液壓基本回路

1、第七章第七章 液壓基本回路液壓基本回路 任何液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路組成。所謂液壓基本回任何液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路組成。所謂液壓基本回路是指能實現(xiàn)路是指能實現(xiàn)某種特定功能某種特定功能的液壓元件的組合。的液壓元件的組合。 基本回路按在液壓系統(tǒng)中的功能可分：基本回路按在液壓系統(tǒng)中的功能可分： 壓力控制回路壓力控制回路 控制整個系統(tǒng)或局部油路的工作壓力；控制整個系統(tǒng)或局部油路的工作壓力； 速度控制回路速度控制回路 控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度；控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度； 方向控制回路方向控制回路 控制執(zhí)行元件運動方向的變換和鎖停；控制執(zhí)行元件運動方向的變換和鎖停； 多執(zhí)行元件控制回路多執(zhí)行元件控制

2、回路 控制幾個執(zhí)行元件間的工作循環(huán)?？刂茙讉€執(zhí)行元件間的工作循環(huán)。第七章第七章 液壓基本回路液壓基本回路n速度控制回路n方向控制回路n壓力控制回路n多缸動作回路n液壓基本回路故障分析7.1 7.1 速度控制回路速度控制回路 速度控制回路是速度控制回路是調(diào)節(jié)和變換執(zhí)行元調(diào)節(jié)和變換執(zhí)行元件運動速度的回路。件運動速度的回路。 包括：包括：n調(diào)速回路調(diào)速回路n快速回路快速回路n速度換接回路速度換接回路7.1.1 7.1.1 調(diào)速回路調(diào)速回路 調(diào)速回路是液壓系統(tǒng)用來傳遞動力的回路，調(diào)速回路是液壓系統(tǒng)用來傳遞動力的回路，它在基本回路中占有重要地位。它在基本回路中占有重要地位。 有以下方式：有以下方式：n節(jié)

3、流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路n容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路n容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路一、節(jié)流調(diào)速回路一、節(jié)流調(diào)速回路按流量控制閥安裝位置的不同分：按流量控制閥安裝位置的不同分： 進油節(jié)流調(diào)速回路進油節(jié)流調(diào)速回路 回油節(jié)流調(diào)速回路回油節(jié)流調(diào)速回路 旁路節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路工作原理：通過改變流量控制閥閥口的工作原理：通過改變流量控制閥閥口的通流面積通流面積來控制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。流進或流出執(zhí)行元件的流量，以調(diào)節(jié)其運動速度。 1.1.進油節(jié)流調(diào)速回路進油節(jié)流調(diào)速回路特征特征 ： 將節(jié)流閥串聯(lián)將節(jié)流閥串聯(lián)在進入液壓缸的在進入液壓缸的油路上，即串聯(lián)油路上，即串聯(lián)在泵

4、和缸之間，在泵和缸之間，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)A A節(jié)，即可節(jié)，即可改變改變q q，從而改，從而改變速度，且必須變速度，且必須和溢流閥聯(lián)合使和溢流閥聯(lián)合使用。用。1.1.進油節(jié)流調(diào)速回路進油節(jié)流調(diào)速回路速度負載特性速度負載特性: : 液壓缸的運動速度：液壓缸的運動速度：v = q1/A = CATA(Pp-F/A)v = q1/A = CATA(Pp-F/A)結(jié)論：結(jié)論：vAT vAT 改變改變 AT AT ，即可改變，即可改變q q，改變，改變v v。ATAT調(diào)定，調(diào)定，v v隨隨FF而而 速度負載特性曲線速度負載特性曲線 2.2.回油節(jié)流調(diào)速回路回油節(jié)流調(diào)速回路特征：特征： 將節(jié)流閥串將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓

5、缸的回聯(lián)在液壓缸的回油路上，即串聯(lián)油路上，即串聯(lián)在缸和油箱之間，在缸和油箱之間，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)ATAT，可調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)q2q2以改變速度，以改變速度，仍應和溢流閥聯(lián)仍應和溢流閥聯(lián)合使用，合使用，PpPp= = pSpS。 3.3.旁路節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路3.3.旁路節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路n速度負載特性方程：速度負載特性方程：特點：特點： 1 1、只有節(jié)流損失，、只有節(jié)流損失， 而無溢而無溢流損失，效率高。流損失，效率高。 2 2、低速時承載能力低，調(diào)速、低速時承載能力低，調(diào)速范圍小。范圍小。 3 3、速度負載特性差。、速度負載特性差。二、容積調(diào)速回路二、容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路容積調(diào)速

6、回路: : 通過改變泵的流量調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。通過改變泵的流量調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。 節(jié)流調(diào)速回路效率低、發(fā)熱大，只適用于小功節(jié)流調(diào)速回路效率低、發(fā)熱大，只適用于小功率場合。率場合。 容積調(diào)速回路，因無節(jié)流損失或溢流損失，效容積調(diào)速回路，因無節(jié)流損失或溢流損失，效率高，發(fā)熱小，一般用于大功率場合。率高，發(fā)熱小，一般用于大功率場合。二、容積調(diào)速回路二、容積調(diào)速回路n有三種形式：有三種形式： 變量泵變量泵定量馬達調(diào)速定量馬達調(diào)速 變量泵變量泵變量馬達調(diào)速變量馬達調(diào)速 定量泵定量泵變量馬達調(diào)速變量馬達調(diào)速 1.1.變量泵變量泵定量馬達調(diào)速回路定量馬達調(diào)速回路 回路的速度剛性受負載變化影響的原因回路的

7、速度剛性受負載變化影響的原因 ： 隨著負載增加，因泵和馬達的泄漏增加，致使馬達輸出轉(zhuǎn)速隨著負載增加，因泵和馬達的泄漏增加，致使馬達輸出轉(zhuǎn)速下降。下降。 回路的調(diào)速范圍回路的調(diào)速范圍 Re40。2.2.變量泵變量泵變量馬達調(diào)速回路變量馬達調(diào)速回路n這種回路能實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩輸出和高速大功率輸出。這種回路能實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩輸出和高速大功率輸出。在低速段，先將馬達排量調(diào)至最大，用變量泵調(diào)速，當在低速段，先將馬達排量調(diào)至最大，用變量泵調(diào)速，當泵的排量由小變大，直至最大，馬達轉(zhuǎn)速隨之升高，輸泵的排量由小變大，直至最大，馬達轉(zhuǎn)速隨之升高，輸出功率也隨之線性增加。此時因馬達排量最大，馬達能出功率也隨之線性增加。

8、此時因馬達排量最大，馬達能獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩，且處于恒轉(zhuǎn)矩狀態(tài)。獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩，且處于恒轉(zhuǎn)矩狀態(tài)。高速段，泵為最大排量，用變量馬達調(diào)速，將馬達排量高速段，泵為最大排量，用變量馬達調(diào)速，將馬達排量由大調(diào)小，馬達轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，輸出轉(zhuǎn)矩隨之降低。此由大調(diào)小，馬達轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，輸出轉(zhuǎn)矩隨之降低。此時因泵處于最大輸出功率狀態(tài)不變，故馬達處于恒功率時因泵處于最大輸出功率狀態(tài)不變，故馬達處于恒功率狀態(tài)。狀態(tài)。三、容積節(jié)流調(diào)速回路三、容積節(jié)流調(diào)速回路n有二種形式：有二種形式： 限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路路 差壓式變量泵和節(jié)流閥的容積節(jié)流調(diào)速回差壓式變量泵和節(jié)流閥

9、的容積節(jié)流調(diào)速回路路7.1.2 7.1.2 快速回路快速回路 功用：功用： 使執(zhí)行元件獲得必要的高速，以提高效率，充使執(zhí)行元件獲得必要的高速，以提高效率，充分利用功率。分利用功率。 分類分類 雙泵供油快速回路雙泵供油快速回路 蓄能器供油蓄能器供油快速回路快速回路 增速缸的增速缸的快速回路快速回路 液壓缸差動連接液壓缸差動連接快速回路快速回路一、液壓缸差動連接快速運動回路一、液壓缸差動連接快速運動回路 二、雙泵供油快速運動回路二、雙泵供油快速運動回路n采用低壓大流量泵和高壓小流量泵組成的雙聯(lián)泵供油。系采用低壓大流量泵和高壓小流量泵組成的雙聯(lián)泵供油。系統(tǒng)高速運動時兩泵同時供油，系統(tǒng)工作進給時由高壓

10、小流統(tǒng)高速運動時兩泵同時供油，系統(tǒng)工作進給時由高壓小流量泵供油。量泵供油。n特點：效率高，適用于執(zhí)行元件快進、工進速度差別大的特點：效率高，適用于執(zhí)行元件快進、工進速度差別大的場合。場合。三、增速缸快速運動回路三、增速缸快速運動回路n增速缸增速回路：對于臥式液壓缸，可采用增速缸實增速缸增速回路：對于臥式液壓缸，可采用增速缸實現(xiàn)快速運動，但結(jié)構(gòu)復雜，且增速比受增速缸尺寸限現(xiàn)快速運動，但結(jié)構(gòu)復雜，且增速比受增速缸尺寸限制。制。n輔助缸的快速運動回路：通過輔助缸帶動主缸快速運輔助缸的快速運動回路：通過輔助缸帶動主缸快速運動，回路簡單易行，常用于冶金機械。動，回路簡單易行，常用于冶金機械。四、蓄能器供

11、油快速回路四、蓄能器供油快速回路n用于垂直運動部用于垂直運動部件質(zhì)量較大的液件質(zhì)量較大的液壓機系統(tǒng)。壓機系統(tǒng)。7.1.3 7.1.3 速度換接回路速度換接回路n用行程閥的速度換接回用行程閥的速度換接回路路 n特點：閥安裝靈活，連特點：閥安裝靈活，連接方便，但速度換接的接方便，但速度換接的平穩(wěn)性、可靠性和換接平穩(wěn)性、可靠性和換接精度差。在機床液壓系精度差。在機床液壓系統(tǒng)中常見。統(tǒng)中常見。一、液壓馬達串、并聯(lián)雙速換接回路一、液壓馬達串、并聯(lián)雙速換接回路 液壓馬達并聯(lián)回路液壓馬達并聯(lián)回路 換向閥在左位，壓力油只驅(qū)動一個馬達，另一馬達空轉(zhuǎn)；換向閥在左位，壓力油只驅(qū)動一個馬達，另一馬達空轉(zhuǎn)；換向閥在右位

12、，兩馬達并聯(lián)，因進入每個馬達的流量減少換向閥在右位，兩馬達并聯(lián)，因進入每個馬達的流量減少一半，轉(zhuǎn)速相應降低一半，轉(zhuǎn)矩增加一倍。兩種情況回路一半，轉(zhuǎn)速相應降低一半，轉(zhuǎn)矩增加一倍。兩種情況回路輸出功率相同。輸出功率相同。 液壓馬達串并聯(lián)回路液壓馬達串并聯(lián)回路 換向閥處于上位，兩馬達并聯(lián)，換向閥處于下位，兩馬達換向閥處于上位，兩馬達并聯(lián)，換向閥處于下位，兩馬達串聯(lián)。并聯(lián)時馬達低速旋轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)矩相應增加，串聯(lián)時串聯(lián)。并聯(lián)時馬達低速旋轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)矩相應增加，串聯(lián)時馬達高速旋轉(zhuǎn)。兩種情況回路輸出功率相同。馬達高速旋轉(zhuǎn)。兩種情況回路輸出功率相同。二、兩種慢速的換接回路二、兩種慢速的換接回路n這種回路可實現(xiàn)兩這

13、種回路可實現(xiàn)兩種工進速度的切換。種工進速度的切換。且第一種工進速度且第一種工進速度大于第二種工進速大于第二種工進速度。度。127.2.1 7.2.1 方向控制回路方向控制回路 通過控制進入執(zhí)行元件液流的通、斷或變向，來通過控制進入執(zhí)行元件液流的通、斷或變向，來實現(xiàn)執(zhí)行元件的啟動、停止或改變運動方向的回路稱實現(xiàn)執(zhí)行元件的啟動、停止或改變運動方向的回路稱為方向控制回路。為方向控制回路。常用的方向控制回路有：常用的方向控制回路有：n換向回路換向回路n鎖緊回路鎖緊回路n制動回路。制動回路。7.2.1 7.2.1 換向回路換向回路 采用換向閥的換向回路采用換向閥的換向回路 采用二位四通換向閥、三位采用二

14、位四通換向閥、三位四通換向閥都可以使雙作用執(zhí)四通換向閥都可以使雙作用執(zhí)行元件換向。二位閥只能使執(zhí)行元件換向。二位閥只能使執(zhí)行元件正、反向運動，三位閥行元件正、反向運動，三位閥有中位，不同中位機能可使系有中位，不同中位機能可使系統(tǒng)獲得不同性能。統(tǒng)獲得不同性能。 對于單作用液壓缸用二位三對于單作用液壓缸用二位三通閥可使其換向，如圖：通閥可使其換向，如圖： 7.2.2 7.2.2 鎖緊回路鎖緊回路n功用功用 通過切斷執(zhí)行元通過切斷執(zhí)行元件進油、出油通道而使件進油、出油通道而使執(zhí)行元件準確的停在確執(zhí)行元件準確的停在確定的位置，并防止停止定的位置，并防止停止運動后因外界因素而發(fā)運動后因外界因素而發(fā)生竄動

15、。生竄動。n用液控單向閥的鎖緊回用液控單向閥的鎖緊回路如圖：路如圖：7.3 7.3 壓力控制回路壓力控制回路n壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制整個系統(tǒng)或局壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制整個系統(tǒng)或局部支路的壓力，以滿足執(zhí)行元件對力和轉(zhuǎn)矩的要求。部支路的壓力，以滿足執(zhí)行元件對力和轉(zhuǎn)矩的要求。n 包括包括:n調(diào)壓回路調(diào)壓回路n卸載回路卸載回路n減壓回路減壓回路n增壓回路增壓回路n平衡回路平衡回路n保壓回路保壓回路n泄壓回路泄壓回路7.3.1 7.3.1 調(diào)壓回路調(diào)壓回路功用功用 調(diào)定和限制液壓系調(diào)定和限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，或者統(tǒng)的最高工作壓力，或者使執(zhí)行機構(gòu)在工作過程不使執(zhí)行機構(gòu)在工作過

16、程不同階段實現(xiàn)多級壓力變換。同階段實現(xiàn)多級壓力變換。一般用溢流閥來實現(xiàn)這一一般用溢流閥來實現(xiàn)這一功能。功能。 遠程調(diào)壓回路遠程調(diào)壓回路 主溢流閥的調(diào)定壓力必須主溢流閥的調(diào)定壓力必須大于遠程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力大于遠程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力n多級調(diào)壓回路多級調(diào)壓回路主溢流閥的調(diào)定壓力大于兩個主溢流閥的調(diào)定壓力大于兩個遠程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力遠程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力7.3.1 7.3.1 調(diào)壓回路調(diào)壓回路7.3.2 7.3.2 卸荷回路卸荷回路n功用功用 在液壓系統(tǒng)執(zhí)行元在液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件短時間不工作時，不頻件短時間不工作時，不頻繁啟動原動機而使泵在很繁啟動原動機而使泵在很小的輸出功率下運轉(zhuǎn)。小的輸出功率下運轉(zhuǎn)。n

17、卸載方式：壓力卸載；流卸載方式：壓力卸載；流量卸載（僅適用于變量泵）量卸載（僅適用于變量泵）n 用換向閥中位機能的卸用換向閥中位機能的卸載回路：載回路： 可借助可借助M M型、型、H H型或型或K K型換型換向閥中位機能來實現(xiàn)降壓向閥中位機能來實現(xiàn)降壓卸載。卸載。 采用二位二通電磁閥控采用二位二通電磁閥控制先導型溢流閥的遙控口來制先導型溢流閥的遙控口來實現(xiàn)卸載。實現(xiàn)卸載。用先導型溢流閥的卸載回路用先導型溢流閥的卸載回路限壓式變量泵的卸載回路限壓式變量泵的卸載回路 限壓式變量泵的卸載限壓式變量泵的卸載回路為零流量卸載回路為零流量卸載n當回路壓力到達當回路壓力到達卸載溢流閥調(diào)定卸載溢流閥調(diào)定壓力時

18、，泵通過壓力時，泵通過該閥卸載，蓄能該閥卸載，蓄能器保持系統(tǒng)壓力器保持系統(tǒng)壓力。有蓄能器的卸載回路有蓄能器的卸載回路7.3.3 7.3.3 卸壓回路卸壓回路n功用功用 使執(zhí)行元件高壓使執(zhí)行元件高壓腔中的壓力緩慢地釋放，腔中的壓力緩慢地釋放，以免泄壓過快引起劇烈以免泄壓過快引起劇烈的沖擊和振動。的沖擊和振動。n圖示為用順序閥控制的圖示為用順序閥控制的卸壓回路卸壓回路7.3.4 7.3.4 減壓回路減壓回路n功用功用 使系統(tǒng)某一支路具有使系統(tǒng)某一支路具有低于系統(tǒng)壓力調(diào)定值的低于系統(tǒng)壓力調(diào)定值的穩(wěn)定工作壓力。穩(wěn)定工作壓力。7.3.5 7.3.5 增壓回路增壓回路n功用功用 使系統(tǒng)中某一支路獲使系統(tǒng)中

19、某一支路獲得較系統(tǒng)壓力高且流量得較系統(tǒng)壓力高且流量不大的油液供應。不大的油液供應。n可以通過增壓元件可以通過增壓元件增增壓壓 缸實現(xiàn)缸實現(xiàn)7.3.6 7.3.6 保壓回路保壓回路n功用功用 使系統(tǒng)在液壓缸使系統(tǒng)在液壓缸不動或因工件變形而產(chǎn)不動或因工件變形而產(chǎn)生微小位移的工況下保生微小位移的工況下保持穩(wěn)定不變的壓力。持穩(wěn)定不變的壓力。 n如圖所示是自動補油保如圖所示是自動補油保壓回路壓回路7.3.7 7.3.7 平衡回路平衡回路n功用功用 使執(zhí)行元件的回路上保持使執(zhí)行元件的回路上保持一定的背壓值，以平衡重力一定的背壓值，以平衡重力負載，使之不會因自重而自負載，使之不會因自重而自行下落。行下落。

20、圖示為單向順序閥的平衡回圖示為單向順序閥的平衡回路路7.4 7.4 制動回路制動回路n功用功用 使執(zhí)行元件平使執(zhí)行元件平穩(wěn)地由運動狀態(tài)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)地由運動狀態(tài)轉(zhuǎn)換為靜止狀態(tài)，制動快，沖靜止狀態(tài)，制動快，沖擊小，制動過程中油路擊小，制動過程中油路出現(xiàn)的異常高壓和負壓出現(xiàn)的異常高壓和負壓能作出迅速反應。能作出迅速反應。n液壓缸的制動回路如圖：液壓缸的制動回路如圖： 如果一個油源給多個執(zhí)行元件供油，各執(zhí)行元件因回如果一個油源給多個執(zhí)行元件供油，各執(zhí)行元件因回路中壓力、流量的相互影響而在動作上受到牽制。我路中壓力、流量的相互影響而在動作上受到牽制。我們可以通過壓力、流量、行程控制來實現(xiàn)多執(zhí)行元件們可以通過

21、壓力、流量、行程控制來實現(xiàn)多執(zhí)行元件預定動作的要求。預定動作的要求。 順序動作回路順序動作回路 同步回路同步回路 互不干擾回路互不干擾回路 多路換向閥控制回路多路換向閥控制回路7.4 7.4 制動回路制動回路7.4.1 7.4.1 順序動作回路順序動作回路n功用功用 使幾個執(zhí)行元件使幾個執(zhí)行元件嚴格按照預定順序動作。嚴格按照預定順序動作。按控制方式不同，順序動按控制方式不同，順序動作回路分為壓力控制和行作回路分為壓力控制和行程控制兩種方式。程控制兩種方式。 壓力控制順序動作回路：壓力控制順序動作回路： 利用液壓系統(tǒng)工作過程中的壓利用液壓系統(tǒng)工作過程中的壓力變化來使執(zhí)行元件按順序先力變化來使執(zhí)行元件按順序先后動作。后動作。7.4.2 7.4.2 同步回路同步回路n功用功用 能保證系統(tǒng)中兩個或多個執(zhí)行元件克服負載、摩擦能保證系統(tǒng)中兩個或多個執(zhí)行元件克服負載、摩擦阻力、泄漏、制造質(zhì)量和結(jié)構(gòu)變形上的差異，在運動阻力、泄漏、制造質(zhì)量和結(jié)構(gòu)變形上的差異，在運動中以相同的位移或相同的速度運動，前者為位置同步，中以相同的位移或相同的速度運動，前者為位置同步，后者為速度同步。嚴格地做到每一瞬間速度同步，則后者為速度同步。嚴格地做到每一瞬間速度同步，則可保持位置同步。實際上同步回路多