机械设备控制技术电子教案第7章ppt课件(全).ppt

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1、第第7章章 液压基本回路液压基本回路n所谓基本回路，就是由相关液压元件组成的，能实现某种特定功能的典型油路。所谓基本回路，就是由相关液压元件组成的，能实现某种特定功能的典型油路。n7.1 压力控制回路压力控制回路n7.1.1 调压回路调压回路n调压回路的功用是控制系统或局部的最高工作压力，使其保持恒选或不超过某一预先调定的数值。n1.单级调压回路单级调压回路 如图7-1所示为单级调压回路。n2.多级调压回路多级调压回路 如图7-2所示为三级调压回路。n3.远程调压回路远程调压回路 如图7-3所示为远程调压回路。n7.1.2 减压回路减压回路 减压回路的功用是使液压系统的某一支路获得低于系统主油

2、路工作压力的压力油。液压系统中的定位、夹紧、控制、润滑、制动及各种辅助油路一般都采用减压回路。n1.一级减压回路一级减压回路 图7-4所示为最常见的一级减压回路。n2.二级减压回路二级减压回路 图7-5所示为二级减压回路。7.1 压力控制回路压力控制回路n3.增压回路增压回路 增压回路的功用是使系统的局部油路或某个执行机构获得比液压泵工作压力高若干倍的高压油。最简单的增压方法是采用增压缸。如图7-6所示为采用增压缸的增压回路。当二位四通换向阀处于右位时，液压泵出口的油液进入增压缸大缸的活塞左腔，大活塞通过活塞杆推动小活塞向右运动。由于在大活塞和小活塞两边的作用力相等，而活塞有效工作面积却不等，

3、因此小液压缸便能输出高压油。增压缸增压倍数决定于增压缸大活塞和小活塞的面积比。液压泵出口处的最大压力由溢流阀调定。工作缸靠弹簧复位，补油装置补足b腔油路的泄漏。此回路适用于液压缸需要很大的单向作用力，而负载行程却较短的场合。7.1 压力控制回路压力控制回路n4.保压回路 保压回路的功用是使液压系统中液压缸在不动的情况下维护稳定的压力。常用蓄能器、自动补油保压回路来保持系统压力。如图7-7所示为蓄能器保压回路。如图7-8所示为自动补油保压回路。7.1 压力控制回路压力控制回路n5.卸荷回路卸荷回路 卸荷回路的功用是在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率损耗接近于零情况下运转。所谓“

4、卸荷”是指液压泵以很小的输出功率运转，即液压泵输出油液以很低的压力排回油箱；或液压泵输出很小流量的压力油。采用了卸荷回路，可以避免原动机的频繁启动与停止；若在启动时先行卸荷，还可使原动机在空载下启动。（1）用换向阀中位机能的卸荷回路 图7-9所示用换向阀中位机能的卸荷回路。采用具有中位卸荷机能的三位换向阀，中位卸荷机能有M、H、K型可以使液压泵卸荷。这种方法简单、可靠。（2）采用先导式电磁 溢流阀的卸荷回路 图7-10所示为二位二通阀 的卸荷回路。当二位二通 换向阀电磁铁YA通电时，溢流阀遥控口与油箱接 通，溢流阀全开，液压泵 经溢流阀排出的油以很低 的压力流回油箱。7.1 压力控制回路压力控

5、制回路n6.平衡回路平衡回路平衡回路的功用是使液压缸保持一定的背压，以便平衡重力负荷，防止运动部件超速下滑。对平衡回路的要求是结构简单、闭锁性好、工作可靠。图7-11所示为单向顺序阀组成的平衡回路。单向顺序阀的调定压力应稍大于由工作部件自重在液压缸下腔中所形成的压力，这样工作部件在静止时，顺序阀关闭而不会自行下滑；工作部件下行时，顺序阀开启使液压缸下腔产生的背压能平衡自重，不会产生超速现象。这种回路因设置背压与超越负载相平衡，故称平衡回路；因其限制了运动部件的超速运动，又称限速回路。用单向顺序阀的平衡回路由于回油腔有背压，所以功率损失大。7.1 压力控制回路压力控制回路n7.2 速度控制回路速

6、度控制回路 速度控制回路是调节和变换执行元件运动速度的基本回路。包含调速回路、快速运动回路和速度变换回路。n7.2.1 调速回路调速回路 对于液压缸来讲，通过改变输入流量来实现调速；对于液压马达，既可以通过改变输入流量，也可以通过改变其排量（采用变量马达）来实现调速。采用定量泵供油，利用节流元件来改变并联支路的油流分配，进而改变进入执行元件流量来实现调速的方法称为节流调速；利用改变液压泵或液压马达有效 工作容积（排量）来实现调速的 方法称为容积调速；如果将以上 两种调速方法结合起来，用变量 泵与节流元件相配合的调速方法，则称为容积节流调速。1.节流调速回路节流调速回路 有进口节流、出口节流和旁

7、路节 流三种基本形式。（1）进口节流调速回路 如图7-12a所示。进口节流调速回路适用于轻载、负载变化不大和对速度稳定性要 求不高的小功率液压系统。7.2 速度控制回路速度控制回路n（2）出口节流调速回路 如图7-13所示出口节流调速回路。由于进入液压缸的流量受到回油路上排出流量的限制。因此用节流阀来调节液压缸的排油量，也就调节了进油量，定量泵多余的油液仍经溢流阀流回油箱，溢流阀调整压力基本稳定（定压）。进、出油口节流调速回路相比较，出油口节流调速回路中的节流阀能使液压缸回油腔形成一定背压，因而能承受负方向负载（与液压缸运动方向相同的负载力）。而进油口节流调速回路只有在回油路上设置背压阀后，才

8、能承受负方向负载，但这是以增加进油口节流调速回路的功率损失为代价的。出油口节流调速回路中流经节流阀而发热的油液可直接流回油箱冷却，而进油口节流调速回路中流经节流阀而发热的油液还要进入液压缸，这对热变形有严格要求的精密设备会产生不良影响。对于单出杆液压缸来说，在出油口节流调速回路中，当负载变为零时，液压缸的背腔压力（有杆腔）将会增大，这对密封不利。综上所述，进、出油口节流调速回路结构简单、造价低廉，但效率低。适用于负载变化不大、低速小功率的场合。若用 调速阀代替回路中的节流阀，其速度刚性明显优于相应的节 流调速回路，可用于速度较高、负载较大且负载变化较大的 液压系统。但这种回路的效率比使用节流阀

9、时更低。7.2 速度控制回路速度控制回路 旁路节流调速回路 如图7-14a所示，节流阀装在与液压缸进口油路相并联的支路上，溢流阀起安全阀作用，正常工作时处于常闭状态，过载时打开。调节节流阀阀口的大小，改变了通过节流阀的流量，即改变了进入液压缸的流量，从而实现活塞运动速度的调节。旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，泵的输出压力随负载而变化，即节流损失和输入功率随负载而变化，所以比前两种调速回路效率高。旁油路节流调速回路负载特性很软，低速承载能力又差，故其应用比前两种回路少，只用于高速、重载，对速度平稳性要求不高的较大功率系统中，如牛头刨床主运动系统、输送机械液压系统等。（4）用调速阀的节流

10、调速回路 采用调速阀后回路的速度刚性提 高了，所以适用于变负载工况且 对速度稳定性要求较高的场合。至于回路的效率仍然是很低的。因为调速阀中包含了减压阀和节 流阀的功率损失，所以，其功率 损失比采用节流阀的相应的节流 调速回路还要大些。7.2 速度控制回路速度控制回路n2.容积调速回容积调速回 容积调速回路有三种形式 变量泵定量执行元件容积调速回路；定量泵变量马达容积调速回路；变量泵变量马达容积调速回路。（1）变量泵定量执行元件容积调速回路 图7-15a所示为变量泵和液压缸组成的开式容积调速回路。图7-15b所示为变量泵和定量马达组成的闭式容积调速回路。图7-15c所示为定量泵变量马达容积调速回

11、路的调节特性曲线。7.2 速度控制回路速度控制回路 （2）定量泵变量马达容积调速回路 如图7-16a所示为定量泵变量马达容积调速回路。如图7-16b所示定量泵和变量马达调速回路的调速特性曲线。（3）变量泵和变量马达容积调速回路 如图7-17a所示为变量泵和变量马达容积调速回路。如图7-17b所示为变量泵和变量马达容积调速回路的调速特性曲线。7.2 速度控制回路速度控制回路n7.2.2 快速运动回路快速运动回路 快速运动回路又称增速回路，是指在不增加液压泵流量的前提下，提高执行元件速度的回路。实现快速运动视方法不同有多种方案，下面介绍几种常用的快速运动回路。n1.液压缸差动连接的快速运动回路液压

12、缸差动连接的快速运动回路 如图7-19所示差动连接回路。n2.双泵供油的快速回路双泵供油的快速回路 图7-20所示为双泵供油的快速回路。n3.采用蓄能器的快速运动回路采用蓄能器的快速运动回路 图7-21所示为采用蓄能器的快速运动回路。7.2 速度控制回路速度控制回路n7.2.3 速度换接回路速度换接回路 速度换接回路的功用是使液压执行元件在一个工作循环中从一种速度转换到另一种运动速度。速度换接不仅包括液压执行元件由快速到慢速的换接，而且还包括两个慢速之间的换接。实现这种作用的回路应该具有较高的速度换接平稳性。n1.快速换接回路快速换接回路 图7-22所示是用行程阀切换的速度换接回路。n2.两种

13、慢速的换接回路两种慢速的换接回路 图7-23所示为调速阀2和3串联组成的慢速换接回路。7.2 速度控制回路速度控制回路n7.3 方向控制回路方向控制回路 方向控制回路的作用是控制液压系统中液流的通、断及流动方向的，进而达到控制执行元件启动、停止（包括锁紧）及改变运动方向的目的。n7.3.1 换向回路换向回路 对换向回路的基本要求是：换向可靠，灵敏平稳，换向精度合适。二位阀可以使执行元件正反两个方向运动，但不能在任意位置停止。三位阀有中位，可以使执行元件在其行程中的任意位置停止，利用中位不同的滑阀机能又可使系统获得不同的性能（如M型中位滑阀机能可使执行元件停止和液压泵卸荷）。五通阀有两个回油口，

14、执行元件正反向运动时，两回油路上设置不同的背压，可获得不同的速度。如果执行元件是单作用液压缸或差动缸，则可用二位三通 换向阀来换向，如图7-24所示为用二位三通换向阀使单作 用缸换向的回路。7.3 方向控制回路方向控制回路n7.3.2 锁紧回路锁紧回路 锁紧回路的作用是使执行元件能在任意位置停留，且停留后即使有外力作用也不会改变原来的位置。对锁紧回路的要求是可靠、迅速、平衡、持久。锁紧的原理就是将执行元件的进、回油路封闭。利用三位四通换向阀的中位机能（O型或M型）可以使活塞在行程范围内的任意位置上停止运动，但由于换向阀（滑阀结构）的泄漏，锁紧效果差。要获得很好的锁紧效果，应采用液控单向阀。（因

15、单向阀为锥面密封，泄漏极小）。n图7-25所示为双向锁紧回路。在液压缸两侧油路上串接液控单向阀（亦称液压锁），换向阀处中位时，液控单向阀关闭液压缸两侧油路，活 塞被双向锁紧，左右都不能窜动。这种回路被广泛用于工程机械、起重运输机械等有锁紧 要求的场合。7.3 方向控制回路方向控制回路n7.4 多缸动作控制回路多缸动作控制回路 用一个液压泵驱动两个或两个以上的液压缸（或液压马达）工作的回路，称为多缸工作控制回路。多缸动作控制回路可以分为多缸顺序动作回路、同步回路、多缸互不干扰回路等。n7.4.1 顺序动作回路顺序动作回路 顺序动作回路的功用是使多缸液压系统中的各液压缸按规定的顺序动作。按其控制方

16、式不同分为行程控制和压力控制两种。n1.行程控制的顺序动作回路行程控制的顺序动作回路 图7-26所示为行程控制顺序动作回路。图7-27所示为用行程开关控制顺序动作的回路。7.4 多缸动作控制回路多缸动作控制回路n2.压力控制的顺序动作回路压力控制的顺序动作回路 压力控制的顺序动作可由顺序阀或压力继电器来实现。图7-28为使用顺序阀的顺序动作回路。图7-29所示为用压力继电器控制电磁换向阀来实现顺序动作的回路。7.4 多缸动作控制回路多缸动作控制回路n7.4.2 同步回路同步回路 同步回路的功用是保证系统中两个或两个以上液压缸在运动中位移量相同或以相同的速度运动。在多液压缸液压系统中，影响多液压

17、缸同步精度的因素较多，如液压缸的外负载、磨擦阻力、泄漏、制造质量、结构弹性变形以及油液中的含气量等。要减少或克服这些因素的影响，就要采用同步运动回路。同步运动回路分为位置同步回路和速度同步回路。n1.位置同步回路位置同步回路 位置同步是指液压系统中各执行元件在运动中或停止 时都保持相同的位移量。图7-30所示为带补偿装置 串联液压缸位置同步回路。n2.速度同步回路速度同步回路 速度同步是指液压系统中 各执行元件的运动速度相等。图7-31所示为采用 调速阀的速度同步回路。7.4 多缸动作控制回路多缸动作控制回路n7.4.3 互不干扰回路互不干扰回路 多缸快慢速互不干扰回路的功用是使互不干扰回路液

18、压系统中几个执行元件在完成各自工作循环时彼此互不影响。图7-32所示为多缸快慢速互不干扰的回路。液压缸A和B各自要完成“快进工进快退”自动工作循环。7.4 多缸动作控制回路多缸动作控制回路n复习思考题复习思考题n7-1 什么是液压基本回路？按其功用可分为哪几类基本回路？为什么要调整液压系统的压力？如何调整？n7-2 在哪些调速回路中溢流阀作稳压阀？在哪些调速回路中溢流阀作安全阀？n7-3 如何调节液压执行元件的运动速度？常用的调速方式有哪些？分别叙述它们的调速原理。n7-4 按流量控制阀的安装位置不同，节流调速回路分为哪几种？比较它们的速度负载特性，并说明它们的应用场合。第第7章章 液压基本回路液压基本回路