第7章液壓傳動(dòng)基本回路02-壓力多缸控制回路1

7.3壓力控制回路壓力控制回路在液壓系統(tǒng)中不可缺少，它是利用壓力控制閥來(lái)控制或調(diào)節(jié)整個(gè)液壓系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)局部油路上的工作壓力，以滿足液壓系統(tǒng)不同執(zhí)行元件對(duì)工作壓力的不同要求。壓力控制回路主要有：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17.3.1調(diào)壓回路調(diào)壓回路用來(lái)調(diào)定或限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，或者使執(zhí)行元件在工作過(guò)程的不同階段能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同的壓力變換。1.單級(jí)調(diào)壓回路如圖7-16a）所示定量泵系統(tǒng)中，節(jié)流閥3可以調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸5的流量，定量泵1輸出的流量大于進(jìn)入液壓缸5所需的流量，多余油液便從溢流閥2流回油箱。通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥2便可調(diào)節(jié)泵的出口壓力。圖中二位四通換向閥4可改變液壓缸5的運(yùn)動(dòng)的方向。2若圖7-16a)回路中沒(méi)有節(jié)流閥，如圖7-16b)所示，則泵出口壓力將直接隨液壓缸負(fù)載壓力變化而變化，溢流閥2作安全閥使用。即當(dāng)回路工作壓力低于溢流閥2的調(diào)定壓力時(shí)，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)壓力由負(fù)載壓力決定。當(dāng)負(fù)載壓力達(dá)到或超過(guò)溢流閥2調(diào)定壓力時(shí)，溢流閥2處于開(kāi)啟溢流狀態(tài)，使系統(tǒng)壓力不再繼續(xù)升高，溢流閥將限定系統(tǒng)最高壓力，對(duì)系統(tǒng)起安全保護(hù)作用。32多級(jí)調(diào)壓回路

換向閥居下位，溢流閥主閥調(diào)壓10MPa開(kāi)啟換向閥居上位，遠(yuǎn)程式閥調(diào)壓4MPa開(kāi)啟4圖7-17b)為三級(jí)調(diào)壓回路。先導(dǎo)式溢流閥5的遠(yuǎn)程控制口通過(guò)三位四通換向閥6分別接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥7和8，使系統(tǒng)有三種壓力調(diào)定值。當(dāng)換向閥6在左位時(shí)，系統(tǒng)壓力由閥7調(diào)定；換向閥6在右位時(shí)，系統(tǒng)壓力由閥8調(diào)定。換向閥在中位時(shí)，系統(tǒng)壓力由主閥5調(diào)定。此回路中，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)整壓力必須低于主溢流閥的調(diào)整壓力，只有這樣遠(yuǎn)程調(diào)壓閥才能起作用。768557.3.2減壓回路液壓系統(tǒng)的壓力是根據(jù)系統(tǒng)主要執(zhí)行元件的工作壓力來(lái)設(shè)計(jì)的，當(dāng)系統(tǒng)有較多的執(zhí)行元件，且它們的工作壓力又不完全相同時(shí)，在系統(tǒng)中就需要設(shè)計(jì)減壓回路或增壓回路來(lái)滿足系統(tǒng)各部分不同的壓力要求。6減壓回路

圖為用于工件夾緊的減壓回路。夾緊時(shí)，為了防止系統(tǒng)壓力降低油液倒流，并短時(shí)保壓。在減壓閥后串接一個(gè)單向閥。低壓由減壓閥1(5MPa)調(diào)定；或由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2(3MPa)決定。故此回路為二級(jí)減壓回路。

換向閥居左位，減壓閥由閥1彈簧調(diào)壓為5MPa換向閥居右位，減壓閥由遠(yuǎn)程閥2調(diào)壓為3MPa(a)77.3.3增壓回路增壓回路可使系統(tǒng)中的某局部壓力高于液壓泵的輸出壓力。增壓回路中實(shí)現(xiàn)油液壓力放大的主要元件是增壓器。圖7-19所示為使用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(shí)間短的工作條件。圖示位置時(shí)，壓力為的油液進(jìn)入增壓缸4的大活塞腔，這時(shí)在小活塞腔可得到壓力為的高壓油液，增大的倍數(shù)是大小活塞的工作面積之比。當(dāng)電磁閥3接通時(shí)，工作缸6靠彈簧回程，高位油箱5在大氣壓力作用下向增壓器補(bǔ)油。這種回路不能獲得連續(xù)穩(wěn)定的高壓油源。87.3.4卸荷回路許多液壓系統(tǒng)在使用時(shí)，其執(zhí)行裝置并不是始終連續(xù)工作的，當(dāng)執(zhí)行裝置處在工作的間歇狀態(tài)時(shí)，應(yīng)讓液壓系統(tǒng)輸出的功率接近于零，使動(dòng)力源在空載狀況下工作，以減少動(dòng)力源和液壓系統(tǒng)的功率損失、節(jié)省能源，降低液壓系統(tǒng)發(fā)熱，這種壓力控制回路稱為卸荷回路。液壓系統(tǒng)卸荷的方式有兩種：一種是將液壓泵出口的流量通過(guò)液壓閥的控制直接接回油箱，使液壓泵在接近零壓的狀況下輸出流量，這種卸荷方式稱為壓力卸荷；另一種是使液壓泵在輸出流量接近零的狀態(tài)下工作，此時(shí)盡管液壓泵工作的壓力很高，但其輸出流量接近零，液壓功率也接近零，這種卸荷方式稱為流量卸荷。9

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)行元件需要保持壓力。101執(zhí)行元件不需保壓的卸荷回路

用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路當(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(作負(fù)載)。

用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路

11用電磁溢流閥的卸荷回路用電磁溢流閥的卸荷回路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。

122執(zhí)行元件需要保壓的卸荷回路限壓式變量泵的卸荷回路

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。用限壓式變量泵的卸荷回路

13用卸荷閥的卸荷回路

當(dāng)電磁鐵1YA得電時(shí)，泵和蓄能器同時(shí)向液壓缸左腔供油，推動(dòng)活塞右移，接觸工件后，系統(tǒng)壓力升高。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到卸荷閥1的調(diào)定值時(shí)，卸荷閥打開(kāi)，液壓泵通過(guò)卸荷閥卸荷，而系統(tǒng)壓力用蓄能器保持。圖中的溢流閥2是當(dāng)安全閥用。蓄能器保壓卸荷閥使泵卸荷143.采用主換向閥中位機(jī)能的卸荷回路中位機(jī)能為M、K、H型的換向閥都具有將液壓泵的出口直接與油箱相連的功能，實(shí)現(xiàn)泵的壓力卸荷。圖7-20所示為采用換向閥4的中位機(jī)能的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓泵1卸荷的回路。當(dāng)換向閥4處于中位時(shí)，液壓泵1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，故需安裝單向閥3，使回路在卸荷狀態(tài)下能夠保持一定的壓力。154.采用二位二通電磁閥的卸荷回路

如圖7-21所示，換向閥4的中位機(jī)能為O型，利用與液壓泵和溢流閥同時(shí)并聯(lián)的二位二通電磁換向閥3的通與斷，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的卸荷與保壓功能。但要求二位二通電磁換向閥3的壓力和流量參數(shù)完全與對(duì)應(yīng)的液壓泵1相匹配。165.采用先導(dǎo)型溢流閥和電磁閥組成的卸荷回路圖7-22所示為采用二位二通電磁閥控制先導(dǎo)型溢流閥的卸荷回路。當(dāng)先導(dǎo)型溢流閥2的遠(yuǎn)控口通過(guò)二位二通電磁閥4接通油箱時(shí)，此時(shí)閥2的溢流壓力為其卸荷壓力，使液壓泵1輸出的油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥2回油箱，實(shí)現(xiàn)泵的卸荷。為防止系統(tǒng)卸荷或升壓時(shí)產(chǎn)生壓力沖擊，一般在溢流閥2遠(yuǎn)控口與電磁閥4之間可設(shè)置阻尼孔3。這種卸荷回路可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，同時(shí)二位二通電磁閥4可選用小流量規(guī)格，其卸荷時(shí)的壓力沖擊較采用二位二通電磁換向閥卸荷的沖擊小一些。176.采用限壓式變量泵的流量卸荷回路如圖7-23所示，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1輸出流量隨供油壓力升高而減小，當(dāng)達(dá)到維持系統(tǒng)壓力所必需最小流量時(shí)，液壓泵輸出“零”或極小流量，回路實(shí)現(xiàn)保壓卸荷。系統(tǒng)中的溢流閥2做安全閥使用，防止泵的過(guò)載。這種回路在卸荷狀態(tài)下具有很高的控制壓力，使液壓系統(tǒng)在卸荷狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)保壓，極大地降低了系統(tǒng)的功率損失和發(fā)熱。187.3.5保壓回路1.采用液控單向閥的保壓回路圖7-24所示為采用密封性能較好的液控單向閥和電接點(diǎn)壓力表的保壓回路。當(dāng)電液換向閥4左位工作時(shí)，油缸下腔進(jìn)油，油缸上腔的油液經(jīng)液控單向閥、電液換向閥回油箱，使油缸向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)換向閥右位作時(shí)，油缸6的上腔壓力升至電接點(diǎn)壓力表7上限調(diào)定的壓力值時(shí)發(fā)信號(hào)，電磁鐵右位失電，換向閥4處于中位，液壓泵卸荷，油缸內(nèi)液控單向閥保壓。當(dāng)油缸壓力下降到壓力表下限值時(shí)，電磁鐵右位通電，換向閥4再次右位工作，液壓泵給系統(tǒng)補(bǔ)油，壓力上升。如此工作過(guò)程自動(dòng)地保持油缸的壓力在調(diào)定值范圍內(nèi)。它適用于保壓時(shí)間較長(zhǎng)、對(duì)保壓穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。1234567192.采用液壓蓄能器的保壓回路如圖7-25所示為采用液壓蓄能器的保壓回路。當(dāng)換向閥7的左位工作時(shí)，油缸8活塞桿向右移動(dòng)，當(dāng)壓力升至調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器6發(fā)出信號(hào)使二位二通電磁換向閥3通電，液壓泵卸荷，油缸則由液壓蓄能器5進(jìn)行保壓。37126845203.采用液壓泵的保壓回路如圖7-26所示，當(dāng)系統(tǒng)壓力較低時(shí)，低壓大流量液壓泵1和高壓小流量液壓泵2同時(shí)向系統(tǒng)供油。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到卸荷閥4的調(diào)定壓力時(shí)，低壓液壓泵卸荷，此時(shí)高壓液壓泵起保壓作用，溢流閥3調(diào)定系統(tǒng)壓力3412217.3.6平衡回路

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。

1用單向順序閥的平衡回路

圖用單向順序閥的平衡回路

22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).用單向順序閥的平衡回路

此處的單向順序閥又稱為平衡閥232采用液控單向閥的平衡回路241.采用單向順序閥的平衡回路如圖7-27所示為，調(diào)整單向順序閥4，使其開(kāi)啟壓力與液壓缸下腔作用面積的乘積稍大于垂直運(yùn)動(dòng)部件的重力。當(dāng)活塞下行時(shí)，由于回油路上存在一定的背壓來(lái)支承重力負(fù)載，只有在活塞的上部具有一定壓力時(shí)活塞才會(huì)平穩(wěn)下落；當(dāng)換向閥3處于中位時(shí)，活塞停止運(yùn)動(dòng)，不再繼續(xù)下行。此處的單向順序閥又被稱作平衡閥。在這種平衡回路中，單向順序閥壓力調(diào)定后，若工作負(fù)載變小，則泵的壓力需要增加，將使系統(tǒng)的功率損失增大。由于滑閥結(jié)構(gòu)的順序閥和換向閥存在內(nèi)泄漏，使活塞很難長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定停在任意位置，該回路適用于工作負(fù)載固定且液壓缸活塞鎖定要求不高的場(chǎng)合。34512252.采用液控單向閥的平衡回路回路如圖7-28所示，活塞下行時(shí)液控單向閥4被進(jìn)油路上的控制油打開(kāi)，油缸有桿腔油經(jīng)單向節(jié)流閥5、液控單向閥4和換向閥3回油箱。當(dāng)電磁換向閥處于中位時(shí)，由于液控單向閥4為錐面密封結(jié)構(gòu)，其閉鎖性能好，能夠保證活塞較長(zhǎng)時(shí)間在停止位置處不動(dòng)。在回油路上串聯(lián)單向節(jié)流閥5，用于保證活塞下行運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。345126263.采用外控單向順序閥的平衡回路如圖7-29所示，當(dāng)電磁換向閥3右位得電時(shí)，壓力油經(jīng)單向閥進(jìn)入液壓缸下腔，上腔回油直接通油箱，活塞上升。當(dāng)電磁換向閥3左位得電時(shí)，壓力油進(jìn)入液壓缸上腔，隨著壓力增加，并打開(kāi)外控順序閥4，使液壓缸下腔回油，活塞下行。若由于重力作用，運(yùn)動(dòng)部件下降速度過(guò)快，必然會(huì)使液壓缸上腔壓力降低，于是液控單向順序閥4閥口關(guān)小，阻力增大，從而阻止活塞迅速下降。當(dāng)換向閥切換至中位時(shí)，液壓缸上腔卸壓，液控單向順序閥4關(guān)閉，活塞停止下降并被鎖緊。345126這種回路適用于所平衡的重量有所變化的場(chǎng)合，比較安全、可靠，但活塞下行時(shí)，由于重力作用會(huì)使液控單向順序閥的開(kāi)口量處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此系統(tǒng)平衡性較差。277.4多缸工作控制回路在液壓系統(tǒng)中，如果由一個(gè)油源供給多個(gè)液壓缸壓力油時(shí)，這些液壓缸會(huì)因壓力、流量的影響而在動(dòng)作上相互牽制。因此，必須使用一些特殊的回路才能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作要求，這類回路稱之為多缸工作控制回路。常見(jiàn)的有順序動(dòng)作同步動(dòng)作互不干涉多缸泄荷等287.4.1順序動(dòng)作回路

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。

291行程控制順序動(dòng)作回路圖8.17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13031323334353637387.4.2同步動(dòng)作回路

同步運(yùn)動(dòng)包括速度同步和位置同步兩類。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。1液壓缸機(jī)械聯(lián)結(jié)的同步回路

圖7.34用機(jī)械聯(lián)結(jié)的同步回路39

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。

402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。41424用同步馬達(dá)的同步回路圖7.35用同步馬達(dá)的同步回路兩個(gè)馬達(dá)軸剛性連接，把等量的油分別輸入兩個(gè)尺寸相同的液壓油缸中，使兩液壓缸實(shí)現(xiàn)同步。影響同步精度：馬達(dá)制造誤差帶來(lái)排量誤差；負(fù)載不同帶來(lái)泄漏及摩擦阻力。消除行程端點(diǎn)兩缸的位置誤差435．采用電液比例調(diào)速閥的同步回路如圖7-38所示為采用電液比例調(diào)速閥的同步回路。這種回路的同步位置精度可達(dá)0.5mm，能滿足大多數(shù)工作部件的精度要求。由于在油缸進(jìn)油路上安裝了調(diào)速閥并采用單向閥組成的橋式整流回路，因而在兩個(gè)方向上均可實(shí)現(xiàn)速度同步。447.4.3多缸卸荷回路當(dāng)各缸都停止工作時(shí)，各換向閥都處于中位，這時(shí)溢流閥的遠(yuǎn)控口經(jīng)各換向閥中位的一個(gè)通路與油箱連接，泵卸荷。只要某一換向閥