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摘要从现场安装、操作浅谈液压控制系统的设计和使用原理是确保液压系统正常使用的基础。文章综述了液压控制系统在液压系统中的重要作用。
关键词液压原理 液压系统 液压控制系统 液压回路
中圖分类号：S951文献标识码： A 文章编号：
概述
为实现对某一机器或装置的工作要求，将若干液压元件连接或复合而成的总体称为液压系统。液压系统很多，然而按工作特征不同，液压可划分为液压传动系统和液压控制系统两大类。
液压传动系统一般为不带反馈的开环系统，这类系统以传递动力为主，以信息传递为辅，追求传动特性的完善，系统的工作特性由各组成液压元件的特性和它们的相互作用来确定，其工作质量受工作条件变化的影响较大。
液压控制系统多采用伺服阀等电液控制阀组成带反馈的闭环系统，以传递信息为主，以传递动力为辅，追求控制特性的完善。由于加入了检测反馈，故系统可用一般元件组成精确的控制系统，其控制质量受工作条件变化影响较小。
液压传动的发展史
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫•布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
二、什么是液压
一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、无件和液压油。动力元件的作用是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。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用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。 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，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。三、液压的原理
它是由两个大小不同的液缸组成的，在液缸里充满水或油。充水的叫“水压机”；充油的称“油压机”。两个液缸里各有一个可以滑动的活塞，如果在小活塞上加一定值的压力，根据帕斯卡定律，小活塞将这一压力通过液体的压强传递给大活塞，将大活塞顶上去。设小活塞的横截面积是S1，加在小活塞上的向下的压力是F1。于是，小活塞对液体的压强为P=F1/S1,能够大小不变地被液体向各个方向传递”。大活塞所受到的压强必然也等于P。若大活塞的横截面积是S2，压强P在大活塞上所产生的向上的压力F2=P*S2截面积是小活塞横截面积的倍数。从上式知，在小活塞上加一较小的力，则在大活塞上会得到很大的力，为此用液压机来压制胶合板、榨油、提取重物、锻压钢材等。
四、液压控制系统的优缺点
（一）、液压控制系统的优点
1、可以在运行过程中实现大范围的无级调速。
2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。
3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。
4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。
5、由于一般采用油作为传动介质，因此液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。
6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设计、制造和推广应用。
（二）、液压控制系统的缺点
1、损失大、效率低、发热大。
2、不能得到定比传动。
3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问题。
4、液压元件加工精度要求高，造价高。
5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的技术水平要求高。
五、定径换辊小车液压控制系统
定径换辊小车由四个液压缸、连接机架的横梁、拉爪及控制阀台组成，其中两个液压缸为一组，阀台控制两组液压缸换向，两组液压缸切换由一组手动换向阀控制，换向阀由三个两位三通换向阀组成，阀与阀之间由连杆连接，由于长时间使用导致连接部位磨损，且这种组合换向阀更换密封及拆卸困难。经过研究决定将手动换向阀更换为一组液控单向阀组，如图
图1 液压原理图
图中将原有的手动换向阀更换为一组液压单向阀组和一个手动换向阀，通过图纸可以发现液压缸在缩回过程中无杆腔会产生一个回油的背压将单向阀关闭，通过增加的手动换向阀将其中一组单项阀打开，使两组液压缸换向得到换向。
通过使用发现液压缸在微调过程中由于一组中的两个液压缸回油压力不稳定，可能会造成一组液压缸工作过程中另一组液压缸随之摆动的现象，根据这种现象决定在使用过程中利用液压缸前端的横梁或机架对液压缸起到一定的固定作用，使一组液压缸在工作过程中另一组能固定不动。
六、控制原理的优缺点
（一）手动换向阀组的优缺点
优点：操作简便，更换方向后切断其中一组油路不会造成未操作的一组液压缸窜动。工作平稳。
缺点：更换困难，拆卸不变，更换密封困难，且生产厂家已不再生产此类手动换向阀组。
（二）液控单向阀组的优缺点
优点：操作简便，工作平稳，快速性好，易于操纵控制并实现过载保护，安装简便，布局灵活方便，易于现场更换备件及密封，备件选择方便易于加工生产。
缺点：更换方向后，切断的一组液压缸由于回油压力不稳定，在微调过程中易造成窜动。
七、液控单向阀组的安装与使用
此次设计的液控单向阀组由一个阀块和四个单向阀组成，如图所示，安装过程中首先需要注意单向阀安装的方向，手动换向阀连接的位置及阀块与进油、回油连接管路的正常。使用过程中用手动控制阀控制两组液压缸的互换。
图2 液控单向阀组
八、小结
装配后的液压控制系统对整个换辊小车系统是绝对必要的，经过改进后，可以减少和避免系统调试和早期运行中的故障，缩短系统的调试周期，减少不必要的损失，延长系统的使用寿命，提高设备的互换性。但是，在系统的运行期间还要注意液压缸摆放的位置，并严格按照操作规程使用。
关键词液压原理 液压系统 液压控制系统 液压回路
中圖分类号：S951文献标识码： A 文章编号：
概述
为实现对某一机器或装置的工作要求，将若干液压元件连接或复合而成的总体称为液压系统。液压系统很多，然而按工作特征不同，液压可划分为液压传动系统和液压控制系统两大类。
液压传动系统一般为不带反馈的开环系统，这类系统以传递动力为主，以信息传递为辅，追求传动特性的完善，系统的工作特性由各组成液压元件的特性和它们的相互作用来确定，其工作质量受工作条件变化的影响较大。
液压控制系统多采用伺服阀等电液控制阀组成带反馈的闭环系统，以传递信息为主，以传递动力为辅，追求控制特性的完善。由于加入了检测反馈，故系统可用一般元件组成精确的控制系统，其控制质量受工作条件变化影响较小。
液压传动的发展史
液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫•布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
二、什么是液压
一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、无件和液压油。动力元件的作用是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。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用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。 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，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。三、液压的原理
它是由两个大小不同的液缸组成的，在液缸里充满水或油。充水的叫“水压机”；充油的称“油压机”。两个液缸里各有一个可以滑动的活塞，如果在小活塞上加一定值的压力，根据帕斯卡定律，小活塞将这一压力通过液体的压强传递给大活塞，将大活塞顶上去。设小活塞的横截面积是S1，加在小活塞上的向下的压力是F1。于是，小活塞对液体的压强为P=F1/S1,能够大小不变地被液体向各个方向传递”。大活塞所受到的压强必然也等于P。若大活塞的横截面积是S2，压强P在大活塞上所产生的向上的压力F2=P*S2截面积是小活塞横截面积的倍数。从上式知，在小活塞上加一较小的力，则在大活塞上会得到很大的力，为此用液压机来压制胶合板、榨油、提取重物、锻压钢材等。
四、液压控制系统的优缺点
（一）、液压控制系统的优点
1、可以在运行过程中实现大范围的无级调速。
2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。
3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。
4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。
5、由于一般采用油作为传动介质，因此液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。
6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设计、制造和推广应用。
（二）、液压控制系统的缺点
1、损失大、效率低、发热大。
2、不能得到定比传动。
3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问题。
4、液压元件加工精度要求高，造价高。
5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的技术水平要求高。
五、定径换辊小车液压控制系统
定径换辊小车由四个液压缸、连接机架的横梁、拉爪及控制阀台组成，其中两个液压缸为一组，阀台控制两组液压缸换向，两组液压缸切换由一组手动换向阀控制，换向阀由三个两位三通换向阀组成，阀与阀之间由连杆连接，由于长时间使用导致连接部位磨损，且这种组合换向阀更换密封及拆卸困难。经过研究决定将手动换向阀更换为一组液控单向阀组，如图
图1 液压原理图
图中将原有的手动换向阀更换为一组液压单向阀组和一个手动换向阀，通过图纸可以发现液压缸在缩回过程中无杆腔会产生一个回油的背压将单向阀关闭，通过增加的手动换向阀将其中一组单项阀打开，使两组液压缸换向得到换向。
通过使用发现液压缸在微调过程中由于一组中的两个液压缸回油压力不稳定，可能会造成一组液压缸工作过程中另一组液压缸随之摆动的现象，根据这种现象决定在使用过程中利用液压缸前端的横梁或机架对液压缸起到一定的固定作用，使一组液压缸在工作过程中另一组能固定不动。
六、控制原理的优缺点
（一）手动换向阀组的优缺点
优点：操作简便，更换方向后切断其中一组油路不会造成未操作的一组液压缸窜动。工作平稳。
缺点：更换困难，拆卸不变，更换密封困难，且生产厂家已不再生产此类手动换向阀组。
（二）液控单向阀组的优缺点
优点：操作简便，工作平稳，快速性好，易于操纵控制并实现过载保护，安装简便，布局灵活方便，易于现场更换备件及密封，备件选择方便易于加工生产。
缺点：更换方向后，切断的一组液压缸由于回油压力不稳定，在微调过程中易造成窜动。
七、液控单向阀组的安装与使用
此次设计的液控单向阀组由一个阀块和四个单向阀组成，如图所示，安装过程中首先需要注意单向阀安装的方向，手动换向阀连接的位置及阀块与进油、回油连接管路的正常。使用过程中用手动控制阀控制两组液压缸的互换。
图2 液控单向阀组
八、小结
装配后的液压控制系统对整个换辊小车系统是绝对必要的，经过改进后，可以减少和避免系统调试和早期运行中的故障，缩短系统的调试周期，减少不必要的损失，延长系统的使用寿命，提高设备的互换性。但是，在系统的运行期间还要注意液压缸摆放的位置，并严格按照操作规程使用。