第五章基本回路-液压元件与基本回路

1、液压基本回路液压基本回路一一气动基本回路气动基本回路 二二任何复杂的液压系统，都是由一些基本任何复杂的液压系统，都是由一些基本回路组成的。所谓基本回路，就是由液回路组成的。所谓基本回路，就是由液压元件组成，用来完成特定功能的典型压元件组成，用来完成特定功能的典型回路。回路。常用基本回路按功能分为方向控制回路常用基本回路按功能分为方向控制回路、压力控制回路和速度控制回路。、压力控制回路和速度控制回路。作用：作用： 方向控制回路的作用是控制液压系方向控制回路的作用是控制液压系统中液流的通断及流动方向，进而达到统中液流的通断及流动方向，进而达到控制执行元件启动、停止（包括锁紧）控制执行元件启动、停止

2、（包括锁紧）及改变运动方向的目的及改变运动方向的目的 对换向回路的基本要求是：换向可靠，对换向回路的基本要求是：换向可靠，灵敏平稳，换向精度合适。灵敏平稳，换向精度合适。 换向阀的换向操作方式可根换向阀的换向操作方式可根 据工作需要来选择，如手动、据工作需要来选择，如手动、 机动、电磁或电液动等机动、电磁或电液动等 锁紧回路的作用是使锁紧回路的作用是使执行元件能在任意位执行元件能在任意位置停留，且停留后即置停留，且停留后即使有外力作用也不会使有外力作用也不会改变原来的位置。对改变原来的位置。对锁紧回路的要求是可锁紧回路的要求是可靠、迅速、平稳、持靠、迅速、平稳、持久。久。 换向阀中位应采用换向

3、阀中位应采用Y型或型或H型滑阀机能型滑阀机能 概念：概念： 压力控制回路是利用压力控制阀来压力控制回路是利用压力控制阀来控制液压系统中油液的压力，实现稳压控制液压系统中油液的压力，实现稳压、减压、增压和多级调压等控制，以满、减压、增压和多级调压等控制，以满足执行元件对力或力矩的要求。足执行元件对力或力矩的要求。溢流阀的调整压溢流阀的调整压力必须大于或等力必须大于或等于液压缸最大工于液压缸最大工作压力和油路上作压力和油路上各种压力损失之各种压力损失之总和总和 回路中先导式溢流回路中先导式溢流阀的调定压力值应阀的调定压力值应大于远程调压阀的大于远程调压阀的调定压力值调定压力值 多级调压回路适用多级

4、调压回路适用于工作过程中不同于工作过程中不同阶段需要不同压力阶段需要不同压力的情况的情况 减压回路是用来获减压回路是用来获得比主油路系统工得比主油路系统工作压力较低稳定压作压力较低稳定压力的油路。力的油路。 液压泵排出油液的液压泵排出油液的最大压力由溢流阀最大压力由溢流阀2根据主油路系统根据主油路系统的负载需要来调节的负载需要来调节。 机床工作部件短时间停止工作时，一般机床工作部件短时间停止工作时，一般都让液压泵空载运转都让液压泵空载运转(即让泵输出的油液即让泵输出的油液全部在零压或很低压力下流回油箱全部在零压或很低压力下流回油箱)而不而不关闭电机。这样做，可节省功率消耗，关闭电机。这样做，可

5、节省功率消耗，减少液压系统的发热，延长液压泵和电减少液压系统的发热，延长液压泵和电机的使用寿命。对于功率较大的液压泵机的使用寿命。对于功率较大的液压泵应尽可能在卸荷状态下使电机轻载启动应尽可能在卸荷状态下使电机轻载启动。常用的卸荷回路有以下几种：常用的卸荷回路有以下几种： （1）用三位换向阀中位机能的卸荷回）用三位换向阀中位机能的卸荷回路路 （2）用）用2位位2通换向阀的卸荷回路通换向阀的卸荷回路 （3）用先导式溢流阀的卸荷回路）用先导式溢流阀的卸荷回路 增压回路的功用是使系统增压回路的功用是使系统的局部油路或某个执行机的局部油路或某个执行机构获得比液压泵工作压力构获得比液压泵工作压力高若干倍

6、的高压油。在制高若干倍的高压油。在制动器、离合器等具有负载动器、离合器等具有负载大、行程小和作业时间短大、行程小和作业时间短等工作特点的执行机构中等工作特点的执行机构中均可采用增压回路。均可采用增压回路。 此回路适用于液压缸需要此回路适用于液压缸需要很大的单向作用力，而负很大的单向作用力，而负载行程却较短的场合。载行程却较短的场合。 保压回路的功用是保压回路的功用是使液压系统中液压使液压系统中液压缸在不动的情况下缸在不动的情况下维护稳定的压力。维护稳定的压力。常用的保压回路是常用的保压回路是：利用液压泵的保：利用液压泵的保压回路、利用蓄能压回路、利用蓄能器的保压回路和自器的保压回路和自动补油保

7、压回路。动补油保压回路。 蓄能器保压回路蓄能器保压回路 平衡回路的功用是使液压缸保持一定的平衡回路的功用是使液压缸保持一定的背压，以便平衡重力负荷，防止运动部背压，以便平衡重力负荷，防止运动部件超速下滑。对平衡回路的要求是结构件超速下滑。对平衡回路的要求是结构简单、闭锁性好、工作可靠。简单、闭锁性好、工作可靠。 速度控制回路是调节和变换执行元件运速度控制回路是调节和变换执行元件运动速度的基本回路。动速度的基本回路。速度控制回路包含调速回路、快速运动速度控制回路包含调速回路、快速运动回路和速度换接回路。回路和速度换接回路。 调速是指调节执行元件的运动速度。对调速是指调节执行元件的运动速度。对于液

8、压缸来讲，通过改变输入流量来实于液压缸来讲，通过改变输入流量来实现调速；对于液压马达，既可以通过改现调速；对于液压马达，既可以通过改变输入流量，也可以通过改变其排量变输入流量，也可以通过改变其排量(采采用变量马达用变量马达)来实现调速。来实现调速。调速回路分为三种调速回路分为三种 （1）节流调速回路；）节流调速回路； （2）容积调速回路；）容积调速回路； （3）容积节流调速回路。）容积节流调速回路。节流调速回路是用定量泵供油，采用流量控制阀调节执行元件的节流调速回路是用定量泵供油，采用流量控制阀调节执行元件的流量，实现速度调节的回路。节流调速回路按照流量阀安装位置流量，实现速度调节的回路。节流

9、调速回路按照流量阀安装位置的不同，又分为进油路节流调速回路、回油路节流调速回路和旁的不同，又分为进油路节流调速回路、回油路节流调速回路和旁油路节流调速回路油路节流调速回路3种种 进、回油路节流调速回路进、回油路节流调速回路 旁油路节流调速回路旁油路节流调速回路 改变变量泵的流量或改变改变变量泵的流量或改变液压马达的排量来调节执液压马达的排量来调节执行元件运动速度的回路，行元件运动速度的回路，称为容积调速回路。称为容积调速回路。 与节流调速相比，容积调与节流调速相比，容积调速的主要优点是效率高速的主要优点是效率高(压压力与流量的损耗少力与流量的损耗少)，回路，回路发热量少。适用于功率较发热量少。

10、适用于功率较大的液压系统。缺点是变大的液压系统。缺点是变量泵结构较复杂，价格较量泵结构较复杂，价格较高。高。用变量泵和节流阀用变量泵和节流阀(或调速阀或调速阀)相配相配合来进行调速的方法，称为容积节合来进行调速的方法，称为容积节流复合调速。这种调速方法具有工流复合调速。这种调速方法具有工作稳定、效率较高的优点。作稳定、效率较高的优点。 这种调速回路效率高，发热低。同这种调速回路效率高，发热低。同时，由于采用了调速阀，液压缸的时，由于采用了调速阀，液压缸的运动速度基本上不随负载而变化，运动速度基本上不随负载而变化，即使在较低的速度下工作时，运动即使在较低的速度下工作时，运动也较稳定。也较稳定。

11、限压式变量泵和调速阀限压式变量泵和调速阀的复合调速回路的复合调速回路作用作用 快速运动回路的功用在于加快工作快速运动回路的功用在于加快工作机构空载运行时的速度，以提高系统的机构空载运行时的速度，以提高系统的工作效率。工作效率。快速运动有多种增速方法。快速运动有多种增速方法。 (1)液压缸差动连接的快速运动回路液压缸差动连接的快速运动回路 (2)双泵供油的快速回路双泵供油的快速回路 (3)采用蓄能器的快速运动回路采用蓄能器的快速运动回路 这种快速运动回路简单，但快慢速的转这种快速运动回路简单，但快慢速的转换不够平稳。换不够平稳。 这种快速回路的优点是功率利用合理、这种快速回路的优点是功率利用合理

12、、系统效率高，缺点是回路较复杂、成本系统效率高，缺点是回路较复杂、成本高。常用在快、慢速差值较大的组合机高。常用在快、慢速差值较大的组合机床、注射机等设备的液压系统中。床、注射机等设备的液压系统中。这种快速回路可用于短时间内需要大流这种快速回路可用于短时间内需要大流量的液压系统，其特点是可用较小流量量的液压系统，其特点是可用较小流量的液压泵获得较高的运动速度。但蓄能的液压泵获得较高的运动速度。但蓄能器充油时，液压缸不能工作。器充油时，液压缸不能工作。 速度换接回路的功用是使液压执行元件速度换接回路的功用是使液压执行元件在一个工作循环中从一个速度转换到另在一个工作循环中从一个速度转换到另一种运动

13、速度。速度换接不仅包括液压一种运动速度。速度换接不仅包括液压执行元件由快速到慢速的换接，而且还执行元件由快速到慢速的换接，而且还包括两个慢速之间的换接。实现这种作包括两个慢速之间的换接。实现这种作用的回路应该具有较高的速度换接平稳用的回路应该具有较高的速度换接平稳性。性。 这种速度换接回路的速这种速度换接回路的速度换接快、行程调节比度换接快、行程调节比较灵活，便于自动控制较灵活，便于自动控制，应用较广泛。其缺点，应用较广泛。其缺点是平稳性差。是平稳性差。 这种回路中，行程阀这种回路中，行程阀的阀口是逐渐关闭的的阀口是逐渐关闭的，速度换接比较平稳，速度换接比较平稳，比采用电气元件可，比采用电气元

14、件可靠。其缺点是行程阀靠。其缺点是行程阀必须安装在运动部件必须安装在运动部件附近，管路接的越长附近，管路接的越长，压力损失越大。，压力损失越大。这种回路多用于大批这种回路多用于大批量生产的专机液压系量生产的专机液压系统中。统中。 该种回路用于组合机床中实现二次迸给该种回路用于组合机床中实现二次迸给的油路中的油路中 这种回路当一个调这种回路当一个调速阀工作时，另一速阀工作时，另一个调速阀油路被封个调速阀油路被封死，其调速阀中的死，其调速阀中的减压阀阀口全开。减压阀阀口全开。当电磁换向阀换位当电磁换向阀换位、出油口与油路接、出油口与油路接通的瞬间，压力会通的瞬间，压力会突然减小，调速阀突然减小，调

15、速阀中的减压阀阀口不中的减压阀阀口不及时关小，瞬时流及时关小，瞬时流量增加，使工作部量增加，使工作部件出现前冲现象。件出现前冲现象。 用一个液压泵驱动两个或两个以上的液用一个液压泵驱动两个或两个以上的液压缸压缸(或液压马达或液压马达)工作的回路，称为多缸工作的回路，称为多缸动作控制回路。动作控制回路。多缸动作控制回路可以分为多缸顺序动多缸动作控制回路可以分为多缸顺序动作回路、同步回路、多缸互不干扰回路作回路、同步回路、多缸互不干扰回路等。等。 顺序动作回路的功用是使多缸液压系统顺序动作回路的功用是使多缸液压系统中的各液压缸按规定的顺序动作。按其中的各液压缸按规定的顺序动作。按其控制方式不同分为

16、行程控制和压力控制控制方式不同分为行程控制和压力控制两种。两种。 行程控制的顺序动作回路行程控制的顺序动作回路这种回路工作可靠，动这种回路工作可靠，动作顺序的换接平稳。但作顺序的换接平稳。但改变工作顺序困难，且改变工作顺序困难，且管路长，压力损失大，管路长，压力损失大，不易安装。主要用于专不易安装。主要用于专用机械的液压系统。用机械的液压系统。行程阀控制的顺序动作回路行程阀控制的顺序动作回路 采用行程开关控制的顺序动作回路采用行程开关控制的顺序动作回路这种回路的优点是控这种回路的优点是控制灵活方便，其动作制灵活方便，其动作顺序更换容易，液压顺序更换容易，液压系统简单，易于实现系统简单，易于实现

17、自动控制。但顺序转自动控制。但顺序转换时有冲击声，位置换时有冲击声，位置精度不高。精度不高。 使用顺序阀的顺序动作回路使用顺序阀的顺序动作回路 使用压力继电器的顺序动作回路使用压力继电器的顺序动作回路 在压力控制的顺序回路中，顺序阀或压在压力控制的顺序回路中，顺序阀或压力继电器的调定压力必须大于前一动作力继电器的调定压力必须大于前一动作执行元件的最高工作压力的执行元件的最高工作压力的1015，否则在液压系统压力波动时会造成误，否则在液压系统压力波动时会造成误动作，引起事故。动作，引起事故。这种回路只适用于液压系统中液压缸数这种回路只适用于液压系统中液压缸数目不多、负载变化不大的场合。目不多、负

18、载变化不大的场合。 功用：功用： 是保证系统中两个或两个以上液压是保证系统中两个或两个以上液压缸在运动中位移量相同或以相同的速度缸在运动中位移量相同或以相同的速度运动。运动。 分为两种：分为两种： (1)用调速阀控制的同步回路用调速阀控制的同步回路 (2)同步阀及用同步阀控制的同步回同步阀及用同步阀控制的同步回路路 这种回路结构简单、使用这种回路结构简单、使用方便、易于调速。其缺点方便、易于调速。其缺点在于受油温变化和调速阀在于受油温变化和调速阀性能差异影响，控制精度性能差异影响，控制精度也较低。也较低。 同步阀可分为分流阀、集流阀和分流集同步阀可分为分流阀、集流阀和分流集流阀，图流阀，图 (

19、a)、(b)、(c)所示。所示。这种元件具有结构简单，安装、使用、这种元件具有结构简单，安装、使用、维护方便等优点维护方便等优点 多缸快慢速互不干扰回路的功用是使互多缸快慢速互不干扰回路的功用是使互不干扰回路液压系统中几个执行元件在不干扰回路液压系统中几个执行元件在完成各自工作循环时彼此互不影响。完成各自工作循环时彼此互不影响。 气压传动系统的形式很多，气压传动系气压传动系统的形式很多，气压传动系统是由不同功能的基本回路所组成，熟统是由不同功能的基本回路所组成，熟悉常用的基本回路是分析和设计气压传悉常用的基本回路是分析和设计气压传动系统的必要基础。动系统的必要基础。常用基本回路按功能分为方向控

20、制回路常用基本回路按功能分为方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路、多缸、压力控制回路、速度控制回路、多缸工作回路等工作回路等 方向控制回路是通过换向阀得电、失电方向控制回路是通过换向阀得电、失电使气缸改变方向的换向回路。常用的有使气缸改变方向的换向回路。常用的有单作用气缸换向回路、双作用气缸换向单作用气缸换向回路、双作用气缸换向回路。回路。 当电磁铁得电时，气压使活塞伸出工作当电磁铁得电时，气压使活塞伸出工作，而电磁铁失电时，活塞杆在弹簧作用，而电磁铁失电时，活塞杆在弹簧作用下缩回。下缩回。 压力控制回路就是要使气动回路中的压压力控制回路就是要使气动回路中的压力保持在一定范围内，或者是为了

21、得到力保持在一定范围内，或者是为了得到高低不同的压力回路而保持稳定。高低不同的压力回路而保持稳定。(a)是一次压力控制回路，常用外控型溢是一次压力控制回路，常用外控型溢流阀流阀1保持供气压力基本恒定，或用电接保持供气压力基本恒定，或用电接触点压力表触点压力表2来控制空气压缩机的转、停来控制空气压缩机的转、停使贮气罐内压力保持在规定范围内。使贮气罐内压力保持在规定范围内。 (b)是二次压力控制回路，利用溢流阀式是二次压力控制回路，利用溢流阀式减压阀来实现定压控制。减压阀来实现定压控制。 (a)是用是用2个减压阀分别控制输出高压、低个减压阀分别控制输出高压、低压两条工作回路，适用于需要同时输出压两

22、条工作回路，适用于需要同时输出高压、低压的场合。高压、低压的场合。 (b)是利用换向阀的切换控制高、低压的是利用换向阀的切换控制高、低压的回路。气源供给的压力经过减压阀调节回路。气源供给的压力经过减压阀调节到要求的规定值，利用换向阀实现高、到要求的规定值，利用换向阀实现高、低压切换，适用于两种工作情况负载差低压切换，适用于两种工作情况负载差别较大的场合。别较大的场合。 控制气缸的速度通常采用节流调速回路控制气缸的速度通常采用节流调速回路。在气动系统中常称供气节流调速和排气在气动系统中常称供气节流调速和排气节流调速。节流调速。(a)为供气节流调速回路为供气节流调速回路 (b)为排气节流调速回路为

23、排气节流调速回路 供气节流调速回路的不足之处主要表现供气节流调速回路的不足之处主要表现为以下方面。为以下方面。 当负载方向与活塞的运动方向相当负载方向与活塞的运动方向相反时，活塞运动易出现不平稳现象，即反时，活塞运动易出现不平稳现象，即“爬行爬行”现象。现象。 当负载方向与活塞运动方向一致当负载方向与活塞运动方向一致时，由于排气经换向阀快排，几乎没有时，由于排气经换向阀快排，几乎没有阻尼，负载易产生阻尼，负载易产生“跑空跑空”现象，使气现象，使气缸失去控制。缸失去控制。排气节流调速减少了排气节流调速减少了“爬行爬行”发生的可发生的可能性，调节节流阀的开度，就可控制不能性，调节节流阀的开度，就可控制不同的排气速度，从而也就控制了活塞的同的排气速度，从而也就控制了活塞的运动速度。运动速度。(a)为采用单向节流阀的双向节流调速回为采用单向节流阀的双向节流调速回路，路，(b)为采用排气节流阀的双向节流调为采用排气节流阀的双向节流调速回路速回路 ，它们适用于负载变化不大的场，它们适用于负载变化不大的场合。合。 气液联动速度控制回路具有运动平稳、气液联动速度控制回路具有运动平稳、平衡性强、停位准确、泄漏途径小、制平衡性强、停位准确、泄漏途径小、制造维修方便、能耗低等特点。造维修方便、能耗低等特点。 气液转换器速度控制回路气液转换器速度控制回路 气气-液阻尼缸速度控