液压油路教程

目录第一章液压基础知识 (1)第二章液压元件的选择与计算 (1)第一节液压泵 (1)一、液压泵的主要性能参数 (1)二、液压泵的选用 (3)第二节液压马达 (5)第三节液压缸 (6)一、液压缸种类与工作原理 (6)二、液压缸的设计计算 (9)第四节蓄能器 (11)一、蓄能器的作用 (11)二、蓄能器的类型与结构 (12)三、蓄能器容量确定 (12)四、蓄能器的选择与安装 (13)第五节液压导管 (14)第六节液压油箱 (15)附：液压系统计算公式汇总 (16)第三章液压基本回路 (17)一、压力控制回路 (17)二、方向控制回路 (24)三、速度控制回路 (25)四、多缸动作回路 (29)第四章凯卓立液压尾板安装与检修 (32)1一、S系列标准尾板介绍 (32)二、S系列尾板结构示意 (33)三、S系列液压原理图 (34)四、S系列电气原理图 (34)五、油路及电路分析 (34)六、S系列型号说明及技术参数 (35)七、S系列安装示意图及尾部加工 (36)八、检修与故障排查 (37)第五章液压系统设计 (38)一、液压系统设计步骤和内容 (38)二、液压元件的选择及专用件设计 (39)三、液压系统设计实例 (40)四、机床回路动画演示 (44)第六章典型挖掘机液压传动系统分析 (46)一、WY100型履带式液压挖掘机液压系统分析 (46)二、WY160型液压挖掘机液压系统分析 (47)第一章液压基础知识液压系统制作：马艳涛第二章液压元件的选择与计算第一节液压泵一、液压泵的主要性能参数1、压力1)工作压力。

液压泵实际工作时的输出压力为工作压力。

工作压力取决于外负载的大小和排油管路的压力损失，而与液压泵的流量无关。

2)额定压力。

液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。

液压泵铭牌上所标的一般是其额定压力。

3)最高允许压力。

在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值，称为液压泵的最高允许压力。

2、排量与流量1)排量。

液压泵每转一周，由其密封的容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量。

排量的常用单位为mL/r。

排量取决于泵的结构参数，而与其工况无关，是液压泵的一个重要特征参数。

2)理论流量。

指不考虑泄漏的条件下，在单位时间内由液压泵密封容积的几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积。

理论流量与工作压力无关。

显然，如果液压泵的排量为q，其主轴转速为n，则该液压泵的理论流量Q t为Q t=qn3)实际流量。

液压泵实际工作时，单位时间内所排出的液体体积称为实际流量。

它等于理论流量Q t减去泄漏、压缩等损失∆Q后的流量Q，即Q=Q t−∆Q1液压泵泄漏量的大小取决于运动副的间隙、工作压力和液体粘度等因素，而与泵的运动速度关系不大。

当泵的结构和采用的液体粘度一定时，泄漏量将随工作压力的提高而增大，即工作压力对泵的实际流量有间接的影响。

4)额定流量。

液压泵在正常工作条件下，根据试验标准规定（如果额定压力和额定转速下）必须保证的流量。

3、功率和效率1)功率液压泵的功率分为输入功率和输出功率。

i.输入功率。

指作用在液压泵主轴上的机械效率。

当输入转矩为M、角速度为ω时，液压泵的输入功率P i有P i=M∗ωii.输出功率。

指液压泵输出的液压功率。

液压泵的输出功率P o是液压泵工作过程上的吸、排油口间的压差∆P和实际输出流量Q的乘积，即P o=∆P∗Q在工程实际中，一般油箱通大气，液压泵吸、排油口的压力差∆P往往用液压泵的出口压力p代替。

2)效率液压泵在能量转换过程中是有损失的，其输出功率总小于输入功率，两者之间的差值为功率损失。

液压泵的功率损失分为容积损失和机械损失两部分。

容积损失是液压泵功率在流量上的损失，主要是由于液压泵内部高压腔的泄漏、油液的压缩以及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油液粘度大以及液压泵转速高等原因而导致油液不能全部充满密工作腔。

机械损失是指液压泵功率在转矩上的损失，主要是由于液压泵体内相对运动部件之间因机械摩擦而引起的摩擦损失以及液体的粘性而引起的磨擦损失。

液压泵的容积损失大小于容积效率来衡量，机械损失大小用机械效率来衡量。

i.容积效率。

液压泵的容积效率ηv是实际输出流量Q与其理论流量Q t之比，即ηv=QQ t=Q t−∆QQ t=1−∆QQ t液压泵的内部泄漏量随工作压力的提高而增大，因此，液压泵的容积效率随着液压泵工作压力的增大而减小。

对于性能正常的液压泵，其容积效率大小随泵的结构类型不同而异。

如齿轮泵容积效率为0.7~0.9，叶片泵容积效率为0.8~0.95，柱塞泵的容积效率为0.9~0.95。

具体可查阅产品说明书和相关液压元件手册。

ii.机械效率。

液压泵的机械效率ηm是理论输入扭矩和M t与实际输入扭矩M之比，即ηm=M t M⁄总效率。

液压泵的总效率为泵的输出功率P o和输入功率P I之比，即η=P oP I=pQMω如果没有损失，则泵的理论输入功率应无损耗地全部变换为泵的理论输出功率，即M tω=pQ t整理式子，得η=M t QMQ t=ηmηv从式中可以看出，液压泵的总效率又等于机械效率与容积效率的乘积。

液压泵常用计算公式二、液压泵的选用液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件，它是液压系统不可缺少的核心元件，合理的选择液压泵对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统可靠工作都十分重要。

选择液压泵的原则是：首先根据主机工况、功率大小、系统对泵工作性能的要求和泵的调节方式、自吸能力、抗污染能力、流量脉动性、噪声水平、结构尺寸、价格、节能效果工作液体各类等问题，合理地确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。

一般在轻载、小功率的液压设备上，可选用齿轮泵、双作用叶片泵；精度较高的机械设备，可选用双作用叶片泵、螺杆泵；在负载在、功率大的设备（如刨床、拉床、压力机等），可选用柱塞泵；机械辅助装置和在恶劣的工作环境条件下，可选用价格低廉的齿轮泵。

下表中列出了液压上常用液压泵的主要性能，供选用时参考。

选用液压泵时，应主要考虑两个参数：压力P和流量Q。

泵的压力和流量应大于或等于系统所需要的最大压力和最大流量。

1、工作压力计算泵的工作压力是执行元件工作压力与管道压力损失之和。

1)对于液压马达或两腔工作面积相等的液压缸，则有p=∆p+∑∆p式中，p－液压泵的工作压力∆p－系统中液压缸或液压马达进、出油口的压差∑∆p－油液流过管道和各种阀内时的全部压力损失2)对于两腔工作面积不等的液压缸，则有p=F Lηm A1+∑∆p i+A2A1∑∆p o式中，A1、A2－液压缸进、回油腔工作面积；∑∆p i－油液流经进油管道和阀类的压力损失之和；∑∆p o－油液流经回油管道和阀类的压力损失之和；F L－液压缸载荷；ηm－液压缸的机械效率。

管道中的压力损失包括沿程损失和局部损失两种，而流经各种阀类的压力损失则以局部损失为主，并且它在全部压力损失中占有较大的比重。

对于压力损失较为准确的计算，只有在系统的阀类元件规格以及管道尺寸选定后才能进行。

一般压力损失占系统中泵供油压力的10%~30%。

2、流量计算1)对于不含蓄能器的液压系统，泵的流量可按下式确定Q≥K（∑Q）max式中，Q－液压泵的流量；（∑Q）max－同时工作的液压缸或液压马达所需流量这和的最大值；K－系统泄漏系数，一般取K＝1.1~1.3。

2)对于节流调速回路，如果最大流量点处于调速状态，则在上式计算所得的泵流量基础上增加溢流阀的最小溢流量。

3)对于含蓄能器的液压系统，则泵的流量按一个工作循环中的平均流量选取，即Q≥KT∑(Q i∆t i)ni=1式中，T－工作循环的周期；Q i－循环中第i阶段所需流量；∆t i－第i阶段所持续的时间；n－一个工作循环的阶段数。

3、选择液压泵的规格参照产品说明书选取额定压力比计算的压力值高25%~60%、流量与计算的流量值Q一致的液压泵。

第二节液压马达液压马达是液压系统的执行元件，它是一种将油液的压力能转变为机械能的能量转换装置。

从原理上讲，泵和马达具有可逆性其结婚与液压泵基本相同。

但由于泵和马达二者的功用和工作状况不同，所以在实际结构上存在一定的差别。

一、液压马达的主要性能参数从液压马达的作用来看，其主要性能参数有排量和流量、转速、扭矩和效率等。

1、排量和流量在不考虑泄漏的情况下，液压马达每转所需要输入的液体体积称为液压马达的排量q。

在不考虑泄漏的情况下，单位时间内输入的液体体积称为液压马达的理论流量Q t。

2、转速和容积效率液压马达以转速n旋转，则马达所需理论流量Q t为Q t=qn由于液压马达内部有泄漏，实际需要的流量Q等于理论输入流量Q t加上泄漏量∆QQ=Q t+∆Q因此马达的容积效率ηv为ηv=Q t Q所以马达的实际转速为n=Q tq=Qηvq3、扭矩和机械效率因液压马达存在摩擦损失，使液压马达输出的实际扭矩M小于理论扭矩M t。

液压马达的机械效率ηm为实际扭矩和理论扭矩之比，即ηm=M M t则液压马达输出的实际扭矩M为M=∆pq2πηm4、总效率液压马达的总效率为液压马达的输出功率p o和输入功率p i之比，即η=P oP i=Mn∆pq=ηvηm同液压泵一样，液压马达的总效率也等于其容积效率和机械效率的乘积。

第三节液压缸液压缸又称油缸或作动筒，是用来将油液的压力能转换成机械能的能量转换装置，用于驱动工作机构作直线往复摆动的液压执行元件，具有结构简单，传力大，运动惯性小，容易实现往复运动控制，便于布局和安装等优点，与杠杆、连杆、齿轮齿条、棘轮棘爪、凸轮等机构配合能实现多种机械运动，在液压系统中得到广泛的应用。

一、液压缸种类与工作原理液压缸工作的物理本质：利用油液压力来克服负载，利用油液的流量来维持运动速度，则输入液压缸的工作参数是油液的压力和流量，即输入的是液压功率。

液压缸的种类繁多，按运动方式分为往复直线运动液压缸和往复摆动液压缸；按作用方式分为单作用液压缸和双作用液压缸；按结构特点可分为活塞式、柱塞式、摆动式、伸缩式等形式，其中以活塞式液压缸应用最多。

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，其固定方式有缸体固定和活塞固定两种。

1)双杆式活塞缸双杆式活塞缸的结构和图形符号如图所示，它由缸筒、活塞、活塞杆和缸盖组成。

根据安装方式不同又可以分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。

图4－2a所示的为固定式的双杆活塞缸，它的进、出油口布置在缸筒两端，活塞通过活塞杆带动工作台移动，当活塞的有效行程为L时，整个工作台的运动范围为3L，其占地面积较大。

图4－2b所示的为活塞杆固定式的双杆活塞缸，缸体与工作台相连，整个工作台的移动范围是液压缸有效行程L的两倍（2L），因此占地面积小。