液壓與氣動技術(shù) 第2版 課件 項目五 調(diào)壓回路的設(shè)計與構(gòu)建

液壓與氣動技術(shù)PROJECT5調(diào)壓回路的設(shè)計與構(gòu)建01PARTONE壓力控制閥的結(jié)構(gòu)與選用溢流閥減壓閥順序閥壓力繼電器壓力控制閥簡稱壓力閥，是在液壓傳動系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)油液壓力或利用液壓力作為信號控制其它元件動作的閥。這類閥的工作原理相同，都是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作的?？刂坪驼{(diào)節(jié)液壓油壓力溢流閥減壓閥通過壓力信號實現(xiàn)控制順序閥壓力繼電器溢流閥溢流閥是壓力控制閥的一種，其主要作用是通過其閥口的溢流，防止系統(tǒng)壓力無限增大，使被控回路的壓力維持恒定，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓的作用，幾乎是所有液壓系統(tǒng)必備的一種控制閥?？煞譃橹眲邮揭缌鏖y和先導(dǎo)式溢流閥兩種。溢流閥一、直動式溢流閥當進油壓力較低，閥芯處于最下端位置，將Ｐ和Ｔ兩油口隔開，閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當進口壓力升高，閥芯上移，閥口被打開，多余的油液由Ｐ口經(jīng)Ｔ口排回油箱，溢流閥溢流。被控制的油液壓力就不再升高，使閥芯處于某一平衡位置。溢流閥一、直動式溢流閥工作原理：直動式溢流閥是利用液壓力直接和彈簧力相平衡的原理來進行壓力控制的。特點：直動式溢流閥所控制的壓力隨流量的變化較大，而且調(diào)節(jié)費力。應(yīng)用：適用于系統(tǒng)壓力較低、流量不大的場合。溢流閥二、先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。先導(dǎo)閥為小規(guī)格的錐閥，其內(nèi)的彈簧為調(diào)壓彈簧，用來調(diào)定主閥的溢流壓力，彈簧剛度大。主閥用于控制主油路的溢流，其內(nèi)的彈簧為平衡彈簧，彈簧剛度小。溢流閥二、先導(dǎo)式溢流閥當系統(tǒng)壓力低于先導(dǎo)閥調(diào)定壓力時，先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥芯上下兩腔壓力相等，主閥處于最下端位置，進油口Ｐ與回油口Ｔ不相通。當系統(tǒng)壓力升高至大于先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力時，先導(dǎo)閥被打開，主閥上下產(chǎn)生壓力差，當此壓力差對主閥芯所產(chǎn)生作用力超過彈簧力時，主閥閥芯被抬起，進油口Ｐ和回油口Ｔ相通，實現(xiàn)了溢流作用。溢流閥二、先導(dǎo)式溢流閥調(diào)節(jié)螺母1可調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧2的預(yù)緊力，從而調(diào)定了系統(tǒng)的壓力。先導(dǎo)式溢流閥是利用主閥上下兩端的壓力差

所形成的用力和彈簧力相平衡的原理進行壓力控制的。特點：調(diào)壓比較輕便。先導(dǎo)式溢流閥工作時振動小，噪聲低，壓力穩(wěn)定，但反應(yīng)不如直動式溢流閥快。應(yīng)用：適用于中、高壓系統(tǒng)。Ｙ型溢流閥公稱壓力為6.3ＭPa。溢流閥三、溢流閥的應(yīng)用在采用定量泵供油的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，泵的一部油液進入液壓缸，而多余油液從溢流閥溢回油箱。溢流閥處于其調(diào)定壓力下的常開狀態(tài)，液壓泵的工作壓力決定于溢流閥的調(diào)整壓力，且基本保持恒定。1.溢流穩(wěn)壓溢流閥三、溢流閥的應(yīng)用采用變量泵供油，系統(tǒng)內(nèi)無多余的油液需溢流，泵的工作壓力由負載決定，用溢流閥限制系統(tǒng)的最高壓力。2.安全保護系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下，溢流閥閥口關(guān)閉，當系統(tǒng)過載時才打開，以保證系統(tǒng)的安全，故稱其為安全閥。溢流閥三、溢流閥的應(yīng)用用二位二通換向閥將先導(dǎo)式溢流閥的遙控口C和油箱接通。當電磁鐵1YA通電時，溢流閥遙控口C通油箱，這時溢流閥閥口全開，泵輸出的油液全部回油箱，使液壓泵卸荷，以減少功率損耗。3.使泵卸荷溢流閥三、溢流閥的應(yīng)用將溢流閥設(shè)置在回油路上，可產(chǎn)生背壓，提高運動部件運動的平穩(wěn)性。這種用途的閥可稱為背壓閥。4.作背壓閥減壓閥減壓閥是一種利用液流流過縫隙產(chǎn)生壓降的原理，使出口壓力低于進口壓力的一種壓力控制閥。按結(jié)構(gòu)形式分直動式減壓閥先導(dǎo)式減壓閥按調(diào)節(jié)要求分定值減壓閥定差減壓閥定比減壓閥減壓閥一、減壓閥的結(jié)構(gòu)和工作原理先導(dǎo)式減壓閥由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成，由先導(dǎo)閥調(diào)壓，主閥減壓。工作過程中，減壓閥的開口能隨進口壓力的變化而自動調(diào)節(jié)，因此能自動保持出口壓力恒定。常態(tài)下，閥口狀態(tài)進、出口常開進、出口常閉控制閥口開啟的油液來源出油口進油口回油外卸內(nèi)卸減壓閥一、減壓閥的結(jié)構(gòu)和工作原理減壓閥溢流閥減壓閥二、減壓回路減壓回路的作用：使系統(tǒng)中某一支路上獲得比溢流閥的調(diào)定壓力低，且穩(wěn)定的工作壓力。液壓泵的供油壓力根據(jù)主系統(tǒng)的負載要求由溢流閥1調(diào)定，夾緊缸所需的壓力由減壓閥2調(diào)節(jié)。單向閥的作用：當主油路壓力低于減壓閥的調(diào)定值時，防止夾緊缸的壓力受其干擾，使夾緊油路和主油路隔開，實現(xiàn)短時間保壓。減壓閥二、減壓回路設(shè)計減壓回路時注意：為使減壓回路可靠地工作，減壓閥的最低調(diào)整壓力不應(yīng)小于0.5ＭPａ,最高調(diào)整壓力至少應(yīng)比系統(tǒng)壓力低一定的數(shù)值，中壓系統(tǒng)約低0.5ＭPａ，中高壓系統(tǒng)約低1ＭPａ。當減壓回路中的執(zhí)行元件需要調(diào)速時，調(diào)速元件應(yīng)放在減壓閥的后面，以免減壓閥的泄漏口流回油箱的油液對執(zhí)行元件的速度產(chǎn)生影響。為確保安全，減壓回路中的換向閥可選用帶定位式的電磁換向閥，如用普通電磁換向閥應(yīng)設(shè)計成斷電夾緊。123順序閥

順序閥是利用油液壓力作為控制信號，自動控制油路的通斷，以實現(xiàn)各執(zhí)行元件按先后順序動作的壓力閥。按結(jié)構(gòu)形式分直動式順序閥：用于低壓系統(tǒng)先導(dǎo)式順序閥：用于中高壓系統(tǒng)按控制方式分內(nèi)控式順序閥外控式順序閥順序閥一、順序閥的結(jié)構(gòu)類型及工作原理

當進口壓力低于調(diào)定壓力時，閥口關(guān)閉，當進口壓力超過調(diào)定壓力時，進、出油口接通，出口壓力油使其后面的執(zhí)行元件動作。1.直動式順序閥出口油路的壓力由負載決定，因此泄油口單獨接回油箱。順序閥一、順序閥的結(jié)構(gòu)類型及工作原理該閥由主閥和先導(dǎo)閥組成。壓力油從進口P1進入，經(jīng)通道進入先導(dǎo)閥下端，經(jīng)阻尼孔和先導(dǎo)閥后由泄漏口Ｌ流回油箱。

當系統(tǒng)壓力不高時，先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥兩端壓力相等，復(fù)位彈簧將閥芯推向中間，順序閥進出油口關(guān)閉；

當壓力達到調(diào)定值時，先導(dǎo)閥打開，壓力油經(jīng)阻尼孔產(chǎn)生壓力降，使主閥兩端形成壓差，此壓力差克服彈簧力，使主閥芯抬起，進、出油口打開。2.先導(dǎo)式順序閥順序閥二、順序閥的應(yīng)用：先定位，后夾緊當電磁鐵失電，換向閥在圖示位置時，液壓油進入Ａ缸上腔，推動活塞下行完成定位動作，定位完成后，油壓升高達到順序閥的調(diào)定壓力時，順序閥打開，壓力油進入Ｂ缸上腔，推動活塞下行，完成夾緊動作。

當電磁鐵通電，換向閥換向后，兩個液壓缸可同時返回。壓力繼電器壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的電液控制元件。能根據(jù)系統(tǒng)的壓力變化，自動接通或斷開電路，是自動控制系統(tǒng)中實現(xiàn)液電信號轉(zhuǎn)換最常用的元件。02PARTTWO壓力控制回路調(diào)壓回路減壓回路增壓回路卸荷回路保壓回路平衡回路壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制整個液壓系統(tǒng)或局部油路的壓力，達到調(diào)壓、保壓、卸荷、減壓、增壓、平衡等目的，以滿足執(zhí)行元件對力或力矩的要求。調(diào)壓回路一、單級調(diào)壓回路核心元件：單個溢流閥（直動式或先導(dǎo)式）特點：所有液壓系統(tǒng)必備；系統(tǒng)只能調(diào)定一種工作壓力，稱為單級調(diào)壓回路。調(diào)壓回路二、遠程調(diào)壓回路核心元件：先導(dǎo)式溢流閥1和遠程調(diào)壓閥2特點：可實現(xiàn)遠程調(diào)壓；先導(dǎo)式溢流閥1的調(diào)定壓力必須大于遠程調(diào)壓閥2的調(diào)定壓力，遠程調(diào)壓閥才能起作用。調(diào)壓回路三、二級調(diào)壓回路核心元件：2個溢流閥特點：2個溢流閥各調(diào)定一個壓力，可實現(xiàn)兩種不同的系統(tǒng)壓力控制；閥B的調(diào)定壓力必須小于閥A，否則閥B無法起調(diào)壓作用。AB調(diào)壓回路四、三級調(diào)壓回路核心元件：3個溢流閥特點：3個溢流閥各調(diào)定一個壓力，可實現(xiàn)三種不同的系統(tǒng)壓力控制；閥2和閥3的調(diào)定壓力必須小于閥1，閥2和閥3相互獨立。減壓回路核心元件：減壓閥、單向閥特點：泵的出口壓力由溢流閥1調(diào)定；支路所需低壓由減壓閥2調(diào)節(jié)；單向閥用來防止油液倒流，實現(xiàn)短時保壓。AB減壓回路是使液壓系統(tǒng)中某一支路得到比主回路壓力低的穩(wěn)定工作壓力。增壓回路核心元件：單作用增壓缸1特點：只能間隙增壓，不能連續(xù)增壓；適用于需要較大的單向作用力、行程短和作業(yè)時間短的液壓系統(tǒng)中。增壓回路是用來使液壓系統(tǒng)中的局部油路獲得比油泵工作壓力高得多的壓力。一、單作用增壓缸的增壓回路增壓回路核心元件：雙作用增壓缸特點：能連續(xù)增壓；適用于增壓行程要求較長的液壓系統(tǒng)中。二、雙作用增壓缸的增壓回路卸荷回路在執(zhí)行元件短時間停止工作期間，不需頻繁啟停驅(qū)動泵的電動機，而使泵在很小的輸出功率下運轉(zhuǎn)。卸荷流量卸荷：使泵的流量接近于零，而壓力仍維持原來的數(shù)值。壓力卸荷：主要用于變量泵，使泵僅為補償泄漏而以最小流量運轉(zhuǎn)，此方法簡單，但泵處于高壓狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，磨損較嚴重；將泵的出口直接接回油箱，泵在零壓或接近零壓

下運轉(zhuǎn)。卸荷回路核心元件：中位機能為M、H或K型的三位換向閥特點：換向閥切換時壓力沖擊較大；適用于單執(zhí)行元件和流量較小的場合。當系統(tǒng)流量較大時，可用電液換向閥來卸荷。一、用換向閥中位機能卸荷的回路注意：使用時，在泵的出口設(shè)置單向閥或在電液換向閥的回油口設(shè)置背壓閥，使泵卸荷時，仍能保持0.3～0.5MPa的壓力，以保證系統(tǒng)能重新啟動。卸荷回路核心元件：二位二通換向閥特點：可用手動閥也可用電磁閥；受電磁吸力限制，電磁閥僅適用于流量小于40L/min的場合。二、用二位二通換向閥卸荷的回路卸荷回路核心元件：先導(dǎo)式溢流閥、二位二通閥特點：二位二通電磁閥可用小流量規(guī)格閥；該卸荷回路可用于大流量的液壓回路中。三、用溢流閥遠程控制口卸荷的回路卸荷回路核心元件：卸荷閥4特點：通過卸荷閥4將泵2卸荷。四、用卸荷閥卸荷的回路保壓回路a圖，當換向閥5左位工作時，缸6向右運動至工作位置后，進油路壓力升高至壓力繼電器調(diào)定值時，壓力繼電器發(fā)信號使二位換向閥通電，液壓泵卸荷。單向閥自動關(guān)閉，液壓缸則由蓄能器持續(xù)補油保壓。一、用蓄能器保壓的回路當需要系統(tǒng)在缸不動或因工件變形而產(chǎn)生微小位移的工況下保持穩(wěn)定不變的壓力，可以采用保壓回路。保壓性能的主要指標為保壓時間和壓力穩(wěn)定性。b圖由蓄能器4為支路保壓并補償泄露。保壓回路如圖所示為采用液控單向閥和電接點壓力表自動補油的保壓回路。當1YA通電，換向閥右位接入回路，液壓缸上腔壓力上升至電接點壓力表的上限值時，壓力表觸點通電，使1YA斷電，換向閥處于中位，液壓泵卸荷，液壓缸由液控單向閥保壓。當液壓缸上腔壓力下降到電接點壓力表的下限值時，壓力表又發(fā)出電信號，使1YA通電，液壓泵再次向系統(tǒng)供油，使壓力上升。二、用液控單向閥保壓的回路實現(xiàn)自動補油，液壓缸壓力能長期保持在所需范圍內(nèi)。平衡回路一、用單向順序閥的平衡回路當電磁閥處于左位使活塞下行時，回路上將產(chǎn)生一定的背壓，使運動平穩(wěn)；可防止活塞因重力而產(chǎn)生下滑。

特點：

由于順序閥和換向閥存在泄漏，活塞不可能長時間停在任意位置上。

應(yīng)用：用于工作負載固定且活塞鎖緊精度要求不高的場合。