
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第七章液壓基本回路基本回路:有關(guān)液壓元件所組成的能獨(dú)立完成特定功能的典型回路。
壓力控制回路速度控制回路方向控制回路多缸工作回路類(lèi)型等等3、能正確組合較簡(jiǎn)單的液壓基本回路。1、方向、速度、壓力等控制回路的基本原理、功能、回路中各元件作用和典型回路圖;重點(diǎn):2、節(jié)流調(diào)速回路的參數(shù)計(jì)算方法,其中包括正確地應(yīng)用薄壁小孔流量公式,準(zhǔn)確列出液壓缸受力平衡方程等;難點(diǎn):1、節(jié)流調(diào)速回路的分析與計(jì)算;2、調(diào)壓回路、減壓回路的參數(shù)分析?!?-1壓力控制回路類(lèi)型:
調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷、平衡回路等。一、調(diào)壓回路作用:為使系統(tǒng)保持一定工作壓力或不超過(guò)某一個(gè)數(shù)值,或在幾種不同壓力下工作。
1、單級(jí)調(diào)壓回路Py
值小的為穩(wěn)壓溢流作用;Py
值大的起安全作用。條件:
Py1>Py21DT(-):P=Py11DT(+):P=Py22、二級(jí)調(diào)壓回路3、多級(jí)調(diào)壓回路條件:
Py1>Py2、Py1>Py3、Py2≠Py31DT(-)、2DT(-):P=Py1
1DT(+):P=Py22DT(+):P=Py34、連續(xù)、按比例進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)回路采用先導(dǎo)式比例電磁溢流閥,調(diào)節(jié)進(jìn)入閥的輸入電流(或電壓)的大小,即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單,壓力切換平穩(wěn),更容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制或程控。二、減壓回路作用:使系統(tǒng)某一部分油路(夾緊回路、控制回路、潤(rùn)滑回路)具有較低的穩(wěn)定壓力。1、單級(jí)減壓回路條件:
Py
≥PJ+0.5MPaPJ≥0.5MPa2、二級(jí)減壓回路條件:
Py1>PJ
、PJ>Py2三、增壓回路1、單作用缸增壓回路2、雙作用缸增壓回路特點(diǎn):①增壓行程短;②對(duì)增壓缸密封要求高;③不能連續(xù)獲得高壓。特點(diǎn):①增壓行程短;②可連續(xù)獲得高壓。四、卸荷回路泵的卸荷:泵在很小的輸出功率下運(yùn)轉(zhuǎn)(流量卸荷—變量泵;壓力卸荷—定量泵),可節(jié)省功率損耗,減少系統(tǒng)發(fā)熱及泵的磨損,延長(zhǎng)泵和電機(jī)的使用壽命,而又不用頻繁啟閉電機(jī)。1、采用換向閥的卸荷回路H型中位機(jī)能K型中位機(jī)能M型中位機(jī)能2、采用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路到系統(tǒng)3、采用二通閥的卸荷回路到系統(tǒng)§7-2速度控制回路類(lèi)型:
調(diào)速回路、增速回路、速度換接回路等一、調(diào)速回路
節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路:變量泵+流量閥類(lèi)型進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路回油節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路變量泵-定量執(zhí)行元件定量泵-變量執(zhí)行元件變量泵-變量執(zhí)行元件1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路
(一)節(jié)流調(diào)速回路
將流量控制閥串接在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上,且在泵與流量閥之間有與之并聯(lián)的溢流閥?;芈方M成方式:(1)速度-負(fù)載特性分析系統(tǒng)穩(wěn)定工作時(shí),活塞受力平衡方程:P1A1=R+P2A2P2=0A1PyPpP1P2A2qpΔP=Pp-P1=Pp-R/A1
節(jié)流閥前后壓差:活塞運(yùn)動(dòng)速度:上式即:負(fù)載特性方程①當(dāng)R=0時(shí),(空載)②當(dāng)R=PPA1時(shí),v=0(停止運(yùn)動(dòng))P1=R/A1分析:速度負(fù)載特性:活塞運(yùn)動(dòng)速度隨負(fù)載變化的特性。速度剛度:活塞運(yùn)動(dòng)速度隨負(fù)載變化而變化的程度。用T表示。速度負(fù)載特性曲線(xiàn)(v-R曲線(xiàn))分析:①R一定時(shí),v與AT成正比;高速時(shí)的速度剛度比低速時(shí)的?。虎贏T一定時(shí),R增加則速度減??;重載區(qū)域的速度剛度比輕載時(shí)的小。0RvAT3AT2AT1>
AT2>
AT3AT1Rmax(2)特點(diǎn)①∵P2=0,沒(méi)有背壓,∴運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差;隨負(fù)載變化,速度變化,速度穩(wěn)定性差。即V-R特性軟。
②壓力油經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸,油的溫升使系統(tǒng)泄漏增加。③泵在恒壓下工作,功率利用不合理。④存在溢流損失,回路效率低。⑤停車(chē)后啟動(dòng)沖擊小。(3)應(yīng)用輕載、慢速、負(fù)載變化不大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的場(chǎng)合。2、回油節(jié)流調(diào)速回路
回路組成方式:將流量控制閥串接在執(zhí)行元件的回油路上,且在泵與執(zhí)行元件之間有與之并聯(lián)的溢流閥。(1)速度-負(fù)載特性分析系統(tǒng)穩(wěn)定工作時(shí),活塞受力平衡方程:P1A1=R+P2A2P1=PPP2=(PPA1-R)/A2A1A2Ppq2qpq1qyPyP1P2活塞運(yùn)動(dòng)速度(負(fù)載特性方程):分析:①當(dāng)R=0時(shí),(空載)②當(dāng)R=PPA1時(shí),v=0(停止運(yùn)動(dòng))速度剛度:即:回油節(jié)流調(diào)速的v-R特性與進(jìn)油節(jié)流調(diào)速完全相同。兩者特性曲線(xiàn)完全相同。節(jié)流閥前后壓差:ΔP=P2-P3=P2-0=P2=(PpA1-R)/A2
AT1>
AT2>
AT30RvAT3AT2AT1Rmax(2)特點(diǎn)①∵P2≠
0,有背壓,∴運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較好;隨負(fù)載變化,速度變化,速度穩(wěn)定性差。即V-R特性軟。
壓力油經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入油箱冷卻,可減少系統(tǒng)發(fā)熱及泄漏。③泵在恒壓下工作,功率利用不合理。④溢流閥起穩(wěn)壓作用,存在溢流損失,回路效率低。⑤停車(chē)后啟動(dòng)沖擊大。(3)應(yīng)用輕載、慢速、負(fù)載變化不大、對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求較高的場(chǎng)合。3、旁路節(jié)流調(diào)速回路
PPqPqTq1P2A2A1P1v回路組成方式:將流量控制閥并接在泵與執(zhí)行元件之間。(1)速度-負(fù)載特性分析※列活塞受力平衡方程※求出節(jié)流閥前后壓差:ΔP※求出活塞運(yùn)動(dòng)速度(負(fù)載特性方程)※畫(huà)出速度負(fù)載特性曲線(xiàn)(v-R曲線(xiàn))①R一定時(shí),AT越大,v越小,速度剛度越差;②AT一定時(shí),R增加則速度減??;重載區(qū)域的速度剛度比輕載時(shí)的大。③
隨AT增加,系統(tǒng)所能承受的最大載荷減小,說(shuō)明低速時(shí)承載能力差。分析:0RvAT1AT2AT3Rmax1Rmax2Rmax3AT1<AT2<
AT3(2)特點(diǎn)①運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性:系統(tǒng)發(fā)熱:③功率利用:④回路效率:⑤低速時(shí)承載能力差,調(diào)速范圍較小,停車(chē)后啟動(dòng)沖擊大。(3)應(yīng)用高速、重載、負(fù)載變化不大、對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的場(chǎng)合。4、三種節(jié)流調(diào)速回路
性能比較①V-R特性
v隨R而變化,是它們的共同缺點(diǎn),尤以旁路最差,故均用在負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。
承受負(fù)方向載荷的能力及運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性回油:P2≠
0,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較好,能承受負(fù)方向載荷;
進(jìn)油、旁路:P2=0,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差,不能承受負(fù)方向載荷。最大承載能力
進(jìn)油、回油:Rmax由溢流閥調(diào)定
旁路:
Rmax隨節(jié)流閥通流面積的增加而減小,即低速承載能力差。5、采用調(diào)速閥的調(diào)速回路
RvAT1<AT2<
AT3AT1AT30特點(diǎn):①速度穩(wěn)定性大大提高;功率損失比同類(lèi)采用節(jié)流閥的大。(二)容積調(diào)速回路
通過(guò)改變變量泵的輸出流量或改變變量馬達(dá)的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的速度調(diào)節(jié)。1、變量泵-定量執(zhí)行元件組成的容積調(diào)速回路安全閥開(kāi)式回路閉式回路P1P2速度特性分析:液壓缸:液壓馬達(dá):改變Vp,即可改變缸的運(yùn)動(dòng)速度v.改變Vp,即可改變nM.qPVMnM安全閥qPvA2、定量泵-變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路qPnMVMTMp1p2馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩:馬達(dá)輸出功率:3、變量泵-變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路屬上述二者的組合,可滿(mǎn)足低速時(shí)有大轉(zhuǎn)矩,高速時(shí)有大功率。qPnMVMTMp1p24、容積調(diào)速回路特點(diǎn)①無(wú)節(jié)流損失和溢流損失,回路效率高,系統(tǒng)發(fā)熱小。速度穩(wěn)定性好,但隨著負(fù)載增加,容積效率降低,導(dǎo)致低速時(shí)速度穩(wěn)定性比采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路差。泵和馬達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高。
④適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。(三)容積節(jié)流調(diào)速回路(聯(lián)合調(diào)速回路)
既滿(mǎn)足高效率,又滿(mǎn)足低速穩(wěn)定性要求。組成:變量泵供油+節(jié)流調(diào)速(節(jié)流閥或調(diào)速閥)。類(lèi)型:1、限壓式變量泵+調(diào)速閥2、差壓式變量泵+節(jié)流閥特點(diǎn):無(wú)溢流損失,但存在節(jié)流損失,速度穩(wěn)定性比容積調(diào)速好。二、增速回路(快速運(yùn)動(dòng)回路)
1、差動(dòng)連接增速回路
二位三通閥三位四通閥(P
型中位機(jī)能)進(jìn)2YA1YA3YA電磁鐵動(dòng)作表動(dòng)作電磁鐵1YA2YA3YA快進(jìn)一工進(jìn)二工進(jìn)快退快進(jìn):+++++--+--++采用差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路分析:二工進(jìn):采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路PX采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路高壓低壓三、速度換接回路(速度切換回路)
快速-慢速的換接回路采用調(diào)速閥串聯(lián)的慢速-慢速的換接回路AT1AT2AT1AT2AT1≠AT2
采用調(diào)速閥并聯(lián)的慢速-慢速的換接回路AT2AT1§7-3方向控制回路類(lèi)型:?jiǎn)?dòng)、停止(包括鎖緊)和換向回路。一、啟?;芈?/p>
執(zhí)行元件需頻繁啟動(dòng)或停止的液壓系統(tǒng)中,一般不采用啟動(dòng)和停止電機(jī)的方法。采用二位二通、二位三通電磁閥或中位為O,Y,M型的三位四通換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。二位二通二位三通三位四通(O、Y、M)二、鎖緊回路
M、O型中位機(jī)能液控單向閥,H型中位機(jī)能換向閥液控單向閥,中位Y型換向閥三、換向回路采用電磁換向閥采用手動(dòng)換向閥采用先導(dǎo)控制液動(dòng)換向閥§7-4多缸工作回路類(lèi)型:順序動(dòng)作回路、同步回路、防干擾回路等。一、順序動(dòng)作回路(一)采用行程控制的順序動(dòng)作回路123①
②
③
④
4行程閥控制125①
②
③
④
6S1S3S2S4行程開(kāi)關(guān)控制(二)采用壓力控制的順序動(dòng)作回路順序閥控制動(dòng)作順序:先將工件夾緊,然后動(dòng)力滑臺(tái)進(jìn)行切削加工,加工完畢,退刀、松開(kāi)。
發(fā)訊元件動(dòng)作1234壓力繼電器夾緊
--
-
-
-快進(jìn)
-
+
-
+
+工進(jìn)
-
+
-
-
+退刀
-
-
+
+
+松開(kāi)
+
-
-
-
-壓力繼電器控制例如:定位夾緊順序回路②
①
③
③
(三)采用時(shí)間控制的順序動(dòng)作回路延時(shí)閥的時(shí)間控制二、同步回路
使兩個(gè)或兩個(gè)以上的液壓缸,在運(yùn)動(dòng)中保持相同位移或相同速度的回路稱(chēng)為同步回路。串聯(lián)液壓缸的同步回路
并聯(lián)液壓缸的同步回路
1DT2DT3DT4DT快進(jìn)一工進(jìn)二工進(jìn)快退原位停止,泵卸荷1DT2DT3DT4DT快進(jìn)+-++一工進(jìn)--++二工進(jìn)---+快退-+++原位停止,泵卸荷----動(dòng)作循環(huán)電磁鐵動(dòng)態(tài)1DT2DT3DT4DT5DTA夾緊---+-
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