液压缸的典型结构
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3液压缸解读
液压缸液压缸（又称油缸）是液压系统中常用的一种执行元件，是把液体的压力能转变为机械能的装置，主要用于实现机构的直线往复运动，也可以实现摆动，其结构简单，工作可靠，应用广泛。
3.1 液压缸的类型及特点液压缸可按运动方式、作用方式、结构形式的不同进行分类，其常见种类如下。
3.1.1活塞式液压缸活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。
3.1.1.1双杆活塞液压缸双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如图3．1所示。
图3.1 双活塞杆液压缸安装方式简图因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。
则缸的运动速度V 和推力F 分别为：)(422d D q A q v v -==πη （3.1）m p p d D F ηπ))((42122--= （3.2）式中: 1p 、2p --分别为缸的进、回油压力；v η、m η--分别为缸的容积效率和机械效率；D 、d--分别为活塞直径和活塞杆直径；q--输入流量；A--活塞有效工作面积。
这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。
3.1.1.2单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力，其简图及油路连接方式如图3.2所示。
(1)当无杆腔进油时[图3.2（a ）]，活塞的运动速度1v 和推力1F 分别为v v D q A q v ηπη2114== （3.3）m m p d D p D A p A p F ηπη])([4)(2221222111--=-= （3.4）(2)当有杆腔进油时[图3.2(b)]，活塞的运动速度2v 和推力2F 分别为v v d D q A q v ηπη)(42222-==（3.5）m m p D p d D A p A p F ηπη])[(4)(2212211222--=-= （3.6）式中符号意义同式（3.1）、式（3.2）。
认识液压缸
三位四通换向阀构成的 卸荷回路
三、速度控制回路
控制执行元件运动速度的回路，一般是 采用改变进入执行元件的流量来实现的。
调速回 路
速度控 制回路
速度换 接回路
定量泵的节流 调速回路
变量泵的容积 调速回路
容积节流复合 调速回路
进油节流调 速回路
回油节流调 速回路
旁路节流调 速回路
1．调速回路
用于调节工作行程速度的回路。
型号：O
P、A、B、T四个通口全部封闭，液压缸闭锁， 液压泵不卸荷。
型号：H
P、A、B、T四个通口全部相通，液压缸活塞呈 浮动状态，液压泵卸荷。
型号：Y
通口P封闭，A、B、T三个通口相通，液压缸活 塞呈浮动状态，液压泵不卸荷。
型号：P
P、A、B三个通口相通，通口T封闭，液压泵与 液压缸两腔相通，可组成差动回路。
溢流阀
P
T 1－阀体 2－阀芯 3－弹簧 4－调压螺杆
2．减压阀
作用：降低系统某一支路的油液压力，使同一系统有两 个或多个不同压力。
减压原理：利用压力油通过缝隙（液阻）降压，使出口 压力低于进口压力，并保持出口压力为一定值。缝隙愈小， 压力损失愈大，减压作用就愈强。平时是打开的。
分类：
直动型减压阀 先导型减压阀
1、组成：
缸筒、缸盖、活塞 和活塞杆、密封装 置、缓冲装置和排 气装置
视频：液压缸和液压马达
一、常见液压缸的图形符号
单作用液压缸：只向左或右腔供油。 双作用液压缸：左右腔都供油。
液压缸的类型及符号
二、液压缸典型结构
1．活塞式液压缸 双作用双活塞杆式液压缸 双作用单活塞杆式液压缸
双作用双活塞杆式液压缸 缸体固定式
液压缸的结构和材料
液压缸的材料可以根据工作介质的压力大小及工作缸的尺寸大
小来选择，选择范围很广，对那些低压小的尺寸的液压缸，可使用 灰口铸铁，常用的为HT200到HT350之间，要求高一些的，则可选用 球墨铸铁QT450-10、QT500-7及QT600-3等。要求再高的可以采用铸 钢，如ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570等。对那些大、中型锻造 液压机，就常用35或40锻钢，有时也用20MnMo等低合金钢来制造 烟台液压缸。而在一些大吨位的锻造或模锻液压机中，液压缸的材 料有时选用18MnMoNb合金钢，用大的钢锭直接锻造成液压缸的毛 坯。
单杆活塞液压缸结构
缸体组件
缸体组件包括： －缸体、端盖、导向套、连接件等
缸筒与端盖的连接方式 －法兰连接 －螺纹连接 －半环连接 －拉杆连接 －焊接
缸体组件(2/4)
（a）法兰式。法兰式连接结构简单，加工方便，连 接可靠，但要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装 螺栓或旋入螺钉。缸筒端部一般用铸造、镦粗或焊 接方式制成粗大的外径。它是常用的一种连接形式。
4.1.4 液压缸的典型结构和材料 1.液压缸典型结构
缸体组件 活塞组件 密封组件 缓冲组－套环；4－卡环；5－活塞；6－O形密封圈； 7－支承环；8－挡圈；9－YX 形密封圈；10－缸体；11－管接头； 12－导向套；13－缸盖；14－防尘圈；15－活塞杆；16－定位螺钉； 17－耳环
缸体组件(3/4)
（d）拉杆式。拉杆式连接结构简单，工艺性好，通 用性强，但端盖的体积和质量较大，拉杆受力后会 拉伸变长，影响密封效果，只适用于长度不大的中 低压缸。
（e）焊接式。焊接式连接强度 高，制造简单，但焊接时易引起 缸筒变形。
（f）钢丝连接。结构简单，尺寸 小，重量轻。但是轴向尺寸略有 增加，承载能力小。
小来选择，选择范围很广，对那些低压小的尺寸的液压缸，可使用 灰口铸铁，常用的为HT200到HT350之间，要求高一些的，则可选用 球墨铸铁QT450-10、QT500-7及QT600-3等。要求再高的可以采用铸 钢，如ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570等。对那些大、中型锻造 液压机，就常用35或40锻钢，有时也用20MnMo等低合金钢来制造 烟台液压缸。而在一些大吨位的锻造或模锻液压机中，液压缸的材 料有时选用18MnMoNb合金钢，用大的钢锭直接锻造成液压缸的毛 坯。
单杆活塞液压缸结构
缸体组件
缸体组件包括： －缸体、端盖、导向套、连接件等
缸筒与端盖的连接方式 －法兰连接 －螺纹连接 －半环连接 －拉杆连接 －焊接
缸体组件(2/4)
（a）法兰式。法兰式连接结构简单，加工方便，连 接可靠，但要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装 螺栓或旋入螺钉。缸筒端部一般用铸造、镦粗或焊 接方式制成粗大的外径。它是常用的一种连接形式。
4.1.4 液压缸的典型结构和材料 1.液压缸典型结构
缸体组件 活塞组件 密封组件 缓冲组－套环；4－卡环；5－活塞；6－O形密封圈； 7－支承环；8－挡圈；9－YX 形密封圈；10－缸体；11－管接头； 12－导向套；13－缸盖；14－防尘圈；15－活塞杆；16－定位螺钉； 17－耳环
缸体组件(3/4)
（d）拉杆式。拉杆式连接结构简单，工艺性好，通 用性强，但端盖的体积和质量较大，拉杆受力后会 拉伸变长，影响密封效果，只适用于长度不大的中 低压缸。
（e）焊接式。焊接式连接强度 高，制造简单，但焊接时易引起 缸筒变形。
（f）钢丝连接。结构简单，尺寸 小，重量轻。但是轴向尺寸略有 增加，承载能力小。
液压缸的典型结构 ppt课件
(b)
10 11 12
8
7
9
6
(c)
(d)
图4-10
4.2.3液压缸的密封
液压缸的密封是指活塞、活塞杆和端盖等处的密封，是 用来防止液压缸内部(活塞与缸筒内孔的配合面)和外部的泄 漏。以下简要介绍液压缸中常见的密封形式。
A
A
放大
60°
0.3
图4-11
(a)
(b)
图4-12
(a)
(b)
防尘圈
(c)
4.2 液压缸的典型结构
图4—8所示为拉杆式单杆活塞缸的典型结构。根据图4 一8所示液压缸各部分的结构特点及功用，可将其划分为缸 筒组件、活塞组件、液压缸的密封、液压缸的排气装置和制 动缓冲装置等几个部件，其它种类的液压缸也不外乎是由这 几个部件组成。
1 2 34 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14
用于压力小于2.5 MPa 的小流量场合。直动
式溢流阀采取适当的
措施也可用于高压大
流量。例如，德国 Rexroth公司开发的通 径为6~20 mm、压力 1 为40~63 MPa，通径 为25~30 mm、压力 为31.5 MPa的DBD型 直动式溢流阀，最大 流量可达330 L/min。 其中较为典型的锥阀 式结构如图5-2(a)所示， 图5-2(b)为锥阀式结 构的局部放大图。
I
I
放大
21 20 19
18
图4-8
17 16ห้องสมุดไป่ตู้15
4.2.1缸筒组件
缸筒组件的其它几种连接方式如图4-9所示。图4-9 （a）、（b）、(c)所示分别为法兰连接、半环连接和螺 纹连接。
(a)
(b)
液压缸结构及原理
a)
b)
图4-4 柱塞缸 a)单向液压驱动 b)双向液压驱动 1－柱塞 2－缸筒 3－工作台
第４章
液压缸
第４章
液压缸
第４章
液压缸
柱塞缸产生的推力F和运动速度v分别为
F
4
d2p
(4-10)
4q v d 2
式中 A ——柱塞缸的有效工作面积，A=πd2/4； p ——液压缸的进油压力； d ——柱塞的直径； F ——液压缸的推力； v ——液压缸的运动速度； q ——输入液压缸的流量。
第４章
液压缸
第４章
液压缸
⑶ 双杆活塞缸的推力及速度的计算，一般情况下两个活塞杆的直径相 等，当液压缸一腔进油而另一腔回油时，两个方向的运动速度和推力 是相等的。当油液的输入流量为q、输入压力为p1和输出压力为p2时， 液压缸的推力F和速度v分别为：
F p1 p 2 A
v
q 4q A D2 d 2
(4-11)
第４章
液压缸
4.1.3 摆动式液压缸
摆动式液压缸又称为摆动式液压马达，其输出运动为摆动运动，输出 参数为转矩和角速度。如图4-5所示，其主要由缸筒1、叶片轴2、定位块3 和叶片4等组成。 图4-5a为单叶片式摆动缸，其摆动角度可达300°。它的理论输出转 矩T和角速度ω分别为：
T=
b 2 2 R2 R1 p1 p 2 2
b)
c)
图4-3 单杆活塞缸
a)无杆腔进油 b)有杆腔进油 c)差动连接
第４章
液压缸
第４章
液压缸
第４章
液压缸
第４章
液压缸
⑵ 有杆腔进油 ，如图4-3b所示，液压油从有杆腔进入，其压力为p1、流 量为q，无杆腔回油，其压力为p2，推动活塞向左运动。则液压缸产生的 推力F2和速度v2为：
第4章-液压缸-用.
＝b(D8q2－ vd2 ) b—叶片宽度；D—缸体内径；d—摆动轴直径
2.双叶片式摆动缸 在径向尺寸和工作压力相同的条件下，是单叶片式摆动缸输出转矩 的2倍，但回转角度相应减少，一般不超过150°。
特点和应用： 结构紧凑、输出转矩大，但密封困难。 一般只用于中、低压系统中的往复摆动， 转位或间歇运动的场合。 如：机床回转夹具、送料装置等。
1A 2
18 0
A 1
1 0 0
2.速度计算
缸1 q v1A1
v1A q11 1 0 6 0 1 1 0 0 341.6m/m in
缸2 q1出v1A2 q2进 v2A1
v 2 v 1 A A 1 2 A A 1 2v 1 1 8 0 0 0 1 .6 m /m in 1 .2 8 m /m in
（3）柱塞重量往往比较大，水平放置时容易因自重而下 垂，造成密封件和导向件单边磨损，故柱塞式液压缸垂直使 用较为有利；
（4）当柱塞行程特别长时，仅靠导向套导向不够，可在 缸筒内设置各种不同形式的辅助支承，起到辅助导向的作用。
推力Ｆ F＝pA＝ｐ４ ｄ２
速度ｖ ｖ＝q＝ 4q A d2
2.应用 柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒 内孔不需精加工，甚至可以不加工。 运动时由缸盖上的导向套来导向，所以它特别适用在行程 较长的场合。
三、摆动式液压缸 摆动式液压缸是输出转矩并实现往复摆动的执行元件。 当通入压力油时，它的主轴能输出小于3600的摆动运动。
单叶片式 双叶片式
1-定子块；2-缸体；3-摆动轴；4-叶片
1.单叶片式摆动缸
当摆动缸进出油口压力为ｐ1和ｐ2，输入流量为 ｑ时，输出转矩Ｔ和角速度ω各为
T＝ b 8(D2－ d2)(p1－ p2)m
2.双叶片式摆动缸 在径向尺寸和工作压力相同的条件下，是单叶片式摆动缸输出转矩 的2倍，但回转角度相应减少，一般不超过150°。
特点和应用： 结构紧凑、输出转矩大，但密封困难。 一般只用于中、低压系统中的往复摆动， 转位或间歇运动的场合。 如：机床回转夹具、送料装置等。
1A 2
18 0
A 1
1 0 0
2.速度计算
缸1 q v1A1
v1A q11 1 0 6 0 1 1 0 0 341.6m/m in
缸2 q1出v1A2 q2进 v2A1
v 2 v 1 A A 1 2 A A 1 2v 1 1 8 0 0 0 1 .6 m /m in 1 .2 8 m /m in
（3）柱塞重量往往比较大，水平放置时容易因自重而下 垂，造成密封件和导向件单边磨损，故柱塞式液压缸垂直使 用较为有利；
（4）当柱塞行程特别长时，仅靠导向套导向不够，可在 缸筒内设置各种不同形式的辅助支承，起到辅助导向的作用。
推力Ｆ F＝pA＝ｐ４ ｄ２
速度ｖ ｖ＝q＝ 4q A d2
2.应用 柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒 内孔不需精加工，甚至可以不加工。 运动时由缸盖上的导向套来导向，所以它特别适用在行程 较长的场合。
三、摆动式液压缸 摆动式液压缸是输出转矩并实现往复摆动的执行元件。 当通入压力油时，它的主轴能输出小于3600的摆动运动。
单叶片式 双叶片式
1-定子块；2-缸体；3-摆动轴；4-叶片
1.单叶片式摆动缸
当摆动缸进出油口压力为ｐ1和ｐ2，输入流量为 ｑ时，输出转矩Ｔ和角速度ω各为
T＝ b 8(D2－ d2)(p1－ p2)m
第三节液压缸的典型结构
第三节 主讲老师:臧红彬
第三节 液压缸的典型结构 1 2 3 4
结构举例 液压缸共性结构
液压缸缓冲
液压缸排气
第三节 液压缸的典型结构
结构举例
缸体组件 包括缸筒、缸盖、缸底等零件 活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件 密封装置 活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封 缓冲装置 13 14 15161718 19 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 排气装置 A
d
液压缸共性结构
缸体与缸盖连接 活塞与活塞杆连接
常见连接方式有法兰连接式、 半环连接式 、螺纹连接式 、拉 杆连接式 、焊接式连接等
常见的有一体式、锥销式ห้องสมุดไป่ตู้接外、 还有螺纹式连接和半环式连接等 多种型式
液压缸缓冲
间隙缓冲 可调缓冲 卸载缓冲
液压缸缓冲
液压缸排气 排气阀排气、排气塞排气、进出油口排气
D D1
20 21
22
1—螺钉 2—缸底 3—弹簧卡圈 4—挡环 5—卡环（由2个半圆组成） 6—密封圈 7—挡圈 8—活塞 9—支承环 10—活塞与活塞杆之间的密封圈 11—缸筒 12—活塞杆 13—导向套 14—导向套和缸筒之间的密封圈 15—端盖 16—导向套和活塞杆之间的密封圈 17—挡圈 18—锁紧螺钉 19—防尘圈 20—锁紧螺母 21—耳环 22—耳环衬套圈
第二节 典型液压缸结构
（a）法兰连接式 （b）半环连接式 （c）螺纹连接式
（d）拉杆连接式
（e）焊接连接式
图4-10 缸筒与缸盖结构 1—缸盖 2—缸筒 3—压板 4—半环 5—防松螺帽 6—拉杆
2. 活塞组件（活塞和活塞杆）
活塞受油压的作用在缸筒内作往复运动，因此，活塞必
须具备一定的强度和良好的耐磨性。活塞一般用铸铁制造。
(a) 圆柱形环隙式; (b) 可变节流槽式;
(c)可调节流孔式
(a)圆柱形环隙式;(b)圆锥形环隙式; (c)可变节流槽式;(d)可调节流孔式
5.排气装置
在安装过程中或停止工作一段时间后，空气将侵 入液压系统内。缸筒内如存留空气，将使液压缸在低 速时产生爬行、颤抖等现象，换向时易引起冲击，因 此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。一 般双作用式液压缸不设专门的放气孔，而是将液压油 出入口布置在前、后端盖的最高处。大型双作用式液 压缸则必须在前、后端盖设放气栓塞。对于单作用式 液压缸，液压油出入口一般设在缸筒底部，放气栓塞 一般设在缸筒的最高处。
活塞杆处密封圈磨损严重或 损坏
运动部件 产生爬行 活塞杆液压缸端盖密封圈压 得太死
调整压盖螺钉或更换密封圈
调整压盖螺钉（不漏油即可）
液压缸中进入空ห้องสมุดไป่ตู้未排净
活塞杆与运动部件连接不牢 固
利用排气装置排气，无排气装置可在 空载下反复动作若干次
检查并紧固连接螺栓 在油路上设背压阀 进行检修和调整
运动部件 换向有冲击 不在缸端部换向，缓冲装置 不起作用 冲击声 液压缸缓冲装置失灵
第二节 典型液压缸结构
下图所示为双作用单活塞杆式液压缸的结构图,它主 要由缸筒1、活塞2、活塞杆3、端盖4、密封件5等组成,缸 筒1、活塞2、端盖4及密封件5共同形成密闭工作容腔。液 压缸有杆腔和无杆腔的油液由活塞和密封件隔开、密封。
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4.2
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19
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图4-8
17
16
15
4.2.1缸筒组件 缸筒组件的其它几种连接方式如图4-9所示。图4-9 （a）、（b）、(c)所示分别为法兰连接、半环连接和螺 纹连接。
(a)
(b)
图4-9
(c)
4.2.2 活塞组件 图4—10所示是活塞组件的几种常见结构形式。
4 3 2 1 5
(a) 10 8 7 6
2
3
遥控口 K
11
10
9 8
4
5 6 7
P K
T (a)
进油口ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱP
出油口 T
(b)
图5-3
5
6
7
8
4 3 9 10 11
遥控口
2
P
1
图5-4
T
与三节同心式结构相比，二节同心式结构的特点是： 1）主阀芯的圆柱导向面和圆锥面与阀套的内圆柱面和 阀座有同心度要求，与先导阀座无配合，故结构简单， 加工和装配方便。 2）过流面积大，在相同流量的情况下，主阀开启度小； 或者在相同开启情况下，其通流能力大。 3）主阀芯与阀套可通用化，便于批量生产。
液压缸的典型结构 图4—8所示为拉杆式单杆活塞缸的典型结构。根据图4 一8所示液压缸各部分的结构特点及功用，可将其划分为缸 筒组件、活塞组件、液压缸的密封、液压缸的排气装置和制 动缓冲装置等几个部件，其它种类的液压缸也不外乎是由这 几个部件组成。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I 11 12 13 14 I
4
5
6
7
P P
T T (a) 1 T 2 (c) A A A
P 3
T
P
A (b)
图5-2
2．先导式溢 流阀 先导式溢流阀 是由先导阀和主 阀两部分组成。 先导式溢流阀有 多种结构，较常 见的结构型式有 三节同心式和二 节同心式。 三节同心式 和二节同心式溢 流阀的结构如图 5-3和图5-4所示。
1
3）卸荷压力 当先导式溢流阀的远程 控制口 K 与油箱相连，即 p 卸荷时，额定流量下溢流 p 阀进、出油口的压力差称 s p k' 为卸荷压力。 pk 4 ）最大允许流量和最 p B 小稳定流量 溢流阀的最大允许流量 为其额定流量。溢流阀的 最小稳定流量取决于它对 0 压力平稳性的要求，一般 规 定 为 额 定 流 量 的 15% 。
5.1.3 液压阀的性能参数 各种不同的液压阀有不同的性能参数，其共同的性能参 数如下： 1．公称通径 公称通径代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流 量。与阀进出油口相连接的油管规格应与阀的通径相一致。 阀工作时的实际流量应小于或等于其额定流量，最大不得 大于额定流量的1.1倍。 2．额定压力 液压阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀， 实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀，实 际最高压力还可能受其功率极限的限制。
5.1.2 液压阀的分类 液压阀的分类方法很多，以至于同一种阀在不同的场合， 因其着眼点不同有不同的名称。下面介绍几种不同的分类方 法。 1、按功用分类 根据在液压系统中的功用可分为：压力控制阀、流量控 制阀和方向控制阀。 2 、根据控制方式分类 根据液压阀的控制方式分为：定值或开关控制阀、电液 比例阀、伺服控制阀和数字控制阀 。 3、根据阀芯的结构形式分类 根据阀芯的结构形式分为：滑阀(或转阀)类、锥阀类。此 外，还有喷嘴挡板阀类和射流管阀。 4、根据连接和安装型式不同分类 根据连接和安装型式不同分为：管式阀、板式阀、叠加 式阀和插装式阀。
5.1.4 对液压阀的基本要求 液压系统对液压阀的基本要求为： 1．动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小，噪声小， 使用寿命长。 2．流体通过液压阀时压力损失小；阀口关闭时，密封性 能好，内泄漏小，无外泄漏。 3．所控制的参量（压力或流量）稳定，受外部干扰时变 化量小。 4．结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性 好。 5.2 压力控制阀 压力控制阀（简称压力阀）是用来控制液压系统中的 油液压力或通过压力信号实现控制的阀类，包括溢流阀、 减压阀、顺序阀和压力继电器等。
(b) 11 12
9
(c)
图4-10
(d)
4.2.3液压缸的密封 液压缸的密封是指活塞、活塞杆和端盖等处的密封，是 用来防止液压缸内部(活塞与缸筒内孔的配合面)和外部的泄 漏。以下简要介绍液压缸中常见的密封形式。
A A
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0.3
(a)
图4-11
(b)
图4-12
(a)
(b)
防尘圈
(c)
图4-13
二、溢流阀的性能指标 溢流阀的性能包括静态性能和动态性能。静态性能是指 溢流阀在稳定工况时的性能；动态性能是指溢流阀在瞬态 工况时的性能。 1、静态性能指标 1）压力调节范围 压力调节范围是指调压弹簧在规定的 范围内调节时，系统压力能平稳地上升或下降，且压力无 突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。高压溢流阀为 改善调节性能，一般通过更换四根自由高度、内径相同而 刚度不同的弹簧实现0.6~8 MPa，4~16 MPa，8~20MPa， 16~32 MPa四级调压。 2）启闭特性 启闭特性是指溢流阀在稳态情况下从开 启到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间 的关系。一般用溢流阀稳定工作时的压力－流量特性来描 述，如图5-5所示。图中ps为溢流阀的调定压力，pk、p′k分 别为直动式溢流阀和先导式溢流阀的开启压力。
T
P
S
g f (a)
图 5-1
c 8 (b)
T
直动式溢流阀一般 用于压力小于2.5 MPa 的小流量场合。直动 式溢流阀采取适当的 措施也可用于高压大 流量。例如，德国 Rexroth公司开发的通 径为6~20 mm、压力 为40~63 MPa，通径 为25~30 mm、压力 为31.5 MPa的DBD型 直动式溢流阀，最大 流量可达330 L/min。 其中较为典型的锥阀 式结构如图5-2(a)所示， 图5-2(b)为锥阀式结 构的局部放大图。
5.2.1 溢流阀 一、溢流阀的结构和工 作原理 常用的溢流阀按其结构 形式可分为直动式和先导 式两类。 1．直动式溢流阀 直动式溢流阀是依靠 系统中的压力油直接作用 在阀芯上与弹簧力等相平 衡，以控制阀芯的启闭动 作。图5-1所示为直动式溢 流阀的结构及图形符号。
1 2 3 4 5 L 6 e 7 P
先导式
直动式开启
直动式闭合
qn
图5-5
q
(d)
4.2.4 液压缸的排气装置 液压系统中混入空气后，会影响液压缸运动的平稳性， 如低速运动时易爬行，启动时出现冲击、振动和噪声，换向 精度降低等，压力过大时还会产生绝热压缩而造成局部高温。 因此在设计和使用液压缸时，必须考虑空气的排除。
图4-14
4.2.5液压缸的制动和缓冲 制动和缓冲结构主要有环状间隙式、可调流量式和 可变节流式等。图 4—15 （ a ）所示是一种环状间隙式缓 冲装置。环状间隙缓冲装置的凸台，也可以制成园锥形， 如图4—15（b）所示。图4—16所示是一种可调流量式缓 冲装置。图4一17所示为可变节流式缓冲装置。
δ
δ
(a)
图4-15
(b)
α
A向
A
图4-17
1
v
2
图4-16
第五章 液压控制阀 液压控制阀（以下简称液压阀）是液压系统中的控制元 件，用来控制液压系统中流体的压力、流量及流动方向， 从而使之满足各类执行元件不同的动作要求。 5.1 液压阀概述 5.1.1 液压阀的基本结构及工作原理 液压阀的基本结构主要包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀 体内作相对运动的装置。阀芯的主要形式有滑阀、锥阀和 球阀；阀体上除有与阀芯配合的阀体孔或阀座孔外，还有 外接油管的进出油口；驱动阀芯在阀体内作相对运动的装 置可以是手调机构，也可以是弹簧或电磁铁，有些场合还 采用液压力驱动。 在工作原理上，液压阀是利用阀芯在阀体内的相对运 动来控制阀口的通断及开口的大小，来实现压力、流量和 方向控制。液压阀工作时，所有阀的阀口大小，阀进、出 油口间的压差以及通过阀的流量之间的关系都符合孔口流 量公式（q=KA· Δpm）。
4.2
21
20
19
18
图4-8
17
16
15
4.2.1缸筒组件 缸筒组件的其它几种连接方式如图4-9所示。图4-9 （a）、（b）、(c)所示分别为法兰连接、半环连接和螺 纹连接。
(a)
(b)
图4-9
(c)
4.2.2 活塞组件 图4—10所示是活塞组件的几种常见结构形式。
4 3 2 1 5
(a) 10 8 7 6
2
3
遥控口 K
11
10
9 8
4
5 6 7
P K
T (a)
进油口ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱP
出油口 T
(b)
图5-3
5
6
7
8
4 3 9 10 11
遥控口
2
P
1
图5-4
T
与三节同心式结构相比，二节同心式结构的特点是： 1）主阀芯的圆柱导向面和圆锥面与阀套的内圆柱面和 阀座有同心度要求，与先导阀座无配合，故结构简单， 加工和装配方便。 2）过流面积大，在相同流量的情况下，主阀开启度小； 或者在相同开启情况下，其通流能力大。 3）主阀芯与阀套可通用化，便于批量生产。
液压缸的典型结构 图4—8所示为拉杆式单杆活塞缸的典型结构。根据图4 一8所示液压缸各部分的结构特点及功用，可将其划分为缸 筒组件、活塞组件、液压缸的密封、液压缸的排气装置和制 动缓冲装置等几个部件，其它种类的液压缸也不外乎是由这 几个部件组成。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I 11 12 13 14 I
4
5
6
7
P P
T T (a) 1 T 2 (c) A A A
P 3
T
P
A (b)
图5-2
2．先导式溢 流阀 先导式溢流阀 是由先导阀和主 阀两部分组成。 先导式溢流阀有 多种结构，较常 见的结构型式有 三节同心式和二 节同心式。 三节同心式 和二节同心式溢 流阀的结构如图 5-3和图5-4所示。
1
3）卸荷压力 当先导式溢流阀的远程 控制口 K 与油箱相连，即 p 卸荷时，额定流量下溢流 p 阀进、出油口的压力差称 s p k' 为卸荷压力。 pk 4 ）最大允许流量和最 p B 小稳定流量 溢流阀的最大允许流量 为其额定流量。溢流阀的 最小稳定流量取决于它对 0 压力平稳性的要求，一般 规 定 为 额 定 流 量 的 15% 。
5.1.3 液压阀的性能参数 各种不同的液压阀有不同的性能参数，其共同的性能参 数如下： 1．公称通径 公称通径代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流 量。与阀进出油口相连接的油管规格应与阀的通径相一致。 阀工作时的实际流量应小于或等于其额定流量，最大不得 大于额定流量的1.1倍。 2．额定压力 液压阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀， 实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀，实 际最高压力还可能受其功率极限的限制。
5.1.2 液压阀的分类 液压阀的分类方法很多，以至于同一种阀在不同的场合， 因其着眼点不同有不同的名称。下面介绍几种不同的分类方 法。 1、按功用分类 根据在液压系统中的功用可分为：压力控制阀、流量控 制阀和方向控制阀。 2 、根据控制方式分类 根据液压阀的控制方式分为：定值或开关控制阀、电液 比例阀、伺服控制阀和数字控制阀 。 3、根据阀芯的结构形式分类 根据阀芯的结构形式分为：滑阀(或转阀)类、锥阀类。此 外，还有喷嘴挡板阀类和射流管阀。 4、根据连接和安装型式不同分类 根据连接和安装型式不同分为：管式阀、板式阀、叠加 式阀和插装式阀。
5.1.4 对液压阀的基本要求 液压系统对液压阀的基本要求为： 1．动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小，噪声小， 使用寿命长。 2．流体通过液压阀时压力损失小；阀口关闭时，密封性 能好，内泄漏小，无外泄漏。 3．所控制的参量（压力或流量）稳定，受外部干扰时变 化量小。 4．结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性 好。 5.2 压力控制阀 压力控制阀（简称压力阀）是用来控制液压系统中的 油液压力或通过压力信号实现控制的阀类，包括溢流阀、 减压阀、顺序阀和压力继电器等。
(b) 11 12
9
(c)
图4-10
(d)
4.2.3液压缸的密封 液压缸的密封是指活塞、活塞杆和端盖等处的密封，是 用来防止液压缸内部(活塞与缸筒内孔的配合面)和外部的泄 漏。以下简要介绍液压缸中常见的密封形式。
A A
放大
60 °
0.3
(a)
图4-11
(b)
图4-12
(a)
(b)
防尘圈
(c)
图4-13
二、溢流阀的性能指标 溢流阀的性能包括静态性能和动态性能。静态性能是指 溢流阀在稳定工况时的性能；动态性能是指溢流阀在瞬态 工况时的性能。 1、静态性能指标 1）压力调节范围 压力调节范围是指调压弹簧在规定的 范围内调节时，系统压力能平稳地上升或下降，且压力无 突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。高压溢流阀为 改善调节性能，一般通过更换四根自由高度、内径相同而 刚度不同的弹簧实现0.6~8 MPa，4~16 MPa，8~20MPa， 16~32 MPa四级调压。 2）启闭特性 启闭特性是指溢流阀在稳态情况下从开 启到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间 的关系。一般用溢流阀稳定工作时的压力－流量特性来描 述，如图5-5所示。图中ps为溢流阀的调定压力，pk、p′k分 别为直动式溢流阀和先导式溢流阀的开启压力。
T
P
S
g f (a)
图 5-1
c 8 (b)
T
直动式溢流阀一般 用于压力小于2.5 MPa 的小流量场合。直动 式溢流阀采取适当的 措施也可用于高压大 流量。例如，德国 Rexroth公司开发的通 径为6~20 mm、压力 为40~63 MPa，通径 为25~30 mm、压力 为31.5 MPa的DBD型 直动式溢流阀，最大 流量可达330 L/min。 其中较为典型的锥阀 式结构如图5-2(a)所示， 图5-2(b)为锥阀式结 构的局部放大图。
5.2.1 溢流阀 一、溢流阀的结构和工 作原理 常用的溢流阀按其结构 形式可分为直动式和先导 式两类。 1．直动式溢流阀 直动式溢流阀是依靠 系统中的压力油直接作用 在阀芯上与弹簧力等相平 衡，以控制阀芯的启闭动 作。图5-1所示为直动式溢 流阀的结构及图形符号。
1 2 3 4 5 L 6 e 7 P
先导式
直动式开启
直动式闭合
qn
图5-5
q
(d)
4.2.4 液压缸的排气装置 液压系统中混入空气后，会影响液压缸运动的平稳性， 如低速运动时易爬行，启动时出现冲击、振动和噪声，换向 精度降低等，压力过大时还会产生绝热压缩而造成局部高温。 因此在设计和使用液压缸时，必须考虑空气的排除。
图4-14
4.2.5液压缸的制动和缓冲 制动和缓冲结构主要有环状间隙式、可调流量式和 可变节流式等。图 4—15 （ a ）所示是一种环状间隙式缓 冲装置。环状间隙缓冲装置的凸台，也可以制成园锥形， 如图4—15（b）所示。图4—16所示是一种可调流量式缓 冲装置。图4一17所示为可变节流式缓冲装置。
δ
δ
(a)
图4-15
(b)
α
A向
A
图4-17
1
v
2
图4-16
第五章 液压控制阀 液压控制阀（以下简称液压阀）是液压系统中的控制元 件，用来控制液压系统中流体的压力、流量及流动方向， 从而使之满足各类执行元件不同的动作要求。 5.1 液压阀概述 5.1.1 液压阀的基本结构及工作原理 液压阀的基本结构主要包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀 体内作相对运动的装置。阀芯的主要形式有滑阀、锥阀和 球阀；阀体上除有与阀芯配合的阀体孔或阀座孔外，还有 外接油管的进出油口；驱动阀芯在阀体内作相对运动的装 置可以是手调机构，也可以是弹簧或电磁铁，有些场合还 采用液压力驱动。 在工作原理上，液压阀是利用阀芯在阀体内的相对运 动来控制阀口的通断及开口的大小，来实现压力、流量和 方向控制。液压阀工作时，所有阀的阀口大小，阀进、出 油口间的压差以及通过阀的流量之间的关系都符合孔口流 量公式（q=KA· Δpm）。