機械設(shè)計基礎(chǔ)-圖文課件第7章

第7章1液壓基本回路目錄7.17.27.3壓力控制回路速度控制回路方向控制回路7.4多缸動作控制回路7.1壓力控制回路7.1.1調(diào)壓回路調(diào)壓回路的功能是控制系統(tǒng)的最高工作壓力，使其保持恒定或不超過某一預(yù)先調(diào)定的數(shù)值（即壓力閥的調(diào)整壓力）。7.1壓力控制回路7.1.1調(diào)壓回路1.單級調(diào)壓回路圖7-1單級調(diào)壓回路1—溢流閥；2—液壓缸;3—節(jié)流閥7.1壓力控制回路7.1.1調(diào)壓回路2.多級調(diào)壓回路圖7-2三級調(diào)壓回路1—三位四通電磁換向閥；2、3—遠程調(diào)壓閥；4—主溢流閥7.1壓力控制回路7.1.1調(diào)壓回路3.遠程調(diào)壓回路圖7-3遠程調(diào)壓回路1—主溢流閥；2—遠程調(diào)壓閥7.1壓力控制回路7.1.1調(diào)壓回路4.比例調(diào)壓回路圖7-4比例調(diào)壓回路7.1壓力控制回路7.1.2減壓回路減壓回路是由溢流閥、減壓閥、單向閥等元件組成的。減壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)的某一支路獲得低于系統(tǒng)主油路工作壓力的壓力油。液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊、控制、潤滑、制動及各種輔助油路一般都采用減壓回路。但是，由于減壓口處有功率損失，故大流量回路不宜采用減壓回路，而應(yīng)采用輔助泵低壓供油。7.1壓力控制回路7.1.2減壓回路減壓回路是由溢流閥、減壓閥、單向閥等元件組成的。減壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)的某一支路獲得低于系統(tǒng)主油路工作壓力的壓力油。液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊、控制、潤滑、制動及各種輔助油路一般都采用減壓回路。但是，由于減壓口處有功率損失，故大流量回路不宜采用減壓回路，而應(yīng)采用輔助泵低壓供油。1.一級減壓回路圖7-5一級減壓回路1—單向閥；2—定值減壓閥；3—溢流閥7.1壓力控制回路7.1.2減壓回路減壓回路是由溢流閥、減壓閥、單向閥等元件組成的。減壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)的某一支路獲得低于系統(tǒng)主油路工作壓力的壓力油。液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊、控制、潤滑、制動及各種輔助油路一般都采用減壓回路。但是，由于減壓口處有功率損失，故大流量回路不宜采用減壓回路，而應(yīng)采用輔助泵低壓供油。2.二級減壓回路圖7-6二級減壓回路1—遠程調(diào)壓閥；2—二位二通電磁換向閥；3—先導(dǎo)式減壓閥；4—溢流閥7.1壓力控制回路7.1.3增壓回路增壓回路的功用是使系統(tǒng)的局部油路或某個執(zhí)行機構(gòu)獲得比液壓泵工作壓力高若干倍的高壓油。當液壓系統(tǒng)中某一支路需要壓力很高、流量很小的壓力油時，如果采用高壓泵不經(jīng)濟，或根本沒有這樣高壓力的液壓泵時，就要采用增壓回路來提高壓力。在制動器、離合器等具有負載大、行程小和作業(yè)時間短等工作特點的執(zhí)行機構(gòu)中均可采用增壓回路。最簡單的增壓方法是采用增壓缸。7.1壓力控制回路7.1.3增壓回路圖7-7采用增壓缸的增壓回路1、2—工作缸；3—增壓缸；4—二位四通電磁換向閥；5—溢流閥7.1壓力控制回路7.1.4保壓回路保壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)中液壓缸在不動的情況下維持穩(wěn)定的壓力。有的主機要求液壓系統(tǒng)在工作過程中，當液壓泵卸荷時系統(tǒng)仍須保持壓力，對此常用蓄能器、自動補油保壓回路來保持系統(tǒng)壓力。7.1壓力控制回路7.1.4保壓回路1.蓄能器保壓回路圖7-8蓄能器保壓回路1—壓力繼電器；2—蓄能器；3—三位四通電磁換向閥；4—二位二通電磁換向閥；5—先導(dǎo)式溢流閥；6—單向閥7.1壓力控制回路7.1.4保壓回路2.自動補油保壓回路圖7-9自動補油保壓回路1—電接觸式壓力表；2—截止閥；3—液控單向閥；4—三位四通電磁換向閥；5—溢流閥7.1壓力控制回路7.1.5卸荷回路卸荷回路的功用是在液壓泵驅(qū)動電動機不頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在功率損耗接近于零的情況下運轉(zhuǎn)。所謂“卸荷”是指液壓泵以很小的輸出功率運轉(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壓力油。這樣既減少了功率的消耗，降低了系統(tǒng)的溫升，又延長了液壓泵的使用壽命。采用卸荷回路，可以避免原動機的頻繁起動與停止；若在起動時先行卸荷，還可使原動機在空載下起動。7.1壓力控制回路7.1.5卸荷回路1.采用換向閥中位機能的卸荷回路圖7-10采用換向閥中位機能的卸荷回路1—先導(dǎo)式溢流閥；2—三位四通電磁換向閥7.1壓力控制回路7.1.5卸荷回路2.采用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路圖7-11采用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路1—二位二通電磁換向閥；2—先導(dǎo)式溢流閥7.1壓力控制回路7.1.6平衡回路平衡回路的功用是使液壓缸保持一定的背壓，以便平衡重力負荷，防止運動部件超速下滑。對平衡回路的要求是結(jié)構(gòu)簡單、閉鎖性好、工作可靠。7.1壓力控制回路7.1.6平衡回路圖7-12單向順序閥組成的平衡回路1—溢流閥；2—三位四通電磁換向閥；3—直動型順序閥；4—單向閥7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路調(diào)速是指調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度。調(diào)速回路對液壓傳動系統(tǒng)的性能好壞有決定性影響，故在液壓系統(tǒng)中占有突出的地位，也是液壓系統(tǒng)的核心部分。在不考慮液壓油的壓縮性和泄漏的情況下，液壓缸的運動速度為v=q/A（7-1）液壓馬達的轉(zhuǎn)速為n=q/Vm（7-2）可見，改變進入執(zhí)行元件的流量q，或者改變執(zhí)行元件的幾何尺寸（液壓缸的工作面積A或液壓馬達的排量Vm）都可以改變其運動速度。7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路（1）進口節(jié)流調(diào)速回路（2）出口節(jié)流調(diào)速回路（4）用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路（3）旁路節(jié)流調(diào)速回路7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路圖7-13進口節(jié)流調(diào)速回路與速度-負載特性曲線7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路圖7-14出口節(jié)流調(diào)速回路7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路圖7-16旁路節(jié)流調(diào)速回路與速度-負載特性曲線7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路2.容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路是通過改變泵和馬達的排量來實現(xiàn)調(diào)速的。其大多采用閉式回路，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、大功率的系統(tǒng)。但回路中變量泵或變量馬達結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需輔助泵來補油和散熱，成本較高。根據(jù)液壓泵和液壓馬達（或液壓缸）的不同組合，容積調(diào)速回路有三種形式：變量泵-定量執(zhí)行元件容積調(diào)速回路；定量泵-變量馬達容積調(diào)速回路；變量泵-變量馬達容積調(diào)速回路。7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路圖7-17變量泵-定量執(zhí)行元件容積調(diào)速回路及調(diào)速特性曲線（1）變量泵-定量執(zhí)行元件容積調(diào)速回路7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路圖7-18定量泵-變量馬達容積調(diào)速回路及調(diào)速特性曲線（2）定量泵-變量馬達容積調(diào)速回路7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路圖7-19變量泵-變量馬達容積調(diào)速回路及調(diào)速特性曲線1—雙向變量泵；2—變量馬達；3—安全閥；4—輔助泵；5—溢流閥；6、7、8、9—單向閥（3）變量泵-變量馬達容積調(diào)速回路7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路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償型變量泵供油，用流量控制閥調(diào)定進入液壓缸或由液壓缸流出的流量來調(diào)節(jié)液壓缸的運動速度，并使變量泵的輸油量自動地與液壓缸所需的流量相適應(yīng)。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，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)。下面介紹一種典型的容積節(jié)流調(diào)速回路：限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的調(diào)速回路。7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路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償型變量泵供油，用流量控制閥調(diào)定進入液壓缸或由液壓缸流出的流量來調(diào)節(jié)液壓缸的運動速度，并使變量泵的輸油量自動地與液壓缸所需的流量相適應(yīng)。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，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)。下面介紹一種典型的容積節(jié)流調(diào)速回路：限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的調(diào)速回路。7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路3.容積節(jié)流調(diào)速回路圖7-20限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路及調(diào)速特性曲線7.2速度控制回路7.2.1調(diào)速回路3.容積節(jié)流調(diào)速回路欲使調(diào)速閥正常工作，應(yīng)保證其最小壓差為Δpmin=pp－p1max=0.5MPa，這樣才能使液壓缸的工作點始終處在曲線2的水平段。因此，限壓式變量泵的壓力-流量調(diào)節(jié)應(yīng)保證pp=p1max+Δpmin。當p1=p1min時，回路的功率損失最小。若液壓缸工作點a向左移動（即負載壓力p1下降），則功率損失增大。另外，若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-壓力特性曲線有所不同（變量段曲線近似為豎直線）。7.2速度控制回路7.2.2快速運動回路1.采用液壓缸的快速運動回路圖7-21采用單桿活塞缸差動連接實現(xiàn)快速運動的回路1—溢流閥；2—三位四通電磁換向閥；3—單向調(diào)速閥；4—二位三通電磁換向閥7.2速度控制回路7.2.2快速運動回路2.采用雙泵供油的快速運動回路圖7-22采用雙泵供油的快速運動回路1—高壓小流量泵；2—低壓大流量泵；3—卸荷閥；4—單向閥；5—溢流閥7.2速度控制回路7.2.2快速運動回路3.采用蓄能器的快速運動回路圖7-23采用蓄能器的快速運動回路1—液控順序閥；2—單向閥；3—蓄能器；4—三位四通電磁換向閥7.2速度控制回路7.2.3速度換接回路速度換接回路的功用是使液壓執(zhí)行元件在一個工作循環(huán)內(nèi)從一種速度轉(zhuǎn)換為另一種運動速度。速度換接不僅包括液壓執(zhí)行元件由快速到慢速的換接，還包括兩個慢速之間的換接。實現(xiàn)這種作用的回路應(yīng)該具有較高的速度換接平穩(wěn)性。7.2速度控制回路7.2.3速度換接回路1.快、慢速換接回路圖7-24采用行程閥切換的速度換接回路1—調(diào)速行程閥；2—調(diào)速閥；3—單向閥；4—溢流閥；5—二位四通電磁換向閥7.2速度控制回路7.2.3速度換接回路2.兩種慢速的換接回路圖7-25采用兩個調(diào)速閥串聯(lián)組成的慢速換接回路1—二位二通電磁換向閥；2、3—調(diào)速閥；4—溢流閥7.2速度控制回路7.2.3速度換接回路2.兩種慢速的換接回路圖7-26采用兩個調(diào)速閥并聯(lián)的慢速換接回路1—二位三通電磁換向閥；2、3—調(diào)速閥；4—溢流閥7.3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、斷及流動方向，進而達到控制執(zhí)行元件啟動、停止（包括鎖緊）及改變運動方向的目的。7.3方向控制回路7.3.1換向回路對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)行元件向正反兩個方向運動，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能又可使系統(tǒng)獲得不同的性能（如M型中位滑閥機能可使執(zhí)行元件停止和液壓泵卸荷）。五通閥有兩個回油口，執(zhí)行元件向正、反向運動時，在兩回油路上設(shè)置不同的背壓，可獲得不同的速度。7.3方向控制回路7.3.1換向回路若執(zhí)行元件是單作用液壓缸或差動缸，則可用二位三通電磁換向閥來換向，圖7-27所示為用二位三通電磁換向閥使單作用液壓缸換向的回路。換向閥的換向操作方式可根據(jù)工作需要來選擇，如手動、機動、電磁或電液動等。7.3方向控制回路7.3.1換向回路圖7-27用二位三通電磁換向閥使單作用液壓缸換向的回路1—二位三通電磁換向閥；2—溢流閥7.3方向控制回路7.3.2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改變位置。對鎖緊回路的要求是可靠、迅速、平衡、持久。鎖緊的原理就是將執(zhí)行元件的進、回油路封閉。7.3方向控制回路7.3.2鎖緊回路圖7-28雙向鎖緊回路1、2—液控單向閥；3—三位四通電磁換向閥；4—溢流閥7.4多缸動作控制回路7.4.1順序動作回路圖7-29用行程閥控制的順序動作回路1—溢流閥；2—行程換向閥；3—二位四通電磁換向閥1.行程控制的順序動作回路7.4多缸動作控制回路7.4.1順序動作回路圖7-30用行程開關(guān)控制的順序動作回路1—溢流閥；2、3—二位四通電磁換向閥1.行程控制的順序動作回路7.4多缸動作控制回路7.4.1順序動作回路圖7-31使用順序閥的順序動作回路1—溢流閥；2—二位四通電磁換向閥；3、4—單向順序閥；5、6—液壓缸2.壓力控制的順序動作回路7.4多缸動作控制回路7.4.1順序動作回路圖7-32使用壓力繼電器的順序動作回路1、6—三位四通電磁換向閥；2、5—壓力繼電器;3、4—液壓缸；7—溢流閥2.壓力控制的順序動作回路7.4多缸動作控制回路7.4.2同步回路