轧钢生产线液压系统介绍学习资料.doc

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1、第一章 介质系统基础知识2250项目的介质系统主要包括如下几个部分：高压除鳞水系统、液压系统、气动系统、稀油润滑系统、干油润滑系统、氮气添加装置和废油、新油中央存储设备。介质系统分布于整条热轧线的从加热炉到地下卷取机的各个区域设备中，对于整条热轧生产线的正常、可靠、安全运行起着至关重要的作用。在介质系统的几个部分中，液压系统是最具代表性的系统，其他系统的主要工作原理都可以由液压系统来推演、转化出来。因此，这里主要以液压系统作为代表对介质系统的一些基础知识作一下简单的介绍。1.1 液压系统简介如图1-1和1-2所示，为一个简化了的工作台往复运动的液压系统。从图中可以看出，液压系统包括1、油箱2、

2、过滤器3、液压泵4、溢流阀5、手动换向阀6、节流阀7、换向阀8、液压缸等元件以及连接这些元件的管路。液压泵3由电动机驱动，从油箱1中吸油，其输出的压力油在图1-1所示的状态下流经手动换向阀5节流阀6换向阀7进入液压缸8的左腔。液压缸8的活塞在压力油的推动下经活塞杆带动工作台右行。这时液压缸右腔的油液经换向阀7流回油箱。当工作台右行至其左档块10碰到换向阀操作杆11时，换向阀阀芯12就被向左拉，成为图1-2所示状态。此时压力油经过换向阀7后进入液压缸的右腔，工作台反向左行，液压缸8左腔的油液经过换向阀7流回油箱。此后，当工作台左行至其右档块9碰到换向阀的操作杆11时，换向阀阀芯12又会被拉回到右

3、位，液压系统恢复到图1-1的状态，工作台又向右移动。如此循环动作，实现了往复运动。液压系统中节流阀6的通流面积是可调的，通过调节通流面积可以调节通过节流阀的流量，从而使流入液压缸的油液流量改变，这样就实现了工作台往复速度的调节。由于节流阀通流面积可以无级调节，因此也可以实现工作台速度的无级调节。当用节流阀6调节进入液压缸的流量时，从液压泵输出的压力油除了通过节流阀6输向液压缸以外，其多余的流量通过溢流阀4流回油箱。因为只有当溢流阀进口处的压力升高到能够克服溢流阀4中的弹簧预调压力时，此阀才被打开而让油液流回油箱。当溢流阀被开启并维持一定的溢流量时，其进口处的油液压力保持在溢流阀的预调压力值上。

4、所以，溢流阀在溢流时起到了控制油液压力的作用。当工作台需要停止时，拨动手动换向阀5的手柄13，使阀处于左位，状态如图1-3所示。此时液压泵输出的油液直接经过手动换向阀5流回油箱。 图1-11-3是用半结构图形式来表示的液压系统工作原理图，它虽然直观、易于理解，但是绘制比较麻烦。为了简化作图，一般液压系统都采用职能符号式的液压原理图。在这种原理图中，各种液压元件都用符号表示，这些符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示其具体结构，因此这种原理图比较简洁。我国制定的液压系统图形符号标准为GB786-76。图1-4即为职能符号表示的图1-3所示的液压系统。从上面的例子可以看出，液压系统可以分成以

5、下四个主要组成部分：1. 能源装置。它是把机械能转换成液压油压力能的装置，它的主要形式是液压泵。2. 执行装置。它是把液压油的压力能装化为机械能的装置。主要有液压缸和液压马达。(用压力来驱动的马达).3. 控制调节装置。它们是控制液压系统中油液压力、流量和方向的装置，主要有各种压力阀、流量阀和方向阀。4. 辅助装置。它们是除了上述三项以外的其它装置，比如油箱、蓄能器、密封圈、过滤器、管路、管接头、加热器、冷却器、空气滤清器、液位计等等。下面分别介绍各种液压元件。1.2 能源装置：液压泵液压泵的主要作用是把电动机或其他动力装置输入的机械能转换为油液的压力能。它是液压系统的心脏。液压泵的基本工作原

6、理是使液压油充满在密闭的工作容积内，在工作中依靠密闭容积的变化来输送液压油。当容积由小变大时吸油，由大变小时排油。液压泵的种类很多，按照结构形式常见的有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。柱塞泵又可以分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵。按照输出流量是否可调可以分为定量泵和变量泵，其中齿轮泵一般为定量泵，叶片泵和柱塞泵可以为变量泵，也可以为定量泵。按照它们允许使用的压力范围，可以分为低压泵、中压泵和高压泵。按照输出油液方向是否可以改变，又可分为单向泵和双向泵。常用的液压泵的职能符号如图1-5所示：（a）单向定量泵 （b）双向定量泵（c）单向变量泵 （d）双向变量泵图1-5 液压泵职能符号1.2.1 齿轮式液压泵在各

7、种液压泵中，齿轮泵由于结构简单、易于制造和维护而广泛应用于压力不高的液压系统中。比较有代表性的是外啮合渐开线直齿圆柱齿轮泵。其原理图如图1-6所示。图1-6 外啮合渐开线直齿圆柱齿轮泵原理图如图所示，装在壳体内的一对齿轮的齿顶圆柱及侧面均与壳体内壁接触，因此各个齿间槽间均形成密闭的工作空间。齿轮泵的内腔被互相啮合的齿轮分为左、右两个互不相通的内腔，分别与进油口和排油口相通。当齿轮按照图示方向旋转时，左侧吸油腔齿轮逐渐分离，工作空间的容积逐渐变大，形成部分真空，因此油箱中的油液在大气压的作用下，经吸油管进入吸油孔m。吸入的油液在密封的工作空间随齿轮旋转带到右侧的排油腔e。因为右侧的齿轮逐渐啮合，

8、工作空间容积逐渐减小，所以齿间的油也被挤出，从排油孔n排出进入系统。当齿轮不断旋转时，左右两腔不断完成吸油、排油过程，将压力油送到液压系统中。齿轮泵的立体图如图1-7所示，该齿轮泵为CB-B25型齿轮泵。图1-7 CB-B25型齿轮泵立体图1.2.2 叶片式液压泵叶片泵按每转吸排油的次数，可分为单作用式叶片泵和双作用式叶片泵两种。双作用叶片泵为定量泵，单作用叶片泵大多做成变量泵。叶片泵输出流量均匀，脉动小，噪声小，但结构复杂。1.2.2.1 YB1型双作用定量叶片泵YB1型双作用定量叶片泵工作原理如图1-8所示。转子4与定子5的中心重合，叶片3装在转子槽中，并可在槽内移动。当转子回转时，由于离

9、心力的作用（有时还在叶片槽底部通进压力油），使叶片紧贴靠在定子内壁，这样就形成了若干个密封容积。定子的内表面近似椭圆形，由两段长半径R的圆弧段CD、GH，两段短半径r的圆弧段AB、EF，以及四段过度曲线BC、DE、FG、HA所组成。叶片在AB、EF区域时，密封容积最小。当转子按照图示方向旋转，叶片在BC、FG区域中，密封容积逐渐增大，从两个吸油口b（与吸油口m相通）中吸油，称为吸油腔。叶片在CD、GH区域内时，密封容积最大。叶片在DE、HA区域内密封容积逐渐减小，称为压油腔，油液从压油窗口c（与压油口n相通）中排出。在吸油腔与压油腔之间有一段封油区，即AB、CD、EF、GH区域，把两腔隔开。这

10、种叶片泵的转子每转一圈，每个密封容积完成两次吸油和压油，故称为双作用叶片泵。该型号叶片泵立体图如图1-9所示。 图1-8 YB1型双作用定量叶片泵图1-9 YB1型双作用定量叶片泵立体图1.2.2.2 单作用变量叶片泵单作用叶片泵的工作原理如图1-10所示。定子具有圆柱形内表面，与转子间有偏心距e。当转子按照图示方向回转时，下半部叶片逐渐伸出，密封容积逐渐变大，从与吸油口m相通的吸油窗口a吸油，称为吸油腔。上班部叶片被定子内壁逐渐压进槽内，密封容积逐渐变小，称为压油腔，油液通过压油窗口b从压油口n中压出。这种叶片泵的转子每旋转一次，每个密封容积完成一次吸油和压油，所以称为单作用液压泵。若将转子

11、和定子的偏心距e做成可调节的，则变成变量叶片泵。其立体图如图1-11所示。 图1-10 单作用叶片泵原理图图1-11 单作用叶片泵立体图1.2.3 柱塞式液压泵柱塞泵是靠柱塞在缸体内部往复运动造成密封容积变化来实现吸油与压油的液压泵。由于柱塞与缸体内孔均为圆柱面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，结构紧凑，可以在高压下工作。同时这种液压泵只要改变柱塞的工作行程就能够改变流量，故很容易实现流量调节及液流方向的改变。柱塞泵按柱塞得排列和运动方向的不同，可以分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两大类。轴向柱塞泵是指柱塞轴线相互平行于缸体轴线的液压泵，它又分为斜盘式和斜轴式两种。1.2.3.1 斜盘式轴向柱

12、塞泵斜盘式轴向柱塞泵原理图如图1-12所示。柱塞2装在缸体3中，沿轴向圆周均匀分布。缸体中心具有花键轴孔，由内传动轴带动旋转。油液经过装在缸体右侧的配油盘4（图1-12中假想配油盘4向右移开，以表达缸体右端面形状）上的吸油窗口a进入缸内，使柱塞一端紧抵在一个与缸体及传动轴轴线成倾角的斜盘1上，配油盘和斜盘都固定不动。当缸体回转时，在低压油和斜盘作用下，柱塞就在缸中作往复直线运动。当缸体按图示方向转动时，在前半部分，柱塞从缸中伸出，这是低压油经配油盘窗口a吸入缸体孔内；在后半部分，柱塞被斜盘压进缸内，油液便经过压油窗口b压出。缸体每旋转一次，每一个柱塞完成一次吸油和压油，缸体连续旋转，就可以不断

13、输出压力油。该泵的斜盘带有手动调节装置，通过该装置调节斜盘的倾角，就可以改变其流量。角越大，流量越大。因此该泵是一种变量泵。该泵的立体图如图1-13所示。图1-12 斜盘式轴向柱塞泵原理图图1-13 斜盘式轴向柱塞泵立体图1.2.3.2 斜轴式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵的基本工作原理与斜盘式轴向柱塞泵相同，但它是使缸体相对于传动轴倾斜一定角度，如图1-14所示。当传动轴2带动起右端的圆盘旋转时，通过连杆机构2带动缸体4绕其倾斜的轴线旋转，使柱塞3在缸体内作往复运动，通过配油盘5上的配油窗口完成吸油和排油的过程。改变缸体的倾角就可改变其流量。如果做成可调的，即成为一种变量泵。图1-14 斜轴式轴

14、向柱塞泵原理图图1-15 斜轴式轴向柱塞泵立体图1.2.4 径向柱塞泵径向柱塞泵是指柱塞轴线垂直或者大致垂直于泵体轴线的液压泵。其原理图如图1-16所示。柱塞2在弹簧3的作用下压在偏心轴1的外表面上，偏心轴1旋转时，柱塞便在缸体4内作往复运动。若偏心轴按顺时针方向旋转，当其与柱塞接触点的半径逐渐减小（如1-16（a），则柱塞向左运动，柱塞与缸体间的密封容积b逐渐增大而产生局部真空，油液在大气压力下打开低压单向阀芯6，从吸油口a进入缸体内，这时高压单向阀芯5在上面的弹簧作用下处于关闭位置。偏心轴继续旋转，当其与柱塞接触面间的半径逐渐变大时（如图1-16（b），柱塞向右运动，密封工作容积b逐渐减小

15、，油液被压，这时低压单向阀芯6关闭，油液不能从油口a倒流回油箱，便顶开上面的单向阀芯5。从油口c压出。偏心轴旋转一周，每个柱塞完成一次吸油和压油的过程。偏心轴连续旋转，泵就不断地输出压力油。图1-17为径向柱塞泵的立体图。图1-16 径向柱塞泵原理图图1-17 径向柱塞泵立体图1.3 执行装置：液压马达、液压缸液压系统的执行装置有两种：一是液压马达，一般将液压系统的压力能转换为机械装置旋转的机械能；二是液压缸，一般将液压系统的压力能转换为机械装置直线运动的机械能。1.3.1 液压马达一般来说，液压泵和液压马达从原理上讲是可逆的，有的液压泵和液压马达在结构上完全一样，它们可以互逆使用，即当它由电

16、动机带动旋转时为液压泵，当它同入压力油时便为液压马达。有些液压泵和液压马达虽然不能互逆使用，但是其结构也基本类同。在此仅举一个液压马达以了解其工作原理。液压马达的分类与液压泵的分类类似，按照结构形式常见的有齿轮式液压马达、叶片式液压马达和柱塞式液压马达。柱塞泵又可以分为轴向柱塞液压马达和径向柱塞液压马达。按照输出流量是否可调可以分为定量液压马达和变量液压马达，按照它们允许使用的压力范围，可以分为低压液压马达、中压液压马达和高压液压马达。按照输出油液方向是否可以改变，又可分为单向液压马达和双向液压马达。常用的液压马达职能符号如图1-18所示。图1-18 液压马达职能符号（a）单向定量液压马达 （

17、b）双向定量液压马达（c）单向变量液压马达 （d）双向变量液压马达1.3.1.1 径向柱塞马达虽然液压泵和液压马达在原理上是可逆的，但工程上考虑使用特点，从液压马达的角度专门设计了几种径向柱塞马达。这里介绍一种内曲线液压马达，其原理图如图1-19所示。图1-19 径向柱塞液压马达原理图内曲线液压马达由定子、转子、柱塞组、配油轴四部分组成。定子1的内工作表面称为导轨，它是由多断均匀分布且形状相同的曲面组成，图示曲面的段数为6，该段数称为马达的作用次数。转子2和配油轴3滑动配合，图示转子沿径向均匀分布有10个柱塞孔，每个柱塞孔底部都有孔h和配油轴的配油窗口相通。配油轴在圆周上有两组配油窗口，每组配

18、油窗口的数目与定子曲面的段数相同。一组配油窗口c与配油轴中间的g孔相通，并通向进油口；另一组配油窗口e通向排油口。配油窗口的位置与导轨曲面的工作区段和排油区段的位置严格对应，如图配油窗口c的位置正好对准定子上工作区段AB、CD、EF等的中间，配油窗口e的位置正好对准定子上排油区段 BC、DE等的中间。柱塞组包含柱塞6、横梁4和滚轮5，柱塞装在转子的柱塞孔内，组成可变的密封容积，并通过横梁将滚轮顶在定子导轨曲面上滚动。g孔中的压力油通过进油窗口c进入转子中位于工作区段的柱塞孔中，使相应的柱塞组（I和III）的滚轮顶在导轨上。图中画出了柱塞组III的受力分解图。在接触点上，导轨给滚轮的反作用力为N

19、，其径向分力P与柱塞底面的油液压力平衡，切向分力T则通过柱塞组作用于转子而产生转矩，使转子按逆时针方向旋转。处在排油区段的柱塞组（II和IV）被导轨压向转子中心，把油从排油窗口e中排出。这样转子每旋转一周，柱塞便往返运动六次，进行六次进油和排油。由于内曲线液压马达在任何瞬间总有柱塞处于工作区段，所以转子能够连续旋转。1.3.2 液压缸液压缸式液压传动系统的执行元件之一，它和液压马达一样是将液压能转换为机械能的能量转换装置。液压缸的结构形式有柱塞缸、活塞缸、摆动缸三大类。柱塞缸及活塞缸实现直线往复运动；摆动缸实现摆动往复运动。这里主要介绍柱塞缸及活塞缸。1.3.2.1 柱塞式液压缸图1-20为柱

20、塞式液压缸结构图以及功能符号。压力油通过左端的油口a进入缸体1，作用在柱塞2的左端面上，推动它向右移动。柱塞式液压缸只能在压力油作用下产生单向运动，它的回程需要借助外力（如自重、弹簧力），因此是一种但作用液压缸。为获得双向往复运动，柱塞式液压缸常成对使用。套3和柱塞2之间应该有良好配合，起到密封和导向作用。由于缸体内壁和柱塞不接触，因此可以进行粗加工或不加工，制造简单，使用方便。 图1-20 柱塞式液压缸结构图及功能符号1.3.2.2 活塞式液压缸活塞式液压缸有双杆式、单杆式两种。双杆活塞缸是在活塞的两端均由活塞杆伸出缸体两端。如图1-21所示。图1-21 双杆活塞缸单杆活塞缸仅在缸的一端有活

21、塞杆，有缸体固定和活塞杆固定两种形式。如图1-22所示。图1-22 单杆活塞缸两种活塞式液压缸的职能符号如图1-23所示。 （a） （b）（a）双杆活塞缸 （b）单杆活塞缸图1-23 活塞式液压缸职能符号1.4 控制调节装置液压系统的控制调节装置主要是各种液压阀，用来控制或者调节液压系统中油液的方向、油液压力和油液流量。根据这些功能，液压阀可分为如下三大类：1. 方向控制阀：用来控制液压系统中油液流动方向及油路的通、断，主要有单向阀、换向阀等。2. 压力控制阀：用来控制液压系统中油液的压力，主要有溢流阀、减压阀、顺序阀等。3. 流量控制阀：用来控制液压系统中油液的流量，主要有节流阀、调速阀等。

22、1.4.1 方向控制阀方向控制阀按其用途可分为单向阀和换向阀两种。单向阀主要控制油液只做单方向流动，有单向阀和液控单向阀两种；换向阀主要用于改变油液方向流动。1.4.1.1 单向阀和液控单向阀单向阀的作用是使油液只能向一个方向流动，不能反向流动。其原理图如图1-24所示。如图，压力油从进油腔P1流入，克服弹簧3对阀芯2的作用力，顶开阀芯2，油也可以从P2腔流出。如压力油从P2腔流入，在弹簧3及油液压力作用下，阀芯2紧紧贴在阀体1的锥面上，油路关闭。其立体图如图1-25所示。 图1-24 单向阀原理图图1-25 单向阀立体图液控单向阀原理图和立体图分别如如图1-26和图1-27所示。与单向阀相比

23、，它多了一个活塞5，一根顶杆6以及一个控制油口K。当控制油口K内不通压力油时，油液只能从P1腔进入，顶开阀芯2后从P2腔流出；油液从P2 进入时油路关闭，其功能于普通单向阀完全相同。当控制油口K通入压力油时，该压力油将从活塞5的环形曹左侧的小槽a进入活塞下部的空腔b，进入活塞下部的压力油将活塞向上推。由于活塞上部空腔c通过小孔d与泄油口L相通，于是活塞5向上移动，推动顶杆6将阀芯2推起，这样P1与P2 两腔接通，油液可以在两个方向上自由流通。图1-26 液控单向阀原理图图1-27 液控单向阀立体图1.4.1.2 换向阀换向阀的作用是利用阀芯和阀体间的相对位置的改变来变换油液流动的方向、接通或关

24、闭油路。换向阀按操作方式不同可分为电磁换向阀、液动换向阀、电液动换向阀、机动换向阀、手动换向阀等；按阀芯工作时在阀体内所处的位置数不同可分为二位和三位两种；按所控制的通道数的不同可分为二通、三通、四通、五通等多种。其具体分类如下：下面介绍一下换向阀相关的几个概念。一、“位”与“通”。“位”是指阀芯工作时在阀体内所处的不同的位置数。换向阀可以有两个或者三个工作位置，因此一般为“二位”或者“三位”。一个位一个方框表示。“通”是指一个方向阀所控制的通道数目，控制几个通道即为几通，且“通”的数目必须在每一个表示“位”的方框中都表现出来。图1-28是一些关于“位”与“通”的例子。 （a） （b） （c）

25、 （d） （e） （f）（a）二位二通换向阀 （b）（c）二位三通换向阀 （d）二位四通换向阀（e）（f）三位四通换向阀图1-28 “位”与“通”二、“断”与“通”。“断”是指方向阀控制的通道之间不接通，这种情况下油路是断开的。“通”，这个“通”是相对于“断”而言的，与上面的“通”不同，指的是方向阀控制的通道之间接通，这样油路也是接通的。图1-29分别是“断”与“通”的表示方法。图1-29 “断”与“通”三、“动”。“动”是指换向阀的具体驱动型式，也称为换向阀的控制方式。常见的控制方式有：电磁（电磁线圈驱动）、液动（液压驱动）、电液动（电磁线圈和液压联合驱动）、气动（气压驱动）、机动（机械方式

26、驱动）、手动（手工驱动）、弹簧复位（弹簧驱动）等。各种控制方式的职能符号如图1-30。图1-30 各种控制方式的职能符号下面介绍几种常见的换向阀。一、二位二通电磁换向阀。二位二通电磁阀的原理图及功能符号如图1-31所示，其立体图如图1-32所示。图1-31（a）中，电磁铁得电，二位二通电磁换向阀左位工作，通道A与P接通。电磁铁失电，靠弹簧力恢复自然状态，有口A与P断开。由于电磁铁不得电时油路是断开的（A与P断开），因此称其为常开型。图1-31（b）中，电磁铁得电，二位二通电磁换向阀左位工作，通道A与P断开。电磁铁失电，靠弹簧力恢复自然状态，有口A与P接通。由于电磁铁不得电时油路是接通的（A与P

27、接通），因此称其为常闭型。图1-31 二位二通电磁换向阀原理图及功能符号图1-32 二位二通电磁换向阀立体图二、二位四通电磁换向阀。二位四通电磁换向阀的原理图和职能符号如图1-33所示。如图所示，电磁铁得电时，二位四通电磁换向阀左位工作，通道A与P相通，B与O相通。电磁铁失电时换向阀在弹簧力的作用下自动恢复到自然状态，通道A与O相通，B与P相通。二位四通电磁换向阀的立体图如图1-34所示。 图1-33 二位四通电磁换向阀原理图及职能符号图1-34 二位四通电磁换向阀立体图三、三位四通电磁换向阀。三位四通电磁换向阀的原理图和职能符号如图1-35所示。如图1-36三位四通电磁换向阀工作状态图所示，

28、图（a）为电磁铁均不通电的情况，换向阀在两边弹簧的作用下自动对中，处于中位工作，此时四个通道互不相通，所有油路均断开，这种情况为该电磁换向阀的自然工作情况；图（b）中，左侧电磁铁得电，换向阀左位工作，通道B与P相通，A与O相通；图（c）中，右侧电磁铁得电，换向阀右位工作，通道A与P相通，B与O相通。图1-37为三位四通电磁换向阀的立体图。图1-35 三位四通电磁换向阀原理图及职能符号 （a） （b） （c）图1-36三位四通电磁换向阀工作状态图图1-37三位四通电磁换向阀立体图四、液动换向阀。图1-38是三位四通液动换向阀的原理图及职能符号，图1-39是该阀的工作状态图。该阀与三位四通电磁换向

29、阀工作原理类似，只是将电磁驱动换成液压驱动。如图1-36（a）为两个控制油口K1、K2 均不通压力油的情况，换向阀在两边弹簧的作用下自动对中，处于中位工作，此时四个通道互不相通，所有油路均断开，这种情况为该液动换向阀的自然工作情况；图（b）中，右侧控制油口K2通入控制油，换向阀右位工作，通道B与P相通，A与O相通；图（c）中，左侧控制油口K1通入控制油，换向阀左位工作，通道A与P相通，B与O相通。图1-40为三位四通液动换向阀的立体图。 图1-38三位四通液动换向阀原理图及职能符号 （a） （b） （c）图1-39三位四通液动换向阀工作状态图图1-40三位四通液动换向阀立体图1.4.2 压力控

30、制阀压力控制阀的主要作用是用来控制油液压力的高低，主要有溢流阀、减压阀、顺序阀等。它们是利用油液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作的。1.4.2.1 溢流阀溢流阀主要分为两大类：直动式溢流阀和先导式溢流阀。下面分别对其进行介绍。一、直动式溢流阀。直动式溢流阀的原理如图1-41所示，其工作状态如图1-42 所示，立体图如图1-43所示。如图1-41，P为进油腔，压力油自P腔进入，经过阀芯2中的孔a和阻尼孔b流入阀芯左端后盖8内的空腔c，使阀芯受到液压作用力，当液压作用力小于弹簧3的预紧力时，阀芯处在左端，此时进油腔P和回油腔O之间处于密封状态，即图1-42中（a）的位置。当P腔油液压力升高，液压作

31、用力克服弹簧3的作用力，阀芯被推向右移，油腔P与O相通，部分油液通过O腔溢流回油箱，即图1-42中（b）的位置。图1-41 直动式溢流阀原理图 （a） （b）图1-42 直动式溢流阀工作状态图图1-43 直动式溢流阀立体图二、先导式溢流阀上述直动式溢流阀压力油直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，以控制阀芯启闭动作，所以弹簧较硬。当通过流量达或者压力高的液流时，阀芯的直径和阀芯左边的液压力都变大，需要的弹簧也很大。从而使阀体积变大。调节困难。因此在高压大流量情况下采用先导式溢流阀。图1-44是先导式溢流阀的原理图及职能符号，图1-45是其工作状态图。图1-46是其立体图。这种溢流阀可分为两部分，左边

32、为主阀部分，右边为先导调压阀部分。其特点是利用主阀芯2左右两端油的压力差来使主阀芯移动。图中P为进油腔，压力油从P腔进入，通过孔a、b流入c腔，作用于主阀芯左端，同时又经过阻尼孔e进入d腔，并经过f孔、g腔、阀座5内的h孔作用于先导阀芯6上。当进油腔的压力较低，还不能打开先导调压阀时，阀芯6关闭，阻尼小孔e中没有油液流动，所以主阀芯2两端的油液压力相等，在弹簧3的作用下主阀芯处于关闭位置，即图1-45（a）所示状态。当进油腔压力逐渐升高到能够打开先导调压阀，阀芯6就压缩弹簧7将油口打开，压力油经过阻尼小孔e向右经过孔f、h、j、k通向回油腔。油液通过阻尼孔e时产生压力降，使主阀芯2右端的油压P

33、1小于左端的油压P，当这个压力差对于主阀芯2产生的作用力大于弹簧3的作用力时，主阀芯右移，P腔与O腔接通，实现溢流，即图1-45（b）所示状态。 图1-44 先导式溢流阀原理图及职能符号 图1-45 先导式溢流阀工作状态图图1-46 先导式溢流阀立体图1.4.2.2 减压阀减压阀的主要用途是使液压系统中某一部分获得比液压泵供油压力低些的稳定压力。图1-47是先导式减压阀的原理图及职能符号，图1-48是其工作状态图，图1-49是其立体图。如图1-47所示，高压油（也称一次压力油）从进油腔P1进入，经过节流口d产生压力降，低压油从出油腔P2流出。低压油还通过孔a和b流入阀芯2左端的空腔c同时又经过

34、阻尼小孔e流入阀芯右端的空腔f，经过阀盖上的孔g、空腔h、阀座5内的小孔i作用在先导阀芯6上。当出油腔P2的压力小于调整压力时，阀芯6关闭，阻尼小孔e中没有油液流动，主阀芯2两端油压相等。在弹簧3作用下阀芯处于最左端位置，节流口d全部打开，即图1-48（a）所示状态。当出油腔压力P2超过调整压力时，低压油经过阻尼小孔e及孔g、i，克服弹簧7的作用力，打开阀芯6；再经过空腔j流入孔k、l、m，从泄油腔L排出。由于阻尼孔e中有油液流过，使主阀芯右端的油压小于左端的油压，当这个压力差对阀芯产生的作用力超过弹簧3的作用力时，主阀芯右移，使节流口d的缝隙间小，从而降低了出油腔的油压，并使作用在阀芯上的油

35、压和弹簧力等在新的位置上达到平衡，即图1-48（b）所示状态。 图1-47 先导式减压阀原理图及职能符号 （a） （b）图1-48 先导式减压阀工作状态图图1-49 先导式减压阀立体图1.4.2.3 顺序阀顺序阀是用来控制液压系统中各元件动作的先后顺序。根据控制油来源的不同，顺序阀可分为两种：一种是直接利用进油腔有业本身的压力来控制的直控顺序阀；另一种是用外来油液压力进行控制的液控顺序阀。下面对这两种结构顺序阀分别进行介绍。一、直控顺序阀图1-50是直控顺序阀的原理图和职能符号，图1-51是它的立体图。如该图所示，直控顺序阀的工作原理与制动式溢流阀相似。不同的是溢流阀的出油腔直接连通油箱，而顺

36、序阀的出油腔仍是通向系统中的某一压力油路，以操纵其它元件动作。图中P1为进油腔，P2为出油腔，进油腔的压力油经过阀芯2中的孔a及阻尼小孔b流入阀芯左端盖8内的空腔c，使阀芯受到液压作用力。当液压作用力小于弹簧3的作用力时，阀芯处在最左端，P1和P2被隔开。当进油腔P1的压力大于弹簧所调整的压力时，阀芯向右移，进油腔P1处的压力油从出油腔P2流出。由于顺序阀的P1和P2都是压力油，因此其泄漏油不能像溢流阀那样采用内泄方式，而是经通道d、e，由泄油孔L单独引回油箱，即采用外泄方式。 图1-50 直控顺序阀原理图和职能符号图1-51 直控顺序阀立体图二、液控顺序阀液控顺序阀是在普通的顺序阀上增设液控

37、部分而组成。液控顺序阀的阀芯2不再由进油腔的油液压力来控制，而是由于控制油口K相连的外部控制油液压力来控制。当控制油液压力超过阀芯2右端弹簧3的调整压力时，阀芯向右移动，P1与P2腔接通。图1-52是液控顺序阀的原理图和职能符号。图1-52 液控顺序阀原理图和职能符号1.4.3 流量控制阀流量控制阀是用来控制通过该阀的流量以实现调节执行机构的运动速度的调节阀。常用的流量控制阀为节流阀。节流阀可分为普通节流阀和单向节流阀。一、普通节流阀普通节流阀是通过改变节流面积挥着节流长度以控制流量的一种流量阀。下面以L-25B型节流阀为例讲解节流阀的工作原理。如图1-53为L-25B型节流阀原理图及职能符号

38、，图1-54为其工作状态图，图1-55为其立体图。如图1-53所示，压力油经过进油腔P1进入阀内，经孔b流进环形槽d，再经过节流口c流入口a，从出油腔P2流出。出油腔P2的压力油还经过阀芯2内腔e及孔f流入阀芯右端空腔g，由于压力油同时作用在阀芯两端面上，且压力相等，因此油压作用力相等，故阀芯2 在复位弹簧3作用下紧靠在推杆5上。旋转手柄7，通过紧固螺钉8使推杆5和手柄7一起旋转，在利用套6和推杆5上螺纹的作用使推杆5沿轴向移动。推杆左移时，阀芯也向左移，弹簧3被压缩，节流口关小，推杆右移时，在弹簧3作用下阀芯也右移，节流口开大，这就调节了流量。图1-53 L-25B型节流阀原理图及职能符号图

39、1-54 L-25B型节流阀工作状态图图1-55 L-25B型节流阀立体图二、单向节流阀单向节流阀由节流阀和单向阀并联而成，用于需要单方向流量控制的系统中，从而实现执行元件正向时以可调的速度工作，反向时可以快速退回。图1-56为单向节流阀原理图和职能符号，图1-57为其工作状态图，图1-58为其立体图。如图1-56所示，当压力油从进油腔P1流入后，经过b孔、d腔，节流口c、a孔从出油腔P2流出。这时节流阀起作用。进油腔的压力油同时经过孔h流入套10内腔i，和弹簧11一起将单向阀芯紧贴在阀体1的阀口上，单向阀不起作用，即图1-57（a）所示状态。转动手柄7调节流量。当压力油从P2腔反向进入时，压

40、力油克服弹簧11的作用直接将单向阀打开，压力油经孔h、b从P1口流出，节流阀不起作用，即图1-57（b）所示状态。图1-56 单向节流阀原理图和职能符号图1-57 单向节流阀工作状态图图1-58 单向节流阀立体图1.5 辅助装置液压系统的辅助装置很多，主要有如下几部分：油箱、蓄能器、密封元件、过滤器等。下面分别介绍各个辅助元件的作用。一、油箱。油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装着很多辅件，如加热器、冷却器、空气滤清器、液位计等。油箱分为两种：开式油箱和闭式油箱。开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器，开式油箱结构简单，安装维护方便

41、，液压系统普遍采用这种形式。闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达0.05MPa。按照油箱形状分类可分为矩形油箱和圆罐形油箱。二、蓄能器。蓄能器在液压系统中是用来存储、释放能量的装置。它的主要用途为：可作为辅助液压源在短时间内提供一定数量的压力油，满足系统对速度、压力的要求。如可以实现某支路爷爷刚的增速、保压、缓冲、吸收液压冲击、降低压力脉动、减小系统驱动功率等。常见的蓄能器有囊式蓄能器、活塞式蓄能器、气瓶式蓄能器、重锤式蓄能器、弹簧式蓄能器等。各种蓄能器的外形图如图1-59所示，职能符号如图1-60。 （a） (b) (c) (d) (e)（a）囊式蓄能器（b）活塞式蓄能器（c）气瓶式蓄能器（d）重锤式蓄能器（e）弹簧式蓄能器图1-59 蓄能器外形图图1-60 蓄能器职能符号三、过滤器。过滤器的主要功能是清除液压系统工作介质中的固体污染物，使工作介质保持清洁，延长元器件的使用寿命、保证液压元件工作性能可靠。液压系统的故障75%左右是由介质的污染所造成的。因此过滤器对液压系统来说是不可或缺的重要辅件。过滤器的职能符号如图1-61所示。图1-61 过滤器职能符号四、密封元件。液压系统对于密封性的要求非常高，密封一方面是防止油液泄露，保持系统压力、另一方面防止灰尘进入，保持系统油液清洁。液压系统常用的密封圈有O型圈、组合密封垫圈、Y形密封圈等。