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液压读书笔记
液压元件
液压系统是以油液作为工作介质，利用油液的压力能并通过控制阀门等附件操纵液压执行机构工作的整套装置。
液压系统由五个组成部分：
执行元件、控制元件、动力元件、辅助元件（附件）和其它元件。
1、执行元件（如液压缸和液压马达）：
是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。
1）液压缸：
实现往复直线运动，输出力和速度；液压缸按结构形式的不同，有活塞式、柱塞式和摆动式三大类。
液压缸的选择：
根据使用要求选择，液压缸的推力，工作行程，系统工作压力，安装连接方式等确定液压缸的型号。
2）液压马达：
实现连续回转，输出扭矩和角速度。
液压马达主要分为叶片式、齿轮式和柱塞式三大类。
选择液压泵的原则：
根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求首先确定液压泵的类型然后按系统所要求的压力、流量确定其规格型号。
选择液压泵时要考虑的因素有工作压力、流量、转速、定量或变量、变量方式、容积效率、总效率、寿命及原动机的种类、噪声、压力脉动率、自吸能力等。
还要考虑与液压油的相容性、尺寸、重量、经济性、维修性等。
附件：
液压系统执行元件；
2、控制元件（即各种液压阀）在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。
根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。
1）压力控制阀：
压力控制阀简称压力阀，用于限制和调节液压系统工作压力的阀类，以实现执行元件提出的作用力和转矩的要求，如溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器、电液比例压力阀、插装式压力阀。
a）减压阀：
压阀是使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的压力控制阀。
其作用是在液压系统中起减压作用，使液压系统某一支路获得较系统压力低的稳定压力，并使进口液压力出现波动时，仍保持阀出口压力基本恒定。
减压阀在各种液压设备的夹紧系统、润滑系统和控制系统中应用较多。
减压阀包括直动式减压阀和先导式减压阀两种。
b）溢流阀：
溢流阀的基本功能是，当系统压力超过或等于溢流阀的调定压力时，系统的油液通过阀口溢出一部分回油箱，防止系统的压力过载，起安全保护作用。
溢流阀主要有直动式溢流阀和先导式溢流阀两种。
c）顺序阀：
顺序阀是用来控制液压系统中各执行元件动作的先后顺序。
依控制压力的不同，顺序阀又可分为内控式和外控式两种，前者用阀的进口压力控制阀芯的启闭，后者用外来的控制压力油控制阀芯的启闭（即液控顺序阀）。
顺序阀也有直动式和先导式两种，前者一般用于低压系统，后者用于中高压系统。
2）流量控制阀：
流量控制阀简称流量阀，用于控制和调节液压系统中流量大小的阀类，以实现执行元件运动速度变化的要求。
如节流阀、调速阀、电液比例流量阀、插装式流量阀等。
a）节流阀：
普通节流阀和单向节流阀。
b）调速阀：
能保持节流阀前后压力差值恒定不变的流量阀。
3）方向控制阀：
方向控制阀简称方向阀，用于控制液体的通断和流动方向的阀类，以实现执行元件启停或运动方向变换的要求，如单向阀、换向阀、电液比例方向阀、插装式方向阀等。
主要包括单向阀、换向阀两大类。
a）单向阀：
液压系统中常见的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。
普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。
单向阀用于控制油液向一个方向流动而不能反向流动，又称为止回阀。
b）液控单向阀允许液流向一个方向流动，反向开启则必须通过液压控制来实现的单向阀。
液控
c）换向阀：
换向阀是利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。
可分为手动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀等。
4）液压阀选型：
选择依据为：
额定压力，最大流量，动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等。
5）选择阀类元件应注意的问题
（1）应尽量选用标准定型产品，除非不得已时才自行设计专用件。
（2）阀类元件的规格主要根据流经该阀油液的最大压力和最大流量选取。
选择溢流阀时，应按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，应考虑其最小稳定流量满足机器低速性能的要求。
（3）一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些，必要时，允许通过阀的最大流量超过其额定流量的20%。
附：
液压系统控制元件
3、动力元件：
将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。
液压泵走将机械能转换为液压能的机械装置，是液压系统的动力元件。
液压泵分为两大类:
容积式泵、非容积式泵。
附：
液压系统动力元件
4、辅助元件包括油箱、蓄能器、滤油器、热交换器、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。
1）油箱：
油箱的作用是储油，散发油的热量，沉淀油中杂质，逸出油中的气体。
其形式有开式和闭式两种：
开式油箱油液液面与大气相通；闭式油箱油液液面与大气隔绝。
开式油箱应用较多。
主要辅助元件的选型：
（1）蓄能器的选择
a）蓄能器用于补充液压泵供油不足时，其有效容积为：
V=ΣAiLiK-qBt（m3）
式中：
A为液压缸有效面积（m2）；L为液压缸行程（m）；K为液压缸损失系数，估算时可取Ｋ＝1.2；qB为液压泵供油流量（m3/s）；t为动作时间（s）。
b）蓄能器作应急能源时，其有效容积为：
V=ΣAiLiK（m3）
当蓄能器用于吸收脉动缓和液压冲击时，应将其作为系统中的一个环节与其关联部分一起综合考虑其有效容积。
根据求出的有效容积并考虑其他要求，即可选择蓄能器的形式。
（2）油箱的设计
油箱的作用是储油，散发油的热量，沉淀油中杂质，逸出油中的气体。
其形式有开式和闭式两种：
开式油箱油液液面与大气相通；闭式油箱油液液面与大气隔绝。
开式油箱应用较多。
1）油箱设计要点
a）油箱应有足够的容积以满足散热，同时其容积应保证系统中油液全部流回油箱时不渗出，油液液面不应超过油箱高度的80%。
b）吸箱管和回油管的间距应尽量大。
c）油箱底部应有适当斜度，泄油口置于最低处，以便排油。
d）注油器上应装滤网。
e）油箱的箱壁应涂耐油防锈涂料。
2）油箱容量计算油箱的有效容量V可近似用液压泵单位时间内排出油液的体积确定。
V=KΣq
式中：
K为系数，低压系统取2～4，中、高压系统取5～7；Σq为同一油箱供油的各液压泵流量总和。
滤油器的选择
选择滤油器的依据有以下几点：
a）承载能力：
按系统管路工作压力确定。
b）过滤精度：
按被保护元件的精度要求确定，选择时可参阅表9-6。
c）通流能力：
按通过最大流量确定。
d）阻力压降：
应满足过滤材料强度与系数要求。
表9-6滤油器过滤精度的选择
系统
过滤精度（μm）
元件
过滤精度（μm）
低压系统
100～150
滑阀
1/3最小间隙
70×105Pa系统
50
节流孔
1/7孔径（孔径小于1.8mm）
100×105Pa系统
25
流量控制阀
2.5～30
140×105Pa系统
10～15
安全阀溢流阀
15～25
电液伺服系统
5
高精度伺服系统
2.5
附：
液压系统辅助元件
5、其它元件：
油管及管接头、密封圈、快换接头。
管道的选择
（1）油管类型的选择
液压系统中使用的油管分硬管和软管，选择的油管应有足够的通流截面和承压能力，同时，应尽量缩短管路，避免急转弯和截面突变。
1）钢管：
中高压系统选用无缝钢管，低压系统选用焊接钢管，钢管价格低，性能好，使用广泛。
2）铜管：
紫铜管工作压力在6.5～10MPa以下，易变曲，便于装配；黄铜管承受压力较高，达25MPa，不如紫铜管易弯曲。
铜管价格高，抗震能力弱，易使油液氧化，应尽量少用，只用于液压装置配接不方便的部位。
3）软管：
用于两个相对运动件之间的连接。
高压橡胶软管中夹有钢丝编织物；低压橡胶软管中夹有棉线或麻线编织物；尼龙管是乳白色半透明管，承压能力为2.5～8MPa，多用于低压管道。
因软管弹性变形大，容易引起运动部件爬行，所以软管不宜装在液压缸和调速阀之间。
（2）油管尺寸的确定
1）油管内径d按下式计算：
d=
式中：
q为通过油管的最大流量（m3/s）；v为管道内允许的流速（m/s）。
一般吸油管取0.5～5（m/s）；压力油管取2.5～5（m/s）；回油管取1.5～2（m/s）。
2）油管壁厚δ按下式计算：
δ≥p·d/2〔σ〕
式中：
p为管内最大工作压力；〔σ〕为油管材料的许用压力，〔σ〕=σb/n；σb为材料的抗拉强度；n为安全系数，钢管p＜7MPa时，取n=8；p＜17.5MPa时，取n=6；p＞17.5MPa时，取n=4。
根据计算出的油管内径和壁厚，查手册选取标准规格油管。
附：
液压系统其它元件
附件：
1、液压系统液压油
2、常用液压阀型号
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