液压及气动传动(课件PPT) 第七章 液压基本回路

1、液压与气压传动第7章 液压基本回路27.1 压力控制回路压力控制回路7.2 速度控制回路速度控制回路7.3 方向控制回路方向控制回路7.4 多执行元件控制回路多执行元件控制回路 第7章 液压基本回路3 任何液压系统都是由一些基本回路所组成。所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。 按其在液压系统中的功用基本回路可分为：1.1.压力控制回路压力控制回路控制整个系统或局部油路的工作压力；2.2.速度控制回路速度控制回路控制和调节执行元件的速度；3.3.方向控制回路方向控制回路控制执行元件运动方向的变换和锁停；4.多执行元件控制回路多执行元件控制回路控制几个执行元件相互间的工作循环。

2、第7章 液压基本回路47.1 压力控制回路7.1.1 调压回路调压回路7.1.2 卸载回路卸载回路7.1.3 减压回路减压回路7.1.4 增压回路增压回路7.1.5 平衡回路平衡回路7.1.6 保压回路保压回路第7章 液压基本回路57.1.1 调压回路调压回路1. 调压回路调压回路图7-1a 远程调压回路压力控制回路的作用压力控制回路的作用第7章 液压基本回路62.2.多级调压回路多级调压回路图7-1b 多级调压回路第7章 液压基本回路73.3.无级调压回路无级调压回路图7-1c 无级调压回路第7章 液压基本回路87.1.2 卸载回路卸载回路 卸载回路的作用卸载回路的作用卸载的方法卸载的方法

3、第7章 液压基本回路91.1.用换向阀中位机能的卸载回路用换向阀中位机能的卸载回路图7-2a 用换向阀中位机能的卸载回路 第7章 液压基本回路102.2.用先导型溢流阀的卸载回路用先导型溢流阀的卸载回路图7-2b 用先导型溢流阀的卸载回路第7章 液压基本回路11 3. 3.限压式变量泵的卸载回路限压式变量泵的卸载回路图图7-2c 限压式变量泵的卸载回路限压式变量泵的卸载回路第7章 液压基本回路124.4.有蓄能器的卸载回路有蓄能器的卸载回路图图7-2d 有蓄能器的卸载回路有蓄能器的卸载回路 第7章 液压基本回路137.1.3 减压回路减压回路的功用减压回路的功用: :在于使系统某一支路具有低于

4、系统压力调定值的稳定工作压力。 最常见的减压回路是在所需低压的支路上串连定值减压阀，如图7-3a所示。图7-3b是二级减压回路。 要液压回路工作可靠，减压阀的最低调定压力应不小于0.5MPa，最高调定压力至少应比系统压力小0.5MPa。 另外，若有调速阀，应放在减压阀的后面，避免减压阀泄露的影响。第7章 液压基本回路141- 先导型减压阀先导型减压阀 2- 定值减压阀定值减压阀 3- 单向阀单向阀 4- 液压缸液压缸图7-3a 单级减压回路 第7章 液压基本回路15图7-3b 二级减压回路 1-先导型减压阀；2-定值减压阀；3-单向阀；4-液压缸 5-两位两通阀第7章 液压基本回路167.1.

5、4 增压回路增压回路 增压回路的作用：增压回路的作用：图7-4a 单作用增压器的增压回路 1.单作用增压器的增压回路单作用增压器的增压回路第7章 液压基本回路172.2.双作用增压器的增压回路双作用增压器的增压回路图7-4b 双作用增压缸的增压回路双作用增压缸的增压回路第7章 液压基本回路181.采用单向顺序阀的平衡回路采用单向顺序阀的平衡回路7.1.5 平衡回路平衡回路 平衡回路的作用：平衡回路的作用：图7-5a 采用单向顺序阀的平衡回路采用单向顺序阀的平衡回路第7章 液压基本回路192.采用液控单向阀的平衡回路采用液控单向阀的平衡回路图7-5b 采用液控单向阀的平衡回路采用液控单向阀的平衡

6、回路 第7章 液压基本回路203.采用远控平衡阀的平衡口路采用远控平衡阀的平衡口路图7-5c 采用远控平衡阀的平衡回路采用远控平衡阀的平衡回路第7章 液压基本回路217.1.6 保压回路保压回路保压回路的功能：保压回路的功能：1采用电接触式压力表控制的保压回路采用电接触式压力表控制的保压回路图7-6a 采用电接触式压力表控制的保压回路 第7章 液压基本回路222. 2. 采用蓄能器的保压回路采用蓄能器的保压回路 图7-6b 采用蓄能器的保压回路 第7章 液压基本回路233.3.采用辅助泵的保压回路采用辅助泵的保压回路图图7-6c 采用辅助泵的保压回路采用辅助泵的保压回路 第7章 液压基本回路2

7、47.2.1 7.2.1 速度调节与控制原理速度调节与控制原理 7.2.2 7.2.2 定量泵节流调速回路定量泵节流调速回路7.2.3 7.2.3 容积调速回路容积调速回路7.2.4 7.2.4 快速运动回路快速运动回路第7章 液压基本回路257.2.1 速度调节与控制原理速度调节与控制原理 在液压传动装置中执行元件主要是液压缸和液压马达，其工作速度或转速与输入流量及其几何参数有关。在不考虑油液压缩性和泄漏的情况下：液压缸的速度： 液压马达的转速： Aqv/MVqn/ 由上面两式可知，对于液压缸来说，只能用改变输入液压缸流量的办法来调速。对变量液压马达，既可用改变输入流量的办法来调速，也可用改

8、变马达排量的办法来调速。改变输入执行元件的流量 第7章 液压基本回路261 1、进油节流调速回路、进油节流调速回路图7-7a 进油节流调速回路 7.2.2 定量泵节流调速回路第7章 液压基本回路27（1 1）速度负载特性）速度负载特性液压缸活塞运动速度： 流经节流阀的流量 ：11/ Aqv （7-1）11ppAKpAKqsTLTL（7-2）活塞的受力平衡方程: LFApAp2211（7-3）当回油腔接油箱时， ，故有代入式（7-2）得：02pLLpAFp11/第7章 液压基本回路28式（7-5）即为进油节流调速回路的速度负载特性方程，其曲线方程见图7-8。2/112/112/111)()(LS

9、TLLSTLFApAAKAFpAKq（7-4）2/112/3111)(LSTLFApAAKAqv（7-5）由以上分析可知，调节 就能实现无级调速。该回路调速范围较大TA100minmaxmaxvvRc第7章 液压基本回路29图图7-8 进油节流调速回路速度负载特性进油节流调速回路速度负载特性 第7章 液压基本回路30速度随负载变化而变化的程度，常用速度刚性来评定 ：tgvFkv1（7-67-6）由式（7-5）和式（7-6）可得：vFApFApAKAvFkLSLSTLLv)(2)(212/112/31（7-77-7）第7章 液压基本回路31 (2) (2)功率特性功率特性液压泵输出功率：液压缸输

10、出的有效功率： LLLLLqpAqFvFP11回路的功率损失：LLpSpqpqpPPP1LSLSqppqqp)()(1LSqpqp1溢流损失P1=pSq和节流损失P2=p1qL。进油节流调速的回路效率：pSLLppqpqpPPP（7-9） 常量pspqpP（7-8） 第7章 液压基本回路32图7-7b 回油节流调速回路2. 回油节流调速回路回油节流调速回路 用同样的分析方法可得到速度负载特性、速度刚性为：2/112/32)(LSTLFApAAKvvFApFApAKAvFkLSLSTLLv)(2)(212/112/32（7-10） （7-11） 第7章 液压基本回路333. 旁路节流调速回路旁路

11、节流调速回路图7-9a 旁路节流调速回路第7章 液压基本回路34（1 1）速度负载特性）速度负载特性（7-12） 如同式（7-5）的推导过程，可得回路的速度负载特性方程。由于泵的工作压力随负载而变化，泵的输出流量qp应计入泵的泄漏量随压力的变化qp。则：12/111111)()(AAFKAAFqAqqqAqvLTLpptppt速度刚性为：vAqAFFAAFKAAvFkptLpLLTpLv1112/1121)(2)(21（7-13）第7章 液压基本回路35（2 2）功率特性）功率特性液压泵的输出功率: pLpqpP 液压缸的输出功率：功率损失： 回路效率： 1/ AFpLL111qpvApvFP

12、LLLqpqpqpPPPLLpLp11（7-14）ppLLppqqqpqpPPP11（7-15）式中第7章 液压基本回路364 4进油、回油和旁通三种节流阀调速回路性能的比较进油、回油和旁通三种节流阀调速回路性能的比较（1）比较(7-11)与(7-7)可以看出，回油节流阀调速与进油节流阀调速的速度负载特性及速度刚度完全相同。 （2）进油节流与回油节流调速回路在使用中存在主要两点差异：一是回油节流阀调速回路能够承受一定的负值负载，缸的平稳性高；二是进油节流阀调速回路容易实现压力控制。 （3）三种调速回路的刚度比较。根据式（7-12），可得速度负载特性曲线，如图7-9b所示。第7章 液压基本回路3

13、7（4）三种调速回路功率损失的比较。旁路节流调速回路只有节流损失，而无溢流损失，因而功率损失比进油和回油两种节流阀调速回路小，效率高。 （5）停机后的启动性能。长期停机后，当液压泵重新启动时，回油节流阀调速回路背压不能立即建立会引起瞬间工作机构的前冲现象。而在进油节流调速回路中，因为进油路上有节流阀控制流量，只要在开车时关小节流阀即可避免启动冲击。 第7章 液压基本回路38图图7-9b 7-9b 旁路节流调速回路速度负载特性旁路节流调速回路速度负载特性 第7章 液压基本回路395.5.改善节流调速负载特性的回路改善节流调速负载特性的回路 根据调速阀在回路中安放的位置不同，有进油节流、回油节流和

14、旁路节流等多种方式，见图7-10a、b、c示，它们的回路构成、工作原理同它们各自对应的节流阀调速回路基本一样。 需要指出，为了保证调速阀中定差减压阀起到压力补偿作用，调速阀两端压差必须大于一定数值，中低压调速阀为0.5MPa，高压调速阀为1MPa。 第7章 液压基本回路40图图7-10 采用调速阀、旁通型调速阀的调速回路采用调速阀、旁通型调速阀的调速回路 b）a）c）第7章 液压基本回路417.2.3 容积调速回路容积调速回路1、变量泵、变量泵定量马达调速回路定量马达调速回路图图7-11a 变量泵变量泵定量马达调速回路定量马达调速回路第7章 液压基本回路42图图7-11b 回路特性曲线回路特性

15、曲线 第7章 液压基本回路43 图图7-12a 变量泵变量泵-变量马达调速回路变量马达调速回路2. 变量泵变量泵变量马达调速回路变量马达调速回路第7章 液压基本回路44图图7-12b 回路特性曲线回路特性曲线 第7章 液压基本回路453. 3. 容积节流调速回路容积节流调速回路 容积节流调速回路采用压力补偿型变量泵供油，用流量控制阀调节进入或流出液压缸的流量来调节其运动速度，并使变量泵的输油量自动地与液压缸所需流量相适应。 （1 1）限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路）限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路回路如图7-13a所示，回路的调速特性，如图7-13b所示。 第7章 液压基本回路4

16、6图图7-13a 限压式变量泵和节流阀的调速回路限压式变量泵和节流阀的调速回路第7章 液压基本回路47图图7-13b 调速特性曲线调速特性曲线当进入液压缸的工作流量为 、泵的供油流量应为 ，供油压力为 ，此时液压缸工作腔压力的正常工作范围是1q1qqppp)(1122pppAApp（7-16）回路的效率为 ：pppcpAAppqpqAApp122111221)(（7-17）第7章 液压基本回路48（2）差压式变量泵和节流阀的调速回路）差压式变量泵和节流阀的调速回路图图7-14 差压式变量泵和节流阀差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路的容积节流调速回路 第7章 液压基本回路49回路效率：回路效

17、率：这种调速回路不但没有溢流损失，而且泵的供油压力随负载变化，回路中的功率损失也只有节流阀处压降所造成的节流损失一项，因此回路效率高，如下： （7-18）pppqpqpppc1111第7章 液压基本回路507.2.4 快速运动回路快速运动回路 快速运动回路的功用快速运动回路的功用：图图7-15 液压缸差动连接快速回路液压缸差动连接快速回路 1.液压缸差动连接快速运动回路液压缸差动连接快速运动回路第7章 液压基本回路512.2.双泵供油快速运动回路双泵供油快速运动回路图图7-16 双泵供油快速运动回路双泵供油快速运动回路第7章 液压基本回路523. 3. 用增速缸的快速运动回路用增速缸的快速运动

18、回路图图7-17 增速缸的增速运动回路增速缸的增速运动回路 1- 增压缸增压缸2- 小腔小腔 3- 单向阀单向阀4- 顺序阀顺序阀5- 大腔大腔第7章 液压基本回路534.4.采用蓄能器的快速运动回路采用蓄能器的快速运动回路图7-18 采用蓄能器的快速运动回路 1- 泵2- 单向阀 3- 换向阀 4- 蓄能器 5- 顺序阀 6- 液压缸第7章 液压基本回路547.2.5 速度换接速度换接回路回路1.快、慢速换接回路快、慢速换接回路（1）用行）用行程阀（电磁阀）的速度换接回路程阀（电磁阀）的速度换接回路 图7-19a 用行程阀的速度换接回路 第7章 液压基本回路55（2）液压马）液压马达速换接回

19、路达速换接回路 图图7-19b 液压马达并联双速换接回液压马达并联双速换接回路路 采用两个液压马达或串联、或并联，以达到换接目的。第7章 液压基本回路562.两种慢速的换接回两种慢速的换接回路路 图图7-20a 调速阀串联速度换接回路调速阀串联速度换接回路第7章 液压基本回路57 图图7-20b 调速阀并联速度换接回调速阀并联速度换接回路路第7章 液压基本回路587.3.1 7.3.1 换向回路换向回路7.3.2 7.3.2 锁紧回路锁紧回路第7章 液压基本回路597.3.1 换向回路换向回路 通过控制进入执行元件液流的通、断或变向来实现液压系统执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路称为方向

20、控制回路。对于普通的换向回路，只需在泵与执行元件之间采用标准的换向阀即可。可对换向精度平稳性要求较高时，则需要采用复杂的换向回路。本节主要介绍两种复杂的换向回路：时间控制制动式换向回路和行程控制制动式换向回路。1. 时间控制制动式换向回路时间控制制动式换向回路如图7-21所示。 第7章 液压基本回路60图图7-21 时间控制制动式换向回路时间控制制动式换向回路1- 液压缸 2- 换向阀3- 先导阀 4- 溢流阀5- 节流阀第7章 液压基本回路61 这种回路中的主油路只受主换向阀2控制。当先导阀3处于左位时，压力控制油经过单向阀流 进主换向阀2的右端，推动主换向阀的阀芯向左移动，同时主换向阀左端

21、的控制油经过节流阀 流回油箱。在主换向阀阀芯向左移动的同时，其阀芯上的制动锥面T逐渐将回油的通道关小，从而使液压缸活塞速度逐渐减慢，并在主换向阀2的阀芯移过 距离后将通道封闭，使液压缸活塞停止运动。主换向阀阀芯上的制动锥的半锥角度一般取 ，制动锥长度取 。当节流阀和的开口大小调定后，主换向阀阀芯移过距离所需的时间就确定不变。 2I1Jl05 . 105 . 33lmm12第7章 液压基本回路622. 2. 行程控制制动式换向回路行程控制制动式换向回路图图7-22 行程控制制动式换向回路行程控制制动式换向回路1- 液压缸液压缸 2- 主换向阀主换向阀 3- 先导阀先导阀4- 节流阀节流阀 5-

22、溢流阀溢流阀 第7章 液压基本回路637.3.2 锁紧回路锁紧回路锁紧回路的功用：锁紧回路的功用：是使液压缸能在任意位置停留，且不会因外力作用而移动位置。 图图7-23 用液控单向阀的锁紧回路用液控单向阀的锁紧回路 第7章 液压基本回路647.4.1 顺序动作回路顺序动作回路7.4.2 同步回路同步回路7.4.3 互不干扰回路互不干扰回路第7章 液压基本回路657.4.1 顺序动作回路顺序动作回路 顺序动作回路的功用在于使几个执行元件严格按照预定顺序依次动作。按控制方式不同，分为压力控制和行程控制两种。 图7-24是用顺序阀控制的顺序回路。钻床液压系统的动作顺序为夹紧工件钻头进给钻头退出松开工

23、件。 1.压力控制顺序动作回路压力控制顺序动作回路第7章 液压基本回路66图图7-24 用顺序阀控制的顺序回路用顺序阀控制的顺序回路第7章 液压基本回路672.2.行程控制顺序动作回路行程控制顺序动作回路图7-25a 行程阀控制的顺序回路 第7章 液压基本回路68图7-25b 行程开关控制的顺序回路第7章 液压基本回路697.4.2 同步回路同步回路同步回路的功用同步回路的功用图图7-26 用调速阀的同步回路用调速阀的同步回路 1.1.用调速阀的同步回路用调速阀的同步回路第7章 液压基本回路702.2.用串联液压缸的同步回路用串联液压缸的同步回路图图7-27 带补偿装置的串联缸同步回路带补偿装

24、置的串联缸同步回路 第7章 液压基本回路713.3.用同步缸或同步马达的同步回路用同步缸或同步马达的同步回路 图图7-28a 同步缸的同步回路同步缸的同步回路第7章 液压基本回路72图7-28b 同步马达的同步回路第7章 液压基本回路734.4.采用比例阀或伺服阀的同步回路采用比例阀或伺服阀的同步回路图图7-29 采用伺服阀的同步回路采用伺服阀的同步回路 当液压系统有根高的同步精度要求时，必须采用比例阀或伺服阀的同步回路。 第7章 液压基本回路747.4.3 互不干扰回路互不干扰回路 这种回路的功用是使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。 图7-30是通过双泵供油来实现多缸快慢

25、速互不干扰的回路。液压缸1和2各自要完成“快进工进快退”的自动工作循环。 第7章 液压基本回路75图图7-30 多缸快慢速互不干扰回路多缸快慢速互不干扰回路 第7章 液压基本回路76第7章 液压基本回路77图7-1a视频演示: 远程调压回路 第7章 液压基本回路78图7-1b视频演示:多级调压回路第7章 液压基本回路79图7-1c视频演示: :无级调压回路第7章 液压基本回路80图7-2a视频演示:用换向阀中位机能的卸载回路 第7章 液压基本回路81图7-2b视频演示: :用先导型溢流阀的卸载回路第7章 液压基本回路82图7-2c视频演示: :限压式变量泵的卸载回路第7章 液压基本回路83 图

26、7-2d视频演示：有蓄能器的卸载回路第7章 液压基本回路84 图7-3a视频演示:单级减压回路第7章 液压基本回路85 图7-3b视频演示:二级减压回路第7章 液压基本回路86图7-4a视频演示: :单作用增压器的增压回路第7章 液压基本回路87图7-4b视频演示: :双作用增压器的增压回路第7章 液压基本回路88图7-5a视频演示: :采用单向顺序阀的平衡回路第7章 液压基本回路89图7-5b视频演示: :采用液控单向阀的平衡回路第7章 液压基本回路90图7-5c视频演示: :采用远控平衡阀的平衡口路第7章 液压基本回路91图7-6a视频演示: :采用电接触式压力表控制的保压回路 第7章 液压基本回路92图7-6b视频演示: :采用蓄能器的保压回路 第7章 液压基本回路93图7-6c视频演示: :采用辅助泵的保压回路第7章 液压基本回路94图7-7a视频演示: :进油调速回路第7章 液压基本回路95图7-7b视频演示: :回油调速回路第7章 液压基本回路96图7-9a视频演示: :旁路节流调速回路第7章 液压基本回