典型液壓系統(tǒng)的基本回路

1、1 教教 師：周金柱師：周金柱 單單 位：機(jī)電工程學(xué)院位：機(jī)電工程學(xué)院 E-mail : E-mail : Tel:Tel:壓與氣壓傳動(dòng)液壓與氣壓傳動(dòng)2液壓缸液壓缸液壓泵液壓泵節(jié)流閥節(jié)流閥換向閥換向閥油箱油箱191817161415139112143657810121615911系統(tǒng)組成：動(dòng)力元件動(dòng)力元件執(zhí)行元件執(zhí)行元件傳動(dòng)介質(zhì)傳動(dòng)介質(zhì)控制元件控制元件輔助元件輔助元件液壓與氣壓傳動(dòng)是以流體（液壓油液壓與氣壓傳動(dòng)是以流體（液壓油或壓縮空氣）為工作介質(zhì)，進(jìn)行能或壓縮空氣）為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式。量傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式。課

2、程復(fù)習(xí)34本章提要回路是液壓系統(tǒng)的基本組成單元，是為了完成某種特回路是液壓系統(tǒng)的基本組成單元，是為了完成某種特定功能而由液壓元件組成的油路結(jié)構(gòu)。本章是以后分定功能而由液壓元件組成的油路結(jié)構(gòu)。本章是以后分析和設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。析和設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。重點(diǎn)調(diào)壓回路和卸荷回路；調(diào)壓回路和卸荷回路；節(jié)流調(diào)速回路的基本原理；節(jié)流調(diào)速回路的基本原理；容積調(diào)速回路的特性；容積調(diào)速回路的特性；快速運(yùn)動(dòng)回路、速度換接回路和順序動(dòng)作回路的工快速運(yùn)動(dòng)回路、速度換接回路和順序動(dòng)作回路的工作原理作原理難點(diǎn)節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速回路的原理和計(jì)算節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速回路的原理和計(jì)算54方向控制回路方向控制回路1

3、32壓力控制回路壓力控制回路速度控制回路速度控制回路44其它控制回路其它控制回路液壓與氣壓基本回路6 在液壓系統(tǒng)中，通過使用換向閥控制執(zhí)行元件的啟動(dòng)、在液壓系統(tǒng)中，通過使用換向閥控制執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止和換向功能。停止和換向功能。手動(dòng)換向閥：換向精度和平穩(wěn)性不高，常用換向不頻繁且無需自動(dòng)化的場合；機(jī)動(dòng)換向閥：可進(jìn)行頻繁換向，且換向可靠性較好，這種換向回路中執(zhí)行元件的換向過程，是通過工作臺(tái)側(cè)面固定的擋塊和杠桿直接作用使換向閥來實(shí)現(xiàn)換向的； 電磁換向閥：需要通過電氣行程開關(guān)、繼電器和電磁鐵等中間環(huán)節(jié)。但機(jī)動(dòng)換向閥必須安裝在執(zhí)行元件附近，不如電磁換向閥安裝靈活；電液動(dòng)換向閥：用于流量大、換向精度和平

4、穩(wěn)性要求較高的場合。78行程換向閥控制的順序運(yùn)動(dòng)回路9防止執(zhí)行元件在停止運(yùn)動(dòng)防止執(zhí)行元件在停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，因外界因素而發(fā)生漂時(shí)，因外界因素而發(fā)生漂移或串動(dòng)；移或串動(dòng)；采用液控單向閥組成的鎖采用液控單向閥組成的鎖緊回路；緊回路；為確?？煽挎i緊，換向閥為確?？煽挎i緊，換向閥采用采用H或或Y型中位機(jī)能。如型中位機(jī)能。如起重機(jī)支腿起重機(jī)支腿。10換向閥中位：換向閥中位：H型，型，油油油箱，液控單油箱，液控單向閥關(guān)閉；向閥關(guān)閉；換向閥左位：壓力換向閥左位：壓力油同時(shí)打開兩個(gè)單油同時(shí)打開兩個(gè)單元閥，即開鎖，活元閥，即開鎖，活塞右移；塞右移；換向閥右位：活塞換向閥右位：活塞左移。左移。液控單向閥的閥芯液控單向閥

5、的閥芯為錐面，密封性高為錐面，密封性高。114方向控制回路方向控制回路132壓力控制回路壓力控制回路速度控制回路速度控制回路44其它控制回路其它控制回路液壓與氣壓基本回路12 壓力控制回路壓力控制回路是通過控制液壓系統(tǒng)（或是通過控制液壓系統(tǒng)（或系統(tǒng)中某一部分）的壓力，以滿足執(zhí)行系統(tǒng)中某一部分）的壓力，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力或轉(zhuǎn)矩要求的回路。元件對(duì)力或轉(zhuǎn)矩要求的回路。 主要有主要有調(diào)壓調(diào)壓、保壓保壓、增壓增壓、減壓減壓、背壓背壓、卸荷卸荷和和平衡平衡等多種功能的基本液壓回路等多種功能的基本液壓回路。13 調(diào)壓回路的功用調(diào)壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力是使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力與負(fù)載相適應(yīng)

6、并保持恒定或不超過某個(gè)數(shù)值。與負(fù)載相適應(yīng)并保持恒定或不超過某個(gè)數(shù)值。 在定量泵系統(tǒng)中，液壓泵的供油壓力可以通過溢在定量泵系統(tǒng)中，液壓泵的供油壓力可以通過溢流閥來調(diào)節(jié)。在變量泵系統(tǒng)中流閥來調(diào)節(jié)。在變量泵系統(tǒng)中, ,用安全閥來限定用安全閥來限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載。系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載。若系統(tǒng)中需要若系統(tǒng)中需要二種以上的壓力，則可采用多級(jí)調(diào)壓回路。二種以上的壓力，則可采用多級(jí)調(diào)壓回路。14 調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)節(jié)泵的供油壓力。節(jié)泵的供油壓力。單級(jí)調(diào)壓回路單級(jí)調(diào)壓回路 溢流閥調(diào)壓彈簧溢流閥調(diào)壓彈簧壓力表壓力表 為了便于調(diào)壓和觀察，溢流閥為了便于調(diào)壓和觀察，溢流閥旁一般要就

7、近安裝壓力表。旁一般要就近安裝壓力表。 15雙向調(diào)壓當(dāng)執(zhí)行元件正反向運(yùn)動(dòng)需當(dāng)執(zhí)行元件正反向運(yùn)動(dòng)需要不同的供油壓力時(shí)，可要不同的供油壓力時(shí)，可采用雙向調(diào)壓回路。采用雙向調(diào)壓回路。雙向調(diào)壓回路雙向調(diào)壓回路 高壓溢流閥高壓溢流閥10MPa開啟開啟低壓溢流閥低壓溢流閥4MPa左位左位:高壓閥工高壓閥工作，低壓閥不工作，低壓閥不工作；作；右位：低壓閥工右位：低壓閥工作，高壓閥不工作，高壓閥不工作。作。16二級(jí)調(diào)壓三級(jí)調(diào)壓遠(yuǎn)程溢流閥調(diào)遠(yuǎn)程溢流閥調(diào)定壓力一定要定壓力一定要低于壓主溢流低于壓主溢流閥的調(diào)定壓力。閥的調(diào)定壓力。多級(jí)調(diào)壓回路多級(jí)調(diào)壓回路 17 功能是使液壓系統(tǒng)中某一支路具有較主油功能是使液壓系統(tǒng)中

8、某一支路具有較主油路低的穩(wěn)定壓力。當(dāng)液壓系統(tǒng)中，某一支路低的穩(wěn)定壓力。當(dāng)液壓系統(tǒng)中，某一支路在不同工作階段需要兩種以上大小不同路在不同工作階段需要兩種以上大小不同的工作壓力時(shí)，可采用多級(jí)減壓回路。的工作壓力時(shí)，可采用多級(jí)減壓回路。 常見的減壓回路有：常見的減壓回路有：單向減壓回路單向減壓回路；二級(jí)減二級(jí)減壓回路壓回路；多級(jí)減壓回路多級(jí)減壓回路。18單向減壓回路單向減壓回路在需要減壓的支路上串接減壓閥19二級(jí)減壓回路二級(jí)減壓回路遠(yuǎn)程溢流閥調(diào)遠(yuǎn)程溢流閥調(diào)定壓力一定要定壓力一定要低于壓主溢流低于壓主溢流閥的調(diào)定壓力。閥的調(diào)定壓力。20 卸荷回路的功能卸荷回路的功能是在液壓泵不停止轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，使是在

9、液壓泵不停止轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，使液壓泵在零壓或很低壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，以減小功率損耗，液壓泵在零壓或很低壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，以減小功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長液壓泵和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命。降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長液壓泵和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命。壓力卸荷： 使泵在接近零壓下運(yùn)轉(zhuǎn)流量卸荷：使變量泵為補(bǔ)償泄漏而以最小流量運(yùn)轉(zhuǎn)液壓泵卸荷執(zhí)行元件不需要保壓 執(zhí)行元件仍保持壓力21用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路 當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，液壓泵出口直通油箱，泵卸荷。因回路需保持一定的控制壓力以操縱執(zhí)行元件，故在泵出口安裝單向閥。 圖7.21 用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路 1、三位閥中位機(jī)能三位閥中位機(jī)能的卸荷回路的卸荷

10、回路22二位二通閥二位二通閥的卸荷回路的卸荷回路利用換向閥利用換向閥的卸荷回路的卸荷回路23用電磁溢流閥的卸荷回路用電磁溢流閥的卸荷回路 圖7.22 用電磁溢流閥的卸荷回路1 電磁溢流閥是帶遙控口的先導(dǎo)式溢流閥與二位二通電磁閥的組合。當(dāng)執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，二位二通電磁閥得電，溢流閥的遙控口通過電磁閥回油箱，泵輸出的油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱，實(shí)現(xiàn)泵卸荷。 24電磁溢流閥電磁溢流閥的卸荷回路的卸荷回路利用溢流閥利用溢流閥遠(yuǎn)程控制口遠(yuǎn)程控制口的卸荷回路的卸荷回路25二通插裝閥二通插裝閥卸荷回路卸荷回路工作時(shí)，泵由溢流閥調(diào)定壓力決定；通電后，主閥上腔接油箱，主閥口打開，泵卸荷。26 當(dāng)電磁鐵1Y

11、A得電時(shí)，泵和蓄能器同時(shí)向液壓缸左腔供油，推動(dòng)活塞右移，接觸工件后，系統(tǒng)壓力升高。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到卸荷閥1的調(diào)定值時(shí)，卸荷閥打開，液壓泵通過卸荷閥卸荷，而系統(tǒng)壓力用蓄能器保持。 圖中的溢流閥2是當(dāng)安全閥用。 圖8.24 用卸荷閥的卸荷回路2YA1YA3142蓄能器保壓卸荷閥使泵卸荷27 平衡回路的功能平衡回路的功能是使執(zhí)行是使執(zhí)行元件保持一定背壓力（即元件保持一定背壓力（即回油路上的壓力），以便回油路上的壓力），以便與重力負(fù)載相平衡。立式與重力負(fù)載相平衡。立式液壓缸的垂直運(yùn)動(dòng)部件因液壓缸的垂直運(yùn)動(dòng)部件因自重作用而自行下滑，或自重作用而自行下滑，或在下行過程中因自重而造在下行過程中因自重而造成超

12、速運(yùn)動(dòng)時(shí)，都有必要成超速運(yùn)動(dòng)時(shí)，都有必要采用平衡回路。采用平衡回路。 2829 液壓缸在工作循環(huán)的某一階段，如果需要保持一液壓缸在工作循環(huán)的某一階段，如果需要保持一定的工作壓力，就應(yīng)采用保壓回路。在保壓階段，定的工作壓力，就應(yīng)采用保壓回路。在保壓階段，液壓缸沒有運(yùn)動(dòng)，最簡單的方法是用一個(gè)密封性液壓缸沒有運(yùn)動(dòng)，最簡單的方法是用一個(gè)密封性能好的單向閥來保壓。但是這種辦法保壓的時(shí)間能好的單向閥來保壓。但是這種辦法保壓的時(shí)間短，壓力穩(wěn)定性不高。由于此時(shí)液壓泵處于卸荷短，壓力穩(wěn)定性不高。由于此時(shí)液壓泵處于卸荷狀態(tài)（為了節(jié)能）或給其他的液壓缸供應(yīng)一定壓狀態(tài)（為了節(jié)能）或給其他的液壓缸供應(yīng)一定壓力的液壓油，

13、為補(bǔ)償保壓缸的泄漏和保持工作壓力的液壓油，為補(bǔ)償保壓缸的泄漏和保持工作壓力，可在回路中設(shè)置蓄能器。力，可在回路中設(shè)置蓄能器。 30 液壓泵卸荷的保壓回路31多缸系統(tǒng)多缸系統(tǒng)保壓回路保壓回路324方向控制回路方向控制回路132壓力控制回路壓力控制回路速度控制回路速度控制回路44其它控制回路其它控制回路液壓與氣壓基本回路33速度控制回路速度控制回路包括調(diào)節(jié)執(zhí)行元件速度的調(diào)速回路、調(diào)速回路、獲得快進(jìn)、工進(jìn)、快退的快速運(yùn)動(dòng)回路快速運(yùn)動(dòng)回路以及獲得不同工進(jìn)的速度換接回路速度換接回路。速度速度控制控制回路回路調(diào)速回路調(diào)速回路快速運(yùn)快速運(yùn)動(dòng)回路動(dòng)回路速度換速度換接回路接回路液壓缸差動(dòng)連接采用蓄能器雙泵供油快

14、速慢速換接兩種不同慢速換接節(jié)流調(diào)速節(jié)流調(diào)速：包括進(jìn)油、回路和旁路調(diào)速容積調(diào)速容積調(diào)速容積節(jié)流調(diào)速容積節(jié)流調(diào)速限壓式變量泵和調(diào)速閥差壓式變量泵和節(jié)流閥變量泵定量馬達(dá)變量泵變量馬達(dá)定量泵變量馬達(dá)34 液壓系統(tǒng)常常需要調(diào)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度，以適應(yīng)主機(jī)的工作循環(huán)需要。液壓缸的速度為： Aq 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速: MVqn 式中 q 輸入液壓缸或液壓馬達(dá)的流量； A 液壓缸的有效面積（相當(dāng)于排量）； VM 液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量。 35 由以上兩式可以看出，要控制缸和馬達(dá)的速度，可以通過改變流入流量來實(shí)現(xiàn)，也可以通過改變排量來實(shí)現(xiàn)。 對(duì)于液壓缸來說，通過改變其有效作用面積A（相當(dāng)于排量）來調(diào)速是不現(xiàn)實(shí)的，一般只能用改

15、變流量的方法來調(diào)速。 對(duì)變量馬達(dá)來說，調(diào)速既可以改變流量，也可改變馬達(dá)排量。36目前常用的調(diào)速回路主要有以下幾種： (1)(1)節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路 采用定量泵供油，通過改變回路中節(jié)流面積的大小來控制流量，以調(diào)節(jié)其速度。 (2)(2)容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路 通過改變回路中變量泵或變量馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。 (3)容積節(jié)流調(diào)速回路（聯(lián)合調(diào)速）容積節(jié)流調(diào)速回路（聯(lián)合調(diào)速） 下面主要討論節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路。 節(jié)流調(diào)速回路有，以及，三種基本形式。37節(jié)流閥串聯(lián)在泵和缸之間液壓泵輸出的油一部分液壓泵輸出的油一部分 經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸工經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸

16、工 作腔，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)；作腔，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)；液壓泵多余的油液經(jīng)溢液壓泵多余的油液經(jīng)溢 流閥排會(huì)油箱；流閥排會(huì)油箱；進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路中進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路中 溢流閥有溢流溢流閥有溢流38V圖7.3進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路正常工作的條件:泵的出口壓力為溢流閥的調(diào)定壓力并保持定值。注注意意 節(jié)流閥串聯(lián)在泵和缸之間39（1 1）速度負(fù)載特性）速度負(fù)載特性 當(dāng)不考慮泄漏和壓縮時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度為： 11Aq 活塞受力方程為： 11AFp 缸的流量方程為： mTTpCAq)(1mpTppCAq)(11 =mpTAFpCA)(1p2 液壓缸回油腔壓力，p20。 F 外負(fù)載力； 式中：V40 于是

17、mpmTFApACAAq)(11111(8.4)式中C 與油液種類等有關(guān)的系數(shù)；AT 節(jié)流閥的開口面積；Tp1ppppT節(jié)流閥前后的壓差m 為節(jié)流閥的指數(shù)；當(dāng)為薄壁孔口時(shí)，m =0.5。V41mpmTFApACAAq)(11111(7.4)式 (7.4)為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性方程。以v為縱坐標(biāo),F為橫坐標(biāo)，將式(7.4)按不同節(jié)流閥通流面積AT作圖，可得一組拋物線，稱為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性曲線。42mpmTFApACAAq)(11111圖7.4 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線 100minmaxmaxcR無級(jí)調(diào)速范圍：負(fù)載速度與節(jié)流閥同流面積成正比43（2 2）功率

18、特性）功率特性 圖7.3中，液壓泵輸出功率即為該回路的輸入功率為： pppqpPFFP11111qpAq 回路的功率損失為： 111qpqpPPPppp11)()(qppqqpTpp=1qpqpTp=而缸的輸出功率為： 44 式中 溢流閥的溢流量, 。 q1qqqp 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的功率損失由兩部分組成：溢流功率損失 和節(jié)流功率損失 qpPp112qpPT1qpqpPTppqpqpPPPppp11(7.6)V45 采用同樣的分析方采用同樣的分析方法可以得到與進(jìn)油法可以得到與進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路相路節(jié)流調(diào)速回路相似的速度負(fù)載特性似的速度負(fù)載特性.mpmFApACAT)(112節(jié)流閥串聯(lián)在液壓節(jié)

19、流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上缸的回油路上，46 （1 1）速度負(fù)載特性）速度負(fù)載特性 力平衡方程：11221PPAFP APP圖7.5回油節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流閥前后壓差：1220PTP AFPPA節(jié)流閥流量：122mmPTTTP AFqCAPCAA缸的速度：21122mTPmqCAP AFVAA47（2 2）功率特性）功率特性 圖7.5回油節(jié)流調(diào)速回路泵功率：pppPp q缸功率：122pPPFVP AP A V功率損失：122122122 cPpPPpPPpPFVP qP AP A VP qP qP qPqqP q回路效率：122PcPpPpP qP qFVP qP q48進(jìn)油路和回油路節(jié)流調(diào)速的

20、比較進(jìn)油路和回油路節(jié)流調(diào)速的比較 回油節(jié)流調(diào)速能承受一定的負(fù)值負(fù)載 回油節(jié)流調(diào)速回路運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好。 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速的油液發(fā)熱會(huì)使缸的內(nèi)外泄漏增加； 回油節(jié)流調(diào)速回路中重新啟動(dòng)時(shí)背壓不能立即建立，會(huì)引起瞬間工作機(jī)構(gòu)的前沖現(xiàn)象。 進(jìn)油路、回油路節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)簡單，但效率較低，只宜用在負(fù)載變化不大，低速、小功率場合，如某些機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中。 49 圖7.6 旁油路節(jié)流調(diào)速回路 節(jié)流閥裝在與節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯(lián)的支液壓缸并聯(lián)的支路上，利用節(jié)流路上，利用節(jié)流閥把液壓泵供油閥把液壓泵供油的一部分排回油的一部分排回油箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)溢流閥作安全閥用，溢流閥作安全閥用，液壓泵的供油壓力液壓泵的供

21、油壓力P Pp p取決于負(fù)載取決于負(fù)載。 50節(jié)流閥裝在與液壓缸并節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯(lián)的支路上，利用節(jié)流聯(lián)的支路上，利用節(jié)流閥把液壓泵供油的一部閥把液壓泵供油的一部分排回油箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)分排回油箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)節(jié) 溢流閥作為安全閥，溢流閥作為安全閥，常態(tài)時(shí)關(guān)閉，過載時(shí)常態(tài)時(shí)關(guān)閉，過載時(shí)打開，其開啟壓力為打開，其開啟壓力為最 大 工 作 壓 力 的最 大 工 作 壓 力 的1.11.2倍，故泵工作倍，故泵工作壓力完全取決于負(fù)載壓力完全取決于負(fù)載而不恒定而不恒定51（1 1）速度負(fù)載特性）速度負(fù)載特性 考慮到泵的工作壓力隨負(fù)載變化，泵的輸出流量qp應(yīng)計(jì)入泵的泄漏量隨壓力的變化 ,采用與前述相同的分析

22、方法可得速度表達(dá)式為： pq式中 qpt泵理論流量； k泵的泄漏系數(shù)，其余符號(hào)意義同前。 1)()(11111AAFCAAFkqvAqqqAqvmTptptp(8.8)52（2 2）功率特性）功率特性 回路的輸入功率ppqpP1 回路的輸出功率11111qpApFP回路的功率損失 qpqpqpPPPpp11111回路效率 ppqqqpqpPPp11111旁路節(jié)流調(diào)速只有節(jié)旁路節(jié)流調(diào)速只有節(jié)流損失，無溢流損失流損失，無溢流損失，功率損失較小。 注意注意:節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性比較軟，變載荷下的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性比較差。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，回路中的節(jié)流閥可用調(diào)速閥來代替。 用于功率較大且對(duì)速度穩(wěn)定性要求不

23、高的場合5354 容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路是利用變量泵或變量液壓馬達(dá)，通過改是利用變量泵或變量液壓馬達(dá)，通過改變泵或馬達(dá)的流量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。變泵或馬達(dá)的流量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。節(jié)流調(diào)速：節(jié)流調(diào)速：效率低、發(fā)熱大，適用于對(duì)發(fā)熱量限制不大的液壓系統(tǒng)。容積調(diào)速回路：容積調(diào)速回路：沒有溢流損失和節(jié)流損失，回路效率取決于泵和馬達(dá)的效率，回路效率高，發(fā)熱小，適用于大功率液壓系統(tǒng)，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，價(jià)格較貴。55 按油液循環(huán)方式的不同按油液循環(huán)方式的不同開式回路：開式回路：泵從油箱吸油后輸入執(zhí)行元件，執(zhí)行元件排出的油液泵從油箱吸油后輸入執(zhí)行元件，執(zhí)行元件排出的油液 直接回油箱。直接回油箱。閉式回路：閉式回路

24、：泵將油液輸入執(zhí)行元件的吸油腔，而后又從執(zhí)行元件的泵將油液輸入執(zhí)行元件的吸油腔，而后又從執(zhí)行元件的 回油腔處吸油。回油腔處吸油。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 回路簡單，油液在油箱中冷卻，沉淀雜質(zhì)；回路簡單，油液在油箱中冷卻，沉淀雜質(zhì)；缺點(diǎn)：油箱體積大，空氣易侵入油液，使運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)缺點(diǎn)：油箱體積大，空氣易侵入油液，使運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)緊湊，油液與空氣隔絕，減少了空氣進(jìn)入回路的機(jī)會(huì)；結(jié)構(gòu)緊湊，油液與空氣隔絕，減少了空氣進(jìn)入回路的機(jī)會(huì)；缺點(diǎn)：需設(shè)計(jì)補(bǔ)油裝置，如輔助泵、溢流閥、蓄能器或單向閥缺點(diǎn)：需設(shè)計(jì)補(bǔ)油裝置，如輔助泵、溢流閥、蓄能器或單向閥。功能：補(bǔ)償泄漏、冷卻和補(bǔ)油，小油箱中的冷油與系統(tǒng)中的熱油功能

25、：補(bǔ)償泄漏、冷卻和補(bǔ)油，小油箱中的冷油與系統(tǒng)中的熱油進(jìn)行一定程度的熱交換。補(bǔ)油泵的流量一般為主泵流量的進(jìn)行一定程度的熱交換。補(bǔ)油泵的流量一般為主泵流量的10%15%，壓力通常為，壓力通常為0.31MPa左右。左右。56 按所用元件的不同按所用元件的不同 容積調(diào)速回路有泵泵- -缸式回路缸式回路和泵泵- -馬達(dá)式回路馬達(dá)式回路。 這里主要介紹泵-馬達(dá)式容積調(diào)速回路。 變量泵變量泵- -定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 定量泵定量泵- -變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 變量泵變量泵- -變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路泵泵- -馬達(dá)式回路馬達(dá)式回路57 馬達(dá)為

26、定量馬達(dá)為定量, ,改變泵排量改變泵排量V VP P可使可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速馬達(dá)轉(zhuǎn)速n nM M隨之成比例地變化。隨之成比例地變化。變量泵變量泵3：改變排量即可改變速度。：改變排量即可改變速度。安全閥安全閥4：限定系統(tǒng)最高工作壓力：限定系統(tǒng)最高工作壓力補(bǔ)油泵補(bǔ)油泵1：補(bǔ)償泄漏和冷卻的功能：補(bǔ)償泄漏和冷卻的功能58 圖7.7變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 防止回路過載 補(bǔ)償泵3和馬達(dá)5的泄漏 調(diào) 定 油 泵 1的供油壓力輔助泵使低壓輔助泵使低壓管路始終保持管路始終保持一定壓力一定壓力, , 改改善了主泵的吸善了主泵的吸油條件油條件, ,且可且可置換部分發(fā)熱置換部分發(fā)熱油液油液, ,降低系降低系統(tǒng)溫升。統(tǒng)溫

27、升。59 圖7.7變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 圖7.8變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 工作特性曲線 防止 回路過載 補(bǔ)償泵3和馬達(dá)5的泄漏 調(diào) 定 油 泵 1的供油壓力60調(diào)速范圍比較小，不能使馬達(dá)反向，常應(yīng)用于造紙、紡織等行業(yè)中的卷取裝置中。61 。 538746n雙向變量泵和雙向變量雙向變量泵和雙向變量 馬達(dá)組成；馬達(dá)組成；n回路中各元件對(duì)稱布置；回路中各元件對(duì)稱布置；n變量泵正反向供油，馬達(dá)變量泵正反向供油，馬達(dá) 即正反向旋轉(zhuǎn)。即正反向旋轉(zhuǎn)。單向閥單向閥4和和5使輔助泵使輔助泵3能能 夠雙向補(bǔ)油；夠雙向補(bǔ)油；單向閥單向閥6和和7使安全閥在使安全閥在 正反兩向都能起過載保正反兩向都能起過載

28、保 護(hù)作用。護(hù)作用。62 。 538746此回路的工作特性對(duì)一般機(jī)械負(fù)此回路的工作特性對(duì)一般機(jī)械負(fù)載要求很適應(yīng)；載要求很適應(yīng)；大部分機(jī)械在低速時(shí)有較大轉(zhuǎn)矩，大部分機(jī)械在低速時(shí)有較大轉(zhuǎn)矩，在高速時(shí)有較小轉(zhuǎn)矩；在高速時(shí)有較小轉(zhuǎn)矩；此回路的調(diào)速范圍大，應(yīng)用廣泛。此回路的調(diào)速范圍大，應(yīng)用廣泛。63 容積節(jié)流調(diào)速回路用壓力補(bǔ)償泵供油，用流量控制閥調(diào)定進(jìn)入或流出液壓缸的流量來調(diào)節(jié)液壓缸的速度。 特點(diǎn)特點(diǎn) 沒有溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性比容積調(diào)速回路好。 分類分類 （1）限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路）限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路 （2）差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路）差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路6

29、4 （1）限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路）限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路 工作原理：工作原理： 調(diào)速閥不僅能保證進(jìn)入液壓缸調(diào)速閥不僅能保證進(jìn)入液壓缸的流量穩(wěn)定，而且可以使泵的流量的流量穩(wěn)定，而且可以使泵的流量自動(dòng)地和液壓缸所需的流量相適應(yīng)，自動(dòng)地和液壓缸所需的流量相適應(yīng)，因而也可使泵的供油壓力基本恒定因而也可使泵的供油壓力基本恒定（該調(diào)速回路也稱定壓式容積節(jié)流（該調(diào)速回路也稱定壓式容積節(jié)流調(diào)速回路）。調(diào)速回路）。這種回路中的調(diào)速閥也可裝在回油路上，這種回路中的調(diào)速閥也可裝在回油路上，它的承載能力、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、速度剛性它的承載能力、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、速度剛性等與相應(yīng)采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路相同。等與相

30、應(yīng)采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路相同。65 n 回路調(diào)速特性回路調(diào)速特性 曲線曲線ABC是限壓式變量泵是限壓式變量泵的壓力流量特性，曲線的壓力流量特性，曲線CDE是調(diào)速閥在某一開度時(shí)是調(diào)速閥在某一開度時(shí)的壓差流量特性，點(diǎn)的壓差流量特性，點(diǎn)F是泵是泵的工作點(diǎn)。這種回路無溢流的工作點(diǎn)。這種回路無溢流損失，但有節(jié)流損失，其大損失，但有節(jié)流損失，其大小與液壓缸的工作壓力有關(guān)。小與液壓缸的工作壓力有關(guān)?；芈沸剩夯芈沸剩?p1q1/ppqp=p1/pp66 （2）差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路）差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路l 工作原理工作原理67 特點(diǎn)：特點(diǎn)：調(diào)速范圍只受節(jié)流閥調(diào)節(jié)范圍的限制；調(diào)速范圍只受

31、節(jié)流閥調(diào)節(jié)范圍的限制；p由變量泵控制柱塞上的彈簧力來確定，進(jìn)入油缸的由變量泵控制柱塞上的彈簧力來確定，進(jìn)入油缸的 流量不受負(fù)載的影響；流量不受負(fù)載的影響；能補(bǔ)償由負(fù)載變化引起的泵的泄漏變化；能補(bǔ)償由負(fù)載變化引起的泵的泄漏變化；沒有溢流損失，泵的供油壓力隨負(fù)載而變化，回路中的沒有溢流損失，泵的供油壓力隨負(fù)載而變化，回路中的 功率損失也只有節(jié)流閥處壓降功率損失也只有節(jié)流閥處壓降p所造成的節(jié)流損失一所造成的節(jié)流損失一 項(xiàng)，項(xiàng)，因而它的效率較前一種調(diào)速回路高，且發(fā)熱少因而它的效率較前一種調(diào)速回路高，且發(fā)熱少。68684方向控制回路方向控制回路132壓力控制回路壓力控制回路速度控制回路速度控制回路44其

32、它控制回路其它控制回路液壓與氣壓基本回路6969 快速運(yùn)動(dòng)回路快速運(yùn)動(dòng)回路的功用使液壓執(zhí)行元件獲得所需的高速，縮短機(jī)械空程運(yùn)動(dòng)時(shí)間，以提高系統(tǒng)的工作效率。幾種常用的快速運(yùn)動(dòng)回路 （1）液壓缸差動(dòng)連接回路 （2）雙液壓泵供油回路（3）采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路（4）用增速缸的快速運(yùn)動(dòng)回路7070 換向閥2處于原位時(shí)，液壓泵1輸出的液壓油同時(shí)與液壓缸3的左右兩腔相通，兩腔壓力相等。由于液壓由于液壓缸無桿腔的有效面積缸無桿腔的有效面積A1A1大大于有桿腔的有效面積于有桿腔的有效面積A2A2，使活塞受到的向右作用力大于向左的作用力，導(dǎo)致活塞向右運(yùn)動(dòng)。圖圖7.0 7.0 液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路液壓缸

33、差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路7171 于是無桿腔排出的油液與泵1輸出的油液合流進(jìn)入無桿腔，即在不增加泵流量的前提下增加了供給無桿腔的油液量，使活塞快速向右運(yùn)動(dòng)。 圖圖7.0 7.0 液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路7272 這種回路比較簡單也比較經(jīng)濟(jì)，但液壓缸的速度加快有限，差動(dòng)連接與非差動(dòng)連接的速度之比為:)(21111AAA 有 時(shí) 仍 不 能滿足快速運(yùn)動(dòng)的要求，常常要求和其它方法（如限壓式變量泵）聯(lián)合使用。 圖圖7.1 7.1 液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路7373一種差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路一種差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路7474 當(dāng)換向閥6處于圖示

34、位置，并且由于外負(fù)載很小，使系統(tǒng)壓力低于順序閥3的調(diào)定壓力時(shí)，兩個(gè)泵同時(shí)向系統(tǒng)供油，活塞快速向右運(yùn)動(dòng)； 圖圖7.2雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路 設(shè)定雙泵供油時(shí)設(shè)定雙泵供油時(shí)系統(tǒng)的最高工作系統(tǒng)的最高工作壓力壓力低壓大流量泵低壓大流量泵1 1和高壓和高壓小流量泵小流量泵2 2組成的雙聯(lián)組成的雙聯(lián)泵作為系統(tǒng)的動(dòng)力源。泵作為系統(tǒng)的動(dòng)力源。 7575 換向閥6的電磁鐵通電后, 缸有桿腔經(jīng)節(jié)流閥7回油箱，達(dá)到達(dá)到順序閥順序閥3 3的調(diào)定壓力的調(diào)定壓力后后, ,大流量泵大流量泵1 1通過閥通過閥3 3卸荷卸荷, ,單向閥單向閥4 4自動(dòng)自動(dòng)關(guān)閉關(guān)閉, ,只有小流量泵只有小流量泵2 2單獨(dú)向系

35、統(tǒng)供油單獨(dú)向系統(tǒng)供油,活塞慢速向右運(yùn)動(dòng). 設(shè)定小流量泵設(shè)定小流量泵2 2的最高的最高工作壓力工作壓力 注意注意：順序閥：順序閥3 3的的調(diào)定壓力至少應(yīng)比調(diào)定壓力至少應(yīng)比溢流閥溢流閥5 5的調(diào)定壓力的調(diào)定壓力低低10%-20%10%-20%。 7676 設(shè)定小流量泵設(shè)定小流量泵2 2的最高的最高工作壓力工作壓力 注意注意：順序閥：順序閥3 3的的調(diào)定壓力至少應(yīng)比調(diào)定壓力至少應(yīng)比溢流閥溢流閥5 5的調(diào)定壓力的調(diào)定壓力低低10%-20%10%-20%。 大流量泵1的卸荷減少了動(dòng)力消耗，回路效率較高。這種回路常用在執(zhí)行元件快進(jìn)和工進(jìn)速度相差較大的場合，特別是在機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用。7777高壓小流量

36、泵的流高壓小流量泵的流量按執(zhí)行元件最大量按執(zhí)行元件最大工作進(jìn)給速度的需工作進(jìn)給速度的需要來確定，工作壓要來確定，工作壓力的大小由溢流閥力的大小由溢流閥調(diào)定，低壓大流量調(diào)定，低壓大流量泵主要起增速作用，泵主要起增速作用，它和泵的流量加在它和泵的流量加在一起應(yīng)滿足執(zhí)行元一起應(yīng)滿足執(zhí)行元件快速運(yùn)動(dòng)時(shí)所需件快速運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的流量要求。的流量要求。787879798080快速慢速切換回路8181828283834方向控制回路方向控制回路132壓力控制回路壓力控制回路速度控制回路速度控制回路44其它控制回路其它控制回路液壓與氣壓基本回路8484 順序動(dòng)作回路，根據(jù)其控制方式的不同，分為、和三類，這里只對(duì)前兩

37、種進(jìn)行介紹。 8585圖7.17 用行程開關(guān)和電磁閥配合的順序回路 首先按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，使電磁鐵1YA得電，壓力油進(jìn)入油缸3的左腔, 使活塞按箭頭1所示方向向右運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)作動(dòng)作18686 活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)6S后,通過電氣上的連鎖使1YA斷電，3YA得電.油缸3的活塞停止運(yùn)動(dòng)，壓力油進(jìn)入油缸4的左腔,使其按箭頭2所示的方向向右運(yùn)動(dòng); 動(dòng)作動(dòng)作28787當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)8S,使 3 Y A 斷電,2YA得電，壓力油進(jìn)入缸3的右腔,使其活塞按箭頭3所示的方向向左運(yùn)動(dòng)； 動(dòng)作動(dòng)作38888 當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)5,使2YA斷電,4YA得電,壓力油進(jìn)入油缸4右腔,使其活塞按箭頭4的方向返回. 當(dāng)擋塊壓下行程開關(guān)7S時(shí),4YA斷電,活塞停止運(yùn)動(dòng),至此完成一個(gè)工作循環(huán)。 8989按啟動(dòng)按鈕，1YA得電，閥1左位工作，液壓缸7的活塞向右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序1;動(dòng)作動(dòng)作19090到右端后，缸7左腔壓力上升，達(dá)到壓力繼電器3的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊，1YA 斷電，3YA得電，閥2左位工作，壓力油進(jìn)入缸8的左腔，其活塞右移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序2；動(dòng)作動(dòng)作29191 到 行 程 端點(diǎn)后，缸8左腔壓力上升，達(dá)到壓力繼電器5的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊，3YA斷電，4YA得電, 閥2右位工作，壓力油進(jìn)入缸8的右腔，其活塞左移，實(shí)