第七章液压基本回路及系统.ppt

液压传动第七章 液压基本回路第七章 液压基本回路 第一节第一节 压力控制回路压力控制回路第二节第二节 速度控制回路速度控制回路第三节第三节 方向控制回路方向控制回路液压传动第七章 液压基本回路 所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。任何液压系统都是由一些基本回路组成。基本回路按在液压系统中的功能可分：l压力控制回路 控制整个系统或局部油路的工作压力；l速度控制回路 控制和调节执行元件的速度；l方向控制回路 控制执行元件运动方向的变换和锁停；l多执行元件控制回路 控制几个执行元件间的工作循环。熟悉和掌握液压基本回路的功能，有助于更好地分析、使用和设计各种液压传动系统。液压传动第七章 液压基本回路7.1 压力控制回路 利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩的要求。包括以下几种：l调压回路l卸荷回路l减压回路l增压回路l平衡回路l保压回路l泄压回路液压传动第七章 液压基本回路7.1.1 调压回路 利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩的要求。包括以下几种：调定和限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多级压力变换。一般用溢流阀来实现这一功能。l单级调压回路液压传动第七章 液压基本回路l多级调压回路 由溢流阀1、2、3分别控制系统的压力，组成三级调压回路。阀2和阀3的调定压力要小于阀1的调定压力。34先导式溢流阀先导式溢流阀液压传动第七章 液压基本回路7.1.2减压回路 减小系统压力到需要的稳定值，以满足机床的夹紧、定位、润滑及控制油路的要求。要减压阀稳定工作，最低调整压力0.5MPa，最高调整压力至少比系统压力低0.5MPa。(当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以避免减压阀泄漏对执行元件的速度发生影响。)下面右图中阀2的调定压力值要低于阀1的调定压力值。液压传动第七章 液压基本回路7.1.3增压回路 液压系统中的某一支油路需要压力较高但流量不大的压力油，若采用高压泵不经济，或者根本就没有这样高压力的液压泵时，就采用增压回路。实现压力放大的元件主要是增压器，其增压比为增压器大小活塞的面积比。注意：压力放大是在降低有效流量的前提下得到的。双作用增压器的增压回路 它能连续输出高压油，适用于增压行程要求较长的场合。单作用增压器的增压回路适用于单向作用力大、行程小、作业时间短的场合。液压传动第七章 液压基本回路双作用增压缸增压回路双作用增压缸增压回路 单作用增压缸增压回路单作用增压缸增压回路液压传动第七章 液压基本回路7.1.4卸荷回路 在液压泵驱动电机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的寿命。卸荷方式：流量卸荷和压力卸荷。流量卸荷主要是使用变量泵，使泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转，此方法比较简单，但泵仍处在高压状态下运行，磨损比较严重。压力卸荷的方法是使泵在接近零压下运转，常见的压力卸荷方式有以下几种：l换向阀卸荷回路 M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵卸荷，这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统能保持03MPa左右的压力，供操纵控制油路之用。液压传动第七章 液压基本回路l用先导型溢流阀卸荷的卸荷回路 先导型溢流阀的远程控制口直接与二位二通电磁阀相连，构成用先导型溢流阀的卸荷回路。这种卸荷回路卸荷压力小，切换时冲击也小。l双泵供油回路中利用顺序阀作卸荷阀液压传动第七章 液压基本回路l限压式变量泵的卸荷回路零流量卸荷，如图，当液压缸3活塞运动到行程终点或换向阀2处于中位时，泵1的压力升高，流量减小，当压力接近压力限定值时，泵的流量减小到只补充液压缸或换向阀的泄漏，回路实现卸载。l有蓄能器的卸荷回路 当回路压力到达卸载溢流阀2的调定值时，定量泵通过阀2卸载，由蓄能器3保持系统压力，补充系统泄漏；当回路压力下降低于卸荷溢流阀2的调定值时,阀2关闭,定量泵恢复向系统供油。液压传动第七章 液压基本回路7.1.5保压回路 保压回路是使系统在液压缸不动或仅有工件变形所产生的小位移下稳定地维持住压力。最简单的保压回路是使用密封性能较好的液控单向阀的回路，但是阀类元件处的泄漏使得这种回路的保压时间不能维持太久。常用的保压回路有：l利用液压泵保压的保压回路 在保压过程中，液压泵仍以较高的压力（保压所需压力）工作。此时，若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，易发热，故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用；而采用变量泵时，在保压时泵的压力较高，但输出流量几乎等于零。因而，液压系统的功率损失小。液压传动第七章 液压基本回路l利用蓄能器保压的保压回路 液压传动第七章 液压基本回路l自动补油的保压回路 液压传动第七章 液压基本回路7.1.6平衡回路功用:防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。l采用平衡阀的平衡回路。当活塞向下快速运动时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因平衡阀和换向阀的泄漏而缓慢下落；因此它只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。l采用液控平衡阀的平衡回路 这种平衡回路的优点是只有上腔进油时活塞才下行，比较安全可靠，缺点是活塞下行时平稳性较差；因此这种回路适用于运动部件重量不很大，停留时间较短的液压系统中。液压传动第七章 液压基本回路l采用液控单向阀的平衡回路 由于液控单向阀是锥面密封，泄漏量小，故其闭锁性能好，活塞能够较长时间停止不动。回路中的单向节流阀用于防止活塞下行时产生振动和冲击。液压传动第七章 液压基本回路7.1.7卸压回路功用:使执行元件高压腔中的压力缓慢地释放，以免泄压过快引起剧烈的冲击和振动。延缓换向阀切换时间的泄压回路 下图为液压缸卸压后再返程。换向阀处于中位时，主泵卸载。阀8断电，泵5卸压，液压缸上腔压力油通过节流阀 6 和溢流阀 7 泄压，节流阀 6 在卸载时起缓冲作用。泄压时间可由时间继电器控制。用顺序阀控制的泄压回路 回路采用带卸载小阀芯的液控单向阀 4 实现保压和泄压，泄压压力和回程压力均由顺序阀控制。液压传动第七章 液压基本回路7.2速度控制回路 液压传动系统中速度控制回路包括:l调速回路:调节液压执行元件的速度l快速运动回路:使执行元件获得快速运动l速度换接回路:快速运动和工作进给速度以及工作进给速度之间的速度换接 7.2.1调速回路l节流调速回路 工作原理：通过改变回路中流量控制元件（节流阀和调速阀）通流面积的大小来控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。根根流量阀在回路中的位置不同分为：进油节流调速、回油节流调速、旁路节流调速。液压传动第七章 液压基本回路1进油节流调速回路1）速度负载特性2）最大承载能力和最大运动速度 3）功率4）回路效率液压传动第七章 液压基本回路2容积调速回路 通过改变回路中液压泵或液压马达的排量来实现调速。主要优点是功率损失小且其工作压力随负载变化，效率高、油温低，适用于高速、大功率系统。按油路循环方式不同分为开式回路和闭式回路 变量泵和定量马达(液压缸)的容积调速回路定量泵和变量马达的容积调速回路变量泵和变量马达的容积调速回路 容积调速回路通常有三种基本形式 液压传动第七章 液压基本回路变量泵和定量马达的容积调速回路变量泵和定量马达的容积调速回路液压传动第七章 液压基本回路3容积节流调速回路原理：压力补偿式变量泵供油、调速阀(或节流阀)调节流量并使泵输出流量自动与液压缸所需流量相适应 效率较高、调速较稳定、结构较简单。广泛应用于负载变化不大的中、小功率组合机床的液压系统中限压式变量泵与调速阀的容积节流调速回路限压式变量泵与调速阀的容积节流调速回路 液压传动第七章 液压基本回路调速回路的比较 液压传动第七章 液压基本回路7.2.2快速回路l差动连接回路 在不增加泵输出流量的情况下，提高工作部件运动速度的一种快速回路，实质是改变液压缸的有效作用面积。l双泵供油的快速运动回路 利用低压大流量泵2和高压小流量泵1并联为系统供油 回路功率利用合理、效率高，速度换接较平稳，在快、慢速度相差较大的机床中应用广泛 液压传动第七章 液压基本回路7.2.3速度换接回路功用：在设计或调节好的几种运动速度中，从一种速度换成另一种速度。l快速运动和工作进给运动的换接回路要求：速度换接要平稳，不允许在速度变换的过程中有 速度突然增加现象 换接时的位置精度高，冲击量小，运动速度的变换也比较平稳。这种回路在机床液压系统中应用较多 液压传动第七章 液压基本回路l两种工作进给速度的换接回液压传动第七章 液压基本回路7.3方向控制回路 功用：控制执行元件的起动、停止及换向 包括：换向回路和锁紧回路 7.3.1换向回路液压传动第七章 液压基本回路7.3.2锁紧回路功用:使工作部件在任意位置停留;停止工作时,防止在受力的情况下发生移动 采用液控单向阀的锁紧回路,换向阀的中位机能应使液控单向阀的控制油液卸压(换向阀采用H型或Y型)采用液控单向阀的锁紧回路 液压传动第七章 液压基本回路7.3.3制动回路功用:使液压执行元件平稳地由运动状态转换为静止状态，制动快，冲击小，制动过程中油路出现的异常高压和负压能自动有效地被控制。l在缸两侧油路上设置有反应灵敏的小型直动型溢流阀4 和5，换向阀切换时，活塞在溢流阀4 和5 调定压力之下实现制动。如活塞向右运动换向阀突然切换，缸右腔油液由于运动部件的惯性而突然升高，当压力超过阀4 的调定压力，阀4 打开溢流，缓和管路中的液压冲击，同时缸的左腔通过单向阀7 补油。l活塞向左运动，由溢流阀5和单向阀6起缓冲和补油作用。l 缓冲溢流阀4 和5 的调定压力一般比系统溢流阀调定压力高510。1用溢流阀的液压缸制动回路液压传动第七章 液压基本回路2用溢流阀的液压马达制动回路l当电磁铁失电，切断马达回油，马达制动。由于惯性负载作用，马达将继续旋转而转为泵工况，马达的最大出口压力由溢流阀6 限定，即出口压力超过阀6 的调定压力时，阀6开启溢流，缓和管路中的液压冲击。l泵在阀4 调定压力下低压卸载，并在马达制动时实现有压补油，不致吸空。溢流阀6 的调定压力一般等于系统额定工作压力。溢流阀2 为系统安全阀。在马达的回油路上串联一溢流阀6。换向阀3得电时，马达由泵供油旋转，马达排油通过背压阀4回油箱，背压阀调定压力一般为 0.30.7MPa。