第六章液压基本回路.ppt

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1、第六章 液压基本回路,液压基本回路,任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。 基本回路按在液压系统中的功能可分： 压力控制回路 控制整个系统或局部油路的工作压力； 速度控制回路 控制和调节执行元件的速度； 方向控制回路 控制执行元件运动方向的变换和锁停； 多执行元件控制回路 控制几个执行元件间的工作循环。,1、压力控制回路,压力控制回路,压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩的要求。 包括: 调压回路 卸载回路 减压回路 增压回路 平衡回路 保压回路 泄压回路,调压回路,系统中有节流阀。当执行元件

2、工作时溢流阀始终开启，使系统压力稳定在调定压力附近，溢流阀作定压阀用。,功用 调定和限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多级压力变换。一般用溢流阀来实现这一功能。 单级调压回路,系统中无节流阀。当系统工作压力达到或超过溢流阀调定压力时，溢流阀才开启，对系统起安全保护作用。,利用先导型溢流阀遥控口远程调压时，主溢流阀的调定压力必须大于远程调压阀的调定压力。,卸载回路,功用 在液压系统执行元件短时间不工作时，不频繁启动原动机而使泵在很小的输出功率下运转。 卸载方式：压力卸载；流量卸载（仅适用于变量泵）,用换向阀中位机能的卸载回路 泵可借助M型、H型或K型换向阀中位机能来

3、实现降压卸载。,用先导型溢流阀的卸载回路 采用二位二通电磁阀控制先导型溢流阀的遥控口来实现卸载。,减压回路,功用 减小系统压力到需要的稳定值，以满足机床的夹紧、定位、润滑及控制油路的要求。 注意要减压阀稳定工作，最低调整压力0.5MPa，最高调整压力至少比系统压力低0.5MPa。,单级减压回路 在需要低压的支路上串联定值减压阀。单向阀用来防止缸 5 的压力受主油路的干扰。,二级减压回路 在先导型减压阀遥控口接入远程调压阀和二位二通电磁阀。,增压回路,功用 使系统的局部支路获得比系统压力高且流量不大的油液供应。 实现压力放大的元件主要是增压器，其增压比为增压器大小活塞的面积比。注意：压力放大是在

4、降低有效流量的前提下得到的。,双作用增压器的增压回路 它能连续输出高压油，适用于增压行程要求较长的场合。,单作用增压器的增压回路 适用于单向作用力大、行程小、作业时间短的场合。,平衡回路,采用单向顺序阀的平衡回路 顺序阀压力调定后，若工作负载变小，系统功率损失将增大。 由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在泄漏，活塞不可能长时间停在任意位置。 该回路适用于工作负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。,功用 使立式液压缸的回油路保持一定背压，以防止运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落，或下行运动时因自重超速失控。,保压回路,功用 使系统在缸不动或因工件变形而产生微小位移的工况保持稳定不变的压力。保压性能有

5、两个指标：保压时间和压力稳定性。,采用液控单向阀的保压回路 适用于保压时间短、对保压稳定性要求不高的场合。,液压泵自动补油的保压回路采用液控单向阀、电接触式压力表发讯使泵自动补油。,泄压回路,功用 使执行元件高压腔中的压力缓慢地释放，以免泄压过快引起剧烈的冲击和振动。,延缓换向阀切换时间的泄压回路 换向阀处于中位时，主泵和辅助泵卸载，液压缸上腔压力油通过节流阀 6 和溢流阀 7 泄压，节流阀 6 在卸载时起缓冲作用。泄压时间由时间继电器控制。,用顺序阀控制的泄压回路 回路采用带卸载小阀芯的液控单向阀 4 实现保压和泄压，泄压压力和回程压力均由顺序阀控制。,2、速度控制回路一 调速回路,速度控制

6、回路,速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的问题。 1、调速回路 调节执行元件运动速度的回路。 定量泵供油系统的节流调速回路 变量泵（变量马达）的容积调速回路 容积节流调速回路 2、快速回路 使执行元件快速运动的回路。 3、速度换接回路 变换执行元件运动速度的回路。,调速回路,液压缸的速度 v =q /A 液压马达的转速 n = q /vm 调节执行元件的工作速度，可以改变输入执行元件的流量或由执行元件输出的流量；或改变执行元件的几何参数。 对于定量泵供油系统，可以用流量控制阀来调速节流调速回路；按流量控制阀安放位置的不同分： 进油节流调速回路 回油节流调速回路 旁路节流调速回路 对

7、于变量泵（马达）系统，可以改变液压泵（马达）的排量来调速容积调速回路； 变量泵定量马达闭式调速回路 变量泵变量马达闭式调速回路 同时调节泵的排量和流量控制阀来调速容积节流调速回路。 限压式变量泵和调速阀的调速回路 差压式变量泵和节流阀的调速回路,定量泵节流调速回路,回路组成：定量泵，流量控制阀（节流阀、调速阀等），溢流阀，执行元件。其中流量控制阀起流量调节作用，溢流阀起压力补偿或安全作用。 按流量控制阀安放位置的不同分： 进油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。 回油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。 旁路节流调速回路 将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。 下

8、面分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。分析时忽略油液压缩性、泄漏、管道压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁小孔，节流口压力流量方程中 m1/2。,3、速度控制回路二 快速和速度换接回路,快速运动回路,功用 使执行元件获得尽可能大的工作速度，以提高生产率或充分利用功率。,液压缸差动连接快速运动回路 将液压缸有杆腔回油和液压泵供油合在一起进入液压缸无杆腔，活塞将快速向右运动， 差动连接与非差动连接的速度之比为 v 1/v1A1/(A1-A2) 在差动回路中，泵的流量和缸的有杆腔排出的流量合在一起流过的阀和管道应按合成流量来选择规格，否则会导致压力损失过大，泵空载时供油压力过高。,双

9、泵供油快速运动回路,外控顺序阀3（卸载阀）和溢流阀5分别设定双泵供油和小流量泵2供油时系统的最高工作压力。当系统压力低于阀3调定压力时，两个泵同时向系统供油，活塞快速向右运动；系统压力达到或超过阀3调定压力时，大流量泵1通过阀3卸载，单向阀4自动关闭，只有小流量泵向系统供油，活塞慢速向右运动。,卸载阀3的调定压力至少应比溢流阀5的调定压力低1020。大流量泵卸载减少了动力消耗，回路效率较高。 这种回路常用在执行元件快进和工进速度相差较大的场合。,采用增速缸的快速运动回路,换向阀处于右位，压力油进入活塞缸右腔，同时打开充液阀4，大腔回油排回油箱，活塞快速向左退回。,增速缸由活塞缸与柱塞缸复合而成

10、。 换向阀3处于左位，压力油经柱塞孔进入增速缸小腔A ，推动活塞快速向右移动，大腔B所需油液由充液阀4从油箱吸取，活塞缸右腔油液经换向阀回油箱。,当执行元件接触工件，工作压力升高，顺序阀5开启，高压油关闭充液阀4，并同时进入增速缸的大小腔A、B，活塞转换成慢速运动，且推力增大。,采用辅助缸的快速运动回路,当泵向成对设置的辅助缸6 供油时，带动主缸5 的活塞快速向左运动，主缸5 右腔由充液阀7 从充液油箱8 补油，直至压板触及工件，油压上升，压力油经顺序阀4 进入主缸，转为慢速左移，此时主缸和辅助缸同时对工件加压，主缸左腔油液经换向阀回油箱。 回程时压力油进入主缸左腔，主缸右腔油液通过充液阀7

11、排回充液油箱8 。 这种回路常用于冶金机械。,速度换接回路,功用 用于切换执行元件的速度。换接过程要求平稳，换接精度要求高。按切换前后速度的不同，有快速慢速、慢速慢速的换接。 快、慢速换接回路,用行程阀的速度换接回路 换向阀2 右位，液压缸活塞快进到预定位置，活塞杆上挡块压下行程阀4 ，行程阀关闭，缸右腔油液必须经过节流阀5 才能回油箱，活塞转为慢速工进。 换向阀2 左位，压力油经单向阀6 进入缸右腔，活塞快速向左返回。 速度切换过程比较平稳，换接点位置准确。但行程阀安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂。,将行程阀改用电磁阀，通过挡块压下电气行程开关来操作，也可实现快慢速换接。虽然阀的安装灵

12、活，但速度换接的平稳性、可靠性和换接精度相对较差。,液压马达串、并联双速换接回路 两液压马达的主轴刚性连接在一起（一般为同轴双排柱塞马达）,液压马达并联回路 换向阀5 左位，压力油只驱动马达3，马达4空转；换向阀5 右位，两马达并联，因进入每个马达的流量减少一半，转速相应降低一半，转矩增加一倍。两种情况回路输出功率相同。,液压马达串并联回路 换向阀4 处于上位，两马达并联， 换向阀4 处于下位，两马达串联。并联时马达低速旋转，输出转矩相应增加，串联时马达高速旋转。两种情况回路输出功率相同。,调速阀并联速度换接回路 两个进给速度可以分别调整，互不影响。但在速度换接瞬间，会造成进给部件突然前冲。不

13、宜用在同一行程两次进给速度的转换上，只可用在速度预选的场合。,两种不同慢速的速度换接回路,调速阀串联速度换接回路 只能用于第二进给速度小于第一进给速度的场合，故调速阀B 的开口小于调速阀A。 回路速度换接平稳性好。,4、方向控制回路,通过控制进入执行元件液流的通、断或变向，来实现执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路称为方向控制回路。 常用的方向控制回路有 换向回路 锁紧回路 制动回路。,换向回路,采用换向阀的换向回路 采用二位四通换向阀、三位四通换向阀都可以使双作用执行元件换向。二位阀只能使执行元件正、反向运动，三位阀有中位，不同中位机能可使系统获得不同性能。,对于单作用液压缸用二位三通阀

14、可使其换向。 采用电磁换向阀和电液换向阀可以方便的实现自动往复运动，但对换向平稳性和换向精度要求较高的场合，显然不能满足要求。,锁紧回路,功用 通过切断执行元件进油、出油通道而使执行元件准确的停在确定的位置，并防止停止运动后因外界因素而发生窜动。,利用三位四通换向阀的M型、O型中位机能的锁紧回路 由于滑阀的泄漏活塞不能长时间保持停止位置不动，锁紧精度不高。,用液控单向阀的锁紧回路 在缸的两侧油路上串接一液控单向阀（液压锁），活塞可在行程的任何位置上长期锁紧，锁紧精度只受缸的泄漏和油液压缩性的影响。为了保证锁紧迅速、准确，换向阀应采用H型或Y型中位机能。,制动回路,功用 使液压执行元件平稳地由运

15、动状态转换为静止状态，制动快，冲击小，制动过程中油路出现的异常高压和负压能自动有效地被控制。,用溢流阀的液压缸制动回路 在缸两侧油路上设置有反应灵敏的小型直动型溢流阀4 和5，换向阀切换时，活塞在溢流阀4 和5 调定压力之下实现制动。如活塞向右运动换向阀突然切换，缸右腔油液由于运动部件的惯性而突然升高，当压力超过阀4 的调定压力，阀4 打开溢流，缓和管路中的液压冲击，同时缸的左腔通过单向阀7 补油。 活塞向左运动，由溢流阀5和单向阀6起缓冲和补油作用。 缓冲溢流阀4 和5 的调定压力一般比系统溢流阀调定压力高510。,采用溢流阀的液压马达制动回路,当电磁铁失电，切断马达回油，马达制动。由于惯性

16、负载作用，马达将继续旋转为泵工况，马达的最大出口压力由溢流阀6 限定，即出口压力超过阀6 的调定压力时，阀6开启溢流，缓和管路中的液压冲击。 泵在阀4 调定压力下低压卸载，并在马达制动时实现有压补油，不致吸空。溢流阀6 的调定压力一般等于系统额定工作压力。溢流阀2 为系统安全阀。,在马达的回油路上串联一溢流阀6。换向阀3得电时，马达由泵供油旋转，马达排油通过背压阀4回油箱，背压阀调定压力一般为 0.30.7MPa。,5、多执行元件控制回路,如果一个油源给多个执行元件供油，各执行元件因回路中压力、流量的相互影响而在动作上受到牵制。我们可以通过压力、流量、行程控制来实现多执行元件预定动作的要求。

17、顺序动作回路 同步回路 互不干扰回路 多路换向阀控制回路,顺序动作回路,功用 使几个执行元件严格按照预定顺序动作。按控制方式不同，顺序动作回路分为压力控制和行程控制两种方式。,压力控制顺序动作回路 利用液压系统工作过程中的压力变化来使执行元件按顺序先后动作。,用顺序阀控制的顺序动作回路 图示液压系统的动作顺序为： 缸1 右进缸2 右进缸2 退回缸1 退回。 当换向阀5 处于左位，缸1 向右运动，活塞碰到死挡铁后回路压力升高到顺序阀3 的调定压力，顺序阀3 开启，缸2 活塞才向右运动。 当换向阀5 处于右位，缸2 活塞先退到左端点，回路压力升高，打开顺序阀4 ，再使缸1 活塞退回原位。,用压力继

18、电器控制的顺序回路,按启动按钮，电磁铁1Y 得电，缸1 活塞前进到右端点后，回路压力升高，压力继电器1K 动作，使电磁铁3Y 得电，缸2活塞前进。按返回按钮，1Y、3Y失电，4Y 得电，缸2 活塞先退回原位后，回路压力升高，压力继电器2K 动作，使2Y 得电，缸1 活塞后退。,顺序阀或压力继电器的调定压力必须大于前一动作执行元件的最高工作压力的1015，否则在管路中的压力冲击或波动下会造成误动作。这种回路适用于执行元件数目不多、负载变化不大的场合。,互不干扰回路,图示为通过双泵供油实现多缸快慢速互不干扰的回路。 缸1 快进 1Y+ 3Y- 大泵供油 工进 1Y- 3Y+ 小泵供油 快退 1Y+ 3Y+ 大泵供油 缸2 快进 2Y+ 4Y- 大泵供油 工进 2Y- 4Y+ 小泵供油 快退 2Y+ 4Y+ 大泵供油,功用 使系统中几个执行元件在完成各自工作循环时彼此互不影响。,