第7章液压基本回路

1、2022-3-171第第7章章 液压基本回路液压基本回路7.1 速度控制回路速度控制回路7.2 压力控制回路压力控制回路7.3 方向控制回路方向控制回路7.4 多缸动作回路多缸动作回路2022-3-172 液压系统：液压系统： 由一个或多个液压基本回路组成。由一个或多个液压基本回路组成。 液压基本回路：液压基本回路： 指那些为了实现特定的功能而把某些液压元指那些为了实现特定的功能而把某些液压元件和管道按一定的方式组合起来的油路结构。件和管道按一定的方式组合起来的油路结构。液压基本回路分类：液压基本回路分类： 方向控制回路方向控制回路 压力控制回路压力控制回路 速度控制回路速度控制回路 多缸工作

2、控制回路多缸工作控制回路概概 述述2022-3-1731. 节流调速节流调速2. 容积调速容积调速3. 容积节流调速容积节流调速液压缸液压缸:马达马达:调速方法调速方法有级变速有级变速无级变速无级变速Aqv Vqn .,vqCAnVq, 7.1 速度控制回路速度控制回路7.1.1 7.1.1 调速回路调速回路2022-3-174通过改变节流口的通流截面积来调节流量通过改变节流口的通流截面积来调节流量（定压式）（定压式） 串联节流调速回路串联节流调速回路 并联节流调速回路并联节流调速回路 （变压式）（变压式） 进油节流调速回路进油节流调速回路 回油节流调速回路回油节流调速回路 进回油节流调速回路

3、进回油节流调速回路 7.1.1.1 7.1.1.1 节流调速回路节流调速回路2022-3-1751.系统组成：系统组成： 定量泵、节流阀、溢流阀定量泵、节流阀、溢流阀和执行元件和执行元件2.2.工作原理：工作原理：一、进口节流调速回路一、进口节流调速回路定压式节流调速定压式节流调速 V2022-3-1763. 3. 回路特性回路特性11Aqv pCAqqTT11ApCAT1pppP11)(AppCAPTFApAp2211112, 0AFpp11)(AAFpCAvPT分子分母同乘A1 1） 机械特性：机械特性：液压缸速度与外负载的关系液压缸速度与外负载的关系2022-3-177可得：速度可得：速

4、度- -负载特性方程负载特性方程v与与A AT T ，F F 有关，有关，当当A AT T 一定一定: : F F，v同样同样F F : : A AT T，v111)(AFApCAvPT速度-负载特性曲线可见：可见：2022-3-178速度刚度：速度刚度：1111)(FApCAAkPTvvFApP1当当AT 一定一定, F kv 当当F=C, AT kv pP, A1， , kv 结论：在速度低、负载小时速度刚度好结论：在速度低、负载小时速度刚度好2022-3-1792) 2) 功率特性功率特性溢流损失：溢流损失： qpPP溢节流损失：节流损失： 1qpqpPTTT节1qpqpPTP回路功率损

5、失回路功率损失： 损失的功率变成热，使油温升高损失的功率变成热，使油温升高 功率损失功率损失P 2022-3-1710PPcqpqp11cPqq,1cPpp,1速度越高，效率越高。速度越高，效率越高。负载越大，效率越高。负载越大，效率越高。cAFp,11qqqP1回路效率回路效率:回路输入功率（泵输出）：回路输入功率（泵输出）： 回路输出功率（缸输入）：回路输出功率（缸输入）： PPPqpP 111qpP 前述：在速度低、负载小时速度刚度好。前述：在速度低、负载小时速度刚度好。2022-3-1711缸在恒载下工作时缸在恒载下工作时:节溢PPPPP1PPPqpP 节P溢P1P（定量泵（定量泵qP

6、不变，不变，pP一定）一定）PPPqpP 总功率：总功率：功率特性图111qpP 有效功率：有效功率：P1q1，q1, P1 溢流损失：溢流损失： qpPP溢节流损失：节流损失： 1qpPT节q1, P节节1qqqPq1, P溢溢2022-3-1712优点：结构简单、价格低廉优点：结构简单、价格低廉缺点：效率低缺点：效率低应用：负载变化不大，低速、小功率的场合应用：负载变化不大，低速、小功率的场合优缺点及应用优缺点及应用2022-3-1713二、出口节流调速回路二、出口节流调速回路定压式定压式特点：特点： 速度速度- -负载特性同进口节流负载特性同进口节流调速回路一样调速回路一样区别：区别：1

7、.1.有背压，运动平稳性好有背压，运动平稳性好2.2.能承受负值负载能承受负值负载3.3.发热影响小发热影响小2022-3-1714三、进出口节流调速回路三、进出口节流调速回路定压式定压式2022-3-1715四、旁路节流调速回路四、旁路节流调速回路Tpqqq1调节AT ， q1 变，v变。 回路的特点：回路的特点：回路的工作压力随负载而变回路的工作压力随负载而变（也称变压式节流调速回路）（也称变压式节流调速回路）节流阀调节排回油箱的流量，从而间接节流阀调节排回油箱的流量，从而间接地控制了流入缸中的流量地控制了流入缸中的流量此回路的溢流阀起安全保护作用此回路的溢流阀起安全保护作用2022-3-

8、1716五、调速阀式节流调速回路五、调速阀式节流调速回路 使用节流阀的节流调速回路，机械特机械特性都比较软性都比较软，变载下的运动平稳性都比较运动平稳性都比较差差 为了克服这一缺点，回路中的流量控制元件可以改用调速阀调速阀2022-3-1717调速阀在进油路上调速阀在回油路上2022-3-1718调速阀在分支油路上2022-3-17197.1.1.2 7.1.1.2 容积调速回路容积调速回路 通过改变变量泵或变量马达的排量来调节通过改变变量泵或变量马达的排量来调节执行元件的速度执行元件的速度优点：效率高、发热小优点：效率高、发热小 （没有溢流损失和节流损失）（没有溢流损失和节流损失）缺点：结构

9、复杂，成本高缺点：结构复杂，成本高应用：大功率系统应用：大功率系统2022-3-1720按油液循环方式不同：按油液循环方式不同：开式回路：泵从油箱吸油后输入执行元件开式回路：泵从油箱吸油后输入执行元件, ,执行执行元件排出的油直接回油箱元件排出的油直接回油箱闭式回路：泵将油输入执行元件的吸油腔，又闭式回路：泵将油输入执行元件的吸油腔，又从执行元件的回油腔处吸油从执行元件的回油腔处吸油按所用执行元件的不同：按所用执行元件的不同： 泵缸式容积调速回路泵缸式容积调速回路 泵马达式容积调速回路泵马达式容积调速回路 1 1）变量泵）变量泵- -定量液压马达容积调速回路定量液压马达容积调速回路 2 2）定

10、量泵）定量泵- -变量液压马达容积调速回路变量液压马达容积调速回路 3 3）变量泵）变量泵- -变量液压马达容积调速回路变量液压马达容积调速回路回路的分类：回路的分类：2022-3-17211变量泵 2安全阀( (一一) ) 泵泵缸式容积调速回路缸式容积调速回路1、泵、泵 缸式开式容积调速回路缸式开式容积调速回路2022-3-17222.泵泵 缸式闭式容积调速回路缸式闭式容积调速回路1辅助泵2溢流阀3换向阀4液动阀5单向阀6安全阀7变量泵8安全阀9单向阀2022-3-17231.变量泵变量泵-定量马达式调速回路定量马达式调速回路转速转速vMMMVqnvMPPMVnVnPPPMnVqq.,MPM

11、PnVVn一定当调速范围较大40CR（二）泵（二）泵 马达式容积调速回路马达式容积调速回路2022-3-17242.定量泵定量泵-变量马达式调速回路变量马达式调速回路2022-3-17253.变量泵变量泵-变量马达式调速回路变量马达式调速回路调速范围大100CR应用：应用：大功率、调速范围要求大的场合大功率、调速范围要求大的场合2022-3-17267.1.1.3 7.1.1.3 容积节流调速回路容积节流调速回路 采用变量泵供油，用流量阀调速，采用变量泵供油，用流量阀调速，并使变量泵的输油量自动地与液压缸所并使变量泵的输油量自动地与液压缸所需的流量相适应。需的流量相适应。工作原理工作原理没有溢

12、流损失，效率较高，速度稳定性比单纯的容积调速回路好回路回路的的优缺优缺点点2022-3-1727(1) (1) 这种回路使用了限压式变量叶这种回路使用了限压式变量叶片泵和调速阀片泵和调速阀(2) (2) 活塞运动速度活塞运动速度v v由调速阀中节由调速阀中节流阀的通流截面积流阀的通流截面积A A T T来控制来控制(3) (3) 变量泵输出的流量变量泵输出的流量q qp p和进入缸和进入缸中的流量中的流量q q1 1自相适应：自相适应： 当当q qp p q q1 1时时泵的供油压力泵的供油压力变变量泵的流量量泵的流量 q qp pqq1 1 当当q qp p q q1 1时时泵的泵的油压力油

13、压力变量变量泵的流量自动泵的流量自动 q qp p q q1 1回路的特点回路的特点定压式容积节流调速回路定压式容积节流调速回路2022-3-17287.1.1.4 7.1.1.4 三类调速回路的比较和选用三类调速回路的比较和选用一、调速回路的比较一、调速回路的比较 液压系统中的调速回路应能满足如下的一液压系统中的调速回路应能满足如下的一些要求，这些要求是评比调速回路的依据些要求，这些要求是评比调速回路的依据1.1.能在规定的调速范围内调节执行元件的工作速能在规定的调速范围内调节执行元件的工作速度度2.2.在负载变化时，已调好的速度变化愈小愈好，在负载变化时，已调好的速度变化愈小愈好，并应在允

14、许的范围内变化并应在允许的范围内变化3.3.具有驱动执行元件所需的力或转矩具有驱动执行元件所需的力或转矩4.4.使功率损失尽可能小，效率尽可能高，发热尽使功率损失尽可能小，效率尽可能高，发热尽可能小可能小2022-3-1729 调速回路调速回路 类型类型 主要性能主要性能节流调速回路节流调速回路容积调速回容积调速回路路容积节流调容积节流调速回路速回路用节流阀调节用节流阀调节用调速阀或溢流节用调速阀或溢流节流阀调节流阀调节变量泵变量泵液液压缸式压缸式定压定压式式变变压压式式定压式定压式变压式变压式定压式定压式变压式变压式机械机械特性特性速度刚性速度刚性差差很差很差好好较好较好好好承载能力承载能力

15、好好较差较差好好较好较好好好调速特性（调速范围）调速特性（调速范围）大大小小大大较大较大大大功率特性功率特性效率效率低低较高较高低低较高较高最高最高较高较高高高发热发热大大较小较小大大较小较小最小最小较小较小小小适用范围适用范围小功率、轻载或低速的中、低压系统小功率、轻载或低速的中、低压系统大功率、重大功率、重载高速的中载高速的中高压系统高压系统中小功率的中小功率的中压系统中压系统三类调速回路主要性能比较三类调速回路主要性能比较2022-3-17301.1.一般来说速度低的用一般来说速度低的用节流调速回路节流调速回路；速度稳定性要求高；速度稳定性要求高的用的用调速阀式调速回路调速阀式调速回路，

16、要求低的用，要求低的用节流阀式调速回路节流阀式调速回路2.2.负载小、负载变化小的用负载小、负载变化小的用节流调速回路节流调速回路，反之用，反之用容积调容积调速回路速回路或或容积节流调速回路容积节流调速回路3.3.一般情况下一般情况下功率功率3KW3KW的用节流调速回路；的用节流调速回路；3 35KW5KW的用容的用容积节流调速回路或容积调速回路；积节流调速回路或容积调速回路；5KW5KW以上的用容积调速以上的用容积调速回路回路4.4.费用低廉时用费用低廉时用节流调速回路节流调速回路；允许费用高时则用；允许费用高时则用容积节容积节流流或或容积调速回路容积调速回路二、调速回路的选用二、调速回路的

17、选用2022-3-17317.1.2 7.1.2 快速运动回路快速运动回路1.1.差动连接的快速运动回路差动连接的快速运动回路作用：作用：空载时加快执行元件的运动速度。空载时加快执行元件的运动速度。2022-3-17322.2.采用蓄能器的快速运动回路采用蓄能器的快速运动回路2022-3-17333. 3. 双泵供油的快速运动回路双泵供油的快速运动回路快进：快进：双泵供油双泵供油工进：工进：左泵卸荷，左泵卸荷， 右泵压力由溢流阀调定右泵压力由溢流阀调定2022-3-17344.4.用增速缸的快速运动回路用增速缸的快速运动回路5.5.自重充液的快速运动回路自重充液的快速运动回路2022-3-17

18、357.1.3 7.1.3 速度换接回路速度换接回路1.用行程阀的速度换接回路用行程阀的速度换接回路下位下位：快进上位：上位：工进作用：作用：在一个工作循环中，实现不同速度的转换。2022-3-17362. 调速阀并联的速度换接调速阀并联的速度换接2022-3-17373.调速阀串联的速度换接调速阀串联的速度换接23TTAA左位：左位：工进1右位：右位：工进2速度换接平稳性好2022-3-1738 7.2 7.2 压力控制回路压力控制回路 调压回路调压回路 减压回路减压回路 卸荷回路卸荷回路 平衡回路平衡回路 保压回路保压回路2022-3-1739一、调压回路1.单级调压回路单级调压回路调整系

19、统压力并保持恒定限制系统最高压力作用：作用：调定或限制系统压力调定或限制系统压力2022-3-1740AB2. 二级调压回路二级调压回路BAppn电磁阀断电，系统压力由电磁阀断电，系统压力由A A调定调定n电磁阀通电，系统压力由电磁阀通电，系统压力由B B调定调定2022-3-17413. 多级调压回路多级调压回路n实现多级压力变换实现多级压力变换ABpp ACpp2022-3-1742二、减压回路二、减压回路作用：作用：使系统中某一部分获得稳定的低压。使系统中某一部分获得稳定的低压。AB二级减压回路二级减压回路2022-3-1743单作用增压缸双作用增压缸三、增压回路三、增压回路2022-3

20、-1744四、卸荷回路四、卸荷回路作用：作用：在工作部件暂时停止工作时，使泵在低压下在工作部件暂时停止工作时，使泵在低压下工作，减少动力消耗，延长寿命。工作，减少动力消耗，延长寿命。1.利用三位换向阀中位卸荷利用三位换向阀中位卸荷M型型H型型K型型2022-3-17452. 利用二位二通阀卸荷利用二位二通阀卸荷 断电：泵卸荷断电：泵卸荷 通电：系统压力由溢流阀调定通电：系统压力由溢流阀调定 用于小流量用于小流量2022-3-17463. 利用溢流阀卸荷利用溢流阀卸荷 断电：断电：p由溢流阀调定由溢流阀调定 通电：通电：泵卸荷泵卸荷 可用于大流量可用于大流量2022-3-17474.利用外控式顺

21、序阀卸荷利用外控式顺序阀卸荷使低压大流量泵卸荷2022-3-1748五、平衡回路五、平衡回路作用：作用：防止垂直工作部件因自重自由下落。防止垂直工作部件因自重自由下落。1. 利用顺序阀的平衡回路利用顺序阀的平衡回路应用：应用：重量不大、锁紧定重量不大、锁紧定 位要求不高的场合。位要求不高的场合。1) 内控平衡阀内控平衡阀2022-3-17492) 2) 外控平衡阀外控平衡阀中位：泵卸荷、重物锁在空中中位：泵卸荷、重物锁在空中左位：重物在限制速度下下放左位：重物在限制速度下下放右位：提升重物右位：提升重物2. 利用液控单向阀的平衡回路利用液控单向阀的平衡回路应用：锁紧定位要求高的场合。应用：锁紧

22、定位要求高的场合。2022-3-1750六、保压回路六、保压回路作用：作用：液压缸不动时，维持住系统压力液压缸不动时，维持住系统压力1 .利用单向阀保压利用单向阀保压n短时保压AB2022-3-1751 2. 2.利用蓄能器保压利用蓄能器保压2022-3-17523.3.自动补油的保压回路自动补油的保压回路应用：保压时间长，压力稳定性要求高的场合2022-3-17537.3 7.3 方向控制回路方向控制回路 换向回路 锁紧回路 制动回路 浮动回路2022-3-1754一、换向回路一、换向回路1.利用换向阀换向利用换向阀换向作用：作用：使执行元件变换运动方向使执行元件变换运动方向2022-3-17552、利用双向泵换向、利用双向泵换向8 8、9 9：在泵的排量变小时，马达回油的多余油液流回油箱。：在泵的排量变小时，马达回油的多余油液流回油箱。2022-3-1756二、锁紧回路二、锁紧回路作用：作用：使执行元件不工作时，确切地 保持在既定位置上1.1.利用三位换向阀中位锁紧利用三位换向阀中位锁紧M型、O型阀泄漏大、锁紧精度不高2022-3-1757 液压锁密封好、锁紧精度高2.利用液控单向阀锁紧利用液控单向阀锁紧2022-3-17587.4 7.4 多缸动作回路多缸动作回路 顺序动作回路 同步回路 多缸快慢速