液壓基本回路

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,,*,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,第六章 液壓基本回路,,所謂,液壓基本回路,就是由有關(guān)的液壓元件組成用來完成某種特定功能的典型回路。一些液壓設(shè)備的液壓系統(tǒng)雖然很復(fù)雜，但它通常都由一些基本回路組成，所以掌握一些,基本回路的組成、原理和特點,將有助于認(rèn)識分析一個完整的液壓系統(tǒng)。,,,,,,主要內(nèi)容：,,,壓力控制回路,,,速度控制回路,,,多缸工作控制回路,,,其他回路,,,典型液壓系統(tǒng)分析,,,,,6.1,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)行元件對力或轉(zhuǎn)矩要求,的回路，

2、這類回路包括,調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷、保壓和平衡,等多種回路。,,,,,一、調(diào)壓回路,：,調(diào)壓回路的功用是,使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力保持恒定或不超過某個數(shù)值,。在定量泵系統(tǒng)中，液壓泵的供油壓力可以通過溢流閥來調(diào)節(jié)。在變量泵系統(tǒng)中,,,用安全閥來限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載。,若系統(tǒng)中需要二種以上的壓力，則可采用多級調(diào)壓回路。,,,,1,、單級調(diào)壓回路,,,,遠(yuǎn)程調(diào)壓,,,,,2,．,二級調(diào)壓回路,如圖,a,所示為二級調(diào)壓回路,,,可實現(xiàn)兩種不同的系統(tǒng)壓力控制。由溢流閥,2,和溢流閥,4,各調(diào)一級，當(dāng)二位二通電磁閥,3,處于圖示位置時，系統(tǒng)壓力由閥,2,調(diào)定,,,當(dāng)閥,3,得電后處于右位時

3、，系統(tǒng)壓力由閥,4,調(diào)定，但要注意,:,閥,4,的調(diào)定壓力一定要小于閥,2,的調(diào)定壓力，否則不能實現(xiàn)；當(dāng)系統(tǒng)壓力由閥,4,調(diào)定時，溢流閥,2,的先導(dǎo)閥口關(guān)閉，但主閥開啟，液壓泵的溢流流量經(jīng)主閥回油箱。,,,,,,,,3,．,多級調(diào)壓回路,如圖,b,所示的由溢流閥,1,、,2,、,3,分別控制系統(tǒng)的壓力，從而組成了三級調(diào)壓回路。當(dāng)兩電磁鐵均不帶電時，系統(tǒng)壓力由閥,1,調(diào)定,,,當(dāng),1YA,得電，由閥,2,調(diào)定系統(tǒng)壓力；當(dāng),2YA,帶電時系統(tǒng)壓力由閥,3,調(diào)定。但在這種調(diào)壓回路中，閥,2,和閥,3,的調(diào)定壓力都要小于閥,1,的調(diào)定壓力，而閥,2,和閥,3,的調(diào)定壓力之間沒有什么一定的關(guān)系。,,,,

4、,,,,4,．,連續(xù)、按比例進行壓力調(diào)節(jié)的回路,如圖,c,所示調(diào)節(jié)先導(dǎo)型比例電磁溢流閥的輸入電流,I,，,即可實現(xiàn)系統(tǒng)壓力的無級調(diào)節(jié)，這樣不但回路,結(jié)構(gòu)簡單，壓力切換平穩(wěn)。而且更容易使系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制或程序控制,。,,,,二級、多級,調(diào)壓回路及,連續(xù)、按比例,進行壓力調(diào)節(jié)的回路,,,,,,減壓回路的功用,是使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較系統(tǒng)壓力低的穩(wěn)定壓力。,最常見的減壓回路通過定值減壓閥與主油路相連,,,如圖,a,所示。,,,二、減壓回路,,,,圖,a,回路中的單向閥供主油路壓力降低,(,低于減壓閥調(diào)整壓力,),時防止油液倒流，起短時保壓之用,減壓回路,,,,,采用類似兩級或多級調(diào)壓的方法獲

5、得兩級或多級減壓,,,圖,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，但要注意，閥,2,的調(diào)定壓力值一定要低于閥,1,的調(diào)定壓力值。,減壓回路,,,,,,,三、增壓回路,,1.,單向增壓回路,,,,2.,雙向增壓回路,,,,,四、卸荷回路,,其,作用,是在液壓泵不停止轉(zhuǎn)動時,,,讓其輸出的流量在很低的壓力下直接流回油箱,,,或者以最小的流量,(,僅維持泄漏,),排出液壓油,,,以減少功率損耗,,,降低系統(tǒng)發(fā)熱,,,延長泵和電機的使用壽命。,,,,1,．利用換向閥的卸荷回路：,（,1,）利用二位二通換向閥的卸荷回路：所示回路，當(dāng)二位二通

6、閥左位工作，泵排除的,液壓油以接近零壓狀態(tài)流回油箱以節(jié)省動力并避免油溫上升,。圖中二位二通閥系以手動操作，亦可使用電磁操作。,注意二位二通閥的額定流量必須和泵的流量相適宜,。,,,（,2,）利用三位四通換向閥的中位機能的卸荷回路：所示回路，是采用中位串聯(lián)型（,M,型中位機能）換向閥，當(dāng)閥位處于中位置時，泵排出的液壓油直接經(jīng)換向閥的,PT,通路流回油箱，泵的工作壓力接近于零。使用此種方式卸載，方法比較簡單，但壓力損失較多，,且不適用于一個泵驅(qū)動兩個或兩個以上執(zhí)行元件的場所,。注意三位四通換向閥的流量必須和泵的流量相適宜。,,,,,,,,,,,,2,．采用順序閥的卸荷回路：,,,利用復(fù)合泵作,液壓

7、鉆床,的動力源。,,當(dāng)液壓缸快速推進時，推動液壓缸活塞前進所需的壓力較左右兩邊的溢流閥所設(shè)定壓力還低，故大排量泵和小排量泵的壓力油全部送到液壓缸使活塞快速前進。,,當(dāng)鉆頭和工件接觸時，液壓缸活塞移動速度要變慢且在活塞上的工作壓力變大，此時往液壓缸管路的油壓力上升到比右邊的卸荷閥設(shè)定的工作壓力大時，卸荷閥被打開，低壓大排量泵所排除的液壓油經(jīng)卸荷閥送回油箱。單向閥受高壓油作用的關(guān)系，故低壓泵所排出的油根本就不會經(jīng)單向閥流到液壓缸?？芍阢@削進給的階段，液壓缸的油液就由高壓小排量泵來供給。因為,這種回路的動力幾乎完全是由高壓泵在消耗而已，故可達(dá)到節(jié)約能源的目的。,卸荷閥的調(diào)定壓力通常比溢流閥的調(diào)定壓

8、力要低,0.5MPa,以上。,,,,,,,,,,3,．利用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路,,圖中所示，將溢流閥的遠(yuǎn)程控制口和二位二通電磁閥相接。當(dāng)二位二通電磁閥通電，溢流閥的遠(yuǎn)程控制口通油箱，這時溢流閥的平衡活塞上移，主閥閥口打開，泵排出的液壓油全部流回油箱，泵出口壓力幾乎是零，故泵成卸荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)。注意圖中二位二通電磁閥只通過很少流量，,因此可用小流量規(guī)格,（尺寸為,1/8,或,1/4,）。在實際應(yīng)用上，此二位二通電磁閥和溢流閥組合在一起，此種組合稱為,電磁控制溢流閥,。,,,,,,,,,,,,,有的機械設(shè)備在工作過程中,,,常常要求液壓執(zhí)行機構(gòu)在其行程終止時,,,保持壓力一段時間,,,這時需采用保壓

9、回路。所謂保壓回路,,,也就是,使系統(tǒng)在液壓缸不動或僅有工件變形所產(chǎn)生的微小位移下穩(wěn)定地維持住壓力,,,最簡單的保壓回路是使用,密封性能較好的液控單向閥,的回路,,,但是閥類元件處的泄漏使得這種回路的保壓時間不能維持太久。常用的保壓回路有以下幾種,:,,五、保壓回路,,,,,1,．利用液壓泵保壓的保壓回路,,利用液壓泵的保壓回路也就是在保壓過程中,,,液壓泵仍以較高的壓力,(,保壓所需壓力,),工作,,,此時,,,若采用定量泵則壓力油幾乎全經(jīng)溢流閥流回箱,,,系統(tǒng)功率損失大,,,易發(fā)熱,,,故只在小功率的系統(tǒng)且保壓時間較短的場合下才使用；若采用變量泵，在保壓時，泵的壓力較高,,,但輸出流量幾乎

10、等于零。因而,,,液壓系統(tǒng)的功率損失小，這種保壓方法且能隨泄漏量的變化而自動調(diào)整輸出流量，因而其效率也較高,。,,,,,,2,．利用蓄能器的保壓回路,（,a,）,利用蓄能器,-,壓力繼電器的保壓回路,,,,,（,b,）,利用蓄能器,-,卸荷閥的保壓回路,這種蓄能器借助蓄能器來保持系統(tǒng)壓力，補償系統(tǒng)泄漏。圖中所示為利用虎鉗做工件的夾緊。將換向閥移到閥左位時，活塞前進將虎鉗夾緊，這時泵繼續(xù)輸出的壓力油將蓄能器充壓，直到卸荷閥被打開卸載，此時作用在活塞上的壓力由蓄能器來維持并補充液壓缸的漏油作用在活塞上，當(dāng)工作壓力降低到比卸荷閥所調(diào)定的壓力還低時，卸荷閥又關(guān)閉，泵的液壓油再繼續(xù)送往蓄能器。,本系統(tǒng)可

11、節(jié)約能源并降低油溫。,,,,,3,．利用液控單向閥的保壓回路,,,,,,平衡回路的功用,在于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,。,六、平衡回路,,,,,1.,采用平衡閥的,平衡,回路,,圖中所示為采用單向順序閥的平衡回路,,,當(dāng),lYA,得電后活塞下行時,,,回油路上就存在著一定的背壓,;,只要將這個背壓調(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。當(dāng)換向閥處于中位時，活塞就停止運動,,,不再繼續(xù)下移。,這種回路當(dāng)活塞向下快速運動時功率損失大,,,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

12、重量不大、活塞鎖住時定位要求不高的場合。,,,,,1.,采用平衡閥的,平衡,回路,,圖,b,為采用液控順序閥的平衡回路。當(dāng)活塞下行時,,,控制壓力油打開液控順序閥,,,背壓消失,,,因而回路效率較高,,,當(dāng)停止工作時,,,液控順序閥關(guān)閉以防止活塞和工作部件因自重而下降。這種平衡回路的優(yōu)點是,只有上腔進油時活塞才下行,,,比較安全可靠；缺點是,,,活塞下行時平穩(wěn)性較差。,這是因為活塞下行時,,,液壓缸上腔油壓降低,,,將使液控順序閥關(guān)閉。當(dāng)順序閥關(guān)閉時,,,因活塞停止下行,,,使液壓缸上腔油壓升高,,,又打開液控順序閥。因此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

13、路適用于,運動部件重量不很大、停留時間較短的液壓系統(tǒng)中,。,,,,,,,2.,采用液控單向閥,-,單向節(jié)流閥的平衡回路：,,,,6.2,速度控制回路,,,,液壓缸：,v = q,,/A,,<,,,液壓馬達(dá)：,n = q,,/,V,m,,,由上兩式知：,,∵ 改變,q,,、,,V,m,、,A,，,皆可改變,v,或,n,，,,一般,A,是不可改變的。,,液壓缸：改變,q,，,即可改變,v,,∴ <,,,液壓馬達(dá)：既可改變,q,，,又可改變,V,m,調(diào)速回路調(diào)速原理,,調(diào)速回路調(diào)速方法,,節(jié)流調(diào)速,——,改變,q,,,<,容積調(diào)速,——,改變泵和馬達(dá)的,V,,,,,容積節(jié)流調(diào)速,——,既可改變,q

14、,，,又可改變,V,,一、節(jié)流調(diào)速回路,進口節(jié)流調(diào)速回路,,出口節(jié)流調(diào)速回路,,旁路節(jié)流調(diào)速回路,,,,節(jié)流調(diào)速回路工作原理,通過改變流量控制閥閥口的通流面,,,積來控制流進或流出執(zhí)行元件的流,,,量，以調(diào)節(jié)其運動速度。,,,節(jié)流調(diào)速回路分類,,節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速,,,按采用流量閥不同,<,,,調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速,,,進油路,,,按流量閥安裝位置不同,<,回油路,,,,,旁油路,,,,,將節(jié)流閥串聯(lián)在進入液壓缸的油路上，即串聯(lián)在泵和缸之間，調(diào)節(jié),A,節(jié),，即可改變,q,，,從而改變速度，且必須和溢流閥聯(lián)合使用。,,,節(jié)流閥進口節(jié)流調(diào)速回路工作特性分析,,1,） 速度負(fù)載特性,,,2,） 最大承載能力,

15、,,3),,,功率和效率,,速度負(fù)載特性,,液壓缸穩(wěn)定工作時的受力平衡方程,,,,結(jié)論,,,液壓缸穩(wěn)定工作時的受力平衡方程,,p,1,A = F + p,2,A,,∵ p,2,→T p,p,=,p,S,,= C,,∴ p,2,= 0 p,1,= F/A,,故 節(jié)流閥兩端的壓力差為,,,,,△,p = p,P,-p,1,=,p,P,-F/A,,,經(jīng)節(jié)流閥進入液壓缸的流量為：,,,,q,1,= CA,T,△p,φ,= CA,T,（,P,P,- F /A,）,φ,,,液壓缸的運動速度,v = q,1,/A = CA,T,(,p,P,-F/A),φ,/A,,,,,

16、結(jié)論：,v∝A,T,改變,,A,T,，,即可改變,,,q,1,,改變,v,。,A,T,調(diào)定，,v,隨,F,,,變化而變化。,,速度負(fù)載特性結(jié)論,,①,A,T,= C,F↑,v↓,,∴,速度負(fù)載特性軟，即輕載時剛性好,,,,②,F = C,A,T,越小，,v,剛性越好，,,即低速時剛性好。,,2.,回油節(jié)流調(diào)速回路,,,,,,將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上，即串聯(lián)在缸和油箱之間，調(diào)節(jié),A,T,，,可調(diào)節(jié),q,2,以改變速度，仍應(yīng)和溢流閥聯(lián)合使用，,p,P,,=,p,S,。,,與進口節(jié)流調(diào)速回路相同處,∵,v—F,特性基本與進口節(jié)流相似,,,,∴ 上述結(jié)論都適用于此,,,,與進口節(jié)流調(diào)速回路不同

17、處,,1,） 承受負(fù)值負(fù)載能力,,,,2,）,實現(xiàn)壓力控制的方便性,,,3,） 最低穩(wěn)定速度,,,,承受負(fù)值負(fù)載能力,,∵ 回油路節(jié)流閥使缸有一定背壓,,,,∴ 能承受負(fù)值負(fù)載，并↑,v,穩(wěn)定性，,,而進油路則需在回油路上增加背,,壓閥方可承受，△,P↑,。,,,實現(xiàn)壓力控制的方便性,∵ 進油路調(diào)速中工作臺碰到死擋鐵后，,,活塞停止，缸進油腔油壓上升至,p,S,,,∴,便于實現(xiàn)壓力（升壓）控制而回油路,,調(diào),,速在上述工況時，進油腔壓力變化,,很小，無法控壓，而回油腔,p↓0,，,,可降壓發(fā)訊，但電路復(fù)雜。,,,最低穩(wěn)定速度,∵ 若回路使用單桿缸，無桿腔進油量大于有桿腔回油流量,,,∴

18、 在缸徑、缸速相同情況下，進油節(jié)流調(diào)速回路流量閥開,,口較大，低速時不易堵塞。,,故 進油節(jié)流調(diào)速回路能獲得更低穩(wěn)定速度，為了提高回路,,綜合性能，實踐中常采用進油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油,,路加背壓閥（用溢流閥、順序閥或裝有硬彈簧的單向閥,,串接于回油路），因而兼有兩回路優(yōu)點。,,不同之處,,回油節(jié)流閥調(diào)節(jié)回路的節(jié)流閥使缸的回油腔形成一定的背壓，因而能承受負(fù)值負(fù)載，并提高了,缸的速度平穩(wěn)性,。,,進油節(jié)流閥調(diào)速回路容易實現(xiàn)壓力控制,。因當(dāng)工作部件在行程終點碰到死擋鐵后，缸的進油腔油壓會上升到等于泵壓，利用這個壓力變化，可使并聯(lián)于此處的壓力繼電器發(fā)訊，對系統(tǒng)的下步動作實現(xiàn)控制，但可靠性差，一般

19、不采用。,,若回油使用單桿腔，無桿腔進油流量大于有桿腔回油流量。故在缸徑缸速相同的情況下，進油節(jié)流閥調(diào)速回路的節(jié)流閥開口較大，低速時不易堵塞。因此，,進油節(jié)流閥調(diào)速回路能獲得更低的穩(wěn)定速度,。,,長期停車后缸內(nèi)油液會流回油箱，當(dāng)泵重新向缸供油時，在回油節(jié)流閥調(diào)速回路中，由于進油路上沒有節(jié)流閥控制流量，會使,活塞向前沖,；而在進油節(jié)流閥調(diào)速回路中，活塞前沖很小，甚至沒有前沖。,,發(fā)熱及泄漏對進油節(jié)流閥調(diào)速的影響均大于回油節(jié)流閥調(diào)速,。因為進油節(jié)流閥調(diào)速回路中，經(jīng)節(jié)流閥發(fā)熱后的油液直接進入缸的進油腔；而在回油節(jié)流閥調(diào)速中，經(jīng)節(jié)流閥發(fā)熱后的油液直接流回油箱冷卻。為了提高回路的綜合性能，一般采用進油節(jié)

20、流閥調(diào)速，并在回油路上加背壓閥，使其兼具二者的優(yōu)點。,,3.,旁路節(jié)流調(diào)速回路,,,,,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路,,特征,,油路,,工作特性分析,,應(yīng)用,,,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路特征,將節(jié)流閥裝在與執(zhí)行元件并聯(lián)的支路上，即與缸并聯(lián)，溢流閥做安全閥，,p,P,取決于負(fù)載，,,p,P,,= p,1,=△p = F/A,動畫演示,,,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路油路,缸（,q,1,）,,,q <,,,節(jié)流閥 →,T,,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路工作特性分析,,（,1,）,速度負(fù)載特性,,,（,2,）,,最大承載能力,,,,（,3,）,,功率和效率,,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性,,重復(fù)進油路節(jié)流調(diào)速

21、回路的推導(dǎo)步驟，可得本回路的速度負(fù)載特性方程，但應(yīng)考慮泵的泄漏量影響。,,,,q,1,=,q,P,-,q,T,,= (,q,tP,- △,q,P,)-,q,T,,= (,q,tP,-,k,L,p,P,)-CA,T,△p,φ,,=,q,tp,-k,L,(F,/A)-CA,T,(F/A),φ,,,故 液壓缸的工作速度為：,,,v = q,1,/A =[,q,tp,-k,L,(F,/A)-CA,T,(F/A),φ,]/A,,結(jié)論：①,A,T,=C,，,F↑,，,v↓,F↓,，,v↑,，即,v—F,特性更軟,,②,F=C,↑A,T,，,v↓; ↓A,T,↑v,，,即速度隨,A,T,而變化,,,,,節(jié)

22、流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路最大承載能力,,A,T,↑,，,阻力↓，,F,max,↓,，,即低速承載能力小，,,,A,T,至一定值時，即使,F,很小，,q,p,,→,,節(jié) →,T,,,V=0,，,所以,F,max,既與,A,T,有關(guān)，又受安全閥調(diào),,定壓力的限制。,,,,,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路功率和效率,,∵,p,P,隨,F,變化而變化，,,,只有△,P,節(jié),，而無△,P,溢,,,,∴,η,高，發(fā)熱少。,,,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路應(yīng)用,∵,v—F,特性較軟，低速承載能力差。,,,∴ 一般用于高速、重載、對速度平,,穩(wěn)性要求很低的較大功率場合，,,如：牛頭刨床主運動系統(tǒng)、輸送機械,,液壓系統(tǒng)、大型拉

23、床液壓系統(tǒng)、,,龍門刨床液壓系統(tǒng)等。,,采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路,按調(diào)速閥安裝位置,,,特點,,按調(diào)速閥安裝位置,,*進油路,,,,,<,回油路,,,旁油路,動畫演示,,調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路特點,1,在負(fù)載變化較大，,v,穩(wěn)定性要求較高的場合，則用,,調(diào)速閥替代節(jié)流閥，當(dāng)△,P > △P,min,，,q,V,不隨,,△,P,而變化，所以速度剛性明顯優(yōu)于節(jié)流閥調(diào)速。,,2,雖解決了速度穩(wěn)定性問題，但因既有△,P,溢,，又有,,△,P,節(jié),，還有△,P,減,，所以，△,P,更大，一般用于,P,,,較小，但,F,變化較大而,v,穩(wěn)定性要求較高的場合。,,二 容積調(diào)速回路,,特點,,,,分類,,,容

24、積調(diào)速回路特點,∵節(jié)流調(diào)速回路效率低、發(fā)熱大，只適用于小,,功率場合。,,,∴而容積調(diào)速回路，因無節(jié)流損失或溢流損失,,,故效率高，發(fā)熱小，一般用于大功率場合。,,容積調(diào)速回路分類,,開式,,按油路循環(huán)方式,,<,,,閉式,,,泵,—,缸式,,按所用執(zhí)行元件不同,<,變,—,定,,,泵,—,馬達(dá)式,<,定,—,變,,,變,—,變,,二、容積調(diào)速回路,變量泵,-,定量執(zhí)行元件容積調(diào)速回路,,定量泵,-,變量馬達(dá)容積調(diào)速回路,,變量泵,-,變量馬達(dá)容積調(diào)速回路,,,,1.,變量泵,-,定量執(zhí)行元件容積調(diào)速回路,（恒轉(zhuǎn)矩）,,,,,,圖,a,為變量泵－缸容積調(diào)速回路，改變變量泵,1,的可實現(xiàn)對缸的無

25、級調(diào)速。單向閥,3,用來防止停機時油液倒流入油箱和空氣進入系統(tǒng)。圖,b,為變量泵－定量馬達(dá)容積調(diào)速回路。此回路為閉式回路，補油泵,8,將冷油送入回路，而從溢流閥,9,溢出回路中多余的熱油。,,變量泵和定量馬達(dá)容積調(diào)速回路組成,,動畫演示,,變量泵和定量馬達(dá)容積調(diào)速回路工作特性,,,n,M,,=,q,P,/V,M,,∵ V,M,=,定值,,,,∴ 調(diào)節(jié),q,P,即可改變,n,M,,,②,若不計損失，在調(diào)速范圍內(nèi)，,,,T = p,P,V,M,/2π=C,,∴,稱,恒轉(zhuǎn)矩容積調(diào)速,,2.,定量泵,-,變量馬達(dá)容積調(diào)速回路,（恒功率,,,,,定量泵,—,變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路工作特性,,,n,M

26、,,=,q,P,/V,M,,,∵,q,P,=,定值,,,,∴ 調(diào)節(jié),V,M,即可改變,n,M,,,,定量泵,—,變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路特點,,∵,n,M,與,V,M,成反比,,,T,M,與,V,M,成正比,,,,∴,V,M,↑,，,n,M,↓,，,T,M,↑,；,,,V,M,↓,，,n,M,↑,，,T,M,↓,，,,,以致帶不動負(fù)載，,,使馬達(dá)“自鎖”,。,,,故 這種回路很少單獨使用,,3.,變量泵,-,變量馬達(dá)容積調(diào)速回路,,,,,,,變量泵,——,變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路,,工作原理,,,特點,,動畫演示,,變量泵,—,變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路工作原理,,第一段：先將,V,M,調(diào)至最大并

27、固定，,,然后將,V,P,由小→大,,,,分兩段調(diào)節(jié),n,M,從,0 ↑,n,M,’,,（,變,—,定）,,,,,,第二段：將,V,P,固定至最大，,,,V,M,由大→小，,,,n,M,從,n,M,’,↑n,Mmax,（,定,—,變,）,,,∴調(diào)速范圍大，,λ,可達(dá),100,。,,變量泵,——,變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路特點,∵,n,M,低時,T,M,大，,n,M,高時,T,M,小,,,∴ 正好符合大部分機械要求,,,,故 多用于機床主運動、紡織機械、礦山機械,,三 容積節(jié)流調(diào)速回路,,∵ 容積調(diào)速回路雖然效率高，發(fā)熱小，,,但仍存在速度負(fù)載特性較軟的問題,,（主要由于泄漏所引起）,。,,∴

28、 在低速、穩(wěn)定性要求較高的場合,,（如機床進給系統(tǒng)中），常采用容,,積節(jié)流調(diào)速回路。,,,容積節(jié)流調(diào)速回路特點,1,q,P,自動與流量閥調(diào)節(jié)相吻合，無△,P,溢,，,η,高,,2,進入執(zhí)行元件的,q,與,F,變化無關(guān)，且自動補償,,泄漏，速度穩(wěn)定性好。,,,3,因回路有節(jié)流損失，所以,η<η,容,,4,便于實現(xiàn)快進,—,工進,—,快退工作循環(huán),,三、容積節(jié)流調(diào)速回路,１、限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路,,,,,限壓式變量泵和調(diào)速閥調(diào)速回路組成,,限壓式變量泵和調(diào)速閥調(diào)速回路工作原理,,聯(lián)合調(diào)速，,v,由調(diào)速閥調(diào)定，,q,P,與,q,1,自動適應(yīng)。,,,,q,P,,> q,1,，,p

29、,P,↑,，,通過反饋,，,q,p,↓q,P,= q,1,,, v=c,,q,P,< q,1,，,p,P,↓,，,e↑,q,P,↑q,P,= q,1,,0,、,5Mpa(,中低壓,),,△,p,min,=,p,P,,- p,1,= <,調(diào)速閥正常工作，△,P,最小,,過大，△,P,大易發(fā)熱,,,1,Mpa,（,高壓）,,若△,P <,,,過小，,v,穩(wěn)定性不好,,限壓式變量泵和調(diào)速閥調(diào)速回路特點,,∵ 本回路的,p,P,為一定值,,,,∴ 稱定壓式容積節(jié)流調(diào)速回路,,,又∵ 若負(fù)載變化大時，節(jié)流損失大，低速工,,作時，泄漏量大，系統(tǒng)效率降低,,,,∴ 用于低速、輕載時間較長且變載

30、的場合,,時，效率很低。,,,,故 本回路多用于機床進給系統(tǒng)中。,,２、差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路,,,,差壓式變量泵和節(jié)流閥調(diào)速回路工作原理,,工進時，節(jié)流閥調(diào)節(jié),q,1,，,q,P,與之適應(yīng)。,,,,,q,P,,> q,1,時，,p,P,↑,，,定子右移，,e↓,，,q,P,↓,,<,,,q,P,< q,1,時，,p,P,↓,，,定子左移，,e↑,，,q,P,↑,,,直至,q,P,,= q,1,，,v=c,。,,,差壓式變量泵和節(jié)流閥調(diào)速回路特點,雖用了節(jié)流閥，但具有調(diào)速閥的性能，即,q,1,不受負(fù)載變化影響,,,∵定子受力平衡方程,,,p,P,A,1,+p,P,(A,2

31、,-A,1,)=p,1,A,2,+F,S,,∴ △p = p,P,-p,1,=F,S,/A,2,=c,,又∵,p,P,隨負(fù)載變化而變化，,p,1,也變化，,,∴ 稱變壓式容積節(jié)流調(diào)速回路，且△,q,P,小,η,高,,因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移動過快,,而發(fā)生振動。,,差壓式變量泵和節(jié)流閥調(diào)速回路應(yīng)用,適用于負(fù)載變化大、速度,,,較低的中小功率系統(tǒng)。,,,,快速運動回路又稱增速回路,,,其功用在于使液壓執(zhí)行元件在空載時獲得所需的高速,,,以提高系統(tǒng)的工作效率或充分利用功率。,實現(xiàn)快速運動的方法不同有多種方案,,,下面介紹幾種常用的快速運動回路。,,,四、快速運動回路,,,,,對于間歇運轉(zhuǎn)

32、的液壓機械，當(dāng)執(zhí)行元件間歇或低速運動時，泵向蓄能器充油。而在工作循環(huán)中某一工作階段執(zhí)行元件需要快速運動時，,蓄能器作為泵的輔助動力源,，可與泵同時向系統(tǒng)提供壓力油。圖,5,－,13,所示為一補助能源回路。將換向閥移到閥右位時，蓄能器所儲存的液壓油即釋放出來加到液壓缸，活塞快速前進。例如活塞在做澆注或加壓等操作過程時，液壓泵即對蓄能器充壓（蓄油）。當(dāng)換向閥移到閥左位時，此時蓄能器液壓油和泵排出的液壓油同時送到液壓缸的活塞桿端，活塞快速回行。這樣，,系統(tǒng)中可選用流量較小的油泵及功率較小電動機，可節(jié)約能源并降低油溫。,,1,．采用蓄能器的快速運動回路,,,,,如圖所示,:,工作行程時，系統(tǒng)壓力升高，

33、打開右邊卸荷閥，大流量泵卸荷，系統(tǒng)由小流量泵供油；當(dāng)需要快速運動時，系統(tǒng)壓力較低，由兩臺泵共同向系統(tǒng)供油圖中所示 。,2.,利用雙泵供油的快速運動回路,,,,3,．差動,回路,,其,特點,為當(dāng)液壓缸前進時，活塞從液壓缸右側(cè)排出的油再從左側(cè)進入液壓缸，增加進油處的一些油量，即和泵同時供應(yīng)液壓缸進口處的液壓油，可使液壓缸快速前進，但使液壓缸推力變小。,,,,,,,,速度換接回路的功能是,使液壓執(zhí)行機構(gòu)在一個工作循環(huán)中從一種運動速度變換到另一種運動速度,,,因而這個轉(zhuǎn)換不僅包括液壓執(zhí)行元件,快速到慢速,的換接,,,而且也包括,兩個慢速之間,的換接。實現(xiàn)這些功能的回路應(yīng)該具有較高的,速度換接平穩(wěn)性。,

34、,,四、速度換接回路,,,,,1.,快速與慢速的換接回路,：,圖中所示的為用行程閥來實現(xiàn)快慢速換接的回路。在圖示狀態(tài)下，液壓缸快進,,,當(dāng)活塞所連接的擋塊壓下行程閥,6,時，行程閥關(guān)閉,,,液壓缸右腔的油液必須通過節(jié)流閥,5,才能流回油箱，活塞運動速度轉(zhuǎn)變?yōu)槁俟みM；當(dāng)換向閥左位接人回路時,,,壓力油經(jīng)單向閥,4,進入液壓缸右腔，活塞快速向右返回。,這種回路的快慢速換接過程比較平穩(wěn),,,換接點的位置比較準(zhǔn)確。缺點是行程閥的安裝位置不能任意布置，管路連接較為復(fù)雜,。若將行程閥改為電磁閥，,安裝連接比較方便,,,但速度換接的平穩(wěn)性、可靠性以及換向精度都較差。,,四、速度換接回路,,,,,2,．兩種

35、慢速的換接回路,：圖中所示為用兩個調(diào)速閥來實現(xiàn)不同工進速度的換接回路。圖,a,中的兩個調(diào)速閥并聯(lián)，由換向閥實現(xiàn)換接。兩個調(diào)速閥可以獨立地調(diào)節(jié)各自的流量,.,互不影響；但是,.,一個調(diào)速閥工作時另一個調(diào)速閥內(nèi)無油通過，它的減壓閥不起作用而處于最大開口位置，因而速度換接時大量油液通過該處將使機床工作部件產(chǎn)生突然前沖現(xiàn)象。,因此它不宜用于在工作過程中的速度換接，只可用在速度預(yù)選的場合,。,,,,,,,2,．兩種慢速的換接回路,： 圖,b,所示為兩調(diào)速閥串聯(lián)的速度換接回路。當(dāng)主換向閥,D,左位接人系統(tǒng)時，調(diào)速閥,B,被換向,閥,C,短接；輸入液壓缸的流量由調(diào)速閥,A,控制。當(dāng)閥,

36、C,右位接入回路時，由于通過調(diào)速閥,B,的流量調(diào)得比,A,小，所以輸入液壓缸的流量由調(diào)速閥,B,控制。在這種回路中的調(diào)速,閥,A,一直處于工作狀態(tài),,,它在速度換接時限制著進入調(diào)速,閥,B,的流量,,,因此它的速度換接平穩(wěn)性較好，但由于油液經(jīng)過兩個調(diào)速閥,,,所以能量損失較大,。,,,,6.,３ 多缸工作控制回路,,在液壓系統(tǒng)中,,,如果由一個油源給多個液壓缸輸送壓力油,,,這些液壓缸會因壓力和流量的彼此影響而在動作上相互牽制,,,必須使用一些特殊的回路才能實現(xiàn)預(yù)定的動作要求,,,常見的這類回路主要有以下三種。,,,,,,順序動作回路的功用是,使多缸液壓系統(tǒng)中的各個液壓缸嚴(yán)格地按規(guī)定的順序動作

37、。,按控制方式不同,,,可分為,壓力控制、行程控制和時間控制,三大類。,一、順序動作回路,,,,,當(dāng)換向閥左位接入回路且順序閥,D,的調(diào)定壓力大于液壓缸,A,的最大前進工作壓力時，壓力油先進入液壓,缸,A,的左腔，實現(xiàn)動作①；當(dāng)液壓缸行至終點后，壓力上升， 壓力油打開順序閥,D,進入液壓缸,B,的左腔,,,實現(xiàn)動作②,;,同樣地,,,當(dāng)換向閥右位接人回路且順序閥,C,的調(diào)定壓力大于液壓,B,的最大返回工作壓力時,,,兩液壓缸則按③和④的順序返回。,1.,壓力控制順序動作回路,,,,,,,,顯然這種回路動作的可靠性取決于順序閥的性能及其壓力調(diào)定值,,,即它的調(diào)定壓力應(yīng)比前一個動作的壓力高出,0.

38、8,～,1.0Mpa,，,否則順序閥易在系統(tǒng)壓力脈沖中造成誤動作,,,由此可見,,,這種回路適用于液壓缸數(shù)目不多、負(fù)載變化不大的場合。其優(yōu)點是動作靈敏,,,安裝連接較方便；缺點是可靠性不高,,,位置精度低。,1.,壓力控制順序動作回路,,,,,,如圖所示兩個行程控制的順序動作回路。其中圖,a,所示為行程閥控制的順序動作回路,,,在圖示狀態(tài)下,,A,、,B,兩液壓缸活塞均在右端。當(dāng)推動手柄,,,使閥,C,左位工作,,,缸,A,左行,,,完成動作①；擋塊壓下行程閥,D,后,,,缸,B,左行,,,完成動作②；手動換向閥復(fù)位后,,,缸,A,先復(fù)位,,,實現(xiàn)動作③；隨著擋塊后移,,,閥,D,復(fù)位,,,缸

39、,B,退回實現(xiàn)動作④。至此,,,順序動作全部完成。,這種回路工作可靠,,,但動作順序一經(jīng)確定,,,再改變就比較困難,,,同時管路長,,,布置較麻煩。,,,2.,行程控制順序動作回路,,,,,圖,b,所示為由行程開關(guān)控制的順序動作回路,,,當(dāng)閥,E,電磁鐵得電換向時，缸,A,左行完成動作①后,,,觸動行程開關(guān),S1,使閥,F,電磁鐵得電換向,,,控制缸,B,左行完成動作②,,,當(dāng)缸,B,左行至觸動行程開關(guān),S2,使閥,E,電磁鐵失電,,,缸,A,返回,,,實現(xiàn)動作③后,,,觸動,S3,使,F,電磁鐵斷電,,,缸,B,返回,,,完成動作④,,,最后觸動,S4,使泵卸荷或引起其它動作,,,完成一個工

40、作循環(huán)。,這種回路的優(yōu)點是控制靈活方便,,,但其可靠程度主要取決于電氣元件的質(zhì)量。,2.,行程控制順序動作回路,,,在液壓裝置中常需使兩個以上的液壓缸作用步運動，,理論上依靠流量控制即可達(dá)到,，但若要,作到精密的同步,，則可采用比例式閥門或伺服閥配合電子感測元件、計算機來達(dá)成，以下將介紹幾種基本的同步回路。,,,二、同步回路,,,,,如圖所示，由于很難調(diào)整得使兩個流量一致，所以,精度較差,。,1.,使用調(diào)速閥的同步回路,,,,2.,帶補償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路,,,,3.,用分流集流閥的同步回路,,,,,如圖所示，將兩支（或若干支）液壓缸運用機械裝置（如齒齒輪或剛性梁）將其活塞桿連結(jié)在一起使

41、它們的運動相互受牽制，因此，即可不必在液壓系統(tǒng)中采取任何措施而達(dá)到同步，,此種同步方法簡單，工作可靠，它不宜使用在兩缸距離過大或兩缸負(fù)載差別過大的場合,。,4.,機械連接同步回路,,,,,,,1.,使用液控單向閥的,鎖緊回路,6.4,其它回路,,,,,,２．,液壓馬達(dá)串并聯(lián)回路,：,行走機械,,,常使用液壓馬達(dá)來驅(qū)動車輪,，依據(jù)行駛條件要有轉(zhuǎn)速,:,在平地行駛時為高速，上坡時需要有大扭矩輸出，轉(zhuǎn)速降低，因此采用兩個液壓馬達(dá)以串聯(lián)或并聯(lián)方式達(dá)到上述目的。如圖,5,－,22,所示，將兩個液壓馬達(dá)的輸出軸連結(jié)在一起,,,當(dāng)電磁鐵,2,通電，電磁閥,1,斷電，兩液壓馬達(dá)并聯(lián)，液馬達(dá)輸出扭矩大轉(zhuǎn)速較低，

42、當(dāng)電磁閥,1,、,2,都通電，兩液壓馬達(dá)串聯(lián)，液壓馬達(dá)扭矩低，但轉(zhuǎn)速較高。,,,,,３．,液壓馬達(dá)剎車回路,：,如欲使液馬達(dá)停止運轉(zhuǎn)，只要切斷其供油即可，,但由于液壓馬達(dá)本身轉(zhuǎn)動慣性及其驅(qū)動負(fù)荷所造成的慣性都會使液壓馬達(dá)在停止供油后繼續(xù)再轉(zhuǎn)動一會,，如此，液壓馬達(dá)會像泵一般的起到吸入作用，故必須設(shè)法避免馬達(dá)把空氣吸入液壓系統(tǒng)中。,,,如圖所示，我們利用一中位“,O”,型的換向閥來控制液壓馬達(dá)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止。只要將換向閥移到中間位置，馬達(dá)停止運轉(zhuǎn)，但由于慣性的原因，馬達(dá)出口到換向閥之間的背壓增大，有可能將回油管路或閥件破壞，故必須如圖（,b,）,所示，裝一煞車溢流閥，如此當(dāng)出口處的壓力增加到

43、煞車溢流閥所調(diào)定的壓力時，閥被打開，馬達(dá)也剎車。,,,,又如液壓馬達(dá)驅(qū)動輸送機，在一方向有負(fù)載，另一方向無負(fù)載，即需要有兩種不同的剎車壓力。因此此種剎車回路如圖,5,－,24,所示，,每個剎車溢流閥各控制不同的方向的油液,。,,,,液壓馬達(dá)剎車回路,,,,,４．液壓馬達(dá)的補油回路：,,,當(dāng)液壓馬達(dá)停止運轉(zhuǎn)（停止供油時），由于慣性的原因，多少會轉(zhuǎn)動一點，如此在馬達(dá)入口處無法供油，造成真空現(xiàn)象。如圖,5,－,25,所示，在馬達(dá)入口及回油管路上各安裝一個開啟壓力較低（小于,0.05MPa,）,的單向閥，如此當(dāng)馬達(dá)停止時，其入口壓力油由油槽經(jīng)此單向閥送到馬達(dá)入口補充缺油。,,,,,,,,學(xué)習(xí)目的,:,

44、,,了解液壓技術(shù)在國民經(jīng)濟各行各業(yè)中的應(yīng)用；,,熟悉各種液壓元件在液壓系統(tǒng)中的作用及各種基本回路的構(gòu)成；,,掌握分析液壓系統(tǒng)的步驟和方法。,,6.5,典型液壓系統(tǒng),,,,6.5,典型液壓系統(tǒng),分析液壓系統(tǒng)的步驟,:,,1.,了解設(shè)備對液壓系統(tǒng)的要求；,,2.,以執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)分解為若干塊,——,子系統(tǒng)；,,3.,根據(jù)執(zhí)行元件的動作要求對每個子系統(tǒng)進行分析，搞清楚子系統(tǒng)由哪些基本回路組成；,,4.,根據(jù)設(shè)備對各執(zhí)行元件間互鎖、同步、順序動作和防干擾等要求，分析各子系統(tǒng)的聯(lián)系；,,5.,歸納總結(jié)整個系統(tǒng)的特點。,,,,組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng),概述,,組合機床能完成,鉆、擴、鉸、鏜、銑、攻

45、絲,等加工工序。動力滑臺是組合機床的通用部件，上面安裝有各種旋轉(zhuǎn)刀具，通過液壓系統(tǒng)使滑臺按一定動作循環(huán)完成進給運動。,,,YT4543,型動力滑臺液壓系統(tǒng)工作原理,,滑臺動作循環(huán),：快進,—,一工,進,—,二工進,—,死擋鐵停留,—,快退,—,原位停止,,,YT4543,型動力滑臺液壓系統(tǒng)圖,,,,,,,1Y 2Y 3Y YJ,行程閥,,快進,+ - - -,導(dǎo)通,,一工進,+ - - -,切斷,,二工進,+ - + -,切斷,,死擋鐵停留,+ - + +,切

46、斷,,快退,- + +- -,斷,—,通,,原位停止,- - - -,導(dǎo)通,,,,,1Y 2Y 3Y YJ,行程閥,,快進,+ - - -,導(dǎo)通,,一工進,+ - - -,切斷,,二工進,+ - + -,切斷,,死擋鐵停留,+ - + +,切斷,,快退,- + +- -,斷,—,通,,原位停止,- - - -,導(dǎo)通,,,,組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)特點,采用了限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路，保證了穩(wěn)定的低速運動，有較好的速度剛性和較大的調(diào)速范圍?；赜吐飞系谋硥洪y使滑臺能承受負(fù)值負(fù)載。,,采用了限壓式變量泵和液壓缸的差動連接實現(xiàn)快進，能量利用合理。,,采用了行程閥和順序閥實現(xiàn)快進和工進的換接，動作可靠，轉(zhuǎn)換位置精度高。,,采用了三位五通,M,型中位機能的電液換向閥換向，提高了換向平穩(wěn)性，減少了能量損失。,,,,