第七章液壓基本回路及系統(tǒng)

1、液壓傳動第七章 液壓基本回路第七章 液壓基本回路 第一節(jié)第一節(jié) 壓力控制回路壓力控制回路第二節(jié)第二節(jié) 速度控制回路速度控制回路第三節(jié)第三節(jié) 方向控制回路方向控制回路液壓傳動第七章 液壓基本回路 所謂液壓基本回路是指能實現(xiàn)某種規(guī)定功能的液壓元件的組合。任何液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路組成。 基本回路按在液壓系統(tǒng)中的功能可分：l壓力控制回路 控制整個系統(tǒng)或局部油路的工作壓力；l速度控制回路 控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度；l方向控制回路 控制執(zhí)行元件運動方向的變換和鎖停；l多執(zhí)行元件控制回路 控制幾個執(zhí)行元件間的工作循環(huán)。 熟悉和掌握液壓基本回路的功能，有助于更好地分析、使用和設(shè)計各種液壓傳動系統(tǒng)。液壓傳

2、動第七章 液壓基本回路7.1 壓力控制回路 利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)整體或某一部分的壓力，以滿足液壓執(zhí)行元件對力或轉(zhuǎn)矩的要求。包括以下幾種： l調(diào)壓回路l卸荷回路l減壓回路l增壓回路l平衡回路l保壓回路l泄壓回路液壓傳動第七章 液壓基本回路7.1.1 調(diào)壓回路 利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)整體或某一部分的壓力，以滿足液壓執(zhí)行元件對力或轉(zhuǎn)矩的要求。包括以下幾種： 調(diào)定和限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，或者使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作過程不同階段實現(xiàn)多級壓力變換。一般用溢流閥來實現(xiàn)這一功能。l 單級調(diào)壓回路液壓傳動第七章 液壓基本回路l多級調(diào)壓回路 由溢流閥1、2、3分別控制系統(tǒng)的壓力，組成三級調(diào)壓回路。閥2和閥3的

3、調(diào)定壓力要小于閥1的調(diào)定壓力。34先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥液壓傳動第七章 液壓基本回路7.1.2減壓回路 減小系統(tǒng)壓力到需要的穩(wěn)定值，以滿足機(jī)床的夾緊、定位、潤滑及控制油路的要求。要減壓閥穩(wěn)定工作，最低調(diào)整壓力 0.5MPa，最高調(diào)整壓力至少比系統(tǒng)壓力低0.5MPa。(當(dāng)減壓回路中的執(zhí)行元件需要調(diào)速時，調(diào)速元件應(yīng)放在減壓閥的后面，以避免減壓閥泄漏對執(zhí)行元件的速度發(fā)生影響。) 下面右圖中閥2的調(diào)定壓力值要低于閥1的調(diào)定壓力值。液壓傳動第七章 液壓基本回路7.1.3增壓回路 液壓系統(tǒng)中的某一支油路需要壓力較高但流量不大的壓力油，若采用高壓泵不經(jīng)濟(jì)，或者根本就沒有這樣高壓力的液壓泵時，就采用增壓回路

4、。實現(xiàn)壓力放大的元件主要是增壓器，其增壓比為增壓器大小活塞的面積比。注意：壓力放大是在降低有效流量的前提下得到的。 雙作用增壓器的增壓回路 它能連續(xù)輸出高壓油，適用于增壓行程要求較長的場合。 單作用增壓器的增壓回路適用于單向作用力大、行程小、作業(yè)時間短的場合。液壓傳動第七章 液壓基本回路雙作用增壓缸增壓回路雙作用增壓缸增壓回路 單作用增壓缸增壓回路單作用增壓缸增壓回路液壓傳動第七章 液壓基本回路7.1.4卸荷回路 在液壓泵驅(qū)動電機(jī)不頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在功率損耗接近于零的情況下運轉(zhuǎn)，以減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長泵和電機(jī)的壽命。卸荷方式：流量卸荷和壓力卸荷。流量卸荷主要是使用變量泵，

5、使泵僅為補(bǔ)償泄漏而以最小流量運轉(zhuǎn)，此方法比較簡單，但泵仍處在高壓狀態(tài)下運行，磨損比較嚴(yán)重。壓力卸荷的方法是使泵在接近零壓下運轉(zhuǎn)，常見的壓力卸荷方式有以下幾種：l換向閥卸荷回路 M、H和K型中位機(jī)能的三位換向閥處于中位時，泵卸荷，這種回路切換時壓力沖擊小，但回路中必須設(shè)置單向閥，以使系統(tǒng)能保持03MPa左右的壓力，供操縱控制油路之用。液壓傳動第七章 液壓基本回路l用先導(dǎo)型溢流閥卸荷的卸荷回路 先導(dǎo)型溢流閥的遠(yuǎn)程控制口直接與二位二通電磁閥相連，構(gòu)成用先導(dǎo)型溢流閥的卸荷回路。這種卸荷回路卸荷壓力小，切換時沖擊也小。l雙泵供油回路中利用順序閥作卸荷閥液壓傳動第七章 液壓基本回路l限壓式變量泵的卸荷回路

6、零流量卸荷，如圖，當(dāng)液壓缸3活塞運動到行程終點或換向閥2處于中位時，泵1的壓力升高，流量減小，當(dāng)壓力接近壓力限定值時，泵的流量減小到只補(bǔ)充液壓缸或換向閥的泄漏，回路實現(xiàn)卸載。l有蓄能器的卸荷回路 當(dāng)回路壓力到達(dá)卸載溢流閥2的調(diào)定值時，定量泵通過閥2卸載，由蓄能器3保持系統(tǒng)壓力，補(bǔ)充系統(tǒng)泄漏；當(dāng)回路壓力下降低于卸荷溢流閥2的調(diào)定值時, 閥2關(guān)閉, 定量泵恢復(fù)向系統(tǒng)供油。液壓傳動第七章 液壓基本回路7.1.5保壓回路 保壓回路是使系統(tǒng)在液壓缸不動或僅有工件變形所產(chǎn)生的小位移下穩(wěn)定地維持住壓力。最簡單的保壓回路是使用密封性能較好的液控單向閥的回路，但是閥類元件處的泄漏使得這種回路的保壓時間不能維持太

7、久。常用的保壓回路有：l利用液壓泵保壓的保壓回路 在保壓過程中，液壓泵仍以較高的壓力（保壓所需壓力）工作。此時，若采用定量泵則壓力油幾乎全經(jīng)溢流閥流回油箱，系統(tǒng)功率損失大，易發(fā)熱，故只在小功率的系統(tǒng)且保壓時間較短的場合下才使用；而采用變量泵時，在保壓時泵的壓力較高，但輸出流量幾乎等于零。因而，液壓系統(tǒng)的功率損失小。液壓傳動第七章 液壓基本回路l利用蓄能器保壓的保壓回路 液壓傳動第七章 液壓基本回路l自動補(bǔ)油的保壓回路 液壓傳動第七章 液壓基本回路7.1.6平衡回路功用: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。l采用平衡閥的平衡回路。 當(dāng)活塞向下快速運動時功率損失大，鎖住

8、時活塞和與之相連的工作部件會因平衡閥和換向閥的泄漏而緩慢下落；因此它只適用于工作部件重量不大、活塞鎖住時定位要求不高的場合。 l采用液控平衡閥的平衡回路 這種平衡回路的優(yōu)點是只有上腔進(jìn)油時活塞才下行，比較安全可靠，缺點是活塞下行時平穩(wěn)性較差；因此這種回路適用于運動部件重量不很大，停留時間較短的液壓系統(tǒng)中。液壓傳動第七章 液壓基本回路l采用液控單向閥的平衡回路 由于液控單向閥是錐面密封，泄漏量小，故其閉鎖性能好，活塞能夠較長時間停止不動?；芈分械膯蜗蚬?jié)流閥用于防止活塞下行時產(chǎn)生振動和沖擊。液壓傳動第七章 液壓基本回路7.1.7卸壓回路功用:使執(zhí)行元件高壓腔中的壓力緩慢地釋放，以免泄壓過快引起劇烈

9、的沖擊和振動。延緩換向閥切換時間的泄壓回路 下圖為液壓缸卸壓后再返程。換向閥處于中位時，主泵卸載。閥8斷電，泵5卸壓，液壓缸上腔壓力油通過節(jié)流閥 6 和溢流閥 7 泄壓，節(jié)流閥 6 在卸載時起緩沖作用。泄壓時間可由時間繼電器控制。 用順序閥控制的泄壓回路 回路采用帶卸載小閥芯的液控單向閥 4 實現(xiàn)保壓和泄壓，泄壓壓力和回程壓力均由順序閥控制。液壓傳動第七章 液壓基本回路7.2速度控制回路 液壓傳動系統(tǒng)中速度控制回路包括:l調(diào)速回路:調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行元件的速度l快速運動回路:使執(zhí)行元件獲得快速運動l速度換接回路:快速運動和工作進(jìn)給速度以及工作進(jìn)給速度之間的速度換接 7.2.1調(diào)速回路l節(jié)流調(diào)速回路

10、工作原理：通過改變回路中流量控制元件（節(jié)流閥和調(diào)速閥）通流面積的大小來控制流入或流出執(zhí)行元件的流量，以調(diào)節(jié)其運動速度。根根流量閥在回路中的位置不同分為：進(jìn)油節(jié)流調(diào)速、回油節(jié)流調(diào)速、旁路節(jié)流調(diào)速。液壓傳動第七章 液壓基本回路1進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路1）速度負(fù)載特性2）最大承載能力和最大運動速度 3）功率4）回路效率液壓傳動第七章 液壓基本回路2容積調(diào)速回路 通過改變回路中液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來實現(xiàn)調(diào)速。主要優(yōu)點是功率損失小且其工作壓力隨負(fù)載變化，效率高、油溫低，適用于高速、大功率系統(tǒng)。按油路循環(huán)方式不同分為開式回路和閉式回路 變量泵和定量馬達(dá)(液壓缸)的容積調(diào)速回路定量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路變量

11、泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路 容積調(diào)速回路通常有三種基本形式 液壓傳動第七章 液壓基本回路變量泵和定量馬達(dá)的容積調(diào)速回路變量泵和定量馬達(dá)的容積調(diào)速回路液壓傳動第七章 液壓基本回路3容積節(jié)流調(diào)速回路原理：壓力補(bǔ)償式變量泵供油、調(diào)速閥(或節(jié)流閥)調(diào)節(jié)流量并使泵輸出流量自動與液壓缸所需流量相適應(yīng) 效率較高、調(diào)速較穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)較簡單。廣泛應(yīng)用于負(fù)載變化不大的中、小功率組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)中限壓式變量泵與調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路限壓式變量泵與調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路 液壓傳動第七章 液壓基本回路調(diào)速回路的比較 液壓傳動第七章 液壓基本回路7.2.2快速回路l差動連接回路 在不增加泵輸出流量的情況下，提高工作部

12、件運動速度的一種快速回路，實質(zhì)是改變液壓缸的有效作用面積。 l雙泵供油的快速運動回路 利用低壓大流量泵2和高壓小流量泵1并聯(lián)為系統(tǒng)供油 回路功率利用合理、效率高，速度換接較平穩(wěn)，在快、慢速度相差較大的機(jī)床中應(yīng)用廣泛 液壓傳動第七章 液壓基本回路7.2.3速度換接回路功用：在設(shè)計或調(diào)節(jié)好的幾種運動速度中，從一種速度換成另一種速度。l快速運動和工作進(jìn)給運動的換接回路要求：速度換接要平穩(wěn)，不允許在速度變換的過程中有 速度突然增加現(xiàn)象 換接時的位置精度高，沖擊量小，運動速度的變換也比較平穩(wěn)。這種回路在機(jī)床液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多 液壓傳動第七章 液壓基本回路l兩種工作進(jìn)給速度的換接回液壓傳動第七章 液壓基本

13、回路7.3方向控制回路 功用：控制執(zhí)行元件的起動、停止及換向 包括：換向回路和鎖緊回路 7.3.1換向回路液壓傳動第七章 液壓基本回路7.3.2鎖緊回路功用:使工作部件在任意位置停留;停止工作時,防止在受力的情況下發(fā)生移動 采用液控單向閥的鎖緊回路,換向閥的中位機(jī)能應(yīng)使液控單向閥的控制油液卸壓(換向閥采用H型或Y型) 采用液控單向閥的鎖緊回路 液壓傳動第七章 液壓基本回路7.3.3制動回路功用:使液壓執(zhí)行元件平穩(wěn)地由運動狀態(tài)轉(zhuǎn)換為靜止?fàn)顟B(tài)，制動快，沖擊小，制動過程中油路出現(xiàn)的異常高壓和負(fù)壓能自動有效地被控制。l在缸兩側(cè)油路上設(shè)置有反應(yīng)靈敏的小型直動型溢流閥4 和5，換向閥切換時，活塞在溢流閥4 和5 調(diào)定壓力之下實現(xiàn)制動。如活塞向右運動換向閥突然切換，缸右腔油液由于運動部件的慣性而突然升高，當(dāng)壓力超過閥4 的調(diào)定壓力，閥4 打開溢流，緩和管路中的液壓沖擊，同時缸的左腔通過單向閥7 補(bǔ)油。l活塞向左運動，由溢流閥5和單向閥6起緩沖和補(bǔ)油作用。l 緩沖溢流閥4 和5 的調(diào)定壓力一般比系統(tǒng)溢流閥調(diào)定壓力高510。1用溢流閥的液壓缸制動回路液壓傳動第七章 液壓基本回路2用溢流閥的液壓馬達(dá)制動回路l當(dāng)電磁鐵失電，切斷馬達(dá)回油，馬達(dá)制