液壓與氣壓傳動電子教案第7章基本回路

1、7.2 速度控制回路7.1 壓力控制回路 7.4 多執(zhí)行元件控制回路7.3 方向控制回路 7.5 其它回路16-7月-222液壓基本回路是為了實現(xiàn)特定的功能把有關(guān)的液壓元件組合起來的典型油路結(jié)構(gòu)，它是組成任何液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 主要包括： 1、壓力控制回路 2、速度控制回路 3、方向控制回路 4、多執(zhí)行元件回路 5、其它回路16-7月-223壓力回路 控制液壓系統(tǒng)整體或局部的壓力，以滿足執(zhí)行元件對力或轉(zhuǎn)矩的要求。主要包括： 調(diào)壓回路 減壓回路 增壓回路 卸荷回路 平衡回路 保壓回路7.1 壓力控制回路 16-7月-2247.1 壓力控制回路 功用 調(diào)定和限制液壓系統(tǒng)的壓力恒定或不超過某個數(shù)值。

2、一般用溢流閥來實現(xiàn)這一功能。 單級調(diào)壓回路1 調(diào)壓回路當(dāng)改變節(jié)流閥2的開口來調(diào)節(jié)液壓缸速度時，溢流閥1始終開啟溢流，使系統(tǒng)工作壓力穩(wěn)定在溢流閥1調(diào)定的壓力附近，溢流閥1作定壓閥用。 16-7月-2257.1 壓力控制回路 多級調(diào)壓回路 由先導(dǎo)型溢流閥、遠(yuǎn)程調(diào)壓閥和電磁換向閥組成。（b）圖所示 利用先導(dǎo)型溢流閥遙控口遠(yuǎn)程調(diào)壓時，主溢流閥的調(diào)定壓力必須大于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力 無級調(diào)壓回路 通過改變電液比例溢流閥的輸入電流來實現(xiàn)壓力調(diào)整。（c）圖所示1 調(diào)壓回路16-7月-2267.1 壓力控制回路 有單級減壓、多級減壓、無級減壓。2 減壓回路16-7月-2277.1 壓力控制回路 3 增壓回路增

3、壓回路的功能在于提高系統(tǒng)中局部油路中的壓力，能使局部壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于油源的壓力。 右圖是使用單作用增壓器的增壓回路 16-7月-2287.1 壓力控制回路 4 卸荷回路功用 在執(zhí)行元件短時間不工作時，不頻繁啟動原動機(jī)而使泵在很低壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，以減少功率損失和系統(tǒng)發(fā)熱。用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路 用先導(dǎo)型溢流閥的卸荷回路限壓式變量泵的卸荷回路 用蓄能器的卸荷回路 16-7月-2297.1 壓力控制回路 5 平衡回路使用單向順序閥的平衡回路 使用液控單向閥的平衡回路 功用 使立式液壓缸的回油路保持一定背壓，以防止運(yùn)動部件 在懸空停止期間因自重而自行下落，或自重超速失控。16-7月-22107.1 壓力控

4、制回路 6 保壓回路用液控單向閥的保壓回路 用蓄能器的保壓回路 功用 使系統(tǒng)在缸不動或微小位移的工況保持穩(wěn)定不變的壓 力。保壓性能有兩個指標(biāo)：保壓時間和壓力穩(wěn)定性。16-7月-2211速度控制回路 控制液壓執(zhí)行元件速度的調(diào)節(jié)和變換的 問題。主要包括： 調(diào)速回路-調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動速度的回路。 快速運(yùn)動回路-使執(zhí)行元件快速運(yùn)動的回路。 速度換接回路-變換執(zhí)行元件運(yùn)動速度的回路。7.2 速度控制回路 16-7月-22121 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的工作速度，可以改變輸入執(zhí)行元件的流量或由執(zhí)行元件輸出的流量；或改變執(zhí)行元件的幾何參數(shù)。液壓缸的速度 v =q /A液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 n

5、= q /vm 三種調(diào)速方式： 1、對于定量泵供油系統(tǒng)，可以用節(jié)流調(diào)速回路； 2、對于變量泵（馬達(dá)）系統(tǒng)，可以容積調(diào)速回路； 3、同時調(diào)節(jié)泵的排量和流量控制系統(tǒng)，可用容積節(jié)流調(diào)速回路16-7月-22131 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 節(jié)流調(diào)速回路回路組成：定量泵，流量控制閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥等），溢流閥，執(zhí)行元件。其中流量控制閥起流量調(diào)節(jié)作用，溢流閥起壓力補(bǔ)償或安全作用。 按流量控制閥安放位置的不同分： 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 流量控制閥串聯(lián)在液壓泵與液壓缸之間。 回油節(jié)流調(diào)速回路 流量控制閥串聯(lián)在液壓缸與油箱之間。 旁路節(jié)流調(diào)速回路 流量控制閥安裝在液壓缸并聯(lián)的支路上。 重點分析節(jié)流調(diào)速回路的速度

6、負(fù)載特性、功率特性。16-7月-22141 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 節(jié)流調(diào)速回路qp=q1+qp1A1=Fq1=KATp1/2 =KAT(pp- F/A1)1/2v =q1/A1 =KAT(pp- F/A1)1/2/A1qp=q1+qppA1=p2A2+Fq2=KATp21/2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2v =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2流量連續(xù)性方程活塞受力平衡方程節(jié)流閥壓力流量方程速度負(fù)載特性方程（1）進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路功率特性方程16-7月-22151 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 節(jié)流調(diào)速回路v =q1/A1 =KAT(pp- F

7、/A1)1/2/A1v =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2速度負(fù)載特性方程（1）進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路功率特性方程16-7月-22161 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 節(jié)流調(diào)速回路 性能差異 （1）進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路 承受負(fù)值負(fù)載的能力 運(yùn)動平穩(wěn)性 油液發(fā)熱對泄漏的影響 取壓力信號實現(xiàn)程序控制的方法 啟動性能 16-7月-22171 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 節(jié)流調(diào)速回路（3）旁路節(jié)流調(diào)速回路 溢流閥關(guān)閉，起安全閥作用。 速度負(fù)載特性方程 功率特性方程16-7月-22181 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 節(jié)流調(diào)速回路改善節(jié)流調(diào)速負(fù)載特性的回路當(dāng)負(fù)載變化時，因節(jié)流

8、閥前后壓力差變化，通過節(jié)流閥的流量均變化，故回路的速度負(fù)載特性比較差。若用調(diào)速閥代替節(jié)流閥，回路的負(fù)載特性將大為提高。調(diào)速閥可以裝在回路的進(jìn)油、回油或旁路上。負(fù)載變化引起調(diào)速閥前后壓差變化時，由于定差減壓閥的作用，通過調(diào)速閥的流量基本穩(wěn)定。16-7月-22191 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路通過改變液壓泵和液壓馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。由于沒有節(jié)流損失和溢流損失，回路效率高，系統(tǒng)溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。變量泵定量馬達(dá)調(diào)速回路定量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路變量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路液壓泵液壓馬達(dá)容積調(diào)速回路包括：16-7月-22201 調(diào)速回路7.2 速度控制回路

9、 容積調(diào)速回路（1）變量泵定量馬達(dá)調(diào)速回路溢流閥4為系統(tǒng)安全閥，防止回路過載，1為補(bǔ)油泵，溢流閥6用于調(diào)節(jié)補(bǔ)油壓力，同時置換部分發(fā)熱油液，降低系統(tǒng)溫升。 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時，系統(tǒng)工作壓力p和馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩恒定，不因調(diào)速而發(fā)生變化，所以這種回路常被稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路。這種回路的調(diào)速范圍一般為Rc 40。回路的調(diào)速特性如圖b所示 16-7月-22211 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 容積調(diào)速回路（2）定量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路圖中各元件名稱與作用同上圖當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時，當(dāng)負(fù)載功率恒定時，系統(tǒng)工作壓力和馬達(dá)輸出功率恒定，不因調(diào)速而發(fā)生變化，所以這種回路常被稱為恒功率調(diào)速回路?；芈返恼{(diào)速特性如圖b所示 16-

10、7月-22221 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 容積調(diào)速回路（3）變量泵變量馬達(dá)調(diào)速回路單向閥4和5用于輔助泵3能雙向補(bǔ)油；單向閥6和7使溢流閥8在兩個方向?qū)ο到y(tǒng)起安全保護(hù)作用，其它元件同前所述。 這種調(diào)速回路是前述兩種回路的組合，由于液壓泵和液壓馬達(dá)的排量VP、VM均可改變，調(diào)速范圍大。一般機(jī)械要求低速時有較大的輸出轉(zhuǎn)矩，高速時能提供較大的輸出功率。采用這種回路恰好可以達(dá)到這個要求?；芈返恼{(diào)速范圍一般為Rc100。回路的調(diào)速特性如圖b所示 16-7月-22231 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路用壓力補(bǔ)償變量泵供油，用流量控制閥調(diào)定進(jìn)入液壓缸的流量來調(diào)節(jié)液壓缸的

11、速度；并使變量泵的供油量始終隨流量控制閥調(diào)定流量作相應(yīng)的變化。該回路無溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性比容積調(diào)速回路好。分為兩類： 1 限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路 2 差壓式變量泵與節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路 16-7月-22241 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 容積節(jié)流調(diào)速回路（1）限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路 液壓缸的運(yùn)動速度由調(diào)速閥控制。變量泵的輸出流量和出口壓力自動保持相應(yīng)的恒定值，回路無溢流損失，但有節(jié)流損失，其大小與液壓缸的工作壓力有關(guān)?；芈沸?p1q1/ppqp=p1/pp16-7月-22251 調(diào)速回路7.2 速度控制回路 容積節(jié)流調(diào)速回路（2）

12、差壓式變量泵與節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路 p1q1/ppqp=p1/pp節(jié)流閥3控制輸入液壓缸的流量，變量泵自動調(diào)節(jié)輸出流量與節(jié)流閥控制流量相適應(yīng)。當(dāng)qpq1時,定子與轉(zhuǎn)子間的偏心距e減小，液壓泵流量qp隨之減小，直至與q1相適應(yīng) ；反之，當(dāng)qp q1 時,定子與轉(zhuǎn)子間的偏心距e增大，液壓泵流量qp隨之增大，直至與q1相適應(yīng) ；節(jié)流閥3前后壓差p=pp-p1基本上由作用在變量泵控制活塞上的彈簧力FS來確定，即p=FS / A0 回路效率為 16-7月-22262 快速運(yùn)動回路7.2 速度控制回路 快速運(yùn)動回路的功用是使執(zhí)行元件獲得盡可能大的空載運(yùn)行速度，以提高系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，充分利用功率 。

13、常用的三種快速運(yùn)動回路： 1、液壓缸差動連接快速運(yùn)動回路 2、雙泵供油快速運(yùn)動回路 3、增速缸的增速回路 16-7月-22272 快速運(yùn)動回路7.2 速度控制回路 液壓缸差動連接快速運(yùn)動回路 有桿腔回油和液壓泵供油合在一起進(jìn)入液壓缸無桿腔，活塞將快速向右運(yùn)動，差動連接與非差動連接的速度之比為 v1/v2A1/(A1-A2)16-7月-22282 快速運(yùn)動回路7.2 速度控制回路 雙泵供油快速運(yùn)動回路 當(dāng)系統(tǒng)壓力低于閥3調(diào)定壓力時，兩個泵同時向系統(tǒng)供油，活塞快速向右運(yùn)動；系統(tǒng)壓力達(dá)到或超過閥3調(diào)定壓力時，大流量泵1通過閥3卸載，單向閥4自動關(guān)閉，只有小流量泵向系統(tǒng)供油，活塞慢速向右運(yùn)動。16-7

14、月-22292 快速運(yùn)動回路7.2 速度控制回路 增速缸的增速回路 增速缸由活塞缸與柱塞缸復(fù)合而成。換向閥處于左位，壓力油經(jīng)柱塞孔進(jìn)入增速缸小腔 ，推動活塞快速向右移動，大腔所需油液由充液閥3從油箱吸取，活塞缸右腔油液經(jīng)換向閥回油箱。當(dāng)執(zhí)行元件接觸工件，工作壓力升高，順序閥4開啟，高壓油關(guān)閉充液閥3，并同時進(jìn)入增速缸的大、小腔，活塞轉(zhuǎn)換成慢速運(yùn)動，且推力增大。16-7月-22303 速度換接回路7.2 速度控制回路 用于切換執(zhí)行元件的速度，換接過程要求平穩(wěn)，換接精度高。按切換速度的不同，有快速-慢速、慢速-慢速的換接。 快、慢速換接回路 用行程閥的速度換接回路 換向閥2 右位，液壓缸活塞快進(jìn)到

15、預(yù)定位置，行程閥關(guān)閉，缸右腔油液經(jīng)過節(jié)流閥2回油箱，活塞轉(zhuǎn)為慢速工進(jìn)。 換向閥2 左位，壓力油經(jīng)單向閥3進(jìn)入缸右腔，活塞快速向左返回。16-7月-22313 速度換接回路7.2 速度控制回路 慢-慢速換接回路為實現(xiàn)兩次工進(jìn)速度，常用兩個調(diào)速閥串聯(lián)或并聯(lián)在油路中，用換向閥進(jìn)行切換。16-7月-2232控制進(jìn)入執(zhí)行元件液流的通、斷或變向來實現(xiàn)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的啟動、停止或改變運(yùn)動方向的回路。常用的方向控制回路主要是換向回路。7.3 方向控制回路 1 采用換向閥的換向回路 簡單換向采用二位四通、三位四通換向閥都可以使雙作用液壓缸換向。二位閥只能使執(zhí)行元件正、反向運(yùn)動，三位閥有中位，不同中位機(jī)能可使系

16、統(tǒng)獲得不同性能。采用電磁換向閥和電液換向閥可以方便的實現(xiàn)自動往復(fù)運(yùn)動，換向平穩(wěn)性和換向精度有時不能滿足要求。16-7月-22337.3 方向控制回路 復(fù)雜換向回路 時間控制制動式行程控制制動式常采用機(jī)動換向閥作先導(dǎo)閥，液動換向閥作主閥的換向回路。16-7月-22347.3 方向控制回路 2 采用雙向變量泵的換向回路 在閉式回路中可用雙向變量泵變更供油方向來實現(xiàn)液壓缸（馬達(dá)）換向。 這種回路適用于壓力較高、流量較大的場合。16-7月-2235 在液壓系統(tǒng)中，如果一個油源給多個執(zhí)行元件輸送壓力油，各個執(zhí)行元件會因回路中的壓力和流量的彼此影響而在動作上相互牽制，需要使用一些特殊的回路才能實現(xiàn)預(yù)定動作

17、的要求。這類回路主要有： 1、順序動作回路 2、同步回路 7.4 多執(zhí)行元件控制回路 16-7月-22367.4 多執(zhí)行元件控制回路 順序動作回路 使兩個以上執(zhí)行元件嚴(yán)格按照預(yù)定順序動作。 分為壓力控制和行程控制兩種。 壓力控制順序動作回路 16-7月-22377.4 多執(zhí)行元件控制回路 順序動作回路 使兩個以上執(zhí)行元件嚴(yán)格按照預(yù)定順序動作。 分為壓力控制和行程控制兩種。 行程控制順序動作回路 16-7月-22387.4 多執(zhí)行元件控制回路 2 同步回路 保證系統(tǒng)中兩個或多個執(zhí)行元件在運(yùn)動中以相同的位移或相同的速度（或固定的速比）運(yùn)動。同步運(yùn)動分為速度同步和位置同步兩類。 。 用流量控制閥的同步回路 16-7月-22397.4 多執(zhí)行元件控制回路 2 同步回路 保證系統(tǒng)中兩個或多個執(zhí)行元件在運(yùn)動中以相同的位移或相同的速度（或固定的速比）運(yùn)動。同步運(yùn)動分為速度同步和位置同步兩類。 。 用同步缸的同步回路 用同步馬達(dá)的同步回路 16-7月-2240鎖緊回路 鎖緊回路的功用是在液壓執(zhí)行 件不工作時切斷其進(jìn)、出油液 通道，使它準(zhǔn)確地保持在既定 位置上，并防止