主要零部件介绍：液压传动系统

液压传动工作系统中的主要零部件有：电动机、液压泵、液压马达、各种液压控制阀（控制液压油压力的溢流阀、减压阀、顺序阀；控制液压油流量的节流阀、调速阀；控制液压油流动方向的单向阀、换向阀等）、压力表、油箱、冷却器、过滤器等。另外，还有把这些零部件连接起来的管路和进行能量转换的液压缸等部件。

2.3.6.1 液压泵和液压马达

液压泵是在电动机的驱动下输出液压传动所需的有一定压力的液压油（即动力源），通过管路输送给液压缸或液压马达，达到能源动力的转换工作。液压缸是把液压油的压力，通过推动液压缸中活塞作往复直线运动；而液压马达和液压缸中活塞一样，也是只有在液压油的压力作用下才能做功，其做功方式是把液压油的压力转换成有一定转矩的旋转力。

液压泵和液压马达的结构组成基本相似，但动作方式却相反。液压泵是在电动机驱动下，输出有一定压力的液压油；而液压马达是在有一定压力的液压油作用下，输出有一定转矩的旋转力。

1.叶片液压泵

叶片液压泵的结构组成见图2-62。

图2-62 叶片液压泵的结构组成

1—叶片 2—转子 3—泵体 4—配流盘 5—滚针轴承 6—定子 7—配流盘 8—泵体 9—深沟球轴承 10—端盖板 11—密封胶圈 12—轴

叶片泵中的主要工作零件是定子、配流盘、转子和叶片。这几个主要零件装配在左右泵体内。转子安装在花键轴上，花键轴左端有滚针轴承，右端有深沟滚珠轴承，两轴承分别固定在配流盘上和右泵体上，支撑花键轴带动转子旋转；定子在转子的外围，两侧面有配流盘，用螺钉把定子和配流盘固定，形成一个转子旋转空腔，宽度比转子略大些，以保证转子的高速旋转。转子的外圆周上均匀分布着开有一定深度的沟槽，沟槽内装有能够在槽内自由滑动的叶片。

端盖板和轴之间装有密封橡胶圈，以防止液压油的泄漏。

2.双联叶片液压泵

双联叶片液压泵是在单级双作用式叶片液压泵的基础上改变而成。双联叶片液压泵是在它的泵体内被电动机驱动的同一根传动轴上，装有两套转子与定子配合工作，转子和定子的中心重合。但是，在工作输油时，两套转子与定子却如同两个液压泵，它们有一个共同的吸油口，而输出口却是两个，各自输出不同流量的压力油。

（1）双联叶片液压泵结构 双联叶片液压泵的组成见图2-63，它由泵体、配流盘、叶片、转子和定子组成。

图2-63 双联叶片液压泵结构

1—泵体 2—配流盘 3—叶片 4—转子 5—定子 6—端盖 7—传动轴

（2）双联叶片液压泵的功能作用 转子在电动机驱动下高速旋转时，叶片在转子旋转离心力作用下，叶片端面紧贴在定子的由两个不同圆弧半径经曲线连接组成的光滑内表面上。叶片伸出的长短随着定子圆弧半径大小变化而变化。大半径区容积增大，为吸油区；小半径区容积变小，为压油区。定子的一个圆周内有两个吸油区和两个压油区。端面上的配油盘有窗孔与吸油区和吸油孔连通，另外，还有对称的窗孔与压油区和输出油孔相通，它们之间的配合工作，完成压力油的输出工作。两个液压泵的输出流量，有相同的也有不相同的。输出的液压油可以单独使用，也可以共同工作。输出压力油的额定压力达7MPa。

在本章介绍的注射机液压传动中，就是应用此种液压泵：在慢速合模和保压时，只用小流量泵供高压油，大流量泵卸载。在高速注射时，则大小两泵同时输出压力油，完成注射工作。这样的工作方式工作效率高，节省电能消耗。

3.液压马达

液压马达在注射机中的应用，主要是把液压泵输送来的液压油的压力（流动能量）转换为一定的转矩和转速，用来驱动螺杆旋转。液压马达的结构形式和液压泵的相同，有齿轮式、螺杆式、叶片式和柱塞式等。柱塞式液压马达为低转速液压马达，这种马达中的径向柱塞式液压马达排量大、体积大，由于其转速低，可直接与机构连接，简化机构，输出的转矩大。齿轮式、螺杆式和叶片式液压马达为高速液压马达，它的特点是转速高、转动惯量小，便于起动与制动，调节灵敏度较高，但输出的转矩较小。几种不同类型，液压马达的工作参数见表2-10。

表2-10 不同类型液压马达的工作参数

2.3.6.2 蓄能器

蓄能器在注射机中配置，注射时的起动速度比伺服电动机快，则可实现快速注射。蓄能器是一种液压能储存和释放元件，在注射机中，特别是高速注射成型中，它还能吸收液压冲击、消除压力的脉动、降低工作噪声。由此可见，这个装置在注塑机中作用重大。

蓄能器按其蓄能方式分，有多种类型。在注射机中应用较多的为充气式蓄能器。在注射生产过程中与液压泵组合，蓄能器的气囊不断地收缩，会产生压力降。

蓄能器的安装使用要注意下列几点：

① 蓄能器工作位置要远离热源，安装固定后不能移动，同时要考虑对其维护和检修应较方便。

② 应垂直安装，油口向下、充气阀朝上。

③ 蓄能器与泵之间要配置单向阀，防止意外事故时蓄能器内的液压油倒流，使泵反转。

④ 蓄能器与液压管道间应安截止阀，以便于充气和检修用。

⑤ 如果蓄能器用于吸收液压冲击和降低噪声的作用时，其工作位置应靠近振源。

⑥ 为使蓄能器提供足够的压力，可采用下列方法：蓄能器的压力适当提高；增大液压缸的面积；选用小直径螺杆，并提供相同的压力。

2.3.6.3 液压缸

液压缸是在液压传动中，把液压油的压力能量转换为机械能的执行机构部件。依靠于液压油的流动方向变化，把液压缸中的活塞推动往复运动，使活塞按一定的速度和推力完成某一项机械运动。

（1）液压缸工作技术要求

① 液压缸要有一定的工作强度和耐腐蚀性。

② 液压缸要有一定的活塞运行速度和推力。

③ 液压缸上各连接件密封性好，不许有泄漏油的现象。

④ 活塞在液压缸中往复运行，要求液压缸要有良好的导向性，缸内壁要耐磨。

⑤ 液压缸结构简单，制造容易。

⑥ 液压缸维修应拆卸方便，易损件导向套、密封环更换方便。

（2）液压缸分类 液压缸按结构形式，可分为活塞式、柱塞式和复合式。

① 活塞式液压缸。活塞式液压缸的结构组成见图2-64。主要组成零件有缸体、活塞、活塞杆、端板和密封圈等。

活塞式液压缸在液压传动中应用较多。这种液压缸工作时，主要是通过向液压缸中活塞两侧交替输送液压油，利用活塞两侧液压油的压力差实现活塞的往复运动。

如果要想加快活塞的前进速度，可把液压缸中的回油通过阀的控制，直接输入到进油管中，参加推动活塞工作，实现活塞的快速移动，但活塞的推力减小了许多。

② 柱塞式液压缸。柱塞式液压缸的结构见图2-65。主要组成零件有缸体、柱塞、导向套、密封胶圈和端压盖等。

图2-64 单活塞式液压缸的结构组成

1—缸体 2—活塞 3—密封环 4—活塞杆 5—导向套 6—密封圈 7—压盖 8—端板

图2-65 柱塞式液压缸结构

1—缸体 2—柱塞 3—导向套 4—密封胶圈 5—端压盖

柱塞式液压缸与活塞式液压缸的不同之处是：液压缸中的活塞由轴式柱塞来代替，这种液压缸多用在要求机械行程较长的液压传动中，而且只能是从一个方向输入压力油，单方向加压，形成推力推动柱塞移动。柱塞的回程有的是靠柱塞本身自重落下，有的是依靠弹簧的弹力推回原位。

通常应用的柱塞式液压缸体，其内孔不需要机械精加工，只要把柱塞外圆精磨就可以组装工作。

③ 复合式液压缸。图2-46所示充液式合模装置中用的液压缸就是一种复合式液压缸。图中移模液压缸是柱塞式液压缸，当液压油从柱塞孔进入液压缸时，使合模装置快速前移；合模接近终止时，当锁模液压缸（活塞式液压缸）进入液压缸后，行程速度变慢，使锁模力达到要求吨位。这种柱塞式和活塞式配合工作的液压缸，称之为复合式液压缸。

这种复合式液压缸的工作特点是：通过两种结构不同的活塞组合应用，使液压传动工作，先是快速合模，低压力工作（柱塞油缸工作）；然后是慢速合模，得到高的锁模压力。

图2-66～图2-69所示为大连华大机械有限公司生产的HD-165G型注射机中，几种液压传动用工作液压缸的结构。图2-66所示为注射座移动用液压缸的组装零件图，图2-67所示为锁模液压缸组装零件图，图2-68所示为注射用液压缸组装零件图，图2-69所示为制件顶出用液压缸组装零件图。

图2-66 注射座移动用液压缸的组装零件图

1—注射座移动铰座 2，6，15，19—弹簧垫圈 3，14，18—螺钉 4—密封盖 5，20—螺母 7—液压缸前盖 8，17—管接头 9—活塞杆 10—活塞 11—螺丝 12—缸体 13—端盖连接螺栓 16—液压缸后盖

（3）液压缸组成零件

1）缸体。

① 缸体制造材料。缸体是液压缸中的主要零件，其结构比较简单（见图2-64），它的制造用材料选择是由缸体的工作条件（即承受工作压力大小、活塞在缸体内的往复运行速度）和液压缸的整体外形结构尺寸来决定。一般情况下，液压缸体多用35号、45号无缝钢管制造。对缸体维修制造用材料选择可参照表2-11。

图2-67 锁模液压缸组装零件图

1—螺母 2，10—弹簧垫圈 3—液压缸后盖 4—端盖连接螺栓 5—缸体 6—螺丝 7—活塞 8—活塞杆 9—螺钉 11—管接头 12—液压缸前盖 13—紧固板 14—防尘垫 15—活塞杆密封圈 16—粉末套 17—挡块 18—挡圈 19，20，22—O形圈 21—活塞密封圈

图2-68 注射液压缸组装零件图

1，12—螺钉 2，11—弹簧垫圈 3—液压缸前盖 4—注射座前板（缸体） 5，6，15—管接头 7—螺丝 8—活塞 9—活塞杆 10—液压缸后盖 13，14—螺母 16，18，21—O形圈 17—活塞密封圈 19—挡圈 20—垫 22—粉末套 23—活塞杆密封圈 24—防尘圈

图2-69 制件顶出液压缸组装零件图

1，8—管接头 2—液压缸后盖 3—缸体 4，20—螺丝 5—活塞 6—活塞杆 7—液压缸前盖 9，12，15，18—螺母 10，16，19—弹簧垫圈 11—导板 13—顶杆 14—副顶杆 17—端盖连接螺栓 21，29—粉末套 22—液压缸座拉杆 23，25，28—O形圈 24—活塞密封圈 26—挡圈 27—垫 30—活塞杆密封圈 31—防尘圈

表2-11 按缸体的结构和工作条件选用缸体材料

② 缸体的结构形式。缸体的结构形状设计要从装配的方便、制造容易方面考虑，例如缸体两端要倒出15°的斜角面，见图2-70。缸体两端的端板（端面法兰）与缸体套的连接方式见图2-71。图2-71a中缸体是铸件时，端面法兰与缸体应一次铸造成型。图2-71b型是缸套用无缝钢管制造时，法兰用螺钉与缸体的固定连接形式。图2-71c型是又一种法兰与无缝钢管缸体的连接形式，这种形式加工和装卸比较方便。图2-71c型图的定位卡环套在缸体外圆，图2-71b型图定位卡环套在缸体端面。图2-71d型结构是用螺纹把端面法兰与缸体连接固定，结构比较简单、质量轻。图2-71e型是缸体尺寸较小的法兰与缸体的连接方法。图2-71f型是法兰与缸体焊接成型，这要求法兰与缸体的配合精度应高，不过这种形式结构简单、加工方便，但对油缸的维修和清洗却带来困难。

图2-70 缸体两端的斜面倒角

图2-71 缸体与端面法兰的连接方式

a）缸体为铸件时 b）无缝钢管缸体一 c）无缝钢管缸体二 d）螺纹固定 e）缸体尺寸较小时 f）焊接成型

1—缸体 2—法兰 3—端盖 4—半环 5—锁紧螺母 6—螺栓

③ 缸体的质量精度。缸体毛坯制造，如果是经铸造成型，在机械粗加工前，应进行退火处理，以消除铸造时产生的内应力。如果缸体是由焊接成型，在机械粗加工之后，应进行调质处理，硬度为250HBW左右，以改进金属结构性能，从而具有良好加工性。缸体的最后精加工，最好是法兰端面与缸体内孔在一次装夹中完成，以保证端面与中心线的垂直度和法兰孔与缸体内表面圆的同心度。缸体的内表面粗糙度值Ra应不大于0.25μm。为了提高缸体内表面耐磨性和抗腐蚀性，可在表面镀一层厚为0.3mm左右的硬铬层。缸体内表面与活塞的装配，通常采用H8/f8或H8/f9配合。

2）活塞。活塞在液压缸体内，由于受流动方向变换的液压油的压力作用，使其在液压缸内能做往复运动。然后，活塞再用这种往复运动带动机械零件做功。

为了能保证活塞长期正常工作，要求活塞的制造材料要有足够的工作强度和良好的润滑性能，并且还应耐磨损、耐腐蚀。一般活塞用铸铁或用球墨铸铁铸造成型毛坯。对于冲击性较大、油压较高的工作环境，最好用球墨铸铁铸造成型。

为了降低活塞外圆与缸体内表面的摩擦损耗，活塞外圆沟槽中可用耐油丁腈橡胶、聚四氟乙烯、尼龙或夹布酚醛塑料等密封材料做密封环，以延长缸体的工作使用寿命。

3）活塞杆。活塞杆是用来固定活塞、传递活塞运动能量的一个零件。液压油对活塞的压力作用，通过活塞杆把活塞的往复运动速度和推力传递给其他零件做功，所以，活塞杆也像活塞一样，是液压缸工作中的一个主要零件。

由于活塞杆在一定速度条件下传递动力，这就要求它要有足够的工作强度和刚度，以保证液压缸能顺利正常工作。活塞杆一般都是圆柱形，较大直径活塞杆是空心圆柱形。制造活塞杆最常用材料是45号钢，承受较大冲击力；重载荷活塞杆要用40Cr合金钢制造；空心活塞杆用35号、45号厚壁空心无缝钢管制造。

活塞杆毛坯要经锻造成型，粗加工后要调质处理，硬度为230～260HBW。调质的目的是为了改善机加工性能和提高材料的工作强度。精加工后，活塞杆表面粗糙度值Ra应不大于0.65μm。为防止活塞杆锈蚀和减少摩擦，工作表面也可镀硬铬。活塞杆与液压缸端盖上导向套的配合，通常采用H8/f9配合。同时，端盖部位要有密封装置，以防止液压缸中压力油的泄漏。

注意，活塞杆直径的大小对活塞往复运动的速度比值有一定的影响。所以在设计选择活塞杆直径时，除了从它的工作强度方面考虑外，还应注意直径尺寸对活塞往复速度的影响。

活塞杆与活塞的固定装配形式有多种类型，图2-72中介绍了常用几种装配固定方法。图2-72a是用螺纹方式固定活塞杆与活塞的连接，这种连接方式要求活塞内孔和外圆的同心度及与活塞杆固定活塞部位的外圆同心度，要有较高的精度要求。图2-72b型连接形式，是用卡环套固定活塞位置，两零件的同心度装配精度可放宽些，但活塞杆与活塞装配处的轴向尺寸精度要严格控制。

图2-72 活塞杆与活塞的固定装配形式

a）螺纹方式 b）卡环套固定方式

1—活塞杆 2—活塞 3—定位紧固件

4）导向套。活塞带动活塞杆在缸体内往复运动，由于活塞杆是一个细长圆形零件，为了提高其工作强度，在它做往复运动时，在液压缸端盖上设导向套来支撑活塞杆，活塞杆在导向套内滑动。由于导向套要长时间受活塞杆往复运动的滑动摩擦，所以导向套要用耐磨材料制造，如耐磨铸铁或青铜类合金等，也可用摩擦系数较小的尼龙或聚四氟乙烯材料。

图2-73 导向套的结构形状尺寸及安装位置

1—导向套 2—活塞杆 3—活塞 4—缸体 K—隔套

导向套的结构形状尺寸和安装位置见图2-73。

为使导向套有比较长的工作寿命，导向套形状尺寸应该是：L₁=（0.6～1）d，B=（0.6～1）D。

另外，还应注意活塞杆运动伸出最大长度时，活塞至导向套两零件间的中点距离，即图2-73中L尺寸。这个尺寸过小，会影响液压缸的工作稳定性，对油缸和活塞杆的弯曲强度也会削弱。所以，L的最小尺寸：

式中 S——活塞行程（m）；

D——缸体内径（m）。

为了保证L尺寸，在活塞与导向套间加一个隔套比较安全。用隔套的宽度来调整，以保证L尺寸距离。

5）活塞运动时的缓冲措施。在液压缸体内设置缓冲装置，是为了避免活塞行至终点时，与端盖冲击、碰撞。比较简单的方法见图2-74。图2-74a型结构是用设置缓冲柱塞方法来减小冲击力：当活塞运行接近终点时，柱塞穿入盖孔内，此时，A腔内油是经过柱塞与孔的间隙流出，从而达到了活塞至终点的减速缓冲作用。图2-74b也是同样功能，A腔内油从柱塞与孔之间的三角沟流出，起到了减速缓冲作用。

图2-74 活塞运行时的缓冲措施

a）设置缓冲柱 b）设置三角沟

1—液压缸 2—活塞 3—柱塞 4—端盖 A—活塞缸油腔

在液压油系统管路上设置减压阀或制动阀，也可以使活塞的运行速度得到控制。图2-75是用单向节流阀控制活塞缓冲措施。

6）液压缸上的排气装置。注射机长时间停止工作和在吸油管处吸油时，常有空气进入油管。如有空气混入油中，常会影响活塞的正常运行，出现活塞运行速度不平稳，有爬行现象。油中有了空气，也会使油易氧化，损坏液压元件。所以在设计时，液压管路中都设有排气装置。例如在液压缸的最高处，就装有如图2-76所示的排气阀门。

图2-75 单向节流阀控制活塞缓冲措施

图2-76 排气阀门结构示意图

在液压工作开始前，打开排气阀门，让活塞往复运行几次，空气即可排出。当见有液压油排出时，即关闭阀门，然后再正常开车生产。

7）液压缸的密封。为了保证液压系统的正常工作，保证液压缸中活塞运行工作推力达到设计要求，液压系统则必须密封。只有较好地密封液压系统的各部位，才能保证设计时预计的额定压力和额定流量。液压系统密封的好坏，直接影响液压系统的工作性能和效率。

在注射机生产中，液压系统的渗漏现象是经常会发生的。为防止液压油的渗漏，把密封件过量地压紧，这会加快密封件的磨损，缩短密封件的正常使用时间，这同时也增加了与之相对运动零件的工作阻力，加大了功率消耗。由此可见，掌握好对密封件的防渗漏工作压力与液压系统的工作压力之间的关系，需要有一定的维修实践经验。希望在维修时注意下列几点：

① 如果液压系统压力较大时，对密封件的压力也应相应的增加些。但压密封件变形又不能过量，达到或接近能防止泄漏即可。

② 密封件与运转零件间的相对运动阻力和摩擦力要尽量小。这种力要均匀稳定，以减少零件的磨损，降低功率消耗。

③ 注意选择的密封件和密封部件的零件，要耐磨、耐热和耐腐蚀。同时，密封装置的结构要尽量简单，以降低制造费用和维修方便。

密封的方法包括：非接触式密封，即用两零件间的配合间隙大小来控制液压油的泄漏；接触式密封，即用密封圈来防止液压油的泄漏。

液压系统中液压缸的密封部位有：活塞与缸体间密封、活塞杆与液压缸端盖上导向套间的密封、液压缸与端盖间配合部位密封及活塞与活塞杆间的固定密封等。密封方法多数采用接触式密封，即用密封圈密封。

密封圈的结构形式有多种样式，以O形密封圈、Y形密封圈和V形密封圈为最常见。这里只介绍液压缸中密封最常用的O形密封圈。

O形密封圈的形状见图2-77a，密封圈在密封槽中的工作状态见图2-77b、c、d。图2-77b为密封圈在密封槽中应压紧变形量，即图中δ值。图2-77c密封圈形态是压紧后状态。图2-77d状态是密封圈在液压系统中工作时受压后位置。

图2-77 O形密封圈结构形状和工作压紧状态

a）O形密封圈结构形状 b）压紧状态一 c）压紧状态二 d）压紧状态三

密封件的制造和安装注意事项如下：

① 密封圈的压紧变形量（δ₁+δ₂值）：活塞与液压缸间密封和活塞杆与导向套间密封为（0.1～0.2）d（d为密封胶圈的剖面直径）。

② 如果液压缸工作压力超过10MPa时，在密封圈受压力方向侧面加聚四氟乙烯挡圈，以增加密封圈的工作强度，避免或减小密封圈变形，见图2-78a中形态。根据工作受力情况，也可在密封圈两侧加挡圈，见图2-78b、c。

③ 放置密封圈的沟槽，直径要与密封圈尺寸匹配。槽宽为（1.3～1.5）d，如有挡圈再加上挡圈厚（挡圈厚1.25～2.5mm）。槽内表面粗糙度值Ra不大于2.5μm，缸体内表面粗糙度值Ra不大于0.25μm。(www.xing528.com)

④ 密封圈的工作温度不应超过-20～90℃温度范围，工作压力在35MPa以内。

⑤ 密封圈用耐油丁腈橡胶制造。

图2-78 O形密封圈在高压下的状态和增强措施

a）未加挡圈时的状态 b）一侧加挡圈时的状态 c）两侧加挡圈时的状态

2.3.6.4 控制阀

控制阀在液压传动中的功能作用，就是它能够对液压系统中油的压力、流量和流动方向调节，使其按照我们需要的循环工作动作，对液压油进行调节控制，以使其能平稳、协调的变换运动。这些系统中能够调节、控制液压油流动变化的元件，我们把它们统称为控制阀。

控制阀的种类很多，按它们的功能作用分，可分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。

压力控制阀——控制液压系统中油的工作压力阀，例如溢流阀、减压阀等。

流量控制阀——控制液压系统中油的流量多少的阀，例如节流阀、调速阀等。

方向控制阀——控制液压系统中油的流动方向变换的阀，例如单向阀、换向阀等。

为了缩短输油管路，使设备结构紧凑，把几个阀组装在一个阀体内，我们称其为复合阀。例如把单向阀和减压阀组装在一起，称为单向减压阀；把单向阀、行程滑阀和节流阀组装在一起，称其为单向行程节流阀。

各种液压阀在国内已经标准系列化。按阀的工作压力条件分，可分为中低压系列（额定压力为6.3MPa）、中高压系列（额定压力为21MPa）和高压系列（额定压力为32MPa）。

（1）溢流阀

1）溢流阀结构。溢流阀的结构组成见图2-79，它由阀体、阀芯、弹簧和调压螺钉组成。图2-79a是球形阀芯，图2-79b是锥形阀芯。这两种阀的结构都比较简单，制造容易，维修也很方便。但球形阀的球磨损后会影响密封性能，一般用在低压、小流量油压系统中。锥形阀芯的密封性能要比球形阀芯密封性能好，一般用在较高压小流量油系统中。

2）溢流阀工作原理。溢流阀的工作原理是利用弹簧的压力调节来控制液压油的压力大小。从图2-79中可以看到，阀芯被弹簧压在压力油流入口，当压力油的压力大于弹簧的压力时，阀芯被压力油顶起，压力油流入，从右侧口流出，回油箱。压力油的压力越大，阀芯被顶起得越高，压力油经此处回油箱的流量越大。如果压力油的压力小于或等于弹簧的压力，则阀芯落下，封住压力油进口。由于液压泵输出油压是固定的，而液压缸工作油压总是小于液压泵输出压，所以在正常情况下，压力油总是要从溢流阀处有一部分油流回油箱，以保持油压系统中，液压缸工作压力的平衡。

图2-79 溢流阀的结构组成

a）球形阀芯 b）锥形阀芯

1—阀芯 2—弹簧 3—阀体 4—螺钉 P—进油孔 O—出油孔 K—溢流孔

3）溢流阀的功能作用。

① 防止液压系统中的油压力超出额定负荷，起安全保护作用。见图2-80a。

② 溢流阀与节流阀配合，由节流阀调节液压油的流量大小，可控制活塞的移动速度变化，见图2-80b。

（2）单向阀 单向阀是控制液压油的流动方向，只能向一个方向流动。

1）单向阀的结构。单向阀的结构见图2-81，它由阀芯、弹簧和阀体组成。从液压油在阀体中的进出流动方向分，把单向阀分为两种结构形式：直通式单向阀见图2-81a，直角式单向阀见图2-81b。

图2-80 溢流阀的功能作用

a）安全保护作用 b）调节活塞移动速度作用

1—过滤网 2—液压泵 3—溢流阀 4—液压缸 5—节流阀

2）单向阀的工作原理。单向阀的安装位置，一定要注意进油和出油的方向，否则油不能从此单向阀通过。单向阀的工作原理是：压力油从单向阀口进入阀体时，如果液压油的压力大于弹簧的压力时，阀芯被液压油顶开，液压油从出口流出正常流动。如果油从图示方向的出油口进入，阀芯在弹簧压力下，紧顶在阀体的斜面上，则油不能通过。图2-81b型单向阀的工作原理，同图2-81a型单向阀的工作方式相同，只是液压油在经过单向阀时，拐了个直角弯，故称为直角式单向阀。

直通式单向阀比直角式单向阀的结构简单。压力油通过时，压力损失很小（不超过0.1～0.3MPa）。这种阀制造容易，维修也很方便。但是在工作时有时会产生振动和噪声。在高压大流量的油管路中，多采用直通式单向阀。

3）单向阀的功能作用。在图2-82中，当液压油经换向阀流向液压缸中的活塞左腔时，活塞右腔油经节流阀和换向阀流回油箱。此时单向阀关闭，调节流经节流阀的流量，即可改变活塞的移动速度。如果液压油经换向阀和单向阀流入活塞的右腔（此时节流阀不工作，不能调速），推动活塞快速左移。单向阀的功能作用见图2-82。

单向阀还可当背压阀使用，背压阀作用是使回油时保持一定压力。按背压阀使用时，调整弹簧的压力在0.2～0.6MPa范围内即可。

图2-81 单向阀结构

a）直通式单向阀 b）直角式单向阀

1—阀芯 2—弹簧 3—阀体

（3）液压单向阀 图2-83是液压单向阀，它由直角式单向阀和控制活塞组成。如果控制油口A不进压力油时，这个阀就是一个单向阀。如果需要油反方向流通时，控制油从A口流入，把活塞顶起，则活塞上有一顶杆，把阀芯顶起上升，这时油可反方向流动。液压单向阀的这种功能在液压锁紧回路中应用，见图2-83b，可使活塞的移动在任一位置锁紧。所以，液压单向阀可在油压机械系统中起保压和充液作用。

（4）换向阀 在液压传动的油路中，能随时改变油流方向的阀，称为换向阀。

1）换向阀的结构及种类。换向阀的结构组成很简单，它由阀体和阀芯两零件组成。换向阀中两个零件的位置见图2-84。阀芯在阀体中左右滑动，可以有几个位置变化，从而改变油流的方向。根据这种变化，换向阀有二位二通、二位三通、二位四通、三位三通和三位四通等种类。“位”是指阀芯滑动停留位置，“通”是指液压油的出入通口。

图2-82 单向阀的功能作用

1—过滤网 2—液压泵 3—溢流阀 4—换向阀 5—单向阀 6—节流阀 7—液压缸

2）换向阀的工作原理。阀体的圆形孔内，根据换向阀的换向后油流的入出需要，开出2个、3个或4个不同直径的沟槽，分别与液压系统中的输出和输入管路相通。阀体内的阀芯也是一个圆柱形，在圆柱体上开出几个不同直径的沟槽，

图2-83 液压单向阀

a）液压单向阀结构 b）液压单向阀在油路中应用

1—阀芯 2—弹簧 3—阀体 4—控制活塞

与阀体内的几段不同直径的沟槽对应。当阀芯在阀体内左右滑动时，有的直径段成滑配合，油流不能通过；有的直径段有较大的空腔，油流可以通过。用阀芯滑动的不同位置，达到改变油流方向变化的目的。如图2-84b所示，图中阀芯在“Ⅰ”位置，此时是O进A出、P被阀芯封住。如果阀芯右移至“Ⅱ”位置时，则O进油孔被封住，此阀变成P进A出。

图2-84 换向阀的结构及种类

a）二位二通 b）二位三通 c）二位四通 d）三位三通 e）三位四通

1—阀芯 2—阀体

3）对换向阀的工作要求。根据换向阀的工作原理可以知道，要保证换向阀能长期正常准确工作，换向阀应具备下列几个条件：

① 阀芯左右移动停留位置准确可靠。

② 阀芯与阀体的滑动配合处间隙大小应合理，以避免液压油内部漏流多或阀芯滑动摩擦大。

③ 阀芯左右滑动灵活、动作快。

④ 接通的油流道通畅、阻力小。

⑤ 阀芯滑动平稳、无冲击噪声。

4）换向阀的种类。换向阀按操作换向方法分类，可分为手动换向阀、机动换向阀、电磁换向阀、液动换向阀和电液换向阀。

① 电磁换向阀。用以推动阀芯左右移动，改变液压油流动方向变化的力，是用电磁铁的运动推力。而电磁铁的运动又是按行程开关、压力继电器或按钮开关等发出的信号动作。这种用电流操作的方法，很容易实现远距离操作和程序自动化控制。

电磁铁用交流电控制：电压是220V，频率是50Hz。用交流电控制电磁铁，工作时电磁铁起动力矩大、换向快、时间短，但工作可靠性差些，当超载或阀芯卡住时，易烧坏。换向工作时，冲击力较大。

电磁铁用直流电控制：电压为24V。这种直流电控制的电磁铁，工作时换向冲击力小、结构体积小、工作比较可靠、使用寿命长、过载时不会烧坏，但这种换向阀起动力矩小，换向动作慢些，造价高。

在选用电磁铁换向阀时，因为电磁铁的推力大小要影响液压油的流量变化，所以在选择电磁铁时，应注意液压油的流量范围：中低压系列电磁换向阀，液压油流量应不大于63L/min；高压系列电磁换向阀，液压油流量应不大于30L/min。

如果液压油流量较大，可用液动换向阀和电液换向阀。

② 二位四通电磁换向阀。

a.二位四通电磁换向阀的结构。图2-85是二位四通电磁换向阀的结构组成图，它由阀体和电磁铁两部分组成。阀体部分中由阀芯、阀体和弹簧组成，电磁铁动作部分有电磁铁、推杆和弹簧。

图2-85 二位四通电磁换向阀的结构组成图

1—阀芯 2—阀体 3—弹簧 4—电磁铁 5—推杆 6—弹簧 O—流出阀 A—输出油口 P—压力油进口 B—回油进口

b.二位四通电磁换向阀的工作原理。电磁铁断电时，阀芯的位置如图2-85中状态，弹簧3压阀芯在阀体的左侧，此时是压力油从P进，由B孔流出。回油从A进，由O孔流出。当电磁铁通电时，电磁铁作用在推杆上的力大于弹簧3的压力，把阀芯推向右移，则压力油的流经孔变换：从P进，由A输出；回油是从B进，由O流出，完成液压油的输入流出的方向变化。

③ 三位四通电磁换向阀。三位四通电磁换向阀与二位四通电磁换向阀比较，它的阀芯有三个停留位置，电磁铁是两个：在阀体的左右两端，一边一个，见图2-86。当左端电磁铁通电时，阀芯被左侧的弹簧推向右侧。当右端电磁铁通电、左端电磁铁断电时，阀芯被右侧的弹簧推向左侧。阀芯的两个不同位置如二位四通阀一样，压力油的进出和回油的进出，变换了方向：当左端电磁铁通电时，压力油从P进B出，回油从A进O出；当右端电磁铁通电时，压力油是从P进A出，回油是B进O出。如果左右电磁铁都断时，阀芯在左右弹簧作用下，停在阀体的中间位置，则4个出入油口都不通，油的输入和流出停止。

图2-86 三位四通电磁换向阀结构组成

1—阀芯 2—阀体 3—弹簧 4—推杆 5—电磁铁 O，B—压力油出口 A，P—压力油进口

5）对换向阀的工作精度要求。

① 阀芯与阀体的滑动配合精度和间隙要求。当阀芯直径小于20mm时，配合间隙为0.007～0.015mm；阀芯直径大于20mm时，配合间隙为0.015～0.025mm，以防止阀芯左右滑动困难及内部压力油窜流。

② 为了保证压力油作用在阀芯上各点的径向力的平衡，在阀芯圆柱体上开出宽0.3～1mm的环形槽。

③ 阀芯的制造精度要保证不圆度和锥度：当直径小于20mm时，应不超过0.003mm；当直径大于20mm时，应不超过0.005mm。

④ 阀芯和阀体的工作配合表面粗糙度值Ra应不大于0.16μm。

⑤ 阀体内泄漏油要引回油箱，以保证长期正常工作。

（5）节流阀 节流阀是依靠改变阀体内油的经过流口断面间隙的大小，来达到控制油通过阀的流量。

1）节流阀的结构。图2-87是节流阀的结构组成图，它由阀芯、阀体、阀体盖、螺纹杆和手轮组成。

2）节流阀的工作原理。压力油从节流阀的左侧孔流入阀内，经过阀芯下端锥面上的三角沟槽节流口和阀体间的环形缝隙时，由于受三角沟槽和阀体间的间隙的限制，使流量受到限制而减少，经过流量控制的压力油，从图示方向右侧孔流出。液压油流量的大小由手轮调节，通过螺纹杆使阀芯上下滑动，变换阀芯与阀体间的缝隙大小得到控制。

（6）单向节流阀 单向节流阀是指能控制液压系统中油的流向只能朝一个方向流动，同时还能控制液压油的流量大小的阀。

这种阀的结构见图2-88，它由节流阀和单向阀并联在一起，组成复合阀，主要零件有阀芯、阀体、阀体盖、螺纹杆、手轮、弹簧和丝堵组成。

从图2-88中可以看到，当压力油从图示方向右侧孔进入阀内时，首先进入阀芯下端小孔a中，使阀芯在下端弹簧弹力和小孔中液压油的推力作用下上升，如图示位置，则进入的压力油只能由阀芯锥面处的三角沟槽通过，使流量受到限制，起到节流作用，由左侧孔流出。当调节手轮转动，通过螺纹杆带动阀芯上下移动，得到阀芯与阀体间间隙的变化，使油的流量变化，起到节流作用。如果压力油从图示方向左侧进入阀内，首先进入阀芯上端小孔b中，在压力油作用下，阀芯压缩弹簧下滑，打开阀体左右通孔，使压力油无阻，左进右出。此时阀芯位置不起节流作用，只起单向阀作用。

图2-87 节流阀的结构组成图

1—阀芯 2—阀体 3—阀体盖 4—螺纹杆 5—手轮

图2-88 单向节流阀的结构组成

1—丝堵 2—弹簧 3—阀芯 4—阀体 5—阀体盖 6—螺纹杆 7—手轮 P₁—进口油压 P₂—出口油压 a—进油口 b—出油口

2.3.6.5 油箱

油箱的功能主要是储备液压系统中的用油，另外，回油流回油箱后，能分离油中的空气和沉淀油中的杂质。

（1）油箱的结构 注射机的液压系统多用开式油箱，它的结构见图2-89。油箱由箱体、密封油箱上盖组成。上盖上开有带空气过滤器和注油过滤网的通气孔及温度显示，油箱内有吸油过滤器、回吸油隔板、油位显示和放油孔。

（2）油箱装置的结构要求

① 油箱中有网目为100～200目的吸油过滤器，滤油量应是液压泵吸油量的2倍。

② 油箱有密封盖，盖上设有带过滤空气和注油过滤器的通气孔。

③ 油箱盖上有油温显示。

④ 油箱侧板上有油位最高和最低显示。

⑤ 油箱的底面应有图中标注的斜板，便于油箱清洗。最低处开有放油丝堵孔。

⑥ 吸、回油在箱体内两侧，斜开口的吸油管口距箱底距离大于管直径的2倍，距侧箱板的距离大于管直径的3倍。回油管位置也按此距离安装。

图2-89 油箱的结构

1—油堵 2—油位显示 3—吸油管 4—隔板 5—温度计 6—回油管

⑦ 吸、回油管中间用隔板分开，隔板高7—注油过滤器和通气孔度应是油面高度的3/4，防止回油中的杂质和空气进入吸油管。

⑧ 油箱的结构形状应便于清洗和油过滤器的安装拆卸。

⑨ 箱体各表面要涂耐油防锈涂料。

2.3.6.6 油过滤器

油过滤器的功能作用是为了清除混在油中的杂质。比如液压油工作系统中的金属零件磨损的粉末、锈蚀粉末等，以保证油质和系统元件能正常工作。

油过滤器应具备下列条件：

① 要有较好的滤油效果，清除油中一切杂物，过滤能力应大于液压泵吸油量的2倍。

② 过滤网目的选择：齿轮液压泵应用80～120目过滤网，叶片液压泵应用100～150目过滤网，柱塞液压泵用150～200目过滤网。

③ 过滤网的强度好，在液压油中不易损坏。

④ 过滤网用金属丝，在油温变化时有稳定的性能，同时应耐腐蚀。

⑤ 过滤网的清洗和安装应方便。

油过滤器的结构类型有多种，图2-90是一种最简单常用的网式油过滤器结构。

油过滤器的工作位置见图2-91。图2-91a型是把油过滤器安装在吸油管口中，图2-91b型是把油过滤器安装在液压油管路中，图2-91c是把油过滤器安装在回油管路中。

图2-90 常用的网式油过滤器结构

1—端盖 2—过滤网 3—网用支架 4—端盖

2.3.6.7 冷却器

液压油长期在管路中以一定的流速流动，与管壁摩擦，再加上液压系统中各元件的阻力作用和油缸活塞的反推力压缩作用，使液压油产生热量。这种热量一部分散发到空气中，另一部分使液压油温上升。当油温过高时，油的性质就会改变，影响液压油的正常工作。例如油的粘度由于油温过高，就会降低，使油管路泄漏、节流阀的流量控制发生变化、活塞运行不平稳等。油温的升高使各工作金属元件性能变化，阀类不能正常工作，甚至卡住不起作用，从而造成液压油路不能工作。所以，长期工作的液压油必须进行冷却降温。

图2-91 过滤器的工作位置

a）在吸油管中 b）在液压油管中 c）在回油管中

1—过滤网 2—液压泵 3—溢流阀

液压油的冷却方式有蛇形管式冷却器和列管式油冷却器。图2-92是应用比较广泛的列管式油冷却器的结构。

列管式油冷却器由多排通冷却水管组装在一起，安装在一个圆形缸体内，缸体两端有密封盖，一端进冷却水，通过各冷却水管，然后由另一端的端盖孔流出。带有一定温度的液压油从缸体上端流入缸体内，在冷却水管壁间流过，这时油温与冷却水通过金属管壁进行热的传导交换，使油温降低，然后从缸体另一端上口流出。为了增加热油在缸体内的停留时间，缸体内加几段隔板，把冷却水管路分几段。这样，热油流经的路线加长了，也就是与冷却水管的接触热传导时间增加了，从而更好地达到降温效果。

图2-92 列管式油冷却器的结构

1—端盖 2—冷却管 3—隔板 4—缸体 5—端板 a—介质进口孔 b—介质出口孔 c—油进口孔 d—油出口孔