第6章-液壓基本回路

1、第,6,章,液壓基本回路,組員：蒙家炎,安林,程凱文,金芝佩,雒特,引言,基本回路是由有關(guān)的液壓元件組成，用來完成特定功能的典,型油路,例如用來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度的調(diào)速回路,用來控制系統(tǒng)中液體壓力的調(diào)壓回路,用來改變執(zhí)行元件運動方向的換向回路等,熟,悉,基,本,回,路,是,分,析,和,設(shè),計,液,壓,傳,動,系,統(tǒng),的,重,要,基,礎(chǔ),本章重點介紹常用的壓力控制回路、速度控制回路、方向控制,回路和多缸工作回路。學(xué)習(xí)液壓基本回路時，應(yīng)注意掌握基本,回路的構(gòu)成、工作原理、性能和應(yīng)用等四個方面,壓力控制回路,定義,壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)中液體的壓力,以滿足執(zhí)行元件對力或轉(zhuǎn)矩的要求。

2、這類回路包括調(diào)壓、減壓,卸荷、保壓、背壓、平衡、增壓等回路,目錄,調(diào)壓回路,減壓回路,增壓回路,卸荷回路,保壓回路,平衡回路,調(diào)壓回路,調(diào)壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)整體或某一部分的壓力保持恒定或不超過,某個限定值,1,單級調(diào)壓回路,2,多級調(diào)壓回路,3,無級調(diào)壓,減壓回路,減壓回路的作用是使系統(tǒng)中的某一部分油路或某個執(zhí)行元件獲得比系統(tǒng)壓,力低的穩(wěn)定壓力,6.1.3,增壓回路,增壓回路用以提高系統(tǒng)中局部油路的壓力，它能,使局部壓力遠(yuǎn)高于油源的壓力,1,單作用增壓缸的增壓回路,2,雙作用增壓缸的增壓回路,卸荷回路,卸荷回路的功用是指在液壓泵驅(qū)動電機(jī)不頻繁,啟閉的情況下，使液壓泵在功率輸出接近于零,的

3、情況下運轉(zhuǎn)，以減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā),熱，延長泵和電動機(jī)的壽命,類型,1,2,3,4,利用復(fù)合泵的卸荷回路,利用二位二通換向閥旁路卸荷的回路,利用換向閥卸荷的回路,利用溢流閥遠(yuǎn)程控制口卸荷的回路,保壓回路,有的機(jī)械設(shè)備在工作時，常常要求液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)在其,行程終止時，保持壓力一段時間，這時需要采用保壓,回路。所謂保壓回路，就是使系統(tǒng)在液壓缸不動或僅,有工件變形所產(chǎn)生的微小位移下穩(wěn)定的維持住壓力,最簡單的保壓回路是使用密封性較好的液控單向閥的,回路，但是閥類元件處的泄露是這種保壓時間不能持,久,類型,1,利用液壓泵保壓的保壓回路,2,利用蓄能器的保壓回路,3,自動補(bǔ)油保壓回路,平衡回路,平衡回路

4、的作用在于防止垂直或傾斜放置的液,壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落,類型,1,內(nèi)控原理,2,外控原理,3,利用液控單向閥,速度控制回路,定義,液壓傳動系統(tǒng)中的速度控制回路包括調(diào)節(jié)液壓執(zhí),行元件的速度的調(diào)速回路、使之獲得快速運動的快速,回路、快速運動和工件進(jìn)給速度以及工作進(jìn)給速度間,的速度換接回路,一,調(diào)速回路,目錄,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,二、快速運動回路,三、速度換接回路,調(diào)速回路,液壓缸的運動速度,q,v,A,液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,q,n,V,M,q,輸入液壓執(zhí),行元件的流量,A,液壓缸的有,效面積,V,M,液壓馬達(dá)的,排量,輸入液壓執(zhí)行元件的流量,q,改變速度,改

5、變液壓缸的有效面積,A,改變液壓馬達(dá)的排量,V,M,節(jié)流,調(diào)速,用,定量泵,和,流量閥,來,調(diào)速。采用,調(diào)速回路,調(diào),速,方,法,容積,調(diào)速,用,改變變量泵或,變量液壓馬達(dá)的,排量,調(diào)速,容積節(jié),流調(diào)速,用,變量泵,和,流量閥,來達(dá)到調(diào)速目的,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵和液壓,缸之間。液壓泵輸出的油液一部,分經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸工作腔,推動活塞運動，液壓泵多余的油,液經(jīng)過溢流閥排回油箱，這是正,常工作的必要條件。溢流閥溢流,泵的出口壓力,p,p,就是溢流閥的調(diào),整壓力并基本保持恒定（定壓,調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積，即可調(diào),節(jié)通過節(jié)流閥的流量，從而調(diào)節(jié),液壓缸的運動速度,A,1,A,2

6、,v,p,1,q,q2,1,q,P,2,0,y,P,T,q,T,P,p,q,p,F,一）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,速度負(fù)載,特性,q,1,KA,T,F,v,p,p,A,1,A,1,A,m,最大承載,能力,F,max,p,p,A,1,液壓泵輸出功率,P,p,p,p,q,p,液壓缸輸出功率,P,1,p,1,q,1,功率損失,P,p,p,q,y,pq,1,功率,效率,Fv,p,1,q,1,回路效率,c,p,p,q,p,p,p,q,p,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,活塞運動速度,v,與節(jié)流閥通流面積,A,T,成正比,通常用速度剛度,k,v,表示負(fù)載變化,對速度的影響程度,p,p,A,1,F,

7、F,1,k,v,v,tan,vm,1,當(dāng)節(jié)流閥通流面積一定時,負(fù)載越小，速度剛度越大,2,當(dāng)負(fù)載一定時，節(jié)流閥通流,面積越小，速度剛度越大,3,適當(dāng)增大液壓缸有效面積和,提高液壓泵供油壓力可提高速度剛,度,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路特點,1,2,進(jìn)油路有節(jié)流閥，流量輸入平穩(wěn)，無沖擊，當(dāng),流量進(jìn)入單桿液壓缸無桿腔時，因為有效工作,面積較大，可以獲得較低的運動速度,回路上沒有背壓，當(dāng)負(fù)載變化時，運動速度不,夠平穩(wěn),總之，這種回路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，而且調(diào)速范圍較大（一般,可達(dá),100,以上），啟動時沖擊較小，因此仍廣泛應(yīng)用于一般負(fù)載,變化較小的小功率液壓系統(tǒng)中,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路

8、,二）回油路節(jié)流調(diào)速,串聯(lián)在液壓缸的回油路上，如圖所,在這種調(diào)速回路中，把節(jié)流閥,示，借助節(jié)流閥控制液壓缸的排油,量,壓缸的流量,q,2,來實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。由于進(jìn)入液,量,液壓缸排油量,q,的限制，因此用節(jié)流閥來調(diào)節(jié),q,1,受到回油路上排出流,2,量,流回油箱,q,定量泵多余的油液經(jīng)溢流閥,q,2,也就調(diào)節(jié)了進(jìn)油,1,基本穩(wěn)定（定壓,溢流閥調(diào)整壓力,p,p,A,1,A,2,v,p,F,1,p,2,q2,q,y,q,1,q,T,p,3,P,p,q,p,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,速度負(fù)載,特性,最大承載,能力,q,2,KA,T,p,KA,T,p,2,v,A,2,A,2,A,2,m,m,A,1,F,m

9、,KA,T,p,p,A,2,A,2,A,2,F,max,p,p,A,1,液壓泵輸出功率,P,p,p,p,q,p,液壓缸輸出功率,P,1,p,p,q,1,p,2,q,2,功率損失,回路效率,P,p,p,q,y,pq,2,A,2,p,p,p,2,q,1,A,1,Fv,c,p,p,q,p,p,p,q,p,功率,效率,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,回油節(jié)流調(diào)速回路特點,1,2,3,回油腔有背壓，運動比較平穩(wěn)，能防止負(fù)載突然,為零時引起的前沖，并能承受一定程度的負(fù)值負(fù),載,通過節(jié)流閥的流量流往油箱，熱油得到冷卻，改,善了散熱條件,停機(jī)以后，回油腔油會緩慢流入油箱，再次啟動,時，容易產(chǎn)生啟動沖擊,回油路節(jié)流調(diào)速

10、回路同樣只適用于小功率、負(fù)載變化不大的系,統(tǒng)。在生產(chǎn)中，其應(yīng)用比進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路普遍,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路比較,進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路在速度負(fù)載特性、承載能力和效,率等方面性能是相同的，差別如下,1,承受負(fù)值負(fù)載能力,回油節(jié)流調(diào)速回路回油腔有一定的背壓，能在負(fù)值負(fù)載下,工作；而進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路回油腔沒有背壓，不能在負(fù)值負(fù)載,下工作,2,運動平穩(wěn)性,就低速平穩(wěn)性而言，回油節(jié)流調(diào)速優(yōu)于進(jìn)口調(diào)速，回油節(jié),流調(diào)速的最低穩(wěn)定速度較進(jìn)口調(diào)速低,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,3,實現(xiàn)壓力控制的方便性,進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路實現(xiàn)壓力控制很方便；回油節(jié)流調(diào)速,回路雖然能實現(xiàn)壓力控制但是其可靠性差，

11、一般不采用,4,油液發(fā)熱對泄漏的影響,發(fā)熱和泄露對進(jìn)油節(jié)流調(diào)速的影響均大于對回油節(jié)流調(diào),速的影響,5,起動時前沖,回油節(jié)流調(diào)速回路中，進(jìn)油路上沒有節(jié)流閥控制流量,活塞會前沖；進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中，進(jìn)油路上有節(jié)流閥控制,流量，故活塞前沖很小，甚至沒有前沖,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,三）旁油路節(jié)流調(diào)速回路,與液壓缸并聯(lián)的支路上，如圖所示,這種節(jié)流調(diào)速回路將節(jié)流閥裝在,只要調(diào)節(jié)通過旁路節(jié)流閥流量,就能調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量,就調(diào)節(jié)了活塞運動速度。通過節(jié)流回,q,q,T,1,也,油箱的的流量多，則進(jìn)入液壓缸的流,量就少，活塞運動速度就慢；反之,活塞運動速度就快。這里的溢流閥作,安全閥用，其調(diào)定壓力應(yīng)大于克服

12、最,大負(fù)載所需的壓力。正常工作時溢流,閥處于關(guān)閉狀態(tài),A,1,A,2,v,p,F,1,p,2,q,y,q,1,p,T,q,T,P,p,q,p,7-31,旁油路節(jié)流調(diào)速回路,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,速度負(fù)載,特性,F,F,q,1,k,1,KA,T,A,A,q,1,1,1,v,A,1,A,1,m,最大承載能力隨節(jié)流閥通流面積,A,T,的增加而減,最大承載,小，即旁路節(jié)流調(diào)速回路的低速承載能力很差,能力,調(diào)速范圍也小,功率,效率,旁路節(jié)流調(diào)速回路只有節(jié)流損失而無溢流損失，泵的,輸出壓力隨負(fù)載而變化，即節(jié)流損失和輸入功率損失,隨負(fù)載而變化，所以比前兩種調(diào)速回路效率高,調(diào)速回路,節(jié)流調(diào)速回路,調(diào)速回路,

13、節(jié)流調(diào)速回路,1,當(dāng)節(jié)流閥通流面積一定,而負(fù)載增加時，速度顯著下,降，即特性很軟,2,當(dāng)節(jié)流閥通流面積一時,負(fù)載越大，速度剛度越大,3,當(dāng)負(fù)載一定時，節(jié)流閥,通流面積越?。椿钊\動,速度高），速度剛度越大,該回路適用于高速重載的場合,調(diào)速回路,容積調(diào)速回路,定義,容積調(diào)速回路是通過改變泵的排量或,和）液壓馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)（或,液壓缸）速度的回路,形式,變量泵和定量液壓執(zhí)行元件,定量泵和變量馬達(dá),變量泵和變量馬達(dá),調(diào)速回路,容積調(diào)速回路,根據(jù)油路循環(huán)方式，容積調(diào)速回路可以分為開式回路,或閉式回路,一）開式回路,液壓泵從油箱吸油，液壓執(zhí)行元件的回油直接回油箱,回路結(jié)構(gòu)簡單，油液能得到充分

14、冷卻，但油箱體積大,空氣和贓物易進(jìn)入回路,二）閉式回路,執(zhí)行件的回油直接與泵的吸油腔相連，結(jié)構(gòu)緊湊，只需,很小的補(bǔ)油箱，空氣和贓物不易進(jìn)入回路，但油液冷卻,條件差，需附設(shè)輔助泵補(bǔ)油、冷卻和換油,調(diào)速回路,容積調(diào)速回路,一,變量泵和定量液壓執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路,圖,a,中的執(zhí)行元件為液壓缸,圖,b,的執(zhí)行元件為液壓馬達(dá),該回路是閉式回路，溢流閥,2,起安全作用，用以防止系統(tǒng)過,載，為了補(bǔ)充泵和液壓馬達(dá)的,泄漏增加了補(bǔ)油泵,4,和溢流閥,5,溢流閥,5,用來調(diào)節(jié)補(bǔ)油泵的補(bǔ),油壓力，同時置換部分已發(fā)熱,的油液，降低系統(tǒng)溫升。圖,a,中，改變變量泵的排量即可調(diào),節(jié)活塞運動的速度,v,2,為安全,活塞

15、運動速度,閥，限制回路的最大壓力,F,q,t,k,l,q,p,A,1,v,A,1,A,1,調(diào)速回路,容積調(diào)速回路,由于變量泵的泄漏，活塞運,動速度會隨負(fù)載的加大而減,小。負(fù)載增大到某一值，低,速下會出現(xiàn)活塞停止現(xiàn)象,馬達(dá)轉(zhuǎn)速,n,M,q,p,V,M,p,M,V,M,馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩,T,2,活塞運動速度,F,q,t,k,l,q,p,A,1,v,A,1,A,1,因液壓馬達(dá)排量為定值,故調(diào)節(jié)變量泵流量,q,p,即,可馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,n,M,進(jìn)行調(diào),節(jié),當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時，馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn),矩和回路工作壓力都恒定不變，則,馬達(dá)的輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比,調(diào)速回路,容積調(diào)速回路,二）定,量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路,閉

16、式回路）定量泵,1,輸出流量不變，改變,變量馬達(dá)的排量,V,M,就,可以液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,3,為安全閥,2,為變量,馬達(dá),5,是向系統(tǒng)補(bǔ)油,的輔助泵,4,為調(diào)節(jié)補(bǔ),油壓力的溢流閥,a)閉式,b)開式,圖9-3 定量泵變量馬達(dá)容積調(diào),速回路,調(diào)速回路,容積調(diào)速回路,三）變,量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路,該回路采用了雙向變量泵和雙,向變量馬達(dá)。變量泵,1,正向或,反向供油，馬達(dá)即正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),單向閥,4,5,用于使輔助泵,3,能,雙向補(bǔ)油，單向閥,6,7,使安全,閥,8,在兩個方向都起過載保護(hù),作用。由于液壓泵和液壓馬達(dá),排量均可改變，故擴(kuò)大了調(diào)速,范圍,調(diào)速回路,容積節(jié)流調(diào)速回,路,定義,容積節(jié)流調(diào)

17、速回路的工作原理是采用壓力補(bǔ),償型變量泵供油，用流量控制閥調(diào)定進(jìn)入液壓缸或,由液壓缸流出的流量來調(diào)節(jié)液壓缸的運動速度，并,使變量泵輸油量自動與液壓缸所需流量相適應(yīng)。這,種回路無溢流損失、效率較高、低速穩(wěn)定性好、調(diào),節(jié)方便，廣泛應(yīng)用于機(jī)床液壓系統(tǒng),限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回,路,差壓式變量泵和節(jié)流閥的容積節(jié)流調(diào)速回,路,形式,限壓式變量泵和調(diào)速閥的容,積節(jié)流調(diào)速回路,該回路由變量泵,1,供油，壓力油經(jīng),2,進(jìn)入液壓缸，回,油經(jīng)背壓閥,4,返回油箱，液壓缸運動速度由調(diào)速閥中的節(jié),流閥的通流面積,A,T,來控制,調(diào)速閥不僅能保,證進(jìn)入液壓缸的流,量穩(wěn)定，而且使泵,的供油量自動與液,壓缸所需

18、流量相適,應(yīng)，使得泵的供油,壓力基本恒定,差壓式變量泵和節(jié)流閥的容,積節(jié)流調(diào)速回路,節(jié)流閥控制進(jìn)入液壓缸的流量,q,與,1,并使變量泵輸出流量,q,q,時，泵的,p,自動,1,相適應(yīng)。當(dāng),q,p,q,1,供油壓力上升，控制柱塞進(jìn)一,步壓縮彈簧，定子右移，減小,泵的偏心距，使供油量下降,q,距，使供油量增大至,p,q,1,反之則會加大泵的偏心,q,p,q,1,快速運動回路,快速運動回路又稱增速回路，其功,能在于使液壓執(zhí)行元件獲得所需的,高速，縮短機(jī)械空程運行時間，以,提高系統(tǒng)的工作效率,液壓缸差動連接回路,當(dāng)只有電磁鐵,1YA,通電時，換向,閥,3,左位工作，壓力油可進(jìn)入液壓缸的,左腔，同時，經(jīng)

19、閥,4,的左位與液壓缸右,腔連通，因活塞左端受力面積大，故活,塞差動快速右移。此時，若,3YA,電磁鐵,通電，閥,4,換為右位，則壓力油只能進(jìn),入缸左腔，缸右腔油經(jīng)閥,4,右位、調(diào)速,閥,5,回油，實現(xiàn)活塞慢速運動。當(dāng),2YA,3YA,同時通電時，壓力油經(jīng)閥,3,右位、單,向閥,6,閥,4,右位進(jìn)入缸右腔，缸左腔回,油，活塞左移,采用蓄能器的快速運動回路,當(dāng)換向閥,5,處于中位，液,1,經(jīng)單,2,向蓄能器,4,充油。當(dāng)蓄,3,的調(diào)定壓力時，閥,3,被打,5,處于左位或右位，液壓缸,1,和蓄能器,4,壓缸不工作時，液壓泵,向閥,能器內(nèi)的油壓達(dá)到液控順序,閥,開，使液壓泵卸荷。當(dāng)換向,閥,工作時，液壓泵,同時向液壓缸供油，其實現(xiàn),快速運動,雙泵供油的快速運動回路,液壓泵,1,為高壓小流量泵,2,為低壓大流量泵?？蛰d時，液,3,的,3,關(guān)閉，泵,2,輸出的,4,與泵,1,輸出的油液,3,的調(diào)定壓,3,打開，單向閥,4,關(guān)閉，泵,2,3,流回油箱，泵,2,處于卸,1,供油,5,調(diào)節(jié),泵,壓系統(tǒng)的壓力低于液控順序閥,調(diào)定壓力，閥,油液經(jīng)單向閥,匯集在一起進(jìn)入液壓缸，從而實,現(xiàn)快速運動。當(dāng)系統(tǒng)承受負(fù)載時,系統(tǒng)壓力升高至大于閥,力，閔,的油經(jīng)閥,荷狀態(tài)。此時系統(tǒng)僅由小泵,實現(xiàn)慢速工作進(jìn)給，其工作壓力,由閥,速度換接回路,速度換接回路的功用是使液壓執(zhí)行機(jī)