第七章 液压元件和液压油空气滤清器与液汇总
第七章 液压元件和液压油 液压马达4
第三节 液压马达
一、工作性能 现假设液压马达按几何尺寸确定的每转排量为q(ms/r)，则液压马达的理论转速为
n th 60 Q / q r / min
显然，在不考虑液压马达中所有能量损失的情况下，液压马达的理论输出功率就等于其 输入功率。 因此，可求得液压马达的理论扭矩
M
th
pq / 2 Nm
第二节 液压泵
2. 轴向柱塞变向变量 斜轴式轴向柱塞泵 泵
当传动轴5沿图示方向旋转时，连杆 4就带动柱塞2连同缸体3一起绕缸体轴 线旋转，柱塞2同时也在缸体的柱塞孔 内作往复运动，使柱塞孔底部的密封腔 容积不断发生增大和缩小的变化，通过 配流盘1上的窗口6和7实现吸油和排油。
第二节 液压泵
2. 轴向柱塞变向变量 斜轴式轴向柱塞泵 泵
Q
A B
C
D p
第二节 液压泵
4. 柱塞式变量油泵的使用与 （1）泵轴与电动机应用弹性联轴节直接连接，保证轴线的同心度； 管理 （2）有些型号的泵不允许自吸，因此轴向柱塞泵吸入端可以采用辅泵供油；
（3）初次使用或刚经拆卸的泵，启动前必须向泵壳内灌油；安装时泵壳泄油管向上，同时 为减少泄油阻力及避免虹吸现象，泄油管出口可置于油箱液面之上，运行时注意保证 油压； （4）不允许在关闭排出阀的情况下启动； （5）不宜长时间在零位运转； （6）选用合适的工作油，并保持油液清洁； （7）由于泵内零件硬度高，配合紧密，安装时需小心；清洗时不能用棉纱等搽洗。
第二节 液压泵
5. 液压泵的性能比较与选用
第三节 液压马达
一、 工作性能
二、 低速大扭矩液压马达的构造和工作原理
1）连杆式 2）五星轮式 3）内曲线式
第三节 液压马达
液压系统基本结构及工作原理
液压系统基本结构与工作原理一、概述液路系统主要包括主油泵，液压油箱，滤清器，减压阀，溢流阀,起升液缸，伸缩液缸，吊钳液缸，支腿液缸，液压马达，及各种液压操作阀等部件。
设备出厂前溢流阀、减压阀及各种压力阀的压力已调定，确保液压系统安全运行，用户在使用中不得轻率更改。
液压系统包括主液压系统和转向液压系统，两个系统共用一液压油箱。
1、主液压系统主液压系统为钻机车在设备调整和钻修作业时提供液压动力，配置有各种阀件，控制操作各液压机具正确安全运行。
2、转向液压系统转向液压系统为车辆前部车桥的液压助力转向提供液压动力，配置有各种阀件，控制液压系统压力、流向和稳定最高流量，确保车辆转向轻便灵活，安全可靠。
二、结构特点液压系统由以下组成：☐主液压系统☐转向液压系统1、主液压系统由以下部件组成：1)液压油箱：存储、冷却、沉淀和过滤液压油。
油箱安装有：●人孔盖，安装在油箱顶部，设置有两个，其中在油箱回油区的人孔盖上安装液压空气滤清器；●液压空气滤清器，过滤油箱流通空气，油箱加油时过滤油液；●液位计，2个，安装在油箱的前侧面，设置有高低两个液位计，高位液位计，显示井架降落后的油面；低位液位计，显示井架竖起后油面；●油温表，安装在油箱的前侧面，测量油箱内油温，正常工作油温在30～70℃；主回油口，2个，设置在油箱的底板上，配置单向阀，分别连接主回油管和溢流阀回油口；单向阀在维修液压管路时自动关闭，防止油箱中的油液流失；●排泄油口，设置在油箱的底板上，用堵头封堵；打开堵头可排放油箱液压油；●主油泵吸油口，设置在油箱的前侧面，安装主吸油滤清器；●转向油泵吸油口，设置在油箱的前侧面，安装转向吸油滤清器；●转向系统回油口，设置在油箱的底板上，配置单向阀，单向阀在维修液压管路时自动关闭，防止油箱中的油液流失；2)液压油泵：单联齿轮结构，2台，分别安装在两台液力变速箱取力箱上，由变矩器泵轮驱动，发动机转动，取力箱就可驱动油泵。
取力箱配置有液压离合器，当需要液压动作时，可操作司钻控制箱“液泵离合”手柄，置“油泵I合”位，油泵I结合，输出工作压力油液；手柄置“油泵II合”位，油泵II结合，输出工作压力油液；。
最全液压系统学习资料(图解版)
单作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排 油各一次。 双作用叶片泵：转子每转一周 完成吸、排油各二次。
双作用叶片泵与单作用叶片泵相比，其流 量均匀性好，转子体所受径向液压力基本 平衡。 双作用叶片泵一般为定量泵；单作 用叶片泵一般为变量泵。
动力元件（叶片泵）
顺序阀
顺序阀是一种 利用压力控制 阀口通断的压 力阀，因用于 控制多个执行 元件的动作顺 序而得名。
顺序阀的四种控制型式： 按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔 泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。
压力继电器
功用：根据系统压力变化，自动接通 或断开电路，实现程序控制或安全保 护。
五、流量控制阀
出流量的大小；改变电流信号极性，即可改变运动方向。
图形符号含义
位—用方格表示，几位即几个方格
通—↑
不通— ┴ 、┬
箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通.
p.A.B.T有固定方位，p—进油口，T—回油口
A.B—与执行元件连接的工作油口
弹簧—W、M，画在方格两侧。
常态位置：
(原理图中，油路应该连接在常态位置) 二位阀，靠弹簧的一格。 三位阀，中间一格。
换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路 接通或切断而改变油流方向的阀。
换向阀的分类
• 按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。 • 按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通…等。 • 按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等
。 • 按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液
液压系统的组成
一个完整的液压系统由五个部分组成 动力元件（如：油泵 ） 执行元件（如：液压油缸和液压马达 ） 控制元件（如：液压阀 ） 辅助元件（如：油箱、滤油器 等） 液压油 （如：乳化液和合成型液压油 ）
常用液压元件的结构及原理分析(图文讲解)
左侧压油腔内的轮齿不
断进入啮合，使密封腔容积 减小，油液受到挤压被排往 系统，这就是齿轮泵的吸油 和压油过程。
2.3 叶片泵
单作用叶片泵
双作用叶片泵
2.3.1 单作用叶片泵
2.3.1.1 工作原理 压油窗口
5.3.1.2 滑阀机能
滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时， 阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。
两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位 置时,阀各油口的通断情况。
三位阀的机能是指阀芯处于中位时,阀各油口 的通断情况。三位阀有多种机能现只介绍最常用 的几种。
（l）二位二通换向阀 二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种：通
液压泵、马达概述
泵的符号
泵的输入参量 转矩 T 角速度 ω
输出参量 流量 Q 压力 p
pQ T
ω
泵
液压泵、马达概述
马达的符号
马达的输入参量 流量 Q 压力 p
输出参量 转矩 T 角速度 ω
pQ T
ω
马达
液压泵、马达概述
2.1.1 容积式泵、马达的工作原理
B
泵排出
Q
O
C
A
泵吸入
液压泵和液压马达工作的必需条件：
常用液压元件 结构及原理分析
液压传动定义与发展概况
液压传动的定义 一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分、
工作机（含辅助装置）组成。
◆传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。
◆流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和 控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。
液压系统及液压元件介绍
液压系统及液压元件介绍一、液压系统的组成二、液压传动的优点1.质量轻体积小2.容易实现无级调速3.易于实现过载保护4.液压元件能够自动润滑5.简化机构6.便于实现自动化三、液压传动的缺点1.液压元件制造精度要求高2.实现定比传动困难3.油液受温度的影响4.不适宜远距离输送动力5.油液中混入空气易影响工作性能6.油液容易污染7.发生故障不易检查和排除。
四、液压部件及图形符号4.1 油箱单元油箱通常用钢板焊接而成。
采用不锈钢板为最好，但成本高，大多数情况下采用镀锌钢板或普通钢板内涂防锈的耐油涂料。
图所示为独立式油箱的结构。
油箱主要应具有以下结构特点：1. 油箱应有足够的容量。
液压系统工作时，油箱油面应保持一定的高度，以防液压泵吸空。
为了防止系统中的油液全部流回油箱时，油液溢出油箱，所以油箱中的油面不能太高，一般不应超过油箱高度的80%。
我们将油面高度为油箱高度80%时的容积称为油箱的有效容积。
2. 为防止油液被污染，油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。
注油孔上要加装滤油器，通气孔上装空气滤清器。
空气过滤器的通流量应大于液压泵的流量，以便空气及时补充液位的下降。
3.图6-15 独立式油箱结构示意图电动机和液压泵吸油区隔板回油区放油阀最低油位指示最高油位指示盖板注油滤油器空气过滤器4.2 加热器加热器通常用来确保工作油液快速达到最佳工作温度。
加热器或预加热器用于加热或预加热工作油液。
如果工作油液粘度太高，则会导致摩擦增加和气穴现象产生，从而造成更大磨损。
4.3 冷却器对于这种冷却器，其冷却方式为在管路中循环冷却水，从而使工作油液冷却。
液压设备工作温度不应超过50 ～ 60 oC ，因为温度过高会使油液粘度降低，从而易导致油液老化。
与空气冷却方式比较，在水冷却方式中，由于其需要冷却剂，因此，水冷却方式成本较高，且易于腐蚀。
水冷却方式适应于最大温差为35 oC 的场合。
加热器 冷却器4.4 空气滤清器图6-16通气孔上的空气滤清器工作原理及实物图4.5 过滤器液压系统中75％以上的故障是和液压油的污染有关，所以保持油液的清洁是液压系统可靠工作的关键。
第七章 液压元件和液压油 液压泵3
为了保证柱塞在转过吸排配油口之间的封油 区时不致将两个配油口沟通，配油盘上封油 区封油角。必须大于油缸配油孔的包角β。这 样，在油缸配油孔越过封油区时，该油缸就 会形成一个封闭空间。该空间的容积随缸体 转动仍会变化，故会产生困油现象。在油缸 配油孔离开封油区时，则又会因突然接通排 油口或吸油口而造成油压突变，发生液压冲 击，产生很大的噪声。
第二节 液压泵
2. 轴向柱塞变向变量泵
斜盘式轴向柱塞泵的结构特 点
主体部分：传动轴6与缸体7通过花键连接 而驱动缸体转动，均匀分布在缸体上的七 个柱塞8绕传动轴的轴线作牵连旋转运动； 每个柱塞的球头与滑靴9铰接，回程弹簧4 通过内套3、钢球、回程盘2将滑靴紧紧压 在斜盘及变量头组件10上，由于斜盘及变 量头组件的法线方向与传动轴的轴线方向 有一夹角，当缸体旋转时，柱塞沿缸体上 的柱塞孔作相对往复运动，通过配流盘5 完成吸、排油。 定心弹簧的反力又将缸体压在配流盘上， 起预密封作用。由于滑靴和配流盘均采用 SCYl4-1B斜盘式手动变量柱塞泵的结构 静压支承结构，因此具有较高的性能参数。 l-变量手轮;2-回程盘;3-内套;4-回程弹簧；5-配流盘;
2. 轴向柱塞变向变量 斜盘式轴向柱塞泵的结构特 泵
(3) 变量泵的变量控制 手动伺服变量机构 机构
大功率的泵用手动变量机构 不足以推动传动构件，需要 借助液压的力量，因而采用 手动伺服变量机构。
点
手动伺服变量机构 1-拉杆；2-先导阀；3-随动活塞；4-销 钉；5-变量头；6-随动阀外壳
第二节 液压泵
除：
第二节 液压泵
2. 轴向柱塞变向变量 图为斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图，传动轴5的轴线 斜轴式轴向柱塞泵 泵 相对于缸体3有倾角γ，柱塞2与传动轴圆盘之间用相互铰
液压润滑系统的组成
1-6
µm
方向阀
2-8
µm
液压油清洁度- 210 Bar以下
阀类型
• 方向阀 • 比例阀 • 伺服阀
ISO 代码
20/18/15(NAS 9) 18/16/13(NAS 7) 16/14/11(NAS 5)
过滤器
• 25 u • 10 u • 3u
4.辅助元件
• 辅助元件包括：
油箱 滤油器 油管及管接头 密封圈 压力表 油位油温计等
柱塞(加装弹簧)
•压力因缸体偏移而不同 •工作压力较高48MPa(70MPa) •V=10-6000cm3/转 •噪音 •效率高 •价格昂贵 •流体动力学及混合润滑状态 •润滑油特性
- 氧化稳定性 - 水解稳定性 - 抗磨
缸体
排出(高压端) 吸入(低压端)
滑垫
轴向柱塞泵
• 体积 / 压力因使用配流盘而不同 • 工作压力较高, 15-55MPa, v=5-3000cm3/转 • 噪音 • 效率高 • 价格昂贵 • 流体动力学及混合润滑状态 • 润滑油特性: 氧化稳定性, 水解稳定性, 抗磨.
液压油内添加剂
• 抗磨剂 • 抗氧化剂 • 防锈防腐剂 • 抗乳化剂 • 消泡剂 • 清洁分散剂
ISO液压油分类
矿物油
HH 纯矿物油
(Vitrea)
HL R&O (Morlina)
HM 抗磨损
(Tellus, Tellus S)
抗燃液压油
HV 高粘度指数
(Tellus T)
水分 >80%
HFAE 水包油乳化液
进口：美国派克Parker、 德国力士乐Rexroth、 美 国丹尼逊Denios 、美国太阳Sun、 哈威Hawe、威格士 Vickers 、赫格隆Hagglunds 、美国邦纳Banner、日本 松下Panasoni
第七章 液压元件和液压油 插装阀1
图 调速阀的工作原理和职能符号 (a)结构原理图；(b)符号；(c)简化符号； 1-减压阀口；2-减压阀芯；3-节流阀口；4-节流阀芯
普通型调速阀的工作原 理
设减压阀的进口压力为p1，负载串接在调 速阀的出口p3处。节流阀(流量—压差传 感器)前、后的压力差(p2-p3)代表着负载 流量的大小，p2和p3作为流量反馈信号分 别引到减压阀阀芯两端(压差—力传感器) 的测压活塞上，并与定差减压阀芯一端 的弹簧(充当指令元件)力相平衡，减压阀 芯平衡在某一位置。 减压阀芯两端的测压活塞做得比阀口处 的阀芯更粗的原因是为了增大反馈力以 克服液动力和摩擦力的不利影响。
溢流节流阀的工作原理
溢流节流阀与负载相并联，采用并联溢流式 流量负反馈，可以认为它是由定差溢流阀和 节流阀并联组成的组合阀。其中节流阀充当 流量传感器，节流阀口不变时，通过自动调 节起定差作用的溢流口的溢流量来实现流量 负反馈，从而稳定节流阀前后的压差，保持 其流量不变。与调速阀一样，节流阀(传感器) 前后压差基本不变，调节节流阀口时，可以 改变流量的大小。溢流节流阀能使系统压力 随负载变化，没有调速阀中减压阀口的压差 损失，功率损失小，是一种较好的节能元件， 但流量稳定性略差一些，尤其在小流量工况 下更为明显。 因此溢流节流阀一般用于对速度稳定性要求 相对较高，而且功率较大的进油路节流调速 系统。
量增加的影响。
温度补偿原理图 1-手柄；2-温度补偿杆； 3-节流口；4-节流阀芯
第一节 液压控制阀
四、插装阀
分类：插装式方向控制阀 插装式压力控制阀 插装式流量控制阀 功能：采用插入连接方法，能实现常规液压控制阀的功能，且结构简单，通用性强，体积小， 流阻小，密封性好，抗污染能力强，动作灵敏特别适合大流量（大于200L/min)的液压系统。 插装阀(逻辑阀)是一种较新型的液压元件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作灵敏， 结构简单，因而主要用于流量较大系统或对密封性能要求较高的系统。
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第四节 液压系统的辅助元件
三、油箱
(5) 放油口与清洗窗口的设置
图中油箱底面做成斜面，在最低处设放油口，平时用螺塞或放油阀堵住， 换油时将其打开放走油污。为了便于换油时清洗油箱，大容量的油箱一般 均在侧壁设清洗窗口。
第四节 液压系统的辅助元件
三、油箱
(6) 密封装置 油箱盖板和窗口连接处均需加密封垫，各进、出油管通过的孔都需要 装有密封垫，确保连接处严格密封。
第四节 液压望保持在 30～50℃的范围之内，最高 不超过65℃，最低不低于15℃，如果液压系统靠自然冷却仍不能使油温 控制在上述范围内时，就需要安装冷却器；反之，如环境温度太低，无 法使液压泵启动或正常运转时，就需安装加热器。
第四节 液压系统的辅助元件
第五节 液压油
二、液压油主要特性
1） 可压缩性 液压油的体积将随压力的增高而减小。 在静态下工作时，不考虑液体的可压缩性。
第五节 液压油
二、液压油主要特性
2） 粘性
• 附着力 液体与固体表面 • 内聚力 液体分子与分子之间
第五节 液压油
三、对液压油的要求
1. 合适的粘度，粘温性好 2. 润滑性能好 3. 杂质少 4. 相容性好 5. 水解稳定性好 6. 抗氧化性好、抗泡性好、防锈性好 7. 凝点低,闪点、燃点高 8. 无公害、成本低
第四节 液压系统的辅助元件
五、热交换器
2. 加热器
液压系统的加热一般采用结构简单、能按需要自动调节最高和最 低温度的电加热器，这种加热器的安装方式如图所示，它用法兰盘水 平安装在油箱侧壁上，发热部分全部浸在油液内，加热器应安装在油 液流动处，以利于热量的交换。
由于油液是热的不良导体， 单个加热器的功率容量不能 太大，以免其周围油液的温 度过高而发生变质现象。
第五节 液压油
一、液压油的种类及代号
种类：
石油型
{
机械油 汽轮机油 液压油 乳化液
{ 难燃型 { 合成型 {
水包油 油包水 水-乙二醇液 磷酸酯液
第五节 液压油
一、液压油的种类及代号
最常用的液压油名称及代号： • 基础油（L－HH） • 普通液压油（L－HL） • 抗磨液压油（L－HM） • 低温液压油（L－HV） • 液压导轨油（L－HG） 例如：L-HM32
1-出水口；2-壳体；3-出油口；4-隔板； 5-进油口；6-散热管；7-进水口
第四节 液压系统的辅助元件
五、热交换器
1. 冷却器
也有使用蛇形管冷却器，如 图所示。 当液压系统散热量较大时， 可使用化工行业中的水冷式 板式换热器，它可及时地将 油液中的热量散发出去，其 参数及使用方法见相应的产 品样本。
第五节 液压油
四、液压油液的选择和使用
1. 液压油液的选择 1）优先考虑粘性 ν=11.5 ~ 41.3 cSt 即 20、30、40号机械油 2）按工作压力 p 高，选η大； p 低，选η小 3）按环境温度 T 高，选η大； T 低，选η小 4）按运动速度 v 高，选η小； v 低，选η大 5）其他 环境 （污染、抗燃）
第四节 液压系统的辅助元件
三、油箱
(4) 空气滤清器与液位计的设置
空气滤清器的作用是使油箱与大气相通，保证泵的自吸能力，滤除空 气中的灰尘杂物，有时兼作加油口。它一般布置在顶盖上靠近油箱边 缘处。 液位计用于监测油面高度，其安装位置应使液位计窗口满足对油箱吸 油区最高、最低液位的观察。 两者皆为标准件，可按需要选用。
五、热交换器
1. 冷却器
液压系统中用得较多的冷却器是 强制对流式多管头冷却器，如图 所示，油液从进油口5流入，从出 油口 3 流出，冷却水从进水口 7 流 入，通过多根散热管6后，由出水 口1流出，油液在水管外部流动时， 它的行进路线因冷却器内设置了 隔板4而加长，因而增加了散热效 果。水管外面还附有许多横向或 纵向散热翅片，以此扩大散热面 积和热交换效果，其散热面积可 达光滑管的8～10倍。
尼龙管
塑料管
耐油、价廉、装配方便，长期使用会老化，只用于压力低于0.5MPa的回油 或泄油管路 用耐油橡胶和钢丝编织层制成，多用于高压管路，还有一种用耐油橡胶和 帆布制成，用于回油管路
橡胶管
第四节 液压系统的辅助元件
四、管件
管道应尽量短，最好横平竖直，拐弯少。为避免管道皱折，减少压力 损失，管道装配的弯曲半径要足够大，管道悬伸较长时应适当设置管 夹及支架。 管道尽量避免交叉，平行管间距要大于 100mm，以防接触振动，并 便于安装管接头和管夹。 软管直线安装时要有 30 ％左右的余量，以适应油温变化、受拉和振 动的需要。弯曲半径要大于 9倍软管外径，弯曲处到管接头的距离至 少等于6倍外径。
经济（价格、使用寿命）
特殊要求（精密机床、野外工作的工程机械）
第五节 液压油
四、液压油液的选择和使用
2. 液压油的使用
1）控制油温 2）防止污染 3）定期抽检、定期更换 4）油箱储油充分 5）确保密封
第五节 液压油
四、液压油液的选择和使用
3. 对液压油液的污染原因 1）固体污染 2）水污染 3）空气污染 4. 液压油液污染等级标准 1）总体表示法（称重法） 2）分散表示法(颗粒计数法—间隔的颗粒浓度、累计颗粒浓度）
(7) 油温控制
油箱正常工作温度应在 15 ～ 66℃之间，必要时应安装温度控制系统， 或设置加热器和冷却器。 (8) 油箱内壁加工 新油箱经酸洗和表面清洗后，四壁可涂一层与工作液相容的耐油清漆。
第四节 液压系统的辅助元件
四、管件
管件包括管道、管接头和法兰等，其作用是保证油路的连通，并便于 拆卸、安装；根据工作压力、安装位置确定管件的连接结构；与泵、阀等 连接的管件应由其接口尺寸决定管径。 (1) 管道特点、种类和适用场合 管道的特点和适用场合见表。
表
种类 钢管
管道的种类和适用场合
特点和适用范围
价廉、耐油、抗腐、刚性好，但装配时不易弯曲成型，常在拆装方便处用 作压力管道，中压以上用无缝钢管，低压时也可采用焊接钢管
紫铜管
价格高，抗震能力差，易使油液氧化，但易弯曲成型，用于仪表和装配不 便处 半透明材料，可观察流动情况。加热后可任意弯曲成型和扩口，冷却后即 定型，承压能力较低，一般在2.8~8 MPa之间