液压控制元件及辅件
液压与气压传动液压辅助元件详解
1、密封件 2、滤油器 3、蓄能器 4、油箱及热交换器 5、其他辅件
密封件
静密封
分类
非金属静密封
橡胶-金属复合静密封 金属静密封 液态密封垫
非接触式密封\间隙密封
自封式压紧型密封
动密封
接触式密封
自封式自紧型密封(唇形密 封)
活塞环 旋转轴油封 液压缸导向支承件 液压缸防尘圈
其他
主要密封件
O形橡胶密封圈 橡胶垫片
聚四氟乙烯生料带 组合密封垫圈 金属垫圈
空心金属O形密封圈 密封胶
利用间隙\迷宫\阻尼等 O形橡胶密封圈 同轴密封圈 异形密封圈 其他 Y形密封圈 V形密封圈 组合式U形密封圈
星形和复式唇密封圈 带支承环组合双向密封圈
其他 金属活塞环
油封 导向支承环
防尘圈 其他
1、O型密封圈：O形封圈是一种截面为圆形的橡胶圈，如图所示。其材料主 要为丁腈橡胶或氟橡胶。O形密封圈是液压传动系统中使用最广泛的一种密 封件。它主要用于静密封和往复运动密封。其使用速度范围一般为 0.005~0.3m/s。用于旋转运动密封时，仅限于低速回转密封装置。
4.其他 如 抗腐蚀性 耐久性 结构 安装 维护 价格
四、滤油器的安装位置
1、滤油器安装于液压泵吸油口。
可避免大颗粒的杂质进入液压泵，一般采用过滤精度较低的网式滤油器。
2、滤油器安装于液压泵压油口。
器能耐高压。
3、滤油器安装于回油管路。
使油箱中的油液得到净化。此种滤油器壳体的耐压性能可较低。
（a）支撑环；（b）密封环；（c）压环
4、组合式密封装置
组合式密封件由两个或两个以上元件组成。一部分是润滑性能好、摩擦因数 小的元件；另一部分是充当弹性体的元件，从而大大改善了综合密封性能。
液压辅助元件
21
图3－18 滤油器的安装位置
22
3．3．3 空气滤清器 为防止灰尘进入油箱，通常在油箱的上方通气孔装有空气
滤清器。有的油箱利用此通气孔当作注油口，如图3－19所示为 带注油口的空气滤清器。对空气滤清器的容量要求是，当液压 系统达到最大负荷状态时，仍能保持大气压力的程度。
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图3－19 带注油口的空气滤清器 (a)外观；(b)结构；(c)职能符号
51
思考题与习题
8
图3－14 配油管的安装及尺寸
9
4)附设装置 为了监测液面，油箱侧壁应装油面指示计。为了检测油温， 一般在油箱上装温度计，且温度计直接浸入油中。在油箱上亦 装有压力表，可用以指示泵的工作压力。
10
3．3．2 滤油器 1．滤油器的结构 滤油器(filter)一般由滤芯(或滤网)和壳体构成。其通流面积
44
管路内径的选择主要考虑降低流动时的压力损失。对于高 压管路，通常流速在3～4 m/s范围内；对于吸油管路，考虑泵的 吸入和防止气穴，通常流速在0.6～1.5 m/s范围内。
在装配液压系统时，油管的弯曲半径不能太小，一般应为 管道半径的3～5倍。应尽量避免小于90°弯管，平行或交叉的 油管之间应有适当的间隔，并用管夹固定，以防振动和碰撞。
33
图3－22 冷却溢流阀流出来的油的回路
34
图3－23 冷却器装在回油侧的回路
35
图3－24 独立冷却回路
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4．油冷却器的冷却水 为防止冷却器累积过多的水垢而影响热交换效率，可在冷 却器内装一滤油器。冷却水要采用清洁的软化水。
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3．3．5 蓄能器 1．蓄能器(accumulators)的功用 蓄能器是液压系统中一种储存油液压力能的装置。其主要
液压系统的辅助配件
液压系统的辅助配件液压系统是现代工业中最常用的动力传动和控制系统之一。
为了使液压系统能够更好地运行和实现各项任务，一些辅助配件在系统中起着重要的作用。
1. 液压过滤器液压过滤器是液压系统中不可或缺的辅助配件。
它主要用于去除液压油中的杂质和污染物，以保证液压系统的正常运行。
液压过滤器可以分为粗滤器、细滤器和精密滤器等不同类型，根据液压系统的需要选择合适的过滤器。
2. 液压油箱液压油箱是液压系统的储油器，用于存储液压油并冷却油温。
它通常包括进气口、油位表、过滤器和油温控制器等部分。
正确选择和使用液压油箱能够延长液压系统的使用寿命，并保证系统的正常运行。
3. 液压密封件液压密封件用于保持液压系统中的密封性能。
它可以防止油液泄漏和杂质进入系统，确保系统的工作稳定性。
液压密封件的种类繁多，根据液压系统的不同部位选择合适的密封件。
4. 液压计液压计是用于测量液压系统中的压力和流量的仪器。
通过监测液压系统的压力和流量，可以及时了解系统的工作状态并进行调整。
液压计有压力表和流量计两种类型，根据不同的需要选择合适的液压计进行使用。
5. 液压控制阀液压控制阀用于控制液压系统中的流量、压力和方向。
它是液压系统中实现自动或手动控制的重要部件。
液压控制阀有单向阀、溢流阀、节流阀等多种类型，根据液压系统的要求选择相应的控制阀。
以上是液压系统中常见的辅助配件，它们在液压系统的运行过程中起着重要的作用。
合理选择和使用这些辅助配件能够提高液压系统的工作效率，延长系统的使用寿命，并确保系统的安全性。
液压辅助元件
液压辅助元件液压辅助元件是液压系统的重要组成部分，主要包括管件、密封件、过滤器、蓄能器、油箱、热交换器和压力表开关等。
液压辅助元件的正确选择和合理使用对保证液压系统的工作可靠性和稳定性具有非常重要的作用。
1、蓄能器蓄能器是液压系统中的储能元件，其主要功用有：①辅助动力源②应急动力源③系统保压④吸收冲击压力或脉动压力蓄能器主要有重锤式、弹簧式和充气式三类。
常用的是充气式蓄能器，它又可分为气瓶式、活塞式和气囊式3种。
充气式蓄能器应垂直安装，使油口向下；吸收冲击压力和脉动压力的蓄能器应尽可能安装在振源附近；蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，供充气、检修时使用。
2、密封装置密封装置的功用在于防止液压元件和液压系统中油液的内泄漏和外泄漏，以保证建立起必要的工作压力，并防止外泄漏的油液污染环境，以及避免工作油液的浪费。
密封装置的密封方式有：间隙密封、密封件密封和组合密封。
对密封装置的要求是：①在一定的压力和温度范围内具有良好的密封性能；②运动件之间因密封装置而引起的摩擦力要小，摩擦系数要稳定；③抗腐蚀能力强，不易老化，寿命长，耐磨性好，磨损后能自动补偿；④结构简单，装拆方便，成本低。
过滤器的功用是过滤油液中的各种杂质，以保持工作油液的清洁，保证液压系统的正常工作。
过滤器按过滤精度不同，分为粗过滤器和精过滤器两种；按滤芯材料和结构形式的不同，可分为网式、线隙式、纸芯式、烧结式和磁性式等；按过滤方式不同可分为表面型、深度型和中间型过滤器三类。
对过滤器的要求：①具有较高的过滤性能，使过滤精度满足系统的要求；②能在较长的时间内保持足够的通流能力，即通油性能好；③过滤材料要有一定的强度，不致因压力油的作用而损坏；④滤芯抗腐蚀性能要好，能在规定的温度下持久地工作；⑤滤芯的清洗或更换要方便。
过滤器的安装位置有：液压泵的吸油路、液压泵的压油路、系统回油路、系统支路、重要元件之前和独立过滤系统。
4、油箱油箱在液压系统中的功用是储存油液，散发油液中的热量，分离油液中的气体和沉淀油液中的杂质等。
液压系统的辅助元件
液压系统的辅助元件液压系统的辅助元件包括密封件、油管及管接头、滤油器、储能器、油箱及附件、热交换器。
辅助元件特点：（1）数量大（如油管及管接头）、（2）分布广（如密封件）、（3）影响大（如六油器、密封件）。
从液压系统工作原理来看，辅助元件只起辅助作用，但从保证系统完成任务方面看，却分常重要，选用不当会影响系统寿命、甚至无法工作。
一、密封件（在液压系统中起密封作用的元件）密封是防止工作介质泄漏和外界灰尘、异物入侵的主要方法内泄指元件内部各油腔间的泄漏，它会降低液压系统的容积效路、严重时使系统建立不起压力而无法工作。
外泄指油液泄漏于元件的外部、造成工作介质浪费并污染周围物件和环境，影响系统工作。
尘物入侵会引起或加剧元件磨损，加大泄漏。
1、密封的分类：1）按密封原理分：间隙密封和按触密封两大类。
间隙密封是利用运动件之间的微小间隙起密封作用。
如：泵、马达的柱塞与柱塞孔、阀体与阀芯之间的密封。
接住密封是靠密封件在装配时的予压缩力和工作时密封件在油压力作用发生弹性变形所产生的弹性按触力来实现，很广泛。
2）按触密封件的运动特性分：固定密封和动密封。
固定密封指用于固定件之间的密封，动密封指用于有相对运动的零件之间的密封。
2、常用的密封元件：常用的密封元件以其断形状命名，有O形、Y 形、小Y形、U形、J形、L形等，除O形外，其他均为唇形密封件，此外还有活塞环、密封垫、密封胶等其他密封件。
二、油管及管接头油管用来保证液压系统工作液体的循环和能量的传输，管接头把油与油管或油管与油管连接起来，构成管路系统。
它们应有足够的强度、良好的密封性、小的压力损失及拆装方便。
1、油管的种类（按材料分类）1）无缝钢管：耐油性、抗腐蚀交好，抗高压、变形小，应用于中高压系统。
有冷拔、热轧两种。
2）橡胶软管：分低压软管和高压软管（加有钢丝编制层350-400kg/cm）。
能吸收液压系统的冲击和振动，装配方便。
3）紫铜管：管壁光滑、阻力小，只适用于中、低压系统油路（小于50 kg/cm），通常只限于做仪表和控制装置的油管。
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
常用液压元件的结构及原理分析(图文讲解)
液压传动的定义
那么，到底什么是液压传动呢？ ?
液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介
质，通过驱动装置将原动机的机械能转换为液压 的压力能，然后通过管道、液压控制及调节装置 等，借助执行装置，将液体的压力能转换为机械 能，驱动负载实现直线或回转运动。
液压传动系统的组成
动力元件
传动介质 控制元件 辅助元件
执行元件
液压传动系统的组成
从上图可以看出，液压传动是以液体作为工作介质来进 行工作的，一个完整的液压传动系统由以下几部分组成：
（l）液压泵（动力元件）：是将原动机所输出的机械能 转换成液体压力能的元件，其作用是向液压系统提供压力油， 液压泵是液压系统的心脏。
齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机 械、工程机械和农林机械等各个行业。
齿轮泵按照其啮合形式的不同，有外啮合和内啮合两 种，外啮合齿轮泵应用较广，内啮合齿轮泵则多为辅助泵。
2．2．1 外啮合齿轮泵的结构及工作原理
•外啮合齿轮泵的工作原理； •排量、流量； •外啮合齿轮泵的流量脉动； •外啮合齿轮泵的问题和结构特点。
表5.1 不同的“通”和“位”的滑阀式换向阀 主体部分的结构形式和图形符号
名称
结构原理图
图形符号
二位二通
二位三通
二位四通
三位四通
表5.1中图形符号的含义如下：
• 用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几 “位”
• 方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向 不一定表示液流的实际方向
• 方框内符号“┻”或“┳”表示该通路不通 • 方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”
图5.11 普通单向阀
液压基础知识 液压元件简介讲解
液压泵的性能比较与选用（1）
性 能 种类 齿轮泵 内啮合齿轮泵
叶片泵 径向柱塞泵 斜轴泵 斜盘泵
额定压力 bar
最高300 最高300 最高70 最高100 350 450
额定转速 rpm
额定排量 cc
变量
500 - 6000 0.2 - 200 500 - 3000 3 - 250
1000 - 3000 0.5 - 100 1000 - 2000 5 - 100 500 - 3000 5 - 1000 500 - 3000 10 - 1000
液压基础知识
目录
一、液压系统组成简介 二、液压泵及液压马达简介 三、液压缸简介 四、控制阀简介 五、辅助元件简介 六、基本回路分析
一、液压系统基本组成简介
1. 动力装置：液压泵、防爆电机 2. 执行元件：液压马达、液压缸 3. 控制元件：方向阀、流量阀、压力阀 4. 辅助元件：过滤器、冷却器、油箱等。 5. 传动介质：液压油
符号
齿轮泵
液压泵
叶片泵
柱塞泵
7
液压泵分类
齿轮 叶片 柱塞
齿轮泵 螺杆泵 叶片泵 径向柱塞 轴向柱塞
外啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵
摆线泵 螺杆泵 单作用叶片泵 双作用叶片泵 活塞偏心式 轴偏心式 斜盘式 斜轴式
定量泵 定量泵 定量泵 定量泵 定量 / 变量 定量泵 定量 / 变量 定量 / 变量 定量 / 变量 定量 / 变量
开式回路
如左图。执行元件的速度（或转速 ）可以通过流量控制阀来调节。而 溢流阀可以防止系统过载，起安全 保护作用。
如右图。系统的动力元件换成了变 量泵，三位四通换向阀在中位时可 以使泵卸载。系统还加入了过滤器 、冷却器和其他辅助元件。
液压系统组成
垂，造成密封件和导向 单边磨损，故其垂直使用 更有利。
25
柱塞式液压缸
工作时柱塞总受 压，因而它必须 有足够的刚度
塞只靠缸套支承 而不与缸套 接触， 这样缸套极易加 工，故适于做 长 行程液压缸；
26
伸缩式液压缸
18
执行元件（液压油缸和液压马达）
19
常用的液压缸的分类 液压缸
活塞式 柱塞式 伸缩式 摆动式
20
活塞杆液压缸
单活塞杆液压缸只有 一端有活塞杆。是一 种单活塞液压缸。
双作用缸其两端进出 口油口A和B都可通压 力油或回油，以实现 双向运动，故称为双 作用缸。
活塞杆液压缸
单活塞杆液压缸
双作用缸
4
齿轮泵的原理图
在一个紧密配合的 壳体内相互啮合旋 转，这个壳体的内 部类似“8”字形， 两个齿轮装在里面， 齿轮的外径及两侧 与壳体紧密配合
5
齿轮泵的原理图
挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这
一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合
时排出
6
齿轮泵的特点
齿轮泵对油液的要求最低，最早的时候因 为压力低，所以一般用在低压系统中，先 随着技术的发展，压力可以做到25MPa左 右，常用在廉价工程机械和农用机械方面， 当然在一般液压系统中也有用的，但是他 的油液脉动大，不能变量，好处是自吸性 能好。
有单叶片和双叶片两种形式。 定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接
在一起。根据进油方向， 叶片将带动转子 作往复摆动。
29
液压马达的结构
30
第二节 小结
根据常用液压 1.活塞式
液压与气压传动 第5章液压辅助元件
1 p2
1/ n
1 p1
1
/
n
（6.3）
当蓄能器用于保压时，气体压缩过程缓慢，与
外界热交换得以充分进行，可认为是等温变化过程
这时取n=1；而当蓄能器作辅助或应急动力源时，释
放液体的时间短，热交换不充分，这时可视为绝热
过程，取n=1.4。
2. 作吸收冲击用时的容量计算
当蓄能器用于吸收冲击时，一般按经验公式计算缓冲 最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即
1 .冷却器
多管式冷却器
蛇形管冷却器
不论哪一类 的冷却器,都应安 装在压力很低或 压力为零的管路 上,这样可防止冷 却器承受高压且 冷却效果也较好.
2 .加热器
液压系统的加热一般采用电加热器，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。
油箱 电加热器
加热器的安装
5.4 管 件
V1 — 皮囊被压缩后相应于 p1 时的气体体积
p2 — 系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力
V2 — 气体膨胀后相应于 p2 时的气体体积
体积差 V V2 V1 为供给系统油液的有效体积，将 它代入式（6.1），使可求得蓄能器容量 V0 ，即
1
1
1
1
V0
P2 P0
n V2
P2 P0
V mq p
（5.5）
式中： V — 油箱的有效容量
q p — 液压泵的流量
m — 经验系数，低压系统：m=2~4，中压系统： m =5~7，中高压或高压系统：m =6~12
对功率较大且连续工作的液压系统，必要时还要进行 热平衡计算，以此确定油箱容量。
油箱设计注意事项:
（1） 泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可 能远些，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要 大于管径的2-3倍，以免吸空和飞溅起泡。吸油管端 部所安装的滤油器，离箱壁要有3倍管径的距离，以 便四面进油。回油管口应截成45斜角，以增大回截 面，并使斜面对着箱壁，以利散热和沉淀杂质。（2） 在油箱中设置隔板，以便将吸、回油隔开，迫使油液 循环流动，利于散热和沉淀。
【2019年整理】1液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成1动力元件2执行元件3控制元件4辅助元件
1液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成1动力元件2执行元件3控制元件4 辅助元件2答：液压传动的主要优点：在输出相同功率的条件下，液压转动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、并且反应快3是依据帕斯卡原理实现力的传递力4轴向柱塞泵：由于径向尺寸小，转动惯量小，所以转速高，流量大，压力高，变量方便，效率也较高；但结构复杂，价格较贵，油液需清洁，耐冲击振动性比径向柱塞泵稍差。
51.溢流阀是维持阀前的压力恒定的压力控制阀；2.减压阀是用节流的方法使出口低于进口压力并保持出口压力恒定的压力控制阀；3.顺序阀是进油压力达到预调值时，阀门开放使液流畅通6液压泵的特点 1具有若干密封且有可以周期性变化的空间 3 油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力 3 具有相应的配流装置7但叶片泵、四、名词解释1．帕斯卡原理（静压传递原理）（在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。
）2．系统压力（系统中液压泵的排油压力。
）3．运动粘度（动力粘度μ和该液体密度ρ之比值。
）4．液动力（流动液体作用在使其流速发生变化的固体壁面上的力。
）5．层流（粘性力起主导作用，液体质点受粘性的约束，不能随意运动，层次分明的流动状态。
）6．紊流（惯性力起主导作用，高速流动时液体质点间的粘性不再约束质点，完全紊乱的流动状态。
）7．沿程压力损失（液体在管中流动时因粘性摩擦而产生的损失。
）8．局部压力损失（液体流经管道的弯头、接头、突然变化的截面以及阀口等处时，液体流速的大小和方向急剧发生变化，产生漩涡并出现强烈的紊动现象，由此造成的压力损失）9．液压卡紧现象（当液体流经圆锥环形间隙时，若阀芯在阀体孔内出现偏心，阀芯可能受到一个液压侧向力的作用。
当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴在阀孔壁面上，产生卡紧现象。
）10．液压冲击（在液压系统中，因某些原因液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
液压系统的辅助元件
7-4-1-1 纸质滤油器（1）
滤芯由厚度为0.35～0.70mm的平纹或皱纹的木桨微孔滤纸做 成 当油液经过滤芯的微孔时就可截留油液中的杂质 过滤精度高，结构紧凑，重量轻 单纯的纸质滤芯要求纸质承压强度好 多安装在泵的吸油口 它抵抗流量脉动冲击能力差，很少用于主回路中 纸质加内衬圈滤芯 由金属网丝制成内衬 增强了滤芯的承压能力 因此这种滤器适用于中、低压液压系统
7-4-1-2 其它滤油器
(6)磁性滤油器 可以获得更为优越的过滤性能 结构简单(几块磁铁)，容易清洗及维护， 可用于高压侧 能满足多方面的要求，可和其它滤器 一起构成组合式滤器
7-4-1-2 其它滤油器
(7)纤维型过滤器 人造纤维、聚酯纤维、金属纤维的滤芯 过滤精度可达1～20m 一般用于要求过滤精度高、流量大的场合 特点是阻力小、结构紧、纳垢量大、许用压 差大和易于清洗
7-4-1-3 滤油器的选择和管理
应注意两端的压力降、通流能力、过滤 精度等 按通过最大流量时的工况 吸油管路滤油器的压力降原则上不应 大于0.015MPa 回油管路滤油器的压力降不应大于 0.03MPa 至于滤油器的过滤精度则应按被保护 元件的要求采确定
7-4-1-3 滤油器的选择和管理
油液的粘度 流阻随粘度的增加而增加 在冷态起动情况下 如果液体粘度太大，液体会使滤芯损坏或 破裂 在这种情况下必须用旁通阀进行循环，直 至液体的温度升高而粘度下降到正常值时 为止 细滤器常设有故障指示器和报警器 使滤油器得到及时维修和可靠工作
7-4-1-1 纸质滤油器（2）
纸质内外加衬圈滤芯 有三层 外层为粗眼骨架 中层为折叠成W形的滤纸 内层为金属编网，并与滤纸折成同样 形状 通过能力大，工作压力高(最高达 38MPa) 适宜安装在液压管路中的进油管
液压辅助元件
（2）系统保压或作紧急动力源
对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力旳 系统，可用蓄能器来补偿泄漏，从而使压力恒定。对某 些系统要求当泵发生故障或停电时，执行元件应继续完 毕必要旳动作时，需要有合适容量旳蓄能器作紧急动力 源。
（3）吸收系统脉动，缓解液压冲击
蓄能器能吸收系统压力突变时旳冲击，也能吸收液 压泵工作时旳流量脉动所引起旳压力脉动。
图4.7活塞式蓄能器 16
（2）皮囊式蓄能器
皮囊式蓄能器中气体 和油液用皮囊隔开。皮 囊用耐油橡胶制成，内 充入惰性气体，壳体下 端旳提升阀能预防皮囊 膨胀挤出油口。
3 充气阀
2 皮囊
1 壳体
提升阀
图4.8皮囊式蓄能器
17
图4.8 气囊式蓄能器 l——充气阀 2——气囊； 3——壳体； 4——菌形阀； 5——放气螺塞； 6——油口
4.1 滤油器
4.1.1 对过滤器旳要求
液压油中往往具有杂质，会造成液压元件相对运动表 面旳磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞。在系统中安装一定 精度旳滤油器，是确保液压系统正常工作旳必要手段。
过滤器旳过滤精度是指滤芯能够滤除旳最小杂质颗 粒旳大小，以直径d作为公称尺寸表示。按精度可分为粗 过滤器（d＜100）、普经过滤器(d＜10）、精过滤器（d ＜5）、特精过滤器（d＜1）。
n
V0
V
由上式得
V0
V
p2 p0
1/ n
1/ n
1
p2 p1
（4-2）
21
充气压力 p0 在理论上可与 p2 相等，但是为确保 在时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，则应使 p0< p2，一般 取 p0=（0.8~0.85）p2
V
V0
液压元件(液压泵、马达)
• 内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵， 且不适合高压工况。
1.3 柱塞泵
柱塞泵是通过柱塞在柱塞孔内往复运动时密封工作容 积的变化来实现吸油和排油的。柱塞泵的特点是泄漏小、 容积效率高，可以在高压下工作。 轴向柱塞泵可分为斜盘式和斜轴式两大类。
1.3.1 斜盘式轴向柱塞泵
斜盘1和配油盘4不动，传动轴5带动缸体3、柱塞2一起转动。 传动轴旋转时，柱塞2在其沿斜盘自下而上回转的半周内逐
1.1 液压泵、马达概述
机械损失 机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。 对液压泵来说，泵的驱动转矩总是大于其理论上需要的驱动 转矩，设转矩损失为 T f ，理论转矩为 Tt ，则泵实际输入转矩 为 T Tt T f ，用机械效率 m 来表征泵的机械损失，则
Tt T m
1.1 液压泵、马达概述
q (6.66 ~ 7) zm 2 bnv
上式是齿轮泵的平均流量。实际上，在齿轮啮合过 程中，排量是转角的周期函数，因此瞬时流量是脉动的。 脉动的大小用脉动率表示。
q q 若用 q max 、 min 来表示最大、最小瞬时流量， 0 表示 平均流量，则流量脉动率为
q max q min q0
T Tt m
1.1 液压泵、马达概述
马达的机械损失
T Tt m
液压马达的总效率等于其容积效率和机械效率的乘积。
v m
液压泵、马达的容积效率和机械效率在总体上与油液的 泄漏和摩擦副的摩擦损失有关。
1.2 齿轮泵
齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要优点是结构简 单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性好， 对油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺点是流量和压力 脉动大，噪声大，排量不可调。
液压电梯驱动系统主要部件
液压电梯驱动系统主要部件液压电梯的液压系统总是由以下5个部分组成的，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和传动介质组成。
1、动力元件液压电梯液压泵站是液压电梯的动力元件，它将电动机的机械能转换成液体的压力能，推动电梯上下运行。
液压电梯液压泵站由潜油电动机、控制阀组、螺杆泵、消声器、油箱等组成。
（1）潜油电动机液压电梯液压泵站通常用三相笼型浸油电动机，电动机直接与螺杆泵连接，浸没在液压液里，其结构简单体积小，质量轻，性能可靠，绝缘等级F。
（2）控制阀组控制阀组由截止阀、单向阀、方向阀（上行方向阀和下行方向阀）、溢流阀、手动泵、手动操作应急下降阀、压力表、最大压力限制开关、最小压力限制开关等组成。
通过电子反馈的方式实行对各阀的调控，即通过油温、油压、电子传感器及控制回路控制调节油阀的工作状态，使电梯运行的平层距离和总运行时间在油温和压力发生变化时得到有效控制。
手动操作应急下降阀即使在失电的情况下，允许使用该阀使轿厢向下运行至平层位置，疏散乘客。
手动泵是在紧急情况下，用人力驱动方式使轿厢能够向上移动。
（3）螺杆泵螺杆泵是目前国内液压电梯常用的液压泵，它依靠旋转的螺杆输送液体，是一种轴向流动的容积元件。
液压系统常用的螺杆泵为三螺杆泵，在壳体中有3根轴线平行的螺杆，在凸螺杆两边各有一根凹螺杆与之啮合，啮合线把螺旋槽分成若干密封容腔。
当主动螺杆（凸螺杆）带动从动螺杆（凹螺杆）转动时，被密封的容积带动液体沿轴向移动。
（4）消声器消声器是起吸收压力脉动及减小压力冲击的作用，它是螺杆泵与控制阀的连接件。
（5）油箱油箱用以贮存油液，以保证供给液压系统充分的工作油液，同时还具有散热、使渗入油液中的空气逸出及使油液中的污物沉淀等作用。
2、执行元件液压缸是将液压能转换为机械能、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。
它结构简单、工作可靠。
液压电梯最常用的是柱塞缸，其次是伸缩套筒缸或活塞缸。
其工作原理是：在缸筒固定时，由液压泵连续输入压力油，当油压足以克服柱塞上部的负载时，柱塞就开始运动。
《液压传动》液压辅助元件
6.1.2 蓄能器的类型及特点
3.充气体式蓄能器
(2) 活塞式蓄能器
结构特点：利用缸中浮动的活塞使气休和液压油 分隔开,比气瓶式彗能器多了一个活塞。 工作原理：活塞上部为压缩空气，经油孔通向系 统。活塞随下部液压油的储存和释放在缸筒内来 回滑动。 性能特点：结构简单，工作可靠，安装容易，维 修方便，寿命长。活塞惯性和摩擦力会影响蓄能 器动作的灵敏性，且活塞不能完全将气体和液压 油隔开，一旦磨损，会使气液混合。一般用于蓄 能或吸收压力脉动。
6.1.2 蓄能器的类型及特点
3.充气体式蓄能器
(3) 气囊式蓄能器
结构特点：液压油由皮囊隔开，皮囊用耐油橡 胶制成,固定在壳体上部。壳体下端的进油阀是 一个用弹簧加载的菌形阀。 工作原理：液压油通过进油阀进入蓄能器压缩 空气，气囊内的气体被压缩前储存能量。 性能特点：质量轻、尺寸小、易安装、维护方 便、惯性小、反应灵敏，但气囊制造困难。气 囊式蓄能器即可用于蓄能，又可用于缓和冲击 、吸收脉动，应用广泛。
6.1.4 蓄能器的使用和安装
蓄能器在安装时应注意下列问题: 1)蓄能器一般应垂直安装，油口向下。 2)必须用支架或支板将蓄能器固定，且安装位置便于俭查、维修， 并远离热源。 3)用作降低噪声、吸收脉动和冲击的蓄能器应尽可能靠近振源。 4)蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气或检修时用，与液压泵 之间应安装单向阀，防止油液倒流保护泵与系统。
6.2.2 滤油器的类型
3.金属烧结式过滤器
特征：滤芯是由颗粒状锡青铜粉末压 制后烧结而成,利用颗粒之间的微小间 隙过滤。
性能特点： 强度高，抗冲击性能好， 耐蚀性好，耐高温，过滤精度高，制 造简单；但易堵塞，难清洗，颗粒会 脱落。一般用于精密过滤。
6.2.2 滤油器的类型
常见的液压辅助部件
深度型：纸芯式过滤器（可滤去d ≥ 0.05～0.03mm颗粒，压力
损失约为0.08～0.4MPa）、烧结式过滤器（可滤去d ≥0.01～ 0.1mm颗粒，压力损失约为0.03～0.2MPa）。
之间应安装单向阀，防止泵停车或卸载时，蓄能器的压力油倒流 向泵。
安装在管路上的蓄能器必须用支架固定。 吸收冲击和脉动的蓄能器应尽可能安装在振源附近。
过滤器
• 过滤器的功用
滤
去油中杂质，维护油液清洁，
防止油液污染，保证系统正常
工作。
过滤器的分类
表面型：网式过滤器（可滤去d＞0.08～0.18mm颗粒，压力损失
冷却器：要求有足够的散热面积，散热效率高，压力损失小。
根据冷却介质不同有风冷式、水冷式和冷媒式三种。
加热器：有用热水或蒸气加热和用电加热两种方式。
管件
• 管件是用来连接液压元件、输送液压 油液的连接件。它应保证有足够的强 度，没有泄漏，密封性能好，压力损 失小，拆装方便。它包括油管和管接 头。
油箱侧壁要安装油位指示计，以指示最高、最低油位。新油箱要
做防锈、防凝水处理。
吸油管与回油管要用隔板分开，增加油液循环的距离，使油液有
足够的时间分离气泡，沉淀杂质。隔板高度一般取油面高度的 3/4。吸油管距油箱底面距离H≥2D，距箱壁不小于3D。回油管应 插入油面以下，为防止回油带入空气，回油管距箱底h≥2d，且排 油口切成45°，以增大通流面积。泄油管则应在油面以上。
间隙 密封
Yx 型密 封圈
组合封 装置
设计油箱时应注意的问题
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2016年5月8日星期日
4．1 方向控制阀（direction control valves）
5． 中位机能 1）系统保压 中位为“O‖型， 如图4－13所示， P口被堵塞 时，此时油需从溢流阀流回 油箱，增加功率消耗；但是 液压泵能用于多缸系统。
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4．1 方向控制阀（direction control valves）
4 ． 1 ． 2 换向阀：换向阀是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路 接通、关断或改变油液流动方向。一般以下述方法分类。
Hale Waihona Puke 1． 按接口数及切换位置数分类 接口是指阀上各种接油管的进、出口，进油口通常标为 P ，回 油口则标为R或T，出油口则以A、B来表示。阀内阀芯可移动的位置 数称为切换位置数，通常我们将接口称为“通”，将阀芯的位置称为 “位”，例如：图4－3所示的手动换向阀有三个切换位置，4个接口， 我们称该阀为三位四通换向阀。该阀的三个工作位置与阀芯在阀体中 的对应位置如图4－4所示，各种位和通的换向阀符号见图4－5所示。
液控单向阀如图 4-2 所示，在普通单向阀的基础上多了一个控制口， 当控制口空接时，该阀相当于一个普通单向阀；若控制口接压力油，则油 液可双向流动。 为减少压力损失，单向阀的弹簧刚度很小，但若置于回油路作背压阀 使用时，则应换成较大刚度的弹簧。
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4．1 方向控制阀（direction control valves）
4．1．2 换向阀：换向阀是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关 断或改变油液流动方向。一般以下述方法分类。
1． 按接口数及切换位置数分类 接口是指阀上各种接油管的进、出口，进油口通常标为P，回油口则标 为R或T，出油口则以A、B来表示。阀内阀芯可移动的位置数称为切换位置数， 通常我们将接口称为“通”，将阀芯的位置称为“位”，例如：图4－3所示 的手动换向阀有三个切换位置，4个接口，我们称该阀为三位四通换向阀。该 阀的三个工作位置与阀芯在阀体中的对应位置如图4－4所示，各种位和通的 换向阀符号见图4－5所示。
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2)先导式
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5）电液换向阀
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方向控制回路
A P A B
B
T
T 液压泵
P
溢流阀
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方向控制回路
A
A B P T 液压泵 P
溢流阀
B T
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方向控制回路
A P A B B T
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3）电磁换向阀：利用电磁铁的通、断电而直接推动阀芯来控制油口的连通状态。 图4－9所示为三位五通电磁换向阀，当左边电磁铁通电，右边电磁铁断电时， 阀油口的连接状态为 P和A通，B和T2通，T1堵死；当右边电磁铁通电，左边 电磁铁断电时，P和B通，A和T1通，T2堵死；当左右电磁铁全断电时，五个 油口全堵死。
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4．1 方向控制阀（direction control valves）
方向控制阀是通过控制液体流动的方向来操纵执行元件的运动，如液 压缸的前进、后退与停止，液压马达的正反转与停止等。
4．1．1 单向阀 单向阀（ Check valve ）使油只能在一个方向流动，反方向则堵塞。 其构造及符号如图4-1所示。
图4-7a为自动复位式手动换向阀，手柄左扳则阀芯右移，阀的油口P和 A通，B和T通；手柄右扳则阀芯左移，阀的油口P和B通，A和T通；放开手 柄，阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位（四个油口互不相通）。 如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为图中7b的形式,即成为可在三个 位置定位的手动换向阀，图4-7c、d为其图形符号图。
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4． 1．2 换向阀：换向阀是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、 关断或改变油液流动方向。一般以下述方法分类。
2．按操作方式分类 推动阀内阀芯移动的动力有手、脚、机械、液压、电磁等方法，如 图4－6所示。阀上如装弹簧，则当外加压力消失时，阀芯会回到原位。
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4．1．2 换向阀：换向阀是利用阀芯对阀体的 相对位置改变来控制油路接通、关断或改 变油液流动方向。一般以下述方法分类。 1． 按接口数及切换位置数分类 接口是指阀上各种接油管的进、出口， 进油口通常标为 P ，回油口则标为R 或 T ， 出油口则以A、B来表示。阀内阀芯可移动 的位置数称为切换位置数 , 通常我们将接 口称为“通”，将阀芯的位置称为“位”， 例如：图4－3所示的手动换向阀有三个切 换位置， 4 个接口，我们称该阀为三位四 通换向阀。该阀的三个工作位置与阀芯在 阀体中的对应位置如图4－4所示，各种位 和通的换向阀符号见图4－5所示。
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3．换向阀结构： 在液压传动系统中广泛采用的是滑阀式换向阀 ,在这里主要 介绍这种换向阀的几种结构。
1) 手动换向阀：手动换向阀是利用手动杠杆来改变阀芯位置实现换向的,图 4-7所示为手动换向阀的图形符号。
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2）机动换向阀：又称行程阀,它主要用来控制液压机械运动部件的行程，它是 借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，从而控制油液的流动 方向，机动换向阀通常是二位的,有二通、三通、四通和五通几种,其中二位 二三通机动阀又分常闭和常开两种。 图4-8a为滚轮式二位二通常闭式机动换向阀，若滚轮未压住则油口P和A 不通，当挡铁或凸轮压住滚轮时，阀芯右移,则油口P和A接通。图4-8b为其 图形符号。
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滑阀的中位机能 三位的滑阀在 中位时各油口 的连通方式体 现了换向阀的 控制机能，称 之为滑阀的中 位机能。
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1)直动式
a断电状态 b)通电状态 c)电磁铁a通电b断电 d) 电磁铁b通电a断电
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4）液动换向阀 图4－10所示为三位四通液动换 向阀，当 K1 通压力油， K2 回油时， P 与A接通，B与T接通；当K2通压力油， K1 回油时， P 与 B 接通， A 与 T 接通； 当 K1 、 K2都未通压力油时， P、 T 、A 、 B四个油口全堵死。
换向阀不同的中位机能,可以满足液压系统的不同要求，由表 4-1可以看出中位机能是通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。 在分析和选择三位换向阀的中位机能时,通常考虑以下几点:
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6．比例式电磁换向阀 比例方向阀（ Proportional Directional-Flow Valve ）是以在阀芯外装 置的电磁线圈所产生的电磁力，来控制阀芯的移动，依靠控制线圈电流来控制 方向阀内阀芯的位移量，故可同时控制油流动的方向和流量。 图4－12为比例式方向阀的职能符号，通过控制器可以得任何想要之流量 和方向，同时也有压力及温度补偿的功能；比例式方向阀有进油和回油流量控 制两种类型。
液压与气动技术 第三单元 液压控制元件及辅件
2005－1－20
教学内容：
方向控制阀（重点） 压力控制阀及应用（重点）
流量控制阀及应用（重点）
叠加阀/插装阀（了解）
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4.液压控制元件
液压控制元件主要是各种控制阀，在液压系统中 控制液体流动方向、流量大小和压力的高低，以满足 执行元件的工作要求。
换向阀
A B A B
T P T P
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4．1 方向控制阀（direction control valves）
5． 中位机能
当液压缸或液压马达需在任何位置均可停止时，须使用3位阀， （即除前进端与后退端外，还有第三位置），此阀双边皆装弹簧， 如无外来的推力，阀芯将停在中间位置，称此位置为中间位置， 简称为中位，换向阀中间位置各接口的连通方式称为中位机能， 各种中位机能如表4－1所示。