多执行元件控制回路课件

1、多执行元件控制回路如果一个油源给多个执行元件供油，各执行元件因回路中压力、流量的相互影响而在动作上受到牵制。我们可以通过压力、流量、行程控制来实现多执行元件预定动作的要求。顺序动作回路同步回路互不干扰回路多路换向阀控制回路顺序动作回路功用 使几个执行元件严格按照预定顺序动作。按控制方式不同，顺序动作回路分为压力控制和行程控制两种方式。 压力控制顺序动作回路 利用液压系统工作过程中的压力变化来使执行元件按顺序先后动作。 用顺序阀控制的顺序动作回路 图示液压系统的动作顺序为： 缸1 右进缸2 右进缸2 退回缸1 退回。 当换向阀5 处于左位，缸1 向右运动，活塞碰到死挡铁后回路压力升高到顺序阀3

2、的调定压力，顺序阀3 开启，缸2 活塞才向右运动。 当换向阀5 处于右位，缸2 活塞先退到左端点，回路压力升高，打开顺序阀4 ，再使缸1 活塞退回原位。 用压力继电器控制的顺序回路按启动按钮，电磁铁1Y 得电，缸1 活塞前进到右端点后，回路压力升高，压力继电器1K 动作，使电磁铁3Y 得电，缸2活塞前进。按返回按钮，1Y、3Y失电，4Y 得电，缸2 活塞先退回原位后，回路压力升高，压力继电器2K 动作，使2Y 得电，缸1 活塞后退。 顺序阀或压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1015，否则在管路中的压力冲击或波动下会造成误动作。这种回路适用于执行元件数目不多、负载变化

3、不大的场合。 行程控制顺序动作回路 行程阀控制顺序回路 电磁阀3 处于右位，缸1 活塞先向右运动，当活塞杆上挡块压下行程阀4 后，缸2 活塞才向右运动；阀3 处于左位，缸1 活塞先退回，其挡块离开行程阀4 后，缸2 活塞才退回。回路动作可靠，但改变动作顺序难。 行程开关控制顺序回路 按启动按钮，1Y 得电，缸1活塞先向右运动，当活塞杆上挡块压下行程开关2S 后，使2Y 得电，缸2 活塞才向右运动，直到压下3S，使1Y失电，缸1 活塞向左退回，而后压下1S，使2Y 失电，缸2 活塞再退回。调整挡块可调整缸的行程，通过电控系统可改变动作顺序。同步回路功用 能保证系统中两个或多个执行元件克服负载、摩

4、擦阻力、泄漏、制造质量和结构变形上的差异，在运动中以相同的位移或相同的速度运动，前者为位置同步，后者为速度同步。严格地做到每一瞬间速度同步，则可保持位置同步。实际上同步回路多采用速度同步。按控制方式分 等流量控制等容积控制 用流量控制阀的同步回路 仔细调整两个调速阀的开口大小，控制进入或流出液压缸的流量，可使它们在一个方向上实现速度同步。回路结构简单，调整麻烦，同步精度不高。用分流集流阀的同步回路 用分流集流阀控制进入或流出液压缸的流量，实现两缸两个方向的速度同步，遇到偏载时，同步作用靠分流集流阀自动调整，使用方便。此回路压力损失大，不宜用在低压系统。 用串联液压缸的同步回路有效工作面积相等的

5、两个液压缸串联起来的同步回路 这种回路允许较大偏载，因偏载造成的压差不影响流量的改变，只导致微量的压缩和泄漏，因此同步精度较高，回路效率也较高。此种情况，泵的供油压力至少是两缸工作压力之和。带位置补偿的串联缸同步回路 当两缸同时下行时，若缸5 活塞先到行程端点，则挡块压下行程开关1S，3Y 得电，阀3 左位接入系统，压力油经阀3、阀4 进入缸6上腔，进行补油，使其活塞继续下行到达行程端点。若缸6 活塞先到行程端点，行程开关2S使4Y 得电，压力油进入阀4控制腔，打开阀4，缸5 下腔与油箱接通使其活塞继续下行到达行程端点，从而消除积累误差。 用同步马达或同步缸的同步回路 同步缸是两个尺寸相同的缸

6、体和两个活塞共用一个活塞杆的液压缸，活塞向左或向右运动时输出或接受相等容积的油液，在回路中起着配流的作用，是有效面积相等的两个液压缸实现双向同步回路。同步缸的两个活塞上装有双作用单向阀，可以在行程端点消除误差。 用两个同轴等排量双向液压马达作配流环节，输出相同流量的油液也可实现两缸双向同步。节流阀7 用于行程端点消除两缸位置误差。 这种回路的同步精度比采用流量控制阀的同步精度高，但专用的配流元件是系统复杂、制造成本高。 采用伺服阀的同步回路 当液压系统要求很高的同步精度时，必须采用比例阀或伺服阀的同步回路。 图中伺服阀A 根据两个位移传感器B 、C 的反馈信号，持续不断的调整阀口开度，控制两个

7、液压缸的输入或输出流量，使它们获得双向同步运动。互不干扰回路图示为通过双泵供油实现多缸快慢速互不干扰的回路。缸1 快进 1Y+ 3Y- 大泵供油 工进 1Y- 3Y+ 小泵供油 快退 1Y+ 3Y+ 大泵供油缸2 快进 2Y+ 4Y- 大泵供油 工进 2Y- 4Y+ 小泵供油 快退 2Y+ 4Y+ 大泵供油功用 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。多路换向阀控制回路多路换向阀是若干个单连换向阀、安全溢流阀、单向阀和补油阀等组合成的集成阀。具有结构紧凑、压力损失小、多位性能等优点。 多路换向阀控制回路能操纵多个执行元件运动，主要用于工程机械、起重运输机械和其他要求集中操纵多个执

8、行元件运动的行走机械。操纵方式多为手动操纵，当工作压力较高时，则采用减压阀先导操纵。多路换向阀控制回路按连接方式分为串联、并联、串并联三种基本油路。 串联油路多路换向阀内第一连滑阀的回油为下一连的进油，依次下去直到最后一连滑阀。串联油路的特点是工作时可以实现两个以上执行元件的复合动作，这时泵的工作压力等于同时工作的各执行元件负载压力的总和。在外负载较大时，串联的执行元件很难实现复合动作。 并联油路从多路换向阀进油口来的压力油可直接通到各连滑阀的进油腔，各连滑阀回油腔又都直接与总回油路相连。并联油路的特点是即可控制执行元件单动，又可实现复合动作。复合动作时，若各执行元件的负载相差很大，则负载小的

9、先动，复合动作成为顺序动作。 串并联油路按串并联油路连接的多路换向阀每一连滑阀的进油腔都与前一连滑阀的中位回油通道相通，每一连滑阀的回油腔则直接与总回油口相连，即各滑阀的进油腔串联，回油腔并联。串并联油路的特点是当一个执行元件工作时，后面的执行元件的进油道被切断。因此多路换向阀中只能有一个滑阀工作，即各滑阀之间具有互锁功能，各执行元件只能实现单动。当多路换向阀的连数较多时，常采用上述三种油路连接形式的组合，称为复合油路连接。无论是何种连接方式，在各执行元件都处于停止位置时，液压泵可通过各连滑阀的中位自动卸载，当任一执行元件要求工作时，液压泵又立即恢复供应压力能。方向控制阀方向控制阀用在液压系统

10、中控制液流的方向。它包括单向阀和换向阀。单向阀有普通单向阀和液控单向阀。换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等。普通单向阀 普通单向阀是只允许液流一个方向流动，反向则被截止的方向阀。要求正向液流通过时压力损失小，反向截止时密封性能好。 图形符号 工作原理 左端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液从右端流出；若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。 正向开启压力只需（0.030.05 ）MPa，反向截止时为线密封，且密封力随压力增高而增大，密封性能良好。开启后进出口压力差（压力损失）为（0.

11、20.3 ）MPa.。 普通单向阀的应用常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。被用来分隔油路以防止高低压干扰。与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等。安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为（ 0.30.5）MPa。液控单向阀工作原理当控制油口不通压力油时，油液只能从p1p2；当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式。 复式结构液控单向阀，单向阀芯内装有

12、卸载小阀芯。控制活塞上行时先顶开小阀芯使主油路卸压，再顶开单向阀阀芯，其控制压力仅为工作压力的 4.5，没有卸载小阀芯的液控单向阀的控制压力为工作压力的40 50 。 液控单向阀的应用用于保压回路 用于锁紧回路 需要指出，控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。换向阀换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。换向阀的分类按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通等。按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等。按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液动、电液动等。按

13、阀芯定位方式分：钢球定位式、弹簧复位式。下面以滑阀式换向阀为例讲解期工作原理。滑阀式换向阀的结构阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时，通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉割槽相通的油口。 阀芯与阀体孔配合处为台肩，阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。位、通及图形符号动画手动（机动）换向阀阀芯运动是藉助于机械外力实现的。其中，手动换向阀又分为手动和脚踏两种；机动换向阀则通过安装在运动部件上的撞块或凸轮推动阀芯。特点是工作可靠。根据阀芯的定位方式分为弹簧钢球定位式弹簧自动复位式电磁换向阀阀芯运动是藉助于电磁力和弹簧力

14、的共同作用。电磁铁不得电，阀芯在右端弹簧的作用下，处于左极端位置（右位），油口p与A通，B不通；电磁铁得电产生一个电磁吸力，通过推杆推动阀芯右移，则阀左位工作，油口p与B通，A不通。电磁铁可以是直流、交流或交本整流的。 两位电磁阀有弹簧复位式（一个电磁铁）和钢球定位式（两个电磁铁）。如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合，又可组成三位的电磁换向阀，电磁铁得电分别为左右位，不得电为中位（常位）。电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于100 L/min。对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。电液换向阀 电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成，液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；

15、电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向，称为先导阀。 电液换向阀工作原理要点为保证液动阀回复中位，电磁阀的中位必须是A、B、T油口互通。控制油可以取自主油路的p口（内控），也可以另设独立油源（外控）。采用内控时，主油路必须保证最低控制压力（0.30.5MPa)；采用外控时，独立油源的流量不得小于主阀最大通流量的15 ，以保证换向时间要求。 电磁阀的回油可以单独引出（外排），也可以在阀体内与主阀回油口沟通，一起排回油箱（内排）。 液动阀两端控制油路上的节流阀可以调节主阀的换向速度。 滑阀的中位机能三位的滑阀在中位时各油口的连通方式体现了换向阀的控制机能，称之为滑阀的中位机能。不同滑阀机能的滑阀，阀体

16、是通用的，仅阀芯台肩的尺寸和形状不同。滑阀机能的应用： 使泵卸载的有H、K、M型；使执行元件停止的有O、M型；使执行元件浮动的有H、Y型；使液压缸实现差动的有P型。换向阀的性能换向可靠性：换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工作位置； 换向信号撤除后阀芯能自动复位。同一通径的电磁阀，机能不同，可靠换向的压力流量范围不同，一般用工作极限曲线表示。压力损失：包括阀口压力损失和流道压力损失。换向阀的压力损失除与通流量有关，还与阀的机能、阀口流动方向有关，一般不超过1MPa。内泄漏量：滑阀式换向阀为环形间隙密封，工作压力越高， 内泄漏越大。泄漏不仅带来功率损失，而且引起油液发热。因此阀芯与阀体要同心，并要有足够的封油长度。换向平稳性：就是要求换向时压力 冲击要小。手动换向阀和电液换向阀可以控制换向时间来减小换向冲击。 换向时间和换向频率：交流电磁铁的换向时间约为0.030.15