常用液压元件的结构及原理分析(图文讲解)
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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。
◆液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量 传递的传动方式。 ◆液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；
图2.7为单 作用叶片泵的 工作原理。
泵由转2、定子 3、叶片4和配 流盘等件组成。
压油口
吸油窗口
吸油口 定子
图2.7单作用叶片泵工作原理 1—压油口;2 —转子;3 —定子;4 —叶片;5 —吸油口
定子的内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着 偏心，叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离 心力以及叶片根部油压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内 表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子便形成了 一个密封的工作腔。
图2.12 双作用叶片泵工作原理 1—定子；2 —压油口；3 —转子；4 —叶片；5 —吸油口
2.3.2.1 工作原理
这种泵的转 子每转一转，每 个密封工作腔完 成吸油和压油动 作各两次，所以 称为双作用叶片 泵。
图2.12 双作用叶片泵工作原理 1—定子；2 —压油口；3 —转子；4 —叶片；5 —吸油口
液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。
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。
2.6 液压泵及液压马达的工作特点
2.6.2 液压泵的工作特点
➢液压泵的吸油腔压力过低将会产生吸油不足、异常
噪声，甚至无法工作。
➢液压泵的工作压力取决于外负载，为了防止压力过
高，泵的出口常常要采取限压措施。
➢变量泵可以通过调节排量来改变流量，定量泵只有
用改变转速的办法来调节流量。
➢液压泵的流量脉动。 ➢液压泵 “困油现象”。
（2）执行元件：把液体压力能转换成机械能以驱动工作机 构的元件，执行元件包括液压缸和液压马达。
（3）控制元件：包括压力、方向、流量控制阀，是对系 统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。如换向 阀15即属控制元件。
（4）辅助元件：上述三个组成部分以外的其它元件，如： 管道、管接头、油箱、滤油器等为辅助元件。
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。
2.6.2 液压马达的工作特点
➢马达应能正、反运转，因此，就要求液压马达在设计
时具有结构上的对称性。
➢当液压马达的惯性负载大、转速高，并要求急速制动
或反转时，会产生较高的液压冲击，应在系统中设置必 要的安全阀或缓冲阀。
➢由于内部泄漏不可避免，因此将马达的排油口关闭而
进行制动时，仍会有缓惯的滑转，所以，需要长时间精 确制动时，应另行设置防止滑转的制动器。
• 泵在转子转一转 的过程中，吸油、 压油各一次，故称 单作用叶片泵。
eFra Baidu bibliotek
•转 子 单 方 向 受 力 ，1
5
轴承负载大。
•改 变 偏 心 距 ， 可 改变泵排量，形成 变量叶片泵。
2
3
4
2.3.2.1 工作原理
图中，当转子顺时 针方向旋转时，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 段封油区将吸、压 油区隔开。
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：
2．2．1 外啮合齿轮泵的结构及工作原理
泵主要由主、从动 齿轮，驱动轴，泵体及 侧板等主要零件构成。
泵体内相互啮合的 主、从动齿轮与两端盖 及泵体一起构成密封工 作容积，齿轮的啮合点 将左、右两腔隔开，形 成了吸、压油腔。
图2.3 外啮合齿轮泵的工作原理 1—泵体;2 —主动齿轮;3 —从动齿轮
当齿轮按图示方向旋转时，
➢某些型式的液压马达必须在回油口具有足够的背压才
能保证正常工作。
5.2 单向阀
单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许 反向流动。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 5.2.1 普通单向阀
（1）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积； （2）必须有配流动作，即
封闭容积加大时吸入低压油 封闭容积减小时排出高压油 液压泵 封闭容积加大时充入高压油 液压马达 封闭容积减小时排出低压油 （3）高低压油不得连通。
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。
右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合， 密封腔容积不断增大，构成吸 油并被旋转的轮齿带入左侧的 压油腔。
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
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。
◆液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质来进行能量 传递的传动方式。 ◆液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；
图2.7为单 作用叶片泵的 工作原理。
泵由转2、定子 3、叶片4和配 流盘等件组成。
压油口
吸油窗口
吸油口 定子
图2.7单作用叶片泵工作原理 1—压油口;2 —转子;3 —定子;4 —叶片;5 —吸油口
定子的内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着 偏心，叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离 心力以及叶片根部油压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内 表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子便形成了 一个密封的工作腔。
图2.12 双作用叶片泵工作原理 1—定子；2 —压油口；3 —转子；4 —叶片；5 —吸油口
2.3.2.1 工作原理
这种泵的转 子每转一转，每 个密封工作腔完 成吸油和压油动 作各两次，所以 称为双作用叶片 泵。
图2.12 双作用叶片泵工作原理 1—定子；2 —压油口；3 —转子；4 —叶片；5 —吸油口
液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。
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。
2.6 液压泵及液压马达的工作特点
2.6.2 液压泵的工作特点
➢液压泵的吸油腔压力过低将会产生吸油不足、异常
噪声，甚至无法工作。
➢液压泵的工作压力取决于外负载，为了防止压力过
高，泵的出口常常要采取限压措施。
➢变量泵可以通过调节排量来改变流量，定量泵只有
用改变转速的办法来调节流量。
➢液压泵的流量脉动。 ➢液压泵 “困油现象”。
（2）执行元件：把液体压力能转换成机械能以驱动工作机 构的元件，执行元件包括液压缸和液压马达。
（3）控制元件：包括压力、方向、流量控制阀，是对系 统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。如换向 阀15即属控制元件。
（4）辅助元件：上述三个组成部分以外的其它元件，如： 管道、管接头、油箱、滤油器等为辅助元件。
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。
2.6.2 液压马达的工作特点
➢马达应能正、反运转，因此，就要求液压马达在设计
时具有结构上的对称性。
➢当液压马达的惯性负载大、转速高，并要求急速制动
或反转时，会产生较高的液压冲击，应在系统中设置必 要的安全阀或缓冲阀。
➢由于内部泄漏不可避免，因此将马达的排油口关闭而
进行制动时，仍会有缓惯的滑转，所以，需要长时间精 确制动时，应另行设置防止滑转的制动器。
• 泵在转子转一转 的过程中，吸油、 压油各一次，故称 单作用叶片泵。
eFra Baidu bibliotek
•转 子 单 方 向 受 力 ，1
5
轴承负载大。
•改 变 偏 心 距 ， 可 改变泵排量，形成 变量叶片泵。
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2.3.2.1 工作原理
图中，当转子顺时 针方向旋转时，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 段封油区将吸、压 油区隔开。
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：
2．2．1 外啮合齿轮泵的结构及工作原理
泵主要由主、从动 齿轮，驱动轴，泵体及 侧板等主要零件构成。
泵体内相互啮合的 主、从动齿轮与两端盖 及泵体一起构成密封工 作容积，齿轮的啮合点 将左、右两腔隔开，形 成了吸、压油腔。
图2.3 外啮合齿轮泵的工作原理 1—泵体;2 —主动齿轮;3 —从动齿轮
当齿轮按图示方向旋转时，
➢某些型式的液压马达必须在回油口具有足够的背压才
能保证正常工作。
5.2 单向阀
单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许 反向流动。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 5.2.1 普通单向阀
（1）必须有一个大小能作周期性变化的封闭容积； （2）必须有配流动作，即
封闭容积加大时吸入低压油 封闭容积减小时排出高压油 液压泵 封闭容积加大时充入高压油 液压马达 封闭容积减小时排出低压油 （3）高低压油不得连通。
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。
右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合， 密封腔容积不断增大，构成吸 油并被旋转的轮齿带入左侧的 压油腔。
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