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水平定向钻机液压系统培训教材 一．液压系统概述 液压技术是一种利用液体传送动力的技术，其发展历史并不太长，但速度却很快，尤其20世纪80年代以后，液压技术得到了迅速的发展。随着电液比列技术的日益成熟，液压传动成为一种简单、安全、可靠的传动方案，加上相同输出功率下，液压传动装置具有体积小、重量轻、运动惯性小、动态性能好的优点，使得其较早应用到压路机、摊铺级等路面行走机械上。 那么，什么是液压系统呢？笼统地讲，液压系统便是由液压元件组成的能实现预定动作、功能的有机整体。一般来说，包含以下四个组成部分。 1）动力元件：主要指液压泵，其作用是将机械能转换为液体的压力势能； 2）控制元件：包括压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等，以满足执行元件所需的运动方向、速度、转速、力等； 3）执行元件：包括液压缸和液压马达等，其作用是将液体的压力势能转换为机械能，输出到工作机构上去； 4）辅助元件：包括油箱、管路、管接头、滤清器、散热器及各种控制仪表，主要起到连接、监测、保护液压元件的作用。 任何一个液压系统，无论其复杂程度如何，均可分为以上几个部分。 另外，液压系统按照液流循环方式不同，可分为开式系统和闭式系统，详见下图。 图2.6-1 开式系统 图2.6-2 闭式系统 图2.6-1是典型的开式系统，液流方向为：油箱——液压泵——换向阀——油缸——换向阀——油箱。 图2.6-2是理想状态的闭式系统，液流方向为：液压泵——液压马达——液压泵。油液仅在泵马达之间循环，形成一个O型闭环，所以称为闭式系统。但在实际中，因为液压系统中不可避免有泄漏油现象，加上油液在封闭容腔内长期循环所造成的系统发热、油液变质等问题难以解决，所以图2.6.1-2中的理想系统是不存在的。实际应用的闭式系统往往增加了补油泵、冲洗阀、压力阀等其它元件，以使闭式系统更好的工作。所以，实际应用中的闭式系统通常是如图2.6-3中改进后的形式的。 图2.6-3 闭式系统 下图是一个实际中的闭式系统液压管路，基本包含了闭式系统所需的所有液压元件。（图2.6-4） 图2.6-4 闭式系统回路 1.泵 2.马达 3.油箱 4.开关阀 5.滤油器 6.吸油管 7.壳体回油管 8.高压管 9.冷却器（散热器） 10.冷却器旁通阀 11.冷却器回油管 12.加油口盖（空气滤清器） 接下来我们详细介绍一下各主要元件在系统中的作用。 1. 泵 ：作用是将发动机的动力转化成一定流量的压力油，以推动马达旋转。它是系统中的动力元件。 2.马达：作用是将泵供给的压力油转化为机械能，以推动输出轴旋转，进而推动机械机构工作。它是系统中的负载，是执行元件。 3.油箱：主要作用是储存一定量的液压油，并有散热的作用。是辅助元件。 4.开关阀：多为球阀，作用是防止管路拆开时油箱液压油流出，有时不装。 5.滤油器：作用是滤除油液中的固体颗粒，保护液压系统。是辅助元件。 6.冷却器：起散热作用，是辅助元件。 7.冷却器旁通阀：避免回油压力过高，起一定的保护作用。壳体回油压力过高常常导致油封损坏，特别是温度低，油液粘稠时。 8.加油口盖：一般为空气滤清器。加油时可以对油液进行粗过滤，工作时保证空气进出自如，并能防止灰尘进入。（由于油箱内有一定的空气，开机后油液、空气温度上升时空气会向外排，停机后油液、空气温度下降时空气会往里进） 9.油管：连接各液压元件。是辅助元件。 如果一台机器上有多套闭式系统的话，那么并非每套闭式系统都有一套以上的元件，件3.9.10.11.12往往是共用的。 大家也许会问，难道闭式系统没有控制元件吗？其实不然，闭式系统的控制元件一般都集成到泵上面去了，通过电液比例控制，改变泵的排量来控制执行元件马达，另外泵上还集成了许多螺纹式插装阀（如图2.6-5），包括泵上的主溢流阀（成对）、补油溢流阀等，来控制系统的压力；而且马达也可以变量，并且还集成了冲洗阀等。 闭式系统的主泵上通常还会在通轴后附设一小排量齿轮（或内齿轮）补油泵，那么补油泵的作用是什么呢？ 要了解补油泵的作用，首先需要知道补油 图2.6-5 插装阀 泵存在的必要性。 众所周知，液压传动存在一定的泄漏。假如闭式回路如图2.6-3左图所示，那么主油路中的油液就会越来越少，液压油不能充满整个管路，就不能建立起压力。所以，必须及时补充系统的泄漏，如图2.6-3右图所示。 还有很多理由需要补油泵，如变量控制——比例电磁铁的力是远远不能推动泵斜盘变量的，必须经过由电到液的放大，这就是电液比例阀。 主溢流阀起安全作用，防止系统压力过高。只有系统压力过高才打开。作用相当于电气系统中的保险