液压基础(培训)

液压基础知识一、液压油1、液压油是专供液压系统使用的油品，由于加有各种添加剂，使用性能良好。

专用液压油包括普通液压油、抗磨液压油和航空液压油等。

(1) 普通液压油原名精密机床液压油，代号YA，是专为精密机床液压系统研制的油品，广州用于液压设备。

它是用深度精制的润滑油作基础油，加有抗氧化、抗腐蚀、防锈和抗泡沫等添加剂，此外还加有少量抗磨剂，有的还加有降凝剂。

普通液压油凝点规定为-10℃，因此它只能适用于环境温度在0℃以上的地区。

按40℃时的运动粘度厘斯中心值分为YA-N30、YA-N46、YA-N68几个牌号。

一、液压油(2)一、液压油2、液压油的选择在液压系统中，目前使用最多的是矿油型液压油。

选用液压油时最先考虑的是它的粘度（粘度既影响泄漏，亦影响功率损失），同时再兼顾其它方面。

选择时应注意的事项如下：(1) 液压系统的工作压力工作压力较高的系统宜选用粘度较高的液压油，以减少泄漏；反之便选用粘度较低的油。

例如：p=（70~200）×105Pa时宜选用50℃的粘度为（30~60）×10-6m2/s的液压油；p<（70~200）×105Pa时宜选50℃的粘度为（20~40）×10-6m2/s的液压油。

(2) 环境温度环境温度较高时宜选用粘度高些的液压油。

(3) 运动速度机床工作部件运动速度较高时，为减小液流的功率损失，宜选用粘度较低的液压油。

(4) 液压泵的类型在液压系统中，液压泵的润滑要求最苛刻，选择液压油粘度时应考虑液压泵的类型及其工作环境，如表1所示。

二、液压泵工作原理1、齿轮泵工作原理在结构上可分为外啮合式和内啮合式两类。

外啮合齿轮泵的工作原理图2示外啮合齿轮泵的工作原理。

在泵的壳体内有一对外啮合齿轮，齿轮两侧有端盖罩住（图中未示出）。

壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。

当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔由于相互啮合的轮齿逐渐脱开，密封工作腔容积逐渐增大，形成部分真空，油箱中的油液被吸进来，并随着齿轮旋转，把油液带到左侧压油腔去。

在压油区一侧，由于轮齿在这里逐渐进入啮合，密封工作腔容积不断减小，油液便被挤出去。

吸油区和压油区是由相互啮合的轮齿以及泵体分隔开的。

2、叶片泵工作原理叶片泵有单作用式（变量泵）和双作用式（定量泵）两大类，在机床的中压系统中得到了广泛的应用。

叶片泵输出流量均匀，脉动小，噪声小，但结构较复杂，吸油特性不太好，对油液中的污染也比较敏感。

双作用叶片泵工作原理图3所示双作用叶片泵的工作原理。

它的作用原理和单作用泵相似，不同之处只在于定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成，且定子和转子是同心的。

在图示转子顺时针方向旋转的情况下，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。

这种泵的转子每转一转，每个密封ぷ髑煌瓿晌　秃脱褂投　鞲髁酱危所以称为双作用叶片泵。

泵的两个吸油区和两个压油区是径向对置的，作用在转子上的液压力径向平衡，所以又称为平衡式叶片泵。

2、叶片泵工作原理3、轴向柱塞泵工作原理柱塞泵的依靠柱塞在其缸体内往复运动时密封工作腔的容积变化来实现吸油和压油的。

由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，容易得到高精度的配合，所以这类泵的特点是泄漏小，容积效率高，可以在高压下工作。

图5示轴向柱塞泵的工作原理。

泵由斜盘、柱塞、缸体、配油盘等主要零件组成。

斜盘和配油盘是不动的，传动轴带动缸体、柱塞一起转动，柱塞靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上。

当传动轴按图示方向旋转时，柱塞在其自下向上回转的半周内逐渐向外伸出，使缸体孔内密封工作腔容容积不断增加，产生局部真空，将油液经配油盘上的配油窗口a吸入；柱塞在其自上而下回转的半周内又逐渐向里推入，使密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘窗口b向外压出。

缸体每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油和压油动作。

改变斜盘的倾角δ，可以改变柱塞往复行程的大小，因而也就改变以泵的排量。

3、轴向柱塞泵工作原理4、液压泵的噪声成因及对策(1) 产生噪声的原因a、泵的流量脉动和压力脉动，造成泵构件的振动。

这种振动有时还可产生谐振。

谐振频率可以是流量脉动频率的2倍、3倍或更大。

泵的基本频率及其谐振频率若和机械的或液压的自然频率相一致，则噪声便大大增加。

研究结果表明，转速增加对噪声的影响一般比压力增加还要大。

b、泵的工作腔从吸油腔突然和压油腔相通，或从压油腔突然和吸油腔相通时，产生的油液流量和压力突变，对噪声的影响甚大。

c、空穴现象当泵吸油腔中的压力小于油液所在温度下的空气分离压时，溶解在油内的空气要析出而变成气泡，这种带有气泡的油液进入高压腔时，气泡被击破，形成局部的高频压力冲击。

d、泵内流道具有突然扩大或收缩、急拐弯，通道截面过小而导致液体紊流、旋涡及喷流。

e、由于机械原因，如转动部分不平衡，轴承振动等引起的噪声。

4、液压泵的噪声成因及对策(2) 降低噪声的措施a、要消除泵内部液压力的急剧变化；b、为吸收泵流量及压力脉动，在泵出口装置消声器；c、装在油箱上的泵应使用橡胶垫减振；d、压油管的一段用橡胶软管,对泵和管路的连接进行隔振.e、防止泵产生空穴现象，可采用直径较大的吸油管，减小管道局部阻力；采用大容量的吸油滤油器；防止油液中混入空气；合理设计液压泵，提高零件刚度。

三、液压阀工作原理1(2)换向阀工作原理换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。

a、换向阀的工作原理当阀芯向左移动一距离时，由液压泵来的压力油从阀的P口经A口输向液压缸左腔，液压缸右腔的油由阀的B口回油箱，液压缸活塞向右运动。

反之，如阀芯向右移动某一距离时，液流反向，活塞向左运动。

b、电液换向阀的结构实例两个电磁铁都不通电时，电磁阀阀芯处于中位，液动阀（主阀）阀芯因其两端都接通油箱，也处于中位。

左电磁铁通电时，电磁阀阀芯移向右位，压力油经左单向阀接通主阀芯的左端，其右端的油则经右节流阀和电磁阀而接通油箱，于是主阀芯右移，移动速度由右节流阀的开口大小决定。

同理，当右电磁铁通电，电磁阀阀芯移向左位，主阀饼也移向左位，其移动速度由左节流阀的开口大小决定。

图7 电液换向阀2、溢流阀工作原理压力控制阀是利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持平衡来进行工作的。

在机床液压系统中使用的压力控制阀主要有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等多种。

图8示先导式溢流阀的结构示意图。

在这里，油从P口进入，通过阻尼孔后作用在导阀上。

当进油口的压力较低，导阀上的液压作用力不足以克服导阀右边的弹簧作用力时，导阀关闭，没有油液流过阻尼孔，所以主阀芯两端的压力相等，在较软的主阀弹簧作用下主阀处在最下端位置，溢流阀阀口P和O隔断，没有溢流。

当进油口压力升高到作用在导阀上的液压力大于导阀弹簧作用力时，导阀打开，压力油就可通过阻尼孔、经导阀流回油箱。

由于阻尼孔的作用，使主阀芯上端的液体压力小于下端。

渌这个压力差作用在主阀芯上的力超过主阀弹簧力、摩擦力和主阀芯自重时，主阀芯找开，油液从P口流入，经主阀阀口由O口流回油箱，实现溢流作用。

用螺钉调节导阀弹簧的预紧力，就可调节溢流压力。

先导式溢流阀先导式溢流阀的导阀部分结构尺寸一般都较小，调压弹簧不必很强，因此压力调整比较轻便。

但是先导式溢流阀要导阀和主阀都动作后才能起控制作用，因此反应不如直动式溢流阀灵敏。

图8 先导式溢流阀先导式溢流阀3、减压阀工作原理所有各国各类先导型减压阀都是应用先导调节，控制主阀芯的位置使阀口节流而降压的工作原理。

现以国产高压JF型先导减压阀为例来进行说明。

图9为其内部结构。

它也由先导阀和主阀两部分组成。

主阀中P1为压力油进口腔，P2为减城市油出口腔，减压油通过主阀芯4下端通油槽a、主阀芯内的阻尼孔b，进入主阀芯上腔c后，再经孔d进入先导阀前腔。

当出口油压P2小于减压阀调定值时，锥阀2在弹簧作用下将先导阀口关闭，主阀芯上下腔压力均相等于出口油压P2，因此，主阀芯4在弹簧3的作用下，处于下端位置，此时，通道缝隙口e最大，主阀全开，节流作用最弱。

如果出口油压（即二次压力油）超过调定值，锥阀2打开，阻尼孔b上下腔因油液流通而产生压力差，主阀下腔油压大于上腔油压，当差值克服了弹簧3的作用，主阀芯抬起，P1腔和P2腔之间的通道环隙e减小，节流作用增强。

减压阀就这样依靠通道环隙e这种自动调节过程，使阀出口处P2腔的二次压力油基本上保持为定值。

调节手轮1，减压油定值即可调节。

若将图中先导阀左端的螺堵换接为远程调压阀后，减压阀即可实现远程调压。

图9 先导式减压阀(a)结构(b)符号1—手轮；2—锥阀；3—主阀弹簧；4—主阀芯4、顺序阀工作原理在直动型顺序阀的阀体上，装上带有弹簧腔外泄油腔L接口的先导阀，换上适合要求的主阀芯复位弹簧，并将下阀盖内的控制活塞拿掉，使进口压力油和主阀芯上下腔接通，通过阀芯下端阻尼孔，进入主阀芯上腔后作用在先导锥阀的承压面上，这样，即组成先导型顺序阀，如图10所示。

工作原理与滑阀式先导溢流阀基本一致。

当进口腔P1的油液压力大于先导阀调定压力时，锥阀与主阀均打开，压力油流自出油腔P2向执行元件流去，实施顺序动作。

先导阀溢流油自外泄口L流回油箱。

若进油腔P1压力继续上升，通过阻此孔的流量相应增大，主阀芯上下压力差值增大，主阀弹簧被压缩量增大，阀开口度增大，直到最大，此时，出油腔P2压力与进油腔P1压力将接近相等。

当进口腔P1压力下降到低于调定压力时，锥阀关闭，主阀关闭，P1腔与P2腔被隔断，油液不能通过顺序阀流出。

顺序阀采用了先导控制后，启闭特性明显改善，开启压力比率自直动型顺序阀的75%~80%左右提高到90%~95%左右；闭合压力比率自直动型顺序阀的70%~75%左右提高到85%~90%左右。

而且，由于调压作用由锥阀弹簧调节控制，使顺序压力由直动型顺序阀的14MPa提高到31.5MPa。

图10 先导型高压系列顺序阀顺序阀（支承阀）的基本应用图10 先导型高压系列顺序阀5、压力继电器工作原理压力继电器的功用是在液压系统的压力上升或下降到一定数值时，发出电信号，操纵电气元件，实现顺序动作或起安全保护作用。

6、调速阀工作原理图10所示用调速阀进行调速的工作原理。

液压泵出口（即调速阀出口）压力P1，由溢流阀调整，基本上保持恒定。

调速阀出口处的压力P3按液压缸活塞上作用力平衡的原则由活塞上的负载F决定。

所以当F增大时，调速阀进出口压差P1-P3将减小。

如在系统中装的是普通节流阀，则由于压差的变动，影响通过节流阀的流量，因而活塞运动的速度不能保持恒定。

调速阀是在节流阀的前面串接了一个差压式减压阀，使油液先经减压阀产生一次压力降，将压力降到P2。