液壓傳動(dòng)系統(tǒng)基本回路課件

同學(xué)們好

WelcometoClassroom第七章液壓傳動(dòng)系統(tǒng)基本回路

Thebasiccircuitsofhydraulictransmissionsystem分類(lèi)：方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路、多執(zhí)行元件控制回路在學(xué)習(xí)基本回路的特定功能、組成、工作原理、性能分析的同時(shí)要鞏固元件圖形符號(hào)的掌握與運(yùn)用。概述：

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)基本回路即是指利用較少的元件和最簡(jiǎn)單的管路組成具有特定功能的回路。熟悉和掌握這些基本回路對(duì)于更好的閱讀、分析已有的系統(tǒng)原理圖，或者正確、合理地設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)都是非常必要的。

§7.1方向控制回路

DirectionalControlCircuits

作用：控制液流的流動(dòng)方向,特指控制執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止和換向。分類(lèi)：執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止回路；換向回路；鎖緊回路顯著特征是有方向控制閥存在一.

啟動(dòng)、停止和換向回路啟動(dòng)、停止和換向回路是指對(duì)執(zhí)行元件啟動(dòng)、運(yùn)行（進(jìn)給或退回；正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）、停止運(yùn)動(dòng)的控制回路。啟動(dòng)、停止回路通常是在泵與主控?fù)Q向閥（二位四通閥或二位五通閥）之間設(shè)置二位二通閥或二位三通閥控制油液是否接通主控?fù)Q向閥的進(jìn)油口來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果是接通，則為啟動(dòng)，未接通則為停止。舉例：1.利用二位四通換向閥控制液壓缸的換向回路主控閥具有啟動(dòng)、換向功能，但不能在任一位置停留回路組成、工作原理及特點(diǎn)主控閥啟、停閥啟、停閥與主回路并聯(lián)回路組成、工作原理及特點(diǎn)主控閥啟、停閥啟、停閥與主回路串聯(lián)回路組成、工作原理及特點(diǎn)2.利用三位四通換向閥控制液壓缸的換向回路主控閥具有啟動(dòng)、換向功能，且能在任一位置停留回路組成、工作原理及特點(diǎn)3.時(shí)間制動(dòng)換向回路t=l/υ

恒定回路組成、工作原理及特點(diǎn)工程應(yīng)用4．行程制動(dòng)換向回路L由先導(dǎo)閥行程恒定回路組成、工作原理及特點(diǎn)工程應(yīng)用二·鎖緊回路鎖緊回路是指執(zhí)行元件不工作時(shí)，防止在外力作用下自由運(yùn)動(dòng)的回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)§7.2壓力控制回路

Pressure

ControlCircuits

分類(lèi)：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、緩沖回路、釋壓回路。特征是有壓力控制閥存在

作用：壓力控制回路是對(duì)系統(tǒng)主油路或支油路壓力控制的回路一.

調(diào)壓回路pressureregulatedcircuits作用：調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)壓力調(diào)壓回路包括：一級(jí)調(diào)壓回路，二級(jí)調(diào)壓回路，三級(jí)調(diào)壓回路，安全保護(hù)回路。顯著特征是有溢流閥存在1．單級(jí)調(diào)壓回路2．二級(jí)調(diào)壓回路回路組成及工作原理回路組成及工作原理3·三級(jí)調(diào)壓回路4．安全保護(hù)回路回路組成及工作原理回路組成及工作原理同學(xué)們好

WelcometoClassroom二.

減壓回路pressure-reducingcircuits三．增壓回路

pressure-increasingcircuits增壓回路是將主油路壓力升高，產(chǎn)生較高壓力的油源向某支油路供油，以滿(mǎn)足對(duì)較高壓力油源的需要。顯著特征是有增壓缸存在。

減壓回路的功用是降低主油路壓力，產(chǎn)生較低壓力的二次油源，以滿(mǎn)足對(duì)較低壓力油源的需要。

顯著特征是有減壓閥存在回路組成與原理：1.利用單向增壓缸的增壓回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)2．雙向增壓回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)四．卸荷回路

Unloadingcircuits

卸荷回路是一種節(jié)能回路。當(dāng)執(zhí)行元件處于停止運(yùn)動(dòng)的待命狀態(tài)、保壓狀態(tài)時(shí)，為了避免頻繁啟動(dòng)泵，對(duì)泵和電網(wǎng)的沖擊，應(yīng)采用不停泵的卸荷回路。所謂卸荷即是將泵的排油口壓力降為零或接近于零。這樣，泵雖然在運(yùn)行卻基本不消耗能量或消耗極少能量?？梢詫?shí)現(xiàn)卸荷的回路有多種，下面介紹最常用的幾種：

1·直接卸荷回路與工作原理利用二位二通閥直接卸荷回路與原理利用二位三通閥直接卸荷回路與原理回路組成、工作原理及特點(diǎn)2．利用先導(dǎo)式溢流閥遙控口接通油箱的卸荷回路3．利用三位換向閥中位機(jī)能的卸荷回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)回路組成、工作原理及特點(diǎn)五．保壓回路

pressure-holdingcircuits保壓有泵保壓和執(zhí)行元件保壓的概念。系統(tǒng)工作中，保持泵出口壓力為溢流閥限定壓力的為泵保壓。當(dāng)執(zhí)行元件要維持工作腔一定壓力而又停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，即為執(zhí)行元件保壓。例如，壓力機(jī)校直彎曲的工件時(shí)，要以校直時(shí)的壓力繼續(xù)壓制工件一段時(shí)間，以防止工件彈性恢復(fù)。1．開(kāi)泵保壓回路2．利用換向閥中位閉死的保壓回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)回路組成、工作原理及特點(diǎn)一個(gè)工作循環(huán)的動(dòng)作順序表工作循環(huán)1YA2YA3YAPREDS下行壓制＋充液＋│＋保壓延時(shí)│＋＋泵卸荷＋＋│上行回程＋│＋上位停留＋＋3．利用蓄能器的保壓回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)4．利用電接點(diǎn)壓力表控制的保壓回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)一個(gè)工作循環(huán)的動(dòng)作順序表工作循環(huán)1YA2YA3YAEPGEDS下行壓制＋

│＋保壓延時(shí)│＋

＋泵卸荷＋＋│充液＋上行回程＋│＋上位停留＋＋六．平衡（支承）回路

balancingcircuits在液壓缸垂直安裝或傾斜安裝情況下，工作中經(jīng)常需要活塞處于某個(gè)懸空位置停止不動(dòng)（如壓力機(jī)、起重機(jī)等），為了不因液壓缸活塞的自重或負(fù)載作用而自由下滑造成事故，應(yīng)采用平衡回路。1.利用單向節(jié)流閥串接液控單向閥的平衡回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)3．利用單向液控順序閥的平衡回路2．利用單向順序閥的平衡回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)回路組成、工作原理及特點(diǎn)§7.3

速度控制回路

SpeedControlCircuits液壓系統(tǒng)中，為了滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)部件對(duì)不同速度的要求，執(zhí)行元件的速度應(yīng)該能夠調(diào)節(jié)和控制。實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制速度的回路稱(chēng)速度控制回路。速度控制回路分為：快速運(yùn)動(dòng)回路、調(diào)速回路和快慢速換接回路。一．快速運(yùn)動(dòng)回路

fast-speedmovementcircuits

快速運(yùn)動(dòng)回路也稱(chēng)為增速回路。這種回路用于控制執(zhí)行元件快速運(yùn)動(dòng)，縮短輔助時(shí)間，以利于提高工作效率。實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的回路有：多聯(lián)泵供油、蓄能器快速放油、變量泵大排量供油、差動(dòng)缸差動(dòng)連接和增速缸的快速運(yùn)動(dòng)回路等。1．雙聯(lián)泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路ABq回路組成、工作原理及特點(diǎn)3.差動(dòng)缸的差動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)回路2．蓄能器輔助供油快速運(yùn)動(dòng)回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)回路組成、工作原理及特點(diǎn)4．增速缸的快速運(yùn)動(dòng)回路5．利用變量泵的快速運(yùn)動(dòng)回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)同學(xué)們好WelcometoClassroom二.調(diào)速回路

speed-regulatingcircuits調(diào)速回路用于對(duì)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。主要有：節(jié)流調(diào)速，容積調(diào)速、容積節(jié)流聯(lián)合調(diào)速和數(shù)字調(diào)速。（一）節(jié)流調(diào)速回路throttlespeed-regulatingcircuits節(jié)流調(diào)速基本原理是利用安裝在回路中的流量閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥）對(duì)進(jìn)入執(zhí)行元件的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，使執(zhí)行元件獲得與其速度相適應(yīng)的流量。如果執(zhí)行元件是液壓缸，則有υ＝q/A。如果執(zhí)行元件是液壓馬達(dá)，則有nom＝q/Vm?？梢?jiàn)調(diào)節(jié)輸入執(zhí)行元件的流量q，即可調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。根據(jù)流量閥在回路中的位置可分為：進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路、出口節(jié)流調(diào)速回路和旁路節(jié)流調(diào)速回路三種基本形式（視速度精度高低可選擇節(jié)流閥或調(diào)速閥調(diào)速）。1．進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路（1）速度—負(fù)載特性分析進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路工作時(shí)，液壓泵輸出油液的壓力pp由溢流閥恒定。在液壓缸以υ的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，溢流閥處于開(kāi)啟溢流狀態(tài)。因此，通過(guò)流量閥進(jìn)入液壓缸的流量是

q1=qp

－qr

根據(jù)流量閥流量計(jì)算公式即可求出進(jìn)入液壓缸的流量q1回路組成及工作原理此式即為進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性方程。其意義是：

1)當(dāng)負(fù)載F一定時(shí)，調(diào)節(jié)節(jié)流閥通流面積AT即可調(diào)節(jié)液壓缸運(yùn)動(dòng)速度υ，且具有無(wú)級(jí)調(diào)速性能。2)當(dāng)節(jié)流閥口的通流面積AT調(diào)定后，液壓缸運(yùn)動(dòng)速度υ隨負(fù)載F減小而增大，隨F增大而減小。當(dāng)負(fù)載F達(dá)到一定值時(shí)，υ為零。說(shuō)明負(fù)載F的變化會(huì)影響運(yùn)動(dòng)速度υ。

由速度負(fù)載特性方程可以繪出其特性曲線(xiàn)（2）回路的速度剛性節(jié)流閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路應(yīng)在低速輕負(fù)載下運(yùn)行

（3）功率及效率輸入功率輸出功率損失功率進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路存在較大的功率損失，因而效率較低，功率損失絕大部分轉(zhuǎn)變成熱浪費(fèi)掉，同時(shí)使油液粘度降低，泄漏增多，伴隨著噪聲和壓力不穩(wěn)定現(xiàn)象，只適用于小功率系統(tǒng)。這種回路只能承受正負(fù)載而不能承受負(fù)負(fù)載，液壓缸進(jìn)給啟動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生前沖現(xiàn)象，往往在回油路上串接背壓閥加以改善。（4）回路的效率ηc

可見(jiàn)，進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路在工作時(shí)的功率損失有兩項(xiàng)：

通過(guò)溢流閥的溢流損失ppqr

通過(guò)節(jié)流閥的節(jié)流損失△pq12．出口節(jié)流調(diào)速回路回路組成及工作原理（1）速度—負(fù)載特性（2）功率和效率輸入功率輸出功率功率損失（3）回路效率出口節(jié)流調(diào)速回路傳動(dòng)效率也較低，也只適用于小功率系統(tǒng)。這種回路特點(diǎn)是可以承受負(fù)負(fù)載；可以克服液壓缸的前沖現(xiàn)象；通過(guò)節(jié)流閥的熱油直接回油箱散熱。溢流損失ppqr

或p1qr節(jié)流損失p2q2回路組成及工作原理旁路節(jié)流調(diào)速回路中，泵輸出流量為qp，通過(guò)節(jié)流閥分流回油箱的流量為q3，進(jìn)入液壓缸的流量為q1。液壓泵出口壓力pp和液壓缸進(jìn)口壓力p1相等，且由負(fù)載決定。工作中溢流閥不溢流，只起安全閥作用。3．旁路節(jié)流調(diào)速回路

（1）回路速度—負(fù)載特性（2）回路的速度剛性輸入功率輸出功率功率損失（3）回路的功率和效率（4）回路效率旁路節(jié)流調(diào)速回路的功率損失只有一項(xiàng)，即節(jié)流閥的功率損失ppq3。因此，旁路節(jié)流調(diào)速回路比進(jìn)口和出口節(jié)流調(diào)速回路效率高。小結(jié)：

通過(guò)上述分析可知，三種節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速回路均可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。但調(diào)定速度均受到負(fù)載壓力變化的影響。因此，對(duì)于速度精度要求高的液壓系統(tǒng)，則應(yīng)使用調(diào)速閥調(diào)速。三種調(diào)速閥調(diào)速回路的速度—負(fù)載特性見(jiàn)圖7－30和圖7－33的虛線(xiàn)所示。旁路節(jié)流調(diào)速回路效率較高，適應(yīng)于快速高負(fù)載的大功率液壓系統(tǒng)。而且，通過(guò)節(jié)流閥的熱油可直接回油箱散熱。（二）容積調(diào)速回路volumespeed-regulatingcircuits概述：分類(lèi)：開(kāi)式容積調(diào)速回路、閉式容積調(diào)速回路回路組成及工作原理1．手動(dòng)變量泵—液壓缸的開(kāi)式容積調(diào)速回路FM

=（qtp

A1/K?）最大承載能力：（1）變量泵—定量馬達(dá)容積調(diào)速回路1)馬達(dá)的調(diào)速特性2)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩特性回路中的補(bǔ)油泵流量為主泵流量的（10～15）％，補(bǔ)油壓力為0.3～1.0MPa回路組成及工作原理2．泵—馬達(dá)閉式容積調(diào)速回路泵—馬達(dá)容積調(diào)速回路可分為變量泵—定量馬達(dá)、定量泵—變量馬達(dá)和變量泵—變量馬達(dá)容積調(diào)速回路。Pom

=2πnomTom

3)馬達(dá)的功率特性具有恒轉(zhuǎn)矩輸出特性工程應(yīng)用舉例(2)定量泵—變量馬達(dá)容積調(diào)速回路1)馬達(dá)轉(zhuǎn)速特性2)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩特性3)馬達(dá)輸出功率特性回路組成及工作原理具有恒功率輸出特性工程應(yīng)用舉例（3）變量泵—變量馬達(dá)容積調(diào)速回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)工程應(yīng)用舉例數(shù)字泵控制液壓缸的閉式回路內(nèi)蒙自然科學(xué)基金資助2001～2003三·速度換接回路speedconversioncircuits速度換接回路的功用是使執(zhí)行元件在多種速度之間轉(zhuǎn)換?；芈返慕M成是由快速運(yùn)動(dòng)回路和調(diào)速回路的有機(jī)組合。1.單向節(jié)流行程閥控制的速度換接回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)2．流量閥串聯(lián)的速度換接回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)3．流量閥并聯(lián)的速度換接回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)§7.4多執(zhí)行元件控制回路

Multi-actuatorControlCircuits一.

多缸順序動(dòng)作回路Multi-cylindersequenceaction

circuits具有多個(gè)執(zhí)行元件的液壓設(shè)備，各執(zhí)行元件可能單獨(dú)動(dòng)作，可能按一定順序動(dòng)作，也可能數(shù)個(gè)同時(shí)動(dòng)作，可能有的執(zhí)行快速運(yùn)動(dòng)，有的執(zhí)行慢速運(yùn)動(dòng)。為了能夠合理地正常運(yùn)行，必須采用多執(zhí)行元件控制回路進(jìn)行控制。在一些設(shè)備中，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)需要按一定的順序動(dòng)作才能完成某項(xiàng)任務(wù)。比如，組合機(jī)床在某工件加工過(guò)程中，要執(zhí)行輔缸對(duì)工件定位→夾緊→主缸驅(qū)動(dòng)動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)→一次工進(jìn)鉆削→二次工進(jìn)鉆削→檔鐵停留→快速退回→松開(kāi)夾緊→拔定位銷(xiāo)的工作循環(huán)。這樣，液壓系統(tǒng)應(yīng)該有定位缸、夾緊缸和主缸三個(gè)液壓缸按順序動(dòng)作完成。否則會(huì)造成事故。分類(lèi)：行程控制順序動(dòng)作回路、壓力控制順序動(dòng)作回路1·行程閥控制順序動(dòng)作回路（一）行程控制順序動(dòng)作回路2·行程開(kāi)關(guān)控制順序動(dòng)作回路回路組成、工作原理及特點(diǎn)回路組成、工作原理及特點(diǎn)同學(xué)們好WelcometoClassroom（二）壓力控制順序動(dòng)作回路1．順序閥控制的順序動(dòng)作回路2·利用壓力繼電器