中職設(shè)備控制基礎(chǔ)第四章教學(xué)課件

1、正版可修改PPT課件(中職）設(shè)備控制基礎(chǔ)第四章教學(xué)課件第四章液壓基本回路第一節(jié)方向控制回路第二節(jié)壓力控制回路第三節(jié)速度控制回路第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路第一節(jié)方向控制回路 方向控制回路的作用是控制液壓系統(tǒng)中液流的通斷及流動(dòng)方向，進(jìn)而達(dá)到控制執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止(包括鎖緊)及改變運(yùn)動(dòng)方向的目的。 1.換向回路 對(duì)換向回路的基本要求是:換向可靠，靈敏平穩(wěn)，換向精度合適。 二位閥可以使執(zhí)行元件正反兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，但不能在任意位置停止。三位閥有中位，可以使執(zhí)行元件在其行程中的任意位置停止，利用中位不同的滑閥機(jī)能又可使系統(tǒng)獲得不同的性能(如M型中位滑閥機(jī)可使執(zhí)行元件停止和液壓泵卸荷)。五通閥有兩個(gè)回油口，執(zhí)行元

2、件正反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩回油路上設(shè)置不同的背壓，可獲得不同的速度。 下一頁返回第一節(jié)方向控制回路如果執(zhí)行元件是單作用液壓缸或差動(dòng)缸，則可用二位三通電磁換向閥來換向，圖4-1所示為用二位三通電磁換向閥使單作用缸換向的回路。 換向閥的換向操作方式可根據(jù)工作需要來選擇，如手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁或電液動(dòng)等。 2.鎖緊回路 鎖緊回路的作用是使執(zhí)行元件能在任意位置停留，且停留后即使有外力作用也不會(huì)改變?cè)瓉淼奈恢?。?duì)鎖緊回路的要求是可靠、迅速、平穩(wěn)、持久。上一頁下一頁返回第一節(jié)方向控制回路鎖緊的原理就是將執(zhí)行元件的進(jìn)、回油路封閉。利用三位四通換向閥的中位機(jī)能(O型或M型)可以使活塞在行程范圍內(nèi)的任意位置上停止運(yùn)動(dòng)，但由

3、于換向閥(滑閥結(jié)構(gòu))的泄漏，鎖緊效果差。要獲得很好的鎖緊效果，應(yīng)采用液控單向閥(因單向閥為錐面密封，泄漏極小)。圖4-2所示為雙向鎖緊回路，在液壓缸兩側(cè)油路上串接液控單向閥(亦稱液壓鎖)，換向閥處于中位時(shí)，液控單向閥關(guān)閉液壓缸兩側(cè)油路，活塞被雙向鎖緊，左右都不能竄動(dòng)。這種回路被廣泛用于工程機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械等有鎖緊要求的場(chǎng)合。 采用液控單向閥的鎖緊回路中，換向閥中位應(yīng)采用Y型或H型滑閥機(jī)能，這樣，換向閥處于中位時(shí)，液控單向閥的控制油路可立即失壓，保證單向閥迅速關(guān)閉，鎖緊油路。上一頁返回第二節(jié)壓力控制回路 壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制整個(gè)液壓系統(tǒng)或局部回路的工作壓力，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力或力

4、矩的要求、保證系統(tǒng)安全的回路。這類回路包括調(diào)壓、減壓、增壓、保壓、卸荷和平衡等多種回路。 1.調(diào)壓回路 調(diào)壓回路的功用是控制系統(tǒng)或局部的最高工作壓力，使其保持恒壓或不超過某一預(yù)先調(diào)定的數(shù)值。 (1)單級(jí)調(diào)壓回路圖4-3所示為單級(jí)調(diào)壓回路。先導(dǎo)式溢流閥1與液壓泵4并聯(lián)，溢流閥限定了液壓泵的最高工作壓力，也就調(diào)定了系統(tǒng)的最高工作壓力。當(dāng)系統(tǒng)工作壓力上升至溢流閥的調(diào)整壓力時(shí)，溢流閥開啟、溢流，便使系統(tǒng)壓力基本維持在溢流閥的調(diào)定壓力上;當(dāng)系統(tǒng)工作壓力低于溢流閥的調(diào)定壓力時(shí)，溢流閥關(guān)閉，此時(shí)系統(tǒng)工作壓力取決于負(fù)載的情況。 下一頁返回第二節(jié)壓力控制回路(2)多級(jí)調(diào)壓回路圖4-4所示為三級(jí)調(diào)壓回路。它是利用

5、三位四通電磁換向閥的切換與不同溢流閥接通來調(diào)定壓力的。先導(dǎo)式溢流閥4調(diào)定系統(tǒng)最高壓力，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2, 3的調(diào)整壓力小于先導(dǎo)式溢流閥的調(diào)整值。通過三位四通電磁換向閥的通、斷電控制，獲得二級(jí)、三級(jí)調(diào)壓。依照上述原理，又可派生出多級(jí)調(diào)壓回路。 (3)遠(yuǎn)程調(diào)壓回路圖4-5所示為遠(yuǎn)程調(diào)壓回路。在先導(dǎo)式溢流閥的遙控口接一遠(yuǎn)程調(diào)壓閥(小流量的直動(dòng)式溢流閥)，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離調(diào)壓，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2可以安裝在操作方便的地方。由于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2是與溢流閥1中的先導(dǎo)閥并聯(lián)，故先導(dǎo)閥的調(diào)整壓力必須大于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)整壓力，這樣，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥才可起到調(diào)壓作用。 上一頁下一頁返回第二節(jié)壓力控制回路2.減壓回路 減壓回路的功用是使液

6、壓系統(tǒng)的某一支路獲得低于系統(tǒng)主油路工作壓力的液壓油。液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊、控制、潤滑、制動(dòng)及各種輔助油路一般都采用減壓回路。 (1)一級(jí)減壓回路圖4-6所示為最常見的一級(jí)減壓回路，它是在所需低壓的油路上串接定值減壓閥2，減壓回路的壓力由定值減壓閥2的固定值決定，回路中的單向閥1用于當(dāng)主回路壓力低于定值減壓閥2的固定值時(shí)，防止油液倒流，起短時(shí)保壓作用。上一頁下一頁返回第二節(jié)壓力控制回路(2)二級(jí)減壓回路圖4-7所示為二級(jí)減壓回路。它由溢流閥、先導(dǎo)式減壓閥、遠(yuǎn)程調(diào)壓閥、二位二通電磁換向閥等組成。在先導(dǎo)式減壓閥3的遙控口上串接二位二通電磁換向閥2和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥1，當(dāng)換向閥左位接入系統(tǒng)，減壓回路的壓力

7、由先導(dǎo)式減壓閥3的調(diào)定值決定;當(dāng)換向閥右位接入系統(tǒng)，減壓回路的壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥1的調(diào)定值決定。必須指出，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥1的調(diào)定值p2一定要低于先導(dǎo)式減壓閥3的調(diào)定值p1，只有這樣才能得到二級(jí)壓力。液壓泵的最大工作壓力P由溢流閥4調(diào)定，且滿足p1p2p3關(guān)系。 上一頁下一頁返回第二節(jié)壓力控制回路3.增壓回路 增壓回路的功用是使系統(tǒng)的局部油路或某個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得比液壓泵工作壓力高若十倍的高壓油。最簡(jiǎn)單的增壓方法是采用增壓缸。 圖4-8所示為采用增壓缸的增壓回路。當(dāng)二位四通電磁換向閥處于右位時(shí)，液壓泵出口的油液進(jìn)入增壓缸大缸的活塞左腔，大活塞通過活塞桿推動(dòng)小活塞向右運(yùn)動(dòng)。由于在大活塞和小活塞兩邊的作用力相

8、等，而活塞有效工作面積卻不等，因此小液壓缸便能輸出高壓油。增壓缸增壓倍數(shù)決定于增壓缸大活塞和小活塞的面積比。液壓泵出口處的最大壓力由溢流閥調(diào)定。工作缸靠彈簧復(fù)位，補(bǔ)油裝置辛卜足1)腔油路的泄漏。 上一頁下一頁返回第二節(jié)壓力控制回路此回路適用于液壓缸需要很大的單向作用力，而負(fù)載行程卻較短的場(chǎng)合。 4.保壓回路 保壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)中液壓缸在不動(dòng)的情況下維護(hù)穩(wěn)定的壓力。常用蓄能器、自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路來保持系統(tǒng)壓力。 圖4-9所示為蓄能器保壓回路。當(dāng)三位四通電磁換向閥3左側(cè)通電時(shí)，泵向液壓缸左腔和蓄能器2同時(shí)供油，并推動(dòng)活塞右移。當(dāng)接觸工件后，系統(tǒng)壓力升高。當(dāng)壓力升至壓力繼電器1調(diào)定值時(shí)，二位二

9、通電磁換向閥4通電，通過先導(dǎo)式溢流閥5使泵卸荷，此時(shí)液壓缸中油液壓力由蓄能器2保壓。液壓缸壓力不足時(shí)，壓力繼電器復(fù)位使泵重新工作。 上一頁下一頁返回第二節(jié)壓力控制回路保壓時(shí)間的長(zhǎng)短取決于蓄能器的容量。調(diào)節(jié)壓力繼電器1的工作區(qū)間，即可調(diào)節(jié)缸中壓力的最大值和最小值。這種回路適用于功率損失小的場(chǎng)合。 圖4-10所示為自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路。當(dāng)三位四通電磁換向閥4右位接入回路時(shí)，液壓缸上腔成為壓力腔，活塞下行終止，抵住工件，上腔壓力上升，在壓力上升到電接觸式壓力表1上限觸點(diǎn)調(diào)定壓力時(shí)，電接觸式壓力表發(fā)出電信號(hào)，使三位四通電磁換向閥4切換成中位，液壓泵卸荷，液壓缸由液控單向閥3保壓。當(dāng)液壓缸上腔壓力下降到下限

10、觸點(diǎn)調(diào)定壓力時(shí)，三位四通電磁換向閥4右位接入回路，液壓泵又向液壓缸上腔補(bǔ)油，使其壓力回升。三位四通電磁換向閥4左位接入回路時(shí)，活塞向上退回。這種回路保壓時(shí)間長(zhǎng)，壓力穩(wěn)定性好，適用于保壓性能要求高的高壓系統(tǒng)。上一頁下一頁返回第二節(jié)壓力控制回路5.卸荷回路 卸荷回路的功用是在液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不頻繁啟停的情況下，使液壓泵在功率損耗接近于零的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。所謂“卸荷”是指液壓泵以很小的輸出功率運(yùn)轉(zhuǎn)，即液壓泵輸出油液以很低的壓力排回油箱;或液壓泵輸出很小流量的液壓油。 采用了卸荷回路，可以避免原動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)與停止;若在啟動(dòng)時(shí)先行卸荷，還可使原動(dòng)機(jī)在空載下啟動(dòng)。 (1)用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路圖4-11

11、所示為用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路。采用具有中位卸荷機(jī)能的三位換向閥，中位卸荷機(jī)能有M型、H型、K型可以使液壓泵卸荷。這種方法簡(jiǎn)單、可靠。 上一頁下一頁返回第二節(jié)壓力控制回路(2)采用先導(dǎo)式電磁溢流閥的卸荷回路圖4-12所示為二位二通閥的卸荷回路。當(dāng)二位二通換向閥電磁鐵通電時(shí)，溢流閥遙控口與油箱接通，溢流閥全開，液壓泵經(jīng)溢流閥排出的油以很低的壓力流回油箱。 6.平衡回路 平衡回路的功用是使液壓缸保持一定的背壓，以便平衡重力負(fù)荷，防止運(yùn)動(dòng)部件超速下滑。對(duì)平衡回路的要求是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、閉鎖性好、工作可靠。 上一頁下一頁返回第二節(jié)壓力控制回路圖4-13所示為單向順序閥組成的平衡回路。單向順序閥的調(diào)定壓力應(yīng)

12、稍大于由工作部件自重在液壓缸下腔中所形成的壓力，這樣工作部件在靜止時(shí)，順序閥關(guān)閉而不會(huì)自行下滑;工作部件下行時(shí)，順序閥開啟使液壓缸下腔產(chǎn)生的背壓能平衡自重，不會(huì)產(chǎn)生超速現(xiàn)象。這種回路因設(shè)置背壓與超越負(fù)載相平衡，故稱平衡回路;因其限制了運(yùn)動(dòng)部件的超速運(yùn)動(dòng)，又稱限速回路。 用單向順序閥的平衡回路由于回油腔有背壓，所以功率損失大。上一頁返回第三節(jié)速度控制回路 速度控制回路是調(diào)節(jié)和變換執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的基本回路。包含調(diào)速回路、快速運(yùn)動(dòng)回路和速度換接回路。一、調(diào)速回路 調(diào)速是指調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。對(duì)于液壓缸來講，通過改變輸人流量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速;對(duì)于液壓電動(dòng)機(jī)，既可以通過改變輸人流量，也可以通過改變其排量

13、(采用變量電動(dòng)機(jī))來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 采用定量泵供油，利用節(jié)流元件來改變并聯(lián)支路的油流分配，進(jìn)而改變進(jìn)入執(zhí)行元件流量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的方法稱為節(jié)流調(diào)速;利用改變液壓泵或液壓電動(dòng)機(jī)有效工作容積(排量)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的方法稱為容積調(diào)速;如果將以上兩種調(diào)速方法結(jié)合起來，用變量泵與節(jié)流元件相配合的調(diào)速方法，則稱為容積節(jié)流調(diào)速。下一頁返回第三節(jié)速度控制回路1.節(jié)流調(diào)速回路 根據(jù)節(jié)流元件在回路中的安放位置不同，節(jié)流調(diào)速回路有進(jìn)口節(jié)流、出口節(jié)流和旁路節(jié)流三種基本形式。 (1)進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路將節(jié)流閥(或調(diào)速閥)裝在液壓缸的進(jìn)口油路上，即串聯(lián)在定量泵和液壓缸之間，如圖4-14 ( a)所示。液壓泵輸出的油液一部分經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入

14、液壓缸工作腔，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，液壓泵多余的油液經(jīng)溢流閥排回油箱。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積，即可調(diào)節(jié)通過節(jié)流閥的流量，從而調(diào)節(jié)液壓缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度。進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路總存在溢流功率損失Py=ppqy和節(jié)流功率損失Py= p-q1，故進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的效率較低。上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路適用于輕載、負(fù)載變化不大和對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高的小功率液壓系統(tǒng)。 (2)出口節(jié)流調(diào)速回路將節(jié)流閥裝在液壓缸的出口油路上，如圖4-15所示，借助于節(jié)流閥控制液壓缸的排油量q2來實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。由于進(jìn)入液壓缸的流量q1受到回油路上排出流量q2的限制。因此用節(jié)流閥來調(diào)節(jié)液壓缸的排油量q2，也就調(diào)節(jié)了進(jìn)油量q

15、1，定量泵多余的油液仍經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥調(diào)整壓力(p1基本穩(wěn)定(定壓)。 進(jìn)、出油口節(jié)流調(diào)速回路相比較，出油口節(jié)流調(diào)速回路中的節(jié)流閥能使液壓缸回油腔形成一定背壓，因而能承受負(fù)方向負(fù)載(與液壓缸運(yùn)動(dòng)方向相同的負(fù)載力)。上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路而進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速回路只有在回油路上設(shè)置背壓閥后，才能承受負(fù)方向負(fù)載，但這是以增加進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速回路的功率損失為代價(jià)的。出油口節(jié)流調(diào)速回路中流經(jīng)節(jié)流閥而發(fā)熱的油液可直接流回油箱冷卻，而進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速回路中流經(jīng)節(jié)流閥而發(fā)熱的油液還要進(jìn)入液壓缸，這對(duì)熱變形有嚴(yán)格要求的精密設(shè)備會(huì)產(chǎn)生不良影響。對(duì)于單桿液壓缸來說，在出油口節(jié)流調(diào)速回路中，當(dāng)負(fù)載變?yōu)榱銜r(shí)

16、，液壓缸的背腔壓力(有桿腔)將會(huì)增大，這對(duì)密封不利。 上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路綜上所述，進(jìn)、出油口節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，但效率低，適用于負(fù)載變化不大、低速小功率的場(chǎng)合。若用調(diào)速閥代替回路中的節(jié)流閥，其速度剛性明顯優(yōu)于相應(yīng)的節(jié)流調(diào)速回路，可用于速度較高、負(fù)載較大且負(fù)載變化較大的液壓系統(tǒng)，但這種回路的效率比使用節(jié)流閥時(shí)更低。 (3)旁路節(jié)流調(diào)速回路如圖4-16 ( a)所示，節(jié)流閥裝在與液壓缸進(jìn)口油路相并聯(lián)的支路上，溢流閥起安全閥作用，正常工作時(shí)處于常閉狀態(tài)，過載時(shí)打開。調(diào)節(jié)節(jié)流閥閥口的大小，改變通過節(jié)流閥的流量，即改變了進(jìn)入液壓缸的流量，從而實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)節(jié)。上一頁下一

17、頁返回第三節(jié)速度控制回路旁路節(jié)流調(diào)速回路只有節(jié)流損失而無溢流損失，泵的輸出壓力隨負(fù)載而變化，即節(jié)流損失和輸人功率隨負(fù)載而變化，所以比前兩種調(diào)速回路效率高。 這種旁路節(jié)流調(diào)速回路負(fù)載特性很軟，低速承載能力又差，故其應(yīng)用比前兩種回路少，只用于高速、重載，對(duì)速度平穩(wěn)性要求不高的較大功率系統(tǒng)中，如牛頭刨床主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、輸送機(jī)械液壓系統(tǒng)等。 2.容積調(diào)速回路 容積調(diào)速回路是用改變泵和電動(dòng)機(jī)的排量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的，大多采用閉式回路，沒有節(jié)流損失和溢流損失，因而效率高，發(fā)熱小，適用于高速、大功率系統(tǒng)。但回路中變量泵或變量電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需輔助泵來補(bǔ)油和散熱，成本較高。 上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路根據(jù)液壓泵

18、和液壓電動(dòng)機(jī)(或液壓缸)的不同組合，容積調(diào)速回路有三種形式:變量泵一定量執(zhí)行元件容積調(diào)速回路;定量泵一變量電動(dòng)機(jī)容積調(diào)速回路;變量泵一變量電動(dòng)機(jī)容積調(diào)速回路。 (1)變量泵一定量執(zhí)行元件容積調(diào)速回路圖4-17 ( a)所示為變量泵和液壓缸組成的開式容積調(diào)速回路。圖4-17 (b)所示為變量泵和定量電動(dòng)機(jī)組成的閉式容積調(diào)速回路，工作時(shí)溢流閥關(guān)閉，作安全閥用，泵1是補(bǔ)充泄漏用的輔助泵，其流量為變量泵最大輸出流量的10%15%，壓力由低壓溢流閥6調(diào)定，這樣可使低壓管路保持較低的壓力，以防空氣滲人和出現(xiàn)空穴現(xiàn)象，從而改善變量泵的吸油條件。兩回路都是通過改變變量泵的排量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。圖4-17(c)所示

19、為變量泵一定量電動(dòng)機(jī)容積調(diào)速回路的調(diào)節(jié)特性曲線。 上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路(2)定量泵一變量電動(dòng)機(jī)容積調(diào)速回路圖4-18 ( a)所示為定量泵一變量電動(dòng)機(jī)容積調(diào)速回路，定量泵的輸出流量基本不變，調(diào)節(jié)變量電動(dòng)機(jī)的排量，便可調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速。 定量泵一變量電動(dòng)機(jī)調(diào)速回路的調(diào)速特性曲線如圖4-18 ( b所示。 (3)變量泵一變量電動(dòng)機(jī)容積調(diào)速回路如圖4-19 ( a)所示，調(diào)節(jié)雙向變量泵1或變量電動(dòng)機(jī)2的排量均可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過雙向變量泵供油方向的改變來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的換向。由于雙向交替供油，在回路中設(shè)了四個(gè)單向閥6, 7, 8, 9，使溢流閥3總是限定高壓管路的最高壓力，補(bǔ)油泵4總是向低壓

20、管路補(bǔ)油。如變量泵正向供油時(shí)，上側(cè)管路是高壓，液壓油進(jìn)入變量電動(dòng)機(jī)使其正向旋轉(zhuǎn)，安全閥3經(jīng)單向閥8限定上側(cè)高壓管路的最高壓力;輔助泵4經(jīng)單向閥7向下側(cè)低壓管路補(bǔ)油。 上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路該種回路的調(diào)節(jié)特性比較話用干一船機(jī)械的負(fù)載特性.即在低諫時(shí)要求右較大的轉(zhuǎn)矩.而在高速時(shí)則要求較小的轉(zhuǎn)矩。 對(duì)于某種機(jī)械特定的負(fù)載特性，可以采用相關(guān)調(diào)節(jié)，即同時(shí)對(duì)變量泵和變量電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使回路的調(diào)節(jié)特性與機(jī)械的負(fù)載特性相匹配。 3.容積節(jié)流調(diào)速回路 容積節(jié)流調(diào)速回路是利用變量泵和調(diào)速閥組合而成的，其工作原理是采用壓力補(bǔ)償型變量泵供油，用流量控制閥調(diào)定進(jìn)入液壓缸或由液壓缸流出的流量來調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)

21、動(dòng)速度，并使變量泵的輸油量自動(dòng)地與液壓缸所需的流量相適應(yīng)。上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路這種調(diào)速回路既保留了容積調(diào)速回路無溢流損失、效率高的長(zhǎng)處，又具有采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路速度剛性大的特點(diǎn)，是綜合性能較好的調(diào)速回路，適用于要求速度穩(wěn)定、效率較高的液壓系統(tǒng)。 圖4-20 ( a)所示是限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的調(diào)速回路。調(diào)速閥裝在進(jìn)油路上，調(diào)節(jié)調(diào)速閥中節(jié)流口通流面積的大小，便可改變進(jìn)入液壓缸的流量，實(shí)現(xiàn)液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)節(jié)。而限壓式變量泵的輸出流量qv總是和液壓缸所需流量q1 (即通過調(diào)速閥節(jié)流口的流量)相適應(yīng)。上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路如泵的輸出流量qvq1，時(shí)，多余的油液

22、迫使泵的供油壓力上升，根據(jù)限壓式變量泵的工作原理可知，壓力升高后，泵的輸出流量便自動(dòng)減少;反之，當(dāng)qv q1時(shí)，泵的供油壓力下降，泵的輸出流量自動(dòng)增加，直到qv與q1相等為止。由于沒有溢流損失，所以容積節(jié)流調(diào)速回路的效率比節(jié)流調(diào)速回路高。圖4-18 ( b所示為這種容積節(jié)流調(diào)速回路的特性曲線。圖中，曲線1為限壓式變量泵的壓力一流量特性曲線，曲線2為調(diào)速閥在某一開口時(shí)的特性曲線。a為液壓缸的工作點(diǎn)，對(duì)應(yīng)通過調(diào)速閥進(jìn)入液壓缸的流量為q1，壓力為p1;液壓泵的工作點(diǎn)在b點(diǎn)，此時(shí)泵的輸出流量qv與通過調(diào)速閥進(jìn)入液壓缸的流量q1相等，泵的供油壓力為p1 。上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路欲使調(diào)速閥正常

23、工作，應(yīng)保證其最小壓差在0. 5 MPa，這樣才能使液壓缸的工作點(diǎn)始終處在曲線2的水平段。所以限壓式變量泵的壓力一流量特性曲線的調(diào)節(jié)應(yīng)保證pv=p1max+pmin。 當(dāng)p1min=p1min時(shí)，回路的功率損失最小。若液壓缸工作點(diǎn)a向左移動(dòng)(即負(fù)載壓力川下降)，則功率損失增大。 另外，如用恒壓式變量泵取代限壓式變量泵也可獲得上述特性，僅僅是泵的流量一壓力特性曲線有所不同(變量段曲線近似為豎直線)。 二、快速運(yùn)動(dòng)回路 快速運(yùn)動(dòng)回路又稱增速回路，是指在不增加液壓泵流量的前提下，提高執(zhí)行元件速度的回路。實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)視方法不同有多種方案，下面介紹幾種常用的快速運(yùn)動(dòng)回路。 上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制

24、回路1.液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路 圖4-21所示的回路是利用二位三通電磁換向閥實(shí)現(xiàn)的差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路，在這種回路中，當(dāng)閥1左位工作時(shí)，活塞向右運(yùn)動(dòng);閥1左位、閥2右位同時(shí)工作時(shí)，液壓油進(jìn)入液壓缸左右兩腔，形成差動(dòng)連接。由于無桿腔工作面積大于有桿腔工作面積，故活塞仍向右作快速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)閥2左位工作時(shí)，差動(dòng)連接即被切除，液壓缸直接回油，實(shí)現(xiàn)工進(jìn);閥1切換至右位后，缸快退。差動(dòng)連接在不增加液壓泵流量的情況下提高液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度，是實(shí)現(xiàn)液壓缸快速運(yùn)動(dòng)的一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、有效的辦法。上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路2.雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路 圖4-22所示為雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路。圖中，1為

25、高壓小流量泵，用以實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給。2為低壓大流量泵，用以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng);在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵2輸出的油液經(jīng)單向閥4與泵1輸出的油液共同向系統(tǒng)供油。工作進(jìn)給時(shí)，系統(tǒng)壓力升高，卸荷閥3打開使低壓大流量泵2卸荷，由泵1單獨(dú)向系統(tǒng)供油。這個(gè)系統(tǒng)的壓力可由溢流閥5調(diào)整。 這種快速回路優(yōu)點(diǎn)是功率利用合理，系統(tǒng)效率高，缺點(diǎn)是回路較復(fù)雜，成本高。常用在快、慢速差值較大的組合機(jī)床、注射機(jī)等設(shè)備的液壓系統(tǒng)中。 上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路3.采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路 圖4-23所示為采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路。采用蓄能器的目的是可以使系統(tǒng)采用流量較小的液壓泵。當(dāng)換向閥4的閥芯處于中間位置時(shí)，液壓缸不工作，液壓泵經(jīng)單向

26、閥2向蓄能器3充油。當(dāng)蓄能器內(nèi)的油液壓力達(dá)到液控順序閥1的調(diào)定壓力時(shí)，閥1被打開，使液壓泵卸荷。當(dāng)換向閥4的閥芯處于左或右位置時(shí)，液壓缸工作，液壓泵和蓄能器3同時(shí)向液壓缸供油，使其實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。這種快速運(yùn)動(dòng)回路可用于短時(shí)間內(nèi)需要大流量的液壓系統(tǒng)，其特點(diǎn)是可用較小流量的液壓泵獲得較高的運(yùn)動(dòng)速度，但蓄能器充油時(shí)，液壓缸不能工作。上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路三、速度換接回路 速度換接回路的功用是使液壓執(zhí)行元件在一個(gè)工作循環(huán)中從一種速度轉(zhuǎn)換到另一種運(yùn)動(dòng)速度。速度換接不僅包括液壓執(zhí)行元件由快速到慢速的換接，而且還包括兩個(gè)慢速之間的換接。實(shí)現(xiàn)這種作用的回路應(yīng)該具有較高的速度換接平穩(wěn)性。 1.快速換接

27、回路 圖4-24所示是用行程閥切換的速度換接回路。在圖示狀態(tài)下，液壓缸快進(jìn)，當(dāng)活塞上的擋塊壓下調(diào)速行程閥1時(shí)，行程閥關(guān)閉，液壓缸右腔的油液經(jīng)調(diào)速閥2回油箱，液壓缸則由決進(jìn)轉(zhuǎn)換為慢速。當(dāng)換向閥5左位接入油路時(shí)，液壓油經(jīng)單向閥3進(jìn)入液壓缸右腔，活塞快速向左運(yùn)動(dòng)。上一頁下一頁返回第三節(jié)速度控制回路這種回路中，行程閥的閥口是逐漸關(guān)閉的，速度換接比較平穩(wěn)，比采用電氣元件可靠。其缺點(diǎn)是行程閥必須安裝在運(yùn)動(dòng)部件附近，有時(shí)管路接得很長(zhǎng)，壓力損失大。這種回路多用于大批量生產(chǎn)的專機(jī)液壓系統(tǒng)中。 2.兩種慢速的換接回路 圖4-25所示為調(diào)速閥2和3串聯(lián)組成的慢速換接回路。當(dāng)二位二通電磁換向閥1通電時(shí)，液壓油經(jīng)調(diào)速閥

28、3和二位三通電磁換向閥左位進(jìn)入液壓缸左腔，液壓缸右腔回油，運(yùn)動(dòng)部件得到由閥3調(diào)節(jié)的第一種慢速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)二位二通電磁換向閥1斷電時(shí)，液壓油需經(jīng)調(diào)速閥3和調(diào)速閥2進(jìn)入液壓缸的左腔，液壓缸右腔回油。由于調(diào)速閥2的開口比調(diào)速閥3的開口小，因而運(yùn)動(dòng)部件得到由調(diào)速閥2調(diào)節(jié)的第二種更慢的速度，實(shí)現(xiàn)了兩種慢速的轉(zhuǎn)換。該種回路用于組合機(jī)床中實(shí)現(xiàn)二次進(jìn)給的油路中。上一頁返回第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路用一個(gè)液壓泵驅(qū)動(dòng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的液壓缸(或液壓電動(dòng)機(jī))制回路。多缸動(dòng)作控制回路可以分為多缸順序動(dòng)作回路、同步回路、工作的回路，稱為多缸動(dòng)作控多缸互不干擾回路等。一、順序動(dòng)作回路 順序動(dòng)作回路的功用是使多缸液壓系統(tǒng)中的各液壓缸

29、按規(guī)定的順序動(dòng)作。按其控制方式不同分為行程控制和壓力控制兩種。 1.行程控制的順序動(dòng)作回路 圖4-26所示為行程控制的順序動(dòng)作回路。下一頁返回第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路用行程換向閥2及二位四通電磁換向閥3控制A, B兩液壓缸實(shí)現(xiàn)工作順序的回路。當(dāng)電磁閥3左位通電時(shí)，液壓油進(jìn)入A缸左腔，A缸右腔回油，其活塞右移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作;當(dāng)A缸工作部件上的擋塊壓下行程閥2后，液壓油進(jìn)入B缸左腔，B缸右腔回油，其活塞右移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作;當(dāng)電磁閥3斷電時(shí)，液壓油進(jìn)入A缸右腔，A缸左腔回油，其活塞左移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作;當(dāng)A缸運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊離開行程換向閥2使其恢復(fù)下位工作時(shí)，液壓油經(jīng)行程換向閥進(jìn)入B缸右腔，B缸左腔回油，其活塞左移

30、，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。 這種回路工作可靠，動(dòng)作順序的換接平穩(wěn)。但改變工作順序困難，且管路長(zhǎng)，壓力損失大，不易安裝。主要用于專用機(jī)械的液壓系統(tǒng)。 上一頁下一頁返回第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路圖4-27所示為用行程開關(guān)控制電磁換向閥2, 3的通電順序來實(shí)現(xiàn)A, B兩液壓缸按順序動(dòng)作的回路。當(dāng)電磁換向閥3通電時(shí)，液壓油進(jìn)入A缸的左腔，其右腔回油，活塞右移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作;當(dāng)A缸工作部件上的擋塊碰到行程開關(guān)1S時(shí)，1S發(fā)信號(hào)使電磁換向閥2通電換為左位工作，這時(shí)液壓油進(jìn)入B缸左腔，B缸右腔回油，活塞右移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作;當(dāng)A缸工作部件的擋塊碰到行程開關(guān)2S時(shí)，2S發(fā)信號(hào)使電磁閥3斷電換為右位工作，這時(shí)液壓油進(jìn)入A缸右腔，其左腔回油

31、，活塞左移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作;當(dāng)B缸工作部件上的擋塊碰到行程開關(guān)3S時(shí)，3S發(fā)信號(hào)使電磁閥2斷電換為右位工作，這時(shí)液壓油又進(jìn)入B缸右腔，其左腔回油，活塞左移，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。當(dāng)B缸工作部件上的擋塊碰到行程開關(guān)4S又發(fā)信號(hào)使電磁閥3通電時(shí)，開始了下一個(gè)工作循環(huán)。 上一頁下一頁返回第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路這種回路的優(yōu)點(diǎn)是控制靈活方便，其動(dòng)作順序更換容易，液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但順序轉(zhuǎn)換時(shí)有沖擊聲，位置精度不高。 2.壓力控制的順序動(dòng)作回路 壓力控制的順序動(dòng)作可由順序閥或壓力繼電器來實(shí)現(xiàn)。 圖4-28為使用順序閥的順序動(dòng)作回路。當(dāng)二位四通電磁換向閥2左位接入回路時(shí)，液壓油進(jìn)入液壓缸8的左腔，使活塞往右運(yùn)動(dòng)

32、，完成動(dòng)作;當(dāng)這項(xiàng)動(dòng)作完成后，液壓系統(tǒng)中的壓力升高到順序閥4的調(diào)定壓力，順序閥4開啟，液壓油進(jìn)入液壓缸5的左腔，使活塞向右運(yùn)動(dòng)，完成動(dòng)作;當(dāng)二位四通電磁換向閥2右位接入回路時(shí)，液壓油進(jìn)入液壓缸5的右腔，完成動(dòng)作;之后，液壓系統(tǒng)中壓力升高，升高到順序閥7的調(diào)定壓力，液壓油打開順序閥7進(jìn)入液壓缸8的右腔，完成動(dòng)作。 上一頁下一頁返回第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路圖4-29所示為用壓力繼電器控制電磁換向閥來實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作的回路。當(dāng)三位四通電磁換向閥6左位通電時(shí)，液壓缸4的活塞實(shí)現(xiàn)動(dòng)作;動(dòng)作完成后，油路壓力升高，壓力繼電器5動(dòng)作，使三位四通電磁換向閥1左位通電，液壓缸3的活塞實(shí)現(xiàn)動(dòng)作;按返回按鈕，三位四通電磁換

33、向閥1, 6左位斷電，三位四通電磁換向閥1右位通電，液壓缸3的活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作;這項(xiàng)動(dòng)作完成后，油路壓力升高，壓力繼電器2動(dòng)作，使三位四通電磁換向 閥6右位通電，液壓缸4的活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。 上一頁下一頁返回第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路在壓力控制的順序回路中，順序閥或壓力繼電器的調(diào)定壓力必須大于前一動(dòng)作執(zhí)行元件的最高工作壓力的10%15 %，否則在液壓系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)會(huì)造成誤動(dòng)作，引起事故。這種回路只適用于液壓系統(tǒng)中液壓缸數(shù)目不多、負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。二、同步回路 同步回路的功用是保證系統(tǒng)中兩個(gè)或兩個(gè)以上液壓缸在運(yùn)動(dòng)中位移量相同或以相同的速度運(yùn)動(dòng)。在多液壓缸液壓系統(tǒng)中，影響多液壓缸同步精度的因素較多，

34、如液壓缸的外負(fù)載、摩擦阻力、泄漏、制造質(zhì)量、結(jié)構(gòu)彈性變形以及油液中的含氣量等。要減少或克服這些因素的影響，就要采用同步運(yùn)動(dòng)回路。同步運(yùn)動(dòng)回路分為位置同步回路和速度同步回路。 上一頁下一頁返回第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路1.位置同步回路 位置同步是指液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件在運(yùn)動(dòng)中或停止時(shí)都保持相同的位移量。 圖4-30所示為帶補(bǔ)償裝置的串聯(lián)液壓缸位置同步回路。圖中，兩個(gè)液壓缸5和6的有效工作面積是相等的。從理論上講，兩個(gè)有效工作面積相等的液壓缸，當(dāng)輸人流量相同時(shí)，能夠作出同步運(yùn)動(dòng)。但由于泄漏的影響，會(huì)使兩個(gè)活塞產(chǎn)生同步位置誤差，且經(jīng)多次行程后，將積累為兩液壓缸顯著的位置差別。為此，回路中應(yīng)設(shè)置位置補(bǔ)償裝

35、置，來消除積累誤差。補(bǔ)償裝置的工作原理如下。上一頁下一頁返回第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路當(dāng)兩液壓缸活塞同時(shí)下行時(shí)，若液壓缸6活塞先達(dá)到行程終點(diǎn)，則擋塊壓下行程開關(guān)1S，三位四通電磁換向閥3左位通電接入回路，液壓油經(jīng)換向閥3和液控單向閥4進(jìn)入液壓缸5的上腔，進(jìn)行補(bǔ)油，使其活塞繼續(xù)下行到達(dá)行程終點(diǎn)。反之，若液壓缸5的活塞先達(dá)到行程終點(diǎn)，則擋塊壓下行程開關(guān)2S，三位四通電磁換向閥3右位通電接入回路，液壓油經(jīng)換向閥3進(jìn)入液控單向閥4的控制腔，打開單向閥4，使液壓缸6下腔與油箱接通，其活塞繼續(xù)下行到行程終點(diǎn)。這種回路只適應(yīng)于負(fù)載較小、同步精度要求不高的液壓系統(tǒng)。當(dāng)液壓系統(tǒng)的同步精度要求較高時(shí)，必須采用由比例調(diào)速閥或伺服閥組成的同步回路。上一頁下一頁返回第四節(jié)多缸動(dòng)作控制回路2.速度同步回路 速度同步是指液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度相等。 圖4-31所示為采用調(diào)速閥的速度同步回路。圖中兩個(gè)調(diào)速閥可分別調(diào)節(jié)進(jìn)