液压传动基本回路

1、液压基本回路,基本回路：有关液压元件所组成的能独立完成特定功能的典型回路。,压力控制回路,速度控制回路,方向控制回路,多缸工作回路,类 型,等等,3、能正确组合较简单的液压基本回路。,1、方向、速度、压力等控制回路的基本原理、功能、回路中各元件作用和典型回路图；,重点：,2、节流调速回路的参数计算方法，其中包括正确地应用薄壁小孔流量公式，准确列出液压缸受力平衡方程等；,难点：1、节流调速回路的速度负载特性分析； 2、调压回路、减压回路的参数分析。,7-1 压力控制回路,类型：调压、减压、增压、卸荷、平衡回路等。,5,一、调压回路,作用：为使系统保持一定工作压力或不超过某一个数值，或在几种不同压力下工作。,1、单级调压回路,Py 值小的为稳压溢流作用； Py 值大的起安全作用。,无,条件： Py1 Py2电磁铁 1DT()：系统工作压力 P= Py1 电磁铁 1DT()：P= Py2,2、二级调压回路,3、多级调压回路,条件： Py1 Py2 、 Py1 Py3 、 Py2 Py31DT() 、2DT() ： P= Py1 1DT()： P= Py22DT()： P= Py3,4、连续、

2、按比例进行压力调节回路,采用先导式比例电磁溢流阀，调节进入阀的输入电流（或电压）的大小，即可实现系统压力的无级调节。,优点：简单，压力切换平稳，更容易实现远距离控制或程控。,二、减压回路,作用：使系统某一部分油路(夹紧回路、控制回路、润滑回路)具有较低的稳定压力。,1、单级减压回路,条件： Py PJ 0.5 MPaPJ 0.5 MPa,通主油路,2、二级减压回路,条件： Py1 PJ 、 PJ Py2,三、增压回路,1、单作用缸增压回路,2、双作用缸增压回路,特点： 增压行程短； 对增压缸密封要求高； 不能连续获得高压。,特点： 增压行程短； 可连续获得高压。,四、卸荷回路,泵的卸荷：泵在很小的输出功率下运转（流量卸荷变量泵；压力卸荷定量泵），可节省功率损耗，减少系统发热及泵的磨损，延长泵和电机的使用寿命，而又不用频繁启闭电机。,1、采用换向阀的卸荷回路,H型中位机能,K型中位机能,M型中位机能,2、采用先导式溢流阀的卸荷回路,3、采用二通阀的卸荷回路,还有卸荷缸的卸荷回路（见后）,4、采用卸荷缸的卸荷回路,5、保压回路,6、保压-卸荷回路,7,压力继电器使2通电高压油经节流阀降压泄

3、压；平衡阀属平衡回路,8、平衡回路,9、缓冲回路,还有前面提到的蓄能器的缓冲回路,7-2 速度控制回路,类型：调速回路、增速回路、速度换接回路等,5,一、调速回路,节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路：变量泵流量阀,类型,进油节流调速回路,回油节流调速回路,旁路节流调速回路,变量泵定量执行元件,定量泵变量执行元件,变量泵变量执行元件,1、进油节流调速回路,（一）节流调速回路,将流量控制阀串接在执行元件的进油路上,回路组成方式：,条件：必须并联溢流阀或节流阀,（1）速度负载特性分析,系统稳定工作时，活塞受力平衡方程：,P1A1=R+P2A2 P2=0,P=Pp-P1=Pp-R/A1,节流阀前后压差：,活塞运动速度：,上式即：负载特性方程,当R=0 时， (空载) 当R=PP A1 时，v=0（停止运动）,P1=R/A1,分析：,速度负载特性：,活塞运动速度随负载变化的特性。,速度刚度：,活塞运动速度随负载变化而变化的程度。用T表示。,速度负载特性曲线（v-R曲线）,分析：, R一定时，小开度比大开度好； AT一定时，R增加则速度减小；重载区域的速度刚度比轻载时的小。,（2）特点,

4、 P2=0，没有背压，运动平稳性差；随负载变化，速度变化，速度稳定性差。即V-R特性软。, 压力油经节流阀进入液压缸，油的温升使系统泄漏增加。, 泵在恒压下工作，功率利用不合理。, 存在溢流和节流损失，回路效率低。,（3）应用,轻载、慢速、负载变化不大、运动平稳性要求不高、小功率的场合。,2、回油节流调速回路,回路组成方式：,将流量控制阀串接在执行元件的回油路上，且在泵与执行元件之间有与之并联的溢流阀。,（1）速度负载特性分析,系统稳定工作时，活塞受力平衡方程：,P1A1=R+P2A2 P1=PP,P2=(PPA1-R)/A2,活塞运动速度(负载特性方程)：,分析：,当R=0 时， (空载) 当R=PP A1 时，v=0（停止运动）,速度刚度：,即：回油节流调速的v-R 特性与进油节流调速完全相同。两者特性曲线完全相同。,节流阀前后压差：,P=P2-P3= P2- 0 P2=(PpA1-R)/A2,（2）特点, P2 0，有背压，运动平稳性较好；随负载变化，速度变化，速度稳定性差。即V-R特性软。,压力油经节流阀进入油箱冷却，可减少系统发热及泄漏。, 泵在恒压下工作，功率利用不合理。,

5、 溢流阀起稳压作用，存在溢流和节流损失，回路效率低。,（3）应用,轻载、慢速、负载变化不大、对运动平稳性要求较高的场合。,3、旁路节流调速回路,回路组成方式：,将流量控制阀并接在泵与执行元件之间。,（1）速度负载特性分析, 列活塞受力平衡方程, 求出节流阀前后压差：,P, 求出活塞运动速度(负载特性方程), 画出速度负载特性曲线（v-R曲线）,安全阀特例, R一定时， AT越大，v越小，速度刚度越差； AT一定时，R增加则速度减小；重载区域的速度刚度比轻载时的大。 随AT增加，系统所能承受的最大载荷减小，说明低速时承载能力差。 （4）无节流损失，效率较高,分析：,（2）特点, 运动平稳性:最差,系统发热:不大, 功率利用:较好, 回路效率:较高, 低速时承载能力差，调速范围较小，停车后启动冲击大。,（3）应用,高速、重载、负载变化不大、对运动平稳性要求不高的场合。,4、三种节流调速回路 性能比较, V-R特性v 随R而变化，是它们的共同缺点，尤以旁路最差，故均用在负载变化不大的场合。,承受负方向载荷的能力及运动平稳性回油： P2 0，运动平稳性较好，能承受负方向载荷；进油、旁路： P2

6、=0，运动平稳性差，不能承受负方向 载荷。,最大承载能力进油、回油：Rmax由溢流阀调定旁路： Rmax随节流阀通流面积的增加而减小，即低速承 载能力差。,5、采用调速阀的调速回路 特点: 1) 速度稳定性大大提高；2) 功率损失比同类采用节流阀的大。,双点划线,虚线,6、调速阀（调速回路）与节流阀（调速回路）比较：1）压力-流量特性2）速度-流量特性,（二）容积调速回路,通过改变变量泵的输出流量或改变变量马达的排量来实现执行元件的速度调节。,1、变量泵定量执行元件组成的容积调速回路,开式回路,闭式回路,补油泵,速度特性分析：,液压缸：,液压马达：,改变Qp，即可改变缸的运动速度v .,改变Q p，即可改变nM .,Q,=Kp (恒扭矩调速),2、定量泵变量马达组成的容积调速回路,马达输出转矩：,马达输出功率：,q,= K1p (恒功率调速),3、变量泵变量马达组成的容积调速回路,属上述二者的组合，可满足低速时有大转矩，高速时有大功率。,4、容积调速回路特点, 无节流损失和溢流损失，回路效率高，系统发热小。,速度稳定性好，但随着负载增加，泄漏增加，容积效率降低，导致低速时速度稳定性比采

7、用调速阀的节流调速回路差。,泵和马达结构复杂，成本高。, 适用于高速、大功率调速系统，如行走机构。,nm,T,q1,q2,q3,（三）容积节流调速回路（联合调速回路）,既满足高效率，又满足低速稳定性要求。,组成：变量泵供油节流调速（节流阀或调速阀）。,特点：无溢流损失，但存在节 流损失;速度稳定性比容积调 速好;调节方便省时。,应并联一安全阀,理,p1,Q,p,泵,调速阀,限压式变量泵和调速阀调速回路工作原理：v由调速阀调定，qP与q1自动适应：当减小节流开口，则 pP，通过反馈，qp，由于减压阀的自动调节作用，节流阀前后压差不变，使qP稳定（qP= q1），所以 v=c ; 反之亦然。结论： 容积调速回路效率高、发热小；只有泄漏所引起，速度稳定性比节流调速好；调速范围大；调节方便省时。 在低速、稳定性要求较高的场合（如机床进给系中），常采用容积节流调速回路。,二、增速回路（快速运动回路）,1、差动连接增速回路,二位三通阀,三位四通阀（P 型中位机能）,电磁铁动作表,快进：,采用差动连接的快速运动回路,分析：,二工进：,采用调速阀的进油节流调速回路,采用蓄能器的快速运动回路,双泵供油快

8、速运动回路,2、其他增速回路,亦称卸荷回路,需串联开关阀,错,当换向阀2切换到右位时，蓄能器中的压力油使阀3、4同时切换，蓄能器的油路被关闭，泵单独供油给缸；当阀2复位后，蓄能器供油给缸的有杆腔快退。 因多了蓄能器的功能所以用二位五通换向阀。,三、减速回路,四、速度换接回路（速度切换回路、亦属换向回路）,快速慢速的换接回路,采用调速阀串联的慢速慢速的换接回路,AT1 AT2,采用调速阀并联的慢速慢速的换接回路,7-3 方向控制回路,类型：启动、停止（包括锁紧）和换向回路。,5,一、启停回路,执行元件需频繁启动或停止的液压系统中，一般不采用启动和停止电机的方法。,采用二位二通、二位三通电磁阀或中位为O，Y，M型的三位四通换向阀来实现。,二位二通,二位三通,三位四通（O、Y、M）,二、锁紧回路,M、O型中位机能,液控单向阀， H型中位机能换向阀,液控单向阀，中位Y型换向阀,三、换向回路,采用电磁换向阀,采用手动换向阀,采用先导控制液动换向阀,四、多路换向阀的换向回路,7-4 多缸工作回路,类型：,顺序动作回路、同步回路、防干扰回路等。,5,一、顺序动作回路,（一）采用行程控制的顺序动作回路

9、,行程阀控制,行程开关控制,（二）采用压力控制的顺序动作回路,顺序阀控制,双点划线,动作顺序:,先将工件夹紧,然后动力滑台进行切削加工，加工完毕，退刀、松开。,压力继电器控制,（三）采用时间控制的顺序动作回路,延时阀的时间控制,二、同步回路,使两个或两个以上的液压缸,在运动中保持相同位移或相同速度的回路称为同步回路。,串联液压缸的同步回路,并联液压缸的同步回路,5.5 特殊液压缸控制的回路:增压缸、差动缸和卸荷缸控制的回路前已谈及;以下介绍顺序缸和同步缸控制的回路。,5.6 冷却-补油回路补油泵通过管接头 a 向闭式回路补油，并 通过溢流阀出口的 b向 主油泵和马达壳体输送 低压油，同时和泵 -马 达的泄油路汇合流回油 箱，起冷却作用。,梭阀,本章小结：1、基本回路是由有关液压元件组成以完成某种特定功能的典型回路。2、速度控制回路用于控制运动部件的速度，主要有节流调速、容积调速和容积节流调速。主要控制元件为：节流阀、调速阀、变量泵和变量马达及差动回路。3、衡量调速回路的好坏，除了速度负载特性和效率外，还要考虑调速的时间特性：节流调速快，容积调速慢。4、相对速度控制回路，压力控制回路似乎不那么有规律，其实不然：要抓住回路中溢流阀的的作用及其调定压力以及和其它压力阀的关系5、多缸工作控制回路用于实现多个执行机构的依次动作和同步动作。主要液压元件有：顺序阀、压力继电器、行程开关、行程阀和特殊结构的液压缸等。6、基本回路应该呼应三位四通换向阀的中位机能，因为中位机能和有关基本回路大多具有相应的功能，如M/O/H/P。7、液压基本回路的功能分析应从换向阀入手，换向阀所处的工作位置不同，回路的功能不同，执行元件的工作状态也不同。8、要注意区别几个容易混淆的述语：保压与卸荷、保压与制动、卸荷与浮动，卸荷与泄压、保压回路与平衡回路等。,

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