第六章液壓基本回路2015

第一節(jié)壓力控制回路第二節(jié)速度控制回路第三節(jié)多缸工作控制回路第四節(jié)其他回路第六章液壓基本回路基本回路的定義：

能夠完成某種特定控制功能的液壓元件和管道的組合。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由基本回路組成第一節(jié)壓力控制回路

壓力控制回路是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(duì)力或轉(zhuǎn)矩要求的回路，這類回路包括調(diào)壓回路 減壓回路 增壓回路 卸荷回路 平衡回路等多種回路。功用：使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力保持恒定或不超過某個(gè)數(shù)值。（1）單級(jí)調(diào)壓回路（2）二級(jí)調(diào)壓回路（3）多級(jí)調(diào)壓回路一、調(diào)壓回路第一節(jié)壓力控制回路功用：使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較低的穩(wěn)定壓力。二、減壓回路第一節(jié)壓力控制回路三、卸荷回路功用：當(dāng)執(zhí)行元件暫時(shí)停止工作時(shí)，在液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)，以減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電機(jī)的壽命。流量卸荷：使用變量泵，使之以最小流量運(yùn)轉(zhuǎn)壓力卸荷：使泵在接近零壓下運(yùn)轉(zhuǎn)常見的壓力卸荷方式：（1）換向閥卸荷回路（2）用先導(dǎo)型溢流閥卸荷的卸荷回路第一節(jié)壓力控制回路（3）用卸荷閥卸荷的卸荷回路使大泵卸荷四、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第一節(jié)壓力控制回路采用單向順序閥的平衡回路應(yīng)用：重量不大、鎖緊定位要求不高的場(chǎng)合。活塞下行時(shí)，回油路上就存在一定的背壓。只要將這個(gè)背壓調(diào)得能支承住活塞和與之相連的工作部件自重，活塞就可以平穩(wěn)地下落。壓力回路計(jì)算實(shí)例1例題1

活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)活塞到終端時(shí)解題（1）

負(fù)載力為4200N時(shí)活塞不能被推動(dòng)解題（2）本節(jié)結(jié)束，返回第二節(jié)速度控制回路一、調(diào)速回路

改變執(zhí)行元件的工作速度液壓缸：v=q/A

改變流量q液壓馬達(dá)：n=q/Vm

改變流量或排量節(jié)流調(diào)速：用定量泵和流量閥來調(diào)速容積調(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）通流截面積的大小來控制流入執(zhí)行元件或自執(zhí)行元件流出的流量，以調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路（定壓式）回油節(jié)流調(diào)速回路（定壓式）旁油路節(jié)流調(diào)速回路（變壓式）（一）節(jié)流調(diào)速回路根據(jù)流量閥在回路中的位置不同，分為：供油壓力不隨負(fù)載變化而變化供油壓力隨負(fù)載變化而變化1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路（1）速度負(fù)載特性

A）缸在穩(wěn)定工作時(shí)的受力平衡方程為：所以B）節(jié)流閥兩端的壓力差為：C）進(jìn)入液壓缸的流量為：D）液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度為：根據(jù)以上公式可得速度負(fù)載特性曲線系統(tǒng)組成：定量泵、節(jié)流閥、溢流閥和液壓缸1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線從公式和曲線可得如下結(jié)論：（a）當(dāng)AT一定時(shí)，重載區(qū)比輕載區(qū)的速度剛性差；（b）在相同負(fù)載F條件下，AT大的比小的速度剛性差，即速度高時(shí)剛性差。所以這種調(diào)速回路適用于低速輕載的場(chǎng)合1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路（2）最大承載能力液壓泵輸出的流量全部經(jīng)溢流閥流回油箱，節(jié)流閥兩端壓差為0，活塞停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的F值為回路的最大承載值。（3）功率和效率回路的輸入功率為泵的輸出功率，為回路的輸出功率為缸的輸出功率，為回路的功率損失為1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路（3）功率和效率回路的功率損失為回路的功率損失由兩部分組成，即溢流損失功率節(jié)流損失功率回路的效率為此種回路的效率較低。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，回路的最大效率為0.385。當(dāng)負(fù)載恒定或變化很小時(shí)，效率可達(dá)0.2~0.6；2、回油節(jié)流調(diào)速回路（1）速度負(fù)載特性

A）缸在穩(wěn)定工作時(shí)的受力平衡方程為：所以B）節(jié)流閥兩端的壓力差為：C）進(jìn)出液壓缸的流量為：D）液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度為：2、回油節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線與進(jìn)油節(jié)流調(diào)速的基本相同。速度剛性也基本相同（2）最大承載能力與進(jìn)油節(jié)流調(diào)速相同，即（3）功率和效率回路的輸入功率為泵的輸出功率，與進(jìn)油節(jié)流相同為回路的輸出功率為缸的輸出功率，為2、回油節(jié)流調(diào)速回路（3）功率和效率回路的功率損失為回路的功率損失由兩部分組成，即溢流損失功率節(jié)流損失功率回路的效率為與進(jìn)油節(jié)流相同

比較qp=q1+Δqp1A1=Fq1=KATΔp1/2

=KAT1(pp-F/A1)1/2v=q1/A1

=KAT1(pp-F/A1)1/2/A1qp=q1+ΔqppA1=p2A2+Fq2=KATp21/2=KAT2(ppA1/A2-F/A2)1/2v=q2/A2=KAT2(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2流量連續(xù)性方程活塞受力平衡方程節(jié)流閥壓力流量方程速度負(fù)載特性方程

進(jìn)口節(jié)流調(diào)速

出口節(jié)流調(diào)速3、旁油路節(jié)流調(diào)速回路調(diào)節(jié)AT，

q1

變，v變。變壓式節(jié)流調(diào)速回路

安全閥

3、旁油路節(jié)流調(diào)速回路A）缸在穩(wěn)定工作時(shí)的受力平衡方程為：所以B）節(jié)流閥兩端的壓力差為：C）進(jìn)入液壓缸的流量為：D）液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度為：（1）速度負(fù)載特性3、旁油路節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線從曲線可得如下結(jié)論：（a）當(dāng)AT一定而負(fù)載增加時(shí)，速度顯著下降，即特性很軟；（b）當(dāng)AT一定時(shí)，負(fù)載越大，速度剛度越大；（c）在相同負(fù)載F條件下，AT越小，速度剛度越大，即速度高時(shí)剛性好。所以這種調(diào)速回路適用于高速重載的場(chǎng)合3、旁油路節(jié)流調(diào)速回路（2）最大承載能力最大承載能力隨節(jié)流閥通流面積的增加而減小，即低速承載能力很差。（3）功率和效率回路的輸入功率為泵的輸出功率，為回路的輸出功率為缸的輸出功率，為回路的功率損失為只有節(jié)流損失，而無溢流損失，且隨負(fù)載而變隨負(fù)載而變回路效率為：4、采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路使用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路，速度負(fù)載特性都比較“軟”，變載荷下的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性都比較差。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可用調(diào)速閥來代替節(jié)流閥。因?yàn)檎{(diào)速閥本身能在負(fù)載變化的條件下保證節(jié)流閥進(jìn)出油口間的壓差基本不變，所以使用調(diào)速閥后，速度負(fù)載特性得到改善。（二）容積調(diào)速回路原理：改變泵或馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。優(yōu)點(diǎn)：沒有節(jié)流損失和溢流損失，效率高，溫升小。缺點(diǎn)：變量泵和變量馬達(dá)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。應(yīng)用：適于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。開式回路：執(zhí)行元件排油回油箱閉式回路：回油直接進(jìn)泵吸口。副油箱（補(bǔ)油）（二）容積調(diào)速回路1.變量泵＋定量液壓執(zhí)行元件液壓缸定量馬達(dá)2.定量泵＋變量馬達(dá)3.變量泵＋變量馬達(dá)基本形式：1、變量泵和定量液壓執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路（1）變量泵與液壓缸組合安全閥這種回路的調(diào)速特性為：0FF1v這種回路的活塞運(yùn)動(dòng)速度為：1、變量泵和定量液壓執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路（2）變量泵與定量馬達(dá)組合安全閥調(diào)速特性：a.馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍較大1、變量泵和定量液壓執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路（2）變量泵與定量馬達(dá)組合這種回路又稱恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速b.馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩c.馬達(dá)的輸出功率2、定量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路a.轉(zhuǎn)速b.轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性：2、定量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路c.功率恒功率調(diào)速回路調(diào)速范圍小3、變量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路是前述兩種調(diào)速回路的組合3、變量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路特性曲線調(diào)速范圍大應(yīng)用：大功率、調(diào)速范圍要求大的場(chǎng)合。恒轉(zhuǎn)矩恒功率（三）容積節(jié)流調(diào)速回路(稍提一下)1.限壓式變量泵＋節(jié)流閥2.差壓式變量泵＋節(jié)流閥容積節(jié)流調(diào)速回路用壓力補(bǔ)償泵供油，用流量控制閥調(diào)定進(jìn)入或流出液壓缸的流量來調(diào)節(jié)液壓缸的速度；并使變量泵的供油量始終隨流量控制閥調(diào)定流量作相應(yīng)的變化。特點(diǎn)：這種回路無溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性比容積調(diào)速回路好。功用：空載時(shí)加快執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度、以提高系統(tǒng)的工作效率或充分利用效率。二、快速運(yùn)動(dòng)回路1.液壓缸差動(dòng)連接回路2.雙泵供油回路三、速度換接回路功能：使液壓執(zhí)行元件機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作循環(huán)中從一種運(yùn)動(dòng)速度變換到另外一種運(yùn)動(dòng)速度1.快速與慢速的換接回路2.兩種慢速的換接回路（用行程閥實(shí)現(xiàn)）本節(jié)結(jié)束，返回第三節(jié)多缸工作控制回路順序動(dòng)作回路同步回路多缸快慢速互不干擾回路多缸卸荷回路液壓系統(tǒng)中，兩個(gè)或兩個(gè)以上（多）缸按照各缸之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系要求進(jìn)行控制，完成預(yù)定功能的回路。

一、順序動(dòng)作回路1.行程控制的順序動(dòng)作回路2.壓力控制的順序動(dòng)作回路各執(zhí)行元件嚴(yán)格按預(yù)定順序運(yùn)動(dòng)的回路稱為順序運(yùn)動(dòng)回路。如：組合機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的抬起和轉(zhuǎn)位、定位夾緊機(jī)構(gòu)的定位和夾緊、進(jìn)給系統(tǒng)的先夾緊后進(jìn)給等。（1）用行程閥控制（2）用行程開關(guān)控制（1）用順序閥控制（2）用壓力繼電器控制本節(jié)結(jié)束，返回第四節(jié)其它回路鎖緊回路功用：使液壓缸能在任意位置上停留、且停留后不會(huì)因?yàn)橥饬ψ饔枚苿?dòng)位置的回路。1、有哪些液壓基本回路？它們的作用是什么？各回路的特點(diǎn)如何？2、有哪些基本的壓力控制回路？它們由哪些典型的元件組成？3、速度控制回路分幾類？組成元件是什么？4、定壓式和變壓式調(diào)速回路中泵的工作壓力等于多少？哪個(gè)回路的效率高？為什么？5、節(jié)流調(diào)速回路的最大承載能力取決于什么？6、節(jié)流調(diào)速回路的流量、液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度、回路的輸入、輸出功率以及回路效率如何計(jì)算？7、容積調(diào)速回路有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？8、液壓系統(tǒng)中某一處的壓力值的分析方法。9、有哪些快速運(yùn)動(dòng)回路？是如何實(shí)現(xiàn)的？10、多缸工作回路的順序動(dòng)作有哪些實(shí)現(xiàn)方法？本章重點(diǎn)：

作業(yè)：6-1，6-2，6-4，6-5本章結(jié)束行程閥順序回路行程開關(guān)順序回路動(dòng)畫用順序閥控制動(dòng)畫用壓力繼電器控制回路演示泵1：小流量泵2：大流量液控單向閥鎖緊回路演示a.調(diào)整系統(tǒng)壓力并保持恒定b.限制系統(tǒng)最高壓力節(jié)流閥調(diào)節(jié)流回油箱的流量，溢流閥做安全閥用，調(diào)整壓力比最大負(fù)載所需壓力稍高。至液壓缸py2py1電磁閥斷電，最高壓力由2調(diào)定,電磁閥通電，系統(tǒng)壓力由4調(diào)定.p1演示至系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力變換二級(jí)減