第七章液压基本回路§6-1压力控制回路.pptx

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1、第六章第六章 液压基本回路液压基本回路n回路是液压系统的基本组成单元，是为了完成某种特定功能而由元件组成的油路结构。本章是以后学习和分析液压系统的重要基础。重点：1. 调压回路和卸荷回路；2. 节流调速回路的调速原理；3. 容积调速回路的特性（速度负载特性、承载能力、效率）4. 快速运动回路、速度换接回路和顺序动作回路的工作原理。 难点：1. 节流调速回路的特点2. 容积节流调速的工作原理。计划学时：6学时 液压基本回路液压基本回路 由有关的液压元件组成用来完成某种特定功能的典型回路。 一些液压设备的液压系统虽然很复杂，但它通常都由一些基本回路组成，所以掌握一些基本回路的组成、原理和特点将有助

2、于认识分析一个完成的液压系统。液压基本回路分类：液压基本回路分类：n压力控制回路n速度控制回路n多缸工作控制回路n其它回路液压系统液压系统 由一个或多个液压基本回路组成。第六章第六章 液压基本回路液压基本回路n6-16-1 压力控制回路压力控制回路6-2 6-2 速度控制回路速度控制回路6-3 6-3 多缸运动控制回路多缸运动控制回路6-4 6-4 其它回路其它回路6-16-1 压力控制回路压力控制回路n是控制液压系统整体或系统中某一部是控制液压系统整体或系统中某一部分的压力，以满足执行元件对力或力分的压力，以满足执行元件对力或力矩要求的回路。矩要求的回路。n这类回路包括调压、减压、增压、卸荷

3、、保压和平衡等多种回路。一、调压回路一、调压回路功能功能: :对整个系统或某一局部的压力进对整个系统或某一局部的压力进行控制，使之既满足使用要求，又能行控制，使之既满足使用要求，又能降低降低P P，减少发热。，减少发热。调压回路分类调压回路分类: :单级单级 、远程远程 、多级多级 单级调压回路组成单级调压回路组成n泵、溢流阀、节泵、溢流阀、节流阀、二位四流阀、二位四通电磁换向阀、通电磁换向阀、液压缸等液压缸等动画演示动画演示双向调压回路工作原理双向调压回路工作原理n由溢流阀由溢流阀2调压，压力较低；调压，压力较低；n 二位四通换向阀左位，由溢流阀二位四通换向阀左位，由溢流阀1调压，调压，压力

4、较高压力较高动画演示动画演示远程调压回路工作原理远程调压回路工作原理n由阀由阀1调压，压力较高。调压，压力较高。n电磁铁得电，由远程调压阀调压，压力电磁铁得电，由远程调压阀调压，压力较低较低动画演示动画演示多级调压回路工作原理多级调压回路工作原理n由阀由阀1调压，压力较高。调压，压力较高。 n电磁铁得电，由阀电磁铁得电，由阀2或或3调压，压力较低调压，压力较低。n但为获得多级压力，阀但为获得多级压力，阀2或或3的调定压力的调定压力必须小于阀必须小于阀1的调定压力，否则，阀的调定压力，否则，阀1将将不起作用不起作用动画演示动画演示二、减压回路二、减压回路n使系统中某一部分具有较低的稳定压力使系统

5、中某一部分具有较低的稳定压力n液压系统中，夹紧油路、润滑油路或控液压系统中，夹紧油路、润滑油路或控制压力常需要低于主回路的压力。制压力常需要低于主回路的压力。单级减压单级减压用一个减压阀即可用一个减压阀即可多级减压多级减压减压阀减压阀+ +远程调压阀即可远程调压阀即可动画演示动画演示n 当分支油路的压力较主油路当分支油路的压力较主油路压力低得多，而需要的流量又很压力低得多，而需要的流量又很大时，为减少功率损耗，常采用大时，为减少功率损耗，常采用高压低压液压泵分别供油的办法高压低压液压泵分别供油的办法以提高系统效率。以提高系统效率。三、增压回路三、增压回路 使系统中某一部分具有较高的稳定压力。使

6、系统中某一部分具有较高的稳定压力。它能使系统中的局部压力远高于液压泵的输出它能使系统中的局部压力远高于液压泵的输出压力。压力。回路内有三个以上液压缸，其中之一需要较高的工作压力，同时其它的液压缸仍用较低的压力，此时即可用增压提供高压给那特定的液压缸；或是在液压缸进到底时，不用泵而增压时用，如此可使用低压泵产生高压，以降低成本。右图为增压器动作原理及符号。动画演示动画演示四、卸荷回路四、卸荷回路n在执行元件停止工作时，为避免液压泵电机频繁启动而在执行元件停止工作时，为避免液压泵电机频繁启动而采用。卸荷回路指的是在执行元件短时间停止工作时，采用。卸荷回路指的是在执行元件短时间停止工作时，让泵在低载

7、或空载的情况下运转的回路。让泵在低载或空载的情况下运转的回路。n目的是减小目的是减小P，降低发热、减小泵和电机负载，降低发热、减小泵和电机负载，延长泵的寿命。延长泵的寿命。1.利用换向阀中位机能卸荷的回路2.利用二位二通阀卸荷的回路动画演示动画演示动画演示动画演示利用二位二通阀卸荷的回路：当二位二通阀左位工作，泵排除的液压油以接近零压状态流回油箱以节省动力并避免油温上升。图中二位二通阀系以手动操作，亦可使用电磁操作。注意二位二通阀的额定流量必须和泵的流量相适宜。3利用换向阀卸荷的回路：是采用M型中位机能换向阀，当阀位处于中位置时，泵排出的液压油直接经换向阀的PT通路流回油箱，泵的工作压力接近于

8、零。使用此种方式卸荷，方法比较简单，但压力损失较多，且不适用于一个泵驱动两个或两个以上执行元件的场所。注意三位四通换向阀的流量必须和泵的流量相适宜。只适用于低压小流量场合。 3利用溢流阀远程控制口卸荷的回路（电磁溢溢阀）二位二通阀只需采用小流二位二通阀只需采用小流量规格。量规格。在实际产品中，常将电磁换在实际产品中，常将电磁换向阀与先导式溢流阀组合在向阀与先导式溢流阀组合在一起，这种组合称一起，这种组合称电磁溢流电磁溢流阀阀。实际上采用电磁溢流阀，。实际上采用电磁溢流阀，管路连接更方便。管路连接更方便。动画演示动画演示4、采用复合泵的卸荷回路： 有的机械设备在工作过程中,常常要求液压执行机构在

9、其行程终止时,保持压力一段时间,这时需采用保压回路。所谓保压回路,也就是使系统在液压缸不动或仅有工件变形所产生的微小位移下稳定地维持住压力,最简单的保压回路是使用三位换向阀的中位机能,或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。常用的保压回路有以下几种: 1利用液压泵保压的保压回路：利用液压泵的保压回路也就是在保压过程中,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；若采用变量泵，在保压时，泵的压力较高,但输出流量几乎等于零。因而,液

10、压系统的功率损失小，这种保压方法且能随泄漏量的变化而自动调整输出流量，因而其效率也较高。五、保压回路五、保压回路这种蓄能器借助蓄能器来保持系统压力，补偿系统泄漏。右图所示为利用虎钳做工件的夹紧。将换向阀移到阀左位时，活塞前进将虎钳夹紧，这时泵继续输出的压力油将蓄能器充压，直到卸荷阀被打开卸载，此时作用在活塞上的压力由蓄能器来维持并补充液压缸的漏油作用在活塞上，当工作压力降低到比卸荷阀所调定的压力还低时，卸荷阀又关闭，泵的液压油再继续送往蓄能器。本系统可节约能源并降低油温。2利用蓄能器的保压回路：动画演示动画演示六、平衡回路六、平衡回路平衡回路的功用 在于防止立式缸或垂直部件因自重而下滑或下行超

11、速。图示，缸停止因顺序阀关图示，缸停止因顺序阀关闭而平衡闭而平衡 左位，缸下行，因回路有左位，缸下行，因回路有单向顺序阀作阻力单向顺序阀作阻力 ，不，不会产生超速。会产生超速。 右位，缸上行，油经单向右位，缸上行，油经单向阀进入缸下腔。阀进入缸下腔。 动画演示动画演示6-26-2速度控制回速度控制回路路n一、概述一、概述n速度控制回路功用和分类n1.功用功用:改变执行元件的运动速度。 n2.分类分类：调速、换速、增速回路等 。二、节流调速回路二、节流调速回路节流调速：在定量泵系统中，通过改变回路中流量控制元件通流截面面积的大小来控制输入或流出执行元件的流量，从而实现调速的一种方法。分为三种：根

12、据流量控制阀在回路中安装位置的不同可分为1、进口节流调速回路；2、出口节流调速回路；3、旁路节流调速回路；4、调速阀节流调速回路。 1、进口节流调速回路、进口节流调速回路n特征：将节流阀串联在进入液压缸的油特征：将节流阀串联在进入液压缸的油路上，即串联在泵和缸之间，调节路上，即串联在泵和缸之间，调节A节节，即可改变即可改变q，从而改变速度，且必须和溢，从而改变速度，且必须和溢流阀联合使用。流阀联合使用。动画演示动画演示2、出口节流调速回路、出口节流调速回路n特征：将节流阀串联在液压缸的回油路特征：将节流阀串联在液压缸的回油路上，即串联在缸和油箱之间，调节上，即串联在缸和油箱之间，调节AT，可调

13、节可调节q2以改变速度，仍应和溢流阀联以改变速度，仍应和溢流阀联合使用，合使用，pP = pS。动画演示动画演示进出口节流调速回路的比较(1) 承受负性负载的能力 (2) 运动平稳性能 (3) 油液温升(4) 起动时的前冲(5) 回油腔压力n进油节流调速回路能获得更低稳定速度，为了提高回进油节流调速回路能获得更低稳定速度，为了提高回路综合性能，实践中常采用进油节流调速回路，并在路综合性能，实践中常采用进油节流调速回路，并在回油路加背压阀（用溢流阀、顺序阀或装有硬弹簧的回油路加背压阀（用溢流阀、顺序阀或装有硬弹簧的单向阀串接于回油路），因而兼有两回路优点。单向阀串接于回油路），因而兼有两回路优点

14、。3、旁路节流调速回路、旁路节流调速回路n将节流阀装在与执行元件并联的支路上，即与缸并联，溢流阀做安全阀，pP取决于负载， pP = p1=p = F/A回路的特点回路的特点n回路的工作压力随负载而变；n（也称变压式节流调速回路）n节流阀调节排回油箱的流量，n从而间接地控制了流入缸中的n流量；n此回路的溢流阀起安全保护作用。动画演示动画演示 节流阀旁路节流调速回路的应用节流阀旁路节流调速回路的应用n应用：应用： vF特性较软，低速承载能力特性较软，低速承载能力差。差。 n 一般用于高速、重载、对速度平稳性一般用于高速、重载、对速度平稳性要求很低的较大功率场合，要求很低的较大功率场合， 如：牛头

15、刨如：牛头刨床主运动系统、输送机械液压系统、大床主运动系统、输送机械液压系统、大型拉床液压系统、龙门刨床液压系统等。型拉床液压系统、龙门刨床液压系统等。4、调速阀节流调速回路、调速阀节流调速回路 使用节流阀的节流调速回路，机械特性都比较软，变载下的运动平稳性都比较差。为了克服这一缺点，回路中的流量控制元件可以改用调速阀。 特点特点：a、在负载变化较大，在负载变化较大，v稳定性要求较高的场合，则用调速阀替稳定性要求较高的场合，则用调速阀替代节流阀，当代节流阀，当P P min，qV不随不随P而变化，所以速度刚性明显而变化，所以速度刚性明显优于节流阀调速。优于节流阀调速。 b、虽解决了速度稳定性问

16、题，但因既有、虽解决了速度稳定性问题，但因既有P溢，又有溢，又有P节，节，还有还有P减，所以，减，所以，P更大，一般用于更大，一般用于P较小，但较小，但F变化较大而变化较大而v稳定稳定性要求较高的场合。性要求较高的场合。29动画演示动画演示三、容积调速回路三、容积调速回路n容积调速回路采用变量泵或变量液压马达，用改变变量泵或变量液压马达的排量来实现调速。 n节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功率场合。节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功率场合。 n而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失 故效率高，故效率高，发热小，一般用于大功率场合。发热小，一般用

17、于大功率场合。 回路的分类1、按油液循环方式不同、按油液循环方式不同、开式回路：、开式回路：泵从油箱吸油后输入执行元件,执行元件排出的油直接回油箱。、闭式回路：、闭式回路：泵将油输入执行元件的吸油腔，又从执行元件的回油腔处吸油。2、按所用执行元件的不同、按所用执行元件的不同n1 泵缸式容积调速回路n2 泵马达式容积调速回路（1）变量泵-定量液压马达容积调速回路 （2）定量泵-变量液压马达容积调速回路 （3）变量泵-变量液压马达容积调速回路1、变量泵 2、安全阀1、变量泵、变量泵-定量液压执行元定量液压执行元件的容积调速回路件的容积调速回路2、定量泵定量泵 变量马达式调速回路变量马达式调速回路（

18、恒功率（恒功率调速回路）调速回路）特点：这种回路的调速范围很小，一般只有Rc3。不能用来使马达反向。这种回路在造纸、纺织等行业的卷取装置中得到了应用。3、变量泵变量泵 变量马达式调速回路变量马达式调速回路特点：这种回路拓宽了调速范围 ，即Rc = RPRM 。效率较高，适用于大功率场合。四、容积节流调速回路四、容积节流调速回路n 容积调速回路虽然效率高，发热小，容积调速回路虽然效率高，发热小，n 但仍存在速度负载特性较软的问题但仍存在速度负载特性较软的问题n （主要由于泄漏所引起）。（主要由于泄漏所引起）。 n 在低速、稳定性要求较高的场合在低速、稳定性要求较高的场合n （如机床进给系统中），

19、常采用容（如机床进给系统中），常采用容n 积节流调速回路。积节流调速回路。 1. 1.定压式容积节流调速回路定压式容积节流调速回路(1) 这种回路使用了限压式变量叶片泵和调速阀；(2) 活塞运动速度v由调速阀中节流阀的通流截面积A T来控制；(3) 变量泵输出的流量qp和进入缸中的流量q1自相适应：n当qp q1时泵的供油压力变量泵的流量 qpq1；n当qp q1时泵的油压力变量泵的流量自动 qp q1；(4) 调速阀的作用n使进入缸中的流量保持恒定；n使泵的供油压力，供油量基本上不变，从而使泵和缸的流量匹配；(5) 回路的速度刚性，运动平稳性，承载能力和调速范围都和与它对应的节流调速回路相同

20、；(6) 这种回路最适用于中、小功率场合。2.变压式容积节流调速回路变压式容积节流调速回路(1) 这种回路使用稳流量泵和节流阀；(2) 节流阀控制着进入液压缸的流量q1，并使变量泵输出流量qp自动和q1相适应；n当qp q1时泵的供油压力泵内左，右两个柱塞进一步压缩弹簧e泵的供油量qp qp q1 ；n当qp 缸4的最大前进压力；顺序阀3的调定压力缸5的最大返回压力。特特 点点二、同步回路二、同步回路 保证系统中的两个或多个液压缸在运动中的位移量相同或以相同的速度运动。 在液压装置中常需使两个以上的液压缸作用步运动，理论上依靠流量控制即可达到，但若要作到精密的同步，则可采用比例式阀门或伺服阀配

21、合电子感测元件、计算机来达成，以下将介绍几种基本的同步回路。 如图将两支（或若干支）液压缸运用机械装置（如齿齿轮或刚性梁）将其活塞杆连结在一起使它们的运动相互受牵制，因此，即可不必在液压系统中采取任何措施而达到同步，此种同步方法简单，工作可靠，它不宜使用在两缸距离过大或两缸负载差别过大的场合。1. 刚性连接的同步回路 2、用调速的同步回路3. 液压缸串联的同步回路1)、两缸有效工作面积相等；2)、两缸油腔连通处有泄漏使两个活塞产生同步位置误差；3)、在回路中设置专门的补正装置，在每次行程端点处及时消除这项误差；4)、只适用于负载较小的液压系统。特特 点点三、多缸快慢速互不干扰回路三、多缸快慢速

22、互不干扰回路 防止液压系统中的几个液压缸因 速度快慢的不同（因而是工作压力不同）而在动作上相互干扰。1)、液压缸6、7各自要完成“快进工进快退”的自动工作循环。2)、这个回路之所以能实现快慢运动互不干扰，是由于快速和慢速各由一个液压泵来分别供油，再通过相应电磁阀进行控制的缘故。特特 点点功用1、小流量泵2、溢流阀3、调速阀4、换向阀5、换向阀6、液压缸7、液压缸8、换向阀9、换向阀10、调速阀11、溢流阀12、大流量泵n当3YA+、4YA+且1YA、2YA 时，两个缸作差动连接，由大流量泵12供油使活塞快速向右运动。n这时如某一液压缸（例如液压缸6）先完成了快进运动，通过挡块和行程开关实现了快

23、慢速换接（1YA+、3YA），这个缸就改由小流量泵1来供油，经调速阀3获得慢速工进运动，不受液压缸7的影响。工作原理n当两缸都转成工进、都由泵1供油之后，若某一液压缸（例如液压缸6）先完成工进运动，通过挡块和行程开关实现了反向换接（1YA+和3YA+），这个缸就改由大流量泵12来供油，使活塞快速向左返回；这时缸7仍由泵1供油继续进行工进,不受缸6运动的影响。n当所有电磁铁都断电时，两缸才都停止运动。 507-1、附图所示回路中，液压缸两腔面积分别为A1=100cm2，A2=50cm2， 当液压缸的负载F从0增大到30000N时，液压缸向右运动速度保持不变，如调速阀最小压差p=5105Pa ，试

24、问：1、溢流阀最小调定压力pY 是多少（调压偏差不计）？2、负载F=0时，泵的工作压力是多少？3、液压缸可能达到的最高工作压力是多少？ FpYppA1A2p1p2解：1） pYA1= p2A2 + F= pminA2+Fmax pY = （ pminA2 ）A1+ FmaxA 50 30000 = 0.5106 + = 3.25MPa 100 100 10-4 2) F=0时，液压泵的压力不变，仍为 pp= 3.25MPa 3) F=0时，液压缸的工作压力最高，即 pYA1= p2max A2 p2max= pYA1/A2= 3.25 100/50=6.5MPa7-2、能否实现“夹紧缸先夹紧工

25、件，进给缸再移动”的要求（夹紧缸的速度须能调节）?为什么？该怎么办？pxpYpp答：1）不能实现。 2） 因为节流阀的存在要求部分油液通过溢流阀，所以pp= pY；而pxpY ，顺序阀必然打开，两缸同时动作。 3）改进办法是将内控顺序阀改为液控顺序阀。pxpYpp7-3、附图所示的进口节流调速系统中，液压缸大小腔面积各为A1=100cm2，A2=50cm2，Fmax=25000N1、如果节流阀的压降在Fmax时为30105Pa，问液压泵的工作压力pp和溢流阀的调整压力各为多少？2、若溢流阀按上述要求调好后，负载从Fmax=25000N降到15000N时，液压泵工作压力和活塞的运动速度各有什么变

26、化？ pYppA1A2p1F解：1） p1 A1 = F p1=F/A1=25000/10010-4 = 25 105MPa pp=p1+p节=(25+30)105= 55 105MPa pY = pp = 55 105 MPa 2) 液压泵工作压力不变； 活塞运动速度增大。7-4、附图中，如变量泵的转速n=1000r/min，排量V=40mL/r，泵的容积效率v=0.9，机械效 率 m= 0 . 9 , 液 压 泵 的 工 作 压 力pp=60105Pa，进油路和回油路压力损失p进=p回=10105Pa ，液压缸大腔面积A1=100cm2，小腔面积A2=50cm2，液压缸的容积效率v= 0.

27、98，机械效率m= 0.95，试求： 1、液压泵电机驱动功率？ 2、活塞推力？ 3、液压缸输出功率？ 4、系统的效率？ p进p回解：1） P出p= n V pp vp =100040 10-6 60 105 0.9/60 = 3600 w P电= P入p = P出p / p = 3600 / 0.9 0.9 = 4444.4 w 2) (pp- p进)A1-p回A2 mg= F F = (60-10) 105 100 10-4- 10105 50 10-4 0.95 = 42750 N3)P出g= (pp -p进) n V vpvgmg4) = (60-10) 105 1000 40 10-60.95 0.90.98/60= 2793 w4) = P出g / P电 = 2793 / 4444.4 = 0.625 6-46-4其它回路其它回路n锁紧回路锁紧回路n防止执行元件在停止运动时，因外界因素而发生漂移或窜动。n采用液控单向阀组成的锁紧回路：为确保可靠锁紧，换向阀采用H或Y型中位机能，如起重机支腿。动画演示动画演示