机械基础第10章 液压和气压传动

数控机床液压系统
挖掘机
10.2 液压元件
10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.2.4
液压泵 液压马达 液压缸 液压阀
10.2.1 液压泵
1．液压泵的工作原理 （1）原动机驱动偏心轮1旋转，柱塞2在偏心轮和弹簧4 的作用下在泵体中做往复运动。 （2）当柱塞伸出时，密封工作腔的容积由小变大，形成 局部真空，油箱中的油液在大气压作用下，经过吸油管 顶开吸油单向阀6进入工作腔而完成吸油过程。 （3）当柱塞缩进时，密封工作腔的容积由大变小，工作 腔的油液受到挤压，压力升高，在油压的作用下将关闭 吸油单向阀6，顶开排油单向阀7，使油进入系统完成排 油过程。 （4）原动机带动偏心轮不断旋转，液压泵便不断吸油和 排油。
1—泵体；2—主动齿轮；3—从动齿轮
（3）柱塞泵。
① 径向柱塞泵。
向柱塞泵的转子上径 向排列着柱塞孔，柱塞可 在其中滑动，衬套和转子 紧密配合，并套在固定不 动的配油轴上，转子连同 柱塞由电动机带动一起回 转，在离心力的作用下紧 压在定子的内表面上。
1—柱塞；2—缸体；3—衬套； 4—定子；5—配流轴
第10章 液压和气压传动
10.1
液压传动综述
液压元件
10.2
10.3
典型液压传动系统分析
10.4
气压传动
10.1 液压传动综述
10.1.1 液压系统的组成
10.1.2 液压系统的工作原理以及
应用
10.1.1 液压系统的组成
10.1.2 液压系统的工作原理以及应用
1．液压系统的工作原理
1—手柄；2—小液压缸；3—小缸活塞；4、7—单向阀；5、6、10—管道；8—大缸活塞； 9—大液压缸；11—溢流阀；12—油箱
1—缸筒；2—柱塞；3—导向套；4—密封圈；5—压盖
10.2.4 液压阀
1．方向控制阀
（1）单向阀
单向阀用于控制油液只能按一个方向流动不能反向 流动，故又称作止回阀。
1—阀体；2—阀心；3—弹簧
（2）液控单向阀
在液压系统中，普通单向阀只能正向流动而不能反 向流动，为实现液流反向流动，可把单向阀做成闭锁方 向能够控制的结构，即液控单向阀。
3．流量控制阀
2．常用液压泵
（1）叶片泵
① 单作用叶片泵。这类叶片泵的转子每转一周，完成吸、
排油动作各一次，称为单作用叶片泵。
1—定子；2—叶片；3—转子
② 双作用叶片泵
这类叶片泵的转子每转一周，完成吸、排油 动作各两次，因此称为双作用叶片泵。
1—转子；2—叶片；3—定子
（2）齿轮泵
齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵， 一般用作定量泵。
① 三位四通电磁换向阀
阀两端各有一个电磁铁和一个复位弹簧，当右端电磁线 圈通电时，吸合衔铁通过推杆将阀心推向左侧，使进油口P 与工作油口B相通，油口A与回油口O相通。 当左侧电磁线圈通电时，右侧电磁铁断电，阀心被推到 右侧，这时进油口P与工作油口A相通，油口B与回油口O相 通，实现油路换向。 当两侧电磁铁不通电时，阀心在两侧弹簧的作用下处于 中间位置，这时4个油口均不相通。
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1—控制油口；2—泄油口；3—进油口；4—出油口；5—活塞；6—推杆；7—阀心
（3）换向阀
换向阀的换向功能主要取决于阀的工作位置 数和由其所控制的通路数，用符号可清晰地表示 出换向阀的结构原理。
二位二通
二位三通
二位四通
二位五通
三位四通
三位五通
手动
机动
电磁动
弹簧复位
液动
液压先导控制
电磁-液压先导控制
② 三位四通液动换向阀
当两控制油口K1和K2均不通压力油时，阀心在两端弹簧的作用下 处于中位。 当压力油从控制油口K1进入，K2接油箱时，阀心移至右端，使进 油口P与油口A接通，油口B与回油口T接通。 当压力油从控制油口K2进入，K1接油箱时，压力油推动阀心左移，
使进油口P与油口B接通，油口A与回油口T接通，实现换向。
1—斜盘；2—柱塞；3—回转缸体；4—配油盘
10.2.3 液压缸
1．双杆式活塞缸
双杆式活塞缸的活塞两端各有一根直径相等 的活塞杆伸出。根据安装方式的不同又可以分为 缸筒固定式和活塞杆固定式两种。
（a）缸体固定
（b）活塞杆固定
2．柱塞式液压缸
柱塞式液压缸是一种单作用液压缸，柱塞与 工作部件连接，缸筒固定在机体上。
2．液压系统在工程中的应用
在工业生产的各个领域都应用液压传动技术，如在工 程机械（挖掘机）、矿山机械、压力机械（压力机）和航 空机械中多采用液压传动。 液压传动技术在机械工业中的应用广泛，典型实例如 下。 （1）机床行业。液压技术在现代数控机床中的应用较为广 泛，刀具和工件由液压设备夹紧，滑台进给和主轴转动也 可以由液压驱动。 （2）工程机械。液压技术在工程机械中的应用非常广泛， 挖掘机的挖掘作业（直线驱动）和挖掘机本身运动（旋转 驱动）都采用液压驱动。 （3）汽车行业。汽车行业液压技术典型的应用实例为用于 橡胶轮胎钢丝分离的轮胎拉线机，其主要部件均采用液压 传动装置。
K1 K1
A
P A B
B
T K2
K2
2．压力控制阀
（1）溢流阀
溢流阀的主要作用是维持液压系统中的压力恒定，直动 式溢流阀主要由调整螺母、弹簧、阀心、阀座、阀体等组成。
（2）减压阀
减压阀是利用油液通过缝隙时产生压降的原理，使系统 中某一支路获得较液压泵供油压力低的稳定压力的压力阀。
1—调节螺母；2—调压弹簧；3—锥阀；4—先导阀；5—主阀弹簧；6—主阀心；7—主阀
各种液压系统的工作原理大致相同，下面以 液压千斤顶为例来说明液压传动的工作原理。液 压千斤顶的工作过程如下。 （1）当向上提手柄1使小缸活塞3上移时，小液 压缸2因容积增大而产生真空，油液从油箱通过 单向阀4被吸入至小液压缸中。 （2）当按压手柄使小缸活塞下移时，则油液通 过单向阀7输入到大液压缸9的下油腔。 （3）当油液压力升高到能够克服重物重力时， 即可举起重物。
② 轴向柱塞泵
轴向柱塞泵主要由缸体、配油盘、柱塞、斜盘等组成， 斜盘与配油盘固定不动，柱塞沿圆周均匀分布在回转缸体内， 在根部弹簧力的作用下，柱塞的头部紧压在斜盘上。
1—配油盘；2—缸体；3—柱塞；4—斜盘
10.2.2 液压马达
1．叶片式液压马达
叶片式液压马达的工作原理与液压泵相反。
2．柱塞式液压马达