液壓與液力傳動課件：方向和壓力控制回路-

液壓與液力傳動液壓傳動基本回路上堂課內(nèi)容回顧（１）順序閥和壓力繼電器的結(jié)構(gòu)和原理（２）普通節(jié)流閥和調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)和原理（３）溢流節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)和原理。液壓基本回路一個復(fù)雜的液壓系統(tǒng)都是由一些基本的液壓回路組成的。所謂基本回路是指由液壓元件組成，以完成特定功能的油路結(jié)構(gòu)。這些基本回路，對于油路分析和設(shè)計，十分重要，相當(dāng)于電力拖動電路中的基本控制回路。第一節(jié)方向控制回路方向控制基本回路用來控制液壓系統(tǒng)中油路的接通、切斷和換向，從而使執(zhí)行元件實現(xiàn)起動、停止和換向。換向回路常用的有換向、順序、同步、自鎖等基本回路。

一、換向基本回路換向回路是用來使執(zhí)行元件換向和起停。它主要由各種換向閥等組成。基本油路，如圖所示。ABPo1.滑閥換向的基本回路換向回路常用的換向閥是兩位四通和三位四通換向閥。簡單換向回路，只需在泵與執(zhí)行元件之間采用標(biāo)準(zhǔn)的普通換向閥即可。電磁鐵通電時，油進入液壓缸上腔，推動活塞下移。電磁鐵斷電時，在外力作用下活塞上移而返回。原理動畫(1)

單作用換向回路如圖，所示。其工作原理為：利用電液換向閥控制的換向油路，如圖所示。原理動畫(2)

雙作用換向回路工作原理：（１）當(dāng)換向閥左端動作時，油液進入油缸左腔，油缸向右運動。（２）當(dāng)換向閥右端動作時，油液進入油缸右腔，油缸向左運動。（3）當(dāng)換向閥處于中位時，油缸運動停止，油泵卸荷。2.采用雙向變量泵進行換向的回路在閉式回路中，可用雙向變量泵變更供油方向，實現(xiàn)油路換向。其原理，如圖所示。工作原理：（１）當(dāng)雙向變量泵向無桿油缸端（左端）供油時，油缸向右運動。（２）由于油缸的回油量（有桿）小于進油量（無桿），因此，油泵２向油缸進油腔補償油液。（３）當(dāng)雙向變量泵向有桿油缸端（右端）供油時，油缸桿向左運動。（4）由于油缸的回油量（無桿）大于進油量（有桿），因此，多余油液經(jīng)換向閥４，然后經(jīng)溢流閥６流向油箱。3.行程開關(guān)控制的換向回路工作原理：（１）當(dāng)活塞桿向右運動，碰到行程開關(guān)ｋ2時，換向閥右電磁鐵得電，閥芯右端連通，向油缸右端供油時，油缸向左運動。（２）當(dāng)活塞桿向左運動碰到行程開關(guān)ｋ１時，換向閥左電磁鐵得電，閥芯左端連通，向油缸左端供油時，油缸向右運動。利用行程開關(guān)所組成的換向回路，如圖所示。k1k2二、鎖緊回路鎖緊回路------為了使油泵停止工作時，防止執(zhí)行元件因外界影響而發(fā)生漂移或竄動，所采用的回路，即為鎖緊回路。（１）當(dāng)換向閥處于中位狀態(tài)時，如圖，油泵卸荷，液控單向閥處于鎖緊狀態(tài)，油缸在任意位置可鎖緊。1.液控單向閥鎖緊回路換向閥需要采用H型中位機能工作原理：（２）當(dāng)換向閥處于左位或右位時，如圖。液控單向閥處于打開狀態(tài)，油缸可向左或向右運動。第二節(jié)壓力控制基本回路一、安全、調(diào)壓回路1．溢流閥單級壓力控制回路設(shè)有安全閥的安全、調(diào)壓回路，使液壓系統(tǒng)或某一部分的壓力值，保持恒定或不超過某個設(shè)定值。2．采用遠程調(diào)壓閥的安全調(diào)壓回路

如圖，利用遠程調(diào)壓閥，通過先導(dǎo)式溢流閥的遠程控制口K，實現(xiàn)對整個液壓回路的安全調(diào)壓。如圖所示，是二級減壓回路。先導(dǎo)式減壓閥2的遙控口通過二位二通換向閥3接至遠程調(diào)壓閥4。在圖示位置，缸5的壓力由減壓閥2的調(diào)定值決定；當(dāng)二位二通換向閥3處于右位時，缸5的壓力由遠程調(diào)壓閥4的調(diào)定值決定。注意：閥4的調(diào)定壓力必須低于閥2。減壓回路也可以采用比例減壓閥來實現(xiàn)無級減壓。原理動畫３．二級調(diào)壓回路4．二級壓力控制回路如圖，利用２個不同設(shè)定壓力的減壓閥和1個二位二通換向閥，可組成二級壓力控制回路.當(dāng)二位二通換向閥芯下位與減壓閥１接通時，系統(tǒng)輸出低壓p1.當(dāng)二位二通換向閥芯上位與減壓閥２接通時，系統(tǒng)輸出高壓p２原理動畫5．多級壓力控制回路圖溢流閥式多級調(diào)壓回路原理動畫工作過程：（１）當(dāng)三位四通閥中位時，系統(tǒng)高壓由高壓溢流閥１調(diào)節(jié)獲得。（２）當(dāng)三位四通閥左端得電，則系統(tǒng)壓力由低壓溢流閥２調(diào)節(jié)獲得。（3）當(dāng)三位四通閥右端得電，則系統(tǒng)壓力由低壓溢流閥３調(diào)節(jié)獲得。

如圖為采用三個溢流閥的多級調(diào)壓回路，可為系統(tǒng)輸出三級壓力。二、卸荷回路

卸荷回路的功用是，當(dāng)執(zhí)行元件停止，在液壓泵驅(qū)動電機不頻繁起閉，且使液壓泵在接近零壓的情況下運轉(zhuǎn)，以減少功率損失和系統(tǒng)發(fā)熱，延長泵和電機的使用壽命。1．換向閥中位機能卸荷回路

利用二位二通、三位四通換向閥使泵卸荷，需要使用M（或H、K）中位機能。如圖為采用二位二通電磁換向閥控制先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路。當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥1遙控口K通過二位二通電磁閥換向2接通油箱時，泵輸出的油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱，實現(xiàn)泵的卸荷。

在溢流閥遙控口與電磁換向閥之間可加設(shè)阻尼器a，以防止系統(tǒng)卸荷或升壓時而產(chǎn)生壓力沖擊。原理動畫2．先導(dǎo)式溢流閥卸荷回路3．單向卸荷閥卸荷回路

（1）當(dāng)系統(tǒng)壓力達到單向卸荷閥的設(shè)定值時，低壓泵通過單向卸荷閥卸荷。（2）當(dāng)系統(tǒng)壓力小于單向卸荷閥的設(shè)定值時，低壓泵不卸荷，而是通過單向閥向系統(tǒng)提供油液。4．儲能器保壓卸荷回路

如圖，即為儲能器保壓卸荷回路。

工作原理：當(dāng)液壓缸6的活塞桿接觸工件之后，系統(tǒng)壓力升高達到卸荷閥2的設(shè)定值時，液壓泵1卸荷。然后，由儲能器5維持液壓缸的工作壓力。維持時間是由儲能器的容量和系統(tǒng)泄漏決定的。三、保壓回路執(zhí)行機構(gòu)工作行程結(jié)束，但仍需繼續(xù)保持工作壓力的操作方法，稱保壓。所采用的回路即為保壓回路。1．開泵保壓執(zhí)行機構(gòu)已到達工作行程的終點或遇負載，油泵繼續(xù)向工作機構(gòu)供油以保持壓力，稱開泵保壓。如圖所示。

任何一個液壓系統(tǒng)都可實現(xiàn)開泵保壓。

注意：開泵保壓，泵沒有卸荷，輸出油液壓力高，且全部經(jīng)溢流閥溢流，功率消耗大，并引起油液升溫，故這種方法僅適用于短時保壓的場合。2、用液控單向閥保壓

如圖，利用液控單向閥可實現(xiàn)系統(tǒng)保壓。

工作原理：當(dāng)液壓缸上行到達一定位置時，換向閥切換到中位。由于液壓降低，液控單向閥關(guān)閉，從而起到保壓作用。當(dāng)油缸下行到一定位置時，壓力升高，壓力繼電器動作，換向閥切換到中，液控單向閥依然起保壓作用。3．用蓄能器保壓回路

如圖所示，單向閥將進給油缸1和夾緊油缸2隔開。當(dāng)液壓系統(tǒng)卸荷時，儲能器的壓力保持夾緊系統(tǒng)的壓力基本保持不變。4．自動補油保壓回路

如圖所示，當(dāng)電磁換向閥處于右位時，液壓泵向液壓缸上腔供油，液壓缸向下運動。當(dāng)達到工件時，壓力升高達到設(shè)定值式，壓力表5發(fā)出信號，設(shè)定三位四通換向閥處于中位機能，此時，液壓泵1卸荷，系統(tǒng)進入保壓狀態(tài)。當(dāng)液壓缸上腔壓力低于設(shè)定值時，壓力表發(fā)出信號，使得三位四通換向閥處于右位，油泵重新給油缸補油，使得壓力上升。如此反復(fù)實現(xiàn)自動補油保壓。圖示是采用高壓小流量泵5作為輔助泵的保壓回路。當(dāng)液壓缸加壓完畢要求保壓時，壓力繼電器3發(fā)訊，換向閥2回中位，主泵l卸荷；同時二位二通換向閥8處于左位，由輔助泵5向液壓缸上腔供油，維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。由于輔助泵只需補償封閉容腔的泄漏量，可選用小流量泵，功率損失小。保壓的壓力穩(wěn)定性取決于溢流閥7的穩(wěn)壓性能。用蓄能器代替輔助泵亦可達到保壓過程中向封閉容腔供油補償系統(tǒng)泄漏的目的。5．輔助泵的保壓回路原理動畫四、增壓回路如圖所示，是使用單作用增壓器的增壓回路。原理動畫

當(dāng)電磁換向閥處于左位時，增壓器1的大活塞與油源相通，活塞右移，小活塞端的壓力就增大A1/A2倍（p2＝p1×A1/A2），增壓后的壓力油進入工作缸（a和b）去推動負載。在換向閥處于右位時，工作缸(a和b)靠彈簧力回程。如果油路有泄漏，高位油箱3經(jīng)單向閥向增壓器1小活塞腔補油。

特點：此回路只能間歇增壓，因而只適用于工作缸需要很大的單向作用力而行程較短的場合，如制動器、離合器等。

五、平衡回路如圖所示，即為采用單向順序閥的平衡回路。原理動畫１、單向順序閥平衡回路

調(diào)整順序閥開啟壓力稍大于垂直液壓缸活塞和工作部件自重形成的下腔背壓，即可防止運動部件自行下落。在換向閥處于中位時，活塞停止運動，不再繼續(xù)下行，此處的順序閥又被稱作平衡閥。

特點：這種平衡回路當(dāng)活塞向下運動時，功率損失大，鎖住時由于滑閥結(jié)構(gòu)的順序閥和換向閥存在泄漏，活塞不能長時間停在任意位置，故它只適用于工作部件重量不大、活塞閉鎖定位要求不高的場合。2.液控單向閥平衡回路

工作原理：（１）當(dāng)換向閥左端動作時，單向閥打開，油液進入油缸，油缸運動。（２）當(dāng)換向閥處于中位時