液壓及氣動傳動(課件PPT) 第七章 液壓基本回路

1、液壓與氣壓傳動第7章 液壓基本回路27.1 壓力控制回路壓力控制回路7.2 速度控制回路速度控制回路7.3 方向控制回路方向控制回路7.4 多執(zhí)行元件控制回路多執(zhí)行元件控制回路 第7章 液壓基本回路3 任何液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路所組成。所謂液壓基本回路是指能實現(xiàn)某種規(guī)定功能的液壓元件的組合。 按其在液壓系統(tǒng)中的功用基本回路可分為：1.1.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；2.2.速度控制回路速度控制回路控制和調節(jié)執(zhí)行元件的速度；3.3.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；4.多執(zhí)行元件控制回路多執(zhí)行元件控制回路控制幾個執(zhí)行元件相互間的工作循環(huán)。

2、第7章 液壓基本回路47.1 壓力控制回路7.1.1 調壓回路調壓回路7.1.2 卸載回路卸載回路7.1.3 減壓回路減壓回路7.1.4 增壓回路增壓回路7.1.5 平衡回路平衡回路7.1.6 保壓回路保壓回路第7章 液壓基本回路57.1.1 調壓回路調壓回路1. 調壓回路調壓回路圖7-1a 遠程調壓回路壓力控制回路的作用壓力控制回路的作用第7章 液壓基本回路62.2.多級調壓回路多級調壓回路圖7-1b 多級調壓回路第7章 液壓基本回路73.3.無級調壓回路無級調壓回路圖7-1c 無級調壓回路第7章 液壓基本回路87.1.2 卸載回路卸載回路 卸載回路的作用卸載回路的作用卸載的方法卸載的方法

3、第7章 液壓基本回路91.1.用換向閥中位機能的卸載回路用換向閥中位機能的卸載回路圖7-2a 用換向閥中位機能的卸載回路 第7章 液壓基本回路102.2.用先導型溢流閥的卸載回路用先導型溢流閥的卸載回路圖7-2b 用先導型溢流閥的卸載回路第7章 液壓基本回路11 3. 3.限壓式變量泵的卸載回路限壓式變量泵的卸載回路圖圖7-2c 限壓式變量泵的卸載回路限壓式變量泵的卸載回路第7章 液壓基本回路124.4.有蓄能器的卸載回路有蓄能器的卸載回路圖圖7-2d 有蓄能器的卸載回路有蓄能器的卸載回路 第7章 液壓基本回路137.1.3 減壓回路減壓回路的功用減壓回路的功用: :在于使系統(tǒng)某一支路具有低于

4、系統(tǒng)壓力調定值的穩(wěn)定工作壓力。 最常見的減壓回路是在所需低壓的支路上串連定值減壓閥，如圖7-3a所示。圖7-3b是二級減壓回路。 要液壓回路工作可靠，減壓閥的最低調定壓力應不小于0.5MPa，最高調定壓力至少應比系統(tǒng)壓力小0.5MPa。 另外，若有調速閥，應放在減壓閥的后面，避免減壓閥泄露的影響。第7章 液壓基本回路141- 先導型減壓閥先導型減壓閥 2- 定值減壓閥定值減壓閥 3- 單向閥單向閥 4- 液壓缸液壓缸圖7-3a 單級減壓回路 第7章 液壓基本回路15圖7-3b 二級減壓回路 1-先導型減壓閥；2-定值減壓閥；3-單向閥；4-液壓缸 5-兩位兩通閥第7章 液壓基本回路167.1.

5、4 增壓回路增壓回路 增壓回路的作用：增壓回路的作用：圖7-4a 單作用增壓器的增壓回路 1.單作用增壓器的增壓回路單作用增壓器的增壓回路第7章 液壓基本回路172.2.雙作用增壓器的增壓回路雙作用增壓器的增壓回路圖7-4b 雙作用增壓缸的增壓回路雙作用增壓缸的增壓回路第7章 液壓基本回路181.采用單向順序閥的平衡回路采用單向順序閥的平衡回路7.1.5 平衡回路平衡回路 平衡回路的作用：平衡回路的作用：圖7-5a 采用單向順序閥的平衡回路采用單向順序閥的平衡回路第7章 液壓基本回路192.采用液控單向閥的平衡回路采用液控單向閥的平衡回路圖7-5b 采用液控單向閥的平衡回路采用液控單向閥的平衡

6、回路 第7章 液壓基本回路203.采用遠控平衡閥的平衡口路采用遠控平衡閥的平衡口路圖7-5c 采用遠控平衡閥的平衡回路采用遠控平衡閥的平衡回路第7章 液壓基本回路217.1.6 保壓回路保壓回路保壓回路的功能：保壓回路的功能：1采用電接觸式壓力表控制的保壓回路采用電接觸式壓力表控制的保壓回路圖7-6a 采用電接觸式壓力表控制的保壓回路 第7章 液壓基本回路222. 2. 采用蓄能器的保壓回路采用蓄能器的保壓回路 圖7-6b 采用蓄能器的保壓回路 第7章 液壓基本回路233.3.采用輔助泵的保壓回路采用輔助泵的保壓回路圖圖7-6c 采用輔助泵的保壓回路采用輔助泵的保壓回路 第7章 液壓基本回路2

7、47.2.1 7.2.1 速度調節(jié)與控制原理速度調節(jié)與控制原理 7.2.2 7.2.2 定量泵節(jié)流調速回路定量泵節(jié)流調速回路7.2.3 7.2.3 容積調速回路容積調速回路7.2.4 7.2.4 快速運動回路快速運動回路第7章 液壓基本回路257.2.1 速度調節(jié)與控制原理速度調節(jié)與控制原理 在液壓傳動裝置中執(zhí)行元件主要是液壓缸和液壓馬達，其工作速度或轉速與輸入流量及其幾何參數(shù)有關。在不考慮油液壓縮性和泄漏的情況下：液壓缸的速度： 液壓馬達的轉速： Aqv/MVqn/ 由上面兩式可知，對于液壓缸來說，只能用改變輸入液壓缸流量的辦法來調速。對變量液壓馬達，既可用改變輸入流量的辦法來調速，也可用改

8、變馬達排量的辦法來調速。改變輸入執(zhí)行元件的流量 第7章 液壓基本回路261 1、進油節(jié)流調速回路、進油節(jié)流調速回路圖7-7a 進油節(jié)流調速回路 7.2.2 定量泵節(jié)流調速回路第7章 液壓基本回路27（1 1）速度負載特性）速度負載特性液壓缸活塞運動速度： 流經(jīng)節(jié)流閥的流量 ：11/ Aqv （7-1）11ppAKpAKqsTLTL（7-2）活塞的受力平衡方程: LFApAp2211（7-3）當回油腔接油箱時， ，故有代入式（7-2）得：02pLLpAFp11/第7章 液壓基本回路28式（7-5）即為進油節(jié)流調速回路的速度負載特性方程，其曲線方程見圖7-8。2/112/112/111)()(LS

9、TLLSTLFApAAKAFpAKq（7-4）2/112/3111)(LSTLFApAAKAqv（7-5）由以上分析可知，調節(jié) 就能實現(xiàn)無級調速。該回路調速范圍較大TA100minmaxmaxvvRc第7章 液壓基本回路29圖圖7-8 進油節(jié)流調速回路速度負載特性進油節(jié)流調速回路速度負載特性 第7章 液壓基本回路30速度隨負載變化而變化的程度，常用速度剛性來評定 ：tgvFkv1（7-67-6）由式（7-5）和式（7-6）可得：vFApFApAKAvFkLSLSTLLv)(2)(212/112/31（7-77-7）第7章 液壓基本回路31 (2) (2)功率特性功率特性液壓泵輸出功率：液壓缸輸

10、出的有效功率： LLLLLqpAqFvFP11回路的功率損失：LLpSpqpqpPPP1LSLSqppqqp)()(1LSqpqp1溢流損失P1=pSq和節(jié)流損失P2=p1qL。進油節(jié)流調速的回路效率：pSLLppqpqpPPP（7-9） 常量pspqpP（7-8） 第7章 液壓基本回路32圖7-7b 回油節(jié)流調速回路2. 回油節(jié)流調速回路回油節(jié)流調速回路 用同樣的分析方法可得到速度負載特性、速度剛性為：2/112/32)(LSTLFApAAKvvFApFApAKAvFkLSLSTLLv)(2)(212/112/32（7-10） （7-11） 第7章 液壓基本回路333. 旁路節(jié)流調速回路旁路

11、節(jié)流調速回路圖7-9a 旁路節(jié)流調速回路第7章 液壓基本回路34（1 1）速度負載特性）速度負載特性（7-12） 如同式（7-5）的推導過程，可得回路的速度負載特性方程。由于泵的工作壓力隨負載而變化，泵的輸出流量qp應計入泵的泄漏量隨壓力的變化qp。則：12/111111)()(AAFKAAFqAqqqAqvLTLpptppt速度剛性為：vAqAFFAAFKAAvFkptLpLLTpLv1112/1121)(2)(21（7-13）第7章 液壓基本回路35（2 2）功率特性）功率特性液壓泵的輸出功率: pLpqpP 液壓缸的輸出功率：功率損失： 回路效率： 1/ AFpLL111qpvApvFP

12、LLLqpqpqpPPPLLpLp11（7-14）ppLLppqqqpqpPPP11（7-15）式中第7章 液壓基本回路364 4進油、回油和旁通三種節(jié)流閥調速回路性能的比較進油、回油和旁通三種節(jié)流閥調速回路性能的比較（1）比較(7-11)與(7-7)可以看出，回油節(jié)流閥調速與進油節(jié)流閥調速的速度負載特性及速度剛度完全相同。 （2）進油節(jié)流與回油節(jié)流調速回路在使用中存在主要兩點差異：一是回油節(jié)流閥調速回路能夠承受一定的負值負載，缸的平穩(wěn)性高；二是進油節(jié)流閥調速回路容易實現(xiàn)壓力控制。 （3）三種調速回路的剛度比較。根據(jù)式（7-12），可得速度負載特性曲線，如圖7-9b所示。第7章 液壓基本回路3

13、7（4）三種調速回路功率損失的比較。旁路節(jié)流調速回路只有節(jié)流損失，而無溢流損失，因而功率損失比進油和回油兩種節(jié)流閥調速回路小，效率高。 （5）停機后的啟動性能。長期停機后，當液壓泵重新啟動時，回油節(jié)流閥調速回路背壓不能立即建立會引起瞬間工作機構的前沖現(xiàn)象。而在進油節(jié)流調速回路中，因為進油路上有節(jié)流閥控制流量，只要在開車時關小節(jié)流閥即可避免啟動沖擊。 第7章 液壓基本回路38圖圖7-9b 7-9b 旁路節(jié)流調速回路速度負載特性旁路節(jié)流調速回路速度負載特性 第7章 液壓基本回路395.5.改善節(jié)流調速負載特性的回路改善節(jié)流調速負載特性的回路 根據(jù)調速閥在回路中安放的位置不同，有進油節(jié)流、回油節(jié)流和

14、旁路節(jié)流等多種方式，見圖7-10a、b、c示，它們的回路構成、工作原理同它們各自對應的節(jié)流閥調速回路基本一樣。 需要指出，為了保證調速閥中定差減壓閥起到壓力補償作用，調速閥兩端壓差必須大于一定數(shù)值，中低壓調速閥為0.5MPa，高壓調速閥為1MPa。 第7章 液壓基本回路40圖圖7-10 采用調速閥、旁通型調速閥的調速回路采用調速閥、旁通型調速閥的調速回路 b）a）c）第7章 液壓基本回路417.2.3 容積調速回路容積調速回路1、變量泵、變量泵定量馬達調速回路定量馬達調速回路圖圖7-11a 變量泵變量泵定量馬達調速回路定量馬達調速回路第7章 液壓基本回路42圖圖7-11b 回路特性曲線回路特性

15、曲線 第7章 液壓基本回路43 圖圖7-12a 變量泵變量泵-變量馬達調速回路變量馬達調速回路2. 變量泵變量泵變量馬達調速回路變量馬達調速回路第7章 液壓基本回路44圖圖7-12b 回路特性曲線回路特性曲線 第7章 液壓基本回路453. 3. 容積節(jié)流調速回路容積節(jié)流調速回路 容積節(jié)流調速回路采用壓力補償型變量泵供油，用流量控制閥調節(jié)進入或流出液壓缸的流量來調節(jié)其運動速度，并使變量泵的輸油量自動地與液壓缸所需流量相適應。 （1 1）限壓式變量泵和調速閥的容積節(jié)流調速回路）限壓式變量泵和調速閥的容積節(jié)流調速回路回路如圖7-13a所示，回路的調速特性，如圖7-13b所示。 第7章 液壓基本回路4

16、6圖圖7-13a 限壓式變量泵和節(jié)流閥的調速回路限壓式變量泵和節(jié)流閥的調速回路第7章 液壓基本回路47圖圖7-13b 調速特性曲線調速特性曲線當進入液壓缸的工作流量為 、泵的供油流量應為 ，供油壓力為 ，此時液壓缸工作腔壓力的正常工作范圍是1q1qqppp)(1122pppAApp（7-16）回路的效率為 ：pppcpAAppqpqAApp122111221)(（7-17）第7章 液壓基本回路48（2）差壓式變量泵和節(jié)流閥的調速回路）差壓式變量泵和節(jié)流閥的調速回路圖圖7-14 差壓式變量泵和節(jié)流閥差壓式變量泵和節(jié)流閥的容積節(jié)流調速回路的容積節(jié)流調速回路 第7章 液壓基本回路49回路效率：回路效

17、率：這種調速回路不但沒有溢流損失，而且泵的供油壓力隨負載變化，回路中的功率損失也只有節(jié)流閥處壓降所造成的節(jié)流損失一項，因此回路效率高，如下： （7-18）pppqpqpppc1111第7章 液壓基本回路507.2.4 快速運動回路快速運動回路 快速運動回路的功用快速運動回路的功用：圖圖7-15 液壓缸差動連接快速回路液壓缸差動連接快速回路 1.液壓缸差動連接快速運動回路液壓缸差動連接快速運動回路第7章 液壓基本回路512.2.雙泵供油快速運動回路雙泵供油快速運動回路圖圖7-16 雙泵供油快速運動回路雙泵供油快速運動回路第7章 液壓基本回路523. 3. 用增速缸的快速運動回路用增速缸的快速運動

18、回路圖圖7-17 增速缸的增速運動回路增速缸的增速運動回路 1- 增壓缸增壓缸2- 小腔小腔 3- 單向閥單向閥4- 順序閥順序閥5- 大腔大腔第7章 液壓基本回路534.4.采用蓄能器的快速運動回路采用蓄能器的快速運動回路圖7-18 采用蓄能器的快速運動回路 1- 泵2- 單向閥 3- 換向閥 4- 蓄能器 5- 順序閥 6- 液壓缸第7章 液壓基本回路547.2.5 速度換接速度換接回路回路1.快、慢速換接回路快、慢速換接回路（1）用行）用行程閥（電磁閥）的速度換接回路程閥（電磁閥）的速度換接回路 圖7-19a 用行程閥的速度換接回路 第7章 液壓基本回路55（2）液壓馬）液壓馬達速換接回

19、路達速換接回路 圖圖7-19b 液壓馬達并聯(lián)雙速換接回液壓馬達并聯(lián)雙速換接回路路 采用兩個液壓馬達或串聯(lián)、或并聯(lián)，以達到換接目的。第7章 液壓基本回路562.兩種慢速的換接回兩種慢速的換接回路路 圖圖7-20a 調速閥串聯(lián)速度換接回路調速閥串聯(lián)速度換接回路第7章 液壓基本回路57 圖圖7-20b 調速閥并聯(lián)速度換接回調速閥并聯(lián)速度換接回路路第7章 液壓基本回路587.3.1 7.3.1 換向回路換向回路7.3.2 7.3.2 鎖緊回路鎖緊回路第7章 液壓基本回路597.3.1 換向回路換向回路 通過控制進入執(zhí)行元件液流的通、斷或變向來實現(xiàn)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的啟動、停止或改變運動方向的回路稱為方向

20、控制回路。對于普通的換向回路，只需在泵與執(zhí)行元件之間采用標準的換向閥即可?？蓪Q向精度平穩(wěn)性要求較高時，則需要采用復雜的換向回路。本節(jié)主要介紹兩種復雜的換向回路：時間控制制動式換向回路和行程控制制動式換向回路。1. 時間控制制動式換向回路時間控制制動式換向回路如圖7-21所示。 第7章 液壓基本回路60圖圖7-21 時間控制制動式換向回路時間控制制動式換向回路1- 液壓缸 2- 換向閥3- 先導閥 4- 溢流閥5- 節(jié)流閥第7章 液壓基本回路61 這種回路中的主油路只受主換向閥2控制。當先導閥3處于左位時，壓力控制油經(jīng)過單向閥流 進主換向閥2的右端，推動主換向閥的閥芯向左移動，同時主換向閥左端

21、的控制油經(jīng)過節(jié)流閥 流回油箱。在主換向閥閥芯向左移動的同時，其閥芯上的制動錐面T逐漸將回油的通道關小，從而使液壓缸活塞速度逐漸減慢，并在主換向閥2的閥芯移過 距離后將通道封閉，使液壓缸活塞停止運動。主換向閥閥芯上的制動錐的半錐角度一般取 ，制動錐長度取 。當節(jié)流閥和的開口大小調定后，主換向閥閥芯移過距離所需的時間就確定不變。 2I1Jl05 . 105 . 33lmm12第7章 液壓基本回路622. 2. 行程控制制動式換向回路行程控制制動式換向回路圖圖7-22 行程控制制動式換向回路行程控制制動式換向回路1- 液壓缸液壓缸 2- 主換向閥主換向閥 3- 先導閥先導閥4- 節(jié)流閥節(jié)流閥 5-

22、溢流閥溢流閥 第7章 液壓基本回路637.3.2 鎖緊回路鎖緊回路鎖緊回路的功用：鎖緊回路的功用：是使液壓缸能在任意位置停留，且不會因外力作用而移動位置。 圖圖7-23 用液控單向閥的鎖緊回路用液控單向閥的鎖緊回路 第7章 液壓基本回路647.4.1 順序動作回路順序動作回路7.4.2 同步回路同步回路7.4.3 互不干擾回路互不干擾回路第7章 液壓基本回路657.4.1 順序動作回路順序動作回路 順序動作回路的功用在于使幾個執(zhí)行元件嚴格按照預定順序依次動作。按控制方式不同，分為壓力控制和行程控制兩種。 圖7-24是用順序閥控制的順序回路。鉆床液壓系統(tǒng)的動作順序為夾緊工件鉆頭進給鉆頭退出松開工

23、件。 1.壓力控制順序動作回路壓力控制順序動作回路第7章 液壓基本回路66圖圖7-24 用順序閥控制的順序回路用順序閥控制的順序回路第7章 液壓基本回路672.2.行程控制順序動作回路行程控制順序動作回路圖7-25a 行程閥控制的順序回路 第7章 液壓基本回路68圖7-25b 行程開關控制的順序回路第7章 液壓基本回路697.4.2 同步回路同步回路同步回路的功用同步回路的功用圖圖7-26 用調速閥的同步回路用調速閥的同步回路 1.1.用調速閥的同步回路用調速閥的同步回路第7章 液壓基本回路702.2.用串聯(lián)液壓缸的同步回路用串聯(lián)液壓缸的同步回路圖圖7-27 帶補償裝置的串聯(lián)缸同步回路帶補償裝

24、置的串聯(lián)缸同步回路 第7章 液壓基本回路713.3.用同步缸或同步馬達的同步回路用同步缸或同步馬達的同步回路 圖圖7-28a 同步缸的同步回路同步缸的同步回路第7章 液壓基本回路72圖7-28b 同步馬達的同步回路第7章 液壓基本回路734.4.采用比例閥或伺服閥的同步回路采用比例閥或伺服閥的同步回路圖圖7-29 采用伺服閥的同步回路采用伺服閥的同步回路 當液壓系統(tǒng)有根高的同步精度要求時，必須采用比例閥或伺服閥的同步回路。 第7章 液壓基本回路747.4.3 互不干擾回路互不干擾回路 這種回路的功用是使系統(tǒng)中幾個執(zhí)行元件在完成各自工作循環(huán)時彼此互不影響。 圖7-30是通過雙泵供油來實現(xiàn)多缸快慢

25、速互不干擾的回路。液壓缸1和2各自要完成“快進工進快退”的自動工作循環(huán)。 第7章 液壓基本回路75圖圖7-30 多缸快慢速互不干擾回路多缸快慢速互不干擾回路 第7章 液壓基本回路76第7章 液壓基本回路77圖7-1a視頻演示: 遠程調壓回路 第7章 液壓基本回路78圖7-1b視頻演示:多級調壓回路第7章 液壓基本回路79圖7-1c視頻演示: :無級調壓回路第7章 液壓基本回路80圖7-2a視頻演示:用換向閥中位機能的卸載回路 第7章 液壓基本回路81圖7-2b視頻演示: :用先導型溢流閥的卸載回路第7章 液壓基本回路82圖7-2c視頻演示: :限壓式變量泵的卸載回路第7章 液壓基本回路83 圖

26、7-2d視頻演示：有蓄能器的卸載回路第7章 液壓基本回路84 圖7-3a視頻演示:單級減壓回路第7章 液壓基本回路85 圖7-3b視頻演示:二級減壓回路第7章 液壓基本回路86圖7-4a視頻演示: :單作用增壓器的增壓回路第7章 液壓基本回路87圖7-4b視頻演示: :雙作用增壓器的增壓回路第7章 液壓基本回路88圖7-5a視頻演示: :采用單向順序閥的平衡回路第7章 液壓基本回路89圖7-5b視頻演示: :采用液控單向閥的平衡回路第7章 液壓基本回路90圖7-5c視頻演示: :采用遠控平衡閥的平衡口路第7章 液壓基本回路91圖7-6a視頻演示: :采用電接觸式壓力表控制的保壓回路 第7章 液壓基本回路92圖7-6b視頻演示: :采用蓄能器的保壓回路 第7章 液壓基本回路93圖7-6c視頻演示: :采用輔助泵的保壓回路第7章 液壓基本回路94圖7-7a視頻演示: :進油調速回路第7章 液壓基本回路95圖7-7b視頻演示: :回油調速回路第7章 液壓基本回路96圖7-9a視頻演示: :旁路節(jié)流調速回路第7章 液壓基本回