液压系统的一些知识。（比较精辟）

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因为液压系统在数控机床起着比较重要的作用。特别是数控车床中应用较多。所以找来这些相关的知识供大家参考。
& U( [' u4 F/ L: i液压基本回路
液压回路是用图形符号画出的液压系统。液压系统用来实现机器所要求的动作，其构成种类五花八门，根据机器的要求而定。机器动作复杂时液压系统也复杂，但是再复杂的液压系统也是由一些基本回路组合而成的。如：
一、油源回路；二、压力控制回路；三、速度控制回路；四、同步回路；五、顺序回路；六、卸荷回路；七、增压回路；八、减压回路；九、保压回路；十、位置保持回路；十一、制动回路；十二、防冲击回路；十三、开式回路或闭式回路；十四、并联回路、单动回路、串联回路；十五、恒功率回路、十六、过载保护回路、十七、蓄能器回路；十八、节能回路

! p6 o% K/ H. @液压系统的分类
3 I/ S9 K' E6 A
8 U$ R7 J' V4 v按照液压回路的基本构成可以把液压系统划分为开式系统和闭式系统。
开式系统的泵从油箱抽油，系统回油返回油箱。它的应用普遍。
" Y& ^0 p5 ?. [2 t, h' f) v  V闭式系统是油马达排出的油液返回泵的进油口，多用于车辆的行走驱动等。
按照液压系统的主要功用可分为传动系统和控制系统。
8 r) |7 d) H  N
液压系统的组成部分
* M+ T9 F0 B/ S+ k& Z如今在各种机械设备上广泛应用着的液压系统，使用具有连续流动性的油液（即液压油），通过液压泵把驱动液压泵的电动机或发动机的机械能转换成油液的压力能，经过各种控制阀（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等），送到作为执行器的液压缸或液压马达中，再转换成机械动力去驱动负载。这就构成了一个液压系统。

液压系统的设计
3 h- Q/ m# x, s1 `! u2 N5 D一、液压传动系统设计
1。1液压传动系统的设计步骤和内容
进行液压系统设计时，要首先明确技术要求，紧紧抓住满足技术要求的功能和性能这两个关键因素，同时还要充分考虑可靠性、安全性以及经济性诸因素。液压系统千差万别，设计步骤也没有一定之规，不过依照下面步骤可以比较容易地进行设计。
9 }2 R3 _7 p; G; n' R- F1。1。1明确技术要求
设计新的液压系统，首先要仔细查明机器对液压系统究竟有那些要求，要与用户或主机厂共同讨论，力求定量地掌握这些技术要求，作为设计地出发点和依据。需要掌握的技术要求比如有：机器的特性，使用条件，适用标准、法规，安全性、可靠性以及经济性等。
& X; P, z6 a# Y% B8 M6 C1。1。2系统功能设计
. c6 M# j8 G' I+ w8 H- o, b& X根据技术要求确定执行器的种类、数量、动作顺序和动作要求。根据动作条件拟定驱动执行器的基本回路。当系统中有多个执行器时，要绘制表示动作顺序的顺序图，拟定实现动作顺序的控制回路。然后再设计液压源回路。此时要考虑节能，维持液压油液的清洁度，液压油液的温度控制。
" w! @+ b& G% a: `1。1。3组成元件的设计
- F  V. u/ v6 e经过1。1。2节的系统功能设计，已经确定了液压系统原理图，接下来就是选择合适的系统元件。液压回路中所用的元件分四大类：A。能量输入元件，如：泵；B。控制元件，如：阀；C。能量输出元件，如：马达；D。辅件，如：冷却器，管子等。前三类直接参与回路的能量传递功能，辅件虽然不直接参与能量传递，却是保证和改善回路功能所必须的。
) m+ J4 D. @- u1。1。4液压系统的计算
确定好了液压系统的构成和所用元件的规格。就需要假设整个装置而计算液压系统的特性。同时要计算的项目有液压系统的压力损失、流量收支、效率、热平衡、冲击等。总之应该根据分析内容的不同对液压系统进行局部简化，然后计算液压系统大致的特性。如果发生矛盾，则对液压系统进行修正或改变元件的规格。
$ U  C' X0 x3 c+ k4 E1 Y" R9 T1。1。5液压装置的设计
一旦确定了系统中所用的元件以及计算分析出系统的工作性能，接下来就要通过液压装置设计确定具体结构、绘制液压系统产品工作图样。液压系统中使用了大量的液压元件、管件、密封件、电动机、辅件等所以要龙请弄清他们的规格、型号、安装尺寸、性能参数等，以保证系统设计正确无误。设计完成时，除了液压装置及其部件的装配图、自制零部件图外，还应该提供系统原理图、外型图、安装图、管路布置图、外购件明细表、备料清单等技术文件。
2 |5 Q& c- m1 s# I( `4 ?1。1。6液压装置的计算
在确定了液压装置整体结构、布置、管路之后，还需要重点对油压冲击、油液温度、压力损失、噪音、振动等特性进行最终分析和计算。
+ F8 V1 \- Y! h0 n& {; N; T1。1。7控制装置的设计
) {7 A! N" q" i! f8 Z为了使液压装置安全工作，控制装置除了实现对功能的电气控制外，还包括报警和紧急停止等安全电路。
1。1。8全面审查
在完成了设计之后，交付制造部门之前，要对所设计的液压装置及其各部分，从功能上及结构、形式上进行全面审查，找出失误之处并予以纠正。
液压系统的形式及评价
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0 _, T. Y* s0 m; H, P. U液压元件逐步实现了标准化、系列化，其规格、品种、质量、性能都有了很大提高，尤其是采用电子技术、伺服技术等新技术新工艺后，液压系统的质量得到了显著的提高，其在国民经济及军事工业中发挥了重大作用。
: N  O  r3 Y7 T5 A  q0 r; b从不同的角度出发，可以把液压系统分成不同的形式。
) H' u6 \: [; i（1）按油液的循环方式，液压系统可分为开式系统和闭式系统。开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种控制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱。这种系统结构较为简单，可以发挥油箱的散热、沉淀杂质作用，但因油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致机构运动不平稳等后果。开式系统油箱大，油泵自吸性能好。闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。其结构紧凑，与空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动较平稳。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，因无油箱，油液的散热和过滤条件较差。为补偿系统中的泄漏，通常需要一个小流量的补油泵和油箱。由于单杆双作用油缸大小腔流量不等，在工作过程中会使功率利用下降，所以闭式系统中的执行元件一般为液压马达。
) K3 ?6 b3 ^$ m4 u. ^# b（2）按系统中液压泵的数目，可分为单泵系统，双泵系统和多泵系统。
（3）按所用液压泵形式的不同，可分为定量泵系统和变量泵系统。变量泵的优点是在调节范围之内，可以充分利用发动机的功率，但其结构和制造工艺复杂，成本高，可分为手动变量、尽可能控变量、伺服变量、压力补偿变量、恒压变量、液压变量等多种方式。
（4）按向执行元件供油方式的不同，可分为串联系统和并联系统。串联系统中，上一个执行元件的回油即为下一个执行元件的进油，每通过一个执行元件压力就要降低一次。在串联系统中，当主泵向多路阀控制的各执行元件供油时，只要液压泵的出口压力足够，便可以实现各执行元件的运动的复合。但由于执行元件的压力是叠加的，所以克服外载能力将随执行元件数量的增加而降低。
" W# Z! z  g6 g! D! o5 B并联系统中，当一台液压泵向一组执行元件供油时，进入各执行元件的流量只是液压泵输出流量的一部分。流量的分配随各件上外载荷的不同而变化，首先进入外载荷较小的执行元件，只有当各执行元件上外载荷相等时，才能实现同时动作。
全液压传动机械性能的优劣，主要取决于液压系统性能的好坏，包括所用元件质量优劣，基本回路是否恰当等。系统性能的好坏，除满足使用功能要求外，应从液压系统的效率、功率利用、调速范围和微调特性、振动和噪声以及系统的安装和调试是否方便可靠等方面进行。
8 y9 T- M$ `" @2 G现代工程机械几乎都采用了液压系统，并且与电子系统、计算机控制技术结合，成为现代工程机械的重要组成部分。
液压控制系统的设计
  J9 F1 ^- F2 L液伺服系统兼有液压传动的输出功率大、反应速度快的优点和电气控制的操作性控制性良好的优点。因此，电液伺服系统广泛用于要求控制准确、响应速度和程序灵活的场合，如：工业机器人、旋压机、带材纠偏控制、定容油压机、弯板机同步控制、振动试验机、疲劳试验机、岩（土）心动三轴仪、飞行模拟器、电弧炼钢炉恒功率控制、轧机液压压下、雷达天线目标跟踪、火炮自动瞄准以及飞机起落架防滑制动等。
" h9 c; S8 z3 K* R1．1电液伺服系统的基本构成
3 O, w1 h! I5 v/ [- C# S电液伺服系统由电液伺服阀、模拟指令信号源、伺服放大器（含加法器）、液压执行器和反馈传感器组成。执行器的输出由反馈传感器连续测量，并与指令输入信号进行比较。两者之差即误差信号被放大器放大，产生的信号加给伺服阀，使执行器产生纠正动作，从而使带动负载的输出信号与指令信号的要求相一致。
2．2电液伺服系统的设计步骤
) B8 y3 D+ n: B  u7 I" u3 C每个设计项目所面对的问题是不同的，处理问题的方法和步骤也会有所不同。即便处理同一个问题，步骤也不会是单方向的，难免会有交叉反复。下面给出的仅仅是大致的思路和基本的步骤。电液伺服系统的基本步骤如下：
a.弄清设计要求；b.拟定设计方案；c.进行负载匹配；d.选定电液伺服阀的伺服放大器；e.设计液压伺服缸；f.设计液压泵站；g.分析系统性能；h.进行必要的补偿；i.进行系统调试；j.进行技术总结。
6 p1 R3 ?- u4 k$ E) o  g5 {液压系统的使用与维修
. |+ L" o6 Z* ?; N为了保证机械设备无故障地工作，必须遵循制造厂家的使用维修要求。液压系统千差万别，作为不同机械设备地一个重要组成部分，其使用注意事项自然也有所不同。液压系统使用维修中需要注意的共性问题如下：
一、使用维修的任务
# Z; R2 h8 @# s% U% \  H' C, d液压系统使用与维修的任务包括调试、检查、维护和修理。
/ X, V5 h4 a# x) }7 x二、使用维修时的注意事项
1．全性；2。清洁性；3。更换元件；4。涂漆；5。蓄能器。
三、调试
行走设备的液压系统的配管安装和调试一般由主机制造厂再厂内进行。大型固定设备的常用做法是预装好分总成，制造厂对分总成进行局部调试后发货，而总体调试则在用户现场进行。现场调试涉及的一系列步骤，必须给予充分的注意。
四、检查和维护
优质的液压系统是针对无故障使用寿命长而设计的，它仅需要很少的维护。但是这少量的维护对于得到无故障工作来说却是非常重要的，因为实践经验已经证明高达80%的失效和损坏是由于污染、维护不足和油液选用不当造成的。检查和维护的防卫范围主要有以下几个重要方面：
, S% _) f( M. @, T# F1．液面：必须经常检查液面并及时补油；
/ r4 v) t1 y) @& T2．油温：油温的工作温度取决于很多因素，通常在40至90℃之间。对于矿物油，推荐最高温度为60℃。目前液压系统都普遍安装了冷却器，从而防止由于液压油温的过高造成加快油液老化，缩短密封件和软管的寿命，以及造成的液压系统各种故障；
3 |4 O( ?! [  L0 z# r9 ~# ~4 _, B7 b3．油样：油液老化取决于多种工作参数，如像温度、压力、污染等。要根据对油样的目测观察可以判断油液的老化情况，从而断定能否继续使用；
4．换油：一般要每隔2000至4000小时换一次油。然而最重要的是油温不得超过70℃；
5．过滤器：对于不带堵塞指示器的过滤器，一般每隔1～6个月要更换一次。对于带堵塞指示器的过滤器，要不断监视；
! N3 T" h$ j9 [" ~5 X6．蓄能器：只准向蓄能器充入氮气；
7．调整：所有压力控制阀、流量控制阀、泵调节器以及压力继电器、行程开关、热继电器之类的信号装置，都要进行定期检查；
8．冷却器：冷却器的积垢要定期清理；
9．其他检查：提高警惕并密切注意细节，可以早发现事故苗头，防止酿成大祸。在最初投入运动的时候尤其是这样。应该始终注意外泄漏、污染物、元器件损坏、以及来自泵、联轴器等异常噪声。
五、故障诊断
+ M' e- a& }8 H, b0 E! W3 S& W. Q& D1．了解系统；2。容易被忽视的细节；3。工作条理性；4。注意安全；5。故障诊断指南

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六、修复
对液压系统损坏的零部件需要即使更换或修复。
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液压元件（液压执行元件中的液压马达）
1。1液压马达的分类
液压马达可分为：高速液压马达和低速液压马达。高速液压马达又分为：定量液压马达、变量液压马达两种；低速液压马达又分为：单作用液压马达、多作用液压马达两种。
! u. }2 w  k7 c2 j2。2液压马达的主要参数
6 j" @( D8 ^! S: }a。压力
（1）额定压力：在规定的转速范围内连续运转，并能保证设计寿命的最高输入压力。
( O) x5 g- D$ F  z( J3 z6 \（2）背压：保证液压马达稳定运转的最小输出压力。
; L9 Z# i! E) m! S6 _b。转速
（1）额定转速：额定压力、规定背压条件，能够连续运转并能保证设计寿命的最高转速。
（2）最低转速：既能保持额定压力又能稳定运转的最低转速。
c。排量
（1）排量：液压马达轴每转一转输入的液体体积。
（2）空载排量：空载压力下测得的实际输入排量。
$ ]  Q, c: @$ q. A（3）有效排量：在设定压力下测得的实际输入排量。
; _" o/ m# X! md。流量
（1）实际流量：液压马达进口处的流量。
（2）理论流量：空载压力下液压马达的输入流量。
( e. y" ~& o5 f1 f& r( ^6 z8 Ze。功率
' E2 q/ g3 f& F$ a! V- c0 u* |8 W+ l( s（1）输入功率：液压马达入口处的液压功率。
（2）输出功率：液压马达输出轴上输出的机械功率。
# B# r& X8 ]6 U! s; q5 bf。效率
+ g6 Q7 G: t! z# Y（1）容积效率：液压马达理论流量与实际流量的比值。
（2）机械效率：液压马达的实际扭矩与理论扭矩之比值。
（3）总效率：液压马达的输出功率与输入功率之比。
' Q- w; K' Z3 X7 C: I4 N2。3液压马达的选择
选定液压马达时要考虑的因素有：工作压力、转速范围、运行扭矩、总效率、容积效率、寿命等机械性能及载机械设备上的安装条件和外观等。
液压马达的种类很多，特性也不一样，应该针对具体用途选择合适的液压马达，低速场合可以用低速液压马达，也可以用带减速装置的高速液压马达。二者在结构布置、占用空间、成本、效率等方面各有优点，必须仔细论证。
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9 i+ ]) [5 }- f8 W9 Y典型液压马达的比较
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特性   高速液压马达   低速液压马达
齿轮式   叶片式   柱塞式   径向柱塞式
7 h7 P4 C- y; O5 q/ b额定压力（Mpa）   21   17.5   35   21
排量（mL/r）   4～300   25～300   10～1000   125～38000
转速（r/min）   300～5000   400～3000   10～5000   1～500
总效率（%）   75～90   75～90   85～95   80～92
堵转效率（%）   50～85   70～85   80～90   75～85
9 k; p% R  H2 e- E& l5 a堵转泄漏   大   大   小   小
- I) ?: k% f% [( R, J- l# |$ d污染敏感度   大   小   小   小
0 u8 d& r9 \+ G0 O5 k$ E0 [) \变量能力   不能   困难   可   可

确定了所用液压马达的种类之后，可根据所需要的转速和扭矩从产品系列中选出能满足需要的若干种规格，然后利用各种规格的特性曲线查出或算出相应的压降、流量和总效率。接下去进行综合技术经济评价来确定某个规格。如果原始成本最重要，则应选择流量最小的，这样泵、阀、管路等都最小；如果运行成本最重要，则应选择总效率最高的；如果寿命最重要，则应选择压降最小的；也许最佳选择是上述方案的折衷。
液压元件（液压执行元件中的液压缸）
' Z/ ]* X2 v' q7 O液压执行元件是一种依靠压力油使输出轴做往复或旋转运动而做功的机械总称。它可分为：液压缸（输出轴作直线往复运动），液压马达（输出轴作旋转运动），摆动液压马达（输出轴作旋转往复运动）三大类。
4 H' l7 M* u  w0 p9 I; ?" _1。1液压缸的类型
' L6 Z- x9 R% g! T液压缸可分为：推力液压缸（单作用液压缸，双作用液压缸，组合液压缸），摆动液压缸（单叶片摆动液压缸，双叶片摆动液压缸）；
1 s6 ~* M) L) N6 o1。2液压缸的基本参数
a.额定压力：
国家标准中规定了液压缸的额定压力为：0.63,1,1.6,2.5,4,6.3,10,16,25....(MPa)
b.液压缸的内径
( |- H, ^7 C1 M; I5 y5 C国家标准中规定了液压缸内径系列为：8,10,12,16,20,25,32,40,50,60,80,100....(mm)
1。3液压缸的安装方式
液压缸的安装方式主要为：端盖类，法兰类，耳环类，底座类，耳轴类，螺栓螺孔类等
1。4液压缸的产品
液压缸主要有以下大产品：工程机械以及机床设备用液压缸（多为单杆双作用液压缸），车辆用液压缸（多为双作用单活塞杆液压缸），冶金用液压缸（多为双作用单活塞杆型），船用液压缸（双作用和单作用柱塞液压缸两种），多级液压缸等产品。目前生产液压缸的厂家很多，许多国外厂家在国内也开办了工厂。
1。5液压缸的选择
A。防止爬行
+ f6 ~9 O  A5 L# H; j) \) b6 q! R液压缸带动的设备出现爬行现象时，其原因有液压缸本身的、负荷的运动机构引起的，以及油中混入空气引起的。如果时本身引起的，就需要洞密封本身具有刚性，并且动摩擦和静摩擦也要小的；如果是负荷方面的就需要降低滑动面的压力和施以适当的润滑。
B。吸收冲击
为了吸收行程未端产生的冲击，可以采用缓冲机构，也可以从油路上采取使用减压阀等措施。
3。漏油
$ R8 I# g6 q$ O完全不漏油是困难的，也是液压系统目前一个最需要解决的问题。造成漏油的原因很多，如：密封件选择不好，油温很高等。因此目前主要采取的方法：选用双重密封，安装冷却器等
4。液压缸的维护管理
a.注意检查异物的混入；b.运动密封件的更换；c.日常检查必须注意的地方等

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数控心情 2005-7-15 00:56
液压系统温升过高的原因及防治
1、温升过高的原因
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（1）油箱容积太小，散热面积不够，未安装油冷却装置，或虽有冷却装置但其容量过小
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. v3 K- U3 ]& V! J6 a- s（2）按快进速度选择油泵容量的定量泵供油系统，在工作时会有大部分多余的流量在高压下从溢流阀溢回而发热。
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0 J+ P, i- T$ ?/ {# `! W5 ?（3）系统中卸荷回路出现故障或因未设置卸荷回路，停止工作时油泵不能卸荷，泵的全部流量在高压下溢流，产生溢流损失而发热，导致温升。
7 i) _1 Z# }) ^
（4）系统管路过细过长，弯曲过多，局部压力损失和沿程压力损失大。

9 O# Q8 a4 g2 J: T0 s! s（5）元件精度不够及装配质量差，相对运动间的机械摩擦损失大。

（6）配合件的配合间隙太小，或使用磨损后导致间隙过大，内、外泄漏量大，造成容积失大，如泵的容积效率降低，温升快。
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- m; V2 Z: p; l（7）液压系统工作压力调整得比实际需要高很多。有时是因密封过紧，或因密封件损坏、泄漏增大而不得不调高压力才能工作。
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9 }4 d0 a$ F+ h: A+ r1 Y（8）气侯及作业环境温度高，致使油温升高。
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4 j' I2 M4 D' ]5 F4 d（9）选择油液的粘度不当，粘度大粘性阻力大，粘度太小则泄漏增大，两种情况均能造成发热温升。
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2、温升过高的危害

- w! `6 C  y9 r  r* y（1）使机械产生热变形，液压元件中热胀系数不同的运动部件因其配合间隙变小而卡死，引起动作失灵、影响液压系统的传动精度，导致部件工作质量变差。

" Y- t4 Q% s% p' y$ z: W# |! x' q（2）使油的粘度降低，泄漏增加，泵的容积效率和整个系统的效率会显著降低。由于油的粘度降低，滑阀等移动部件的油膜变薄和被切破，摩擦阻力增大，导致磨损加剧。
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（3）使橡胶密封件变形，加速老化失效，降低密封性能及使用寿命，造成泄漏。

（4）加速油液氧化变质，并析出沥青物质，降低液压油的使用寿命。析出物堵塞阻尼小孔和缝隙式阀口，导致压力阀卡死而不能动作、金属管路伸长而弯典，甚至破裂等。

% ~, D! j/ v' k/ q* d7 s（5）使油的空气分离压降低，油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。
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3、防治措施
- D* y) l2 N- |& Z8 s
（1）根据不同的负载要求，经常检查、调整溢流阀的压力，使之恰到好处。

4 w* x; u' i3 q9 Z( i! R（2）合理选择液压油，特别是油液粘度，在条件允许的情况下，尽量采用低一点的粘度以减少粘度摩擦损失。
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（3）改善运动件的润滑条件，以减少摩擦损失，有利于降低工作负荷、减少发热。

（4）提高液压元件和液压系统的装配质量与自身精度，严格控制配合件的配合间隙和改善润滑条件。采用摩擦系数小的密封材料和改进密封结构，尽可能降低液压缸的启动力,以降低机械摩擦损失所产生的热量。
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& N  t. `7 B( |3 C（5）必要时增设冷却装置


什么是液压传动?
5 ?" }! k' g, a$ @- l液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。