模塊一

液壓傳動系統(tǒng)的認知1課題一

液壓傳動工作原理的認知課題二

液壓傳動系統(tǒng)組成的認知2課題一液壓傳動工作原理的認知

3學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握液壓傳動的工作原理。2.熟悉液壓傳動系統(tǒng)的工作特點。3.了解液壓傳動的應(yīng)用。4任務(wù)引入日常生活中，當(dāng)汽車行駛中輪胎被尖類異物扎破時，人們可用液壓千斤頂將沉重的汽車抬起來進行換胎如圖1。為什么在使用液壓千斤頂時人只需對液壓千斤頂施以很小的力就能將沉重的汽車抬起呢？這種傳動形式的特點是什么？它都可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？5圖1液壓千斤頂?shù)膽?yīng)用6任務(wù)分析花很小的力將重物舉起，需要采用一定的方式將力放大，人們最常用的方法是借助杠桿。但是，如果需要將力放大很多倍，就需要杠桿的動力臂與阻力臂的比值很大，造成杠桿的長度會變得很長，顯然不能作為汽車的隨車工具放入汽車內(nèi)。任務(wù)中，對汽車進行換胎操作時選用了液壓千斤頂將汽車頂起，液壓千斤頂在此起的作用就是要將人力放大到足夠抬起沉重的汽車，那么液壓千斤頂是怎么樣將力傳遞放大的呢？7液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)進行能量傳遞和控制的傳動方式。液壓千斤頂是利用液壓傳動的一種工具。圖2所示為常見液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D。千斤頂有大、小兩個工作油腔，其內(nèi)部分別裝有大活塞和小活塞，活塞與缸體之間保持良好的配合關(guān)系，活塞能在缸體內(nèi)滑動，且配合面之間能實現(xiàn)可靠的密封。液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程見表1。一、液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?圖2液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?-杠桿手柄2-泵（油腔）3-排油單向閥4-吸油單向閥5-油箱6、7、9、10-油管8-放油閥11-液壓缸（油腔）12-重物9表1

液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程10續(xù)表11續(xù)表12從液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程中可以看出，液壓傳動是利用液體作為工作介質(zhì)來進行能量傳遞的一種傳動方式。帕斯卡原理：在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力（單位面積上承受的力）將以等值同時傳到容器的各點。這就是靜壓傳遞原理或稱帕斯卡原理。13液壓傳動與機械傳動不同，有其自身的特點如下。二、液壓傳動的特點14續(xù)表15由于液壓傳動技術(shù)有許多突出的優(yōu)點，因此，從民用工業(yè)到國防工業(yè)，由一般傳動到精確度很高的控制系統(tǒng)，液壓傳動技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，如銑床、飛機、軋鋼機、挖掘機、聯(lián)合收割機、消防車、印刷機、采油平臺等。三、液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用16思考與練習(xí)1．請結(jié)合你所學(xué)的專業(yè)，參觀校實習(xí)工廠，說說所學(xué)專業(yè)中使用的設(shè)備有哪些采用了液壓傳動技術(shù)。2．請查閱資料或通過網(wǎng)絡(luò)，了解我國當(dāng)前在液壓傳動技術(shù)上取得的成就，談?wù)勀銓Υ说目捶ā?7課題二液壓傳動系統(tǒng)組成的認知

18學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能區(qū)分液壓傳動系統(tǒng)各組成部分及在系統(tǒng)中的作用。2.掌握液壓元件圖形符號的作用。19任務(wù)引入液壓式叉車在一些生產(chǎn)企業(yè)物流上應(yīng)用比較廣泛，主要用于搬運貨物，工作時叉車的前端叉子需要進行上下運動，以舉起或放下物品，這一運動就是由液壓傳動系統(tǒng)驅(qū)動，如下圖所示。那么，一個完整的液壓傳動系統(tǒng)一般由哪些部分組成呢？20任務(wù)分析液壓千斤頂是利用液壓傳動來實現(xiàn)力的傳遞和放大的手動工具。本任務(wù)中叉車的前端叉子也是將重物抬起或放下，與千斤頂不同的是，液壓叉車在工作過程中，前叉舉起和放下重物的過程中，運動必須平穩(wěn)、可靠，其運動的控制也必須有效，要掌握液壓叉車前叉的液壓傳動系統(tǒng)是怎樣實現(xiàn)上述工作要求的，需要進一步學(xué)習(xí)一個完整的液壓傳動系統(tǒng)的組成及其功能。21相關(guān)知識液壓傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)雖各不相同，但其傳動系統(tǒng)的組成部分相似。液壓式叉車前叉液壓傳動系統(tǒng)工作原理如圖1所示。一、液壓叉車前叉液壓傳動系統(tǒng)組成22圖1

液壓式叉車前叉液壓傳動系統(tǒng)工作原理圖a）液壓式叉車前叉液壓傳動系統(tǒng)工作原理示意圖

b）液壓式叉車前叉液壓傳動系統(tǒng)圖形符號圖1-油箱2-過濾器

3-液壓泵4-節(jié)流閥5-溢流閥6-換向閥7-手柄8-液壓缸

9-活塞10-彈簧液壓泵3由電動機帶動，從油箱1中吸油，然后將具有壓力能的油液輸送到管路，油液通過節(jié)流閥4和管路流至換向閥6。換向閥6的閥芯有不同的工作位置（圖示有三個工作位置），操縱手柄7用于改變換向閥閥芯的工作位置，通過換向閥6改變進入液壓缸8的壓力油的流向，從而控制液壓缸內(nèi)活塞9的運動方向，實現(xiàn)前叉的升起或下降。根據(jù)工作需要，活塞9的移動速度可通過節(jié)流閥4來調(diào)節(jié)，利用改變節(jié)流閥開口的大小來調(diào)節(jié)通過節(jié)流閥的流量，以控制活塞9的運動速度。2324活塞9運動時，由于工作情況不同，要克服的阻力也不同，不同的阻力都是由液壓泵輸出油液的壓力能來克服的，系統(tǒng)的壓力可通過溢流閥5調(diào)節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)中的油壓升高到稍高于溢流閥的調(diào)定壓力時，油液經(jīng)溢流閥流回油箱，這時油壓不再升高，維持定值。過濾器2可將油液中的污物雜質(zhì)去掉，保持油液的清潔，使系統(tǒng)正常工作。從液壓叉車前叉液壓傳動系統(tǒng)的工作原理可以得出，液壓傳動以油液作為工作介質(zhì)，通過油液內(nèi)部的壓力來傳遞動力。液壓傳動系統(tǒng)工作時，必須對油液進行壓力、流量和方向的控制與調(diào)節(jié)以滿足工作部件在力、速度和方向上的要求。2526液壓叉車前叉液壓傳動系統(tǒng)的組成如下：液壓叉車前叉液壓傳動系統(tǒng)組成27一個完整的液壓傳動系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成。1．動力部分它供給液壓傳動系統(tǒng)壓力油，將原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能（液壓能）。能量轉(zhuǎn)換元件為液壓泵。2．執(zhí)行部分將液壓泵輸入的油液壓力能轉(zhuǎn)換為帶動工作機構(gòu)的機械能，以驅(qū)動工作部件運動。執(zhí)行元件有液壓缸和液壓馬達。二、液壓傳動系統(tǒng)的組成283．控制部分用來控制和調(diào)節(jié)油液的壓力、速度和流動方向?？刂圃懈鞣N壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥等。4．輔助部分將前面三部分連接在一起，組成一個系統(tǒng)，起儲油、過濾、測量和密封等作用，以保證液壓傳動系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久地工作。輔助元件有管路和接頭、油箱、過濾器、蓄能器、密封件和控制儀表等。另外，工作介質(zhì)由液壓油或其他合成液體組成。29三、液壓元件的圖形符號在右圖中，采用了一些特定的圖形來表示液壓傳動系統(tǒng)中的元件，這種采用圖形來表示不同的液壓元件的圖，稱為液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號圖。30圖形符號只表示元件的功能、操作（控制）方法及外部連接口，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)及參數(shù)、連接口的實際位置和元件的安裝位置。《流體傳動系統(tǒng)及元件圖形符號和回路圖第1部分：圖形符號》（GB/T786.1—2021）對液壓氣動元（輔）件的圖形符號作了具體規(guī)定。在液壓叉車前叉液壓傳動系統(tǒng)中使用的液壓元件圖形符號表示的含義及畫法表1。31表1

液壓叉車前叉液壓元件圖形符號32

根據(jù)規(guī)定，在液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號圖中，液壓元件的圖形符號應(yīng)以元件的靜止?fàn)顟B(tài)或零位來表示。續(xù)表33思考與應(yīng)用

1．液壓傳動系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的代表元件是什么？各代表元件具有怎樣的功能？2．液壓傳動系統(tǒng)有哪些優(yōu)點？簡述生活和生產(chǎn)中你見過的運用液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)備。模塊二動力元件與執(zhí)行元件的維修34課題一折彎機液壓泵的維修課題二壓力機動力油缸的檢修35課題一折彎機液壓泵的維修

36學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握液壓泵的主要性能參數(shù)。2.掌握齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理。3.掌握液壓泵故障產(chǎn)生的原因及排除方法。37任務(wù)引入如圖1所示為利用液壓傳動來驅(qū)動的折彎機。薄板工件的彎曲成形是由液壓缸帶動壓力頭向下運動實現(xiàn)的，工作時液壓傳動系統(tǒng)液壓油的最大流量為18L/min，最大工作壓力為1.8MPa，通過上一模塊的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道，向液壓傳動系統(tǒng)提供動力源的是動力元件（液壓泵）。液壓泵是液壓傳動系統(tǒng)中的主要元件之一，也是發(fā)生故障最多的元件。本任務(wù)主要分析折彎機液壓傳動系統(tǒng)中動力元件（齒輪泵）常見故障產(chǎn)生的原因，并據(jù)此采取相應(yīng)的排除方法。38圖1折彎機a）折彎機外形

b）折彎機工作原理圖1-壓力油進油口2-出油口3-液壓缸4-壓頭5-薄板工件6-液壓泵39任務(wù)分析如上圖所示，要使薄板在壓頭向下運動的作用下產(chǎn)生變形從而得到需要的形狀，就要求進入液壓缸的壓力油的壓力和流量能使液壓缸推動壓頭向下運動并克服薄板變形時產(chǎn)生的抗力，而向液壓缸提供壓油是由動力元件（液壓泵）來完成的，那么液壓泵是如何輸出壓力油的呢？如果液壓泵出現(xiàn)不打油或輸油量不足及壓力提不高的現(xiàn)象，該怎么辦呢？40如圖右圖所示，液壓泵6輸出的壓力油進入液壓缸進油口1后進入液壓缸的上工作腔，這時與活塞桿相連的壓頭4向下運動，將薄板工件5壓彎。在折彎機液壓傳動系統(tǒng)中，液壓泵負責(zé)向整個液壓傳動系統(tǒng)提供足量壓力油，液壓泵是將原動機（電動機或內(nèi)燃機）輸出的機械能轉(zhuǎn)換為工作液體的壓力能，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。常用的液壓泵分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵等，如圖2所示。一、折彎機液壓傳動系統(tǒng)工作過程和液壓泵的種類41圖2常用的液壓泵a）齒輪泵

b）柱塞泵

c）葉片泵齒輪泵一般用于工作環(huán)境不清潔的工程機械和精度不高的機床，以及壓力不太高而流量較大的液壓傳動系統(tǒng)。本任務(wù)中折彎機作為機床的一種也采用了齒輪泵作為液壓傳動系統(tǒng)的動力元件。4243齒輪泵按結(jié)構(gòu)主要分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵二種。二、齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理441．外嚙合齒輪泵1.1外嚙合齒輪泵的工作原理如圖3所示，當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，右方吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作容積逐漸增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在外界大氣壓力的作用下，經(jīng)吸油口進入吸油腔，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左方壓油腔，隨著齒輪的相互嚙合，壓油腔密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去，從壓油口輸送到壓力管路中去。在齒輪泵的工作過程中，只要兩齒輪的旋轉(zhuǎn)方向不變，其吸、壓油腔的位置也就確定不變。從外嚙合齒輪泵的工作原理可以看出，油泵在工作時，吸油和壓油是依靠吸油腔和壓油腔容積變化來實現(xiàn)的，我們把這樣的泵稱為容積泵。45圖3

外嚙合齒輪泵a）外嚙合齒輪泵實物b）外嚙合齒輪泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)c）外嚙合齒輪泵工作原理1、4-齒輪2-短軸3-長軸5-前蓋板6-泵體7、9-螺釘8-后蓋板461．外嚙合齒輪泵1.2外嚙合齒輪泵應(yīng)用場合外嚙合齒輪泵輸出的流量較均勻，構(gòu)造簡單，工作可靠，維護方便，一般具有輸送流量小和輸出壓力低的特點。外嚙合齒輪泵通常用于輸送黏度較大的液體，不宜輸送黏度較小及含有雜質(zhì)的液體（嚴重影響齒輪泵的壽命）。內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，在高轉(zhuǎn)速工作時有較高的容積效率。但在低速、高壓下工作時，壓力脈動大，容積效率低，所以一般用于中、低壓系統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，常用這種泵作為補油泵。內(nèi)嚙合齒輪泵的缺點是齒形復(fù)雜，加工困難，價格較貴，且不適合高速高壓工況。47482．內(nèi)嚙合齒輪泵

在液壓傳動中，有時需要齒輪泵在較低的轉(zhuǎn)速下輸出較大的流量，這時前面所學(xué)的外嚙合齒輪泵不能滿足這些需求，就要采用內(nèi)嚙合齒輪泵。內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種，其結(jié)構(gòu)示意如圖4所示。49圖4內(nèi)嚙合齒輪泵a）漸開線齒形

b）擺線齒形

c）實物圖1-吸油腔

2-壓油腔

3-隔板這兩種內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理和主要特點皆同于外嚙合齒輪泵。在漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵中，小齒輪和內(nèi)齒輪之間要裝一塊月牙隔板，以便把吸油腔和壓油腔隔開，如圖4a所示；擺線齒形嚙合齒輪泵又稱擺線轉(zhuǎn)子泵，在這種泵中，小齒輪和內(nèi)齒輪只相差一齒，因而不需設(shè)置隔板，如圖4b所示。內(nèi)嚙合齒輪泵中的小齒輪為主動輪，大齒輪為從動輪，在工作時大齒輪隨小齒輪同向旋轉(zhuǎn)。50513．齒輪泵型號的表示方法和含義目前齒輪泵的型號表達方法各個生產(chǎn)廠家有所不同，較為通用的型號表達方法示例如下：52三、液壓泵的職能符號及說明折彎機液壓傳動系統(tǒng)中采用的液壓泵，除了用實物表達外，還可以使用特定的符號來表示，就這是泵的職能符號（這種用職能符號表示元件的方法也用來表示液壓傳動系統(tǒng)中的其他元件），實際上，在表達液壓泵的時候更多的是采用職能符號表達而不是用實物來表達。泵按輸出油量的可調(diào)性及輸出方向是否可改變可以分為定量泵和變量泵、單向泵和雙向泵等。具體的職能符號及說明見表1。53表1液壓泵職能符號及說明54四、液壓傳動系統(tǒng)中的幾個重要參數(shù)1．壓力的定義液體在單位面積上所受的法向力稱為壓力，通常用p表示，p=F/A。式中F表示負載對液壓缸活塞桿的作用力，也是液壓傳動系統(tǒng)工作時，液壓缸對負載產(chǎn)生的推力或拉力；A通常指的是壓力油作用到活塞上的有效面積。552．流量的定義單位時間內(nèi)流過某一通道截面的液體體積稱為流量。通常所說的流量是指平均流量，用Q表示，即：Q=V/t流量的單位為立方米每秒（m3/s），工程中也常用升每分（L/min），兩者的換算關(guān)系為：1m3/s=6×10?L/min齒輪泵常見故障主要包括不打油或輸油量不足及壓力不高、噪聲嚴重及壓力波動厲害、液壓泵旋轉(zhuǎn)不靈活或咬死，其產(chǎn)生的主要原因及排除方法見表2。5657表2齒輪泵常見故障產(chǎn)生的原因及排除方法58思考與應(yīng)用1．液壓傳動系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的代表元件是什么？2．液壓泵為什么能吸油？如果油箱完全密封，不與大氣相通，將會出現(xiàn)什么情況？3．試比較外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵的特點。4．齒輪泵有哪些常見故障？59課題二壓力機動力油缸的檢修

60學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解液壓執(zhí)行元件的種類。2.掌握液壓缸的工作原理及結(jié)構(gòu)。3.熟悉液壓缸常見故障及排除方法。61任務(wù)引入如圖1所示為液壓壓力機（簡稱壓力機）的外形圖。壓力機工作時，液壓執(zhí)行元件帶動主軸上下運動，并對放在工作臺上的工件進行壓制，壓制后主軸復(fù)位。試問，如果壓力機動力油缸出現(xiàn)爬行和速度不均勻等故障，該如何排除？62圖1壓力機外形圖63任務(wù)分析要想診斷出壓力機動力油缸出現(xiàn)爬行和速度不均勻的原因，首先要了解其工作原理和工作特點等相關(guān)知識；其次需要掌握液壓缸的組成、各組成部分的常見結(jié)構(gòu)和作用，以及液壓缸的結(jié)構(gòu)對性能的影響。64一、液壓缸的工作原理圖2所示為壓力機的工作原理圖，其控制元件上有四個油口，壓力機工作時，當(dāng)扳動控制元件閥芯驅(qū)動桿時，P口和A口相通，B口和T口相通，油箱中的液壓油經(jīng)液壓泵壓油后經(jīng)P口、A口后進入液壓缸的上腔，這時活塞在壓力油的作用下向下運動，并帶動活塞桿（壓力機主軸）一起向下運動，當(dāng)接觸到放置在工作臺的工件時，液壓缸在壓力油的用下產(chǎn)生足夠的推力使工件變形，完成壓制工作，同時，液壓缸下腔的油經(jīng)B口、T口回到油箱。當(dāng)壓制工作完成后，松開控制元件，這時P口和B口接通，A口和T口相通，液壓泵輸出的液壓油變成經(jīng)P口、B口進入液壓缸下腔，活塞在壓力油的作用下帶動活塞桿（主軸）一起向上運動，完成復(fù)位。65圖2壓力機工作原理圖通過以上分析可以看出，在壓力機中，液壓缸是將來自液壓泵的壓力油轉(zhuǎn)換為推動主軸運動能量的執(zhí)行元件，它是液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的轉(zhuǎn)換裝置。66二、液壓缸的分類和結(jié)構(gòu)特點最常見的液壓缸主要有雙作用單出桿液壓缸和雙作用雙出桿液壓缸，如下圖所示。a）雙作用單出桿液壓缸

b）雙作用雙出桿液壓缸如下圖所示，雙作用單出桿液壓缸主要由活塞桿、活塞和缸體三大部分組成。67a）實物圖

b）職能符號

c）結(jié)構(gòu)示意圖雙作用單出桿液壓缸的結(jié)構(gòu)特點是液壓缸內(nèi)部有兩個工作腔，一個是有活塞桿的腔，稱之為有桿腔，另一個是無桿腔。而雙作用雙出桿液壓缸的兩個工作腔都是有活塞桿的腔。6869三、液壓缸的連接形式和工作特點1．雙作用單出桿液壓缸的常規(guī)連接和工作特點a）無桿腔進油

b）有桿腔進油如上圖所示，若輸入液壓缸油液的流量為q，壓力為p。則當(dāng)無桿腔進油時圖a，活塞運動速度v1及推力F1分別為：70當(dāng)有桿腔進油時圖b，活塞運動速度v2及推力F2分別為：7172由上述公式分析得知：當(dāng)無桿腔進油時，有效作用面積越大，則推力越大，速度越慢；反之，有效作用面積越小，則推力越小，速度越快。732．雙作用單出桿液壓缸的差動連接和工作特點如圖3所示，當(dāng)缸的兩腔同時通以壓力油時，由于作用在活塞兩端面上推力不等，產(chǎn)生推力差。在此推力差的作用下，使活塞向右運動，這時，從液壓缸有桿腔排出的油液也進入液壓缸的左端，使活塞實現(xiàn)快速運動，這種連接方式稱為差動連接。這種兩端同時通壓力油，利用活塞兩端面積差進行工作的單出桿液壓缸也叫差動液壓缸。74圖3差動連接75設(shè)差動連接時泵的供油量為q，無桿腔的進油量為q1，有桿腔的排油量為q2，則活塞運動速度v3及推力F3分別為：由上述公式分析得知：同樣大小的雙作用單出桿液壓缸實行差動連接時，有桿腔進油活塞的速度v3大于無差動連接時的速度v1，因而可以獲得快速運動，而此時產(chǎn)生的推力將變小。76773．雙作用雙出桿液壓缸的工作特點雙作用雙出桿液壓缸的活塞兩端都帶有活塞桿，如下圖所示。因為液壓缸的兩活塞桿直徑相等，所以當(dāng)輸入流量和油液壓力不變時，其往返運動速度和推力相等。則缸的運動速度v及推力F分別為：78通過以上分析可知，在缸體內(nèi)徑和活塞桿直徑相同的條件下，雙作用單出桿液壓缸采用常規(guī)連接時產(chǎn)生的推力是最大的，而采用差動連接時產(chǎn)生的速度是最大的，而雙作用雙出桿液壓缸產(chǎn)生的推力與雙作用單出桿液壓缸常規(guī)連接時有桿腔進油時產(chǎn)生的推力一樣大，但是雙作用雙出桿液壓缸因兩個工作腔的有效作用面積一樣大，可以很方便地實現(xiàn)往復(fù)速度一致，另外雙作用雙出桿液壓缸的工作行程要比雙作用單出桿液壓缸的工作行程大。7980四、液壓缸的結(jié)構(gòu)與組成1．液壓缸的結(jié)構(gòu)圖4為一種較常見的雙作用單出桿液壓缸。缸筒與后缸蓋通常采用螺紋緊固或焊接的方法進行固定，而另一端與缸蓋的連接通常采用螺紋連接以便進行拆裝。缸筒兩端設(shè)有油口A和B以及放氣裝置6，活塞5與活塞桿2一般利用彈簧卡圈或是螺紋進行連接，活塞5與缸筒4的內(nèi)壁間之間以及活塞桿2和缸蓋1之間分別安裝有活塞密封圈9和活塞桿密封圈3。81圖4雙作用單桿液壓缸1-缸蓋2-活塞桿3-活塞桿密封圈4-缸筒5-活塞6-放氣裝置7-后缸蓋8-緩沖裝置9-活塞密封圈A、B-油口a）結(jié)構(gòu)b）圖形符號822．液壓缸的組成2.1缸筒和缸蓋一般來說，缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。當(dāng)工作壓力p<10MPa時，使用鑄鐵；當(dāng)10MPa≤p<20MPa時，使用無縫鋼管；p≥20MPa時，使用鑄鋼或鍛鋼。圖5所示為缸筒和缸蓋的常見結(jié)構(gòu)形式。83圖5缸筒和缸蓋的常見結(jié)構(gòu)形式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1-缸蓋

2-缸筒

3-壓板

4-半環(huán)

5-防松螺母

6-拉桿842．液壓缸的組成2.2活塞與活塞桿當(dāng)液壓缸的工作行程較短時通常將活塞桿與活塞做成一體，這是最簡單的形式。但當(dāng)行程較長時，這種整體式活塞的加工不經(jīng)濟，所以常把活塞與活塞桿分開制造，然后再連接成一體。圖6所示為活塞與活塞桿的連接形式。85圖6活塞與活塞桿的連接形式a）螺母連接b）、c）卡環(huán)式連接d）徑向銷式連接862．液壓缸的組成2.3密封裝置液壓缸中常見的密封裝置如圖7所示。87圖7液壓缸中常見的密封裝置a）間隙密封

b）摩擦環(huán)密封

c）O形圈密封

d）V形圈密封882．液壓缸的組成2.4排氣裝置液壓缸在安裝過程中或長時間停放后重新使用時，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。一般可在液壓缸的最高處設(shè)置進出油口把空氣帶走，也可在最高處設(shè)置排氣孔或?qū)ｉT的排氣閥，如圖8所示。89圖8排氣裝置a）排氣孔式

b）排氣閥式1-缸蓋2-放氣小孔3-缸筒4-活塞桿902．液壓缸的組成2.5緩沖裝置液壓缸一般都設(shè)有緩沖裝置，特別是對大型、高速或要求高的液壓缸，用于防止活塞在行程終點時和缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊。緩沖裝置的工作原理是利用活塞或缸筒的特殊結(jié)構(gòu)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(chǎn)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，如圖9所示。91圖9液壓缸的緩沖裝置a）間歇緩沖b）節(jié)流閥緩沖c）三角槽緩沖液壓缸常見故障主要包括爬行和局部速度不均勻、沖擊、緩沖過長、推力不足、液壓缸活塞桿速度減小甚至停止等，其產(chǎn)生原因及排除方法見表1。9293表1液壓缸的常見故障產(chǎn)生原因及排除方法94續(xù)表95思考與應(yīng)用1．兩個相同的液壓缸串聯(lián)使用，如下圖所示。它們的無桿腔有效工作面積A1=80cm2，有桿腔的有效工作面積A2=50cm2，輸入油液壓力p=0.1kPa，輸入的流量q=12L/min。求：當(dāng)兩缸的負載F1=2F2時，兩缸各能承受多大的負載（不計系統(tǒng)損失）？活塞的運動速度各為多少？若兩缸承受相同的負載（即F1=F2），那么該負載的數(shù)值為多少？若缸1不承受負載（即F1=0），則缸2能承受多大的負載？96思考與應(yīng)用1．液壓缸的密封裝置有哪些？各適用于何種場合？2．液壓缸為何設(shè)有緩沖和排氣裝置？3．液壓缸速度下降甚至停止的原因是什么？如何排除？模塊三

方向控制回路的設(shè)計97課題一

面磨床工作臺換向控制回路的設(shè)計課題二

液壓吊車鎖緊控制回路的設(shè)計98課題一

面磨床工作臺換向控制回路的設(shè)計

99學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握換向閥的種類。2.掌握換向閥的結(jié)構(gòu)及工作原理。3.掌握換向閥的職能符號。4.了解換向閥的應(yīng)用。100任務(wù)引入圖1所示的平面磨床的工作臺，在工作中是由液壓傳動系統(tǒng)帶動進行往復(fù)運動的，工作臺在工作行程中要求往復(fù)運動的速度一致，同時能鎖定在任意位置。本任務(wù)要求畫出該平面磨床工作臺往復(fù)運動的控制回路，并進行分析。101圖1平面磨床102任務(wù)分析通過模塊二知道，要使液壓缸往復(fù)速度一致，最簡單的方法就是采用雙作用雙出桿液壓缸，因此，可利用雙作用雙出桿液壓缸來驅(qū)動該平面磨床的工作臺，這時只要使液壓油進入驅(qū)動工作臺往復(fù)運動的液壓缸的不同工作腔，就能使液壓缸帶動工作臺完成往復(fù)運動。這種通過改變壓力油流通方向從而控制執(zhí)行元件運動方向的液壓元件稱為換向閥。要想畫出平面磨床工作臺液壓控制系統(tǒng)的回路，必須掌握換向閥的結(jié)構(gòu)、原理以及換向回路等知識。103換向閥利用閥芯和閥體之間的相對運動變換油液流動的方向，接通或者關(guān)閉油路，從而改變液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)。如圖2所示為換向閥的實物圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以看出，換向閥主要由閥芯、閥體、閥芯復(fù)位彈簧和操縱裝置組成，閥體上開有四個油口。一、換向閥的結(jié)構(gòu)104圖2換向閥a）實物圖

b）結(jié)構(gòu)圖T、A、P、B-油口L-排氣口閥芯在操縱裝置的作用下沿閥體內(nèi)腔移動，從而改變個各閥口間的通斷狀態(tài)。

圖2b所示為P口與B口相通，但P口、B口與T口、A口互不相通，而A口與T口相通；當(dāng)閥芯在操縱裝置的作用下向右移動，則P口、A口相通且與T口、B口不相通，而B口與T口相通；當(dāng)操縱裝置失去作用力時，閥芯在彈簧的作用下復(fù)位至圖2b所示位置。105106二、換向閥的種類換向閥的用途十分廣泛，種類也很多。換向閥按閥的結(jié)構(gòu)形式、操縱方式、工作位置數(shù)和控制通道數(shù)的不同，可分為各種不同的類型。按閥的結(jié)構(gòu)形式分有滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式和錐閥式。按閥的操縱方式分有手動式、機動式、電磁式、液動式、電液動式和氣動式。按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)分有二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥和三位五通閥等。107三、換向閥的換向機能上面提到換向閥有二位二通閥、二位三通閥等，換向閥中的“通”和“位”是換向閥的重要概念。不同的“通”和“位”構(gòu)成了不同類型的換向閥。為了改變液流方向，閥芯相對于閥體有不同的工作位置，這個工作位置數(shù)叫作“位”。換向閥與液壓系統(tǒng)油路相連的油口數(shù)（主油口）叫作“通”。當(dāng)閥芯相對于閥體運動時，可改變各油口之間的連通情況，從而改變了液流的流動方向。108在液壓傳動回路中通常用圖形符號來代表換向閥的“通”和“位”，也就是通常說的換向閥的職能符號。不同“通”和“位”的滑閥式換向閥主體部分的結(jié)構(gòu)形式和圖形符號見表1。109表1不同“通”和“位”的滑閥式換向閥主體部分的結(jié)構(gòu)形式和圖形符號110表1中圖形符號的含義如下：1．用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示有幾“位”。2．方框內(nèi)的箭頭表示油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實際方向。3．方框內(nèi)符號“┻”或“┳”表示該通路不通。4．方框外部連接的接口數(shù)有幾個，就表示幾“通”。1115．閥與系統(tǒng)供油路連接的進油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連通的回油口用T表示；閥與執(zhí)行元件連接的油口用A、B表示。有時在圖形符號上用L表示泄油口。6．換向閥都有兩個或兩個以上的工作位置，其中一個為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力時所處的位置。三位閥以上的圖形符號中的中位為常態(tài)位。利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框為其常態(tài)位。112三位換向閥的閥芯處于中間位置時（常態(tài)位置），其油口間的通路有幾種不同的連接方式，以適應(yīng)各種不同的工作要求。這種常態(tài)時的內(nèi)部通路形式稱為滑閥機能，又稱中位機能。三位四通換向閥的滑閥機能有很多種，常見的有表2中所列的幾種。中間方框表示其常態(tài)位置，一般用一個象形字母來表示中位的形式。四、換向閥的滑閥機能113表2三位四通換向閥常用的滑閥機能114續(xù)表115續(xù)表116續(xù)表117滑閥機能的選擇：滑閥的中位機能不但影響液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，也影響執(zhí)行元件換向時的工作性能。通?？筛б簤合到y(tǒng)的保壓或卸荷要求、執(zhí)行元件停止時的浮動或鎖緊要求、執(zhí)行元件換向時的平穩(wěn)或準(zhǔn)確性要求，選擇滑閥的中位機能。118滑閥中位機能選擇的一般原則為：1．當(dāng)系統(tǒng)有卸荷要求時：應(yīng)選用中位時油口P與T相互連通的形式，如H形、K形、M形。2．當(dāng)系統(tǒng)有保壓要求時：應(yīng)選用中位時油口P封閉的形式，如O形、Y形等。3．當(dāng)對執(zhí)行元件換向精度要求較高時：應(yīng)選用中位時油口A與B封閉的形式，如O形、M形。1194．當(dāng)對執(zhí)行元件換向平穩(wěn)性要求較高時：應(yīng)選用中位時油口A、B與T相互連通的形式，如H形、Y形、X形。5．當(dāng)對執(zhí)行元件啟動平穩(wěn)性要求較高時：應(yīng)選用中位時油口A與B均不與T連通的形式，如O形、C形、P形。120為了方便理解，將任務(wù)中平面磨床工作臺的運動分為三個：一是工作臺向左運動，二是工作臺向右運動，三是工作臺在任意位置的停止。依據(jù)任務(wù)要求和選定的液壓元件，設(shè)計出如圖3所示的平面磨床工作臺液壓控制回路。五、平面磨床工作臺液壓控制回路設(shè)計121圖3平面磨床工作臺液壓控制回路1-液壓缸

2-電磁換向閥

3-液壓泵122回路分析：如上圖3所示，若活塞桿固定，當(dāng)閥左位接入回路，液壓油進入液壓缸左腔，使工作臺右移；當(dāng)閥右位接入系統(tǒng)，液壓油進入液壓缸右腔，使工作臺左移；當(dāng)閥中位接入系統(tǒng)時，液壓缸左、右腔均沒有液壓油流入，且左、右腔不相通，工作臺停止運動。在運動過程中，液壓油進入左腔和右腔的流量一致，因此工作臺的往復(fù)運動速度也一致；采用三位四通O形閥，能夠?qū)σ簤合到y(tǒng)實現(xiàn)自鎖，在任意位置，若閥換向到中位，工作臺都能鎖定不動。根據(jù)分析可知，該回路能夠滿足平面磨床工作臺的工作要求。1231．在液壓實驗臺上連接平面磨床工作臺控制回路。操作要求如下：1.1能看懂液壓回路圖，并能正確選用元器件。1.2安裝元器件時要規(guī)范，各元器件在工作臺上合理布置。1.3用油管正確連接元器件的各油口。1.4檢查各油口連接情況后，啟動液壓泵，利用三位四通手動換向閥來控制執(zhí)行元件運動。六、回路連接1242．液壓回路的安裝方法2.1液壓元件的準(zhǔn)備。根據(jù)上圖1準(zhǔn)備如下液壓元件。1252.2液壓元件的連接及回路的安裝，見下表。126續(xù)表127續(xù)表128續(xù)表129續(xù)表130續(xù)表131續(xù)表132續(xù)表133續(xù)表134七、評分標(biāo)準(zhǔn)135課題二

液壓吊車鎖緊控制回路的設(shè)計

136學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握單向閥的種類。2.掌握單向閥的結(jié)構(gòu)及工作原理。3.掌握單向閥的職能符號。4.了解單向閥的應(yīng)用。137任務(wù)引入塑料模具需要安裝到注塑機上才能工作，當(dāng)模具自身質(zhì)量很大時，僅靠人力搬運安裝顯得非常困難，這時就需要利用一些機械設(shè)備來輔助完成。圖1所示為液壓吊車，它的底部安裝有滾輪，利用它來進行大模具安裝非常方便和靈活。138圖1

液壓吊車139在安裝模具的過程中，對模具進行吊裝定位時，要求液壓吊車在停止運動時應(yīng)不受外界影響而發(fā)生漂移或竄動，而液壓吊車的上下運動靠液壓缸的活塞桿驅(qū)動，這就要求液壓缸活塞桿能可靠地停留在行程的任意位置上。本任務(wù)要求設(shè)計液壓吊車鎖緊機構(gòu)的液壓控制回路圖，并進行分析。140任務(wù)分析在平面磨床液壓傳動系統(tǒng)中，液壓缸的停止是靠滑閥的中位機能實現(xiàn)的，而滑閥式換向閥閥芯和閥體間總是存在著間隙，這就造成了換向閥內(nèi)部的泄漏。平面磨床的工作方向是水平方向，在停止?fàn)顟B(tài)沒有外力施加給液壓缸，因此，換向閥內(nèi)部的泄漏對工作臺穩(wěn)定性幾乎沒有影響；而液壓吊車在工作過程中，液壓缸活塞桿長時間受到較大重力的影響，此時，要保持位置不變，僅依靠換向閥的中位機能是不能保證的，這時就要利用單向閥組成鎖緊控制回路來控制液壓油的流動，從而保證液壓缸的自鎖，防止液壓缸在重力作用下下滑。要設(shè)計液壓吊車鎖緊機構(gòu)的液壓控制回路，必須掌握單向閥的結(jié)構(gòu)、工作原理等知識。141一、普通單向閥普通單向閥又稱止回閥，它使液體只能沿一個方向通過。單向閥可用于液壓泵的出口，防止系統(tǒng)油液倒流；可用于隔開油路之間的聯(lián)系，防止油路相互干擾；也可用作旁通閥，與其他類型的液壓閥并聯(lián)，從而構(gòu)成組合閥。對單向閥的主要性能要求是：油液向一個方向通過時壓力損失要小；反向不通時密封性要好；動作靈敏，工作時無撞擊和噪聲。1421．普通單向閥的工作原理和圖形符號下圖所示為單向閥的工作原理和圖形符號。當(dāng)液流由A腔流入時，克服彈簧力將閥芯頂開，于是液流由A流向B；當(dāng)液流反向流入時，閥芯在液壓力和彈簧力的作用下關(guān)閉閥口，使液流截止，液流無法流向A腔。a）工作原理

b）一般符號

c）簡化符號1432．普通單向閥的典型結(jié)構(gòu)

普通單向閥的結(jié)構(gòu)如圖2所示。按進出口流道的布置形式，單向閥可分為直通式和直角式兩種。直通式單向閥進口和出口流道在同一軸線上；而直角式單向閥進出口流道呈直角布置。普通單向閥開啟壓力一般為0.035~0.05MPa，所以單向閥中的彈簧很軟。單向閥也可以用作背壓閥。將軟彈簧更換成合適的硬彈簧，就成為背壓閥。這種閥常安裝在液壓系統(tǒng)的回油路上，用以產(chǎn)生0.2~0.6MPa的背壓力。144圖2單向閥a）直角式（板式連接）b）球芯直通式（管式連接）c）錐芯直通式（管式連接）d）實物圖145二、液控單向閥液控單向閥是允許液流向一個方向流動，反向開啟則必須通過液壓控制來實現(xiàn)的單向閥。液控單向閥可用作二通開關(guān)閥，也可用作保壓閥，用兩個液控單向閥還可以組成“液壓鎖”。1461．液控單向閥的工作原理和圖形符號圖3所示為液控單向閥的工作原理和圖形符號。當(dāng)控制油口無壓力油（pK=0）進入時，它和普通單向閥一樣，壓力油只能從A腔流向B腔，不能反向流動。若從控制油口K通入控制油時，即可推動控制活塞，將錐閥芯頂開，從而實現(xiàn)液控單向閥的反向開啟，此時液流可從B腔流向A腔。147圖3液控單向閥的工作原理和圖形符號a）工作原理

b）一般符號

c）簡化符號

d）實物圖1482．液控單向閥的典型結(jié)構(gòu)液控單向閥有帶卸荷閥芯的卸載式液控單向閥圖4和不帶卸荷閥芯的簡式液控單向閥兩種結(jié)構(gòu)形式。卸載式液控單向閥中，當(dāng)控制活塞上移時先頂開卸載閥的小閥芯，使主油路卸壓，然后再頂開單向閥芯。這樣可大大減小控制壓力，使控制壓力降低到工作壓力的4.5%，因此，可用于壓力較高的場合，避免了高壓封閉回路內(nèi)油液的壓力突然釋放，產(chǎn)生巨大沖擊和響聲的現(xiàn)象。149圖4卸載式液控單向閥a）內(nèi)泄式

b）外泄式150卸載式液控單向閥又有內(nèi)泄式和外泄式之分。圖4a所示為內(nèi)泄式，其控制活塞的背壓腔與進油口相通。外泄式如圖4b所示，活塞背壓腔直接通外泄油口，這樣，反向開啟時就可減小背壓腔壓力對控制壓力的影響，從而減小控制壓力Pk。故一般在反向出油口壓力p1較低時采用內(nèi)泄式，在高壓系統(tǒng)中則采用外泄式。151三、液壓吊車鎖緊回路設(shè)計根據(jù)液壓吊車的工作要求，繪制出如圖5所示的液壓吊車鎖緊回路圖。鎖緊回路的功用是使液壓缸能在任意位置上停留，且停留后不會因外力作用而移動。152圖5液壓吊車鎖緊回路153圖5所示為使用了兩個液控單向閥（又稱雙向液壓鎖）的鎖緊回路。當(dāng)換向閥處于左位時，壓力油經(jīng)液控單向閥A進入液壓缸左腔，同時，壓力油也進入液控單向閥B的控制油口，打開閥B，使液壓缸右腔的回油經(jīng)閥B及換向閥流回油箱，活塞向右運動。反之，活塞向左運動，到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因換向閥的中位機能為H形（或Y形）中位機能，所以閥A和閥B均關(guān)閉，使活塞雙向鎖緊。154在這個回路中，由于液控單向閥的閥座一般為錐閥式結(jié)構(gòu)，密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度高（主要取決于液壓缸的泄漏）。這種回路被廣泛用于工程機械、起重運輸機械等有鎖緊要求的場合。經(jīng)過分析可知，該回路能夠滿足液壓吊車鎖緊回路的工作要求。155四、普通單向閥的應(yīng)用1．安裝在液壓泵出口，防止系統(tǒng)壓力突然升高而損壞液壓泵；防止系統(tǒng)中的油液在液壓泵停機時倒流回油箱。2．安裝在回油路中作為背壓閥。3．與其他閥組合成單向控制閥。156五、液控單向閥的應(yīng)用1．保持壓力滑閥式換向閥均存在間隙泄漏，只能短時間保壓。當(dāng)有保壓要求時，可在油路上加一個液控單向閥，如下圖所示，利用錐閥關(guān)閉的嚴密性避免泄漏，使油路長時間地保壓。1572．用于液壓缸的“支撐”如下圖所示，液控單向閥接于液壓缸下腔的油路，可防止立式液壓缸的活塞和滑塊等活動部分因滑閥泄漏而下滑。1583．實現(xiàn)液壓缸的鎖緊狀態(tài)如下圖所示，換向閥處于中位時，兩個液控單向閥關(guān)閉，封閉液壓缸兩腔的油液，這時活塞就不能因外力作用而產(chǎn)生移動。1594．大流量排油下圖中液壓缸兩腔的有效工作面積相差很大。在活塞退回時，液壓缸右腔排油量驟然增大。1605．作為充油閥使用立式液壓缸的活塞在高速下降過程中，因高壓油和自重的作用，致使下降迅速，產(chǎn)生吸空和負壓，必須增設(shè)補油裝置。下圖所示的液控單向閥作為充油閥使用，以完成補油功能。1616．組合成換向閥圖

下圖為液控單向閥組合成換向閥的例子，是用兩個液控單向閥和一個單向閥組合成的，相當(dāng)于一個三位三通換向閥的換向回路。162思考與應(yīng)用1．換向閥在液壓系統(tǒng)中起什么作用？通常有哪些類型？2．什么是換向閥的“位”與“通”？3．單向閥的作用有哪些？4．對單向閥的主要性能要求有哪些？5．液控單向閥的主要用途有哪些？模塊四

壓力控制回路的設(shè)計163課題一半自動車床夾緊回路的設(shè)計課題二切割裝置回路的設(shè)計164課題一半自動車床夾緊回路的設(shè)計

165學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握溢流閥、減壓閥的結(jié)構(gòu)及工作原理。2.了解溢流閥、減壓閥在回路中的正確應(yīng)用。3.熟悉簡單的壓力控制回路。166任務(wù)引入圖1a所示為一臺半自動車床，該半自動車床在加工工件時，工件的夾緊是由如圖1b所示的夾緊裝置——液壓卡盤來完成的。當(dāng)液壓缸右腔輸入壓力油后，活塞向箭頭所示方向運動，并通過搖臂使卡爪向中心運動，從而夾緊放在卡爪中的工件。為了保證加工安全，液壓系統(tǒng)必須能夠提供穩(wěn)定的工作壓力以便夾緊工件，且壓力大小可調(diào)。本任務(wù)要求設(shè)計半自動車床液壓卡盤的液壓控制回路。167圖1半自動車床夾緊裝置a）半自動車床

b）液壓卡盤168任務(wù)分析半自動車床在進行切削時，液壓卡盤起裝夾工件的作用，由于被加工工件的材質(zhì)、類型不同（如薄壁工件），液壓卡盤的夾緊力一方面要能保證工件在切削過程中不松動，同時又要防止夾緊力過大造成工件被夾變形，這就要求液壓卡盤的夾緊力是可控制的。在液壓系統(tǒng)中，可以通過選用壓力控制閥控制進入液壓卡盤液壓缸的液壓油的壓力來控制夾緊力的大小。169在液壓系統(tǒng)中，控制工作液體壓力的閥稱為壓力控制閥，簡稱壓力閥。常用的壓力閥有溢流閥、減壓閥和順序閥等。它們的共同特點是利用作用于閥芯上的油液壓力和彈簧力相平衡的原理進行工作。1．溢流閥圖2所示為溢流閥的實物圖、職能符號和工作原理圖。一、壓力控制閥170圖2溢流閥a）實物圖b）職能符號171圖2溢流閥c）工作原理圖172其中，彈簧用來調(diào)節(jié)溢流閥的溢流壓力，p為作用在滑閥端面上的液壓力，F(xiàn)為彈簧力，假定滑閥左端的工作面積為A。由圖可知，當(dāng)p<F/A時，閥芯在彈簧力作用下左移，閥口關(guān)閉，沒有油液流回油箱。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到p>F/A時，彈簧被壓縮，閥芯右移，閥口打開，部分油液流回油箱，限制系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，使壓力保持在p=F/A的恒定數(shù)值。調(diào)節(jié)彈簧壓力F，即可調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的大小。所以，溢流閥工作時閥芯隨著系統(tǒng)壓力的變動而左右移動，從而維持系統(tǒng)壓力接近于恒定。在液壓系統(tǒng)中常用的溢流閥有直動式和先導(dǎo)式兩種。直動式用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)式用于中、高壓系統(tǒng)。1731．溢流閥1.1直動式溢流閥直動式溢流閥能夠使作用在閥芯上的進油壓力直接與彈簧力相平衡。下圖所示為直動式溢流閥的結(jié)構(gòu)圖，P是進油口，T是回油口，進口壓力油經(jīng)閥芯上的阻尼小孔后直接作用在閥芯的左端面上。a）閥芯閉合

b）閥芯彈開1741．溢流閥1.2先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥有多種結(jié)構(gòu)，圖3所示為一種典型的先導(dǎo)式溢流閥，它由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。175圖3先導(dǎo)式溢流閥1-錐式先導(dǎo)閥2-先導(dǎo)閥座3-閥蓋4-閥體5-阻尼孔6-主閥芯7-主閥座8-主閥彈簧9-調(diào)壓彈簧10-調(diào)節(jié)螺釘11-調(diào)節(jié)手輪176先導(dǎo)式溢流閥的工作原理是：錐式先導(dǎo)閥1、主閥芯上的阻尼孔5（固定節(jié)流孔）及調(diào)壓彈簧9一起構(gòu)成先導(dǎo)級半橋分壓式壓力負反饋控制，負責(zé)向主閥芯6的上腔提供經(jīng)過先導(dǎo)閥穩(wěn)壓后的主級指令壓力p2。主閥芯是主控回路的比較器，上端面作用有主閥芯的指令壓力p2A2，下端面作為主回路的測壓面，作用有反饋力p1A1，其合力可驅(qū)動閥芯，調(diào)節(jié)溢流口的大小，最后達到對進口壓力p1進行調(diào)壓和穩(wěn)壓的目的。1771．溢流閥1.3溢流閥在液壓系統(tǒng)中的功用1.3.1溢流穩(wěn)壓。在液壓系統(tǒng)中用定量泵和節(jié)流閥進行調(diào)速時，溢流閥可使系統(tǒng)的壓力恒定，并且節(jié)流閥調(diào)節(jié)的多余壓力油可以從溢流閥溢流回油箱。1.3.2限壓保護。在液壓系統(tǒng)中用變量泵進行調(diào)速時，變量泵的壓力隨負載變化，這時需防止過載，即設(shè)置安全閥（溢流閥用作安全閥）。在正常工作時，此閥處于常閉狀態(tài)，過載時打開閥口溢流，使壓力不再升高。1781．溢流閥1.3.3卸荷。先導(dǎo)式溢流閥與電磁閥組成電磁溢流閥，控制系統(tǒng)卸荷。1.3.4遠程調(diào)壓。將先導(dǎo)式溢流閥的外控口接上遠程調(diào)壓閥，便能實現(xiàn)遠程調(diào)壓。1.3.5作背壓閥使用。在系統(tǒng)回油路上接上溢流閥，造成回油阻力，形成背壓，可改善執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。背壓的大小可通過調(diào)節(jié)溢流閥的調(diào)定壓力來獲得。1792．減壓閥按調(diào)節(jié)性能的不同，減壓閥可分為定壓（定值）減壓閥、定比減壓閥和定差減壓閥。其中定壓減壓閥應(yīng)用最廣。圖4所示為定壓減壓閥的實物圖、職能符號和結(jié)構(gòu)圖。其中，p1為進油口壓力，p2為出油口壓力。如圖4c所示，閥不工作時，主閥芯在彈簧力作用下處于最下端位置，閥的進、出油口是相通的，即閥是常開的。一、壓力控制閥180圖4定壓減壓閥a）實物圖

b）職能符號

c）結(jié)構(gòu)圖181先導(dǎo)式減壓閥與先導(dǎo)式溢流閥相比較，有以下不同點：減壓閥在非工作狀態(tài)時，先導(dǎo)閥閥口關(guān)閉，而主閥口處于最大開度狀態(tài)；用出油口的壓力油控制閥口的開度，保持出油口壓力基本恒定；經(jīng)先導(dǎo)閥的泄油必須由單獨的泄油口L流回油箱。182二、壓力控制回路1．調(diào)壓回路液壓設(shè)備工作時，系統(tǒng)的壓力必須與負載相適應(yīng)，這是通過調(diào)壓回路來實現(xiàn)的。調(diào)壓回路能控制整個系統(tǒng)或局部的壓力，使之保持恒定或限定其最高值。常見的調(diào)壓回路有以下幾種。1.1單級調(diào)壓回路圖5所示為單級調(diào)壓回路。系統(tǒng)由定量液壓泵供油，采用溢流閥以調(diào)節(jié)進入液壓缸的流量，使活塞獲得需要的運動速度。183圖5單級調(diào)壓回路1841．調(diào)壓回路1.2遠程調(diào)壓回路下圖所示為遠程調(diào)壓回路，圖中將先導(dǎo)式溢流閥的遙控口接遠程調(diào)壓閥進油口，遠程調(diào)壓閥的作用與溢流閥的先導(dǎo)閥相同。1851．調(diào)壓回路1.3多級調(diào)壓回路電磁換向閥和溢流閥有機組合，可以組成多級調(diào)壓回路。多級調(diào)壓是指液壓回路能實現(xiàn)二級及以上不同級別壓力的液壓調(diào)壓回路。圖6所示為用三個溢流閥控制的三級調(diào)壓回路。在圖示位置時，系統(tǒng)壓力由溢流閥1控制；當(dāng)換向閥的電磁鐵YA1通電時，系統(tǒng)壓力由溢流閥2控制；當(dāng)電磁鐵YA2通電時，系統(tǒng)壓力由溢流閥3控制。三個溢流閥中，溢流閥2和溢流閥3控制的壓力都低于溢流閥1控制的壓力。186圖6三級調(diào)壓回路1872．減壓回路當(dāng)液壓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，如機床液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊回路，分度以及液壓元件的控制油路等。減壓回路較為簡單，一般是在所需低壓的支路上串接減壓閥。采用減壓回路雖能方便地獲得某支路穩(wěn)定的低壓，但壓力油經(jīng)減壓閥口時要產(chǎn)生壓力損失，這是它的缺點。二、壓力控制回路最常見的減壓回路如圖7所示，回路中的溢流閥用來穩(wěn)定整個液壓系統(tǒng)的工作壓力，而減壓閥則用來調(diào)定液壓系統(tǒng)支路的工作壓力。為了使減壓回路工作可靠，減壓閥的最低調(diào)定壓力應(yīng)不小于0.5MPa，最高調(diào)定壓力至少應(yīng)比系統(tǒng)壓力小0.5MPa。當(dāng)減壓回路中的執(zhí)行元件需要調(diào)速時，調(diào)速元件應(yīng)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(zhí)行元件的速度產(chǎn)生影響。188189圖7減壓回路190三、執(zhí)行元件和主控閥的確定根據(jù)半自動車床的工作要求，選擇液壓缸作為執(zhí)行元件，選擇單電控的二位四通換向閥作為主控閥。主回路如下圖所示。191四、壓力控制的設(shè)計為了保證液壓卡盤在夾緊工件的同時又不損壞工件，并提高整個系統(tǒng)的工作效率，可采用二級調(diào)壓的方法，快速切換壓力油的工作壓力，使夾緊力能按需要得到快速調(diào)節(jié)。據(jù)此，設(shè)計出如圖8所示的液壓卡盤液壓控制回路。回路中溢流閥6起穩(wěn)定整個系統(tǒng)和溢流作用，調(diào)定的工作壓力要大于夾緊回路的工作壓力。另外，在回路中加入一個單向閥3，這樣，當(dāng)驅(qū)動液壓泵的電動機突然斷電時，還可以使夾緊液壓缸保持一定的壓力油來夾緊工件，使工件不致從卡盤中飛出。因為進入夾緊液壓缸的液壓油失去液壓泵的輸出壓力油，此時夾緊液壓缸里的壓力大于液壓泵的出口壓力，油液便向液壓泵回流，而單向閥正好截斷液壓泵至夾緊缸的逆向回路。

1921931-油泵2-減壓閥3-單向閥4-二位二通電磁換向閥5、6-溢流閥7-二位四通電磁換向閥8-液壓缸9-活塞圖8液壓卡盤液壓回路194五、回路分析正常夾緊時：YA1通電，二位四通電磁換向閥7處于右位工作位置，YA2不通電，二位二通電磁換向閥4關(guān)閉。此時，來自油泵的壓力油經(jīng)減壓閥2調(diào)壓后，再經(jīng)單向閥3通過二位四通電磁換向閥7進入液壓缸8右腔，活塞9向左移動，工件夾緊，左腔的壓力油經(jīng)二位四通電磁換向閥7流回油箱。195夾薄壁類特殊工件時：YA1通電，二位四通電磁換向閥7處于右位工作位置，同時YA2通電，二位二通電磁換向閥4導(dǎo)通，這時，來自液壓泵的壓力油經(jīng)減壓閥2后再經(jīng)單向閥流出，因二位二通電磁換向閥4處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，進入二位四通電磁換向閥7的油液壓力由溢流閥5控制，經(jīng)溢流閥控制的壓力油進入液壓缸8的右腔，活塞9向左移動，完成夾緊動作，左腔的油經(jīng)二位四通電磁換向閥7流回油箱。通過上