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、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。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1-1~1-3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，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γ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γ，就可以改变其流量。γ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γ，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γ就可改变其流量。如果γ做成可调的，即成为一种变量泵。
图1-14 斜轴式轴向柱塞泵原理图
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，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（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，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。
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，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）（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，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。
单元七典型液压系统 学习目标： 1.掌握读懂液压系统图的阅读和分析方法 2.掌握YT4543型液压动力滑台液压系统的组成、工作原理和特点 3.掌握YB32-200型压力机液压系统的组成、工作原理和特点 4.掌握Q2—8汽车起重机液压系统的组成、工作原理和特点 5.能绘制电磁铁动作循环表? 重点与难点： 典型液压系统是对以前所学的液压件及液压基本回路的结构、工作原理、性能特点、应用，对液压元件基本知识的检验与综合，也是将上述知识在实际设备上的具体应用。本章的重点与难点均是对典型液压系统工作原理图的阅读和各系统特点的分析。对于任何液压系统，能否读懂系统原理图是正确分析系统特点的基础，只有在对系统原理图读懂的前提下，才能对系统在调速、调压、换向等方面的特点给以恰当的分析和评价，才能对系统的控制和调节采取正确的方案。因此，掌握分析液压系统原理图的步骤和方法是重中之重的内容。 1．分析液压系统工作原理图的步骤和方法 对于典型液压系统的分析，首先要了解设备的组成与功能，了解设备各部件的作用与运动方式，如有条件，应当实地考察所要分析的设备，在此基础上明确设备对液压系统的要求，以此作为液压系统分析的依据；其次要浏览液压系统图，了解所要分析系统的动力装置、执行元件、各种阀件的类型与功能，此后以执行元件为中心，将整个系统划分为若干个子系统油路；然后以执行元件动作要求为依据，逐一分析油路走向，每一油路均应按照先控制油路、后主油路，先进油、后回油的顺序分析；再后就是针对执行元件的动作要求，分析系统的方向控制、速度控制、压力控制的方法，弄清各控制回路的组成及各重要元件的作用；更后就是通过对各执行元件之间的顺序、同步、互锁、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系；最后归纳与总结整个液压系统的特点，加深对系统的理解。 2．在此选用YT4543型组合机床动力滑台的液压系统，作为金属切削专用机床进给部件的典型代表。此系统是对单缸执行元件，以速度与负载的变换为主要特点。要求运动部件实现“快进一一工进一二工进一死挡铁停留一快退—原位停止”的工作循环。具有快进运动时速度高负载小与工进运动时速度低负载大的特点。系统采用限压式变量泵供油，调速阀调速的容积节流调速方式，该调速方式具有速度刚性好调速范围大的特点；系统的快速回路是采用三位五通电液换向阀与单向阀、行程阀组成的液压缸差动连接的快速运动回路，具有系统效率较高、回路简单的特点；速度的换接采用行程阀和液控顺序阀联合动作的快进与工进的速度换接回路，具有换接平稳可靠的特点；两种工进采用调速阀串联与电磁滑阀组成的速度变换回路实现两次工进速度的换接，换接平稳；采用中位机能为M型的电液换向阀实现执行元件换向和液压泵的卸荷。该系统油路设计合理，元件使用恰当，调速方式正确，能量利用充分。
液压原理培训教材 第一章液压系统简述 一、液压传动的工作原理 1、液压传动是以液体为工作截止来传递动力的 2、液压传动用液体的压力能来传递动力，它与液体动能的液力传 动是不相同的。 3、液压传动中的工作介质是在受控制，受调节的状态下进行工作 的，因此液压传动和液压控制常常难以截然分开。 二、液压传动的组成部分 1、动力装置―――把机械能转换成油液液压能的装置，最常见的形式就是液压泵，它给液压系统提供压力油。 2、执行装置―――把油液的液压能转换成机械能的装置，它可以是作直线运动的液压缸，也可以是作回转运动的液压马达。 3、控制调节装置―――对系统中油液的压力、流量、或流动方向进行控制或调节的装置，例如溢流阀，节流阀、换向阀、先导阀等，这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。 4、辅助装置―――上述部分以外的其它装置，例如油箱、滤油器、油管等。 三、液压传动的控制方式 液压传动的“控制方式”有两种不同的涵义，一种指对传动部分的操控调节方式，另一种是指控制部分本身结构组成形式。 液压传动的操纵调节方式可以概略的分为手动式，半自动式、和
全自动式。而液压系统中控制部分的结构组成形式有开环和闭环式的两种。如平台的液压猫头就是开式的手动控制系统。而顶驱机械手的液压控制系统为闭环控制。 四、液压传动的优缺点 优点： 1、在同等体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力。在 同等功率下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电机的12％左右。 2、液压装置工作比较平稳。 3、液压装置能在大范围内实现无极调速，它还可以在运动状态下 进行调速。 4、液压装置易于实现自动化。当液压控制和电气控制。电子控制 或气动控制结合起来使用的时候，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作。接收远程控制。 5、液压装置易于实现过载保护。 6、由于液压元件已实现标准化，系列化和通用化。液压装置的设 计、制作和使用都比较方便。 7、用液压装置实现直线运动比机械传动简单。 缺点： 1、液压传动不能保证严格的传动比，这是由于液压油的可压缩 性和泄漏等原因造成的。 2、液压传动在工作过程中有较大的能量损失）摩擦损失、泄漏
8.5 QY20B型汽车起重机液压系统 汽车起重机是将起重机安装在汽车底盘上的一种起重运输设备。它主要由起升、回转、变幅、伸缩和支腿等工作机构组成，这些工作机构动作的完成由液压系统来实现。对于汽车起重机的液压系统，一般要求输出力大，动作要平稳，耐冲击，操作要灵活、方便、可靠、安全。 8.5.1 QY20B型汽车起重机液压系统 QY20B型汽车起重机为动臂式全回转液压汽车起重机，图8.7是它的外观结构示意图。图中1为伸缩吊臂机构，它为三节套箱式结构，伸缩吊臂由安装在其中的伸缩液压缸及钢丝绳实现同步伸缩，用以改变吊臂长度。2为变幅机构，变幅缸的伸缩可实现伸缩吊臂的俯仰。4为起升机构，由斜轴式柱塞马达驱动主、副两个卷扬卷筒，通过钢丝绳和起吊钩使重物升降；主、副卷扬机可以单独作业或同时作业，也可实现自由下放，它们由液压控制的常闭式制动器及常开式离合器来控制。7、5为前后液压支腿，四个液压支腿用于起重作业时承受整车负载，使轮胎不接触地面，而变成刚性支承。6为回转机构，由ZBD40型轴向柱塞马达驱动；回转机构可使伸缩吊臂、操作室3、起升机构4回转360°。 图8.8为QY20B型汽车起重机液压系统原理图。整个液压系统由三联齿轮泵供油，通过控制阀控制支腿收放、吊臂变幅、吊臂伸缩、起升、回转等液压执行机构动作。三联齿轮泵1中的1.1号泵向支腿、回转回路和离合器液压缸供油，1.2号泵向起升回路供油；1.3号泵向变幅回路、伸缩臂回路供油，或与1.2号泵合流，实现快速起升与下降。下面简单介绍各执行机构的工作原理。 图8.7QY20B型汽车起重机外形简图 1—伸缩吊臂；2—吊臂变幅缸；3—；4—起升机构；5—后液压支腿； 6—回转机构；7—前液压支腿；8—载重汽车 1.支腿收放回路 由于汽车轮胎的支承能力有限，在起重作业时必须放下支腿，使车轮架空，形成一个刚性的工作基础平台，汽车行驶时则必须收起支腿。前后各有两条支腿，每一条支腿配有一个水平液压缸和一个垂直液压缸，垂直液压缸配有双向液压锁，以保证支腿可靠地锁住，防止在起重作业过程中发生“软腿”现象（液压缸上腔油路泄漏引起）或行车过程中液压支腿自行下落（液压缸下腔油路泄漏引起）。 支腿控制阀块4由溢流阀4.1、选择阀4.2、水平液压缸换向阀4.3、垂直液压缸换向阀4.4组成。溢流阀4.1控制1.1号泵和支腿液压系统的最大工作压力，其调定压力为16MP a。
第八章典型液压系统 近年来，液压传动技术已经广泛应用于很多工程技术领域，由于液压系统所服务的主机的工作循环、动作特点等各不相同，相应的各液压系统的组成、作用和特点也不尽相同。以下通过对几个典型液压系统的分析，进一步熟悉各液压元件在系统中的作用和各种基本回 路的组成，并掌握分析液压系统的方法和步骤。 阅读一个较为复杂的液压系统图，大致可按以下步骤进行： (1) 了解设备的工艺对液压系统的动作要求； (2) 初步游览整个系统，了解系统中包含有哪些元件，并以各个执行元件为中心，将系统分解为 若干子系统。 (3) 对每一子系统进行分析，搞清楚其中含有哪些基本回路，然后根据执行元件的动作要求，参 照动作循环表读懂这一子系统。 (4) 根据液压设备中各执行元件间互锁、同步、防干涉等要求，分析各子系统之间的联系。 (5) 在全面读懂系统的基础上，归纳总结整个系统有哪些特点，以加深对系统的理解。 第一节组合机床液压系统 、组合机床液压系统 组合机床液压系统主要由通用滑台和辅助部分(如定位、夹紧)组成。动力滑台本身不带传动装置，可根据加工需要安装不同用途的主轴箱，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、铳削及攻丝等工序。 图8—1液压系统工作原理 所示为带有液压夹紧的他驱式动力滑台的液压系统原理图，这个系统采用限 压式变量泵供油，并配有二位二通电磁阀卸荷，变量泵与进油路的调速阀组成容积
节流调速回路，用电液换向阀控制液压系统的主油路换向，用行程阀实现快进和工进的速度换接。它可实现多种工作循环，下面以定位夹紧一快进一工进一二工进一死挡铁停留一快退一原位停止松开工件的自动工作循环为例，说明液压系统的工作原理。 1. 夹紧工件夹紧油路一般所需压力要求小于主油路，故在夹紧油路上装有减压阀6，以减低夹紧缸的压力。 按下启动按钮，泵启动并使电磁铁4DT通电，夹紧缸24松开以便安装并定位工件。当工件定好位以后，发出讯号使电磁铁4DT断电，夹紧缸活塞夹紧工作。其油路：泵1f单向阀5—减压阀6—单向阀7—换向阀11^左位夹紧缸上腔，夹紧缸下腔的回油—换向阀11左位回油箱。于是夹紧缸活塞下移夹紧工件。单向阀7用以保压。 2. 进给缸快进前进当工件夹紧后，油压升高压力继电器14发出讯号使1DT通电，电磁换向阀13和液动换向阀9均处于左位。其油路为： 进油路：泵1—单向阀5—液动阀9—左位行程阀23右位—进给缸25左腔回油路：进给缸25 右腔—液动阀9左位—单向阀10—行程阀23右位—进给缸25 左腔。 于是形成差动连接，液压缸25 快速前进。因快速前进时负载小，压力低，故顺序阀4 打不开（其调节压力应大于快进压力），变量泵以调节好的最大流量向系统供油。 3. 一工进当滑台快进到达预定位置（即刀具趋近工件位置），挡铁压下行程阀23，于是调速阀12接入油路，压力油必须经调速阀12才能进入进给缸左腔，负载增大，泵的压力升高，打开液控顺序阀4，单向阀10 被高压油封死，此时油路为： 进油路：泵 1 —单向阀5—换向阀9 左位—调速阀12—换向阀20 右位—进给缸25 左腔 回油路：进给缸25 右腔—换向阀9 左位—顺序阀4—背压阀3—油箱。一工进的速度由调速阀12调节。由于此压力升高到大于限压式变量泵的限定压力P B,泵的流量便自动减小到与调速阀的节流量相适应。 4. 二工进当第一工进到位时，滑台上的另一挡铁压下行程开关，使电磁铁3DT 通电，于是阀20左位接入油路，由泵来的压力油须经调速阀12和19才能进入25的左腔。其他各阀的状态和油路与一工进相同。二工进速度由调速阀19来调节，但阀19的调节流量必须小于阀12的调节流量，否则调速阀19将不起作用。 5. 死挡铁停留当被加工工件为不通孔且轴向尺寸要求严格，或需刮端面等情况 时，则要求实现死挡铁停留。当滑台二工进到位碰上预先调好的死挡铁，活塞不能再前进，停留在死挡铁处，停留时间用压力继电器21 和时间继电器（装在电路上）来调节和控制。 6. 快速退回滑台在死挡铁上停留后，泵的供油压力进一步升高，当压力升高到压力继电器21 的预调动作压力时（这时压力继电器入口压力等于泵的出口压力， 其压力增值主要决定于调速阀19的压差），压力继电器21发出信号，使1DT断电，2DT通电，换向阀13和9均处于右位。这时油路为： 进油路：泵 1 —单向阀5—换向阀9 右位—进给缸25 右腔。回油路：进给缸 25 左腔—单向阀22—换向阀9 右位—单向阀8—油箱。 于是液压缸25 便快速左退。由于快速时负载压力小（小于泵的限定压力P B）, 限压式变量泵便自动以最大调节流量向系统供油。又由于进给缸为差动缸，所以快
液压概述 1.液压传动系统有哪几个典型组成部分?其作用分别是什么? 能源装置:把机械能转化为油液的液压能. 执行装置:把油液的液压能装化成机械能. 控制调节装置:对系统中油液压力,流量,流动方向进行控制或调节. 辅助装置:其他保证系统正常工作的必要装置 2.液压传动与液力传动有什么不同? 液压传动是通过油液的液压能传递能量,液力传动是通过油液的动能传递能量 3.举例说明你所了解的液压传动应用的实例. 自卸车,机床自动进给,冲压机,火炮制退器,炮塔转向机 4.你认为液压传动技术具有哪些主要优缺点?液压传动技术的发展方向是什 么? 优点:○1功率密度大,结构紧凑 ○2运行较平稳,无机械冲击 ○3可实现大范围无级调速 ○4易于对压力,流量,方向进行调控.与电气电子控制结合易于自动化 ○5易于实现过载保护 ○6标准化,系列化,通用化优势,系统的设计,制造,使用方便 ○7实现指向运动比机械传动简单 缺点:○1工作中能量损失较多 ○2对温度变化敏感,不宜在低温高温下工作 ○3对油液污染敏感,精度高,造价昂贵 ○4出现故障时不易找到原因 5.液压传动有哪几种控制形式? 按自动程度分为:手动,半自动,全自动 按控制原理分为:开环控制,闭环控制 6.课后查阅有关资料,了解国内有哪些主要液压元件生产厂商?并对其主要产 品作介绍. 山西榆次,大连,北京,上海;美国.日本.德国.台产,韩产 7.国内外主要液压元件品牌介绍液压油和流体力学基础 1.油液在液压系统中的作用是什么? 传递动力和信号的介质,运动件间的润滑剂,防锈和冷却 2.什么是液体的体积压缩系数?体积弹性模量? () 3.液压油液的粘度有哪几种表示方法? 绝对粘度(动力粘度),运动粘度(ISO标准),相对粘度 4.液压系统对油液有哪些要求? ○1流动性:合适的黏度 ,较好的粘温特性 ○2润滑性:润滑性能好 ○3纯净性:质地纯净,杂质少 ○4相容性:对金属和密封件有良好相容性 ○5稳定性:对热,氧化,水解,剪切有良好稳定性 ○6抗泡沫性好,抗乳化性好,腐蚀性小,防锈性好 ○7体积膨胀系数小,比热容大 ○8流动点和凝固点低,闪点,燃点低 ○9对人体无毒害,成本低 5.如何选用液压油液? 从两方面考虑:工作压力,环境温度,工作部件的运动速度,液压泵的类型,经济性.主要考虑粘度 品种和粘度粘度大-压力损失和发热增大;粘度小-泄露增大 经过四个步骤: ○1列出系统对油液性能变化范围的要求:粘度,密度,体积模量,饱和蒸汽压,空气溶解度,温度界限,压力界限, 阻燃性,润滑性,相容性,污染性等○2查阅产品说明书,选出符合要求的油液品种 ○3进行综合权衡,调整要求和参数 ○4与厂商联系,最终决定采用的合适液压油 6.液压油液被污染后有哪些危害?如何防止油液被污染? 危害: ○1固体颗粒:加速元件磨损,堵塞小孔缝隙过滤器,使泵阀性能下降,产生噪声○2水:加速油液氧化,与添加剂反应产生粘性胶质,堵塞滤芯
第二章 液压油液 2.1什么是液体的粘性？常用的粘度表示方法有哪几种？并分别述说其粘度单位。 分子间内聚力阻止分子相对运动产生的一种内摩擦力。 表示方法： 1、动力粘度η，单位Pa ·S 2、 运动粘度ν，单位m 2/s 3、 相对粘度 2.2 机械油的牌号与粘度有什么关系？ 机械油的牌号以40℃的运动粘度(cSt)的平均值来定义 1 cSt= 10－ 6m 2/s 2.3 已知油液的运动粘度)(cst v 需要求相应的动力粘度η(Pa·s)，试导出计算公式。 η(Pa·s)＝ρ(kg/m 3 ) ·ν(cSt)·10－ 6 2.4 求20号机械油40℃时的平均动力粘度，用P a·s 及泊)(2 cm s dyn 表示。 η＝ρ·ν=900 kg/m 3 ×20×10－ 6m 2/s=0.018 Pa·s=0.18P (注：dyn =10-5 N) 2.5 填空 1) 某液压油的密度ρ=900kg/m 3 = 900 N·s 2 /m 4 = 0.9 dyn·s 2 /cm 4 = 0.9×10－6 kgf·s 2/cm 4 。 （1kg=1N/1ms -2 ）（1dyn=10-5 N ）（1N=0.102kgf ）（1kgf=9.8N ） 2) 20#机械油的密度ρ=900kg/m 3 ，其粘度为20cst= 0.2 cm 2 /s = 0.018 Pa·s= 0.18 P= 18 cP 2.6 图示液压缸，D=63mm ，d=45mm 油的体积弹性模量k=1.5×109 Pa 载荷变化量△F=10000N 。 当1) L=0.4m 时 2) L=1.2m 时 求：在不计缸体变形和泄漏的情况下，由于油液的压缩性，当载荷变
第七章 典型液压系统分析 本章重点：1.学会阅读液压系统原理图和分析液压系统方法 2.掌握典型液压系统的特点 本章难点：M1432A型外圆磨床液压系统 液压系统图表示了系统内所有液压元件及其连接、控制情况，表示了执行元件所实现动作的工作原理。图中，各液压元件及它们之间的连接或控制方式，均按规定的职能符号或结构式符号画出。 阅读和分析液压系统图的方法步骤： 1.根据系统图的名称及说明，了解液压系统的用途。 2.从动力元件和执行元件着手，了解液压泵和执行元件，并通过执行元件动作循环图和电磁铁动作表，了解动作顺序。 3.阅读和分析油路上的液压元件型号和功能，了解系统的基本回路和所能完成的动作及其性能。 4.进一步分析系统的工作原理及性能特点。根据动作循环，从泵源到执行元件，写出进、出油路的路线。编写路线时，应从电磁铁全部断电的原始位置着手，并进一步分析路线上各元件的功能。。 第一节 以速度变换为主的液压系统 一、 系统的特点和要求 在液压系统中的速度调节，是指系统能在规定的调速范围内调节执行元件的工作速度，以满足各工序进给速度的要求，如节流调速、容积调速和容积、节流调速。 速度变换是指在一个工作循环中，执行元件需要实现从一种速度换接到另一种速度。 这种系统通常具有如下要求： 1.一般能实现工作部件的自动工作循环，且生产率较高。 2.快速进给与工作进给时，其速度与负载相差甚大。 3.要求进给速度平稳、刚性好，有一定的调速范围。 4.进给行程终点的重复位置精度要求高。 5.应能实现严格的顺序动作。 二、 YT4543 型动力滑台液压系统的工作原理[1] 动力滑台是组合机床上实现进给运动的通用部件，配上动力头和主轴箱后可以对工件完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等孔和端面的加工工序。 YT4543型液压动力滑台由液压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下实现各种自动工作循环。进给速度范围为0.006～0.66m/min，最大快进速度为7.3m/min，最大进给推力为45KN，液压系统最高工作压力为6.3MPa。 滑台的液压系统图和系统的动作循环表分别如图7-3和表7-1所示。由图可见，该系统能够实现“快进 → 一工进 → 二工进 → 停留 → 快退 → 停止”的半自动工作循环。这个系统采用限压式变量泵供油，用电液换向阀换向，用行程阀实现快进和工进变换，用电磁阀实现两种工作速度的转换。
液压系统知识点汇总 一液压传动组成部分： 1.1执行装置（执行元件）：把液压能转换机械能。如液压马达（回转），液压缸（直线）。 1.2能源装置（动力元件）：给系统提供压力油，把机械能转换成液压能。如液压泵 1.3辅助装置。如油箱，滤油器，油管。（必不可少） 1.4控制调节装置。各种阀（溢流阀，节流阀，换向阀，开停阀等）对系统压力，流量，流动方向进行控制调节。 1.5工作介质。传递能量的流体，即液压油等 二液压传动的优缺点 帕斯卡原理 2.1.1液压和气压传动中工作压力取决于负载，与流入流体多少无关 2.1.2活塞运动速度取决于进入缸体的流量，而与流体的压力大小无关 2.1.3液压和气动传动是以流体的压力能来传递动力的 2.2优点： 2.2.1可大范围内实现无极调节 2.2.2油管连接，方便布置 2.2.3重量轻，结构紧凑，惯性小 2.2.4通过溢流阀可以过载保护，液压件能自行润滑，寿命长 2.2.5传递运动均匀平稳，负载变化时速度较为稳定 2.2.6液压元件实习了标准化，系列化，通用化，便于设计，制造，推广使用 2.2.7有各种控制阀，容易实现自动化，容易实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控 2.3缺点： 2.3.1液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便 2.3.2液压系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，不能保证严格的传动比 2.3.3液压系统发生故障不易检查和排除 2.3.4液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体黏性发生变化，影响稳定性，不适宜在温度变化很大的环境条件
2.3.5加工工艺复杂（减漏，液压元件配合精度高） 2.4液压油 2.4.1黏度 绝对黏度（动力黏度）代表黏性大小 运动黏度（用于比较） 相对黏度（条件黏度）相对于蒸馏水的黏性大小来表示该液体的黏性 2.4.1.1影响黏度的因素： 温度 黏度指数：液压油度量黏度随温度变化的程度，液压油黏度指数越高，黏度随温度变化越小，黏温特性越好，液压油应用的温度范围越广。 压力 压力在极高或变化很大的时候才对黏度有影响，一般情况下，液体压力加大时，分子之间的距离缩小，内聚力增大，黏度也随之增大。 液压千斤顶工作原理在回答里 2.4.2黏性： 液体在外力作用下流动时由于，液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子间相对运动的内摩擦力，产生这种力的性质就是黏性。表征了流体抵抗剪切变形的能力，静止的流体不表现黏性，黏性的作用是阻滞流体内部的相对滑动，只能延缓，不能消除 2.5压力损失 2.5.1管道系统中的总压力损失 2.5.2沿程压力损失（等径直管中） 2.5.3局部压力损失（弯头，接头，突变截面，阀口）主要压力损失 2.6减少压力损失的措施 2.6.1增大油管内径，降低液压油的速度
目录 1液压基本回路的原理及分类 2换向回路 3调压回路 4减压回路 5保压回路、 6调速回路 7卸荷回路 8缓冲回路 9平衡回路 液压基本回路及原理 由一些液压元件组成的，用来完成特定功能的典型回路称为液压基本回路。 常见液压回路有三大类： 1方向控制回路：它在液压系统中的作用是控制执行元件的启动，停止或运动方向！ 2压力控制回路：他的作用是利用压力控制阀来实现系统的压力控制，用来实现稳压、减压、增压和多级调压等控制，以满足执行元件在力或转矩及各种动作对系统压力的要求 3速度控制回路：它是液压系统的重要组成部分，用来控制
执行元件的运动速度。 换向回路 11用用电电磁磁换换向向阀阀的的换换向向回回路路：用二位三通、二位四通、三位四通换向阀均可使液压缸或液压马达换向！ A1_1 D 如A1-1是采用三位四通换向阀的换向回路，在这里的换向回路换向阀换向的时候会产生较大的冲击，因此这种回路适合于运动部件的运动速度低、质量较小、换向精度要求不高的场所。 A1-2
电电液液换换向向阀阀的的换换向向回回路路：图A1-2为用电液换向阀的换向回路。电液换向阀是利用电磁阀来控制容量较大的液动换向阀的，因此适用于大流量系统。这种换向回路换向时冲击小，因此适用于部件质量大、运动速度较高的场所。 调压回路 负载决定压力，由于负载使液流受到阻碍而产生一定的压力，并且负载越大，油压越高！但最高工作压力必须有定的限制。为了使系统保持一定的工作压力，或在一定的压力围工作因此要调整和控制整个系统的压力.
1.单级调压回路 o在图示的定量泵系统中，节流阀可以调节进入液压缸的流量，定量泵输出的流量大于进入液压缸的流量，而多余油液便从溢流阀流回油箱。调节溢流阀便可调节泵的供油压力，溢流阀的调定压力必须大于液压缸最大工作压力和油路上各种压力损失的总和。为了便于调压和观察，溢流阀旁一般要就近安装压力表。 3.多级调压回路 在不同的工作阶段，液压系统需要不同的工作压力，多级调压回路便可实现这种要求。 o图(a)所示为二级调压回路。图示状态下，泵出口压力由溢流阀3调定为较高压力，阀2换位后，泵出口压力由远程调压阀1调为较低压力。 图(b)为三级调压回路。溢流阀1的远程控制口通过三位四通换向阀4分别接远程调压阀2和3，使系统有三种压力调定值；换向阀在左位时，系统压力由
一、概述 由电机、进口叶片泵、单向阀、溢流阀、耐震压力表,精滤器、冷却器、空气滤清器等元件组成.油箱额定容积，电机功率(或）,其流量升分，，调压范围～。 二、液压系统工作原理 参见《液压系统原理图》,油液由油泵从油箱内吸入，经单向阀后分为二路，一路经电磁阀（用于自动手动转换）向电液伺服阀供油,另一路流向手动电磁阀，当伺服阀被脏物所堵时即可用手动方法对油缸进行操控，油缸速度由双单向节流阀调定.油泵的出油同时经压力表和溢流阀,系统的压力由溢流阀调定,压力表上可反映所调定的工作压力.溢流阀、伺服阀的回油经冷却器、精滤器后回油箱。 精滤器由滤油器和电接点压差表组成,过滤精度为μ.电接点压差表是防止纸质滤芯被堵后背压升高而造成其破裂的保护装置.当滤油器进出油口压差达到时其表针指示会进入红色报警区域，并会接通触点。用户可通过触点自接报警装置，触点容量为。?油液温度由温度计显示.当油温达到℃时应接通冷却水，使其进入冷却器进行循环冷却。系统正常运行时，油温应控制在℃以下.
常闭式盘式制动器液压站液压回路分析 盘式制动器具有结构紧凑、可调性好、动作灵敏、重量轻、惯性小、安全程度高、通用性好等优点，而且盘式制动器成对使用,制动时主轴不承受轴向附加力。在正常制动时，可以将制动器分成两组，先投入一组工作，间隔一定时间后,投入第二组，即实现了二级制动,二级制动使制动时产生的制动减速度不致过大。只有在安全制动时才考虑二组同时投入制动,产生最大的制动力矩。如果有一组产生故障时,也仍然还有一组制动器在工作,不致使制动器的作用完全失效。 由于盘式制动器的上述优点，它被广泛地应用于矿井提升设备的制动系统中。例如，多绳摩擦式提升机和单绳缠绕式提升机采用的都是这种常闭式的盘式制动器。 图为用于型提升机的盘式制动器液压站液压回路。泵排出的压力油经滤油器手动换向阀、二级安全制动阀(正常工作时带电），通过、管进入制动缸，使盘闸松开,提升机在运行过程中，为保持盘闸处于松开状态，液压系统处于开泵保压状态。此时泵排出的液压油全部通过溢流阀流回油箱。工作制动时是通过调节电液调压装置的电流降低系统的压力，使盘闸产生制动力
第一章液压传动概述 一、填空题： 1．液压传动是以（液体）为传动介质，利用液体的（压力能）来实现运动和动力传递的一种传动方式。 2．液压传动必须在（密闭容器内）进行，依靠液体的（压力能）来传递动力，依靠（压力能）来传递运动。 3．液压传动系统由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）、（辅助元件）和（工作介质）五部分组成。 4．在液压传动中，液压泵是（动力）元件，它将输入的（机械）能转换成（压力）能，向系统提供动力。 5．在液压传动中，液压缸是（执行）元件，它将输入的（压力）能转换成（机械）能。 6．各种控制阀用以控制液压系统所需要的（压力）、（方向）和（流量），以保证执行元件满足各种不同的工作需求。 7．液压元件的图形符号只表示元件的（功能），不表示元件的（具体结构）和（参数），以及连接口的实际位置和元件的（空间位置）。 8．液压元件的图形符号在系统中均以元件的（静止位置或常态位）表示。 二、判断题： （×）1. 液压传动不易获得很大的力和转矩。 （×）2. 液压传动装置工作平稳，能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动频繁换向。 （√）3．液压传动与机械、电气传动相配合时，易实现较复杂的自动工作循 环。 （×）4.液压传动系统适宜在传动比要求严格的场合采用。 三.简答题： 1. 简述液压传动的工作原理? 2. 液压传动有哪些优缺点? 1．液压传动是以液体为工作介质，利用压力能来驱动执行机构的传动方式。具体的工作原理是：电动机驱动液压泵从油箱中吸油，将油液加压后输入管路。油液经过一系列控制通断、流量和方向的液压阀进入液压缸一腔，推动活塞而使工作台实现移动。这时液压缸另一腔的油液经换向阀和回油管流回油箱。 2．答：优点：1）在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生更多的动力；2）液压装置工作比较平稳；3）液压装置能在大范围内实现无级调速，也可在运行的过程中调速；4）液压传动易于自动化；5）液压装置易于实现过载保护；6）液压元件已标准化、系列化和通用化。7）用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单。缺点：1）液压传动不能保证严格的传动比；2）液压传动在工作过程中能量损失大；3）液压传动对油温变化敏感，工作稳定性易受温度影响；4）造价较贵，对油液的污染比较敏感；5）液压传动要求有单独的能源；6）液压传动出现故障不易找出原因.
单元七典型液压系统 学习目标: 1.掌握读懂液压系统图的阅读和分析方法 2.掌握YT4543型液压动力滑台液压系统的组成、工作原理和特点 3.掌握YB32-200型压力机液压系统的组成、工作原理和特点 4.掌握Q2- 8汽车起重机液压系统的组成、工作原理和特点 5.能绘制电磁铁动作循环表 重点与难点： 典型液压系统是对以前所学的液压件及液压基本回路的结构、工作原理、性能特点、应用，对液压元件基本知识的检验与综合，也是将上述知识在实际设备上的具体应用。本章的重点与难点均是对典型液压系统工作原理图的阅读和各系统特点的分析。对于任何液压系统，能否读懂系统原理图是正确分析系统特点的基础，只有在对系统原理图读懂的前提下，才能对系统在调速、调压、换向等方面的特点给以恰当的分析和评价，才能对系统的控制和调节采取正确的方案。因此，掌握分析液压系统原理图的步骤和方法是重中之重的内容。 1 ?分析液压系统工作原理图的步骤和方法 对于典型液压系统的分析，首先要了解设备的组成与功能，了解设备各部件的作用与运动方式，如有条件，应当实地考察所要分析的设备，在此基础上明确设备对液压系统的要求，以此作为液压系统分析的依据；其次要浏览液压系统图，了解所要分析系统的动力装置、执行元件、各种阀件的类型与功能，此后以执行元件为中心，将整个系统划分为若干个子系统油路；然后以执行元件动作要求为依据，逐一分析油路走向，每一油路均应按照先控制油路、后主油路，先进油、后回油的顺序分析；再后就是针对执行元件的动作要求，分析系统的方向控制、速度控制、压力控制的方法，弄清各控制回路的组成及各重要元件的作用；更后就是通过对各执行元件之间的顺序、同步、互锁、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系；最后归纳与总结整个液压系统的特点，加深对系统的理解。 2.在此选用YT4543型组合机床动力滑台的液压系统，作为金属切削专用机床进给部件的典型代 表。此系统是对单缸执行元件，以速度与负载的变换为主要特点。要求运动部件实现“快进一一工进一二工进一死挡铁停留一快退一原位停止”的工作循环。具有快进运动时速度高负载小与工进运动时速度低负载大的特点。系统采用限压式变量泵供油，调速阀调速的容积节流调速方式，该调速方式具有速度刚性好调速范围大的特点；系统的快速回路是采用三位五通电液换向阀与单向阀、行程阀组成的液压缸差动连接的快速运动回路，具有系统效率较高、回路简单的特点；速度的换接采用行程阀和液控顺序阀联合动作的快进与工进的速度换接回路，具有换接平稳可靠的特点；两种工进采用调速阀串联与电磁滑阀组成的速度变换回路实现两次工进速度的换接，换接平稳；采用中位机能为M型的电 液换向阀实现执行元件换向和液压泵的卸荷。该系统油路设计合理，元件使用恰当，调速方式正确， 能量利用充分。 3.YB32-200型压力机的液压系统属于锻压机械液压系统的代表，此系统以压力变换为主、功率比大、压力高，属于高压或超高压系统。压力机工作时要求带动上滑块的液压缸活塞能够自动实现“快速下行一慢速加压一保压延时一泄压一快速回程一原位停止”的动作循环，空程时速度大，加压时推力大；下滑块液压缸要求实现“顶出一退回”的动作循环，有时还需要实现“浮动”功能。该系统采用高压大流量恒功率变量泵供油，利用活塞自重充液的快
液压与气压传动知识点复习总结（很全） 一，基本慨念 1，液压传动装置由动力元件，控制元件，执行元件，辅助元件和工作介质（液 压油）组成 2，液压系统的压力取决于负载，而执行元件的速度取决于流量，压力和流量是 液压系统的两个重要参数 其功率N=PQ 3, 液体静压力的两个基本特性是:静压力沿作用面内法线方向且垂直于受压面; 液体中任一点压力大小与方位无关. 4，流体在金属圆管道中流动时有层流和紊流两种流态，可由临界雷诺数 （Re=2000～2200）判别，雷诺数（Re ）其公式为Re=VD/υ，（其中D 为水力 直径）， 圆管的水力直径为圆管的内经。 5,液体粘度随工作压力增加而增大，随温度增加减少;气体的粘度随温度上升而变 大, 而受压力影响小;运动粘度与动力粘度的关系式为ρ μν=， 6，流体在等直径管道中流动时有沿程压力损失和局部压力损失，其与流动速度 的平方成正比.22ρλv l d p =?, 2 2 v p ρξ=?. 层流时的损失可通过理论求得λ=64e R ；湍流时沿程损失其λ与Re 及管壁的粗糙度有关；局部阻力系数ξ由试 验确定。 7，忽略粘性和压缩性的流体称理想流体, 在重力场中理想流体定常流动的伯努利方程为γρυ++22 P h=C(常数)，即液流任意截面的压力水头，速度水头和位置 水头的总和为定值，但可以相互转化。它是能量守恒定律在流体中的应用;小孔 流量公式q=C d A t ρp ?2,其与粘度基本无关；细长孔流量q=?l d μπ1284P 。平板缝隙流量q=p l bh ?μ123 ,其与间隙的 三次方成正比，与压力的一次与方成正比. 8,流体在管道流动时符合连续性原理,即2111V A V A =,其速度与管道过流面积成 反比.流体连续性原理是质量守衡定律在流体中的应用. 9,在重力场中,静压力基本方程为P=P gh O ρ+; 压力表示:.绝对压力=大气压力+表 压力; 真空度=大气压力-绝对压力. 1Mp=10pa 6，1bar=105pa. 10,流体动量定理是研究流体控制体积在外力作用下的动量改变,通常用来求流体
液压系统工况分析 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
液压系统工况分析摘要：本文首先对液压系统进行工况分析，通过分析计算，绘制速度、负载循环图，初步选定液压缸工作压力，并计算加紧液压缸和工作缸尺寸以及各阶段流经 液压缸的流量；其次根据液压系统供油方式、调速方式、速度换接方式以及加紧 回路的选择拟定液压系统图，并且对系统工作状态分析；再次通过对流通各元件 的的流量的计算，合理选择液压系统元件；最后通过对压力损失和系统升温的验算，对液压系统进行性能分析，达到要求。 关键词：工况分析；液压系统原理图；液压泵；液压阀；压力损失 Abstract：According to the requirements of the mission statement title, the first condition of the hydraulic system analysis, through analysis and calculation, rendering speed, duty cycle graph, the initial selection of hydraulic cylinders working pressure, and calculated to intensify the work of hydraulic cylinders and cylinder size and flow of the various stages The hydraulic cylinder of the flow; second oil hydraulic system according to mode, speed mode, the speed-for-access approach and the choice of stepping up the development of hydraulic system circuit diagram and working status of the system; once again flow through various components of the flow Calculation , a reasonable choice of hydraulic system components; last through the pressure loss
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、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。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。
液压传动技术的历史进展与趋势 从公元前200多年前到17世纪初，包括希腊人发明的螺旋提水工具和中国出现的水 轮等，可以说是液压技术最古老的应用。 自17世纪至19世纪，欧洲人对液体力学、液体传动、机构学及控制理论与机械制造 做出了主要贡献，其中包括:1648年法国的B.帕斯卡(B. Pascal提出的液体中压力传递的基本定律;1681年D ?帕潘(D . Papain)发明的带安全阀的压力釜；1850年英国工程师威廉姆?乔治?阿姆斯特朗(William George Armstrong)关于液压蓄能器的发明；19世纪中叶英国工程师佛莱明(F. Jin詹金所发明的世界上第一台蒸气喷射器差压 补偿流量控制阀；1795年英国人约瑟夫？布瑞釉Bramah)登记的第一台液压机 的英国专利；这些贡献与成就为20世纪液压传动与控制技术的发展奠定了科学与工艺基础。 19世纪工业上所使用的液压传动装置是以水作为工作介质，因其密封问题一直未能很好解决以及电气传动技术的发展和竞争，曾一度导致液压技术停滞不前,卷板机。此种情况直至1905年美国人詹涅(Ja nney)首先将矿物油代替水作液压介质后才开始改观折弯机。20世纪30年代后，由于车辆、航空、舰船等功率传动的推动，相继出现了斜轴式及弯轴式轴向柱塞泵、径向和轴向液压马达;1936年Harry Vickers发明了先导控制压力阀为标志的管式系列液压控制元件。第二次世界大战期间，由于军事上的需要，出现了以电液伺服系统为代表的响应快、精度高的液压元件和控制系统，从而使液压技术得到了迅猛发展。 20世纪50年代，随着世界各国经济的恢复和发展，生产过程自动化的不断增长，使 玻璃冷却器技术很快转入民用工业，在机械制造、起重运输机械及各类施工机械、船舶、航空等领域得到了广泛发展和应用。同期，德国阿亨工业大学TH Aache n)在仿形刀架方面，美国麻省理工学院(MIT)Blackburn、Lee及Shearer等学者在电液伺服阀方面的研究取得
第四章典型液压传动系统实例分析 第一节液压系统的型式及其评价 一、液压系统的型式 通常可以把液压系统分成以下几种不同的型式。 1.按油液循环方式的不同分 按油液循环方式的不同,可将液压系统分为开式系统与闭式系统。 (1)开式系统 如图4、1所示,开式系统就是指液压泵1从 油箱5吸油,通过换向阀2给液压缸3(或液压马达) 图4、1 开式系统 供油以驱动工作机构,液压缸3(或液压马达)的回 油再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢流阀4。 这种系统结构较为简单。由于系统工作完的油液 回油箱,因此可以发挥油箱的散热、沉淀杂质的作 用。但因油液常与空气接触,使空气易于渗入系统, 导致工作机构运动的不平稳及其它不良后果。为 了保证工作机构运动的平稳性,在系统的回油路 上可设置背压阀,这将引起附加的能量损失,使油 温升高。 在开式系统中,采用的液压泵为定量泵或单 向变量泵,考虑到泵的自吸能力与避免产生吸空 现象,对自吸能力差的液压泵,通常将其工作转速 限制在额定转速的75％以内,或增设一个辅助泵 进行灌注。工作机构的换向则借助于换向阀。换 向阀换向时,除了产生液压冲击外,运动部件的惯 性能将转变为热能,而使液压油的温度升高。但由 于开式系统结构简单,因此仍为大多数工程机械 所采用。 (2)闭式系统 如图4、2所示。在闭式系统中,液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相联,工作液体在系统的管路中进行封闭循环。闭式直系统结构较为紧凑,与空气接触机会较少,空气不易渗入系统,故传动的平稳性好。工作机构的变速与换向靠调节泵或马达的变量机构实现,避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击与能量损失。但闭式系统较开式系统复杂,由于闭式系统工作完的油液不回油箱,油液的散热与过滤的条件较开式系统差。为了补偿系统中的泄漏,通常需要一个小容量的补油泵进行补油与散热,因此这种系统实际上就是一个半闭式系统。