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文檔簡介

第8章壓力控制回路2023/2/41要點(diǎn)概述壓力控制回路是對液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)或系統(tǒng)某一部分的壓力進(jìn)行控制的回路。包括調(diào)壓、卸荷、保壓、減壓、增壓、平衡等多種回路。壓力控制回路是由溢流閥、減壓閥、順序閥等液壓與氣動(dòng)基礎(chǔ)控制元件構(gòu)成的,其閥的共同點(diǎn)是利用作用在閥芯上的流體壓力和彈簧力相平衡的原理來實(shí)現(xiàn)壓力平衡與調(diào)整,從而達(dá)到壓力穩(wěn)定。本章主要通過對調(diào)壓回路、減壓回路、增壓回路、液壓卸荷回路、液壓保壓回路、液壓平衡回路、緩沖回路等模塊的實(shí)際應(yīng)用,達(dá)到在性能、原理、選型、安裝、調(diào)試等方面對壓力基礎(chǔ)控制元件和壓力基本控制回路的掌握。2023/2/428.1液壓調(diào)壓回路按照液壓系統(tǒng)的實(shí)際要求將系統(tǒng)相關(guān)各壓力調(diào)節(jié)控制到各個(gè)分支回路工作所需要的不同等級壓力。8.1.1用溢流閥實(shí)現(xiàn)單級調(diào)壓單級調(diào)壓回路是指用一個(gè)溢流閥元件實(shí)現(xiàn)最簡單的一個(gè)等級的壓力控制回路。2023/2/438.1液壓調(diào)壓回路8.1.2用先導(dǎo)式溢流閥實(shí)現(xiàn)多級調(diào)壓在液壓系統(tǒng)中,隨著工作過程的時(shí)段不同,對液壓缸的輸出力大小的要求會(huì)有所改變,因此也就要求系統(tǒng)的壓力在不同時(shí)刻改變兩次或三次或更多次。二級調(diào)壓三級調(diào)壓2023/2/448.1液壓調(diào)壓回路8.1.3用兩個(gè)溢流閥實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)壓當(dāng)執(zhí)行元件的正反行程需要不同的供油壓力時(shí),可以將設(shè)置低壓力值的溢流閥與設(shè)置高壓力值的溢流閥并聯(lián),從而使設(shè)置高壓力值的溢流閥失去穩(wěn)壓能力??梢岳貌煌瑫r(shí)刻接入更低壓力設(shè)置值的溢流閥,實(shí)現(xiàn)不同時(shí)刻的壓力輸出。2023/2/458.1液壓調(diào)壓回路8.1.4用比例溢流閥實(shí)現(xiàn)無級調(diào)壓在一些液壓閉環(huán)控制回路中,液壓系統(tǒng)要求壓力輸出值具有隨機(jī)性,因此其輸出的壓力值應(yīng)當(dāng)是無極調(diào)壓的形式。2023/2/468.2氣動(dòng)調(diào)壓回路8.2.1氣源壓力控制回路氣動(dòng)系統(tǒng)一般采用中心供氣方式,即多個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng),共用一個(gè)氣源供氣;而液壓系統(tǒng)一般是獨(dú)立的液壓源供壓力油。因此中心氣源系統(tǒng)應(yīng)屬于獨(dú)立的壓力控制系統(tǒng),而為分支系統(tǒng)供氣的壓力應(yīng)當(dāng)是在系統(tǒng)壓力下的二次供壓(減壓)系統(tǒng)。如圖所示為一次壓力回路。2023/2/478.2氣動(dòng)調(diào)壓回路8.2.2雙壓控制回路對于小型的低壓氣動(dòng)系統(tǒng),可以在中心氣源的基礎(chǔ)上,直接通過減壓閥實(shí)現(xiàn)供氣。氣源壓力控制回路的后面,并聯(lián)了一路減壓閥的壓力輸出,用兩個(gè)不同壓力的減壓閥輸出,可得到兩路不同的輸出壓力。在流量滿足的條件下,利用減壓閥可以并聯(lián)輸出多路壓力。2023/2/488.2氣動(dòng)調(diào)壓回路8.2.2氣源壓力延時(shí)輸出控制回路對于長距離管路輸出的壓力源,由于其穩(wěn)定壓力的輸出時(shí)間與管路長度形成的容積有關(guān),管路越長需要延時(shí)的時(shí)間越長。2023/2/498.3液壓減壓回路8.3.1用減壓閥實(shí)現(xiàn)單級減壓減壓回路是指由定壓減壓閥構(gòu)成的實(shí)現(xiàn)壓力降低(減壓)與輸出穩(wěn)定(穩(wěn)壓)的回路。一般減壓閥最低調(diào)定壓力應(yīng)大于0.5MPa,最高調(diào)定壓力至少應(yīng)比主油路系統(tǒng)的供油壓力低0.5MPa。2023/2/4108.3液壓減壓回路8.3.2用減壓閥實(shí)現(xiàn)多級減壓1、二級減壓多級減壓回路最簡單的方式就是分時(shí)接入不同設(shè)置參數(shù)的溢流閥實(shí)現(xiàn)對先導(dǎo)式減壓閥的壓力控制,即用溢流閥的壓力控制先導(dǎo)式減壓閥的壓力,使系統(tǒng)有多個(gè)壓力輸出。2023/2/4118.3液壓減壓回路8.3.2用減壓閥實(shí)現(xiàn)多級減壓2、三級減壓2023/2/4128.3液壓減壓回路8.3.3用一個(gè)減壓閥實(shí)現(xiàn)單向減壓在液壓系統(tǒng)中,經(jīng)常要求執(zhí)行元件正反行程的工作壓力不同,此時(shí)要用減壓閥與單向閥的并聯(lián)實(shí)現(xiàn)單向減壓。2023/2/4138.3液壓減壓回路8.3.4用兩個(gè)減壓閥實(shí)現(xiàn)雙向減壓在液壓系統(tǒng)中,當(dāng)執(zhí)行元件的正反行程的工作壓力不同,同時(shí)其壓力又都低于其系統(tǒng)壓力時(shí),應(yīng)采用減壓閥和單向減壓閥的配合,實(shí)現(xiàn)雙向減壓。2023/2/4148.3液壓減壓回路8.3.5用先導(dǎo)式比例減壓閥實(shí)現(xiàn)無極減壓在液壓系統(tǒng)中,液壓動(dòng)力源通過溢流閥可以提供穩(wěn)定的系統(tǒng)壓力,但為了在分支回路中得到隨其系統(tǒng)工作狀態(tài)不同的壓力值,一般都采用對先導(dǎo)式比例減壓閥的輸入信號控制,來實(shí)現(xiàn)其在分支回路中輸出不同的工作壓力值。2023/2/4158.4氣動(dòng)減壓回路8.4.1多級減壓控制在氣動(dòng)系統(tǒng)中,當(dāng)需要執(zhí)行元件有多個(gè)工作壓力時(shí),可采用多個(gè)直動(dòng)減壓閥分時(shí)接入先導(dǎo)式減壓閥的壓力控制端,即可實(shí)現(xiàn)對先導(dǎo)式減壓閥分時(shí)輸出不同壓力的控制。2023/2/4168.4氣動(dòng)減壓回路8.4.2用減壓閥實(shí)現(xiàn)高低壓輸出控制在氣動(dòng)系統(tǒng)中,多壓力分時(shí)輸出回路,可采用多個(gè)減壓閥的并聯(lián)輸出形式實(shí)現(xiàn)。2023/2/4178.8液壓增壓回路8.8.1用單作用增壓缸實(shí)現(xiàn)增壓在液壓系統(tǒng)中,當(dāng)液壓缸需要有較大的輸出保持力時(shí),如成型模壓系統(tǒng),此時(shí)液壓缸沒有多少進(jìn)給量,但需要有較大的壓力用以保證產(chǎn)品的定型時(shí)間,即需要的是小流量高壓力的液壓源動(dòng)力系統(tǒng)。如圖8所示為利用增壓缸的單作用增壓回路。2023/2/4188.8液壓增壓回路8.8.2雙作用增壓回路由于單作用增壓回路是間歇性的單程供油,適合無進(jìn)給量或進(jìn)給量非常小的高保壓系統(tǒng)。當(dāng)為要求相對有進(jìn)給量的高壓力連續(xù)輸出系統(tǒng)提供動(dòng)力時(shí),應(yīng)選用如圖所示的雙作用增壓回路。2023/2/4198.6氣動(dòng)增壓回路8.9.1用沖擊氣缸實(shí)現(xiàn)壓力沖擊的控制在有些沖擊力要求較大的場合,如金屬?zèng)_孔、鉚接、鍛壓、下料等方面,則應(yīng)根據(jù)沖擊力瞬間釋放的特點(diǎn),選擇具有沖擊釋放效果的氣缸和相應(yīng)的氣動(dòng)控制回路來實(shí)現(xiàn)其沖擊工作過程。如圖所示為用沖擊氣缸實(shí)現(xiàn)壓力沖擊的控制回路。2023/2/4208.6氣動(dòng)增壓回路8.9.2用串聯(lián)氣缸增加壓力輸出控制當(dāng)氣缸的直徑較小或系統(tǒng)的壓力較低,但還需要?dú)飧子休^大輸出力時(shí),此時(shí)可采用氣缸串聯(lián)的形式來增加氣缸活塞桿的輸出力,以滿足大輸出力的要求。如圖所示為用串聯(lián)氣缸實(shí)現(xiàn)增加壓力的輸出控制回路。2023/2/4218.6氣動(dòng)增壓回路8.9.3用氣液增壓器的增壓回路當(dāng)氣缸要求較大力輸出,而系統(tǒng)的壓力又不滿足時(shí),可采用氣液缸與氣液增壓缸的配合結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)氣液缸較高壓力的輸出。如圖所示為用氣液增壓器的增壓回路,可以實(shí)現(xiàn)相對高壓力輸出。2023/2/4228.7液壓卸荷回路8.7.1用換向閥實(shí)現(xiàn)液壓泵卸荷1、用三位閥中位機(jī)能的卸荷回路當(dāng)三位閥的“M”、“H”、“K”型中位機(jī)能時(shí),泵可通過閥直接卸荷。2023/2/4238.7液壓卸荷回路8.7.1用換向閥實(shí)現(xiàn)液壓泵卸荷2、二通閥的卸荷回路采用此方法時(shí)卸荷回路必須使二位二通換向閥的流量與泵的額定輸出流量相匹配。這種方法的卸荷效果好,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,一般適用于液壓泵的流量小于6.3L/min的場合。2023/2/4248.7液壓卸荷回路8.7.2用溢流閥實(shí)現(xiàn)液壓泵卸荷當(dāng)采用先導(dǎo)式溢流閥進(jìn)行調(diào)壓控制時(shí),如果其壓力控制端直接回流,相當(dāng)壓力控制端壓力為0,則先導(dǎo)式溢流閥輸出0壓力,相當(dāng)于卸荷。2023/2/4258.7液壓卸荷回路8.7.3用蓄能器實(shí)現(xiàn)液壓泵卸荷當(dāng)液壓系統(tǒng)使用蓄能器時(shí),其儲(chǔ)能方式接近于氣動(dòng)方式,當(dāng)儲(chǔ)能結(jié)束時(shí),應(yīng)當(dāng)讓泵卸荷,此時(shí)蓄能器可以為系統(tǒng)提供壓力源。2023/2/4268.8液壓保壓回路在液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)中,經(jīng)常要求相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在一定的行程位置上保持一定的壓力并處于停止運(yùn)動(dòng)或緩慢運(yùn)行狀態(tài),而保持的壓力要求具有穩(wěn)定性并采用保壓回路實(shí)現(xiàn)。8.8.1用蓄能器實(shí)現(xiàn)保壓2023/2/4278.8液壓保壓回路8.8.2用輔助泵實(shí)現(xiàn)保壓液壓系統(tǒng)保壓方式除了采用蓄能器方式外,還可以采用增加高壓小排量的輔助泵(長期運(yùn)轉(zhuǎn)泵)來實(shí)現(xiàn)在主泵卸荷時(shí)的保壓,從而達(dá)到系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的目的。2023/2/4288.8液壓保壓回路8.8.3用單向閥實(shí)現(xiàn)保壓液壓系統(tǒng)的保壓方式,還可以選擇用液控單向閥和電接觸式壓力表的自動(dòng)補(bǔ)油式保壓回路,即利用電接觸式壓力表的檢測,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)欠壓時(shí),則液壓泵由卸荷狀態(tài)轉(zhuǎn)為供壓狀態(tài),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保壓。2023/2/4298.8液壓保壓回路8.8.4綜合保壓2023/2/4308.9液壓平衡回路8.9.1用順序閥實(shí)現(xiàn)垂直安裝液壓缸的平衡控制在回路中通過串聯(lián)具有壓力開關(guān)作用的順序閥,實(shí)現(xiàn)活塞下行時(shí)的背壓,從而防止活塞與端蓋的硬性撞擊,即用增加背壓方式實(shí)現(xiàn)了與重物產(chǎn)生的沖擊力的平衡。2023/2/4318.9液壓平衡回路8.9.2用液控單向閥實(shí)現(xiàn)垂直安裝液壓缸的平衡控制在液壓回路中,還可以用串接單向節(jié)流閥和液控單向閥的方式實(shí)現(xiàn)背壓平衡回路。如圖所示為采用液控單向閥的平衡回路,可以避免溜缸沖擊問題的發(fā)生。2023/2/4328.9液壓平衡回路8.9.3用普通單向閥實(shí)現(xiàn)垂直安裝液壓缸的平衡控制在液壓回路中,最簡單的背壓平衡回路就是采用串接節(jié)流閥和普通單向閥的方式實(shí)現(xiàn)。如圖所示為采用普通節(jié)流閥和單向閥的液壓平臺(tái)平衡回路,可以避免平臺(tái)下沉的溜缸沖擊問題發(fā)生。2023/2/4338.10液壓緩沖回路8.10.1用緩沖液壓缸實(shí)現(xiàn)緩沖在液壓系統(tǒng)中,為了防止活塞與端蓋的撞擊,專門設(shè)計(jì)了緩沖液壓缸。如圖為采用緩沖液壓缸的緩沖回路,采用緩沖液壓缸后不會(huì)出現(xiàn)活塞和端蓋硬碰硬的撞擊損害問題。2023/2/4348.10液壓緩沖回路8.10.2用溢流閥實(shí)現(xiàn)緩沖在液壓回路中,為了防止在換向或中位停止過程中產(chǎn)生過大的慣性壓力,可在液壓缸進(jìn)出口的兩端并聯(lián)單向閥和溢流閥的超壓釋放回路。2023/2/4358.11氣動(dòng)緩沖回路要獲得氣缸行程末端的緩沖,除采用帶緩沖的氣缸外,特別在行程長、速度快、慣性大的情況下,往往需要采用緩沖回路來滿足氣缸運(yùn)動(dòng)速度的要求。8.11.1利用行程閥實(shí)現(xiàn)氣缸的末端緩沖回路2023/2/4368.11氣動(dòng)緩沖回路8.11.2用節(jié)流閥和順序閥實(shí)現(xiàn)氣缸的末端緩沖回路2023/2/4378.12液壓缸的推力及運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算8.12.1單出桿雙作用液壓缸的推力及速度計(jì)算若液壓缸無桿腔進(jìn)油:2023/2/4388.12液壓缸的推力及運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算8.12.1單出桿雙作用液壓缸的推力及速度計(jì)算速度的比(面積比)2023/2/4398.12液壓缸的推力及運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算8.12.2雙出桿雙作用液壓缸的推力及速度計(jì)算2023/2/4408.13氣動(dòng)壓力回路的特點(diǎn)8.13.1一次壓力控制回路是系統(tǒng)安全壓力回路如圖所示為一次壓力控制回路。此回路用于控制系統(tǒng)的壓力,使之不超過規(guī)定的壓力值。常用外控溢流閥1或用電接點(diǎn)壓力表2來控制空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)、停,使貯氣罐內(nèi)壓力保持在規(guī)定范圍內(nèi)。采用溢流閥,結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,但氣量浪費(fèi)大;采用電接點(diǎn)壓力表對電動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)要求較高,常用于對小型空壓機(jī)的控制。2023

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