第7章 基本應(yīng)用技能訓(xùn)練教材

第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練7.1項目7-1

方向控制回路分析與設(shè)計7.2項目7-2壓力控制回路分析與設(shè)計7.3項目7-3速度控制回路分析與設(shè)計7.4項目7-4多缸動作回路分析與設(shè)計小結(jié)換向回路用于改變液壓系統(tǒng)的液流方向，其目的是變換執(zhí)行元件油口進(jìn)、出油狀態(tài)，從而改變執(zhí)行元件的運(yùn)動方向。換向回路包括由換向閥組成的換向回路和雙向泵組成的換向回路。電磁換向閥換向回路1．明確方向控制回路的特點(diǎn)及常見回路形式；2．掌握方向控制回路的分析方法；3．具備簡單方向控制回路的設(shè)計能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)7.1項目7-1方向控制回路分析與設(shè)計7.1.1知識準(zhǔn)備1.換向回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練主換向閥4的控制油液由另一手動換向閥3提供。閥3為Y型中位機(jī)能，閥4為M型中位機(jī)能。閥3的Y型機(jī)能使閥4中位時兩腔卸壓，閥芯在對中彈簧作用下處于中位，M型滑閥機(jī)能使主液壓缸可以在任意位置停留。當(dāng)手動轉(zhuǎn)閥式先導(dǎo)閥轉(zhuǎn)動，使閥3的右位處于工作狀態(tài)，輔助泵2提供的低壓控制油，通過手動先導(dǎo)閥3的右位進(jìn)入液動換向閥4的左腔，閥芯右移，泵1輸出的油液進(jìn)入液壓缸的大腔，使活塞桿伸出。當(dāng)改變手動先導(dǎo)閥的轉(zhuǎn)動方向，使閥3的右位處于工作位置，油液進(jìn)入液壓缸的小腔，克服負(fù)載后使活塞桿縮回。液動換向閥換向回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練當(dāng)電磁鐵得電時，二位二通電磁換向閥處于上位，液壓泵輸出的壓力油進(jìn)入液壓缸的左腔，使活塞向右運(yùn)動；當(dāng)活塞右行到終點(diǎn)后，系統(tǒng)壓力升高，達(dá)到順序閥1的開啟壓力時，順序閥5打開，控制油液進(jìn)入液動換向閥4的左控制腔，使液動換向閥換向，液壓泵輸出的壓力油則進(jìn)入液壓缸的右腔，推動活塞向左運(yùn)動，當(dāng)活塞運(yùn)行到左端點(diǎn)后，壓力升高又使順序閥6打開，使液動換向閥再度換向，活塞又開始向右運(yùn)動。在系統(tǒng)壓力的控制下，活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)二位二通電磁換向閥失電時，液壓泵卸荷，液壓缸活塞停止運(yùn)動。順序閥與液動閥組成換向回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練雙向泵換向回路

1-雙向變量泵2-補(bǔ)油泵3、8-溢流閥4-液控單向閥5、6、7-單向閥9-液壓缸采用雙向變量泵使單桿液壓缸換向的回路，通過雙向變量泵1改變輸出油方向使液壓缸運(yùn)動方向改變。

注意：該系統(tǒng)采用的執(zhí)行元件9為非對稱性元件，當(dāng)液壓缸小腔進(jìn)油時，大腔排出的油液多于泵吸入的油液，通過液控制單向閥4、溢流閥3流回油箱，而當(dāng)液壓缸大腔供油時，小腔排出的油液不能保證泵吸入油液的流量，缺少的油液需通過補(bǔ)油泵2經(jīng)單向閥5進(jìn)行補(bǔ)充。雙向變量泵的換向回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練為了使工作部件能在任意位置上停留，并防止在外力的作用下發(fā)生移動，需采用鎖緊回路。要求可靠鎖緊的液壓系統(tǒng)應(yīng)采用液控單向閥、平衡閥或制動器等構(gòu)成執(zhí)行元件的鎖緊回路。液控單向閥鎖緊回路制動器鎖緊回路2.鎖緊回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練液壓制動回路機(jī)械制動回路

當(dāng)工作部件停止工作時，由于液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)慣性(該慣性較液壓缸的慣性大得多)，液壓馬達(dá)還要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。為使液壓馬達(dá)迅速停轉(zhuǎn)，需要采用制動回路3．制動回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-8減壓式先導(dǎo)控制換向回路

對于行走類機(jī)械，為了使操縱方便常采用手柄或踏板式先導(dǎo)控制閥，圖7-8所示為一小型設(shè)備的行走液壓回路，試分析液壓馬達(dá)的換向過程。先導(dǎo)閥液動換向閥7.1.2項目實(shí)施1.方向控制回路分析(1)任務(wù)描述3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練①首先明確回路中是采用方向閥換向還是采用雙向泵換向，確定方向閥的各類、中位時機(jī)能、操縱方式。②找出執(zhí)行元件各方向時控制元件的閥芯位置、油液流向、操縱信號，③寫出控制過程。圖示位置時，液動閥2的兩控制腔通過減壓閥閥芯開口與油箱相通，閥芯在彈簧力作用下平衡對中，當(dāng)向前操縱先導(dǎo)閥1時，圖示左側(cè)減壓閥閥芯動作，使閥2右腔進(jìn)入先導(dǎo)壓力油，閥2閥芯移動，注泵壓力油進(jìn)入馬達(dá)3下腔，帶動行機(jī)構(gòu)前進(jìn)。當(dāng)向后操縱閥1時，馬達(dá)上腔進(jìn)入壓力油，行走機(jī)構(gòu)后退。(2)任務(wù)分析(3)任務(wù)實(shí)施3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練

汽車起重機(jī)在起重作業(yè)時必須采用支腿支承，有些支腿控制只有一個提升回路，而有些需要較大支撐力臂的支腿除提升回路外，還配有橫向伸縮控制回路。本項目只要求對支腿提升回路進(jìn)行設(shè)計。要求：行駛狀態(tài)下，支腿不能發(fā)生“掉腿”現(xiàn)象，作業(yè)狀態(tài)下，支腿不能發(fā)生“軟腿”現(xiàn)象。運(yùn)動方式：往復(fù)升降運(yùn)動。因此執(zhí)行元件采用雙作用液壓液壓缸，具有提升、鎖定和下落三種工作狀態(tài)。對于小型起重機(jī)一般支腿的操縱控制在底盤上，為便于觀察可采用手動操縱方式。支腿液壓起升回路與其他控制回路共用一個油源，因此中位時選擇保持系統(tǒng)的壓力。如果支腿油路有單獨(dú)油源供油，可采用中位卸荷方式，另外控制也可采用電磁控制。2.起重機(jī)縱向支腿控制回路設(shè)計

(1)任務(wù)描述(2)任務(wù)分析3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練①原理設(shè)計：液壓缸進(jìn)、回油路中都串接液控單向閥,使活塞可以在行程的任何位置鎖緊。采用三位四通手動換向閥，中位機(jī)能“Y”型，滿足鎖緊要求。兩液控單向閥(液壓鎖)的控制口在非工作狀態(tài)下都與油箱相連，使單向閥可靠關(guān)閉。繪制原理圖如圖7-9所示。7-9支腿垂直液壓缸控制回路1-縱支腿液壓缸；2-雙向液壓鎖；3-換向閥

②原理分析：拉動手柄，油液進(jìn)入液壓缸上腔，油壓升高打開左單向閥，液壓缸下腔的油液回到油箱。液壓缸1活塞下行。推動手柄，油液進(jìn)入液壓缸下腔，油壓升高打開右單向閥，液壓缸上腔回油。液壓缸活塞上升。

中位時，油源腔封閉，不影響其他回油供油。液壓鎖兩控制口與油箱相通，使液控單向閥可靠關(guān)閉，支退液壓缸鎖定位置。(3)任務(wù)實(shí)施3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練在液動換向閥的換向回路或電液動換向閥的換向回路中控制油液除了用輔助泵供給外，在系統(tǒng)中也可以把控制油路直接接入主油路。但是，當(dāng)主閥采用M型或H型中位機(jī)能時，也就是油泵卸荷狀態(tài)時，必須在回路中設(shè)置背壓閥，才可以建立控制油液的壓力，以控制換向閥閥芯的移動。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)，液控單向閥在換向后立即關(guān)閉，活塞停止運(yùn)動。如采用“O”型機(jī)能，在換向閥換至中位后，由于控制腔壓力油被封閉而不能使單向閥立即關(guān)閉，直至由換向閥的內(nèi)泄漏使控制腔泄壓后，液控單向閥才能關(guān)閉，影響其鎖緊精度。7.1.3知識拓展1.液動換向閥使用時注意事項2.液控單向閥使用注意事項3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練壓力控制回路的作用是控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)主油路或分支油路的壓力，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓(穩(wěn)壓)、減壓、增壓、卸荷、保壓與平衡等功能。1.明確各類壓力控制閥的作用及應(yīng)用回路；2.掌握壓力控制回路分析方法；3.具有簡單壓力控制回路的設(shè)計。學(xué)習(xí)目標(biāo)7.2項目7-2壓力控制回路分析與設(shè)計7.2.1知識準(zhǔn)備3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練壓力閥與定量泵、流量閥配合遠(yuǎn)控口與主閥各調(diào)一級壓力，遠(yuǎn)控口接調(diào)壓閥4的調(diào)整值小于2的調(diào)整值遠(yuǎn)控口接調(diào)壓閥2、3的調(diào)整值小于閥1的調(diào)整值1.調(diào)壓及限壓回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練當(dāng)泵的輸出壓力是高壓而局部回路或支路要求低壓時，可以采用由減壓閥構(gòu)成的減壓回路。圖7-11減壓回路

圖7-11(a)所示。回路中的單向閥為主油路壓力降低(低于減壓閥調(diào)整壓力)時防止油液倒流，使減壓回路短時保壓

圖7-11(b)所示為利用先導(dǎo)型減壓閥1的遠(yuǎn)控口接一遠(yuǎn)控溢流閥2，則可由閥1、閥2各調(diào)得一種低壓。該回路也稱為二級減壓回路。但要注意，閥2的調(diào)定壓力值一定要低于閥1的調(diào)定減壓值。2.減壓回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練單作用增壓缸的增壓回路雙作用增壓缸的增壓回路3.增壓回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-13換向閥卸荷回路(1)換向閥卸荷回路液壓泵的卸荷可采用低壓方式實(shí)現(xiàn)，也可采用低流量方式實(shí)現(xiàn)。低流量的方法是使用變量泵，使變量泵僅維持一個補(bǔ)償泄漏及潤滑的最小流量。壓力卸荷的方法是使泵在接近零壓下運(yùn)轉(zhuǎn)。壓力卸荷回路有多種。采用M、H型中位機(jī)能的三位換向閥，中位時泵卸荷，圖7-13(a)所示為采用M型中位機(jī)能的電液換向閥的卸荷回路圖7-13(b)所示在電磁鐵得電時，泵口直接與油箱相通的卸荷回路4.卸荷回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-14卸荷回路

(2)先導(dǎo)型溢流閥的遠(yuǎn)控口卸荷(3)利用卸荷閥使先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口與油箱相通，實(shí)現(xiàn)卸荷。圖7-14(a)圖7-14(b)中閥3的控制油由外部引入，出口直接接油箱，起卸荷作用，也稱其為卸荷閥。在該雙泵供油的液壓系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)的壓力較低，閥3和閥4都處于關(guān)閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)快速工作行程，兩液壓泵同時向系統(tǒng)供油。當(dāng)進(jìn)入工作階段后，由于壓力升高達(dá)到液控順序閥3的調(diào)定壓力時，液控順序閥3打開，使泵1(一般為低壓大流量)卸荷。3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練平衡回路的作用是防止垂直或傾斜負(fù)載作用在執(zhí)行元件上，導(dǎo)致因自重而自行下落造成動作的失控。平衡回路一般采用平衡閥(單向順序閥)。圖7-15平衡回路

(a)采用了內(nèi)控式順序閥。在活塞下行時，始終有背壓作用于油腔小腔，向下快速運(yùn)動時功率損失大，鎖住時活塞和與之相連的工作部件會因單向順序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。

(b)回路的優(yōu)點(diǎn)是只有上腔進(jìn)油時活塞才下行，比較安全可靠；缺點(diǎn)是，液控順序閥始終工作于啟閉的過渡狀態(tài)，因而影響工作的平穩(wěn)性。這種回路適用于運(yùn)動部件重量不很大、停留時間較短的液壓系統(tǒng)中。為改善工作特性可在控制口上加一阻尼孔5．平衡回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-16調(diào)壓回路實(shí)例1-先導(dǎo)式溢流閥2-直動式溢流閥3-單向閥4-雙作用液壓缸5-二位四通電磁換向閥6-單向泵

7-16圖中泵的出口接有先導(dǎo)式溢流閥1，且其遠(yuǎn)程控制油口又與直動式溢流閥2相通，系統(tǒng)有可能實(shí)現(xiàn)由閥2和閥1調(diào)定的兩級工作壓力。其中閥2的調(diào)定壓力要低于閥1的調(diào)定壓力。若閥1起作用，閥2的出口應(yīng)處于高壓或堵塞狀態(tài)，若閥2起作用，一定是閥2的出口與液壓缸相通。(1)任務(wù)描述分析圖7-16中，系統(tǒng)的調(diào)定壓力。(2)任務(wù)分析7.2.2項目實(shí)施1.調(diào)壓控制回路分析3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練(3)任務(wù)實(shí)施圖7-16圖示位置，電磁換向閥處于常態(tài)，右位處于工作位置，泵出口與液壓缸小腔相連，大腔與油箱相連直接回油，此時，單向閥3也與油相相通，使閥2的出口與油箱相通，閥1的遠(yuǎn)程控制油口起調(diào)壓作用，系統(tǒng)的最大工作壓力由溢流閥2確定。當(dāng)換向閥3的電磁鐵得電時，閥的左位進(jìn)入工作狀態(tài)，泵出口與液壓缸的大腔相通，液壓缸小腔油液直接回油箱，此時單向閥3的出口與泵口相通，遠(yuǎn)程控制口關(guān)閉，主閥先導(dǎo)閥芯起調(diào)壓作用，此時系統(tǒng)的最大工作壓力由閥1的調(diào)壓彈簧決定。可見在大腔進(jìn)油時，處于高壓工作狀態(tài)，而在小腔進(jìn)油時，則處于低壓工作狀態(tài)。該回路為雙壓回路，適用于液壓缸活塞往返行程中系統(tǒng)壓力差別很大的工況。3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-17平衡制動回路實(shí)例1-主泵2-溢流閥3-手動換向閥4-單向節(jié)流閥5-單向順序閥6-馬達(dá)7-制動缸該液壓馬達(dá)用于提升重物，因此回路中要涉及到平衡、制動、調(diào)壓、換向等多種回路，平衡回路由液控式單向平衡閥構(gòu)成，泵出口直動式溢流閥2起限壓作用，構(gòu)成調(diào)壓回路。泵的卸荷通過三位四通手動換向閥的M型機(jī)能實(shí)現(xiàn)。(1)任務(wù)描述分析圖7-17中所涉及的壓力控制回路。(2)任務(wù)分析2.平衡制動回路分析3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練(3)任務(wù)實(shí)施為防止發(fā)生溜車現(xiàn)象，圖中設(shè)置了剎車制動機(jī)構(gòu)—制動液壓缸7。當(dāng)換向閥處于中位時，制動液壓缸7泄油，將液壓馬達(dá)制動；而在換向閥處于左、右工作位置時，油泵輸出的油液通過單向節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸7，制動解除，使液壓馬達(dá)自由旋轉(zhuǎn)。圖示位置時，手動閥3的M型機(jī)能使泵實(shí)現(xiàn)泵的低壓卸荷。閥3左位工作時，泵1的壓力油經(jīng)閥5的單向閥進(jìn)入液壓馬達(dá)6的左腔，使其順時鐘方向旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)右腔接油箱回油，提升重物。當(dāng)閥3右位工作時，壓力油進(jìn)人液壓馬達(dá)6的右腔，同時經(jīng)阻尼孔口a進(jìn)入順序閥的控制腔，打開順序閥，液壓馬達(dá)反向轉(zhuǎn)動，重物降落。若重物下降的速度超過泵1供油量所決定的速度時，單向順序閥9的控制壓力降低，閥口關(guān)小，使液壓馬達(dá)回油阻力增加，從而阻止了重物的超速下降。3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練

原理設(shè)計：采用定量液壓泵作為系統(tǒng)的動力源，采用先導(dǎo)式溢流閥進(jìn)行系統(tǒng)壓力的限制，與機(jī)床主系統(tǒng)并聯(lián)的液壓夾緊回路，在滿足夾緊要求的壓力下，通過先導(dǎo)式減壓閥向夾緊缸供油。為了完成夾緊、松開動作，采用二位四通電磁換向閥控制夾緊缸換向，并在減壓閥出口安裝一單向閥。夾緊回路如圖7-18所示。(1)任務(wù)描述機(jī)床液壓系統(tǒng)一般包括多個輔助回路，比如夾緊、定位、分度等回路，這些回路的壓力一般小于工件加工時所需的壓力，要求設(shè)計機(jī)床夾緊回路，并保證在加工過程中可靠夾緊。(2)任務(wù)分析(3)任務(wù)實(shí)施機(jī)床夾緊回路的壓力低于動力滑臺工作時的壓力，為此可采用減壓措施實(shí)現(xiàn)與主系統(tǒng)共用一個油源，為防止主系統(tǒng)在受力較小工作循環(huán)時對夾緊力的影響，可采用保壓措施。圖5-17夾緊回路圖3.夾緊回路設(shè)計3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖5-17夾緊回路圖原理分析：二位四通電磁換向閥得電時，閥工作在右位，壓力油進(jìn)入液壓缸大腔，在未接觸到工件前，負(fù)載壓力低，減壓閥2閥口全開，當(dāng)接觸工件后，壓力升高，達(dá)到減壓閥彈簧的調(diào)定壓力后，減壓閥作用，其先導(dǎo)溢流維持減壓閥出口壓力穩(wěn)定在調(diào)壓彈簧調(diào)定壓力上。工件夾緊，系統(tǒng)可開始工作。在系統(tǒng)工作過程中，隨加工裝置的各工作過程不同，系統(tǒng)壓力有一定變化，當(dāng)?shù)陀跍p壓閥的調(diào)定壓力時，減壓閥將失云減壓作用，減壓閥出口壓力不再穩(wěn)定，為防止夾緊不穩(wěn)定，減壓閥后安裝單向閥3，保證在系統(tǒng)壓力低于減壓閥調(diào)壓時，閉鎖夾緊缸，維持夾緊能力。加工結(jié)束后，夾緊電磁鐵失電，松開工件。完成一個工作循環(huán)。3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練

7.2.3知識拓展

1.在要求連續(xù)壓力控制時，采用電液比例壓力閥進(jìn)行控制，電液比例壓力閥除選擇相應(yīng)參數(shù)的壓力閥這外，還要選擇與之配套的放大板等電氣元件，并滿足控制信號要求。電液比例控制下可實(shí)現(xiàn)控制壓力的連續(xù)調(diào)節(jié)。

2．采用溢流閥作卸荷回路時，注意閥的溢流卸荷壓力。在有些場合由執(zhí)行元件背壓或負(fù)載較小時，啟動泵后，在卸荷狀態(tài)下的卸荷壓力會導(dǎo)致工作裝置運(yùn)動，需采取相關(guān)措施確保工作裝置安全制動。

3．采用減壓回路時，減壓閥工作時有一定的流量泄漏，設(shè)計時應(yīng)該考慮這部分流量損失。3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練速度控制回路是實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)和變換。常用的速度控制回路有調(diào)速回路、快速回路、速度換接回路等，而在調(diào)速回路中又分為節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速方式。1．掌握流量控制元件的應(yīng)用方法，明確節(jié)流調(diào)速回路的種類及特點(diǎn)，掌握容積調(diào)速回路的種類及特點(diǎn)；2．熟練閱讀調(diào)速回路原理圖；3．簡單速度控制回路的設(shè)計。學(xué)習(xí)目標(biāo)7.3

項目7-3

速度控制回路分析與設(shè)計7.3.1知識準(zhǔn)備3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練節(jié)流調(diào)速回路是采用流量閥進(jìn)行調(diào)速的液壓回路，通過改變流量閥通流截面面積大小來改變進(jìn)入執(zhí)行元件的流量，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動速度的調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)速回路按流量閥在回路中的位置不同分為進(jìn)油節(jié)流、出油節(jié)流和旁路節(jié)流三種回路形式。1.節(jié)流調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-19進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路原理及調(diào)速特性

節(jié)流閥安裝在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上。進(jìn)入液壓缸的流量：速度-負(fù)載特性方程為：回路功率損失△P:回路特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便?？梢垣@得較大的推力和較低的速度。速度穩(wěn)定性差。運(yùn)動平穩(wěn)性差。系統(tǒng)效率低，傳遞功率小。用途：用節(jié)流閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路一般應(yīng)用于功率較小、負(fù)載變化不大的液壓系統(tǒng)中。（1）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練回油節(jié)流調(diào)速回路的優(yōu)點(diǎn)a.節(jié)流閥裝在回油路上，回油路上有較大的背壓，因此在外界負(fù)載變化時可起緩沖作用，運(yùn)動的平穩(wěn)性比進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路要好。b.回油節(jié)流調(diào)速回路中，經(jīng)節(jié)流閥后壓力損耗而發(fā)熱，導(dǎo)致溫度升高的油液直接流回油箱，容易散熱?；赜凸?jié)流調(diào)速回路與進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路具有相似的調(diào)速特點(diǎn)。

⑵回油節(jié)流調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練節(jié)流閥安裝在與液壓缸并聯(lián)的旁通油路上，定量泵輸出的流量qp，一部分流量q1進(jìn)入液壓缸，推動活塞運(yùn)動，另一部分流量q2通過節(jié)流閥流回油箱。調(diào)節(jié)流量q2時q1隨著改變，液壓缸活塞的運(yùn)動速度得到調(diào)節(jié)。圖7-21旁路節(jié)流調(diào)速回路原理及調(diào)速特性液壓缸活塞移動速度：旁油路節(jié)流調(diào)速回路只有節(jié)流損失，沒有溢流損失，液壓泵的功率隨工作壓力的增加而增加。效率較進(jìn)油和回油節(jié)流調(diào)速回路高。主要用于高速、重載、對速度平穩(wěn)性要求不高的場合。

旁路節(jié)流調(diào)速回路中液壓泵的出口與液壓缸的入口相連，泵出口壓力由負(fù)載決定，溢流閥在回路中起安全閥作用。

⑶

旁路節(jié)流調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-22調(diào)速閥的速度-負(fù)載特性使用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路，速度受負(fù)載變化的影響比較大，亦即速度穩(wěn)定性都較差。對速度穩(wěn)定性要求較高的液壓系統(tǒng)，應(yīng)采用調(diào)速閥替代節(jié)流閥來改善速度-負(fù)載特性。在進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中用調(diào)速閥代替節(jié)流閥，其速度-負(fù)載特性曲線如右圖所示。采用調(diào)速閥時其安裝位置與節(jié)流閥相同，回路也分為進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流、旁路節(jié)流三種基本調(diào)速回路。使用時要注意調(diào)速閥安裝方向。（4）采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練容積調(diào)速回路采用變量泵或變量馬達(dá)來進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，其主要優(yōu)點(diǎn)是功率損失小(沒有溢流損失和節(jié)流損失)，且其工作壓力隨負(fù)載變化，所以效率高、油液的溫升低，適用于高速、大功率系統(tǒng)。容積調(diào)速回路有開式回路和閉式回路兩種。開式回路：中泵從油箱吸油，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回油直接回到油箱。閉式回路：液壓泵將油輸出進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)油腔，又從執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回油腔吸油。通過改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，所以容積調(diào)速回路就有三種組合形式：

（1）變量泵和定量執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路；

（2）定量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路；（3）變量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路。2．容積調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-23變量泵定量執(zhí)行元件調(diào)速原理與工作特性變量泵和定量執(zhí)行元件所組成的容積調(diào)速回路為恒轉(zhuǎn)矩輸出，可在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。轉(zhuǎn)矩特性：功率特性：調(diào)速范圍：

速度特性：

(1)變量泵和定量執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-24定量泵和變量馬達(dá)容積調(diào)速原理與調(diào)速特性

定量泵變量馬達(dá)容積調(diào)速回路，調(diào)速范圍比較小，因而較少單獨(dú)應(yīng)用。調(diào)速范圍：

速度特性：

轉(zhuǎn)矩特性：功率特性：(2)定量泵和變量馬達(dá)容積調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-25變量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速原理和調(diào)速特性

這種調(diào)速回路是上述兩種調(diào)速回路的組合。采用分段調(diào)速方法，泵的排量由小至大，然后馬達(dá)的排量由大至小調(diào)節(jié)。其調(diào)速范圍是變量泵調(diào)節(jié)范圍和變量馬達(dá)調(diào)節(jié)范圍之乘積，所以其調(diào)速范圍大(可達(dá)100)，并且有較高的效率，它適用于大功率的場合，如礦山機(jī)械、起重機(jī)械以及大型機(jī)床的主運(yùn)動液壓系統(tǒng)。（3）變量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練采用流量閥與行程閥、換向閥、單向閥等組合而成的回路，可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作時，多種速度之間的轉(zhuǎn)換，此類回路稱為速度換接回路該回路采用調(diào)速閥與行程閥換接快速運(yùn)動(簡稱快進(jìn))和工作進(jìn)給運(yùn)動(簡稱工進(jìn))的速度換接回路。圖示位置液壓缸3右腔經(jīng)行程閥4和換向閥2流回油，使活塞快進(jìn)。當(dāng)快速運(yùn)動到達(dá)所需位置時，活塞桿上擋塊壓下行程閥4，將其通路關(guān)閉，液壓缸3右腔的經(jīng)節(jié)流閥6回油，活塞的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為工進(jìn))。當(dāng)操縱換向閥2使活塞換向后，壓力油可經(jīng)換向閥2和單向閥5進(jìn)入液壓缸3右腔，使活塞快速向左退回。3.速度換接回路（1）快速運(yùn)動轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給速度的速度換接回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練(2)兩個調(diào)速閥并聯(lián)的速度換接回路

液壓泵輸出的壓力油經(jīng)調(diào)速閥3和電磁閥5進(jìn)人液壓缸。當(dāng)需要第二種工作進(jìn)給速度時，電磁閥5得電，其右位接入回路，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)調(diào)速閥4和電磁閥5進(jìn)入液壓缸。

圖示位置流量由調(diào)速閥3控制。當(dāng)閥5得電，則液壓泵輸出的壓力油先經(jīng)調(diào)速閥3，再經(jīng)調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸，這時的流量應(yīng)由調(diào)速閥4控制，所以調(diào)速閥4的節(jié)流口應(yīng)調(diào)得比調(diào)速閥3小，否則調(diào)速閥4速度換接回路將不起作用。

(3)兩個調(diào)速串聯(lián)的速度換接回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練

有些回路中雖然沒有變量泵或變量馬達(dá)，但通過改變油腔的連通方式、增加供油元件數(shù)量等也可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件速度的改變。圖7-30雙泵供油回路圖7－29差動回路液壓泵輸出的壓力油和液壓缸排出的油液一起進(jìn)入液壓缸的左腔，實(shí)現(xiàn)了差動連接，使活塞快速向右運(yùn)動。4．快速回路（1）差動連接回路（2）雙泵供油的快速運(yùn)動回路圖中1低壓大流量泵，2為高壓小流量泵，低壓泵1口與卸荷閥相連，當(dāng)壓力低時，雙泵供油，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動，當(dāng)工作壓力升高到卸荷閥的控制壓力時，泵1卸荷，高壓小泵單獨(dú)供油，實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給。此時單向閥4關(guān)閉。3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練（3）增速缸增速回路圖7－31為采用行程開關(guān)控制的增速缸增速回路，具有空行程時速度快的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)換向閥2處于左位時，壓力油只流入增速缸A腔，因其有效面積較小，所以活塞快速向右運(yùn)動，此時液壓缸的B腔經(jīng)二位三通換向閥3從油箱自吸補(bǔ)油，當(dāng)活塞快速運(yùn)動到設(shè)定的位置時，撞壓行程開關(guān)，行程開關(guān)發(fā)信號，使二位三通換向閥3得電，液壓泵輸出的油液同時進(jìn)入A腔和B腔，B腔有效面積較大，實(shí)現(xiàn)慢速進(jìn)給工況。圖7-31增速缸增速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-32快-慢速換接回路

該回路中單向調(diào)速閥4安裝于液壓缸的小腔，只有油液流出油腔時才能起到調(diào)速作用，為出口節(jié)流調(diào)速回路，電磁換向閥5的油路安裝在液壓缸的兩腔之間，通過控制可使兩腔相通，形成差動連接。(1)任務(wù)描述(2)任務(wù)分析

圖7-32為某設(shè)備用液壓缸調(diào)速回路，試分析該回路所能實(shí)現(xiàn)的速度控制及特點(diǎn)。7.3.2項目實(shí)施1.節(jié)流調(diào)速回路分析3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練當(dāng)1YA、3YA得電，液壓缸為差動連接，活塞快速向右運(yùn)動，當(dāng)活塞運(yùn)動到調(diào)定位置時，閥5失電，液壓缸回油經(jīng)閥4的調(diào)速閥回油箱，活塞工作進(jìn)給，當(dāng)三位四通換向閥3處于右位(2YA得電、1YA失電)時，油液經(jīng)閥4的單向閥進(jìn)入液壓缸的右腔，活塞快速返回。該回路實(shí)現(xiàn)了液壓缸的快進(jìn)、工進(jìn)和快退工作循環(huán)。在向右快進(jìn)時，液壓缸右腔的油液會有一部分經(jīng)調(diào)速閥回油箱，影響快進(jìn)速度。(3)控制過程圖7-32快-慢速換接回路

3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練采用三位換向閥，選用O型滑閥機(jī)能。回路原理圖如圖7-33所示。重物上升時，速度由閥4調(diào)定，下降時，由閥3調(diào)定。

單桿雙作用液壓缸的大腔與小腔存在面積差，這樣采用一個調(diào)速閥很難滿足兩個方向工作速度的要求，可采用每個方向各用一個調(diào)速閥的方式，此液壓缸的工作特點(diǎn)為帶動工作裝置上升或下降，因此上升過程采用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速、下降過程采用出口節(jié)流調(diào)速方式較為適宜。(1)任務(wù)描述現(xiàn)由一單桿雙作用液壓缸驅(qū)動工作裝置，要求設(shè)計一控制回路，控制液壓缸活塞桿伸出、停止和縮回，相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)工作裝置的上升、停止和下降動作，并要求上升和下降的速度均可無級調(diào)節(jié)。(2)任務(wù)分析圖7-33雙向調(diào)速回路圖(3)任務(wù)實(shí)施2.節(jié)流調(diào)速回路設(shè)計3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練混凝土運(yùn)輸車輛為移動設(shè)備，適合采用閉式液壓系統(tǒng)，從速度調(diào)節(jié)上可采用變量泵控制定量馬達(dá)的方式，并采取電控方式實(shí)現(xiàn)雙向變量控制。采用補(bǔ)油泵補(bǔ)充油液并作為變量控制油源，油箱宜采用預(yù)壓式油箱。并需采用相應(yīng)的補(bǔ)油、過濾和冷卻方式。在混凝土運(yùn)輸車上為運(yùn)送過程中物料凝固，需進(jìn)行連續(xù)攪拌，攪拌控制采用液壓控制方式。而對于攪拌速度要求可以進(jìn)行一定方式的調(diào)節(jié)和控制，并要求攪拌裝置實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。(1)任務(wù)描述(2)任務(wù)分析(3)任務(wù)實(shí)施通過改變變量泵的輸出流量滿足對攪拌速度的要求。某混凝士罐車采用了圖7-34所示的攪拌回路圖。7-34某混凝土運(yùn)輸車攪拌回路3.容積調(diào)速回路設(shè)計3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練采用比例閥可以組成進(jìn)油、回油和旁路多種調(diào)速回路，用電液比例邊續(xù)調(diào)速閥組成的速度控制回路，通過調(diào)節(jié)比例閥輸入信號，可方便地改變速度，滿足執(zhí)行元件在一個工作周期內(nèi)不同的速度要求。圖7-35比例閥調(diào)速回路

7.3.3知識拓展1．比例連續(xù)調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練圖7-8減壓式先導(dǎo)控制換向回路

工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中，常用控制換向閥閥芯開口大小來實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)速，而且常常構(gòu)成復(fù)合節(jié)流調(diào)速方式，例如進(jìn)油節(jié)流與回油節(jié)流復(fù)合調(diào)速，旁路節(jié)流與回油節(jié)流復(fù)合調(diào)速。2．采用換向閥的節(jié)流調(diào)速回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練3．容積節(jié)流調(diào)速回路4．調(diào)速回路的選用容積節(jié)流調(diào)速回路的基本工作原理是采用壓力補(bǔ)償式變量泵供油、調(diào)速閥(或節(jié)流閥)調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量并使泵的輸出流量自動地與液壓缸所需流量相適應(yīng)。常用的容積節(jié)流調(diào)速回路有：

a.限壓式變量泵與調(diào)速閥等組成的容積節(jié)流調(diào)速回路；

b.差壓式變量泵與節(jié)流閥等組成的容積調(diào)速回路。限壓式變量泵與調(diào)速閥回路（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載性質(zhì)、運(yùn)動速度、速度穩(wěn)定性等要求；（2）工作環(huán)境要求；（3）經(jīng)濟(jì)性要求。調(diào)速回路的選用依據(jù)：3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練1．掌握多缸控制回路種類和控制特點(diǎn)；2．熟練分析多執(zhí)行元件液壓回路原理；3．能設(shè)計簡單的順序動作回路和同步動作回路。學(xué)習(xí)目標(biāo)同一個液壓泵驅(qū)動兩個或兩個以上的液壓液壓缸的回路稱為多缸控制回路，根據(jù)液壓缸的動作配合關(guān)系，多缸控制回路分為多缸順序動作回路和多缸同步動作回路。7.4項目7-4多缸動作回路分析與設(shè)計7.4.1知識準(zhǔn)備3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練(1)用行程控制的順序動作回路圖7-37行程開關(guān)控制的順序回路

行程控制順序動作回路是利用工作部件到達(dá)一定位置時，發(fā)出訊號來控制液壓缸的先后動作順序，它可以利用行程開關(guān)、行程閥或順序缸來實(shí)現(xiàn)。采用電氣行程開關(guān)控制的順序回路，調(diào)整行程控制位置和改變動作順序都很方便，且可利用電氣互鎖使動作順序可靠。順序動作回路按其控制方式不同，分為壓力控制、行程控制和時間控制三類，本課程只分析前兩類。按起動按鈕，電磁鐵1YA得電，缸1活塞右行；當(dāng)擋鐵觸動行程開關(guān)2XK，使2YA通電，液壓缸2活塞右行；液壓缸2活塞右行至行程終點(diǎn)時觸動行程開關(guān)3XK，1YA斷電，缸1活塞左行；行至觸動1XK后，使2YA斷電，缸2活塞左行。至此完成了缸1、缸2的自動順序動作循環(huán)。1．多缸順序動作回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練(2)壓力控制的順序動作回路①順序閥控制順序動作回路②

壓力繼電器控制順序動作回路

壓力控制利用油路本身的壓力變化來控制液壓缸的先后動作順序,它主要利用順序閥和壓力繼電器來控制順序動作。單向順序閥4控制兩液壓缸前進(jìn)時的先后順序，單向順序閥3控制兩液壓缸后退時的先后順序。啟動按鈕按下，1YA得電，缸A伸出，到達(dá)終點(diǎn)時，油腔內(nèi)壓力上升，達(dá)到繼電器3的調(diào)定壓力，繼電器動作1YA失電、3YA得電，缸B伸出，缸B到達(dá)終點(diǎn)時，缸B大腔油壓升高，達(dá)到繼電器控制壓力時，繼電器5動作，3YA失電、4YA得電，油缸B縮回，到達(dá)終點(diǎn)后，壓力繼電器6動作，4YA斷電、2YA通電，缸A縮回，當(dāng)達(dá)到終點(diǎn)后，繼電器4動作，切斷電源，完成一個工作循環(huán)。3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練(1)串聯(lián)液壓缸的同步回路

圖7-40串聯(lián)液壓缸的同步回路

圖7-41采用補(bǔ)償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路兩個或兩個以上的液壓缸，在運(yùn)動中保持相同位移或相同速度的回路稱為同步回路。有以下幾種。常見的采用液壓同步的方式：圖7-40中缸1排出的油液,被送入缸2。如果串聯(lián)油腔活塞的有效面積相等,便可實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動。這種回路兩缸能承受不同的負(fù)載,但泵的供油壓力要大于兩缸工作壓力之和圖7-41中為達(dá)到同步運(yùn)動，缸1有桿腔A的有效面積應(yīng)與缸2無桿腔B的有效面積相等。在活塞下行的過程中，如缸1的活塞先至終點(diǎn),觸動1XK發(fā)訊，使電磁鐵1YA得電，此時壓力油便經(jīng)閥3、閥5，向液壓缸2的B腔補(bǔ)油，使缸2的活塞繼續(xù)行至終點(diǎn)。如缸2的活塞先至終點(diǎn)，觸動2XK，2YA得電，壓力油便經(jīng)閥4進(jìn)入液控單向閥的控制油口，液控單向閥5反向?qū)ǎ?能通過液控單向閥5和二位三通電磁閥3回油，使缸1的活塞繼續(xù)運(yùn)動到底，對失調(diào)現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)償。2．多缸同步動作回路3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練(2)流量控制式同步回路調(diào)速閥控制的同步回路分流集流閥的同步回路圖7-42調(diào)速閥控制的同步回路圖7-43分流閥的同步回路圖7-42兩個調(diào)速閥分別調(diào)節(jié)兩缸活塞的運(yùn)動速度，當(dāng)兩缸有效面積相等時，則流量也調(diào)整得相同；若兩缸面積不等時，則改變調(diào)速閥的流量也能達(dá)到同步的運(yùn)動。圖7-43中，液壓缸1和2的有效工作面積相同。分流閥3閥口的入口處有兩個尺寸相同的固定節(jié)流器，分流閥的出口a和b分別接在兩個液壓缸的入口處，固定節(jié)流器與油源連接，分流閥并聯(lián)了單向閥4和5。當(dāng)二位四通閥處于左位時，分流閥中的節(jié)流器和可變節(jié)流口起作用，等量分流，兩液壓缸的活塞同步向右運(yùn)動。不受負(fù)載變化的影響。二位四通閥處于右位時，油液進(jìn)入油缸小腔，大腔油經(jīng)單向閥4和5回油箱，反向時分流閥不起作用3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練同步馬達(dá)同步回路等流量單向泵同步回路

本回路適用于重載、大功率同步系統(tǒng)適用于高壓、大流量、同步精度要求高的場合。圖7-45同步馬達(dá)同步回路

圖7－45中兩個等排量馬達(dá)同軸剛性連接輸出相同流量的油液，分別送入兩個有效工作面積相同的液壓缸中，實(shí)現(xiàn)兩液壓缸同步運(yùn)動。圖中，與馬達(dá)并聯(lián)的節(jié)流閥5用于修正同步誤差。如兩缸活塞上升時，若缸2的活塞先到達(dá)終點(diǎn)，則兩液壓馬達(dá)都停止運(yùn)動，液壓泵輸出的壓力油可經(jīng)節(jié)流閥5繼續(xù)供給油缸3，使其到達(dá)終點(diǎn)。圖7-46等流量泵同步回路圖7-46為采用一個電動機(jī)帶動兩個等流量泵使兩個液壓缸同步的液壓回路，當(dāng)兩個泵流量有誤差時，可用兩個同步閥來修正速度同步誤差。3/21/2024第7章基本應(yīng)用技能訓(xùn)練由一個液壓泵控制兩個執(zhí)行元件，兩元件的動作要有一定的順序要求，實(shí)現(xiàn)順序動作可有行程開關(guān)、順序閥、換向閥和壓力繼電器。本實(shí)例中有兩個壓力繼電器，只能控制兩個動作，啟動時由啟動按鈕控制，還要有一個動作由行程開關(guān)等控制。電磁鐵動作順序表元件動作1YA2YA3YA4YAK1K2①+-----②+-+-+-③+--+--④-+-+-+復(fù)位------(1)任務(wù)描述

7-47所示為使用壓力繼電器的壓力控制順序動作回路，分析其工作過程。(2)任務(wù)分析(3)控制過程動作如右表所示。圖7-47順序動作回路分析圖7.4.2項目實(shí)施1.兩缸順序動作回路分析

1YA得電，壓力油進(jìn)入缸A左腔，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動①。缸A活塞桿運(yùn)動到預(yù)定位置，碰上死擋鐵后，回路壓力升高。壓力繼電器K1發(fā)出信號，3YA得電。壓力油進(jìn)入缸B左腔，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動②。缸B的活塞桿運(yùn)動到預(yù)定位置時，控制電磁鐵3YA