第7章 液压传动回路.ppt
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1、液压与气压传动第第7 7章章 液压与气压传动回路液压与气压传动回路本章 学习目标了解方向、压力和速度控制回路的分类、组成、特点;掌握方向、压力和速度控制回路的功用、工作原理;重点难点 进油节流调速回路、回油节流调速回路和容积调进油节流调速回路、回油节流调速回路和容积调速回路的的工作参数计算及特性曲线速回路的的工作参数计算及特性曲线 增速回路 换速回路、调压回路、卸荷回路、了解多缸运动控制回路的分类、组成、特点 掌握多缸运动控制回路工作原理和控制方式顺序动作回路 湖南工程学院液压与气压传动任何一个液压系统都是由一个或几个基本回路组成。任何一个液压系统都是由一个或几个基本回路组成。所谓液压基本回路
2、是指所谓液压基本回路是指由有关液压元件和管道组合而成用以实现某种由有关液压元件和管道组合而成用以实现某种特定功能的典型油路。特定功能的典型油路。液压基本回路分类液压基本回路分类 按其在液压系统中的功用，液压基本回路可分为以下几类：按其在液压系统中的功用，液压基本回路可分为以下几类：1 1、压力控制回路压力控制回路 控制整个系统或局部油路的工作压力控制整个系统或局部油路的工作压力，包括调包括调压、减压、卸荷和平衡等多种回路；压、减压、卸荷和平衡等多种回路；2 2、速度控制回路速度控制回路 控制和调节执行元件的速度，控制和调节执行元件的速度，包括调速回路、包括调速回路、快速运动和速度换接回路等；快
3、速运动和速度换接回路等；3 3、方向控制回路方向控制回路 控制执行元件运动方向的变换和锁停，控制执行元件运动方向的变换和锁停，包括换包括换向回路和锁紧回路等；向回路和锁紧回路等；4 4、多缸工作控制回路多缸工作控制回路 控制几个执行元件相互间的工作循环控制几个执行元件相互间的工作循环，包括包括顺序动作回路、同步回路和多缸快慢速互不干扰回路等。顺序动作回路、同步回路和多缸快慢速互不干扰回路等。概述概述 湖南工程学院液压与气压传动 方向控制回路是利用各种方向控制阀来控制流体的通断和变向，以便使执行元件启动、停止和换向。7.2 7.2 方向控制回路方向控制回路手动换向阀：换向精度和平稳性不高，常用于
4、换向不频繁 且无需自动化的场合，如一般机床夹具、工 程机械等。机动换向阀：换向精度高，冲击小，一般用于速度和惯性较 大的系统中。液动和电液换向阀：流量超过63L/min，对换向精度与平稳 有一定要求的液压系统。性能特点：一一一一般般般般方方方方向向向向控控控控制制制制回回回回路路路路只只只只需需需需在在在在动动动动力力力力元元元元件件件件和和和和执执执执行行行行元元元元件件件件之之之之间间间间采采采采用用用用普通换向阀。普通换向阀。普通换向阀。普通换向阀。7.1.17.1.1 一般方向控制回路一般方向控制回路一般方向控制回路一般方向控制回路湖南工程学院液压与气压传动7.2 7.2 方向控制回路
5、方向控制回路 采用采用二位四通换向阀、三位二位四通换向阀、三位四通换向阀四通换向阀都可以使双作用执行都可以使双作用执行元件换向。二位阀只能使执行元元件换向。二位阀只能使执行元件正、反向运动，三件正、反向运动，三位阀有中位，位阀有中位，不同不同中位机能中位机能可使系统获得不同可使系统获得不同性能。性能。图7-1所示为双作用油缸的换向回路。由三位四通M型电磁换向阀控制油缸换向，电磁铁1YA通电时，液压力推动活塞向右运动；电磁铁2YA通电时，液压力推动活塞向左运动；换向阀在中位时，液压缸停止，液压泵卸荷。湖南工程学院液压与气压传动7.2 7.2 方向控制回路方向控制回路 采用电磁换向阀和电液换向阀可
6、以方便的实现自动往复运动，但对换向平稳性和换向精度要求较高的场合，显然不能满足要求。湖南工程学院液压与气压传动 锁紧回路可使活塞在锁紧回路可使活塞在 任一位置停止任一位置停止，可防其窜动。，可防其窜动。锁紧的简单的方法是利用三 位换向阀的 M M、O O型型中位机 能封闭液压缸两腔。但由于 换向阀有泄漏，这种锁紧方 法不够可靠，只适用于锁紧 要求不高的回路中。最常用的方法是采用双双 液控单向阀液控单向阀，由于液控单向 阀有良好的密封性能，即使 在外力作用下，也能使执行 元件长期锁紧。锁紧回路 7.1.27.1.2 锁紧锁紧锁紧锁紧回路回路回路回路 7.17.1 方向控制回路方向控制回路湖南工程
7、学院液压与气压传动锁紧回路动画7.2 7.2 方向控制回路方向控制回路锁紧回路湖南工程学院液压与气压传动 压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力控制回路是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要求的回路。压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。包括包括调压、减压、增压、卸荷、平衡和锁紧调压、减压、增压、卸荷、平衡和锁紧等多种回路。等多种回路。7.27.2 压力控制回路压力控制回路 作用：作用：使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。调压回路又可以分为调压回路又可以分为压
8、力调定回路压力调定回路和和压力限定回路压力限定回路。若系统中需要二种以上的压力，可若系统中需要二种以上的压力，可实现实现多级调压回路。多级调压回路。在定量泵系统中，在定量泵系统中，液压泵的工作压力可以通过液压泵的工作压力可以通过溢流阀作为调压阀溢流阀作为调压阀来调定回路压力，来调定回路压力，使液压系统整体或部分的压力保持恒定。使液压系统整体或部分的压力保持恒定。在变量泵系统中，在变量泵系统中，用溢流阀作为安全阀用溢流阀作为安全阀来限定系统的最高压力，来限定系统的最高压力，防止系统过载，防止系统过载，使液压系统整体或部分的压力不超过某个数值。使液压系统整体或部分的压力不超过某个数值。7.2.1
9、调压回路调压回路湖南工程学院液压与气压传动 调节溢流阀便可调节溢流阀便可调节泵的供油压力。调节泵的供油压力。1.1.单级调压回路单级调压回路 溢流阀调压弹簧溢流阀调压弹簧压力表压力表 为了便于调压和观察，溢流为了便于调压和观察，溢流阀旁一般要就近安装压力表。阀旁一般要就近安装压力表。7.3.1 7.3.1 调压回路调压回路 湖南工程学院液压与气压传动 在不同的工在不同的工作阶段，液压系作阶段，液压系统需要不同的工统需要不同的工作压力，多级调作压力，多级调压回路便可实现压回路便可实现这种要求。这种要求。主溢流阀调主溢流阀调10MPa远程溢流阀调远程溢流阀调4MPa 切断切断右图所示为二级右图所示
10、为二级调压回路。图示调压回路。图示状态下，泵出口状态下，泵出口压力由溢流阀压力由溢流阀3调定为较高压力。调定为较高压力。7.3.1 7.3.1 调压回路调压回路 2二级调压回路二级调压回路湖南工程学院液压与气压传动3 3 多级调压回路多级调压回路 换向阀居中位，溢流阀换向阀居中位，溢流阀 主阀主阀1调压调压10MPa开启开启换向阀居左位，远程溢流换向阀居左位，远程溢流 阀阀2调压调压8MPa开启开启换向阀居右位，远程溢流换向阀居右位，远程溢流 阀阀3调压调压7MPa开启开启7.3.1 7.3.1 调压回路调压回路 湖南工程学院液压与气压传动4连续、按比例进行压力调节的回路 多级调压回路动画7.
11、3.1 7.3.1 调压回路调压回路 如图7-6c所示调节先导型比例电磁溢流阀的输入电流I，即可实现系统压力的无级调节，这样不但回路结构简单，压力切换平稳。而且更容易使系统实现远距离控制或程序控制。湖南工程学院液压与气压传动 减压回路的功用是使系统中某一部分油路具有较低的稳定减压回路的功用是使系统中某一部分油路具有较低的稳定压力。压力。7.3.2 7.3.2 减压回路减压回路7.2.2 减压回路减压回路 为了使减压回路工作可靠，减压阀的最低调 整 压 力 不 应 小 于0.5Mpa，最高调整压力至少比系统压力小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下游，以避免减
12、压阀泄漏（指由减压阀泄油口流回油箱的油液）对执行元件速度产生影响。减压回路可分为减压回路可分为单级减压单级减压和和多级多级减压回路。减压回路。湖南工程学院液压与气压传动 图为用于工件夹紧的减压回路。夹紧时，为了防止系统压力降低油液倒流，并短时保压，在减压阀后串接一个单向阀。图示状态，低压由减压阀1调定；当二通阀通电后，阀1出口压力则由远程调压阀2决定，故此回路为二级减压回路。换向阀居左位，减压阀换向阀居左位，减压阀 由阀由阀1弹簧调压为弹簧调压为5MPa换向阀居右位，减压阀换向阀居右位，减压阀 由远程阀由远程阀2调压为调压为3MPa7.3.2 7.3.2 减压回路减压回路湖南工程学院液压与气压
13、传动先导减压回路无级减压回路7.3.2 7.3.2 减压回路减压回路湖南工程学院液压与气压传动 增压回路是使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压力。增压回路动画7.3.3 7.3.3 增压回路增压回路7.2.3 增压回路增压回路湖南工程学院液压与气压传动双作用增压器增压回路 湖南工程学院液压与气压传动卸荷回路的功用卸荷回路的功用:在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵在使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转功率损耗接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的寿命。
14、统发热，延长泵和电机的寿命。液压泵的卸荷有液压泵的卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种。流量卸荷和压力卸荷两种。流量卸荷流量卸荷主要是使用变量泵的液压系统，主要是使用变量泵的液压系统，使泵仅为补偿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状态下运行，磨损比较严重；，磨损比较严重；压力卸荷压力卸荷的方法是使泵在接近零压下运转。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：常见的压力卸荷方式有以下几种：7.3.5 7.3.5 卸荷回路卸荷回路 7.2.5 卸荷回路卸荷回路湖南工程学院液压与气压传动1 1 换向
15、阀卸荷回路换向阀卸荷回路 、和型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷。如图所示为采用型中位机能的电液换向阀的卸荷回路。这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀等背压阀，以使系统能保持0.3 MPa 左右的压力，供操纵控制油路之用。7.3.5 7.3.5 卸荷回路卸荷回路 湖南工程学院液压与气压传动2 2 用用用用电电电电磁磁磁磁溢溢溢溢流流流流阀阀阀阀的的的的卸卸卸卸荷荷荷荷回路回路回路回路用电磁溢流阀的卸荷回路 电磁溢流阀是带遥控口的先导式溢流阀与二位二通电磁阀的组合。当执行元件停止运动时，二位二通电磁阀得电，溢流阀的遥控口通过电磁阀回油箱，泵输出的油液以很低的压力经溢流阀回油箱
16、，实现泵卸荷。7.3.5 7.3.5 卸荷回路卸荷回路 湖南工程学院液压与气压传动7.3.5 7.3.5 卸荷回路卸荷回路 3 3 用卸荷阀的卸荷回路用卸荷阀的卸荷回路用卸荷阀的卸荷回路用卸荷阀的卸荷回路 当电磁铁1YA得电时，泵和蓄能器同时向液压缸左腔供油，推动活塞右移，接触工件后，系统压力升高。当系统压力升高到卸荷阀1的调定值时，卸荷阀打开，液压泵通过卸荷阀卸荷，而系统压力用蓄能器保持。图中的溢流阀2是当安全阀用。图8.24 用卸荷阀的卸荷回路蓄能器保压卸荷阀使泵卸荷湖南工程学院液压与气压传动4、二通插装阀的卸荷回路 5、外控式顺序阀的卸荷回路 湖南工程学院液压与气压传动 为了使高压大容量
17、液压缸中存储的能量缓慢释放，以免在突然释放时产生很大的液压冲击，可采用释压回路。一般在液压缸的直径较大、压力较高时，其高压油腔在排油前就需要释压，例如压力机液压系统。释压回路7.2.57.2.5 卸压回路卸压回路 7.2.5 卸压（释压）卸压（释压）回路回路湖南工程学院液压与气压传动释压回路7.3.7 7.3.7 释压回路释压回路 湖南工程学院液压与气压传动 有的机械设备在工作过程中,常常要求液压执行机构在其行程终止时,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密封性能较好的液控单向阀的回
18、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:7.2.67.2.6 保压回路保压回路7.2.6 保压回路保压回路湖南工程学院液压与气压传动蓄能器保压回路1 利用蓄能器的保压回路利用蓄能器的保压回路 借助蓄能器来保持系统压力，补偿系统泄漏。图710所示为一夹紧油缸工作回路。当主换向阀左位工作时，油缸向右移动进行夹紧工作，压力升至少调定值时，液压泵卸荷，油缸由蓄能器保压。7.2.67.2.6 保压回路保压回路湖南工程学院液压与气压传动 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
19、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。液压泵保压回路2 利用液压泵的保压回路7.2.67.2.6 保压回路保压回路湖南工程学院液压与气压传动 图712所示为采用液控单向阀和电接点压力表的自动补油式保压回路。当油缸压力下降到下限值时，电接点压力表发电信号，电磁铁2YA通电，换向阀右位得电，液压泵给系统补油，压力上升。液控单向阀保压回路7.2.67.2.6 保压回路保压回路3 自动补油式保压的保压回路的保
20、压回路湖南工程学院液压与气压传动多缸系统中的一缸保压回路 湖南工程学院液压与气压传动 平衡回路的功用：平衡回路的功用：防止立式 液压缸与垂直运动的工作部件由于自重而自行下落造成事故或冲击。1 1 用用用用单单单单向向向向顺顺顺顺序序序序阀阀阀阀的平衡回路的平衡回路的平衡回路的平衡回路 图7.13 用单向顺序阀的平衡回路 7.2.77.2.7 平衡回路平衡回路 7.2.7平衡回路平衡回路湖南工程学院液压与气压传动 调节单向顺序阀1的开启压力,使其稍大于立式液压缸下腔的背压.活塞下行时,由于回路上存在一定背压支承重力负载,活塞将平稳下落;换向阀处于中位时,活塞停止运动.图7.13 用单向顺序阀的平
21、衡回路 此处的单向顺序阀又称为平衡阀7.2.77.2.7 平衡回路平衡回路 由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在泄漏，活塞不可能长时间停在任意位置。该回路适用于工作负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。湖南工程学院液压与气压传动1、单向顺序阀的平衡回路 2、外控顺序阀的平衡回路 湖南工程学院液压与气压传动7.2.77.2.7 平衡回路平衡回路 平衡回路湖南工程学院液压与气压传动2 2 采采采采用用用用液液液液控控控控单单单单向向向向阀阀阀阀的的的的平衡回路平衡回路平衡回路平衡回路7.2.77.2.7 平衡回路平衡回路 液控单向阀是锥面密封，故闭锁性能好。回路油路上串联单向节流阀用于保证活塞下行的平稳。
22、湖南工程学院液压与气压传动作用：控制和调节执行元件的速度。分类：调速回路、快速回路、速度换接回路。调速回路：调节液压执行元件运动速度的速度控制回路。又可分为节流调速回路、容积调速和容积节流调速回路。快速回路：使之获得快速运动的速度控制回路。液压缸差动连接回路、采用蓄能器的快速运动回路、双泵供油回路、用增速缸的快速运动回路。速度换接回路：快速运动与工作进给速度以及工作进给速度之间的速度控制回路。7.37.3 速度控制回路速度控制回路7.37.3 速度控制回路速度控制回路湖南工程学院液压与气压传动7.3.17.3.17.3.17.3.1 调速回路概述调速回路概述调速回路概述调速回路概述 液压系统常
23、常需要调节液压缸和液压马达液压缸和液压马达的运动速度，以适应主机的工作循环需要。液压缸和液压马达的液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。速度决定于排量及输入流量。液压缸的速度为：液压马达的转速:式中 q 输入液压缸或液压马达的流量；A 液压缸的有效面积（相当于排量）；V 液压马达的每转排量。7.4 7.4 速度控制回路速度控制回路vqA湖南工程学院液压与气压传动目前常用的调速回路主要有以下几种：(1)(1)节流调速回路节流调速回路 采用定量泵供油，通过改变回路中节流面积的大小来控制流量，以调节其速度。(2)(2)容积调速回路容积调速回路 通过改变回路中变量泵或变量马达的排量来调节执行元件
24、的运动速度。(3)容积节流调速回路（联合调速）容积节流调速回路（联合调速）7.4 7.4 速度控制回路速度控制回路湖南工程学院液压与气压传动 节流调速回路的节流调速回路的工作原理工作原理是通过是通过改变改变回路中回路中流量控制元流量控制元件件（节流阀或调速阀）（节流阀或调速阀）通流截面积的大小通流截面积的大小来来控制控制流入或流出流入或流出执行元件的执行元件的流量流量，以调节其运动速度。，以调节其运动速度。根据流量阀在回路中的位置不同，根据流量阀在回路中的位置不同，分为分为进油进油节流调速回节流调速回路路、回油回油节流调速回路和节流调速回路和旁路旁路节流调速回路节流调速回路三种回路，三种回路，
25、前两种调速回路由于在工作中回路的前两种调速回路由于在工作中回路的供油压力供油压力不随负载不随负载变化而变化又被称为变化而变化又被称为定压式节流调速回路；定压式节流调速回路；而旁路节流调速回路由于回路的而旁路节流调速回路由于回路的供油压力供油压力随负载的变化随负载的变化而变化又被称为而变化又被称为变压式节流调速回路。变压式节流调速回路。7.3.27.3.27.3.27.3.2 节流式调速回路节流式调速回路节流式调速回路节流式调速回路7.4.2 7.4.2 节流式调速回路节流式调速回路湖南工程学院液压与气压传动1 1 进口节流调速回路进口节流调速回路进口节流调速回路进口节流调速回路图7.16 进口
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- 第7章 液压传动回路 液压 传动 回路
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