第八章液壓基本回路ppt課件

1、1 調(diào)壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力保持恒定或不超過(guò)某個(gè)數(shù)值。在定量泵系統(tǒng)中，液壓泵的供油壓力可以通過(guò)溢流閥來(lái)調(diào)節(jié)。在變量泵系統(tǒng)中，用安全閥來(lái)限定系統(tǒng)的最高壓力，來(lái)防止系統(tǒng)過(guò)載。若系統(tǒng)中需要兩種以上的壓力，則可采用多級(jí)調(diào)壓回路。 8.1.1. 單級(jí)調(diào)壓回路 在液壓泵出口處設(shè)置并聯(lián)溢流閥即可組成單級(jí)調(diào)壓回路。它是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)工作壓力的。 8.1.2. 二級(jí)調(diào)壓回路 二級(jí)調(diào)壓回路可實(shí)現(xiàn)兩種不同的系統(tǒng)壓力控制。1432( a )( b )( c )2YA1YA328.1.3. 多級(jí)調(diào)壓回路 如圖(b)所示的由溢流閥1、2、3分別控制系統(tǒng)的壓力， 從而組成了三級(jí)調(diào)壓回路。8.1.4. 延

2、續(xù)、 按比例進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的回路 如圖 (c)所示，調(diào)節(jié)先導(dǎo)型比例電磁溢流閥的輸入電流I，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)， 這樣不但回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力切換平穩(wěn)，而且更容易使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制或程序控制。 1432(a)(b)(c)2YA1YA32調(diào)壓回路 減壓回路的功用是使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較系統(tǒng)壓力低的穩(wěn)定壓力。最常見(jiàn)的減壓回路是通過(guò)定值減壓閥與主油路相連的， 如圖 (a)所示?；芈分械膯蜗蜷y供主油路在壓力降低(低于減壓閥調(diào)整壓力)時(shí)防止油液倒流， 起短時(shí)保壓之用， 在減壓回路中，也可以采用類似兩級(jí)或多級(jí)調(diào)壓的方法獲得兩級(jí)或多級(jí)減壓。如圖 (b)所示為利用先導(dǎo)型減壓閥1的遠(yuǎn)控口接一遠(yuǎn)控溢流閥

3、2，則可由閥1、閥2各調(diào)定一種低壓，但要注意，閥2的調(diào)定壓力值一定要低于閥1的調(diào)定壓力值。 減壓回路(a)(b)21 8.3.1.利用二位二通閥旁路卸荷的回路 如圖所示為利用二位二通閥旁路卸荷的回路， 當(dāng)二位二通閥左位工作時(shí)，泵排出的液壓油以接近零壓狀態(tài)流回油箱，以節(jié)省動(dòng)力并避免油溫上升。 二位二通閥系以手動(dòng)操作， 亦可使用電磁操作。留意：二位二通閥的額定流量必須和泵的流量相適宜。往液壓缸去M利用二位二通閥的卸載回路 8.3.2. 利用換向閥的卸荷回路 如圖所示為利用換向閥中位機(jī)能的卸載回路。它采用中位串聯(lián)型M型中位機(jī)能換向閥，當(dāng)閥位處于中位時(shí)，泵排出的液壓油直接經(jīng)換向閥的P、T通路流回油箱，

4、泵的工作壓力接近于零。使用此種方式卸載，方法比較簡(jiǎn)單，但壓力損失較多，且不適用于一個(gè)泵驅(qū)動(dòng)兩個(gè)或兩個(gè)以上執(zhí)行元件的場(chǎng)所。留意：三位四通換向閥的流量必須和泵的流量相適宜。 利用換向閥中位機(jī)能的卸載回路M8.3.3. 利用溢流閥遠(yuǎn)程控制口卸載的回路 如圖所示為利用溢流閥遠(yuǎn)程控制口卸載的回路， 將溢流閥的遠(yuǎn)程控制口和二位二通電磁閥相接。 當(dāng)二位二通電磁閥通電時(shí)， 溢流閥的遠(yuǎn)程控制口通油箱， 這時(shí)溢流閥的平衡活塞上移， 主閥閥口被打開(kāi)， 泵排出的液壓油全部流回油箱， 泵出口壓力幾乎是零， 故泵成卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 利用溢流閥遠(yuǎn)程控制口卸載的回路往液壓缸去M 快速運(yùn)動(dòng)回路的功用在于使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工

5、作速度，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率并使功率得到合理的利用。實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)可以有幾種方法。 這里僅介紹液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路和雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路。8.4.1 液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路 換向閥2處于原位時(shí)，液壓泵1輸出的液壓油同時(shí)與液壓缸3的左右兩腔相通，兩腔壓力相等。由于液壓缸無(wú)桿腔的有效面積A1大于有桿腔的有效面積A2，使活塞受到的向右作用力大于向左的作用力，導(dǎo)致活塞向右運(yùn)動(dòng)。 液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路 當(dāng)換向閥6處于圖示位置，并且由于外負(fù)載很小，使系統(tǒng)壓力低于順序閥3的調(diào)定壓力時(shí)，兩個(gè)泵同時(shí)向系統(tǒng)供油，活塞快速向右運(yùn)動(dòng)； 雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路 設(shè)定雙泵供油

6、時(shí)系統(tǒng)的最高工作壓力低壓大流量泵1和高壓小流量泵2組成的雙聯(lián)泵作為系統(tǒng)的動(dòng)力源。8.4.2 雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路 換 向 閥 6 的電磁鐵通電后, 缸有桿腔經(jīng)節(jié)流閥7回油箱，系統(tǒng)壓力升高，達(dá)到順序閥3的調(diào)定壓力后,大流量泵1通過(guò)閥3卸荷,單向閥4自動(dòng)關(guān)閉,只有小流量泵2單獨(dú)向系統(tǒng)供油,活塞慢速向右運(yùn)動(dòng). 設(shè)定小流量泵2的最高工作壓力 留意：順序閥3的調(diào)定壓力至少應(yīng)比溢流閥5的調(diào)定壓力低10%-20%。 大流量泵1的卸荷減少了動(dòng)力消耗，回路效率較高。這種回路常用在執(zhí)行元件快進(jìn)和工進(jìn)速度相差較大的場(chǎng)合，特別是在機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用。8.5.1 調(diào)速方法概述 液壓系統(tǒng)常常需要調(diào)節(jié)液壓缸和液壓馬達(dá)

7、的運(yùn)動(dòng)速度，以適應(yīng)主機(jī)的工作循環(huán)需要。液壓缸和液壓馬達(dá)的速度決定于排量及輸入流量。液壓缸的速度為： Aq 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速: MVqn 式中 q 輸入液壓缸或液壓馬達(dá)的流量； A 液壓缸的有效面積相當(dāng)于排量）； VM 液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量。 20 由以上兩式可以看出，要控制缸和馬達(dá)的速度，可以通過(guò)改變流入流量來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)改變排量來(lái)實(shí)現(xiàn)。 對(duì)于液壓缸來(lái)說(shuō)，通過(guò)改變其有效作用面積A相當(dāng)于排量來(lái)調(diào)速是不現(xiàn)實(shí)的，一般只能用改變流量的方法來(lái)調(diào)速。 對(duì)變量馬達(dá)來(lái)說(shuō)，調(diào)速既可以改變流量，也可改變馬達(dá)排量。目前常用的調(diào)速回路主要有以下幾種： (1)節(jié)流調(diào)速回路 采用定量泵供油，通過(guò)改變回路中節(jié)流面積的大小來(lái)

8、控制流量，以調(diào)節(jié)其速度。 (2)容積調(diào)速回路 通過(guò)改變回路中變量泵或變量馬達(dá)的排量來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。 (3)容積節(jié)流調(diào)速回路聯(lián)合調(diào)速） 下面主要討論節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速回路。 節(jié)流調(diào)速回路有進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速，回油節(jié)路流調(diào)速，旁路節(jié)流調(diào)速三種基本形式。8.5.2.1 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路V進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路正常工作的條件:泵的出口壓力為溢流閥的調(diào)定壓力并保持定值。 節(jié)流閥串聯(lián)在泵和缸之間（1 1速度負(fù)載特性速度負(fù)載特性 當(dāng)不考慮泄漏和壓縮時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度為： 11Aq(8.1) 活塞受力方程為： 11AFp 缸的流量方程為： mTTpCAq)(1mpTppCAq)(11

9、=mpTAFpCA)(1p2 液壓缸回油腔壓力，p20。 F 外負(fù)載力； 式中： 于是 mpmTFApACAAq)(11111(8.4)式中C 與油液種類等有關(guān)的系數(shù)；AT 節(jié)流閥的開(kāi)口面積；Tp1ppppT節(jié)流閥前后的壓強(qiáng)差，m 為節(jié)流閥的指數(shù)；當(dāng)為薄壁孔口時(shí)，m =0.5。mpmTFApACAAq)(11111(8.4) 式 (8.4)為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性方程。以v為縱坐標(biāo),FL為橫坐標(biāo)，將式(8.4)按不同節(jié)流閥通流面積AT作圖，可得一組拋物線，稱為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性曲線。（2 2功率特性功率特性 圖8.3中，液壓泵輸出功率即為該回路的輸入功率為： pppqp

10、PFFP11111qpAq 回路的功率損失為： 111qpqpPPPppp11)()(qppqqpTpp=1qpqpTp=而缸的輸出功率為： 式中 溢流閥的溢流量, 。 q1qqqp 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的功率損失由兩部分組成：溢流功率損失 和節(jié)流功率損失 qpPp112qpPT1qpqpPTppqpqpPPPppp11(8.6)V8.5.2.2 回油路節(jié)流調(diào)速回路 回油路節(jié)流調(diào)速回路采用同樣的分析方法可以得到與進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路相似的速度負(fù)載特性.mpmFApACAT)(112 節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上，進(jìn)油路和回油路節(jié)流調(diào)速的比較進(jìn)油路和回油路節(jié)流調(diào)速的比較 (1) 承受負(fù)值負(fù)載的能力

11、回油節(jié)流調(diào)速能承受一定的負(fù)值負(fù)載 (2) (2) 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 回油節(jié)流調(diào)速回路運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好?；赜凸?jié)流調(diào)速回路運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好。 (3) (3) 油液發(fā)熱對(duì)回路的影響油液發(fā)熱對(duì)回路的影響 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速的油液發(fā)熱進(jìn)油節(jié)流調(diào)速的油液發(fā)熱會(huì)使缸的內(nèi)外泄漏增加；會(huì)使缸的內(nèi)外泄漏增加； (4) 啟動(dòng)性能 回油節(jié)流調(diào)速回路中重新啟動(dòng)時(shí)背壓不能立即建立，會(huì)引起瞬間工作機(jī)構(gòu)的前沖現(xiàn)象。 進(jìn)油路、回油路節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率較低，只宜用在負(fù)載變化不大，低速、小功率場(chǎng)合，如某些機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中。 8.5.2.3 旁油路節(jié)流調(diào)速回路 圖8.6 旁油路節(jié)流調(diào)速回路 節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯(lián)的支路上，利用節(jié)流閥

12、把液壓泵供油的一部分排回油箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)溢流閥作安全閥用，溢流閥作安全閥用，液壓泵的供油壓力液壓泵的供油壓力PpPp取決于負(fù)載。取決于負(fù)載。 8.5.3 容積調(diào)速回路 容積調(diào)速回路有泵-缸式回路和泵-馬達(dá)式回路。這里主要介紹泵-馬達(dá)式容積調(diào)速回路。 8.5.3.1 變量泵-定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 馬達(dá)為定量,改變泵排量VP可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速nM隨之成比例地變化. 變量泵-定量馬達(dá)容積調(diào)速回路 防止回路過(guò)載 調(diào) 定 油 泵 1的供油壓力輔助泵1補(bǔ)償泵3和馬達(dá)5的泄漏8.5.3.2定量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 8.5.3.3 變量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路 。 538746 同步運(yùn)動(dòng)包括速度同步和位置

13、同步兩類。速度同步是指各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度相同；而位置同步是指各執(zhí)行元件在運(yùn)動(dòng)中或停止時(shí)都保持相同的位移量。 8.6.1 液壓缸機(jī)械聯(lián)結(jié)的同步回路用機(jī)械聯(lián)結(jié)的同步回路 由于機(jī)械零件在制造，安裝上的誤差，同步精度不高。同時(shí)，兩個(gè)液壓缸的負(fù)載差異不宜過(guò)大，否則會(huì)造成卡死現(xiàn)象。 這種同步回路是用剛性梁齒輪齒條等機(jī)械零件在兩個(gè)液壓缸的活塞桿間實(shí)現(xiàn)剛性聯(lián)結(jié)以便來(lái)實(shí)現(xiàn)位移的同步。 8.6.2 采用調(diào)速閥的同步回路 這種同步回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是兩個(gè)調(diào)速閥的調(diào)節(jié)比較麻煩,而且還受油溫泄漏等的影響故同步精度不高,不宜用在偏載或負(fù)載變化頻繁的場(chǎng)合。 用調(diào)速閥的同步回路 用串聯(lián)液壓缸的同步回路 當(dāng)兩缸同時(shí)下行時(shí),若缸

14、5活塞先到達(dá)行程端點(diǎn),則擋塊壓下行程開(kāi)關(guān)1S，電磁鐵3YA得電,換向閥3左位投入工作,壓力油經(jīng)換向閥3和液控單向閥4進(jìn)入缸6上腔,進(jìn)行補(bǔ)油,使其活塞繼續(xù)下行到達(dá)行程端點(diǎn)，從而消除累積誤差。 這種回路同步精度較高,回路效率也較高.留意:回路中泵的供油壓力至少 是兩個(gè)液壓缸工作壓力之和。 順序動(dòng)作回路，根據(jù)其控制方式的不同，分為行程控制、壓力控制和時(shí)間控制三類，這里只對(duì)前兩種進(jìn)行介紹。 8.7.1 行程控制順序動(dòng)作回路用行程開(kāi)關(guān)和電磁閥配合的順序回路 首先按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，使電磁鐵1YA得電，壓力油進(jìn)入油缸3的左腔, 使活塞按箭頭1所示方向向右運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)作動(dòng)作1 活塞桿上的擋塊壓下行程開(kāi)關(guān)6S后,通過(guò)

15、電氣上的連鎖使1YA斷電，3YA得電.油缸3的活塞停止運(yùn)動(dòng)，壓力油進(jìn)入油缸4的左腔,使其按箭頭2所示的方向向右運(yùn)動(dòng); 動(dòng)作動(dòng)作2當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開(kāi)關(guān)8S,使 3 Y A 斷電,2YA得電，壓力油進(jìn)入缸3的右腔,使其活塞按箭頭3所示的方向向左運(yùn)動(dòng)； 動(dòng)作動(dòng)作3 當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開(kāi)關(guān)5,使2YA斷電,4YA得電,壓力油進(jìn)入油缸4右腔,使其活塞按箭頭4的方向返回. 當(dāng)擋塊壓下行程開(kāi)關(guān)7S時(shí),4YA斷電,活塞停止運(yùn)動(dòng),至此完成一個(gè)工作循環(huán)。 8.7.2 壓力控制順序動(dòng)作回路按啟動(dòng)按鈕，1YA得電，閥1左位工作，液壓缸7的活塞向右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序1;動(dòng)作動(dòng)作1到右端后，缸7左腔壓力上升

16、，達(dá)到壓力繼電器3的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊，1YA 斷電，3YA得電，閥2左位工作，壓力油進(jìn)入缸8的左腔，其活塞右移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序2；動(dòng)作動(dòng)作2 到 行 程 端點(diǎn)后，缸8左腔壓力上升，達(dá)到壓力繼電器5的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊，3YA斷電，4YA得電, 閥2右位工作，壓力油進(jìn)入缸8的右腔，其活塞左移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序3; 動(dòng)作動(dòng)作3到行程端點(diǎn)后，缸8右腔壓力上升，達(dá)到壓力繼電器6的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊，4YA斷電，2YA得電,閥1右位工作，缸7的活塞向左退回，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序4。動(dòng)作動(dòng)作4到左端后，缸7右端壓力上升，達(dá)到壓力繼電器4的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊，2YA斷電，1YA得電，閥1左位工作，壓力油進(jìn)入缸7左腔，自動(dòng)重復(fù)上述動(dòng)作循

17、環(huán)，直到按下停止按鈕為止。循環(huán)至動(dòng)作循環(huán)至動(dòng)作1 為了防止立式液壓缸與垂直運(yùn)動(dòng)的工作部件由于自重而自行下落造成事故或沖擊，可以采用平衡回路。 用單向順序閥的平衡回路 1 調(diào)節(jié)單向順序閥1的開(kāi)啟壓力,使其稍大于立式液壓缸下腔的背壓.活塞下行時(shí),由于回路上存在一定背壓支承重力負(fù)載,活塞將平穩(wěn)下落;換向閥處于中位時(shí),活塞停止運(yùn)動(dòng). 圖8.19 用單向順序閥的平衡回路 1此處的單向順序閥又稱為平衡閥51 當(dāng)系統(tǒng)中執(zhí)行元件短時(shí)間工作時(shí),常使液壓泵在很小的功率下作空運(yùn)轉(zhuǎn).這種卸荷可以減少液壓泵磨損，降低功率消耗，減小溫升。卸荷的方式有兩類，一類是液壓缸卸荷，執(zhí)行元件不需要保持壓力；另一類是液壓泵卸荷，執(zhí)行

18、元件需要保持壓力。52 當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，液壓泵出口直通油箱，泵卸荷。因回路需保持一定的控制壓力以操縱執(zhí)行元件，故在泵出口安裝單向閥。 圖8.21 用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路 53 圖8.22 用電磁溢流閥的卸荷回路1 電磁溢流閥是帶遙控口的先導(dǎo)式溢流閥與二位二通電磁閥的組合。當(dāng)執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，二位二通電磁閥得電，溢流閥的遙控口通過(guò)電磁閥回油箱，泵輸出的油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱，實(shí)現(xiàn)泵卸荷。 54 當(dāng)系統(tǒng)壓力升高達(dá)到變量泵壓力調(diào)節(jié)螺釘調(diào)定壓力時(shí)，壓力補(bǔ)償裝置動(dòng)作，液壓泵3輸出流量隨供油壓力升高而減小，直到維持系統(tǒng)壓力所必需的流量，回路實(shí)現(xiàn)保壓卸荷，系統(tǒng)中的溢流閥1作安全閥用，以防止泵的壓力補(bǔ)償裝置的失效而導(dǎo)致壓力異常。圖8.23 用限壓