第10章 液壓基本回路及液壓系統(tǒng)09

1、機(jī)機(jī) 械械 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)210-1 概述概述一、基本回路一、基本回路 由一些液壓件組成的、完成特定功由一些液壓件組成的、完成特定功能的油路結(jié)構(gòu)，稱為液壓基本回路。能的油路結(jié)構(gòu)，稱為液壓基本回路。 對(duì)于一臺(tái)設(shè)備的液壓系統(tǒng)，不論多對(duì)于一臺(tái)設(shè)備的液壓系統(tǒng)，不論多么復(fù)雜或簡(jiǎn)單，都是由一些液壓基本回么復(fù)雜或簡(jiǎn)單，都是由一些液壓基本回路組成的。路組成的。3二、液壓基本回路的類型二、液壓基本回路的類型用來(lái)改變執(zhí)行元件運(yùn)用來(lái)改變執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的液壓回路動(dòng)方向的液壓回路用來(lái)控制系統(tǒng)全局或用來(lái)控制系統(tǒng)全局或局部壓力的液壓回路，如局部壓力的液壓回路，如、和和等等用來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件（液壓用來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬

2、達(dá)）的速度缸或液壓馬達(dá)）的速度4510-2 方向控制回路方向控制回路一、用途一、用途 利用方向閥控制油路中液流的接利用方向閥控制油路中液流的接通、切斷或改變流向，以使執(zhí)行元件通、切斷或改變流向，以使執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。 包括包括回路、回路、回路、回路、回路、回路、回路等?；芈返?。二、類型二、類型6三、換向回路三、換向回路1、電磁換向閥換向電磁換向閥換向n作用：使執(zhí)行元件變換運(yùn)動(dòng)方向。作用：使執(zhí)行元件變換運(yùn)動(dòng)方向。7三、換向回路三、換向回路1、電磁換向閥換向電磁換向閥換向8三、換向回路三、換向回路1、電磁換向閥換向電磁換向閥換向n作用：使執(zhí)行元件變換運(yùn)動(dòng)方

3、向。作用：使執(zhí)行元件變換運(yùn)動(dòng)方向。使用方便，價(jià)格便宜使用方便，價(jià)格便宜換向沖擊大換向沖擊大換向精度低換向精度低不宜實(shí)現(xiàn)頻繁換向不宜實(shí)現(xiàn)頻繁換向工作可靠性差工作可靠性差9特點(diǎn)：特點(diǎn)：2、電液換向閥的換向回路電液換向閥的換向回路三、換向回路三、換向回路 適用于流量適用于流量大、換向平穩(wěn)性大、換向平穩(wěn)性要求高的場(chǎng)合。要求高的場(chǎng)合。103、手動(dòng)換向閥控制液動(dòng)換向閥的換向回路手動(dòng)換向閥控制液動(dòng)換向閥的換向回路三、換向回路三、換向回路 適用于換向適用于換向平穩(wěn)性要求高，平穩(wěn)性要求高，且自動(dòng)化程度不且自動(dòng)化程度不高的液壓系統(tǒng)。高的液壓系統(tǒng)。11三、換向回路三、換向回路4、用行程換向閥用行程換向閥控制液動(dòng)換向

4、閥的換向回路控制液動(dòng)換向閥的換向回路 換向可靠，易換向可靠，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但換向性能差。換向性能差。12三、換向回路三、換向回路 換向平穩(wěn)，適換向平穩(wěn)，適用于大功率液壓系用于大功率液壓系統(tǒng)，如龍門刨床、統(tǒng)，如龍門刨床、拉床等。拉床等。5、雙向葉片泵換向回路雙向葉片泵換向回路13 M型、型、O型閥型閥泄漏大、鎖緊精度不高泄漏大、鎖緊精度不高四、鎖緊回路四、鎖緊回路n作用：作用：使執(zhí)行元件不工作時(shí)，確切使執(zhí)行元件不工作時(shí)，確切地保持在既定位置上。地保持在既定位置上。1、利用三位換向閥中位利用三位換向閥中位 鎖緊鎖緊14液壓鎖液壓鎖 密封好密封好 鎖緊精度高鎖緊精度高2、利用液控單

5、向閥鎖緊利用液控單向閥鎖緊15五、制動(dòng)回路（剎車）五、制動(dòng)回路（剎車）作用：使執(zhí)行元件迅速停止運(yùn)動(dòng)作用：使執(zhí)行元件迅速停止運(yùn)動(dòng)利用液壓利用液壓制動(dòng)器制動(dòng)器16六、浮動(dòng)回路六、浮動(dòng)回路把執(zhí)行元把執(zhí)行元件的進(jìn)出口連通或件的進(jìn)出口連通或同時(shí)接通油箱，使同時(shí)接通油箱，使之處于無(wú)約束的浮之處于無(wú)約束的浮動(dòng)狀態(tài)。動(dòng)狀態(tài)。利用利用H型或型或Y型換向閥型換向閥171810-3 壓力控制回路壓力控制回路一、用途一、用途 利用壓力控制閥及其組合控制液壓利用壓力控制閥及其組合控制液壓或某一分支系統(tǒng)的壓力，以滿足執(zhí)行元或某一分支系統(tǒng)的壓力，以滿足執(zhí)行元件所需的力或扭矩。件所需的力或扭矩。 包括包括、和和等等。等等。二

6、、類型二、類型19一、調(diào)壓回路一、調(diào)壓回路1、單級(jí)調(diào)壓回路、單級(jí)調(diào)壓回路 作用：調(diào)整或限定系統(tǒng)壓力。作用：調(diào)整或限定系統(tǒng)壓力。 2、二級(jí)調(diào)壓回路、二級(jí)調(diào)壓回路201、單級(jí)調(diào)壓回路單級(jí)調(diào)壓回路a. a.調(diào)整系統(tǒng)壓力并保持恒定調(diào)整系統(tǒng)壓力并保持恒定b.b.限制系統(tǒng)最高壓力限制系統(tǒng)最高壓力212、二二級(jí)調(diào)壓回路級(jí)調(diào)壓回路AB21pp 最高壓力由最高壓力由 調(diào)定調(diào)定 系統(tǒng)壓力由系統(tǒng)壓力由 調(diào)定調(diào)定222、二二級(jí)調(diào)壓回路級(jí)調(diào)壓回路3、多級(jí)調(diào)壓回路多級(jí)調(diào)壓回路ABpp BCppn實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力變換實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力變換243、多級(jí)調(diào)壓回路多級(jí)調(diào)壓回路AB二、減壓回路二、減壓回路 使系統(tǒng)中某一部使系統(tǒng)中某一部分獲得

7、穩(wěn)定的低壓。分獲得穩(wěn)定的低壓。26二、減壓回路二、減壓回路三、增壓回路三、增壓回路使系統(tǒng)中某一部分增壓。使系統(tǒng)中某一部分增壓。28三、增壓回路三、增壓回路使系統(tǒng)中某一部分增壓。使系統(tǒng)中某一部分增壓。29四、卸荷回路四、卸荷回路 在工作部件暫時(shí)停止工作時(shí)，使泵在在工作部件暫時(shí)停止工作時(shí)，使泵在低壓下工作，減少動(dòng)力消耗，延長(zhǎng)壽命。低壓下工作，減少動(dòng)力消耗，延長(zhǎng)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2、利用兩位兩通閥卸荷利用兩位兩通閥卸荷301、利用三位換向閥中位機(jī)能卸荷利用三位換向閥中位機(jī)能卸荷M型、型、H型、型、K型型311、利用三位換向閥中位機(jī)能卸荷利用三位換向閥中位機(jī)能卸荷2

8、、利用兩位兩通換向閥卸荷利用兩位兩通換向閥卸荷：泵卸荷：泵卸荷：系統(tǒng)壓力由溢流閥調(diào)定：系統(tǒng)壓力由溢流閥調(diào)定 用于小流量用于小流量333、利用溢流閥卸荷利用溢流閥卸荷：p由溢流閥調(diào)定由溢流閥調(diào)定：泵卸荷：泵卸荷 可用于大流量可用于大流量344、利用卸荷閥卸荷利用卸荷閥卸荷使大排量泵卸荷使大排量泵卸荷355、利用先導(dǎo)溢流閥卸荷利用先導(dǎo)溢流閥卸荷可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制卸荷可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制卸荷365、利用先導(dǎo)溢流閥卸荷利用先導(dǎo)溢流閥卸荷可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制卸荷可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制卸荷37五、平衡回路五、平衡回路作用：防止垂直工作作用：防止垂直工作部件因自重自由下落部件因自重自由下落1、 利用順序閥的利用順序閥的 平衡回路平

9、衡回路應(yīng)用：應(yīng)用： 重量不大、鎖緊定重量不大、鎖緊定 位要求不高的場(chǎng)合。位要求不高的場(chǎng)合。38五、平衡回路五、平衡回路1) 內(nèi)控平衡閥內(nèi)控平衡閥2、利用平衡閥的平衡回路利用平衡閥的平衡回路：重量大、鎖緊定位：重量大、鎖緊定位 要求高的場(chǎng)合。要求高的場(chǎng)合。402) 外控平衡閥外控平衡閥2、利用平衡閥的平衡回路利用平衡閥的平衡回路：提升重物：提升重物：泵卸荷、重物鎖：泵卸荷、重物鎖 在空中在空中：重物在限速下放：重物在限速下放413、利用液控單向閥利用液控單向閥-單向節(jié)流閥的平衡回路單向節(jié)流閥的平衡回路42六、保壓回路六、保壓回路作用：液壓缸不動(dòng)時(shí)，維持住系統(tǒng)壓力。作用：液壓缸不動(dòng)時(shí)，維持住系統(tǒng)壓

10、力。1 、利用單向閥保壓利用單向閥保壓 2、利用蓄能器保壓、利用蓄能器保壓431 、利用單向閥保壓利用單向閥保壓AB短時(shí)保壓短時(shí)保壓442 、利用蓄能器利用蓄能器-壓力繼電器保壓壓力繼電器保壓保壓時(shí)間較長(zhǎng)保壓時(shí)間較長(zhǎng)453 、利用蓄能器利用蓄能器-卸荷閥保壓卸荷閥保壓可節(jié)約能源并降低油溫可節(jié)約能源并降低油溫46保壓時(shí)間保壓時(shí)間長(zhǎng)，壓力穩(wěn)定性長(zhǎng)，壓力穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)合要求高的場(chǎng)合 3、自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路474810-4 調(diào)速回路調(diào)速回路 在液壓系統(tǒng)中往往需要調(diào)節(jié)液在液壓系統(tǒng)中往往需要調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)速度，以適應(yīng)主機(jī)壓執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)速度，以適應(yīng)主機(jī)的工作循環(huán)需要。的工作循環(huán)需要

11、。 液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件主要是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件主要是液壓缸和液壓馬達(dá)，其運(yùn)動(dòng)速度或液壓缸和液壓馬達(dá)，其運(yùn)動(dòng)速度或轉(zhuǎn)速與輸入的流量及自身的幾何參轉(zhuǎn)速與輸入的流量及自身的幾何參數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。49 在不考慮油液壓縮和泄露的情況下在不考慮油液壓縮和泄露的情況下Aqv MVqn 為：為：10-4 調(diào)速回路調(diào)速回路為：為：50 由上述公式可知，要調(diào)節(jié)或控制液由上述公式可知，要調(diào)節(jié)或控制液壓缸和液壓馬達(dá)的工作速度：壓缸和液壓馬達(dá)的工作速度： 1、可以通過(guò)改變進(jìn)入執(zhí)行元件的流、可以通過(guò)改變進(jìn)入執(zhí)行元件的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)量來(lái)實(shí)現(xiàn); ; 2、也可以通過(guò)改變執(zhí)行元件的幾何、也可以通過(guò)改變執(zhí)行元件的幾何參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。參

12、數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。10-4 調(diào)速回路調(diào)速回路511、節(jié)流調(diào)速節(jié)流調(diào)速2、容積調(diào)速容積調(diào)速3、容積節(jié)流調(diào)速容積節(jié)流調(diào)速調(diào)速方法調(diào)速方法 對(duì)于確定的液壓缸來(lái)說(shuō)，通過(guò)改變對(duì)于確定的液壓缸來(lái)說(shuō)，通過(guò)改變其有效作用面積其有效作用面積 來(lái)調(diào)速是來(lái)調(diào)速是的。的。 一般只能用改變輸入液壓缸一般只能用改變輸入液壓缸的的方法來(lái)調(diào)節(jié)。目前常用的調(diào)速回路有：方法來(lái)調(diào)節(jié)。目前常用的調(diào)速回路有：10-4 調(diào)速回路調(diào)速回路52 。 一、節(jié)流調(diào)速回路一、節(jié)流調(diào)速回路 53（四）、進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路（四）、進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路1、基本要求、基本要求 當(dāng)活塞承受的負(fù)載當(dāng)活塞承受的負(fù)載阻力（切削力、摩擦力阻力（切削力、摩擦力等）為等）為F時(shí)，壓

13、力油作時(shí)，壓力油作用在活塞上的推力必須用在活塞上的推力必須克服這一負(fù)載阻力，才克服這一負(fù)載阻力，才能 使 活 塞 運(yùn) 動(dòng) 。能 使 活 塞 運(yùn) 動(dòng) 。542、 機(jī)械特性：機(jī)械特性：11Aqv 1ApCAT11PTA)pp(CA1）液壓缸速度與外負(fù)載的關(guān)系）液壓缸速度與外負(fù)載的關(guān)系pCAqqTT1)ppp(1PFApAp2211112, 0AFpp)AFp(ACAv1p1T55速度速度- -負(fù)載特性方程負(fù)載特性方程 v與與AT 、pP 、F有關(guān)有關(guān)，當(dāng)當(dāng)AT 一定，一定，F(xiàn)，v；當(dāng)當(dāng)F一定一定，AT，v。)AFp(ACAv1p1T562、 機(jī)械特性：機(jī)械特性：11)(AAFpCAvPT1）液壓缸

14、速度與外負(fù)載的關(guān)系）液壓缸速度與外負(fù)載的關(guān)系 v 與與 AT 成正比成正比 軟的速度軟的速度負(fù)載特性負(fù)載特性 前沖和爬行現(xiàn)象前沖和爬行現(xiàn)象572) 功率特性功率特性A、功率損失、功率損失P 溢流損失：溢流損失： qpPP溢節(jié)流損失：節(jié)流損失： 1qpqpPTTT節(jié)1qpqpPTP回路功率損失：回路功率損失： B、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）： 111qpP PPPqpP 58PPcqpqp11PPcqpqp11cPqq,1cPpp,1cAFp,11qqqP13）回路效率）回路效率4) 調(diào)速特性調(diào)速特性液

15、壓缸最大速度和最小速度之比。液壓缸最大速度和最小速度之比。TTTTTcRAApCApCAAqAqvvRminmaxminmax1min11max1minmax。60（四）、進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路（四）、進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路（四）、進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路（四）、進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路（五）、出口節(jié)流調(diào)速回路（五）、出口節(jié)流調(diào)速回路 速度速度-負(fù)載特性同進(jìn)口節(jié)負(fù)載特性同進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路一樣。流調(diào)速回路一樣。 1、有背壓，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好；、有背壓，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好； 2、能承受負(fù)值負(fù)載；、能承受負(fù)值負(fù)載； 3、發(fā)熱影響小。、發(fā)熱影響小。 63（五）、出口節(jié)流調(diào)速回路（五）、出口節(jié)流調(diào)速回路（五）、出口節(jié)流調(diào)速回路（五）、出口節(jié)

16、流調(diào)速回路（五）、出口節(jié)流調(diào)速回路（五）、出口節(jié)流調(diào)速回路（六）、旁路節(jié)流調(diào)速回路（六）、旁路節(jié)流調(diào)速回路 由于節(jié)流閥安裝在液壓由于節(jié)流閥安裝在液壓泵與油箱之間，所以泵與油箱之間，所以。1、工作原理：、工作原理：672、速度負(fù)載特性曲線速度負(fù)載特性曲線 1）、速度負(fù)載特性差。）、速度負(fù)載特性差。 2）、功率利用合理，效率高。）、功率利用合理，效率高。 3）、調(diào)速范圍小。）、調(diào)速范圍小。 4）、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差。）、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差。 68（六）、旁路節(jié)流調(diào)速回路（六）、旁路節(jié)流調(diào)速回路（六）、旁路節(jié)流調(diào)速回路（六）、旁路節(jié)流調(diào)速回路（六）、旁路節(jié)流調(diào)速回路（六）、旁路節(jié)流調(diào)速回路采用調(diào)速閥代替節(jié)流閥調(diào)

17、速，可以改善速度采用調(diào)速閥代替節(jié)流閥調(diào)速，可以改善速度-負(fù)載特性，其它特性同節(jié)流閥調(diào)速一樣。負(fù)載特性，其它特性同節(jié)流閥調(diào)速一樣。（七）、調(diào)速閥調(diào)速回路（七）、調(diào)速閥調(diào)速回路二、快速運(yùn)動(dòng)回路二、快速運(yùn)動(dòng)回路737475767722134dqAqAAqv桿21qqq322311vAqvAq3231vAqvA)(213AAvq4)(221213dppAAAppApAF桿q1q2p q787980三、速度換接回路三、速度換接回路81828385四、容積調(diào)速回路四、容積調(diào)速回路 通過(guò)改變變量泵或變量馬達(dá)通過(guò)改變變量泵或變量馬達(dá)的的來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。：效率高、發(fā)熱小。：效率高、發(fā)

18、熱小。 （沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失）（沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失）：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。：大功率系統(tǒng)。：大功率系統(tǒng)。86四、容積調(diào)速回路四、容積調(diào)速回路v 按油液循環(huán)方式的不同有按油液循環(huán)方式的不同有開(kāi)式回路開(kāi)式回路和和閉式回路閉式回路兩種。兩種。中的液壓泵中的液壓泵從油箱吸油從油箱吸油后后輸入執(zhí)行元件，執(zhí)行元件排出的油液輸入執(zhí)行元件，執(zhí)行元件排出的油液直接直接返回油箱返回油箱，因此油箱能得到較好，因此油箱能得到較好的冷卻。的冷卻。 但油箱的結(jié)構(gòu)尺寸大，空氣和物但油箱的結(jié)構(gòu)尺寸大，空氣和物臟容易侵入回路，影響正常工作。臟容易侵入回路，影響正常工作。87四、容積調(diào)速回路四、容積調(diào)速回路中的液壓泵將油液輸入執(zhí)行元件中的液壓泵將油液輸入執(zhí)行元件的進(jìn)油腔，又從執(zhí)行元件的回油腔處吸油。的進(jìn)油腔，又從執(zhí)行元件的回油腔處吸油。 這種回路的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，減少了這種回路的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，減少了空氣侵蝕的可能性?？諝馇治g的可能性。 缺點(diǎn)是散熱條件差，為了補(bǔ)償回路中的缺點(diǎn)是散熱條件差，為了補(bǔ)償回路中