第6章-液压基本回路

1、第,6,章,液压基本回路,组员：蒙家炎,安林,程凯文,金芝佩,雒特,引言,基本回路是由有关的液压元件组成，用来完成特定功能的典,型油路,例如用来调节执行元件运动速度的调速回路,用来控制系统中液体压力的调压回路,用来改变执行元件运动方向的换向回路等,熟,悉,基,本,回,路,是,分,析,和,设,计,液,压,传,动,系,统,的,重,要,基,础,本章重点介绍常用的压力控制回路、速度控制回路、方向控制,回路和多缸工作回路。学习液压基本回路时，应注意掌握基本,回路的构成、工作原理、性能和应用等四个方面,压力控制回路,定义,压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统中液体的压力,以满足执行元件对力或转矩的要求。

2、这类回路包括调压、减压,卸荷、保压、背压、平衡、增压等回路,目录,调压回路,减压回路,增压回路,卸荷回路,保压回路,平衡回路,调压回路,调压回路的功用是使液压系统整体或某一部分的压力保持恒定或不超过,某个限定值,1,单级调压回路,2,多级调压回路,3,无级调压,减压回路,减压回路的作用是使系统中的某一部分油路或某个执行元件获得比系统压,力低的稳定压力,6.1.3,增压回路,增压回路用以提高系统中局部油路的压力，它能,使局部压力远高于油源的压力,1,单作用增压缸的增压回路,2,双作用增压缸的增压回路,卸荷回路,卸荷回路的功用是指在液压泵驱动电机不频繁,启闭的情况下，使液压泵在功率输出接近于零,的

3、情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发,热，延长泵和电动机的寿命,类型,1,2,3,4,利用复合泵的卸荷回路,利用二位二通换向阀旁路卸荷的回路,利用换向阀卸荷的回路,利用溢流阀远程控制口卸荷的回路,保压回路,有的机械设备在工作时，常常要求液压执行机构在其,行程终止时，保持压力一段时间，这时需要采用保压,回路。所谓保压回路，就是使系统在液压缸不动或仅,有工件变形所产生的微小位移下稳定的维持住压力,最简单的保压回路是使用密封性较好的液控单向阀的,回路，但是阀类元件处的泄露是这种保压时间不能持,久,类型,1,利用液压泵保压的保压回路,2,利用蓄能器的保压回路,3,自动补油保压回路,平衡回路,平衡回路

4、的作用在于防止垂直或倾斜放置的液,压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落,类型,1,内控原理,2,外控原理,3,利用液控单向阀,速度控制回路,定义,液压传动系统中的速度控制回路包括调节液压执,行元件的速度的调速回路、使之获得快速运动的快速,回路、快速运动和工件进给速度以及工作进给速度间,的速度换接回路,一,调速回路,目录,节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路,二、快速运动回路,三、速度换接回路,调速回路,液压缸的运动速度,q,v,A,液压马达的转速,q,n,V,M,q,输入液压执,行元件的流量,A,液压缸的有,效面积,V,M,液压马达的,排量,输入液压执行元件的流量,q,改变速度,改

5、变液压缸的有效面积,A,改变液压马达的排量,V,M,节流,调速,用,定量泵,和,流量阀,来,调速。采用,调速回路,调,速,方,法,容积,调速,用,改变变量泵或,变量液压马达的,排量,调速,容积节,流调速,用,变量泵,和,流量阀,来达到调速目的,调速回路,节流调速回路,节流阀串联在液压泵和液压,缸之间。液压泵输出的油液一部,分经节流阀进入液压缸工作腔,推动活塞运动，液压泵多余的油,液经过溢流阀排回油箱，这是正,常工作的必要条件。溢流阀溢流,泵的出口压力,p,p,就是溢流阀的调,整压力并基本保持恒定（定压,调节节流阀的通流面积，即可调,节通过节流阀的流量，从而调节,液压缸的运动速度,A,1,A,2

6、,v,p,1,q,q2,1,q,P,2,0,y,P,T,q,T,P,p,q,p,F,一）进油节流调速回路,调速回路,节流调速回路,速度负载,特性,q,1,KA,T,F,v,p,p,A,1,A,1,A,m,最大承载,能力,F,max,p,p,A,1,液压泵输出功率,P,p,p,p,q,p,液压缸输出功率,P,1,p,1,q,1,功率损失,P,p,p,q,y,pq,1,功率,效率,Fv,p,1,q,1,回路效率,c,p,p,q,p,p,p,q,p,调速回路,节流调速回路,活塞运动速度,v,与节流阀通流面积,A,T,成正比,通常用速度刚度,k,v,表示负载变化,对速度的影响程度,p,p,A,1,F,

7、F,1,k,v,v,tan,vm,1,当节流阀通流面积一定时,负载越小，速度刚度越大,2,当负载一定时，节流阀通流,面积越小，速度刚度越大,3,适当增大液压缸有效面积和,提高液压泵供油压力可提高速度刚,度,调速回路,节流调速回路,进油节流调速回路特点,1,2,进油路有节流阀，流量输入平稳，无冲击，当,流量进入单杆液压缸无杆腔时，因为有效工作,面积较大，可以获得较低的运动速度,回路上没有背压，当负载变化时，运动速度不,够平稳,总之，这种回路结构简单，成本较低，而且调速范围较大（一般,可达,100,以上），启动时冲击较小，因此仍广泛应用于一般负载,变化较小的小功率液压系统中,调速回路,节流调速回路

8、,二）回油路节流调速,串联在液压缸的回油路上，如图所,在这种调速回路中，把节流阀,示，借助节流阀控制液压缸的排油,量,压缸的流量,q,2,来实现速度调节。由于进入液,量,液压缸排油量,q,的限制，因此用节流阀来调节,q,1,受到回油路上排出流,2,量,流回油箱,q,定量泵多余的油液经溢流阀,q,2,也就调节了进油,1,基本稳定（定压,溢流阀调整压力,p,p,A,1,A,2,v,p,F,1,p,2,q2,q,y,q,1,q,T,p,3,P,p,q,p,调速回路,节流调速回路,速度负载,特性,最大承载,能力,q,2,KA,T,p,KA,T,p,2,v,A,2,A,2,A,2,m,m,A,1,F,m

9、,KA,T,p,p,A,2,A,2,A,2,F,max,p,p,A,1,液压泵输出功率,P,p,p,p,q,p,液压缸输出功率,P,1,p,p,q,1,p,2,q,2,功率损失,回路效率,P,p,p,q,y,pq,2,A,2,p,p,p,2,q,1,A,1,Fv,c,p,p,q,p,p,p,q,p,功率,效率,调速回路,节流调速回路,回油节流调速回路特点,1,2,3,回油腔有背压，运动比较平稳，能防止负载突然,为零时引起的前冲，并能承受一定程度的负值负,载,通过节流阀的流量流往油箱，热油得到冷却，改,善了散热条件,停机以后，回油腔油会缓慢流入油箱，再次启动,时，容易产生启动冲击,回油路节流调速

10、回路同样只适用于小功率、负载变化不大的系,统。在生产中，其应用比进油节流调速回路普遍,调速回路,节流调速回路,进、回油路节流调速回路比较,进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承载能力和效,率等方面性能是相同的，差别如下,1,承受负值负载能力,回油节流调速回路回油腔有一定的背压，能在负值负载下,工作；而进油节流调速回路回油腔没有背压，不能在负值负载,下工作,2,运动平稳性,就低速平稳性而言，回油节流调速优于进口调速，回油节,流调速的最低稳定速度较进口调速低,调速回路,节流调速回路,3,实现压力控制的方便性,进油节流调速回路实现压力控制很方便；回油节流调速,回路虽然能实现压力控制但是其可靠性差，

11、一般不采用,4,油液发热对泄漏的影响,发热和泄露对进油节流调速的影响均大于对回油节流调,速的影响,5,起动时前冲,回油节流调速回路中，进油路上没有节流阀控制流量,活塞会前冲；进油节流调速回路中，进油路上有节流阀控制,流量，故活塞前冲很小，甚至没有前冲,调速回路,节流调速回路,三）旁油路节流调速回路,与液压缸并联的支路上，如图所示,这种节流调速回路将节流阀装在,只要调节通过旁路节流阀流量,就能调节进入液压缸的流量,就调节了活塞运动速度。通过节流回,q,q,T,1,也,油箱的的流量多，则进入液压缸的流,量就少，活塞运动速度就慢；反之,活塞运动速度就快。这里的溢流阀作,安全阀用，其调定压力应大于克服

12、最,大负载所需的压力。正常工作时溢流,阀处于关闭状态,A,1,A,2,v,p,F,1,p,2,q,y,q,1,p,T,q,T,P,p,q,p,7-31,旁油路节流调速回路,调速回路,节流调速回路,速度负载,特性,F,F,q,1,k,1,KA,T,A,A,q,1,1,1,v,A,1,A,1,m,最大承载能力随节流阀通流面积,A,T,的增加而减,最大承载,小，即旁路节流调速回路的低速承载能力很差,能力,调速范围也小,功率,效率,旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，泵的,输出压力随负载而变化，即节流损失和输入功率损失,随负载而变化，所以比前两种调速回路效率高,调速回路,节流调速回路,调速回路,

13、节流调速回路,1,当节流阀通流面积一定,而负载增加时，速度显著下,降，即特性很软,2,当节流阀通流面积一时,负载越大，速度刚度越大,3,当负载一定时，节流阀,通流面积越小（即活塞运动,速度高），速度刚度越大,该回路适用于高速重载的场合,调速回路,容积调速回路,定义,容积调速回路是通过改变泵的排量或,和）液压马达的排量来调节液压马达（或,液压缸）速度的回路,形式,变量泵和定量液压执行元件,定量泵和变量马达,变量泵和变量马达,调速回路,容积调速回路,根据油路循环方式，容积调速回路可以分为开式回路,或闭式回路,一）开式回路,液压泵从油箱吸油，液压执行元件的回油直接回油箱,回路结构简单，油液能得到充分

14、冷却，但油箱体积大,空气和赃物易进入回路,二）闭式回路,执行件的回油直接与泵的吸油腔相连，结构紧凑，只需,很小的补油箱，空气和赃物不易进入回路，但油液冷却,条件差，需附设辅助泵补油、冷却和换油,调速回路,容积调速回路,一,变量泵和定量液压执行元件的容积调速回路,图,a,中的执行元件为液压缸,图,b,的执行元件为液压马达,该回路是闭式回路，溢流阀,2,起安全作用，用以防止系统过,载，为了补充泵和液压马达的,泄漏增加了补油泵,4,和溢流阀,5,溢流阀,5,用来调节补油泵的补,油压力，同时置换部分已发热,的油液，降低系统温升。图,a,中，改变变量泵的排量即可调,节活塞运动的速度,v,2,为安全,活塞

15、运动速度,阀，限制回路的最大压力,F,q,t,k,l,q,p,A,1,v,A,1,A,1,调速回路,容积调速回路,由于变量泵的泄漏，活塞运,动速度会随负载的加大而减,小。负载增大到某一值，低,速下会出现活塞停止现象,马达转速,n,M,q,p,V,M,p,M,V,M,马达输出转矩,T,2,活塞运动速度,F,q,t,k,l,q,p,A,1,v,A,1,A,1,因液压马达排量为定值,故调节变量泵流量,q,p,即,可马达的转速,n,M,进行调,节,当负载转矩恒定时，马达的输出转,矩和回路工作压力都恒定不变，则,马达的输出功率和转速成正比,调速回路,容积调速回路,二）定,量泵和变量马达的容积调速回路,闭

16、式回路）定量泵,1,输出流量不变，改变,变量马达的排量,V,M,就,可以液压马达的转速,3,为安全阀,2,为变量,马达,5,是向系统补油,的辅助泵,4,为调节补,油压力的溢流阀,a)闭式,b)开式,图9-3 定量泵变量马达容积调,速回路,调速回路,容积调速回路,三）变,量泵和变量马达的容积调速回路,该回路采用了双向变量泵和双,向变量马达。变量泵,1,正向或,反向供油，马达即正转或反转,单向阀,4,5,用于使辅助泵,3,能,双向补油，单向阀,6,7,使安全,阀,8,在两个方向都起过载保护,作用。由于液压泵和液压马达,排量均可改变，故扩大了调速,范围,调速回路,容积节流调速回,路,定义,容积节流调

17、速回路的工作原理是采用压力补,偿型变量泵供油，用流量控制阀调定进入液压缸或,由液压缸流出的流量来调节液压缸的运动速度，并,使变量泵输油量自动与液压缸所需流量相适应。这,种回路无溢流损失、效率较高、低速稳定性好、调,节方便，广泛应用于机床液压系统,限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回,路,差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回,路,形式,限压式变量泵和调速阀的容,积节流调速回路,该回路由变量泵,1,供油，压力油经,2,进入液压缸，回,油经背压阀,4,返回油箱，液压缸运动速度由调速阀中的节,流阀的通流面积,A,T,来控制,调速阀不仅能保,证进入液压缸的流,量稳定，而且使泵,的供油量自动与液,压缸所需

18、流量相适,应，使得泵的供油,压力基本恒定,差压式变量泵和节流阀的容,积节流调速回路,节流阀控制进入液压缸的流量,q,与,1,并使变量泵输出流量,q,q,时，泵的,p,自动,1,相适应。当,q,p,q,1,供油压力上升，控制柱塞进一,步压缩弹簧，定子右移，减小,泵的偏心距，使供油量下降,q,距，使供油量增大至,p,q,1,反之则会加大泵的偏心,q,p,q,1,快速运动回路,快速运动回路又称增速回路，其功,能在于使液压执行元件获得所需的,高速，缩短机械空程运行时间，以,提高系统的工作效率,液压缸差动连接回路,当只有电磁铁,1YA,通电时，换向,阀,3,左位工作，压力油可进入液压缸的,左腔，同时，经

19、阀,4,的左位与液压缸右,腔连通，因活塞左端受力面积大，故活,塞差动快速右移。此时，若,3YA,电磁铁,通电，阀,4,换为右位，则压力油只能进,入缸左腔，缸右腔油经阀,4,右位、调速,阀,5,回油，实现活塞慢速运动。当,2YA,3YA,同时通电时，压力油经阀,3,右位、单,向阀,6,阀,4,右位进入缸右腔，缸左腔回,油，活塞左移,采用蓄能器的快速运动回路,当换向阀,5,处于中位，液,1,经单,2,向蓄能器,4,充油。当蓄,3,的调定压力时，阀,3,被打,5,处于左位或右位，液压缸,1,和蓄能器,4,压缸不工作时，液压泵,向阀,能器内的油压达到液控顺序,阀,开，使液压泵卸荷。当换向,阀,工作时，液压泵,同时向液压缸供油，其实现,快速运动,双泵供油的快速运动回路,液压泵,1,为高压小流量泵,2,为低压大流量泵。空载时，液,3,的,3,关闭，泵,2,输出的,4,与泵,1,输出的油液,3,的调定压,3,打开，单向阀,4,关闭，泵,2,3,流回油箱，泵,2,处于卸,1,供油,5,调节,泵,压系统的压力低于液控顺序阀,调定压力，阀,油液经单向阀,汇集在一起进入液压缸，从而实,现快速运动。当系统承受负载时,系统压力升高至大于阀,力，闵,的油经阀,荷状态。此时系统仅由小泵,实现慢速工作进给，其工作压力,由阀,速度换接回路,速度换接回路的功用是使液压执行机