第八章液压基本回路.ppt

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1、第八章 液压基本回路,本章提要,本章主要介绍换向回路、锁紧回路、调压回路、减压回路以外的液压基本回路，包括：,快速运动回路,调速回路,同步回路,顺序回路,平衡回路,卸荷回路,差动液压缸连接的快速运动回路,双泵供油快速回路,节流调速回路,容积调速回路,进油路节流调速,回油路节流调速,旁路节流调速,定量泵-变量马达,变量泵-定量马达,变量泵-变量马达,机械连接,调速阀,串联液压缸、串联液压马达,行程控制,压力控制,81 快速运动回路,快速运动回路的功用在于使执行元件获得尽可能大的工作速度，以提高劳动生产率并使功率得到合理利用。,一、液压缸差动连接的快速运动回路,特点：,不增加泵的流量而使执行元件的

2、速度提高，较经济，应用广泛，但增速值有限。,应用：,在不增加泵流量的前提下，提高执行元件快速移动的回路。,(动画）,二、增速缸式快速运动回路,特点：,在不增加泵流量的情况下获得快速运动，功率利用合理，但缸结构复杂。,应用：,多用于卧式和小型立式压力机。,(动画),三、双泵供油快速运动回路,特点：,压力和功率损失小，效率较高；但结构稍复杂。,应用：,在机床中应用广泛。,例1：如图所示的差动连接回路，泵流量q=10 L/min，液压缸两腔面积A1=50cm2,A2=30cm2。摩擦阻力R=2000N，换向阀的局部损失p=0.2MPa，管路损失均不计。1）由于要考虑元件的压力损失，试判断所列举的差动

3、液压缸受力平衡方程式中哪个正确， 2）计算差动连接时活塞运动速 度及泵的工作压力。,解：差动连接：,受力平衡方程：,例2：解：电磁铁动作顺序表,快进,工进,快退,停止,1DT,2DT,3DT,+,+,+,+,+,+,常用的调速回路有三种： 1、节流调速： 由定量泵供油，由流量控制阀控制流入或流出执行元件的流量来调节速度。,82 调速回路,3、容积节流调速： 采用变量泵供油,由流量控制阀控制流入或流出执行元件的流量来调节速度，同时又使变量泵的输出流量与通过流量控制阀的流量相适应。,2、容积调速： 改变变量泵或变量马达的排量来调节速度。,调速回路根据油路的循环方式，可以分成： 开式系统和闭式系统。

4、 开式系统：系统的主油路循环经过油箱。,2、特点：结构简单，散热性好，能帮助油液分离空气，沉淀渣滓，但易受污染，油箱尺寸大。,1、油路：,2、特点：结构紧凑，油液直接循环密封性好，功率较高，但散热性差，受污染后不易清除。,1、油路：,闭式系统：系统的主油路循环不经过油箱。,在实际应用中：节流调速多采用开式系统 容积调速多采用闭式系统,一、采用节流阀的节流调速回路,由于采用的节流元件与调速性能的不同，节流调速又可分为：节流阀调速和调速阀调速,1、进口节流调速：,Qp=const pp=const v1=Q1/A1,（1）流量关系： Qp= Q1+Q,（2）压力关系： pp=p +p1 p= pp

5、-p1= pp-F/A1,（3）速度负载特性：,由图可知： 1）AT一定时，F，v 2）F一定，AT , v 3） AT , v越不稳定 4）重载区v极不稳定,刚性：系统抵抗因负载变化而引起速度变化的程度,定义为：,分析vF图及刚性定义知： 1）当AT不变时，F越小，kv越高； 2）当F不变时， AT越小（v低）， kv越高； 3）此外，增大pp、A1 、减小都可以提高kv。 由此可知：进口节流调速在低速时刚性好，在负载变化时，负载小时刚性好。 应用：低速小负载系统，且不能承受负性负载。,（4）功率特性：,在进口节流调速回路中：Np=N1+N 泵的功率： Np = pp Qp=const 缸的

6、功率：N1= p1 Q1 功率损失：N = NpN1= pp Qpp1 Q1 = pp(Q1+Q)(ppp) Q1 = ppQ+p Q1=N1+N2 N1溢流功率损失 N2节流功率损失 Np=N1+N= N1+N1+N2,（5）效率,不考虑损失时，执行元件的输入功率与液压泵的输出功率之比即为调速回路的效率：,2、出口节流调速：,Q1 = Q2 ? 调节Q2 能否调速？,（1）流量关系： Qp= Q1+Q,（2）压力关系： p1 = pp pp A1 =F+ p2 A2 p2 =(ppA1 F)/ A2 p T p2,（3）、速度负载特性： Q2 =cATp =cATp2 因：p2 =(ppA1

7、 F)/ A2,在缸径相同时，由于A1 A2 ，因而其刚性比进口节流调速要稍差些。 但回油有了背压，所以运动平稳。 应用：同进口节流调速，但能承受负性负载。,与进油节流调速回路比较： 1）承受负值负载能力 2）运动平稳性 3）油液发热对回路的影响 4）启动性能,例3：图示进口节流调速回路，节流阀为薄壁孔型，流量系数c=0.67，油密度 =900kg/m3，溢流阀 py= 1.2MPa , Q=20 l/min, A1=30cm2, F=2400N。试分析节流阀从全开到逐渐关小过程中，活塞运动速度如何变化及溢流阀的工作状况。,解：,1）当 时，溢流阀处于关闭状态，泵流量全部进入液压缸。节流阀不起

8、调速作用，活塞速度不变，但泵出口压力逐渐升高。,2）当 时，溢流阀开启分流，泵压恒定在1.2MPa，此时节流阀开口变化，活塞速度随之变化。,即当AT0.167cm2时，溢流阀处于关闭状态，节流阀不起调速作用。反之才起调速作用。,例4：图示出口节流调速回路，液压泵Qp=10 L/min ,液压缸无杆腔面积A1=50cm2，有杆腔面积A2=25cm2溢流阀py=2.4MPa，负载F=10000N，节流阀（薄壁孔型）通流面积AT=0.05cm2，设c=0.62, 900kg/m3 。计算活塞运动速度及液压泵工作压力。,解：设该回路 能正常调速，即溢流阀常开，则有：,列活塞受力平衡方程：,故流过节流阀

9、的流量为：,验算：,（不可能）,可知，因节流口太大，节流阀不起节流作用，则活塞实际速度应为：,流过节流阀的实际流量为：,节流阀上的前后压差为：,列活塞受力平衡方程，可得泵的实际工作压力为：,溢流阀处于关闭状态，做安全阀。,3、旁路节流调速,（1）流量关系： Qp= Q1+QT,（2）压力关系： p1 = pp=F/ A1 p T p1,（3）速度负载特性：,分析vF图及刚性定义知： 1）当AT不变时，F越大，kv越高； 2）当F不变时， AT越小（v越高）， kv越高； 3）此外，增大A1 、减小和Qp 都可以提高kv。,由此可知：旁路节流调速在速度高、负载大时刚性好。 应用：适用于重载、负载

10、变化小和对速度稳定性要求不高的场合。如：牛头刨床。,（4）效率：,效率高：当Qp选 定后，速度越高（ Q1大），效率就越高。,三、 容积调速回路,容积调速主要有四种形式： 变量泵液压缸的容积调速回路 变量泵定量马达的容积调速回路 定量泵变量马达的容积调速回路 变量泵变量马达的容积调速回路,1、变量泵液压缸的容积调速回路,（1）变量泵液压缸开式容积调速回路,通过改变变量泵的输出流量来进行调速。 工作时，变量泵的输出流量全部进入液压缸，推动活塞运动，为了防止超载，回路中设了一个安全阀，以限制最高压力。,2、变量泵定量马达的容积调速回路,不计损失的情况下：,不计损失的情况下，马达的输出功率=马达的输

11、入功率：,为恒扭矩输出,特点： 1、为恒扭矩输出； 2、调速范围大，速比可达40； 3、起动性能好。 应用： 适用于大功率、恒扭矩和调速范围大，且对 起动性能要求较高的工况。,3、定量泵变量马达的容积调速回路,不计损失的情况下：,特点： 1、为恒功率输出； 2、调速范围很小，速比一般不超过3 4； 这种调速回路很少单独使用。,4、变量泵变量马达的容积调速回路,不计损失的情况下：,调速的第一阶段： 同变量泵定量马达,调速的第二阶段： 同定量马达变量泵,调速的第一阶段：同变量泵定量马达,调速的第二阶段： 同定量马达变量泵,特点： 1、低速时为恒扭矩；高速时为恒功率； 2、调速范围大，速比可达100

12、； 3、起动性能好。 应用： 适用于大功率、调速范围大的工况。,83 同步回路,按照控制方式的不同，同步回路可分成：,容积控制式同步回路,伺服控制式同步回路,流量控制式同步回路,一、液压缸机械联结的同步回路,二、采用调速阀控制并联缸的同步回路,结构简单，速度可调，易于实现多缸同步；但效率低，同步精度较低，一般为57%,三、串联液压缸同步回路,因为：,所以对系统的密封性要求高。,串联液压缸带补正装置的同步回路,可以在行程终点消除两缸的位置误差。,应用：,仅在负载较小的小型液压机械中使用。,四、等排量马达的同步回路,同步精度受两个马达的排量、容积效率及两缸的负载影响较大，一般为25%,应用：,适用

13、于行程较长的场合,等量分流阀的双缸同步回路,84 顺 序 回 路,一、顺序动作回路,顺序动作回路按其控制方式可以分为：,行程控制顺序动作回路（行程换向阀、电磁换向阀和行程开关）,压力控制顺序动作回路（顺序阀、电磁换向阀和压力继电器）,时间控制顺序动作回路（延时阀）,一、行程控制顺序动作回路,用电磁换向阀的顺序动作回路,(动画）,该顺序回路调整方便，行程可调，因而应用广泛。,下面，介绍电磁铁动作表：(D),通电为 “+” 段电为“”,用行程阀的顺序动作回路：,用特殊结构液压缸的顺序动作回路：,二、压力控制顺序动作回路,用顺序阀的顺序动作回路:,(动画）,(动画）,(动画）,用压力继电器的顺序动作

14、回路:,(动画）,三、时间控制顺序动作回路,例5：试用下列元件组装成一顺序动作回路：油缸2个，单向顺序阀2个，行程开关2个，电磁换向阀（3位4通M型）1个，定量泵1个，溢流阀1个。,85 平衡回路,一 、用单项顺序阀的平衡回路,(1) 方法：单向顺序阀,(2) 特点：运动平稳，工作可靠。,(3) 用途：立式液压缸作垂直运动的工作机构。,二 、采用液控单向阀的平衡回路,(1) 方法：液控单向阀,(2) 特点： 能保证工作机构可靠地停止在任一位置，不受外因影响而移动。,(3) 用途： 立式液压缸作垂直运动的工作机构可靠地停止在任一位置，如行走机构的液压系统中。,86 卸荷回路,、换向阀中位机能卸荷：, 型, 型, 型,一、执行元件不需保压的卸荷回路,用于低压、小流量系统,用于高压、大流量系统,、用二位二通阀卸荷：,注意： 二位二通阀的规格一定要与泵的额定流量相适应。多用于小流量系统。,、用先导式溢流阀的卸荷回路,二、执行元件需要保压的卸荷回路,1、限压式变量泵的卸荷回路,2、用泄荷阀的卸荷回路,卸荷回路的特点：, 、系统功率损失小； 、卸荷元件的通流面积必须保证泵的最大流 量能安全通过。,用途：,是一般液压系统必不可少的基本回路。,题810：,