液压传动系统

工程机械领域名词

液压传动中由液压元件（液压油泵）、液压控制元件（各种液压阀）、液压执行元件（液压缸和液压马达等）、液压辅件（管道和蓄能器等）和液压油组成的液压系统。

简介

液压泵把机械能转换成液体的压力能，液压控制阀和液压辅件控制液压介质的压力、流量和流动方向，将液压泵输出的压力能传给执行元件，执行元件将液体压力能转换为机械能，以完成要求的动作。

组成元件

1）动力元件，即液压泵，其职能是将原动机的机械能转换为液体的压力动能（表现为压力、流量），其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动力源。

2）执行元件，指液压缸或液压马达，其职能是将液压能转换为机械能而对外做功，液压缸可驱动工作机构实现往复直线运动（或摆动），液压马达可完成回转运动。

3）控制元件，指各种阀利用这些元件可以控制和调节液压系统中液体的压力、流量和方向等，以保证执行元件能按照人们预期的要求进行工作。

4）辅助元件，包括油箱、滤油器、管路及接头、冷却器、压力表等。它们的作用是提供必要的条件使系统正常工作并便于监测控制。

5）工作介质，即传动液体，通常称液压油。液压系统就是通过工作介质实现运动和动力传递的，另外液压油还可以对液压元件中相互运动的零件起润滑作用。

工作原理

图1为简单磨床的液压传动系统的组成和工作原理。电动机带动液压泵从油箱吸油，液压泵把电动机的机械能转换为液体的压力能。液压介质通过管道经节流阀和换向和阀进入液压缸左腔，推动活塞带动工作台右移，液压缸右腔排出的液压介质经换向阀流回油箱。换向阀换向之后液压介质进入液压缸右腔，使活塞左移，推动工作台反向移动。改变节流阀的开口可调节液压缸的运动速度。液压系统的压力可通过溢流阀调节。在绘制液压系统图时，为了简化起见都采用规定的符号代表液压元件，这种符号称为职能符号。

基本回路

综述

由有关液压元件组成，用来完成特定功能的典型油路。任何一个液压传动系统都是由几个基本回路组成的，每一基本回路都具有一定的控制功能。几个基本回路组合在一起，可按一定要求对执行元件的运动方向、工作压力和运动速度进行控制。根据控制功能不同，基本回路分为压力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。

压力控制回路

用压力控制阀(见液压控制阀)来控制整个系统或局部范围压力的回路。根据功能不同，压力控制回路又可分为调压、变压、卸压和稳压 4种回路。

①调压回路：这种回路用溢流阀来调定液压源的最高恒定压力，图1中的溢流阀就起这一作用。当压力大于溢流阀的设定压力时，溢流阀开口就加大，以降低液压泵的输出压力，维持系统压力基本恒定。

②变压回路：用以改变系统局部范围的压力，如在回路上接一个减压阀则可使减压阀以后的压力降低；接一个升压器，则可使升压器以后的压力高于液压源压力。

③卸压回路：在系统不要压力或只要低压时，通过卸压回路使系统压力降为零压或低压。

④稳压回路：用以减小或吸收系统中局部范围内产生的压力波动，保持系统压力稳定，例如在回路中采用蓄能器。

速度控制回路

通过控制介质的流量来控制执行元件运动速度的回路。按功能不同分为调速回路和同步回路。

①调速回路:用来控制单个执行元件的运动速度,可以用节流阀或调速阀来控制流量，如图1中的节流阀就起这一作用。节流阀控制液压泵进入液压缸的流量（多余流量通过溢流阀流回油箱），从而控制液压缸的运动速度，这种形式称为节流调速。也可用改变液压泵输出流量来调速，称为容积调速。

②同步回路：控制两个或两个以上执行元件同步运行的回路，例如采用把两个执行元件刚性连接的方法，以保证同步；用节流阀或调速阀分别调节两个执行元件的流量使之相等,以保证同步；把液压缸的管路串联,以保证进入两液压缸的流量相同，从而使两液压缸同步。

方向控制回路

在液压系统中, 起控制执行元件的起动、停止及换向作用的回路, 称方向控制回路。方向控制回路有换向回路和锁紧回路。关于机动—液动换向回路的控制方式和换向精度等问题, 在磨床液压系统中叙述。

图2所示为手动转阀(先导阀) 控制液动换向阀的换向回路。回路中用辅助泵2提供低压控制油, 通过手动先导阀3(三位四通转阀) 来控制液动换向阀4的阀芯移动, 实现主油路的换向, 当转阀3在右位时, 控制油进入液动阀4的左端, 右端的油液经转阀回油箱, 使液动换向阀4左位接入工件, 活塞下移。当转阀3切换至左位时, 即控制油使液动换向阀4换向, 活塞向上退回。当转阀3中位时, 液动换向阀4两端的控制油通油箱, 在弹簧力的作用下, 其阀芯回复到中位、主泵1卸荷。这种换向回路, 常用于大型压机上。

在液动换向阀的换向回路或电液动换向阀的换向回路中, 控制油液除了用辅助泵供给外, 在一般的系统中也可以把控制油路直接接入主油路。但是, 当主阀采用M 型或H 型中位机能时, 必须在回路中设置背压阀, 保证控制油液有一定的压力, 以控制换向阀阀芯的移动。在机床夹具、油压机和起重机等不需要自动换向的场合, 常常采用手动换向阀来进行换向。

为了使工作部件能在任意位置上停留, 以及在停止工作时, 防止在受力的情况下发生移动, 可以采用锁紧回路。

采用O 型或M 型机能的三位换向阀, 当阀芯处于中位时, 液压缸的进、出口都被封闭, 可以将活塞锁紧, 这种锁紧回路由于受到滑阀泄漏的影响, 锁紧效果较差。

图3是采用液控单向阀的锁紧回路。在液压缸的进、回油路中都串接液控单向阀(又称液压锁), 活塞可以在行程的任何位置锁紧。其锁紧精度只受液压缸内少量的内泄漏影响，因此，锁紧精度较高。采用液控单向阀的锁紧回路, 换向阀的中位机能应使液控单向阀的控制油液卸压(换向阀采用H 型或Y 型), 此时, 液控单向阀便立即关闭, 活塞停止运动。假如采用O 型机能, 在换向阀中位时, 由于液控单向阀的控制腔压力油被闭死而不能使其立即关闭。

辅助装置

油箱，蓄能器，滤油器，热交换器，管件等，对系统的动态性能，稳定性能，工作寿命，噪声等都有直接影响。

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