腔排出的油液和油源輸入的油液一起進入無桿腔，增加了進入無桿腔的流量，從而提高了活塞的運動速度。a.推力與速度兩腔同時進油F3=p（A1-A2）=πd2p/4v3=q/A1-A2=4q/πd2b.工作特點單桿活塞液壓缸不同連接，可實現如下工作循環：（差動連接）（無桿腔進油）（有桿腔進油）快進→工進→快退要使往返運動速度相等，即v2=v3，只要滿足（二）柱塞式液壓缸活塞缸缸體的內孔加工精度要求很高，當缸體較長時，加工就困難，因而，常采用柱塞缸。

（1）推力與速度F=pA=πd2p/4v=q/A=4q/πd2（2）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可；

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；

④當柱塞行程特別長時，僅靠導向套導向就不夠了，為此可在缸筒內設置各種不同形式的輔助支承，起到輔助導向的作用。（三）擺動式液壓缸應用：單葉片式擺動液壓缸的擺動角度一般不超過2800，常用于機床的送料裝置、間歇進給機構、回轉夾具、工業機器人手臂和手腕的回轉裝置及工程機械回轉機構的液壓系統。（四）其他液壓缸1．增壓缸功能：將輸入的低壓轉變為高壓供液壓或氣壓傳動中的高壓支路使用。在液壓系統中常用來代替高壓泵來使用。根據力平衡關系的原理。增壓液壓缸又稱增壓器，它利用活塞和柱塞有效面積的不同使液壓系統中的局部區域獲得高壓。2．伸縮式液壓缸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。特點：伸出時行程長，收縮時結構尺寸小。因而它適用于起重運輸車輛等占空間小的機械上。3．齒條液壓缸特點：是將活塞的直線往復運動變為齒輪軸的往復擺動。應用：常用于機械手、回轉工作臺、回轉夾具、磨床進給系統等轉位機構的驅動。二．液壓缸的密封、緩沖和排氣1．密封a.必要性液壓缸中的密封是指活塞、活塞桿和缸蓋等處的密封。它是用來防止液壓缸內部和外部的泄漏。液壓缸中密封設計的好壞，對液壓缸的性能有著重要影響。b.密封方法間隙密封：這是一種最簡單的密封形式，常用在活塞直徑較小、工作壓力較低的液壓缸中。在活塞上開出的若干道深0.3mm至0.5mm的環形槽，可以增大油液從高壓腔向低壓腔泄漏的阻力，從而減小泄漏。密封圈密封:這是一種結構簡單、磨損后能自動補償、并且密封性能會隨著壓力的加大而提高的密封方式，在工程中得到了非常廣泛的應用。常常有O型、Y型、V型等。采用Y形橡膠圈時，使兩唇面向油壓，以便在壓力油作用下使兩唇張開就可以了。如果壓力波動較大、運動速度較高，則須考慮在Y形密封圈中添加支撐件。2．緩沖a.必要性：

緩沖裝置是利用活塞或缸筒移動到接近終點時，將活塞和缸蓋之間的一部分液體封住，迫使液體從小孔或縫隙中擠出，從而產生很大的阻力，使工作部件制動，避免活塞和缸蓋的相互碰撞。b.緩沖原理增加回油阻力3．排氣a.必要性

由于液體中混有空氣或液壓缸停止使用時空氣侵入，在液壓缸的最高部位常會聚積空氣，若不排除就會使缸的運動不平穩，引起爬行和振動，嚴重時會使液體氧化腐蝕液壓元件。排氣裝置就是為解決此問題而設置的，排氣閥和排氣塞都要安裝在液壓缸的最高部位。

應當指出，并非所有的液壓缸都設置排氣裝置，對于要求不高的液壓缸往往不設專門的排氣裝置，而是將通油口布置在缸筒兩端的最高處，使缸中的空氣隨油液的流動而排走。對于速度穩定性要求較高以及較大型的液壓缸，則必須設置。b.排氣方法安裝排氣孔、排氣塞三．液壓馬達功用:將液體的壓力能轉換為連續回轉的機械能.其內部構造與液壓泵類似，差別僅在于液壓泵的旋轉是由電機所帶動，輸出的是液壓油；液壓馬達則是輸入液壓油，輸出的是轉矩和轉速。因此，液壓馬達和液壓泵在細部結構上存在一定的差別。1．液壓馬達類型和特點（1）葉片式液壓馬達由于葉片1和5伸出部分面積大于葉片3和7，因而能產生轉矩使轉子順時針方向旋轉。為保證啟動時葉片貼緊定子內表面，葉片除靠壓力油作用外，還要靠設置在葉片根部的預緊彈簧的作用。因為馬達要求正反轉，故葉片在轉子中是徑向放置的。b.特點：葉片式液壓馬達體積小，動作靈敏，但泄漏大，低速運轉換向頻率較高的場合。a.工作原理：葉片式液壓馬達的工作原理如圖所示。圖示狀態下輸入壓力油后，位于壓油腔中的葉片2和6，因兩側面作用油壓力油而不會產生轉矩，在葉片1和3及5和7的一個側面作用有壓力油，而另一側為回油，（2）軸向柱塞式a.工作原理：軸向柱塞式液壓馬達的工作原理如圖所示。斜盤1和配流盤4固定不動，缸體3及其上的柱塞2可繞缸體的水平軸線旋轉。當壓力油經配油盤通過缸孔、進入柱塞底部時，柱塞被頂出壓在斜盤上。斜盤對柱塞產生一個反作用力，對缸體軸線產生一個力矩，帶動缸體旋轉。當液壓馬達的進油口、回油口互換時，液壓馬達將反向轉動。若改變斜盤傾角的大小，就改變了液壓馬達的排量；若改變斜盤傾角的方向，就改變了液壓馬達的旋轉方向。b.特點：軸向柱塞式液壓馬達效率高，多用于大功率、轉矩范圍大的場合4.2.5控制閥一．方向控制閥功用：用以控制油液流動方向或液流通斷。分類：單向閥、換向閥（一）單向閥液壓系統中常見的單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種。1．普通單向閥普通單向閥的作用，是使油液只能沿一個方向流動，不許它反向倒流。如圖所示是一種管式普通單向閥的結構。壓力油從閥體左端的通口P1流入時，克服彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯向右移動，打開閥口，并通過閥芯2上的徑向孔a、軸向孔b從閥體右端的通口流出。但是壓力油從閥體右端的通口P2流入時，它和彈簧力一起使閥芯錐面壓緊在閥座上，使閥口關閉，油液無法通過。如圖所示是單向閥的職能符號圖。2．液控單向閥如圖所示是液控單向閥的結構。當控制口K處無壓力油通入時，它的工作機制和普通單向閥一樣；壓力油只能從通口P1流向通口P2，不能反向倒流。當控制口K有控制壓力油時，因控制活塞1右側a腔通泄油口，活塞1右移，推動頂桿2頂開閥芯3，使通口P1和P2接通，油液就可在兩個方向自由通流。在如圖所示的液控單向閥結構中，K處通入的控制壓力最小約為主油路壓力的30％～50％（而在高壓系統中使用的，帶卸荷閥芯的液控單向閥其最小控制壓力約為主油路的50％）。如圖所示是液控單向閥的職能符號。（二）換向閥工作原理：利用閥芯和閥體的相對運動,使油路接通、關斷或變換油流的方向，從而實現液壓執行元件及其驅動機構的啟動、停止或變換運動方向分類：■按操作方式分：手動換向閥、機動換向閥（亦稱行程閥）、電磁換向閥、液動換向閥和電液換向閥等■按閥芯工作時在閥體中所處的位置和換向閥所控制的通路數不同分：二位二通換向閥、二位三通換向閥、二位四通換向閥、三位四通換向閥等■按閥的安裝方式分：管式（亦稱螺紋式）換向閥、板式換向閥和法蘭式換向閥等■按閥的結構形式分：滑閥式換向閥、轉閥式換向閥和錐閥式換向閥等1.換向閥的工作原理換向閥的換向功能主要由閥的工作位置數和由它所控制的通路數所決定2．換向閥的圖形符號方格數即“位”數，三格即三位箭頭表示兩油路連通，但不表示流向。“⊥”表示油路不通。在一個方格內，箭頭或“⊥”符號與方格的交點數為油路的通路數，即“通”數每個換向閥都有一個常態位（即閥芯在未受到外力作用時的位置）。在液壓系統圖中，換向閥的符號與油路的連接一般應畫在常態位上換向閥=操縱方式+位和通路3．換向閥的位和通路符號4．換向閥操縱方式符號5．三位換向閥的中位機能中位機能：三位閥常態位(即中位)各油口的連通方式。不同的中位機能，可以滿足液壓系統的不同要求，常見的三位四通、五通換向閥的中位機能的類型、滑閥狀態和符號見下表。由表可以看出，不同的中位機能是通過改變閥芯的形式和尺寸得到的。在分析和選擇三位換向閥的中位機能時，通常考慮以下幾點。①系統保壓：當P口被堵塞時，系統保壓，液壓泵能用于多缸系統。②系統卸荷：當P口通暢地與T口相通時，系統卸荷。③換向平穩性與精度：當液壓缸A與B兩個口都堵塞時，換向過程中易產生液壓沖擊，換向不平穩，但換向精度高；反之，A和B兩個口都與T口相通時，換向過程中工作部件不易制動、換向精度低，但液壓沖擊小。④啟動平穩性：當閥在中位時，液壓缸某腔例如通油箱，則啟動時該腔內因無足夠的油液起緩沖作用，啟動不平穩。⑤液壓缸“浮動”和在任意位置上的停止：當閥在中位時，當A和B兩個油口互通時，臥式液壓缸呈“浮動”狀態，可利用其他機構移動工作臺，調整其位置。當A和B兩個油口堵塞，則可以使液壓缸在任意位置停下來，缸處于鎖緊狀態。6．滑閥式換向閥的操縱方式在液壓傳動系統中廣泛采用的是滑閥式換向閥，在這里主要介紹這種換向閥的幾種典型結構。⑴手動換向閥特征:利用手動杠桿操縱閥心運動以控制流向.分為鋼球定位式和彈簧復位式圖示為自動復位式手動換向閥，放開手柄、閥芯在彈簧的作用下自動回復中位，該閥適用于動作頻繁、工作持續時間短的場合，操作比較完全，常用于工程機械的液壓傳動系統中。⑵機動換向閥機動換向閥又稱行程閥，它主要用來控制機械運動部件的行程，它是借助于安裝在工作臺上的擋鐵或凸輪來迫使閥芯移動，從而控制油液的流動方向，機動換向閥通常是二位的，有二通、三通、四通和五通幾種，其中二位二通機動閥又分常閉和常開兩種。⑶電磁換向閥。電磁換向閥是利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯來控制液流方向的。它是電氣系統與液壓系統之件發出，從間的信號轉換元件，它的電氣信號由液壓設備結構圖(b)職能符號圖中的按鈕開關、限位開關、行程開關等電氣元1—滾輪2—閥芯3—彈簧而可以使液壓系統方便地實現各種操作及自動順序動作。磁鐵按使用電源的不同，可分為交流和直流兩種。交流電磁鐵起動力較大，不需要專門的電源，吸合、釋放快，動作時間約為0.01～0.03s，其缺點是若電源電壓下降15%以上，則電磁鐵吸力明顯減小，且沖擊及噪聲較大，壽命低，因而在實際使用中交流電磁鐵允許的切換頻率一般為10次/min，不得超過30次/min。直流電磁鐵工作較可靠，吸合、釋放動作時間約為0.05～0.08s，允許使用的切換頻率較高，一般可達120次/min，最高可達300次/min，且沖擊小、體積小、壽命長。但需有專門的直流電源，成本較高。（4）液動換向閥液動換向閥是利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥，圖示為三位四通液動換向閥的結構和職能符號。閥芯是由其兩端密封腔中油液的壓差來移動的，當控制油路的壓力油從閥右邊的控制油口K2進入滑閥右腔時，K1接通回油，閥芯向左移動。使壓力油口P與B相通，A與T相通；當K1接通壓力油，K2接通回油時，閥芯向右移動，使得P與A相通，B與T相通；當K1、K2都通回油時，閥芯在兩端彈簧和定位套作用下回到中間位置。圖示位置：A、B、均→Tk1通壓力油：p→A，B→Tk2通壓力油：p→B，A→T（5）電液換向閥在大中型液壓設備中，當通過閥的流量較大時，作用在滑閥上的摩擦力和液動力較大，此時電磁換向閥的電磁鐵推力相對地太小，需要用電液換向閥來代替電磁換向閥。電液換向閥是由電磁滑閥和液動滑閥組合而成。電磁滑閥起先導作用，它可以改變控制液流的方向，從而改變液動滑閥閥芯的位置。由于操縱液動滑閥的液壓推力可以很大，所以主閥芯的尺寸可以做得很大，允許有較大的油液流量通過。這樣用較小的電磁鐵就能控制較大的液流。4.2.6壓力控制閥壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統整體或某一部分的壓力，以滿足液壓執行元件對力或轉矩要求的回路，這類回路包括調壓、減壓、增壓、保壓、卸荷和平衡等多種回路。壓力控制閥：控制油液壓力高低或利用壓力變化實現某種動作的閥。常見的壓力控制閥按功用分為溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等共同特點：利用作用于閥芯上的液體壓力和彈簧力相平衡的原理進行工作。一．溢流閥功能：使液壓系統整體或部分的壓力保持恒定或不超過某個數值。溢流閥的主要作用是對液壓系統定壓或進行安全保護。幾乎在所有的液壓系統中都需要用到它，其性能好壞對整個液壓系統的正常工作有很大影響。常用的溢流閥按其結構形式和基本動作方式可歸結為直動式和先導式兩種（一）直動式溢流閥1．工作原理：直動式溢流閥是依靠系統中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力等相平衡，以控制閥芯的啟閉動作，圖示是一種低壓直動式溢流閥，P是進油口，T是回油口，進口壓力油經閥芯4中間的阻尼孔g作用在閥芯的底部端面上，當進油壓力較小時，閥芯在彈簧2的作用下處于下端位置，將P和T兩油口隔開。當油壓力升高，在閥芯下端所產生的作用力超過彈簧的壓緊力F。此時，閥芯上升，閥口被打開，將多余的油液排回油箱，閥芯上的阻尼孔g用來對閥芯的動作產生阻尼，以提高閥的工作平衡性，調整螺帽1可改變彈簧的壓緊力，這樣也就調整了溢流閥進口處的油液壓力p。2.工作特點：彈簧力的大小與控制壓力成正比，因此如果提高被控壓力，一方面可用減小閥芯的面積來達到，另一方面則需增大彈簧力，因受結構限制，需采用大剛度的彈簧。這樣，在閥芯相同位移的情況下，彈簧力變化較大，因而該閥的定壓精度就低。所以，這種低壓直動式溢流閥一般用于壓力小于2.5MPa的小流量場合。阻尼孔a的作用：減小油壓的脈動，提高閥工作的平穩性（二）先導式溢流閥（Y型）1．結構：圖示為先導式溢流閥的結構示意圖，由先導閥和主閥兩部分組成。主閥：控制主油路溢流的開口，先導閥：控制主閥的開啟壓力。2．工作原理在圖中壓力油從P口進入，通過阻尼孔3后作用在導閥4上，當進油口壓力較低，導閥上的液壓作用力不足以克服導閥右邊的彈簧5的作用力時，導閥關閉，沒有油液流過阻尼孔，所以主閥芯2兩端壓力相等，在較軟的主閥彈簧1作用下主閥芯2處于最下端位置，溢流閥閥口P和T隔斷，沒有溢流。當進油口壓力升高到作用在導閥上的液壓力大于導閥彈簧作用力時，導閥打開，壓力油就可通過阻尼孔、經導閥流回油箱，由于阻尼孔的作用，使主閥芯上端的液壓力p2小于下端壓力p1，當這個壓力差作用在面積為AB的主閥芯上的力等于或超過主閥彈簧力Fs，軸向穩態液動力Fbs、摩擦力Ff和主閥芯自重G時，主閥芯開啟，油液從P口流入，經主閥閥口由T流回油箱，實現溢流。3.遠程控制口K：先導式溢流閥有一個遠程控制口K，如果將K口用油管接到另一個遠程調壓閥(遠程調壓閥的結構和溢流閥的先導控制部分一樣)，調節遠程調壓閥的彈簧力，即可調節溢流閥主閥芯上端的液壓力，從而對溢流閥的溢流壓力實現遠程調壓。但是，遠程調壓閥所能調節的最高壓力不得超過溢流閥本身導閥的調整壓力。當遠程控制口K通過二位二通閥接通油箱時，主閥芯上端的壓力接近于零，主閥芯上移到最高位置，閥口開得很大。由于主閥彈簧較軟，這時溢流閥P口處壓力很低，系統的油液在低壓下通過溢流閥流回油箱，實現卸荷。4.工作特點：由公式可知，即使進口壓力較大，由于主閥閥芯上腔由壓力存在，彈簧4的剛度可以較小，F的變化也較小，且由先導閥彈簧調定的基本上是定值，所以壓力在閥的溢流量變化時變動仍較小，壓力穩定。這就克服了直動式溢流閥的缺點。因而常用于中、高壓系統。5．溢流閥的應用定壓溢流作用：定量泵節流調速回路。溢流閥常開，保持泵出口壓力恒定，并將多余油液溢回油箱限壓安全作用（安全閥）：變量泵。用溢流閥限制系統壓力作背壓閥用二．減壓閥功能：使出口壓力（二次壓力）低于進口壓力（一次壓力）的一種壓力控制閥。常用的減壓閥按其結構形式和基本動作方式可分為直動式和先導式兩種，其中先導式減壓閥應用較廣。（一）先導式減壓閥1.J型減壓閥與Y型溢流閥的差別在原始狀態時，溢流閥的進、出油口完全不通，而減壓閥進、出油口是暢通的；兩者進、出油口的位置恰好相反；溢流閥利用進口壓力來控制閥芯移動，保持進口壓力恒定，而減壓閥則是利用出口壓力來控制閥芯移動，保持出口壓力恒定；溢流閥調壓彈簧腔的油液經閥的內部孔通到出油口，而減壓閥需單獨接油箱。2.工作原理：P1口是進油口，P2口是出油口，閥不工作時，閥芯在彈簧作用下處于最下端位置，閥的進、出油口是相通的，亦即閥是常開的。若出口壓力增大，使作用在閥芯下端的壓力大于彈簧力時，閥芯上移，關小閥口，這時閥處于工作狀態。若忽略其他阻力，僅考慮作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件，則可以認為出口壓力基本上維持在某一定值——調定值上。這時如出口壓力減小，閥芯就下移，開大閥口，閥口處阻力減小，壓降減小，使出口壓力回升到調定值；反之，若出口壓力增大，則閥芯上移，關小閥口，閥口處阻力加大，壓降增大，使出口壓力下降到調定值。因而減壓閥是利用進口壓力油流經縫隙時產生壓力損失的原理使出口油液的壓力低于進口壓力，并能自動調節縫隙大小，從而保持出口壓力恒定。三．順序閥作用：順序閥是用來控制液壓系統中各執行元件動作的先后順序。依控制壓力的不同，順序閥可分為：內控式：用閥的進口壓力控制閥芯的啟閉外控式（液控順序閥）：用外來的控制壓力油控制閥芯的啟閉直動式：用于低壓系統[0.2~2.5Mpa]先導式：用于中高壓系統[0.3~6.3Mpa]（一）直動式順序閥如圖所示為直動式順序閥的工作原理圖和圖形符號。當進油口壓力p1較低時，閥芯在彈簧作用下處下端位置，進油口和出油口不相通。當作用在閥芯下端的油液的液壓力大于彈簧的預緊力時，閥芯向上移動，閥口打開，油液便經閥口從出油口流出，從而操縱另一執行元件或其他元件動作。（二）先導式順序閥由圖可見，順序閥和溢流閥的結構基本相似，不同的只是順序閥的出油口通向系統的另一壓力油路，而溢流閥的出油口通油箱。此外，由于順序閥的進、出油口均為壓力油，所以它的泄油口L必須單獨外接油箱。（三）液控順序閥閥口的開啟與閉合與閥的主油路進油口壓力無關，而只決定于控制口C引入的控制壓力四、壓力繼電器

壓力繼電器1—柱塞2—杠桿3—彈簧4—開關壓力繼電器是將液壓信號轉換為電信號的轉換裝置。即系統壓力達到壓力繼電器調整壓力時，發出電信號，操縱電磁閥或通過中間繼電器，使油路換向、卸壓或實現順序動作要求，以及關閉電動機等，從而實現程序控制和安全保護。如圖所示為常用柱塞式壓力繼電器的結構示意圖和職能符號。當從壓力繼電器下端進油口通入的油液壓力達到調定壓力值時，推動柱塞1上移，此位移通過杠桿2放大后推動開關4動作。改變彈簧3的壓縮量即可以調節壓力繼電器的動作壓力。4.2.7流量控制閥液壓傳動系統中的速度控制回路包括調節液壓執行元件的速度的調速回路、使之獲得快速運動的快速回路及速度換接回路。核心元件是流量控制閥，液壓流量控制閥主要有節流閥、調速閥。流量控制閥的工作原理:利用改變閥口通流截面積的方法來控制流體流量，從而控制執行元件的運動速度一．節流閥1．工作原理旋轉手輪3，推桿2克服彈簧4的作用力，使閥芯作軸向移動，從而改變節流口的大小，即改變節流口的通流面積，從而調節通過節流閥的流量。2.節流閥的流量特性可用小流量通用公式q=KA△Pm表示，當負載F變化，節流閥前后的壓差△P也變化，因而即使閥開口面積A一定時，流量q也是變化的，執行元件的速度v〆q也是變化的。3.節流口的結構形式包括：針閥式(a)、偏心式(b)、軸向三角槽式(c)、周向縫隙式(d)和軸向縫隙式(e)等五種。4.應用：節流閥只使用于負載和溫度變化不大，或速度穩定性要求不高的液壓系統。二．調速閥由定差減壓閥與節流閥串接而成。定差減壓閥能自動保持節流閥前、后的壓力差不變，從而使通過節流閥的流量不受負載的影響。壓力降，將壓力降到p2，p2經通道e、f作用到減壓閥的d腔和c腔；節流閥的出口壓力p3又經反饋通道a作用到減壓閥的上腔b，當減壓閥的閥芯在彈簧力Fs、油液壓力p2和p3作用下處于某一平衡位置時（忽略摩擦力和液動力等），則有：p2A1+p2A2=p3A+Fs

如圖所示調速閥是在節流閥前面串接一個定差減壓閥組合而成。液壓泵的出口（即調速閥的進口）壓力p1由溢流閥調整基本不變，而調速閥的出口壓力p3則由液壓缸負載F決定。油液先經減壓閥產生一次式中：A、A1和A2分別為b腔、c腔和d腔內壓力油作用于閥芯的有效面積，且A=A1+A2。故p2-p3=p=Fs/A因為彈簧剛度較低，且工作過程中減壓閥閥芯位移很小，可以認為Fs基本保持不變。故節流閥兩端壓力差p2-p3也基本保持不變，這就保證了通過節流閥的流量穩定。4.2.8液壓輔助元件液壓系統中的輔助裝置是指蓄能器、濾油器、油箱、熱交換器、管件等，這些元件從液壓傳動的工作原理來看是起輔助作用的，但它們對系統的動態性能、工作穩定性、工作壽命、噪聲和溫升等都有直接影響，是保證液壓系統正常工作不可缺少的部分，其中油箱需根據系統要求自行設計，其他輔助裝置則制成標準件，供設計時選用一．油箱1.功用油箱的功用主要是儲存油液，此外還有散發油液中的熱量(在周圍環境溫度較低的情況下則是保持油液中熱量)、沉淀油液中雜質、釋出混在油液中的氣體等作用。油箱有開式、隔離式和壓力式三種。開式油箱液面直接和大氣相通。2.結構油箱的容積決定了散熱面積和儲熱量的大小，故對工作的溫度影響很大。此外，近年來又出現了充氣式的閉式油箱，它不同于開式油箱之處，在于油箱是整個封閉的，頂部有一充氣管，可送入0.05～0.07MPa過濾純凈的壓縮空氣。空氣或者直接與油液接觸，或者被輸入到蓄能器式的皮囊內不與油液接觸。這種油箱的優點是改善了液壓泵的吸油條件，但它要求系統中的回油管、泄油管承受背壓。油箱本身還須配置安全閥、電接點壓力表等元件以穩定充氣壓力，因此它只在特殊場合下使用。二．過濾器雜質的存在會引起相對運動零件的急劇磨損、劃傷，破壞配合表面的精度和表面粗糙度，顆粒過大時會使閥芯卡死，使節流閥節流口以及各阻尼小孔堵塞，造成元件動作失靈。據統計資料表明，液壓系統中的故障約有75%是由于油液污染造成的。因此在適當的部位安裝過濾器可以清除油液中的固體雜質，使油液保持清潔，延長液壓元件使用壽命，保證液壓系統工作的可靠性。因此，過濾器作為液壓系統不可少的輔助元件，具有十分重要的地位。濾油器的職能符號如圖所示濾油器的職能符號圖1.功用和類型（1）功用濾油器的功用是過濾混在液壓油液中的雜質，降低進入系統中油液的污染度，保證系統正常地工作。（2）類型濾油器按其濾芯材料的過濾機制來分，有表面型濾油器、深度型濾油器、吸附型過濾器三種。2.濾油器的主要性能指標（1）過濾精度（2）壓降特性（3）納垢容量3．選用和應用（1）選用濾油器按其過濾精度(濾去雜質的顆粒大小)的不同，有粗過濾器、普通過濾器、精密過濾器和特精過濾器四種，它們分別能濾去大于100μm、10～100μm、5～10μm和1～5μm大小的雜質。安裝濾油器在液壓系統中的安裝位置通常有以下幾種：a.要裝在泵的吸油口處b.安裝在壓力油路上c.安裝在系統的回油路上d.安裝在系統分支油路上e.單獨過濾系統大型液壓系統可專設一液壓泵和濾油器組成獨立過濾回路。三．蓄能器1.功用(1)短時間內大量供油(2)維持系統壓力(3)吸收液壓沖擊和壓力脈動2.特點蓄能器的氣液完全隔開，皮囊受壓縮儲存壓力能，其慣性小、動作靈敏，適用于儲能和吸收壓力沖擊,工作壓力可達32MPa。第三節液壓基本回路4.3.1方向控制回路一．方向控制回路利用控制進入執行元件液流的通、斷及改變流動方向來實現工作機構啟動、停止或變換運動方向的回路，這類回路包括換向回路和鎖緊回路。㈠換向回路采用二位四通、三位四通電磁換向閥是最普遍應用的換向方法。尤其在自動化程度要求搞的組合機車液壓系統中應用更為廣泛。三位四通電磁換向閥動作的換向回路如圖所示。該回路由液壓泵、三位四通電磁換向閥、溢流閥和液壓缸組成。液壓泵啟動后，換向閥在中位工作時，換向閥四個油口互不相通，液壓缸兩腔不通壓力油，處于停止狀態；換向閥在左位工作時，換向閥將液壓泵與液壓缸左腔接通，液壓缸右腔與油箱接通，使活塞左移；反之，使活塞右移。這種換向回路的優點是換向方便，缺點是換向時有沖擊且換向精度低，不宜用于頻繁換向。所以，采用電磁閥換向閥的換向回路適用于低速、輕載和換向精度要求不高的場合。2．鎖緊回路功能：使液壓缸能在任意位置停留，且停留后不會在力作用下移動位置。采用O型機能換向閥的鎖緊回路采用液控單向閥的鎖緊回路（1）采用換向閥O、M機能的鎖緊回路采用O型或M型機能的三位換向閥,當閥芯處于中位時,液壓缸的進、出口都被封閉,可以將活塞鎖緊,這種鎖緊回路由于受到滑閥泄漏的影響,鎖緊效果較差。圖示為采用O型換向閥的鎖緊回路。這種采用O、M型換向閥的鎖緊回路，由于滑閥式換向閥不可避免地存在泄漏，密封性能較差，鎖緊效果差，只適用于短時間的鎖緊或鎖緊程度要求不高的場合。（2）采用液控單向閥的鎖緊回路。在液壓缸的進、回油路中都串接液控單向閥(又稱液壓鎖),活塞可以在行程的任何位置鎖緊。其鎖緊精度只受液壓缸內少量的內泄漏影響，因此，鎖緊精度較高。采用液控單向閥的鎖緊回路,換向閥的中位機能應使液控單向閥的控制油液卸壓(換向閥采用H型或Y型),此時,液控單向閥便立即關閉,活塞停止運動。假如采用O型機能,在換向閥中位時,由于液控單向閥的控制腔壓力油被閉死而不能使其立即關閉,直至由換向閥的內泄漏使控制腔泄壓后,液控單向閥才能關閉,影響其鎖緊精度。4.3.2壓力控制回路一．調壓回路1．單級調壓回路在液壓泵出口處設置并聯溢流閥即可組成單級調壓回路，從而控制了液壓系統的工作壓力2．二級調壓回路如圖所示為二級調壓回路,可實現兩種不同的系統壓力控制。由溢流閥2和溢流閥4各調一級，當二位二通電磁閥3處于圖示位置時，系統壓力由閥2調定,當閥3得電后處于右位時，系統壓力由閥4調定，但要注意:閥4的調定壓力一定要小于閥2的調定壓力，否則不能實現；當系統壓力由閥4調定時，溢流閥2的先導閥口關閉，但主閥開啟，液壓泵的溢流流量經主閥回油箱。3．多級調壓回路如圖所示的由溢流閥1、2、3分別控制系統的壓力，從而組成了三級調壓回路。當兩電磁鐵均不帶電時，系統壓力由閥1調定,當1YA得電，由閥2調定系統壓力；當2YA帶電時系統壓力由閥3調定。但在這種調壓回路中，閥2和閥3的調定壓力都要小于閥1的調定壓力，而閥2和閥3的調定壓力之間沒有什么一定的關系。二．減壓回路當泵的輸出壓力是高壓而局部回路或支路要求低壓時，可以采用減壓回路，用減壓閥使局部系統的壓力小于油源壓力。作用：用來減低液壓系統中某一回路的油液壓力，從而用一個油源就能同時提供兩個或幾個不同壓力的輸出；也有用在回路中串接一減壓閥來保證回路壓力穩定。1．單級減壓回路減壓閥在夾緊回路中的應用2.多級減壓回路如右圖所示，可由閥1、閥2各調得一種低壓，但要注意，閥2的調定壓力值一定要低于閥1的調定壓力值。為了使減壓回路工作可靠，減壓閥的最低調整壓力不應小于0.5MPa，最高調整壓力至少應比系統壓力小0.5MPa。當減壓回路中的執行元件需要調速時，調速元件應放在減壓閥的后面，以避免減壓閥泄漏(指由減壓閥泄油口流回油箱的油液)對執行元件的速度產生影響。三．增壓回路如果系統或系統的某一支油路需要壓力較高但流量又不大的壓力油，而采用高壓泵又不經濟，或者根本就沒有必要增設高壓力的液壓泵時，就常采用增壓回路，這樣不僅易于選擇液壓泵，而且系統工作較可靠，噪聲小。增壓回路中提高壓力的主要元件是增壓缸。1.間歇式增壓回路圖(a)是間歇式增壓回路2.連續式增壓回路如圖(b)所示的采用雙作用增壓缸的增壓回路，能連續輸出高壓油。四、卸荷回路卸荷回路：在液壓泵驅動電動機不頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在功率損耗接近零的情況下運轉，以減少功率損耗，降低系統發熱，延長泵和電動機的壽命流量卸荷：變量泵壓力卸荷：使泵在接近零壓力下運轉利用二位二通閥的卸荷回（如下圖）利用換向閥滑閥機能的卸荷回路（右圖）

換向閥卸荷回路M、H和K型中位機能的三位換向閥處于中位時，泵即卸荷，如圖所示為采用M型中位機能的換向閥的卸荷回路。3．先導式溢流閥卸荷的卸荷回路如圖,將溢流閥的遠程控制口和二位二通電磁閥相接。當二位二通電磁閥通電，溢流閥的遠程控制口通油箱，這時溢流閥的平衡活塞上移，主閥閥口打開，泵排出的液壓油全部流回油箱，泵出口壓力幾乎是零，故泵成卸荷運轉狀態。注意圖中二位二通電磁閥只通過很少流量，因此可用小流量規格。在實際應用上，此二位二通電磁閥和溢流閥組合在一起，此種組合稱為電磁控制溢流閥。五．平衡回路功能：平衡回路的功用在于防止垂直或傾斜放置的液壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落。1．采用單向順序閥的平衡回路如圖aa.特點活塞向下快速運動時功率損失大b.應用只適用于工作部件重量不大、活塞鎖住時定位要求不高的場合。b.特點：優點是只有上腔進油時活塞才下行,比較安全可靠；缺點是,活塞下行時平穩性較差。c.應用：適用于運動部件重量不很大、停留時間較短的液壓系統中。2．采用液控順序閥的平衡回路如圖ba.工作原理當活塞下行時,控制壓力油打開液控順序閥,當停止工作時,液控順序閥關閉以防止活塞和工作部件因自重而下降。4.3.3速度控制回路速度控制回路包括調速回路、快速工作回路及快慢速轉換回路。一．調速回路調速回路主要有三種方式：①節流調速回路：由定量泵供油，用流量閥調節進入執行元件的流量來實現調速。②容積調速回路：用調節變量泵或變量馬達的排量來調速。③容積節流調速回路：用限壓變量泵供油，由流量閥調節進入執行機構的流量，并使變量泵的流量與流量閥的調節流量相適應來實現調速。此外，還可采用幾個定量泵并聯，按不同速度需要，用啟動一個泵或幾個泵供油來實現分級調速。（一）節流調速回路節流調速回路是用調節流量閥的通流截面積的大小來改變進入執行機構的流量，以調節其運動速度。按流量閥相對于執行機構的安裝位置不同，又可分為進油節流、回油節流和旁油節流等三種調速回路在液壓傳動系統中節流元件與溢流閥并聯于液泵的出口,構成恒壓油源,使泵出口的壓力恒定。此時節流閥和溢流閥相當于兩個并聯的液阻,液壓泵輸出流量qp不變,流經節流閥進入液壓缸的流量q1和流經溢流閥的流量Δq的大小由節流閥和溢流閥液阻的相對大小來決定。若節流閥的液阻大于溢流閥的液阻,則q1＜Δq;反之則q1＞Δq。節流閥是一種可以在較大范圍內以改變液阻來調節流量的元件。因此可以通過調節節流閥的液阻,來改變進入液壓缸的流量,從而調節液壓缸的運動速度。節流調速回路由定量泵、溢流閥、節流閥與執行元件組成，按節流閥在油路中安裝位置不同，可分為：進油節流調速回路、回油節流調速回路、旁油路節流調速回路等。

1.進油節流調速回路（1）調速公式（2）調速特性a.液壓缸的運動速度與節流閥通流面積成正比。b.當節流閥通流面積一定時，液壓缸的運動速度隨著負載增加而減小。因而速度穩定性差。c.這種回路存在溢流損失和節流損失，因而回路的效率低。d.由于無背壓力，因而運動的平穩性較差。（3）應用場合：進油節流調速回路適用于輕載、低速、負載變化不大和對速度穩定性要求不高的小功率液壓系統。2．回油節流調速回路（1）調速公式如果液壓缸是兩腔有效面積相同的雙出桿液壓缸（A1=A2），則兩種調速回路的速度負載特性就完全一樣（2）調速特性 a.回油節流調速回路中由于節流閥的存在而使液壓缸的回油腔具有一定背壓，不僅提高了液壓缸的平穩性，并且使它能承受負方向的負載（負值負載，與液壓缸運動方向相同的負載力）而進油節流調速回路則只有在液壓缸的回油路上設置背壓閥后，才可承受負值負載。b.在回油節流調速回路中，流經節流閥而發熱的油液，直接流回油箱而得到冷卻。（3）應用場合一般應用于功率不大，有負值負載和負載變化較大的情況下；或者要求運動平穩性較高的液壓系統中，如銑床、鉆床、平面磨床、軸承磨床和進行精密鏜削的組合機床。3.旁路節流調速回路

這種回路由定量泵、安全閥、液壓缸和節流閥組成，節流閥安裝在與液壓缸并聯的旁油路上，其調速原理如圖所示。旁路節流調速回路(a)回路簡圖（b）速度負載特性（二）容積調速回路節流調速回路效率低、發熱大，只適用于小功率系統。容積調速回路是通過改變回路中液壓泵的排量來實現調速的。其主要優點是功率損失小(沒有溢流損失和節流損失)，且其工作壓力隨負載變化，所以效率高、油的溫度低，適用于高速、大功率系統。（三）容積節流調速回路容積節流調速回路的基本工作原理是采用壓力補償式變量泵供油、調速閥(或節流閥)調節進入液壓缸的流量并使泵的輸出流量自動地與液壓缸所需流量相適應。沒有溢流損失，效率高，速度穩定性也比單純的容積調速回路好.常用在速度范圍大，大功率的場合，例如組合機床的進給系統等

二．速度換接回路功能使液壓執行元件在一個工作循環中從一種運動速度變換到另一種運動速度。1．快速與慢速的換接回路用行程閥的快慢速換接回路如圖所示。在圖示狀態下，液壓缸快進，當活塞所連接的擋塊壓下行程閥6時，行程閥關閉。液壓缸右腔的油液必須通過節流閥5才能流回油箱。活塞運動速度轉變為慢速工進；擋換向閥左位接入回路時，壓力油經單向閥4進入液壓缸右腔，活塞快速向右返回。這種回路的快慢速換接過程比較平穩，換接點的位置比較準確；缺點時行程閥的安裝位置不能任意布置，管路連接較為復雜。2.兩種慢速的換接回路用兩個調速閥來實現不同工進速度的換接回路如圖(a)所示。圖中的兩個調速閥并聯，由換向閥實現換接。兩個調速閥可以獨立地調節各自的流量，互不影響；但是，一個調速閥工作時，另一個調速閥內無油通過。它的減壓閥處于最大開口位置，因而速度換接使大量油液通過該處將使機床工作部件產生突然前沖現象。因此它不適用于在工作過程中的速度換接，只適用于在速度預選的場合。兩調速閥串聯的速度換接回路如圖(b)所示。當主換向閥D右位接入系統時，調速閥B被換向閥C短接；輸入液壓缸的流量由體哦啊速閥A控制。當閥C右位接入回路時，由于通過調速閥B的流量調得比A小，所以輸入液壓缸的流量由調速閥B控制。在這種回路中的調速閥A一直處于工作狀態，它在速度換接時，限制著進入調速閥B的流量，因此其速度換接的平穩性較好。但由于油液經過兩個調速閥，所以能量損失較大。4.3.4順序動作回路在多缸的液壓系統中，要求各液壓缸嚴格地按預先規定的順序而動作，實現這種功能的回路稱為順序動作回路。這種回路常用的控制方式有壓力控制和行程控制。（一）壓力控制的順序動作回路1．采用順序閥的順序動作回路工作原理：采用順序閥的壓力控制順序動作回路如圖所示。當換向閥左位接入系統且順序閥D的調定壓力大于液壓缸A的最大前進工作壓力時，壓力油先進入液壓缸A的左腔，實現動作①；當液壓缸行至終點后，壓力升高，壓力油打開順序閥D進入液壓缸B的左腔，實現動作②；同樣，當換向閥右位接入回路且順序閥C的調定壓力大于液壓缸B的最大返回工作壓力時，兩個液壓缸則按③和④的順序返回。2．采用壓力繼電器圖示位采用壓力繼電器控制的順序動作回路。按下按鈕，使二位四通換向閥1電磁鐵通電，左位接入系統，壓力油進入液壓缸A左腔，推動活塞向右運動，回油經換向閥1流回油箱。當活塞碰上定位擋鐵時，系統壓力升高，使安裝在液壓缸A附近的壓力繼電器動作，發出信號，使二位四通換向閥2電磁鐵通電，左位接入系統，壓力油液進入液壓缸B左腔，推動活塞右運動。實現A、B兩液壓缸的順序動作。（二）用行程控制的順序動作回路1．行程閥控制的順序動作回路采用行程閥控制的順序動作回路如圖所示。工作循環開始前，兩液壓缸活塞如圖位置所示。二位四通換向閥C電磁鐵通電后，右位接入系統，壓力油經換向閥進入液壓缸A的左腔，推動活塞向右移動，實現動作①，到達終點時，活塞桿上的擋鐵壓下二位四通行程閥的滾輪，使閥芯下移，壓力油經行程閥進入液壓缸B的左腔，推動活塞向右運動，實現動作②。當換向閥C電磁鐵斷電時，彈簧使其左位接入系統，壓力油經換向閥進入液壓缸A的右腔，推動活塞向左運動。實現動作③，當擋鐵離開行程閥滾輪時，行程閥復位，壓力油經行程閥的下位進入液壓缸B的右腔，使活塞向左運動，實現動作④。調節擋塊的位置，可以控制繼動作①之后，動作②的開始時刻。這種回路工作可靠，其缺點時行程閥只能安裝在執行機構的附近。此外，改變順序動作也較困難。2．行程開關控制的順序動作回路采用行程開關控制的順序動作回路如圖所示。它利用運動部件在一定位置時發出的信號來控制液壓缸的順序動作。電磁鐵1YA通電，換向閥2左位工作，液壓缸3的活塞右移，完成動作①；當液壓缸3的活塞右移到預定位置時，它的撞塊壓下行程開關5，于是1YA斷電，3YA通電，電磁換向閥1左位工作，液壓缸6的活塞右移，完成動作②；當液壓缸6的活塞右移到預定位置時，它的撞塊壓下行程開關8，于是3YA斷電，2YA通電，電磁換向閥2右位工作，液壓缸3的活塞左移，完成工作③；當液壓缸3的活塞左移到預定位置時，它的撞塊壓下行程開關4，于是2YA斷電，4YA通電，電磁換向閥1右位工作，液壓缸6的活塞左移，完成動作④；當液壓缸6的活塞左移到預定位置時，它的撞塊壓下行程開關7，于是4YA斷電，電磁換向閥均處于中位，完成一個動作循環。這種回路的自動化程度高，調整行程方便靈活，利用電氣互