培训教材(液压启闭机)

第二章 机械基础第四节 液压启闭机液压启闭机是根据液体静压原理,利用液压,传递动力，启闭闸门的液压传动 机械。它具有很多优点，是一种比较理想的闸门启闭设备。一、液压启闭机的分类液压启闭机的种类很多，按照液压启闭机油缸的作用可分为单向作用和双向 作用。单向作用液压启闭机只提供单向开启闸门的启门力。关闭闸门要依靠闸门的 自重。这类启闭机多用于快速闸门.双向作用液压启闭机的油缸既提供启门力又 提供闭门力.所以它最适用于那些靠闸门自重不足以关闭的工作闸门或事故检修 闸门.按照启闭一扇闸门的油缸数量可分为单吊点液压启闭机和双吊点液压启闭 机。按照油缸的固定形式可分浮动式、摆动式和固定式。浮动式液压启闭机油缸的上部凸缘具有球型底面，当油缸垂直置放于球面或 锥面底座上时,油缸可在底座上任意方向自由摆动。它的作用是在启闭深孔平面 闸门时，油缸的轴线可作微小摆动，以补偿安装误差和门糟偏差。这种形式一般 为单作用式，多用于启闭快速事故闸门.摆动式又分为垂直摆动式和水平摆动式两种 ,一般都是双向作用液压启闭 机。垂直摆动式用于启闭弧形闸门。水平摆动式用来启闭人字闸门。 固定式是在油缸的中部设有法兰，固定安装在基础机架上，它只适合起吊平 面闸门.二、液压启闭机的特点液压启闭机由于采用了液压传动启闭闸门,所以与其他机械传动启闭机相比 有以下特点：1、液压启闭机机械部件少，结构简单、紧凑、重量轻、所占空间小,易于布 置.2、由于采用静压原理,利用较小的动力可得到很大作用力，所以它的启闭容 量大.3、由于传动介质是液体，所以液压启闭机工作平稳，缓冲性能好。4、油液充满油路系统，元件润滑良好，磨损、腐蚀都极小，寿命长。5、液压启闭机维修保养简单，主要是保持油液的清洁，所以运行安全可靠.6、由于采用标准液压元件，所以易于实现标准化、系列化,而且与电器配合, 易于实现自动化。7、油缸需要专用机床锻造加工，机加工精度高，相应造价也较高，启闭速 度小，油液容易泄漏,工作效率低，矿物油液易于着火,对防火要求高等。8、多机共用一套供油系统时，单机动作时，将影响其他机组的动作.三、液压启闭机的基本组成液压启闭机具有液压传动的基本构成：即动力元件、执行元件、控制元件和 辅助元件组成。1、动力元件 把机械能转化成液体压力能的装置，常见的是液压泵。2、执行元件 把液体压力能转化成机械能的装置，一般常见的形式是液压缸和液压马达.3、控制元件 对液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。这类元件主要包括 各类控制阀或者由各种阀构成的组合装置.这些元件的不同组合组成了能完成不 同功能的液压系统.4、辅助元件 指以上三种组成部分以外的其它装置,如各种管接件、油管、油箱、过滤器、 蓄能器、压力表等，起连接、输油、贮油、过滤、贮存压力能和测量等作用。5、传动介质（液压油） 传递能量的液体介质,即各种液压工作介质。四、液压元件（一）、液压动力元件1、液压泵的工作原理及特点 液压泵是一种能量转换装置，它将机械能转换为液压能,是液压传动系统中 的动力元件，为系统提供压力油液。2、齿轮泵齿轮泵按结构不同，分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵. 齿轮泵主要由泵体、泵盖、两个相互啮合转动的齿轮组成。 在泵的壳体内装有一对齿数和模数完全相同的外啮合齿轮。齿轮两侧有端盖 盖住。由于齿轮的齿顶和壳体内表面及齿轮侧面与端盖之间间隙很小 ,故两个齿 轮轮齿的接触线就将左右两个腔隔开，形成两个密封容积 .当齿轮转动时，右侧 密封容积因相互啮合的轮齿逐渐脱开而逐渐增大，形成部分真空，油箱中的液压 油被吸进右侧密封容积中,并将齿间充满油液。随着齿轮的转动，齿间的油液被 带到左侧密封容积。左侧容积因轮齿逐渐进入啮合而不断减少 ,油液被挤压出去 进入系统，随着齿轮连续转动,齿轮泵则连续不断的吸油和排油。3、叶片泵（1）、叶片泵的特点 其特点是：结构紧凑，叶片泵的结构决定了它油压高,流量大，运转平稳， 流量脉动小，噪声小，寿命较长.。缺点:吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，结构复杂,制造工艺要求 比较高。（2）、叶片泵的分类 叶片泵根据作用次数的不同，可分为单作用和双作用两种. 单作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各一次。 双作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各二次。 双作用叶片泵与单作 用叶片泵相比，其流量均匀性好，转子体所受径向液压力基本平衡。双作用叶片泵一般为定量泵；单作用叶片泵一般为变量泵。（3）、叶片泵的工作原理单作用叶片泵，它是由定子、转子、叶片、配流盘、传动轴和端盖等主要零 件组成。插图 1 定子为空心圆柱体,两侧加工有进、出油孔。转子为圆柱体,在周围上均匀分 布有转子槽,在槽内装有叶片，叶片可在槽中滑动,带有叶片的转子装在定子圆柱 孔内。转子和定子的两侧装有配流盘.配流盘上分别加工有吸、排油窗口。转子 和定子的中心不重合,即存在偏心距.转子转动时，在离心力以及通入叶片根部压 力油的作用下，叶片顶部紧贴在定子内表面上，于是定子内表面、转子外表面、 叶片及配流盘之间就形成了密封容积。当转子转动时，在离心力的作用下，右半部的叶片逐渐向外伸出并紧贴定子 内表面滑动，于是右侧的密封容积逐渐增大，产生真空,这样油液通过吸油孔和 配油盘上窗口进入右侧的密封容积。这就是单作用叶片泵的吸油过程。在左半部的叶片被表面作用逐渐缩进转子槽内，使左侧的密封容积逐渐缩 小，密封区中的高压液体通过配流盘另一窗口和排油口被压出而进入系统。这就 是单作用叶片泵的排油过程。双作用叶片泵的工作原理与单作用叶片泵相似，所不同的，双作用叶片泵的 转子和定子中心重合。定子表面为近似椭圆.配流盘上有四个配油窗口而形成四 个密封容积。这样转子每转一圈，密封容积由小变大和由大变小各两次,即完成 两次吸油、排油。4、柱塞泵（1）、柱塞泵的原理 柱塞泵是依靠柱塞在缸体内作往复运动时产生的容积变化进行吸油和压油 的。由于柱塞和缸体都是圆柱表面，容易做到高精度的配合，密封性能好，在高 压下工作仍能保持较高的容积效率和总效率。轴向柱塞泵依靠柱塞在缸体内作往复运动，使得密封油腔容积变化而实现吸油和压油。油缸内均布着几个柱塞孔，柱塞在柱塞孔里滑动.当传动轴带着缸体和柱塞 一起旋转时，柱塞在缸体内作往复运动，在自下而上的回转的半周内，柱塞逐渐 向外伸出，使缸体内密封油腔容积增加，形成局部真空，于是油液就通过配油盘 的吸油窗口 a 进入缸体中.在自上而下的回转的半周内，柱塞被斜盘推着逐渐向里缩回,使缸体内密封 油腔容积减少，将液体从配油盘的吸油窗口 b 排出去.这样缸体每旋转一周，完 成一次吸油和一次压油。柱塞泵的压力通常在 16MPa 以上（2）、柱塞泵分类 柱塞泵的形式很多。柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同,可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。轴 向柱塞泵的结构与径向柱塞泵的结构的主要区别在于柱塞的安装方向.径向柱塞泵的柱塞中心线垂直于转轴轴线. 柱塞泵按配流方式的不同，可分为斜盘式（直轴式）和斜轴式。（3）、柱塞泵的结构 斜盘式轴向柱塞泵为是由主体部分和变量机构两部分组成. 典型主体结构主要由斜盘、柱塞、缸体、配油盘和传动轴等组成。 变量机构是由转动手轮，使丝杠转动,带动变量活塞作用轴向移动，通过轴 销使斜盘倾角改变,达到变量的目的。这种变量机构结构简单，但操纵不轻便， 且不能在工作过程中变量.径向柱塞泵主要由转子、定子、柱塞、配油轴组成。（4）、柱塞泵的优点1）参数高:额定压力高，转速高,泵的驱动功率大2）效率高，容积效率为95%左右，总效率为90左右3）寿命长4）变量方便，形式多5）单位功率的重量轻6）柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用（5）、柱塞泵的缺点1）结构较复杂，零件数较多,2）自吸性差,3）制造工艺要求较高，成本较贵,4）油液对的污染较敏感,要求较高的过滤精度,对使用和维护要求较高。柱塞泵被广泛用于高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合， 得到广泛的应用。插图2囹3.R为轴札掂阿柱慕赧號结构I一中间泵体:2-弹熱3一缸体t 4 -配流蛊;A嗣泵怀i百一孃轴t 7柱船召一圆枉滚子轴承*A活飆；】0”1相竝：H 牡恥A氓怕；-金城汽戏；I4 一除朴；“-卜牲；巾锂紧迷译2、液压执行元件（二）、液压执行元件1、分类液压执行元件一将液体的液压能转换为机械能的转换装置。 液压执行元件可分为液压马达和液压缸两大类。2、液压马达液压马达是做旋转运动的执行元件。在液压系统中，液压马达把液体的压力 能转变成马达轴上的转矩输出，把输入液压马达的液流流量转变成马达轴的转速 运动。而且它输出的角位移是无限的.需要指出的是，液压马达是用来驱动外负载做功的，只有当外负载转距存 在时，液压泵进入液压马达的压力油在能建立起压力，液压马达才能产生相当的 转距去克服它，所以液压马达的转距是随着负载转距变化而变化的。插图3插图4s卅W-SI 3.24轴叵点;怨触朴基式酒圧马达結岛怪I榜动辄2斜盘：1轴血4徽轮小 弹簧* 6传动7-缸怖;8配流盘：9柱塞：10-椎杆插图 53、液压缸液压缸液压缸是液压系统中的执行元件，它的职能是将液压能转换成机械 能.液压缸的输入量是流体的流量和压力,输出的是直线运动速度和力。液压缸的 活塞能完成直线往复运动，输出的直线位移是有限的。摆动液压缸：实现往复摆动，输出角速度。 液压缸按结构的不同,可分为活塞式、柱塞式和伸缩式等形式.（1）、单作用柱塞式液压缸 结构：它是由缸筒、柱塞、导向套、密封圈、缸盖等组成。其特点是柱塞较 粗，受力条件好,而且柱塞在缸筒内与缸壁不接触,两者无配合要求，因而只需对 柱塞表面进行精加工即可，缸筒内孔不必进行精加工，而且表面粗糙度要求也不 高。可见柱塞式液压缸的制造工艺性较好，故行程特别长的单作用液压缸多采用 柱塞式结构。另外为减轻重量，柱塞往往做成空心的.工作原理：当压力油从液压缸进口进入柱塞缸底腔后，液体压力均匀作用在 柱塞底面上，柱塞产生推力，并以一定速度向外伸出。若柱塞底腔卸压，则柱塞在自重或弹簧力的外力作用下缩回。由于液压力只 能推动柱塞朝一个方向运动，因此这种液压缸属于单作用液压缸。（2）、单杆活塞式液压缸 结构:它由缸底、缸筒、缸盖、活塞和活塞杆等组成。其进、出液口的布置 视安装方式而定。工作时可以缸筒固定，活塞杆驱动负载；也可以活塞杆固定， 缸筒驱动负载。工作原理:在缸筒固定的情况下，当A口进液,B口回液时，活塞杆伸出；当B口 进液,A 口回液时，活塞杆缩回。由于液压力能推动活塞杆做正反两个方面的运动， 因此这种液压缸属于双作用液压缸。AB插图 6砖埶9导向蕴币单向烁tl一纽冲药12-砂坏齐无杆询缓冲套；岸蠱椎（三）、液压控制元件1、方向控制阀 方向控制阀用来控制液压系统的油液流动方向，接通或断开油路，从而控制 执行机构的启动、停止或改变运动方向.分单向阀和换向阀两大类。（1）、单向阀普通单向阀V作用：普通单向阀又称截回阀，用于控制油液只能沿着一个方向流动,不能 反向流动。结构：分直通式和直角式。阀体，阀芯（分钢球式和锥阀式）、弹簧。插图7图52直角式单向阀液控单向阀作用：它比普通单向阀增加了一个控制油口K。当控制油口K无压力油通入时, 起到普通单向阀作用；当控制油口K通入压力油时，进出油口接通，油液可以反向 流动,不起单向阀作用。结构：分不带卸荷阀芯的简式液控单向阀和带卸荷阀芯的卸荷液控单向阀。 液控单向阀由阀体，阀芯、弹簧、控制活塞等组成。插图 8恼丈液揑单赵阀卸我丄t：液控趟向慟心简代符号2、换向阀 换向阀是利用改变阀芯与阀体的相对位置不同来变换各主油口的通断关系, 切断或变换油流方向，从而实现对执行元件方向的控制。(1) 、分类 换向阀按阀芯可变位置可分二位和三位，通常用一个方框代表一个位置。 按主油口进、出油口可分为二通、三通、四通、五通等。表达方式是在相应的位置方框内表示油口的数目和通道的方向。按改变阀芯位置的操纵方式，可以分为手动、机动、电磁控制、液动、电液 动、比例和气动。rz5滚轮 手动 电磁 比例电磁 液动 电液控制按结构形式,可分为滑阀式、球阀式、锥阀式。 按换向阀阀芯在阀体中的定位方式，可以分钢球定位、弹簧定位、弹簧对中.(2)、结构由阀体，阀芯、操纵和定位机构组成. 三位换向阀的阀芯在阀体中有左、中、右三个位置，左、右位置是使执行元 件产生不同的运动方向，而阀芯在中间位置时,利用不同形状及尺寸的阀芯结构， 可以得到多种油口连接方式。除了执行元件停止运动外,还可以具有其他一些不 的功能。因此三位阀在中位时的油口连接关系又称为滑阀机能。常用滑阀机能见 表1表1 插图 9图5.12弹簧对中电液换向阀的结构原理2、压力控制阀 压力控制阀可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器.(1) 、溢流阀作用：溢流阀是通过阀口的溢流，调定系统工作压力或限定其最大工作压力， 防止系统过载。在系统正常工作时,溢流阀处于关闭状态，而当系统压力大于或等于其调定 压力时，溢流阀才开启溢流。插图 10结构：调节杆、调节螺母、调压弹簧、锁紧螺母、上盖、阀体、阀芯、螺塞(2) 、减压阀 作用：减压阀是一种将利用缝隙产生压力差，使其出口液体压力调节到低于 它的进口压力的压力控制阀。结构:阀套、主阀芯、阻尼孔、主阀弹簧、先导阀、锥阀、先导阀弹簧腔，调 压弹簧、调节手柄、阀体。(3) 、压力继电器 压力继电器是利用工作液体的压力来启、闭电气触点的液电信号转换元件 , 用于当系统达到压力继电器调定压力时,发出点信号，控制电气元件的动作，实 现泵的卸荷或加载控制，执行元件的顺序动作，以及系统的安全保护和连锁等。压力继电器按压力位移转换部件的结构形式分有柱塞式、弹簧管式、膜片 式及波纹管式 4 种。插图 113、流量控制阀 流量控制阀靠改变通流截面开口大小来调节通过阀门的流量，以改变工作机 构的运动速度.而实现对执行元件运动速度的调节和改变分支流量的大小。油液 流经小孔或狭缝时，将是开口越小，流量越小。流量阀分节流阀、调速阀和分流集流阀等。（1）、节流阀 节流阀借助于控制机构使阀芯相对于阀体孔运动,通过改变阀口的通流面积， 来调节其通过的流量,因而可以对执行元件进行调速。结构：顶盖、推杆、导套、阀体，阀芯、弹簧、底盖。插图 122）、单向节流阀结构:由一个单向阀和一个节流阀组合而成。 单向阀由阀体，阀芯（分钢球式和锥阀式）、弹簧组成。 节流阀由阀体，阀芯、弹簧、推杆、调节手柄组成。 作用：当压力油液从锥阀背面流经时，作为节流阀使用，借助节流阀的控制 机构使阀芯相对于阀体孔运动，通过改变阀口的通流面积，来调节其通过的流量， 因而可以对执行元件进行调速。油液反向流动时，油流通过阀芯压缩复位弹簧，使阀口过流面积至最大,作为 单向阀使用,油流能自由通过，以减少压力损失。4、电液比例阀 电液比例阀简称比例阀。它是一种按给定的输入电气信号连续的、按比例的 对液流的压力、流量和方向进行远距离控制的液压控制阀。比例阀是在普通液压控制阀的基础上,以电-机械比例转换器（如电磁铁、动圈式力马达、力矩马达、侍服电机、步进电机等)代替普通传动机构而发展起来 的。由于比例阀实现了能连续的、按比例的对压力、流量和方向进行控制，避免 了压力和流量有级切换时引起的冲击。同时可采用电信号可进行远距离控制。一 个比例阀可兼几个普通阀的功能，可简化回路，减少阀的数量,提高可靠性。电液比例阀的工作原理：指令信号f比例放大器f比例电磁铁f液压控制阀f液压执行元件(1)、电液比例流量阀电液比例流量阀就是在普通流量阀的基础上,利用电机械比例转换器对节流阀口进行控制.与普通调速阀相比,其主要区别是用直流比例电磁铁取代了手柄对节流阀的控制。比例电磁铁的输出力作用在节流阀阀芯上，与弹簧力、液动力、摩擦力相平衡，对一定的控制电流，对应一定的节流开度。通 过改变输入电流大下，既可改变通过调速阀的流量。若输入的电流是连续的或按一定程序变化，则比例调速阀所控制的流量也 按比例或按一定程序变化.插图 13出袖口汕洁nit抽口(町益嗣(b)符号 5.64比例调迪闻的幼构原謨图】一比悅已礎鸵2节沆阀芒;：3宦荒诫压阀;4弹簧2）、电液比例换向阀电液比例换向阀也称比例方向流量阀，它不仅可以改变液流的方向，而且同 时可以控制流量的大小。它是以比例电磁铁取代普通电磁换向阀中的电磁铁。当输入控制电流后，比 例电磁铁的输出力与弹簧力平衡，滑阀开口量的大小与输入的电信号成比例。当 控制电流输入另一端的比例电磁铁时，既可实现液流换向。显然它既可以改变液 流方向也也控制流量大小,兼有节流与换向两种功能。它具有如下特点：能把电的快速、灵活与液压传动功率大等特点结合起来； 能实现自动控制、远程控制和程序控制;能连续地、按比例地控制执行元件的力、 速度和方向，并能防止压力或速度变化及换向时的冲击现象；简化了系统，减少 了元件的数量；抗污染性能好；具有优良的静态性能和适宜的动态性能。主要用 于开环系统，也可组成闭环系统.（四）、液压辅助元件液压系统的辅助元件包括：油箱、温控装置、过滤器、蓄能器、密封件、管 件等，它们是保证液压元件和系统安全、可靠运行以及延长使用寿命的重要辅助 装置。1、油箱油箱的作用是盛放油液、散发热量、逸出空气、沉淀杂质、分离水份、安装 元件。油箱的主要部件有箱体、安装板、端盖或检修孔、注油器、回油管、泄油管、 吸油管、隔板、空气滤清器、液位仪、温度计等，有的油箱还装有冷却器或电加 热装置。2、过滤器过滤器的作用是滤清外部混入或系统工作时内部产生在液压油中的固体杂 质，保持液压油的清洁,延长液压元件的使用寿命,保证液压系统的工作可靠性.过滤器的结构按滤芯分，有网式、线隙式、纸芯式、烧结式、磁式；按连接 方式，有管式、板式、法兰式、进油口用.过滤精度是首先考虑的一项重要参数,它直接关系到液压系统中油液的清洁 程度。过滤精度是指过滤器对各种不同尺寸的固体颗粒的滤除能力，通常以被过 滤的杂质颗粒的尺寸（口m）直接度量。一般分lOOm以上、10m100口m、5 口 m10 口 m和5 口 m以下。3、蓄能器蓄能器是一种储存压力液体的液压元件，当液压系统需要时,蓄能器所储存 的压力液体在其加载装置作用下被释放出来，输送到液压传动系统上去工作。而当液压传动系统中液体过剩或需要时，这些液体又会克服加载装置的作 用力,进入蓄能器储存起来。因此蓄能器既是液压系统的液压源,又是液压系统多 余能量的吸收和储存装置。蓄能器按加载方式不同，可分为弹簧式、充气式和重锤式三类.而应用最广 泛的是充气式蓄能器,它一般充入氮气，利用密封气体的压缩、膨胀来储存和释 放油液的压力能。4、管件 液压管接头有钢制、铜制、橡胶软管、卡式接头等.油管在可能的条件下,应 尽量“短”而“直”.五、液压回路（一）、压力控制回路 压力控制回路在液压系统中在液压系统中不可缺少，它是利用压力控制阀来 控制和调节整个液压系统或液压系统局部油路上的工作压力，以满足液压系统不 同执行元件对工作压力的不同要求。压力控制回路主要有调压回路、减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路、 平衡回路等。（1）、调压回路 调压回路用来调定或限制液压系统的最高压力，或者使执行元件在工作过程 的不同阶段能够实在多种不同的压力变换。这一功能一般用溢流阀来实现。当液压系统工作时,如果溢流阀始终处于溢 流状态，就能保持溢流阀进口的压力基本不变；如果将溢流阀并接在液压泵的出 油口,就能达到调定液压泵出口压力基本保持不变之目的。（2）、减压回路 液压系统的压力是根据系统主要执行元件的工作压力来设计的，当系统有较 多的执行元件,且它们的工作压力又不完全相同时，在系统中就需要设计减压回 路或增压回路来满足系统各部分不同的压力要求。减压回路的功能在于使系统某 一支路上具有低于系统压力的稳定工作压力.最常见的减压回路是在所需低压的分支路上串接一个定值输出减压阀。（3）、卸荷回路许多机电设备在使用时，执行装置并不是始终在连续工作的,在执行装置间 歇的过程中,一般设备的动力源却是始终在工作的，以避免动力源频率开停。当 执行装置处在工作的间歇状态时，要设法让液压系统输出的功率接近于零，使动 力源在空载状态下工作 ，以减少动力源和液压系统的功率损失，节省能源，降 低液压系统发热，这样压力控制回路称为卸荷回路。卸荷回路作用是在液压泵不停转动时，使其输出的流量在压力很低的情况下 流回油箱，以减少功率损耗,降低系统发热,延长泵和电机的寿命。液压系统卸荷有两种方法： 压力卸荷：是将液压泵出口的流量通过液压阀的控制直接接回油箱，使液压 泵在接近零压的状况下输出流量。流量卸荷：是使液压泵在输出流量在接近零的状态下工作，此时尽管液压泵 工作压力很高，但其输出的流量接近零，液压功率也接近零.（4）、保压回路 保压回路的功能在于使系统在液压缸加载不动或因工件变形而产生微小位 移的工况下能保持稳定不变的压力，并且使液压泵处于卸荷状态。保压性能的两 个主要指标为保压时间和压力的稳定性。1）采用液控单向阀的保压回路，但阀座的磨损和油液的污染会使保压性能 降低,它适用于保压时间短，对保压稳定性要求不高的场合。2）自动补油保压回路（二）、方向控制回路 方向控制回路的用途是利用方向阀控制油路中液流的接通、切断或改变流 向，使执行元件启动、停止或改变运动方向。1、换向回路 换向回路用于控制液压系统中油流的方向，从而改变执行元件的运动方向。 为此要求换向回路应具有较高的换向精度、换向灵敏度、换向平稳性，运动部件 多采用电磁换向阀来实现。2、锁紧回路 锁紧回路的功能是使液压执行机构能在任意位置停留,且不会因外力作用而 移动位置。（三）、速度控制回路 常用调速回路有节流调速、容积调速、容积节流调速三种。 节流调速回路又分为进油节流调速回路、回油节流调速回路。1、回油节流调速回路 回油节流调速回路在油缸两腔的油路都装有并联的单向阀与节流阀。进油时 油液走单向阀，而回油时经节流阀节流,以控制启闭闸门的速度.2、旁路节流回路 在油泵的出口接一个节流阀通油箱。在油泵排量一定的情况下，油压越高， 经节流阀回油箱的油量越多,进入油缸的油量就越少，而油压又决定于油缸的荷 栽。这样启闭闸门的速度与启闭荷载成反比。在旁路节流回路中，在油泵排量一定的情况下,将会出现油压越高，启闭闸门速度越慢情况。（四）典型回路及工作原理1、单吊点双作用液压启闭系统它是由空载启动回路、电液三位四通换向阀、回油节流回路、上腔调压回路 和半缩紧回路组成（见插图）.图中是单缸启闭一扇闸门，如果是多门多缸，可 由主油路 A 处分出,并增加相应的控制元件。2、双吊点双作用液压启闭系统双吊点液压启闭机，两个油缸吊点的运动速度和位移速度必须保持相同,既 速度同步和位移同步。然而两个吊点的启闭会因门槽的制造安装误差和门槽内有无污垢异物而不 同.两个油缸的内泄漏、内摩擦和油管系统的阻力、渗漏也会因制造安装不同而 有差异。这样两个油缸因阻力不同，而流量不等，它们的运动速度和位移也就不 相同，以致造成闸门歪斜和卡阻。解决的方法有两种：一是对一台油泵供油的两个油缸，不管其中任一油缸的 负荷如何变化，分到两缸的油量始终一样。第二是两个油缸分别用两个油泵供油， 其中一个为定量泵，另一个为变量泵，并使变量泵供油的油缸自动追踪另一个油 缸的运动。常见的同步回路有分流集流阀的速度同步回路；伺服变量泵的位置同步回路; 用电磁比例调速阀控制的位置等同步回路。六、液压油（一）、液压油的保管要领液压用油的油库要设在干净的地方，所用的器具如油桶、漏斗、抹布等应保 持干净.最好用绸布或的确良布擦洗,以免纤维沾在元件上堵塞孔道,造成故障。 发现油液污染严重时，应查明原因及时消除。1、液压用油必须经过严格的过滤，以防止固体杂质损害系统。系统中应根 据需要配置粗、精滤油器,滤油器应经常检查清洗，发现损坏应及时更换。2、系统中的油液应经常检查并根据工作情况定期更换.一般在累计工作 1000H后，应当换油:如继续使用,油液将失去润滑性能，并可能具有酸性。在间 断使用时可根据具体情况隔半年或一年换油一次。在换油时应将底部积存的污物 去掉，将油箱清洗干净：向油箱内注油时应通过120目以上的滤油器.3、油箱应加盖密封，防止灰尘落入，在油箱上面应设有空气过滤器。4、如果采用钢管输油应把管在油中浸泡24小时,生成不活泼的薄膜后再使 用。5、装拆元件一定要清洗干净，防止污物落入.6、按规范要求液压油应一年过滤，过滤前要求液压油进行油质化验。（二）、液压油温度管理1、油温的影响一般液压系统工作温度为4060C超过这个温度就会给液压系统带来不利影响.油温过高后的主要影响有以下几点:（1）、油温过高使油的黏度降低，因而元件及系统内油的泄露量将增多， 会使液压泵的容积效率降低.（2）、油黏度降低会使油液在经过节流小孔或隙缝式阀口的流量增大，使原 来调节好的工作速度发生变化，将影响工作的稳定性，降低工作精度。（3）、油黏度降低后相对运动表面间的润滑油膜将变薄，这样就会增加机械 磨损，在油液不太干净时容易发生故障.（4）、油温升高将使机械元件产生热变形,液压阀类元件受热后膨胀,可能 使配合间隙见效，因而影响阀芯移动，增加磨损，甚至被卡住。（5）、油温升高将使油液的氧化加快,导致油液变质，降低油的使用寿命。油 中折出的沥青等沉淀物还会堵塞元件小孔和缝隙,影响系统正常工作。（6）、油温过高会使密封装置迅速老化变质，丧失密封性能。2、油温升高的原因（1）、有些属于系统设计不正确造成的，如油箱容量太小，散热面积不够, 系统中没有卸荷回路，在停止工作时油泵仍在高压溢流，油管太细太长弯曲过多, 或者液压元件选择不当，使压力损失太大等。（2）、有些属于制造上的问题,如元件加工装配精度不高，相对运动件间摩 擦发热过多.（3）、养护上的问题，在使用过程中油液泄露严重，造成容积损失太大等。3、防止油温升高的措施（1）、应保持油箱中适当油位，使系统中的油液有足够的循环冷却条件，必 要时加装冷却器。（2）、正确选择油液的粘度。粘度过高增加油液流动时的能量损失；粘度过 低泄漏会增加，两者都会使油温升高.（3）、需经常保持油液干净，并及时更换油液.当油液变质时会使油泵容积 效率降低，并破坏相对运动表面间的油膜，使阻力增大，摩擦损失增加,这都会 引起油液的发热.（4）、在系统不工作时油泵必须卸荷。4、液压油污染防止办法液压传动系统中是以油液作为传递能量的工作介质,在正确选用油液以后还 必须使油液保持清洁，防止油液中混入杂质和污物。经验证明：液压系统的故障75以上是由于液压油污染造成的，因此对液压 油的污染控制十分重要。液压油中的污染物，金属颗粒约占75%,尘埃约占15, 其他杂质如氧化物、纤维、树脂等约占10。这些污染物中危害最大的是固体颗粒,它使元件中相对运动的表面加速磨 损，堵塞元件中的小孔和缝隙;有时甚至使阀芯卡住，造成元件的动作失灵；它 还会堵塞液压泵吸油口的滤油器，造成吸油阻力过大，使液压泵不能正常工作, 产生振动和噪音.总之，油液中的污染物越多，系统中元件的工作性能下降得越 快.因此经常保持油液得清洁是维护液压传动系统得一个重要方面。七、液压启闭机安装技术要求液压启闭机油缸出厂试验应包括空载试验、最低动作压力试验、耐压试验、 外泄漏试验、内泄漏试验内容液压缸的最低动作压力试验方法：不加负荷，液压从零增到活塞杆平稳移动 时的最低起动压力，其值应不大于 0.5Mpa.液压元件应根据情况进行分解清洗,阀内弹簧不得有断裂，阀体应能自由升 降而无卡阻现象。静荷载试验起升机构起升的最大负荷是 125%额定荷载。八、液压启闭机的试运转液压启闭机试运转前应检查机架是否牢固,对采用焊接固定的，应检查焊缝 是否达到要求。启闭机空载试运转时，在无其他噪声干扰情况下，各项机构产生的噪声，在 室内测量测得的噪声不得大于 85db液压启闭机试运行期间，要多次全行程往复运动活塞,以便充分排除空气。 液压启闭机试运行完成之后，可进行活塞杆与阀门的联接，联接时应注意， 闸门在全关位置时，活塞应有不少于 50mm 的预留行程。九、液压启闭机的养护1、供油管路、排油管路应保持色标清晰、敷设牢固.2、油缸支架应与基体联接牢固，活塞杆外露部位可设软防尘装置。3、调控装置及指示仪表应定期检验。4、工作油液应定期化验、过滤、油质和油箱内油量应符合规定。5、油泵、管路系统应无渗漏现象。6、启闭机传动件的传动部位应加强润滑，润滑油的品种应按照启闭机说明 书要求并参照有关规定选用。发现液压油氧化变质，则应全部换油。 十、液压设备的故障诊断与排除（一）、液压系统故障的特点 与机械传动、电气传动相比,液压系统的故障有以下特点： 1、故障的多样性 液压设备出现的故障可能是多种多样的，而且在大多数情况下是几个故障同 时出现的。例如,系统的压力不稳定就经常和噪声振动故障同时出现;同一故障引 起的原因可能有多个,而且这些原因常常是交织在一起互相影响的.例如，系统压 力达不道要求其产生的原因可能是泵引起的，也可能是溢流阀引起的，也有可能 两者同时作用的结果。液压系统中往往是同一原因,但因其程度的不同，系统结构的不同，以及与 它配合的机械结构的不同，所引起的故障现象可以是多种多样的。例如同样是系 统吸入空气。可能引起不同的故障.2、故障的复杂性液压系统压力达不到要求经常和动作故障联系在一起，甚至机械、电气部分 的弊病也会与液压系统的故障交织在一起，使得故障变得复杂，新设备的调试更 是如此。3、故障的偶然性与必然性液压系统中的故障有时是偶然发生的，有时是必然发生的。故障偶然发生的 情况如：油液中的污物偶然卡死溢流阀或换向阀的阀芯，使系统偶然失压或不能 换向；电网电压的偶然变化，使电磁铁吸合不正常而引起电磁阀不能正常工作。 这些故障不是经常发生的，也没有一定的规律.故障必然发生的情况是指那些持续不断经常发生、并具有一定规律的原因引 起的故障。如油液黏度低引起的系统泄漏、液压泵内部间隙大内泄漏增加导致泵 的容积效率下降等。4、故障的分析判断难度性由于液压系统故障存在上述特点，所以当系统出现故障时,不一定马上就可 以确定故障的部位和产生的原因.如果这方面的专业工作人员的技术水平较高、 熟练掌握所在液压设备的情况等，就有能力对故障进行认真地检查、分析、判断 并很快找出故障的部位及其产生原因。但是如果专业工作人员对液压设备的情况 还不熟悉，查找原因也是有一定困难的.但是,一旦找出原因后，故障处理和排除 就比较容易，有时经过清洗或直接调整有关零件就可以顺利解决了.总之，一般情况是：故障的产生与日常维护保养及使用条件、操作人员技术 水平等密切相关。5、液压系统泄漏液压系统泄漏会使系统的效率降低,能耗增大；污染环境；泄漏可导致外界 污物容易侵入,造成主机或元件早期磨损；泄漏会使液压系统工作可靠性降低； 泄漏会使压力减小。活塞杆泄漏的原因多为活塞杆密封不严 、O 型密封圈损坏、管接头密封不 严、缸盖处密封不严。一般情况下，液压缸外泄与活塞内孔无关.液压启闭机管路漏油缺陷排除后，应按设计规定作耐压试验.试验压力为工 作压力的1.25 倍,保持 10分钟无渗漏，才能使用.（二）、液压系统处理故障的步骤与方法首先到现场观察故障现象，了解故障产生原因，故障产生前后设备运转状况， 查清故障是在什么条件下产生的，并摸清与故障有关的其他因素以及故障的特点 等。1、初步分析判断分析判断时首先应注意到外界因素对系统的影响，在查明确实不足外界原因 引起故障的情况下，再集中注意力再系统内部查找原因。其次是，分析判断时， 一定要把机械、电气、液压3个方面联系在一起考虑，不能单纯只考虑液压系统； 要分清故障是偶然发生的还是必然发生的。特别是对必然发生的故障,要认真查 出故障原因，并彻底排除；对偶然发生的故障，只要查出原因并作出对故障相应 的处理即可.2、了解情况根据了解、询问、核实、检查所得到的资料列出可能的故障原因表。此时应 牢记；一个故障现象可能是两种或两种以上的原因所导致的。例如，执行元件速 度降低,可能是由于泵体磨损，也可能是由于缸的内泄增大;再如油温过高，可能 是油箱内的油量不够,或油液污染堵塞了散热面，也可能是溢流阀的压力调得过 高。3、核实以上的现象并仔细检查通过观察仪表读数、工作速度、监听声响、检查油液、注意执行元件是否有 误动作等手段来进一步核实，然后按系统内液流流程从油箱或液压泵依次沿回路 仔细查找，按时记录下观察结果。在检查时要仔细检查油箱内的油液，确定是否 有污垢进入系统,影响系统各元件的正常工作；用手摸来检查进油管及高压油管 有无脆化、软化、泄漏、破损；检查阀、元件的各接头以及壳体的安装螺钉有无 松动；最后检查轴及液压缸的活塞杆。在每步检查中应注意检查有无操作或保养 不当的现象，以发现由此而产生的故障原因.4、找出结论 根据所列故障的原因表,先选择经检查核实或修理即可使设备恢复正常工作 状态的项目，即采取先易后难的原则，排出检查顺序，以便在最短的时间内完成 检查工作。5、验证结论一旦通过以上步骤，找出了液压设备产生故障的原因，就开始着手排除故障。 排除故障包括用适当的试验装置检查油压和流量，拆开壳体盖板，检查泵、马达 及其他元件，这些试验检查便是判定零件，液压元件更换或修理的基础。在实际 工作中往往没有适当的试验装置来进行检查，这时只好以便更换泵、马达、阀等 元件总成来做为排除故障的有效手段.对故障处理完毕后，应认真地进行定性、定量分析总结，从而提高处理故障 的能力，防止以后同类故障的再次发生。（三）、液压系统故障检查方法 一般用肉眼观察、探听（用耳朵听）、手摸、鼻闻、仪器检测等。 检查方法与诊断方法有些相似，但检查往往是为了确定设备是否符合规定标 准，利用感官或其他计测仪表进行检查；诊断比检查更加明确各种诊断程序并找 出故障部位。1、肉眼观察观察外表的不正常现象,漏油、沾污、油箱油量及油液污浊情况；观察油中 的气泡情况，可以判断出系统进气的程度,进而排除与系统进气有关的故障；观 察系统总回油管的回油情况，可以判断处液压泵工作是否正常，为排除系统故障 提供重要参考。2、探听（用耳朵听）听设备工作时的振动、噪声、不正常的响声或抖动.通过对各个部位进行探 听，可直接找出噪声产生的部位.探听时通产采用一根细长的铜管，一般噪声比 较大、声音清晰处就是噪声产生的部位。3、手摸温度不正常和振动故障，通过用手摸的方法即可找出故障部位。对于液压泵 管道局部过热故障采用手摸方法更为有效。4、鼻闻闻一闻油液是否有异味变质.油液严重变质影响液压系统的正常润滑，必须 换新油.5、浇油法可采用浇油法找出进气部位。找进气部位时,可用油浇淋怀疑部位,如果油浇 到某处时，故障现象消失，证明找到了故障的根源。浇油法对查找液压泵和系统 吸油部位进气造成的故障特别有效.6、检查试验法对压力故障和动作故障,可采用分段检查试验法.分段检查应首先检查系统 外的各种因素,外部因素排除后再对系统本身进行检查。对系统进行检查，一般 应按照机电一联轴器一液压泵的顺序,依次对每个有关环节进行检查，对多回路 系统应依次对各有关回路分别进行检查。这样,一直到查处故障部位为止。（四）、液压系统没有压力或压力提不高产生的原因及排除的方法产生这类故障的主要原因是系统的压力油路和溢流回路（回油路）短接，或者 是有较严重的泄漏，也可能是油箱中的油根本没有进入液压系统或电动机功率不 足等.造成这类故障的一些可能的具体原因及排除方法如下：1、首先检查液压泵是否能输出油来。如无油打出来，则可能是液压泵的转 向不对，零件磨损严重或损坏,吸油管阻力过大（如吸油管较细,吸油管上的单向 阻力较大,滤油网被堵塞、油液太粘等）或漏气，致使液压泵打不出油来。如果是新泵，则可能是泵体有铸造缩孔或砂眼，使吸油腔与压油腔相通，失 去压油能力；也可能是电动机功率不足,使泵的输油压力达不到工作压力（此时， 电动机转速大降，同时出现闷车的声音），或是因泵轴已扭断，而输不出油。2、如果泵有油输出来，则应检查各回油管.看是从哪个部件溢油。如溢油阀 回油管溢油，但拧紧溢流阀（或锥阀）因脏物存在或锈蚀而卡死在开口位装置， 或因弹簧折断失去作用,或因阻尼孔被脏物堵塞,泵打出的油立即在低压下经溢 流阀溢回油箱。排除方法是拆开溢流阀，加以清洗，检查或更换弹簧，恢复其工 作性能。3、检查溢流阀（安全阀）并加以清洗后，如故障仍未消除,则可能是在压力 油路中的某些阀，由于污物或其他原因卡住，而处于回油位置，致使压力油路与 溢流回路短接，也可能是管接头松脱，或处于压力油路中的某些阀的泄漏严重， 或液动机中的密封损坏，产生严重泄漏所致。排除方法是拆开有关阀进行清洗， 检查密封间隙的大小及各种密封装置,更换已损坏的密封装置。4、如果有一定压力并能由溢流阀调整,但泵输油率随压力升高而显著减小， 且压力达不到所需要的数值，则可能是由于泵磨损后间隙增大（尤其是端面间隙） 所致。排除方法是测定泵的容积效率，即可确定泵是否能继续工作，对磨损较严 重者则进行修配或加以更换。5、如果整个系统能建立正常压力,但某些管道或液动机中没有压力、则可能 是由于管道、小孔或节流阀等位置堵塞。这就要逐段检查压力和有无油液通过, 即可找出其原因。（五）、流量不正常产生的原因与排除方法 液压系统中，执行机构得运动速度应满足低速时不出现爬行，高速时不产生 液压冲击，调速呈线性规律变化，变负载下速度变化小，速度转换时平稳,往复 速度差小等要求.在实际工作,执行机构出现不符合上述要求得情况时，都是由于 流量不正常引起的.流量不正常的最主要表现形式是没有流量、流量不足、流量过大,这些情况 的产生原因及排除方法举例见表2表2 流量不正常产生原因及排除方法故障 现象产生原因排除方法没有 流量泵未得到油液泵的驱动电动机不工作 泵与驱动联轴器打滑驱动电动机反转方向控制设定位置不对全部流量通过溢流阀泵损坏泵装配错误更换堵塞的滤芯，清理堵塞的进 口管，清洗或换油箱冋期过滤器，给 油箱填油到合适液面，大修或更换补 油泵大修或更换检查泵或泵的驱动是否损坏， 更换并找正联轴器改变旋转方向检杳手控制的位置，检杳电磁 控制的电路，修复或更换控制泵调整大修或更换大修或更换流量 不足流量控制设定值太小溢流阀或卸荷阀设定值过低 流量经打开的阀旁通系统外漏变量机构不工作泵的驱动电动机转速不对 泵、阀、马达、缸或其他兀件调整调整大修或更换（检查手动控制的位 置和电磁控制的电路）旋紧漏油的接头 大修或更换 更换正确元件 大修或更换磨损流量控制设定值过大调整流量变量机构不工作大修或更换过大泵的驱动电动机转速不对更换正确兀件新换的泵规格不对更换正确的泵（六）、油缸的故障与排除方法 表 3 油缸常见故障与排除故障原因分析排除措施爬行外界空气浸入缸内密封压得太紧活塞与活塞杆不同心活塞杆不直（有弯曲）油缸内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀 等油缸的安装位置偏差（移动）双活塞杆两端螺母并得太紧设置排气装置若无排气装置， 可开动液压系统以最大行程往 复次数，强迫排除空气调整密封圈，使其不送不紧，保 证活塞杆能来回用手拉动，但不 得有泄漏两者装在 起，放在V型铁上校 正,使不同心度在0。04mm以内， 否则换新活塞单个或连同活塞放在V型铁上， 用千分表校正调直适当修理，严重者，可重新磨缸 内孔，按要求重配活塞检查缸与导轨的平行度，并修刮 接触面加以校正不宜太紧，保持活塞杆处于自然 状态冲击用间隙密封的活塞与缸间隙过大，节 流阀失去作用端头缓冲的单向阀失灵，缓冲不起作 用更换活塞，使间隙达到规定要 求。检查节流阀修正研配单向阀与阀座或更换推力 不足， 速度 不够 或逐 渐下 降由于缸与活塞配合间隙过大或O型密 封圈损坏，使高低压腔互通 工作段不均匀，造成局部几何形状误 差，失去高低压腔密封栓 缸端活塞杆油封压得太紧或活塞杆 弯曲，使摩擦力或阻力增大油温太高，粘度降低，泄漏增加。致更换活塞或密封圈、（调整为合 适的间隙）镗磨修复缸孔径，新配活塞放松油封（以不漏油为准），校直 活塞杆使油缸速度减慢。例如，当高低压腔 互通,速度就会减慢，甚至不动 油泵流量不足检查温升原因，采用散热、降温 措施。若密封间隙过大，可单配 活塞，或增装密封环 检查油泵或流量调节阀的毛病， 并加以排除外 泄 阀活塞杆处油封不严,可能是活塞杆表 面损伤或密封圈有毛病管接头密封不严缸盖处密封不良检查活塞杆有无拉伤，并加以修 复。密封圈磨损应更换 检查密封圈及接触面有无伤痕， 并加以更换或修复检查，加以更换或修复（七）、流量控制阀的故障及排除方法 流量控制阀的特点，是在一定的压力差条件下,通过改变节流口（节流缝隙） 的大小来控制油液的流量，并保证运行平稳。这类阀一般在低速小流量调节段故 障率较高，因为低速段节流缝隙较小，对油液的清洁度敏感，对内部结构及其密 封性要求严格，并要求速度调节平稳.流量控制阀的工作质量直接影响执行机构 速度的稳定性.节流阀输出流量降低至零与节流口堵塞、节流阀阀芯卡死 、节流阀泄漏有 关.（八）、单向阀的故障及排除方法 表 4 单向阀的故障及排除方法故障现象产生原因排除方法发生异常的声音油的流量超过允许值与其他阀共振在泄压单向阀中，用于立式大油 缸等的回油，没有泄压装置更换流量大的阀可略为改变阀的额定压力也可试调弹簧的强弱补充泄压装置回路阀与阀座有严重泄 漏阀座锥面密封不好 滑阀或阀座拉毛 阀座碎裂重新研配重新研配更换并研配阀座不起单向作用滑阀在阀体内咬住 阀体孔变形 滑阀配合时有毛刺 滑阀变形胀大 漏装弹簧相应采取如下措施 修研阀座孔 修除毛刺 修研滑阀外径补装适当的弹簧（弹簧的最大压力不大于30N）结合处渗漏螺钉或管螺纹没拧紧拧紧螺钉或管螺纹参考书籍：液压回路与系统液压识图 液压与气动设备维修问答（九）、油泵故障排除方法 轴向柱塞泵中，柱塞回程不够可导致油泵输油流量不足. 传动轴密封损坏,会造成轴向柱塞泵外泄，修理时必须更换密封圈。 轴向柱塞泵中，变量活塞卡死时,会导致流量调节失灵。 轴向柱塞泵噪声过大的原因可能是泵内有空气、滤油器被堵塞、油液黏度过 大、油液的油面低或漏气、油液不干净 、泵与电动机安装不同心 ,使泵增加了 径向负荷.化学工业出版社 刘延俊主编 2009 年第一版化学工业出版社 张应龙主编 2008 年第一版机械工业出版社 2006年8 月第一版