液壓系統的安裝與調試任務目標：知識目標：1.了解液壓油的物理性質；2.了解流體力學的基礎知識；3.了解各類液壓泵、液壓缸、液壓控制閥及液壓系統中的輔助裝置的基本結構和工作原理；4.掌握齒輪泵、葉片泵、雙作用單活塞桿油缸、溢流閥的工作原理；5.掌握液壓系統常用回路的基本工作原理、工作特性以及液壓系統常用回路的基本工作特性；6.理解典型液壓系統的工作原理，并具備簡單的分析液壓系統的方法；7.掌握液壓元件與氣動元件的基本選擇方法,并具有初步的系統調試、故障分析能力；能力目標：1.具備各種液壓元件的基本裝配方法,裝配技術和裝配組織形式的選擇與應用能力；2.具備運用通用常用工具進行元件安裝、拆卸的能力；3.具備運用通用緊固工具和測量工具進行設備裝配的能力；4.具備設備調整的能力和試車的能力；5.具備正確診斷,排除設備故障的基本能力；6.具備認識各種液壓元件的能力；7.認識各種液壓元件的職能符號圖，具有繪制各種液壓元件的職能符號圖的能力；8.能正確分析各常用元件的工作原理；9.能讀懂用元件職能符號圖畫出的液壓系統原理圖；10.能正確分析液壓系統的組成和工作原理；11．能按照給定的液壓原理圖進行元件的選擇；12.能按照給定的液壓原理圖進行回路的正確安裝和簡單調試。目錄任務4.1汽車修理升降臺動力元件的選擇和拆裝

任務4.2加工中心液壓系統動力元件的選擇和拆裝

任務4.3液壓拉床動力元件的選擇和拆裝

任務4.4壓蠟機執行元件的選擇和分析

任務4.5汽車起重機支腿的控制回路

任務4.6液壓鉆床液壓回路的設計

任務4.7注塑機啟閉模速度控制

任務4.1汽車修理升降臺動力元件的選擇和拆裝【教學目的】1.掌握齒輪泵的工作原理；2.掌握齒輪泵的分類和結構；3.能進行齒輪泵的主要性能和參數計算；4.能進行液壓泵和電動機參數的選用；5.能進行齒輪泵簡單故障分析和排除。【任務引入】汽車的升降是由液壓缸帶動升降臺上下運動實現的。那么如何使液壓缸實現這一運動?通過什么元件來實現這一運動?如何選擇這些元件？這些元件結構如何？【任務要求】1.正確進行齒輪泵拆裝并記錄。2.正確使用工具。3.正確檢測齒輪泵的工作壓力，分析齒輪泵工作時出油口壓力與負載之間的關系。4.實驗結束后做好實驗整理工作。圖4-1汽車升降臺二、任務分析

在壓力機上液壓泵將原動機(電動機或內燃機)輸出的機械能轉換為工作液體的壓力能，是一種能量轉換裝置。液壓泵有很多種，其中，齒輪泵結構簡單、維護方便、造價低，對工作環境的適應性較好，而升降臺上的液壓泵要求維護和保養簡單，成本低，所以齒輪泵能很好地滿足其使用要求，為此這里選用齒輪泵作為動力元件。三、任務實施1.在升降臺上的液壓動力元件可以選擇齒輪泵。2.通過對液壓泵的拆裝可加深對泵結構及工作原理的了解。并能對液壓泵的加工及裝配工藝有一個初步的認識。CB—B型齒輪泵是分離三片式結構，三片是指泵體和前后泵蓋，結構簡單，泵體內裝一對齒數相等又相互嚙合的齒輪，長軸和短軸通過鍵與齒輪相連接，兩根軸借助滾針軸承支承在前后端蓋中。四、操作步驟1、根據任務，正確選用液壓泵。2、教師示范拆裝齒輪泵，學生分組拆解齒輪泵，觀察及了解各零件的結構及在齒輪泵中的作用，了解各種齒輪泵的工作原理，按一定的步驟裝配齒輪泵。3、正確檢測齒輪泵的工作壓力。4、分析齒輪泵工作時出油口壓力與負載之間的關系。液壓泵

將電動機或其它原動機輸入的機械能轉換為液體的壓力能,向系統供油。液壓泵的基本原理

吸油：密封容積增大，產生真空

>容積式壓油：密封容積減小，油液被迫壓出1-偏心輪；2-柱塞；3-缸體；4-彈簧；5、6-單向閥；液壓泵基本工作條件（必要條件）1形成密封容積2密封容積變化3吸壓油腔隔開（配流裝置）液壓泵分類按輸出流量能否調節：定量變量按結構形式：齒輪式葉片式柱塞式按輸油方向能否改變：單向雙向按使用壓力：低壓中壓中高壓高壓液壓泵的圖形符號液壓泵主要工作參數

工作壓力和額定壓力排量和流量功率和效率效率工作壓力和額定壓力工作壓力額定壓力（公稱壓力、銘牌壓力）最高允許壓力

工作壓力指泵（或馬達）實際工作時輸出（或輸入）油液的壓力，其值取決于外界負載：管阻、摩擦、外負載*）額定壓力指泵（或馬達）在正常工作條件下，按實驗標準規定能夠連續運轉的最高壓力（受泵（或馬達）本身泄漏和結構強度限制）

p>pn

即泵過載最高允許壓力泵（或馬達）在短時間內允許超載使用(pmax)的極限壓力

p≤pn≤pmax

排量和流量

排量V：排量—在沒有泄漏的情況下，泵（或馬達）每轉一周

所排出的液體的體積。理論流量qt

：不考慮泄露的情況下，單位時間內所排出的液體

的體積。qt=Vn實際流量q：指泵（或馬達）工作時實際輸出的流量。q=qt-qs

額定流量qn

：指泵在正常工作條件下，按試驗標準規定必須保

證的輸出流量。q≤qn≤qt瞬時流量qm：泵在某一瞬時的幾何流量。

功率和效率

理論功率：Pt=pqt

輸入（或輸出）功率：即泵軸的驅動功率或馬達的輸出功率。

PI=ωT=2πnT輸出（或輸入）功率：P0=pq

結論液壓傳動系統液體所具有的功率，即液壓功率等于壓力和流量的乘積若忽略能量損失，則PO=PI

即Pt=pqt=pVn=ωTt=2πnTt

∵實際上有能量損失∴PO<PI效率容積效率：實際流量與理論流量之比值

ηv=q/qi=（qi-qs）/qi=1-qs/qi機械效率：理論轉矩與實際輸入轉矩之比值

ηm=Ti/T=1+Ts/Ti

總效率：輸出功率與輸入功率之比值

η=P0/Pi=Pq/2πnT=Pvnηv/2πnT=ηvηm

結論：總效率等于容積效率與機械效率之乘積。齒輪泵

分類、組成、工作原理、參數計算、結構特點齒輪泵的分類內嚙合外嚙合外嚙合齒輪泵的工作原理

組成:前、后泵蓋，泵體，一對齒數、模數、齒形完全相同的漸開線外嚙合。1-軸承外環2-堵頭3-滾子4-后泵蓋5-鍵6-齒輪7-泵體8-前泵蓋9-螺釘10-壓環11-密封環12-主動軸13-鍵14-泄油孔15-從動軸16-泄油槽17-定位銷外嚙合齒輪泵的工作原理工作原理：密封容積形成—齒輪、泵體內表面、前后泵蓋圍成齒輪退出嚙合,容積↑吸油密封容積變化<

齒輪進入嚙合,容積↓壓油吸壓油口隔開—兩齒輪嚙合線及泵蓋外嚙合齒輪泵的流量計算∵齒輪嚙合時，嚙合點位置瞬間變化，其工作容積變化率不等。∴瞬時流量不均勻—即脈動，計算瞬時流量時須積分計算才精確，比較麻煩，一般用近似計算法。齒輪泵的流量計算排量計算

流量計算瞬時流量排量計算假設：齒槽容積=輪齒體積則排量=齒槽容積+輪齒體積即相當于有效齒高和齒寬所構成的平面所掃過的環形體積，則V=πdhb=2πzm2b實際上∵齒槽容積>輪齒體積∴取V=6.66zm2b流量計算理論流量：qt=Vn=6.66zm2bn實際流量：q=qtηv=6.66zm2bnηv結論

1齒輪泵的qt是齒輪幾何參數和轉速的函數

2∵轉速等于常數，流量等于常數∴定量泵

3理論流量與出口壓力無關瞬時流量

∵每一對輪齒嚙合時，嚙合點位置變化引起瞬時流量變化∴出現流量脈動流量脈動結果：引起系統的壓力脈動，產生振動和噪聲，影響傳動的平穩性。外嚙合齒輪泵結構要點困油現象及其消除措施徑向作用力不平衡泄漏困油現象及其消除措施

困油現象

產生原因

引起結果消除困油的方法

困油現象產生原因∵

為保證齒輪連續平穩運轉，又能夠使吸壓油口隔開，齒輪嚙合時的重合度必須大于1∴有時會出現兩對輪齒同時嚙合的情況，故在齒向嚙合線間形成一個封閉容積困油現象產生原因

a→b容積縮小

困油現象產生原因

b→c容積增大困油引起的結果a→b容積縮小

p↑高壓油從一切可能泄漏的縫隙強行擠出，使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動，同時無功損耗增大，油液發熱。b→c容積增大p↓形成局部真空，產生氣穴，引起振動、噪聲、汽蝕等總之：由于困油現象，使泵工作性能不穩定，產生振動、噪聲等，直接影響泵的工作壽命。消除困油的方法

原則：a→b密封容積減小，使之通壓油口

b→c密封容積增大，使之通吸油口

b密封容積最小，隔開吸壓油方法：在泵蓋（或軸承座）上開卸荷槽以消除困油，CB-B形泵將卸荷槽整個向吸油腔側平移一段距離，效果更好徑向作用力不平衡徑向不平衡力的產生：液壓力

液體分布規律：沿圓周從高壓腔到低壓腔，壓力沿齒輪外圓逐齒降低。p↑，徑向不平衡力增大齒輪和軸承受到很大的沖擊載荷，產生振動和噪聲。改善措施：縮小壓油口，以減小壓力油作用面積。

增大泵體內表面和齒頂間隙開壓力平衡槽，會使容積效率減小徑向不平衡力圖示泄漏齒側泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的5%徑向泄漏—約占齒輪泵總泄漏量的20%~25%端面泄漏*—約占齒輪泵總泄漏量的75%~80%

總之：泵壓力愈高，泄漏愈大。提高外嚙合齒輪泵壓力措施問題：齒輪泵存在間隙，p↑△q↑ηv↓

徑向不平衡力也∝pp↑徑向力↑提高齒輪泵壓力的方法：浮動軸套補償原理：將壓力油引入軸套背面，使之緊貼齒輪端面，補償磨損，減小間隙。彈性側板式補償原理：將泵出口壓力油引至側板背面，靠側板自身的變形來補償端面間隙。任務4.2加工中心液壓系統動力元件的選擇和拆裝【教學目的】1.掌握葉片泵的工作原理；2.掌握葉片泵的分類和結構；3.能進行葉片泵的主要性能和參數計算；4.能進行葉片泵簡單故障分析和排除。【任務引入】數控加工中心的主軸進給運動采用微電子伺服控制,而其它輔助運動則采用液壓驅動,如圖4-8所示，液壓泵作為動力元件向各分支提供穩定的液壓能源。由于工作的特殊性，所以，正確選擇動力元件是保證整個液壓系統可靠工作的關鍵。試根據具體要求，選擇液壓系統的動力元件。

【任務要求】1.正確進行葉片泵拆裝并記錄；2.正確使用相關工具；3.正確檢測葉片泵的工作壓力，分析葉片泵工作時出油口、壓力與負載

之間的關系。4.實訓結束后，對液壓泵使用工具進行整理，并放回原處。圖4-8數控加工中心葉片泵1．單作用葉片泵改變轉子與定子的偏心量，即可改變泵的流量，偏心量越大，流量越大，若調成幾乎是同心的，則流量接近于零。因此單作用葉片泵大多為變量泵。圖2—6雙作用葉片泵工作原理另外還有一種限壓式變量泵，當負荷小時，泵輸出流量大，負載可快速移動；當負荷增加時，泵輸出流量變少，輸出壓力增加，負載速度降低。如此可減少能量消耗，避免油溫上升。1-轉子；2-定子；3-葉片

圖4-9單作用葉片泵雙作用葉片泵雙作用葉片泵的工作原理如圖所示，定子內表面近似橢圓，轉子和定子同心安裝，有兩個吸油區和兩個壓油區對稱布置。轉子每轉一周，完成兩次吸油和壓油。雙作用葉片泵大多是定量泵。1-轉子；2-定子；3-葉片；4-油液

圖

雙作用葉片泵二、任務分析在加工中心的液壓系統中，經常采用液壓泵作為動力元件自動向向各分支提供穩定的液壓能源,如夾緊回路、滑楔移動回路、機械手回轉缸、刀庫移動換刀等。由于工作的特殊性，所以，正確選擇動力元件是保證整個液壓系統可靠工作的關鍵。因為加工中心的液壓系統工作時，不同于液壓機，它不需要液壓泵輸出較大的流量，也不需要液壓泵輸出很高的壓力，但是要求液壓泵在工作中噪聲小，工作平穩，而齒輪泵工作時噪聲大，小流量供油不穩定，因此，齒輪泵用在加工中心中不能很好地滿足工作要求，故在實際應用時，我們常選擇限壓式變量葉片泵或雙作用葉片泵配蓄能器作為動力元件，大型加工中心則采用柱塞泵為動力元件。三、任務實施在選用葉片泵和柱塞泵作為液壓系統動力元件時，應根據各自的工作特點合理地選擇和應用。1．葉片泵的選用2．柱塞泵的選用3．葉片泵的拆裝四、操作步驟1、熟悉葉片泵、柱塞泵結構。2、拆解葉片泵，觀察及了解各零件在葉片泵中的作用，了解各種葉片泵的工作原理，按一定的步驟裝配葉片泵。3、觀察葉片泵結構的能正確檢測葉片泵的工作壓力。4、正確分析葉片泵工作時出油口壓力與負載之間的關系。任務4.3液壓拉床動力元件的選擇和拆裝【教學目的】1.掌握柱塞泵的工作原理；2.掌握柱塞泵的分類和結構；3.能進行柱塞泵的主要性能和參數計算；4.能進行柱塞泵簡單故障分析和排除。【任務引入】液壓拉床是用拉刀加工工件各種內外成形表面的機床，如圖4-11所示。拉床主要應用于對通孔、平面及成形表面的加工。雖然拉刀的機構復雜、成本高，但是其加工效率高、加工精度高而且有較細的表面粗糙度，因此在機械加工中占有相當重要的地位。因拉時拉床受到的切削力非常大，所以它通常是由液壓驅動的。那么如何選擇拉床液壓系統的動力元件才能保證較大的切削力呢？【任務要求】1.正確進行柱塞泵拆裝并記錄；2.正確使用相關工具；3.正確檢測柱塞泵的工作壓力，分析葉片泵工作時出油口、壓力與負載之間的關系。4.實訓結束后，對液壓泵使用工具進行整理，并放回原處。圖4-11

液壓拉床柱塞泵柱塞泵工作原理靠柱塞在缸體內的往復運動，使密封容積變化實現吸壓油。柱塞泵特點∵圓形構件配合，加工方便，精度高，密封性好∴有如下特點（1）工作壓力高，效率高。（2）易于變量（3）流量范圍大

柱塞泵分類

*斜盤式軸向柱塞泵<按柱塞排列方式<斜軸式徑向柱塞泵

軸向柱塞泵特征柱塞軸線平行或傾斜于缸體的軸線

軸向柱塞泵的組成

配油盤、柱塞、缸體、傾斜盤等

軸向柱塞泵工作原理

V密形成—柱塞和缸體配合而成右半周，V密增大，吸油

V密變化，缸體逆轉<

左半周，V密減小，壓油

吸壓油口隔開—配油盤上的封油區及缸體底部的通油孔軸向柱塞泵的排量

若柱塞數為z，柱塞直徑為d，柱塞孔的分布圓直徑為D，斜盤傾角為γ，則柱塞的行程為：h=Dtanγ

故缸體轉一轉，泵的排量為：

V=Zhπd2/4=πd2ZD(tanγ)/4軸向柱塞泵流量

理論流量：qT=Vn=D

(tanγ)·zπd2/4實際流量：q

=qTηpv

=D

(tanγ)·zηpvπd2/4結論

1)qT=f(幾何參數、n、γ)2）n=c，γ=0，q=0

大小變化，流量大小變化

γ<

方向變化，輸油方向變化

∴軸向柱塞泵可作雙向變量泵任務4.4壓蠟機執行元件的選擇和分析【教學目的】

1.了解液壓缸的類型及其特點；2.掌握液壓缸的主要尺寸的確定方法；3.了解液壓缸的結構及選用方法。

【任務引入】雙工位雙缸液壓蠟模壓注機設有兩個擠蠟缸,液壓系統配有4個液壓油泵。兩個擠蠟缸分別給兩個工位供蠟，兩工位可按工藝要求分別調定射蠟壓力，克服了雙工位單缸壓蠟機射蠟壓力相互影響的問題。每個工位配有兩個液壓油泵，壓模、進模、退模、升模由一個油泵供油；擠蠟由一個油泵專門供油，射蠟壓力可根據工藝要求調定。更換蠟缸，采用回轉進出，操作輕便，定位準確。那么在壓蠟機中由什么元件來帶動主軸完成這一運動呢?該如何選擇這些元件呢?圖4-14壓蠟機【任務要求】1.正確進行液壓缸拆裝并記錄；2.正確使用相關工具；3.正確檢測液壓缸的運功速度和工作壓力，分析影響液壓缸正常工作及容積效率的因素，了解易產生故障的部件兒，并分析其原因。4.實訓結束后，對液壓缸使用工具進行整理，并放回原處。【任務分析】分析上述任務可知，液壓壓蠟機要完成工作所需的雙工位運動必須靠液壓傳動系統中相關的元件來帶動，這個元件就是液壓傳動系統中的執行元件。在液壓傳動系統中執行元件一般有液壓缸和液壓馬達兩種，液壓缸將壓力油轉化為直線運動，液壓馬達將壓力油轉化為旋轉運動。此任務中需要采用液壓缸作為執行元件來帶動主軸產生上下運動。【任務實施】

雙作用單出桿液壓缸帶動工作部件的往復運動不相等，常用于實現機床設備中的快速退回和慢速退回工作進給。同時，雙作用單出桿液壓缸由于兩端有效作用面積不同，無桿腔進油產生的推力大于有桿腔進油的推力，當無桿腔進油時能克服較大的外載荷，因此，也常用在需要液壓缸產生較大推力的場合。如該課題任務引入中的壓力機工作時，向下工進時需要慢速運動并要克服較大的工作阻力，向上退回時需要快速返回，這時候選擇雙作用單出桿液壓缸就非常合適。【操作步驟】

正確選擇和安裝液壓缸。

計算液壓缸運動時的參數。

分析雙作用雙出桿液壓缸的特點。

觀察和分析液壓缸的密封裝置、緩沖裝置的作用。液壓缸一、液壓缸的分類

液壓缸按結構特點的不同可分為活塞缸、柱塞缸和擺動缸三類。活塞缸和柱塞缸用以實現直線運動，輸出推力和速度；擺動缸用以實現小于360°的轉動，輸出轉矩和角速度。液壓缸按其作用方式不同可分為單作用式和雙作用式兩種

液壓缸二、液壓缸的結構活塞式液壓缸一般由缸筒、缸蓋、活塞、活塞桿、緩沖裝置、放氣裝置和密封裝置等組成，選用液壓缸時，首先應考慮活塞桿的長度，再根據回路的最高壓力選用適合的液壓缸。二、液壓缸的結構1.缸筒和缸蓋。

液壓缸二、液壓缸的結構2．活塞與活塞桿。

液壓缸二、液壓缸的結構3．密封裝置

。

液壓缸二、液壓缸的結構4．緩沖裝置。液壓缸一般都設置緩沖裝置，特別是對大型、高速或要求高的液壓缸，為了防止活塞在行程終點時和缸蓋相互撞擊，引起噪聲、沖擊，則必須設置緩沖裝置。

液壓缸二、液壓缸的結構5．放氣裝置。液壓缸在安裝過程中或長時間停放重新工作時，液壓缸里和管道系統中會滲入空氣，為了防止執行元件出現爬行，噪聲和發熱等不正常現象，需把缸中和系統中的空氣排出。

液壓缸二、液壓缸的結構6．液壓缸的典型結構舉例。

液壓缸三、液壓缸的參數計算1．單桿缸的速度和推力計算當無桿腔進油時活塞運動速度v1及推力F1為：當有桿腔進油時活塞運動速度v1及推力F1為：

液壓缸三、液壓缸的參數計算2．差動連接缸的速度和推力計算

3．雙作用雙出桿活塞式液壓缸

液壓缸四、其他液壓缸1.柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸

柱塞式液壓缸由缸筒、柱塞、導套、密封圈和壓蓋等零件組成，柱塞和缸筒內壁不接觸，因此，缸筒內孔不需精加工，工藝性好，成本低。柱塞式液壓缸是單作用的，它的回程需要借助自重或彈簧等其他外力來完成，如果要獲得雙向運動，可將兩個柱塞式液壓缸成對使用.

柱塞式液壓缸結構簡單，制造方便，常用于工作行程較長的場合，如大型拉床、礦用液壓支架等。

液壓缸四、其他液壓缸2.擺動缸

擺動式液壓缸也稱擺動馬達。當它通入液壓油時，它的主軸輸出小于3600的擺動運動。圖3-15a所示為單葉片式擺動缸，它的擺動角度較大，可達300°。圖3-15b所示為雙葉片式擺動缸，它的擺動角度和角速度為單葉片式的一半，而輸出角度是單葉片式的兩倍。

液壓缸四、其他液壓缸3．增壓缸

在某些短時或局部需要高壓的液壓系統中，常用增壓缸與低壓大流量泵配合作用，單作用增壓缸的工作原理如圖3-16a所示，輸入低壓力p1的液壓油，輸出高壓力為p2的液壓油，

單作用式增壓缸不能連續向系統供油，圖3-16b為雙作用式增壓缸，可由兩個高壓端連續向系統供油。增大壓力關系如式

液壓缸四、其他液壓缸4．伸縮缸圖3-17所示，伸縮式液壓缸由兩個或多個活塞式液壓缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞是后一級活塞缸的缸筒，可獲得很長的工作行程。伸縮缸廣泛的用于起重運輸車輛上。5．齒輪缸圖3－18所示，它由兩個柱塞和一套齒輪齒條傳動裝置組成，當液壓油推動活塞左右往復運動時，齒條就推動齒輪往復轉動，從而由齒輪驅動工作部件作往復旋轉運動。

液壓缸液壓馬達一、液壓馬達的分類液壓馬達與液壓泵一樣，按其結構形式分仍有齒輪式、葉片式和柱塞式；按其排量是否可調仍有定量式和變量式。二、液壓馬達的工作原理和圖形符號以葉片式液壓馬達為例，通常是雙作用的

三、液壓馬達的參數計算液壓馬達四、液壓馬達在結構上與液壓泵的差異1.液壓馬達是依靠輸入壓力油來啟動的，密封容腔必須有可靠的密封。2.液壓馬達往往要求能正、反轉，因此它的配流機構應該對稱，進出油口的大小相等。3.液壓馬達是依靠泵輸出壓力來進行工作的，不需要具備自吸能力。4.液壓馬達要實現雙向轉動，高低壓油口要能相互變換，故采用外泄式結構。5.液壓馬達應有較大的啟動轉矩，為使啟動轉矩盡可能接近工作狀態下的轉矩，要求馬達的轉矩脈動小，內部摩擦小，齒數、葉片數、柱塞數比泵多一些。同時，馬達軸向間隙補償裝置的壓緊力系數也比泵小，以減小摩擦。雖然馬達和泵的工作原理是可逆的，由于上述原因，同類型的泵和馬達一般不能通用。液壓馬達任務4.5汽車起重機支腿的控制回路【教學目的】

1.掌握方向閥的功能和分類；2.掌握換向閥的工作原理和中位機能；3.能對方向控制閥進行正確選用及維護；4.能夠對方向控制回路進行連接、安裝及運行；5.能對鎖緊回路進行油路分析；6.能根據系統功能設計基本換向回路。

【任務引入】汽車起重機由汽車發動機通過傳動裝置驅動工作，由于汽車輪胎支承能力有限，且為彈性變形體，坐也是很不安全，故在起重作業前必須放下前后支腿，使汽車輪胎架空，用支腿承重。在行駛時又必須將支腿收起，輪胎著地。要確保支腿停放在任意位置并能可靠地鎖住而不受外界影響而發生漂移或竄動。應選用何種液壓元件來實現這一功能呢？實際應用中常在每一個支腿液壓缸的油路中設置一個由兩個液控單向閥組成的雙向液壓鎖來實現。

【任務要求】1、分析汽車起重機支腿功能，設計和畫出系統回路圖；2、在實訓臺上調試運行回路

；3、動作順序符號要求。圖4-30

汽車起重機【任務分析】液壓傳動系統中執行機構(液壓缸或活塞桿)的運動是依靠換向閥來控制的，而換向閥的閥芯和閥體間總是存在著間隙，這就造成了換向閥內部的泄漏。若要求執行機構在停止運動時不受外界的影響，僅依靠換向閥是不能保證的，這時就要利用單向閥來控制液壓油的流動，從而可靠地使控制執行元件能停在某處而不受外界影響。【任務實施】如圖4-18所示便是采用液控單向閥的鎖緊回路。在這種回路中液壓缸的進、回油路中都串接液控單向閥，活塞可以在行程的任何位置鎖緊，其鎖緊精度只受液壓缸內少量的內泄漏影響，因此，鎖緊精度較高。【操作步驟】1.熟悉方向閥的類型，能看懂鎖緊回路圖；2.選擇相應元器件，在實驗臺上組建回路并檢查回路的功能是否正確；3.觀察運行情況，對使用中遇到的問題進行分析和解決；4.完成實驗經老師檢查評估后，關閉油泵，拆下管線，將元件放回原來位置。方向控制閥通過閥芯和閥體間相對位置的改變，來實現油路通道通斷狀態的改變，從而控制油液流動方向。常用的方向控制閥有單向閥和換向閥。單向閥主要用于控制油液的單向流動；換向閥主要用于改變油液的流動方向或接通或者切斷油路。第一節方向控制閥液壓方向控制閥和方向控制回路液壓方向控制閥和方向控制回路第一節方向控制閥常用的方向控制閥有單向閥和換向閥。單向閥主要用于控制油液的單向流動；換向閥主要用于改變油液的流動方向或接通或者切斷油路。一、單向閥1.普通單向閥普通單向閥的作用，是使油液只能按一個方向流動，而反向截止。2.液控單向閥

液控單向閥的結構和職能符號。

第一節方向控制閥3.單向閥的應用通常在液壓油泵的出油口處設置單向閥以防止油液倒流，可以防止由于系統壓力突然升高，油液倒流損壞油泵，如圖(a)所示。

將單向閥放置在回油路上可作背壓閥用，此時應將單向閥換上較硬的彈簧，使其開啟壓力達到0.2～0.6MPa。如圖(b)所示為采用液控單向閥的鎖緊回路。在垂直放置液壓缸的下腔管路上安裝液控單向閥，就可將液壓缸（負載）較長時間保持（鎖定）在任意位置上，并可防止由于換向閥的內部泄漏引起帶有負載的活塞桿下落。液壓方向控制閥和方向控制回路第一節方向控制閥二、換向閥換向閥的作用是利用閥芯對閥體的相對運動，使油路接通、關斷或變換油流的方向，從而實現液壓執行元件及其驅動機構的啟動、停止或變換運動方向。換向閥的種類很多，其分類見表。分類方式類型按閥的操縱方式分手動、機動、電磁動、液動、電液動換向閥按閥芯位置數和通道數分二位三通、二位四通、三位四通、三位五通換向閥按閥芯的運動方式分滑閥、轉閥和錐閥按閥的安裝方式分管式、板式、法蘭式、疊加式、插裝式液壓方向控制閥和方向控制回路常用的換向閥閥芯在閥體內作往復滑動，稱為滑閥。滑閥是一個有多段環形槽的圓柱體，其直徑大的部分稱凸肩，凸肩與閥體內孔相配合。閥體內孔中加工有若干段環形槽，閥體上有若干個與外部相通的通路口，并與相應的環形槽相通。第一節方向控制閥1．換向閥的工作原理

圖為換向閥的工作原理圖。圖示狀態下，液壓缸兩腔不通壓力油，活塞處于停止狀態。若使閥芯1左移，閥體2的油口P和A連通、B和T連通，則壓力油經P、A進入液壓缸左腔，右腔油液經B、T流回油箱，活塞向右運動；反之，若使閥芯右移，則油口P和B連通、A和T連通，活塞向左運動。液壓方向控制閥和方向控制回路第一節方向控制閥1．換向閥的工作原理換向閥滑閥的工作位置數稱為“位”，與液壓系統中油路相連通的油口數稱為“通”。常用換向閥的結構原理和圖形符號見表。液壓方向控制閥和方向控制回路第一節方向控制閥2．換向閥圖形符號的規定和含義①用方框數表示閥的工作位置數，有幾個方框就是幾位閥。②在一個方框內，箭頭“↑”或堵塞符號“┬”或“⊥”與方框相交的點數就是通路數，有幾個交點就是幾通閥，箭頭“↑”表示閥芯處在這一位置時兩油口相通，但不表示流向，“┬”或“⊥”表示此油口被閥芯封閉（堵塞）不通流。③三位閥中間的方框和二位閥靠近彈簧的方框為閥的常態位置（即未施加控制號以前的原始位置）。在液壓系統原理圖中，換向閥的圖形符號與油路的連接，一般應畫在常態位置上。工作位置應按“左位”畫在常態位的左面，“右位”畫在常態位右面的規定。同時在常態位上應標出油口的代號。④控制方式和復位彈簧的符號畫在方框的兩側。液壓方向控制閥和方向控制回路第一節方向控制閥3．三位四通換向閥的中位機能換向閥處于常態位置時，其各油口的連通關系稱為滑閥機能。三位換向閥的常態為中位，因此，三位換向閥的滑閥機能又稱為中位機能。不同機能的三位閥，閥體通用，僅閥芯臺肩結構、尺寸及內部通孔情況有區別。

液壓方向控制閥和方向控制回路第一節方向控制閥4．幾種常用的換向閥（1）手動換向閥手動換向閥是用手動桿操縱閥芯換位的換向閥。分彈簧自動復位和彈簧鋼珠定位兩種。為自動復位式手動換向閥。放開手柄1、閥芯2在彈簧3的作用下自動回復中位，該閥適用于動作頻繁、工作持續時間短的場合，操作比較完全，常用于工程機械的液壓傳動系統中。液壓方向控制閥和方向控制回路(2)機動換向閥機動換向閥又稱行程換向閥，它利用安裝在運動部件上的擋塊或凸塊，推壓閥芯端部滾輪使閥芯移動，從而使油路換向。常用的有二位二通（常閉和常通）、二位三通、二位四通和二位五通等多種。圖4-7（a）所示為二位二通常閉式機動換向閥。在圖示狀態下，閥芯3被彈簧4頂向上端，油口P和A不通。當擋鐵壓下滾輪1經推桿2使閥芯3移到下端時，油口P和A連通。圖4-7（b）為其圖形符號。第一節方向控制閥液壓方向控制閥和方向控制回路第一節方向控制閥4．幾種常用的換向閥（3）電磁換向閥電磁換向閥簡稱電磁閥，利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯來控制液流方向。它是電氣系統和液壓系統之間的信號轉換元件。它操縱方便、布局靈活，有利于提高自動化程度，因此應用最廣泛，當然必須指出，由于電磁鐵的吸力有限(120N)，因此電磁換向閥只適用于流量不太大的場合。液壓方向控制閥和方向控制回路第一節方向控制閥4．幾種常用的換向閥(4)液動換向閥液動換向閥是利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥。廣泛用于大流量（閥的通徑大于10mm）的控制回路中。（5）電液換向閥電液換向閥由電磁換向閥和液動換向閥組合而成。電磁換向閥為先導閥，它用來改變控制油路的方向；液動換向閥為主閥，它用來改變主油路的方向。這種閥的優點是用反應靈敏的小規格電磁閥方便地控制大流量的液動閥換向。液壓方向控制閥和方向控制回路換向回路用于控制液壓系統中液流方向，從而改變執行元件的運動方向。運動部件的換向，一般可采用各種換向閥來實現。在容積調速的閉式回路中，也可以利用雙向變量泵控制油流的方向來實現液壓缸(或液壓馬達)的換向。方向控制回路有換向回路和鎖緊回路。一、換向回路1.換向閥組成的換向回路（1）電磁換向閥組成的換向回路第二節方向控制回路液壓方向控制閥和方向控制回路一、換向回路（2）液動換向閥組成的換向回路:在機床夾具、油壓機和起重機等不需要自動換向的場合,常常采用手動換向閥來進行換向。2.雙向變量泵換向回路:這種換向回路比普通換向閥換向平穩，多用于大功率的液壓系統中，如龍門刨床、拉床等液壓系統。第二節方向控制回路液壓方向控制閥和方向控制回路二、鎖緊回路鎖緊回路的作用是使執行元件能在任意位置上停留，以及在停止工作時，防止在受力的情況下發生移動。鎖緊精度較高。采用O、M型換向閥的鎖緊回路，由于滑閥式換向閥不可避免地存在泄漏，密封性能較差，鎖緊效果差，只適用于短時間的鎖緊或鎖緊程度要求不高的場合。第二節方向控制回路液壓方向控制閥和方向控制回路

任務4.6液壓鉆床液壓回路的設計

【教學目的】

1.掌握壓力控制閥的功能和分類；

2.掌握壓力控制閥的工作原理；

3.能對壓力控制閥進行正確選用及維護；

4.能夠對壓力控制回路進行連接、安裝及運行。一、任務引入如圖示為液壓鉆床工作示意圖，鉆頭的進給和工件的夾緊都是由液壓系統來控制的。由于加工的工件不同，加工時所需的夾緊力也不同，所以工作時液壓缸A的夾緊力必須能夠固定在不同的壓力值，同時為了保證安全，液壓缸B必須在液壓缸A夾緊力達到規定值時才能推動鉆頭進給。要達到這一要求，系統中應采用什么樣的液壓元件來控制這些動作呢?它們又是如何工作的呢?二、任務分析分析上述任務可以知道，要控制液壓缸A的夾緊力，就要求輸入端的液壓油壓力能夠隨輸出端的壓力降低而自動減小，實現這一功能的液壓元件就是減壓閥。此外，系統還要求液壓缸B必須在液壓缸A夾緊力達到規定值時才能動作，即動作前需要通過檢測A缸的壓力，把A缸的壓力作為控制B缸動作的信號，這在液壓系統中可以使用順序閥通過壓力信號來接通和斷開液壓回路從而達到控制執行元件動作的目的。到達到這一要求，需設計壓力控制回路。三、任務實施

針對任務引入提出的要求，可以利用減壓閥來控制夾緊缸的夾緊力，用順序閥來控制夾緊缸和鉆孔缸的動作順序，在夾緊缸的回油路油路上接上減壓閥就可以組成液壓鉆床的液壓系統回路。四、操作步驟1、根據項目要求，繪制壓力控制回路；2、選擇相應元器件，在實驗臺上組建回路并檢查回路的功能是否正確；3、檢查各油口連接情況后，啟動液壓泵，觀察壓力表顯示系統壓力值。4、調節順序閥調壓手柄，觀察執行元件運動順序。5、完成實驗經老師檢查評估后，關閉油泵，拆下管線，將元件放回原來位置，做好實驗室7S。第一節壓力控制閥液壓壓力控制閥和壓力控制回路壓力控制閥是控制液壓系統壓力或利用壓力的變化來實現某種動作的閥,簡稱壓力閥。這類閥的共同點是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理來工作的。按用途不同，可分溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。壓力控制回路是對系統或系統某一部分的壓力進行控制的回路。這種回路包括調壓、卸荷、保壓、減壓、增壓、平衡等多種回路。第一節壓力控制閥一、溢流閥1.溢流閥的結構和工作原理

溢流閥按其結構原理可分為直動式溢流閥和先導式溢流閥兩類。直動式溢流閥用于低壓系統，先導式溢流閥用于中、高壓系統。（1）直動式溢流閥

液壓壓力控制閥和壓力控制回路第一節壓力控制閥（2）先導式溢流閥圖5-2（a）為先導式溢流閥，由先導閥Ⅰ和主閥Ⅱ且兩部分組成。先導閥實際上是一個小流量的直動式溢流閥，閥芯是錐閥，用來控制壓力；主閥閥芯是滑閥，用來控制溢流流量。一、溢流閥液壓壓力控制閥和壓力控制回路第一節壓力控制閥4.溢流閥的功能根據溢流閥在液壓系統中所起的作用，溢流閥可作溢流、安全、卸荷和背壓閥使用。(1)作溢流閥用，如圖5-3(a)所示的溢流閥1;(2)作安全閥用，如圖5-3(b)所示;(3)作卸荷閥用，如圖5-3(c)所示;(4)作背壓閥用，如圖5-3(a)所示的溢流閥2接在回油路上，可對回油產生阻力，即形成背壓，利用背壓可提高執行元件的運動平穩性。液壓壓力控制閥和壓力控制回路第一節壓力控制閥二、減壓閥

減壓閥主要用來降低液壓系統中某一分支油路的壓力，使之低于液壓泵的供油壓力，以滿足執行機構的需要，并保持基本恒定。減壓閥也有直動式減壓閥和先導式減壓閥兩類，先導式減壓閥應用較多。減壓閥的結構和工作原理(1)減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進口處壓力基本不變。(2)在不工作時，減壓閥進、出油口互通，而溢流閥進出油口不通。(3)為保證減壓閥出口壓力調定值恒定，它的導閥彈簧腔需通過泄油口單獨外接油箱.液壓壓力控制閥和壓力控制回路第一節壓力控制閥二、減壓閥3.減壓閥的應用定壓減壓閥的功用是減壓、穩壓。圖5-8為減壓閥用于夾緊油路的原理圖。減壓閥還用于將同一油源的液壓系統構成不同壓力的油路，如控制油路、潤滑油路等。為使減壓油路正常工作，減壓閥最低調定壓力應大于0.5MPa，最高調定壓力至少應比主油路系統的供油壓力低0.5MPa。液壓壓力控制閥和壓力控制回路第一節壓力控制閥三、順序閥順序閥是利用系統壓力變化來控制油路的通斷，以實現各執行元件按先后順序動作的壓力閥。1.順序閥的結構和工作原理液壓壓力控制閥和壓力控制回路第一節壓力控制閥三、順序閥2.順序閥的應用圖所示為順序閥用以實現多個執行元件的順序動作原理圖。3.順序閥與溢流閥的主要區別（1）溢流閥出油口連通油箱，順序閥的出油口通常是連接另一工作油路，因此順序閥的進、出口處的油液都是壓力油。（2）溢流閥打開時，進油口的油液壓力基本上是保持在調定壓力值附近，順序閥打開后，進油口的油液壓力可以繼續升高。（3）由于溢流閥出油口連通油箱，其內部泄油可通過出油口流回油箱，而順序閥出油口油液為壓力油，且通往另一工作油路，所以順序閥的內部要有單獨設置的泄油口。液壓壓力控制閥和壓力控制回路第一節壓力控制閥四、壓力繼電器

壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉換成電信號的電液控制元件，當油液壓力達到壓力繼電器的調定壓力時，即發出電信號，控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動作，使油路卸壓、換向、使執行元件實現順序動作，或關閉電動機，使系統停止工作，起安全保護作用等。液壓壓力控制閥和壓力控制回路一、調壓回路

3.多級調壓回路

二級調壓回路閥2的調定壓力必須小于閥1的調定壓力，否則不能實現二級調壓。三級調壓回路

在這種調壓回路中，閥2和閥3的調定壓力要低于主溢流閥1的調定壓力。

第二節壓力控制回路液壓壓力控制閥和壓力控制回路液壓壓力控制閥和壓力控制回路二、卸荷回路液壓泵的輸出功率為其流量和壓力的乘積，因而，兩者任一近似為零，功率損耗即近似為零。故液壓泵卸荷有流量卸荷和壓力卸荷兩種，前者主要是使用變量泵，使變量泵僅為補償泄漏而以最小流量運轉，此方法比較簡單，但泵處在高壓狀態下運行，磨損比較嚴重；壓力卸荷的方法是使泵在接近零壓下運轉。以減少功率損耗，降低系統發熱，延長泵和電動機的壽命。

壓力控制回路是用壓力閥來控制和調節液壓系統主油路或某一支路的壓力，以滿足執行元件速度換接回路所需的力或力矩的要求。利用壓力控制回路可實現對系統進行調壓(穩壓)、減壓、增壓、卸荷、保壓與平衡等各種控制。一、調壓回路

調壓回路是控制系統的最高工作壓力，使其不超過某一預先調定的數值的壓力控制回路。可采用1.單級調壓回路2.雙向調壓回路第二節壓力控制回路液壓壓力控制閥和壓力控制回路液壓壓力控制閥和壓力控制回路三、保壓回路在液壓系統中，液壓缸在工作循環的某一階段，若需要保持一定的工作壓力，就應采用保壓回路。在保壓階段，液壓缸沒有運動，最簡單的辦法是用一個密封性能好的單向閥來保壓。但是，閥類元件處的泄漏使得這種回路的保壓時間不能維持太久。

1.利用液壓泵的保壓回路如圖所示的回路，系統壓力較低，低壓大流量泵供油，系統壓力升高到卸荷閥的調定壓力時，低壓大流量泵卸荷，高壓小流量泵供油保壓，溢流閥調節壓力。

液壓壓力控制閥和壓力控制回路三、保壓回路2.利用蓄能器的保壓回路3.自動補油保壓回路

液壓壓力控制閥和壓力控制回路四、增壓回路

增壓回路可以提高系統中某一支路的工作壓力，以滿足局部工作機構的需要。采用了增壓回路，系統的整體工作壓力仍能較低，這樣可以降低能源消耗。增壓回路中提高壓力的主要元件是增壓缸或增壓器。

利用增壓缸的單作用增壓回路,采用雙作用增壓缸的增壓回路，五、減壓回路當泵的輸出壓力是高壓而局部回路或支路要求低壓時，可以采用減壓回路，如機床液壓系統中的定位、夾緊、回路分度以及液壓元件的控制油路等，它們往往要求比主油路較低的壓力。1.單向減壓閥回路回路中的單向閥的作用是當主油路壓力降低到小于減壓閥調整壓力時，防止油液倒流，起短時保壓作用。2.二級減壓回路由減壓閥和遠程調壓閥組成的二級減壓回路。

第二節壓力控制回路液壓壓力控制閥和壓力控制回路

六、平衡回路

為了防止立式液壓缸及其工作部件在懸空停止期間自行下滑，或在下行運動中由于自重而造成失控超速的不穩定運動，可設置平衡回路。第二節壓力控制回路液壓壓力控制閥和壓力控制回路任務4.7注塑機啟閉模速度控制【教學目的】

1.掌握流量控制閥的功能和分類；2.掌握流量控制閥的工作原理；3.能對流量控制閥進行正確選用及維護；4.能夠對速度控制回路進行連接、安裝及運行；【任務引入】注塑機的工作過程是將顆粒狀的塑料加熱成熔融狀，用注射裝置快速高壓注入模腔，保壓冷卻成型。其工作過程就包括閉模、注射、保壓、啟模和頂出等過程。要求快速實現啟模和合模動作，且具有可調節的合模和開模速度，還要能夠實現注射等工作，這就存在快慢速回路換接問題，如何保證快慢速換接平穩？該如何選擇速度控制元件呢？這些元件又是通過什么方式來控制液壓缸的速度的呢?

【任務實施】

注塑機啟閉模速度控制可以利用調速閥來實現，具體的液壓回路如圖6-19所示。利用低壓大流量泵和高壓小流量泵并聯的方法為系統供油。圖中，1為低壓大流量泵，用以實現快速運動，2為高壓小流量泵，用以實現工作進給運動。【操作步驟】

1根據項目要求，設計回路。

2按照液壓回路圖選用液壓元件并組裝回路。

3檢查各油口連接情況后，啟動液壓泵，觀察回路動作是否符合要求。

4調節調速閥調速手柄，觀察執行元件的運動速度變化情況。

5先卸壓，再關油泵，拆下管路，整理好所有元件，歸位。液壓流量控制閥和速度控制回路流量控制閥是通過改變閥口通流面積來調節閥口流量，從而控制執行元件運動速度的液壓控制閥。常用的流量閥有節流閥和調速閥兩種。速度控制回路是研究液壓系統的速度調節和變換問題，常用的速度控制回路有調速回路、快速回路、速度換接回路等。第一節流量控制閥第一節流量控制閥一、流量控制閥的特性節流口的流量特性公式2.影響節流小孔流量穩定性的因素負載的變化的影響、(2)溫度變化的影響、(3)節流口的堵塞3.節流口的形式液壓流量控制閥和速度控制回路圖a為針閥式節流口圖b為偏心式節流口(上兩種節流口結構簡單，制造容易，但節流口容易堵塞，流量不穩定，適用于性能要求不高的場合。)

圖c為軸向三角槽式節流口圖d為周向縫隙式節流口圖e為軸向縫隙式節流口

（這三種節流口性能較好，尤其是軸向縫隙式節流口，可以得到較小的穩定流量。）改變節流口的通流面積，使液阻發生變化，就可以調節流量的大小。

第一節流量控制閥二、節流閥的結構及特點

如圖所示為普通節流閥的結構和圖形符號圖，這種閥的節流油口為軸向三角槽式。打開節流閥時，壓力油從油口P1流入，經孔a、閥芯1左端的軸向三角槽，孔b和出油口P2流出。閥芯1在彈簧力的作用下始終緊貼在推桿2的端部。旋轉手輪3，可使推桿沿軸向移動，改變節流口的通流截面積，從而調節通過閥的流量。節流閥結構簡單，體積小，使用方便、成本低。但負載和溫度的變化對流量穩定性的影響較大，因此只適用于負載和溫度變化不大或速度穩定性要求不高的液壓系統。液壓流量控制閥和速度控制回路第一節流量控制閥三、調速閥工作原理及特點調速閥是由定差減壓閥和節流閥串聯組合而成。用定差減壓閥來保證可調節流閥前后的壓力差不受負載變化的影響，從而使通過節流閥的流量保持穩定。液壓流量控制閥和速度控制回路因為減壓閥閥芯彈簧很軟（剛度很低），當閥芯上下移動時其彈簧作用力F簧變化不大，所以節流閥前后的壓力差△p=p2-p3

基本上不變，為一常量，也就是說當負載變化時，通過調速閥的油液流量基本不變，液壓系統執行元件的運動速度保持穩定。

減壓閥閥芯上的力平衡方程為p2A＝p3A十F簧p2-p3=F簧/A

圖6-3調速閥(a)工作原理圖(b)職能符號(c)簡化職能符號(d)特性曲線1—減壓閥閥芯；2—節流閥閥芯；3—溢流閥速度控制回路的功用是使執行元件獲得能滿足工作需求的運動速度。它包括調速回路、快速回路、速度換接回路等。一、調速回路液壓系統的調速方法可分為節流調速、容積調速和容積節流調速三種形式。

1）節流調速回路：由定量泵供油，用流量閥調節進入或流出執行機構的流量來實現調速；2）容積調速回路：通過調節變量泵或變量馬達的排量來調速；3）容積節流調速回路：利用改變變量泵排量和調節調速閥的流量配合工作來調節速度的回路。第二節速度控制回路液壓流量控制閥和速度控制回路

1、節流調速回路

1）進油路節流調速回路

泵的供油壓力由溢流閥調定，調節節流閥的開口，改變進入液壓缸的流量，即可調節缸的速度。泵多余的流量經溢流閥回油箱，故無溢流閥則不能調速。速度負載特性:缸在穩定工作時，活塞受力平衡方程式為第二節流量控制回路液壓流量控制閥和速度控制回路液壓缸的速度為速度負載特性曲線表明速度隨負載變化的規律，曲線越陡，說明負載變化對速度的影響越大，即速度剛度越低。當節流閥通流面積不變時，輕載區域比重載區域的速度剛度高；在相同負載下工作時，節流閥通流面積小的比大的速度剛度高，即速度低時速度剛度高。液壓流量控制閥和速度控制回路特點:在工作中液壓泵輸出流量和供油壓力不變。而選擇液壓泵的流量必須按執行元件的最高