第7章液壓基本回路

1、2022-3-171第第7章章 液壓基本回路液壓基本回路7.1 速度控制回路速度控制回路7.2 壓力控制回路壓力控制回路7.3 方向控制回路方向控制回路7.4 多缸動作回路多缸動作回路2022-3-172 液壓系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)： 由一個或多個液壓基本回路組成。由一個或多個液壓基本回路組成。 液壓基本回路：液壓基本回路： 指那些為了實現特定的功能而把某些液壓元指那些為了實現特定的功能而把某些液壓元件和管道按一定的方式組合起來的油路結構。件和管道按一定的方式組合起來的油路結構。液壓基本回路分類：液壓基本回路分類： 方向控制回路方向控制回路 壓力控制回路壓力控制回路 速度控制回路速度控制回路 多缸工作

2、控制回路多缸工作控制回路概概 述述2022-3-1731. 節(jié)流調速節(jié)流調速2. 容積調速容積調速3. 容積節(jié)流調速容積節(jié)流調速液壓缸液壓缸:馬達馬達:調速方法調速方法有級變速有級變速無級變速無級變速Aqv Vqn .,vqCAnVq, 7.1 速度控制回路速度控制回路7.1.1 7.1.1 調速回路調速回路2022-3-174通過改變節(jié)流口的通流截面積來調節(jié)流量通過改變節(jié)流口的通流截面積來調節(jié)流量（定壓式）（定壓式） 串聯節(jié)流調速回路串聯節(jié)流調速回路 并聯節(jié)流調速回路并聯節(jié)流調速回路 （變壓式）（變壓式） 進油節(jié)流調速回路進油節(jié)流調速回路 回油節(jié)流調速回路回油節(jié)流調速回路 進回油節(jié)流調速回路

3、進回油節(jié)流調速回路 7.1.1.1 7.1.1.1 節(jié)流調速回路節(jié)流調速回路2022-3-1751.系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成： 定量泵、節(jié)流閥、溢流閥定量泵、節(jié)流閥、溢流閥和執(zhí)行元件和執(zhí)行元件2.2.工作原理：工作原理：一、進口節(jié)流調速回路一、進口節(jié)流調速回路定壓式節(jié)流調速定壓式節(jié)流調速 V2022-3-1763. 3. 回路特性回路特性11Aqv pCAqqTT11ApCAT1pppP11)(AppCAPTFApAp2211112, 0AFpp11)(AAFpCAvPT分子分母同乘A1 1） 機械特性：機械特性：液壓缸速度與外負載的關系液壓缸速度與外負載的關系2022-3-177可得：速度可得：速

4、度- -負載特性方程負載特性方程v與與A AT T ，F F 有關，有關，當當A AT T 一定一定: : F F，v同樣同樣F F : : A AT T，v111)(AFApCAvPT速度-負載特性曲線可見：可見：2022-3-178速度剛度：速度剛度：1111)(FApCAAkPTvvFApP1當當AT 一定一定, F kv 當當F=C, AT kv pP, A1， , kv 結論：在速度低、負載小時速度剛度好結論：在速度低、負載小時速度剛度好2022-3-1792) 2) 功率特性功率特性溢流損失：溢流損失： qpPP溢節(jié)流損失：節(jié)流損失： 1qpqpPTTT節(jié)1qpqpPTP回路功率損

5、失回路功率損失： 損失的功率變成熱，使油溫升高損失的功率變成熱，使油溫升高 功率損失功率損失P 2022-3-1710PPcqpqp11cPqq,1cPpp,1速度越高，效率越高。速度越高，效率越高。負載越大，效率越高。負載越大，效率越高。cAFp,11qqqP1回路效率回路效率:回路輸入功率（泵輸出）：回路輸入功率（泵輸出）： 回路輸出功率（缸輸入）：回路輸出功率（缸輸入）： PPPqpP 111qpP 前述：在速度低、負載小時速度剛度好。前述：在速度低、負載小時速度剛度好。2022-3-1711缸在恒載下工作時缸在恒載下工作時:節(jié)溢PPPPP1PPPqpP 節(jié)P溢P1P（定量泵（定量泵qP

6、不變，不變，pP一定）一定）PPPqpP 總功率：總功率：功率特性圖111qpP 有效功率：有效功率：P1q1，q1, P1 溢流損失：溢流損失： qpPP溢節(jié)流損失：節(jié)流損失： 1qpPT節(jié)q1, P節(jié)節(jié)1qqqPq1, P溢溢2022-3-1712優(yōu)點：結構簡單、價格低廉優(yōu)點：結構簡單、價格低廉缺點：效率低缺點：效率低應用：負載變化不大，低速、小功率的場合應用：負載變化不大，低速、小功率的場合優(yōu)缺點及應用優(yōu)缺點及應用2022-3-1713二、出口節(jié)流調速回路二、出口節(jié)流調速回路定壓式定壓式特點：特點： 速度速度- -負載特性同進口節(jié)流負載特性同進口節(jié)流調速回路一樣調速回路一樣區(qū)別：區(qū)別：1

7、.1.有背壓，運動平穩(wěn)性好有背壓，運動平穩(wěn)性好2.2.能承受負值負載能承受負值負載3.3.發(fā)熱影響小發(fā)熱影響小2022-3-1714三、進出口節(jié)流調速回路三、進出口節(jié)流調速回路定壓式定壓式2022-3-1715四、旁路節(jié)流調速回路四、旁路節(jié)流調速回路Tpqqq1調節(jié)AT ， q1 變，v變。 回路的特點：回路的特點：回路的工作壓力隨負載而變回路的工作壓力隨負載而變（也稱變壓式節(jié)流調速回路）（也稱變壓式節(jié)流調速回路）節(jié)流閥調節(jié)排回油箱的流量，從而間接節(jié)流閥調節(jié)排回油箱的流量，從而間接地控制了流入缸中的流量地控制了流入缸中的流量此回路的溢流閥起安全保護作用此回路的溢流閥起安全保護作用2022-3-

8、1716五、調速閥式節(jié)流調速回路五、調速閥式節(jié)流調速回路 使用節(jié)流閥的節(jié)流調速回路，機械特機械特性都比較軟性都比較軟，變載下的運動平穩(wěn)性都比較運動平穩(wěn)性都比較差差 為了克服這一缺點，回路中的流量控制元件可以改用調速閥調速閥2022-3-1717調速閥在進油路上調速閥在回油路上2022-3-1718調速閥在分支油路上2022-3-17197.1.1.2 7.1.1.2 容積調速回路容積調速回路 通過改變變量泵或變量馬達的排量來調節(jié)通過改變變量泵或變量馬達的排量來調節(jié)執(zhí)行元件的速度執(zhí)行元件的速度優(yōu)點：效率高、發(fā)熱小優(yōu)點：效率高、發(fā)熱小 （沒有溢流損失和節(jié)流損失）（沒有溢流損失和節(jié)流損失）缺點：結構

9、復雜，成本高缺點：結構復雜，成本高應用：大功率系統(tǒng)應用：大功率系統(tǒng)2022-3-1720按油液循環(huán)方式不同：按油液循環(huán)方式不同：開式回路：泵從油箱吸油后輸入執(zhí)行元件開式回路：泵從油箱吸油后輸入執(zhí)行元件, ,執(zhí)行執(zhí)行元件排出的油直接回油箱元件排出的油直接回油箱閉式回路：泵將油輸入執(zhí)行元件的吸油腔，又閉式回路：泵將油輸入執(zhí)行元件的吸油腔，又從執(zhí)行元件的回油腔處吸油從執(zhí)行元件的回油腔處吸油按所用執(zhí)行元件的不同：按所用執(zhí)行元件的不同： 泵缸式容積調速回路泵缸式容積調速回路 泵馬達式容積調速回路泵馬達式容積調速回路 1 1）變量泵）變量泵- -定量液壓馬達容積調速回路定量液壓馬達容積調速回路 2 2）定

10、量泵）定量泵- -變量液壓馬達容積調速回路變量液壓馬達容積調速回路 3 3）變量泵）變量泵- -變量液壓馬達容積調速回路變量液壓馬達容積調速回路回路的分類：回路的分類：2022-3-17211變量泵 2安全閥( (一一) ) 泵泵缸式容積調速回路缸式容積調速回路1、泵、泵 缸式開式容積調速回路缸式開式容積調速回路2022-3-17222.泵泵 缸式閉式容積調速回路缸式閉式容積調速回路1輔助泵2溢流閥3換向閥4液動閥5單向閥6安全閥7變量泵8安全閥9單向閥2022-3-17231.變量泵變量泵-定量馬達式調速回路定量馬達式調速回路轉速轉速vMMMVqnvMPPMVnVnPPPMnVqq.,MPM

11、PnVVn一定當調速范圍較大40CR（二）泵（二）泵 馬達式容積調速回路馬達式容積調速回路2022-3-17242.定量泵定量泵-變量馬達式調速回路變量馬達式調速回路2022-3-17253.變量泵變量泵-變量馬達式調速回路變量馬達式調速回路調速范圍大100CR應用：應用：大功率、調速范圍要求大的場合大功率、調速范圍要求大的場合2022-3-17267.1.1.3 7.1.1.3 容積節(jié)流調速回路容積節(jié)流調速回路 采用變量泵供油，用流量閥調速，采用變量泵供油，用流量閥調速，并使變量泵的輸油量自動地與液壓缸所并使變量泵的輸油量自動地與液壓缸所需的流量相適應。需的流量相適應。工作原理工作原理沒有溢

12、流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性比單純的容積調速回路好回路回路的的優(yōu)缺優(yōu)缺點點2022-3-1727(1) (1) 這種回路使用了限壓式變量葉這種回路使用了限壓式變量葉片泵和調速閥片泵和調速閥(2) (2) 活塞運動速度活塞運動速度v v由調速閥中節(jié)由調速閥中節(jié)流閥的通流截面積流閥的通流截面積A A T T來控制來控制(3) (3) 變量泵輸出的流量變量泵輸出的流量q qp p和進入缸和進入缸中的流量中的流量q q1 1自相適應：自相適應： 當當q qp p q q1 1時時泵的供油壓力泵的供油壓力變變量泵的流量量泵的流量 q qp pqq1 1 當當q qp p q q1 1時時泵的泵的油壓力油

13、壓力變量變量泵的流量自動泵的流量自動 q qp p q q1 1回路的特點回路的特點定壓式容積節(jié)流調速回路定壓式容積節(jié)流調速回路2022-3-17287.1.1.4 7.1.1.4 三類調速回路的比較和選用三類調速回路的比較和選用一、調速回路的比較一、調速回路的比較 液壓系統(tǒng)中的調速回路應能滿足如下的一液壓系統(tǒng)中的調速回路應能滿足如下的一些要求，這些要求是評比調速回路的依據些要求，這些要求是評比調速回路的依據1.1.能在規(guī)定的調速范圍內調節(jié)執(zhí)行元件的工作速能在規(guī)定的調速范圍內調節(jié)執(zhí)行元件的工作速度度2.2.在負載變化時，已調好的速度變化愈小愈好，在負載變化時，已調好的速度變化愈小愈好，并應在允

14、許的范圍內變化并應在允許的范圍內變化3.3.具有驅動執(zhí)行元件所需的力或轉矩具有驅動執(zhí)行元件所需的力或轉矩4.4.使功率損失盡可能小，效率盡可能高，發(fā)熱盡使功率損失盡可能小，效率盡可能高，發(fā)熱盡可能小可能小2022-3-1729 調速回路調速回路 類型類型 主要性能主要性能節(jié)流調速回路節(jié)流調速回路容積調速回容積調速回路路容積節(jié)流調容積節(jié)流調速回路速回路用節(jié)流閥調節(jié)用節(jié)流閥調節(jié)用調速閥或溢流節(jié)用調速閥或溢流節(jié)流閥調節(jié)流閥調節(jié)變量泵變量泵液液壓缸式壓缸式定壓定壓式式變變壓壓式式定壓式定壓式變壓式變壓式定壓式定壓式變壓式變壓式機械機械特性特性速度剛性速度剛性差差很差很差好好較好較好好好承載能力承載能力

15、好好較差較差好好較好較好好好調速特性（調速范圍）調速特性（調速范圍）大大小小大大較大較大大大功率特性功率特性效率效率低低較高較高低低較高較高最高最高較高較高高高發(fā)熱發(fā)熱大大較小較小大大較小較小最小最小較小較小小小適用范圍適用范圍小功率、輕載或低速的中、低壓系統(tǒng)小功率、輕載或低速的中、低壓系統(tǒng)大功率、重大功率、重載高速的中載高速的中高壓系統(tǒng)高壓系統(tǒng)中小功率的中小功率的中壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)三類調速回路主要性能比較三類調速回路主要性能比較2022-3-17301.1.一般來說速度低的用一般來說速度低的用節(jié)流調速回路節(jié)流調速回路；速度穩(wěn)定性要求高；速度穩(wěn)定性要求高的用的用調速閥式調速回路調速閥式調速回路，

16、要求低的用，要求低的用節(jié)流閥式調速回路節(jié)流閥式調速回路2.2.負載小、負載變化小的用負載小、負載變化小的用節(jié)流調速回路節(jié)流調速回路，反之用，反之用容積調容積調速回路速回路或或容積節(jié)流調速回路容積節(jié)流調速回路3.3.一般情況下一般情況下功率功率3KW3KW的用節(jié)流調速回路；的用節(jié)流調速回路；3 35KW5KW的用容的用容積節(jié)流調速回路或容積調速回路；積節(jié)流調速回路或容積調速回路；5KW5KW以上的用容積調速以上的用容積調速回路回路4.4.費用低廉時用費用低廉時用節(jié)流調速回路節(jié)流調速回路；允許費用高時則用；允許費用高時則用容積節(jié)容積節(jié)流流或或容積調速回路容積調速回路二、調速回路的選用二、調速回路的

17、選用2022-3-17317.1.2 7.1.2 快速運動回路快速運動回路1.1.差動連接的快速運動回路差動連接的快速運動回路作用：作用：空載時加快執(zhí)行元件的運動速度?？蛰d時加快執(zhí)行元件的運動速度。2022-3-17322.2.采用蓄能器的快速運動回路采用蓄能器的快速運動回路2022-3-17333. 3. 雙泵供油的快速運動回路雙泵供油的快速運動回路快進：快進：雙泵供油雙泵供油工進：工進：左泵卸荷，左泵卸荷， 右泵壓力由溢流閥調定右泵壓力由溢流閥調定2022-3-17344.4.用增速缸的快速運動回路用增速缸的快速運動回路5.5.自重充液的快速運動回路自重充液的快速運動回路2022-3-17

18、357.1.3 7.1.3 速度換接回路速度換接回路1.用行程閥的速度換接回路用行程閥的速度換接回路下位下位：快進上位：上位：工進作用：作用：在一個工作循環(huán)中，實現不同速度的轉換。2022-3-17362. 調速閥并聯的速度換接調速閥并聯的速度換接2022-3-17373.調速閥串聯的速度換接調速閥串聯的速度換接23TTAA左位：左位：工進1右位：右位：工進2速度換接平穩(wěn)性好2022-3-1738 7.2 7.2 壓力控制回路壓力控制回路 調壓回路調壓回路 減壓回路減壓回路 卸荷回路卸荷回路 平衡回路平衡回路 保壓回路保壓回路2022-3-1739一、調壓回路1.單級調壓回路單級調壓回路調整系

19、統(tǒng)壓力并保持恒定限制系統(tǒng)最高壓力作用：作用：調定或限制系統(tǒng)壓力調定或限制系統(tǒng)壓力2022-3-1740AB2. 二級調壓回路二級調壓回路BAppn電磁閥斷電，系統(tǒng)壓力由電磁閥斷電，系統(tǒng)壓力由A A調定調定n電磁閥通電，系統(tǒng)壓力由電磁閥通電，系統(tǒng)壓力由B B調定調定2022-3-17413. 多級調壓回路多級調壓回路n實現多級壓力變換實現多級壓力變換ABpp ACpp2022-3-1742二、減壓回路二、減壓回路作用：作用：使系統(tǒng)中某一部分獲得穩(wěn)定的低壓。使系統(tǒng)中某一部分獲得穩(wěn)定的低壓。AB二級減壓回路二級減壓回路2022-3-1743單作用增壓缸雙作用增壓缸三、增壓回路三、增壓回路2022-3

20、-1744四、卸荷回路四、卸荷回路作用：作用：在工作部件暫時停止工作時，使泵在低壓下在工作部件暫時停止工作時，使泵在低壓下工作，減少動力消耗，延長壽命。工作，減少動力消耗，延長壽命。1.利用三位換向閥中位卸荷利用三位換向閥中位卸荷M型型H型型K型型2022-3-17452. 利用二位二通閥卸荷利用二位二通閥卸荷 斷電：泵卸荷斷電：泵卸荷 通電：系統(tǒng)壓力由溢流閥調定通電：系統(tǒng)壓力由溢流閥調定 用于小流量用于小流量2022-3-17463. 利用溢流閥卸荷利用溢流閥卸荷 斷電：斷電：p由溢流閥調定由溢流閥調定 通電：通電：泵卸荷泵卸荷 可用于大流量可用于大流量2022-3-17474.利用外控式順

21、序閥卸荷利用外控式順序閥卸荷使低壓大流量泵卸荷2022-3-1748五、平衡回路五、平衡回路作用：作用：防止垂直工作部件因自重自由下落。防止垂直工作部件因自重自由下落。1. 利用順序閥的平衡回路利用順序閥的平衡回路應用：應用：重量不大、鎖緊定重量不大、鎖緊定 位要求不高的場合。位要求不高的場合。1) 內控平衡閥內控平衡閥2022-3-17492) 2) 外控平衡閥外控平衡閥中位：泵卸荷、重物鎖在空中中位：泵卸荷、重物鎖在空中左位：重物在限制速度下下放左位：重物在限制速度下下放右位：提升重物右位：提升重物2. 利用液控單向閥的平衡回路利用液控單向閥的平衡回路應用：鎖緊定位要求高的場合。應用：鎖緊

22、定位要求高的場合。2022-3-1750六、保壓回路六、保壓回路作用：作用：液壓缸不動時，維持住系統(tǒng)壓力液壓缸不動時，維持住系統(tǒng)壓力1 .利用單向閥保壓利用單向閥保壓n短時保壓AB2022-3-1751 2. 2.利用蓄能器保壓利用蓄能器保壓2022-3-17523.3.自動補油的保壓回路自動補油的保壓回路應用：保壓時間長，壓力穩(wěn)定性要求高的場合2022-3-17537.3 7.3 方向控制回路方向控制回路 換向回路 鎖緊回路 制動回路 浮動回路2022-3-1754一、換向回路一、換向回路1.利用換向閥換向利用換向閥換向作用：作用：使執(zhí)行元件變換運動方向使執(zhí)行元件變換運動方向2022-3-17552、利用雙向泵換向、利用雙向泵換向8 8、9 9：在泵的排量變小時，馬達回油的多余油液流回油箱。：在泵的排量變小時，馬達回油的多余油液流回油箱。2022-3-1756二、鎖緊回路二、鎖緊回路作用：作用：使執(zhí)行元件不工作時，確切地 保持在既定位置上1.1.利用三位換向閥中位鎖緊利用三位換向閥中位鎖緊M型、O型閥泄漏大、鎖緊精度不高2022-3-1757 液壓鎖密封好、鎖緊精度高2.利用液控單向閥鎖緊利用液控單向閥鎖緊2022-3-17587.4 7.4 多缸動作回路多缸動作回路 順序動作回路 同步回路 多缸快慢速