液压气压传动与控制

第七章液压基本回路基本回路：有关液压元件所组成的能独立完成特定功能的典型回路。

压力控制回路速度控制回路方向控制回路多缸工作回路类型等等3、能正确组合较简单的液压基本回路。1、方向、速度、压力等控制回路的基本原理、功能、回路中各元件作用和典型回路图；重点：2、节流调速回路的参数计算方法，其中包括正确地应用薄壁小孔流量公式，准确列出液压缸受力平衡方程等；难点：1、节流调速回路的分析与计算；2、调压回路、减压回路的参数分析。§7-1压力控制回路类型：

调压、减压、增压、卸荷、平衡回路等。一、调压回路作用：为使系统保持一定工作压力或不超过某一个数值，或在几种不同压力下工作。

1、单级调压回路Py

值小的为稳压溢流作用；Py

值大的起安全作用。条件：

Py1>Py21DT(－)：P=Py11DT(＋)：P=Py22、二级调压回路3、多级调压回路条件：

Py1>Py2、Py1>Py3、Py2≠Py31DT(－)、2DT(－)：P=Py1

1DT(＋)：P=Py22DT(＋)：P=Py34、连续、按比例进行压力调节回路采用先导式比例电磁溢流阀，调节进入阀的输入电流（或电压）的大小，即可实现系统压力的无级调节。优点：简单，压力切换平稳，更容易实现远距离控制或程控。二、减压回路作用：使系统某一部分油路(夹紧回路、控制回路、润滑回路)具有较低的稳定压力。1、单级减压回路条件：

Py

≥PJ＋0.5MPaPJ≥0.5MPa2、二级减压回路条件：

Py1＞PJ

、PJ＞Py2三、增压回路1、单作用缸增压回路2、双作用缸增压回路特点：①增压行程短；②对增压缸密封要求高；③不能连续获得高压。特点：①增压行程短；②可连续获得高压。四、卸荷回路泵的卸荷：泵在很小的输出功率下运转（流量卸荷—变量泵；压力卸荷—定量泵），可节省功率损耗，减少系统发热及泵的磨损，延长泵和电机的使用寿命，而又不用频繁启闭电机。1、采用换向阀的卸荷回路H型中位机能K型中位机能M型中位机能2、采用先导式溢流阀的卸荷回路到系统3、采用二通阀的卸荷回路到系统§7-2速度控制回路类型：

调速回路、增速回路、速度换接回路等一、调速回路

节流调速回路容积调速回路容积节流调速回路：变量泵＋流量阀类型进油节流调速回路回油节流调速回路旁路节流调速回路变量泵－定量执行元件定量泵－变量执行元件变量泵－变量执行元件1、进油节流调速回路

（一）节流调速回路

将流量控制阀串接在执行元件的进油路上，且在泵与流量阀之间有与之并联的溢流阀。回路组成方式：（1）速度－负载特性分析系统稳定工作时，活塞受力平衡方程：P1A1=R+P2A2P2=0A1PyPpP1P2A2qpΔP=Pp-P1=Pp-R/A1

节流阀前后压差：活塞运动速度：上式即：负载特性方程①当R=0时，(空载)②当R=PPA1时，v=0（停止运动）P1=R/A1分析：速度负载特性：活塞运动速度随负载变化的特性。速度刚度：活塞运动速度随负载变化而变化的程度。用T表示。速度负载特性曲线（v-R曲线）分析：①R一定时，v与AT成正比；高速时的速度刚度比低速时的小；②AT一定时，R增加则速度减小；重载区域的速度刚度比轻载时的小。0RvAT3AT2AT1>

AT2>

AT3AT1Rmax（2）特点①∵P2=0，没有背压，∴运动平稳性差；随负载变化，速度变化，速度稳定性差。即V-R特性软。

②压力油经节流阀进入液压缸，油的温升使系统泄漏增加。③泵在恒压下工作，功率利用不合理。④存在溢流损失，回路效率低。⑤停车后启动冲击小。（3）应用轻载、慢速、负载变化不大、运动平稳性要求不高的场合。2、回油节流调速回路

回路组成方式：将流量控制阀串接在执行元件的回油路上，且在泵与执行元件之间有与之并联的溢流阀。（1）速度－负载特性分析系统稳定工作时，活塞受力平衡方程：P1A1=R+P2A2P1=PPP2=(PPA1-R)/A2A1A2Ppq2qpq1qyPyP1P2活塞运动速度(负载特性方程)：分析：①当R=0时，(空载)②当R=PPA1时，v=0（停止运动）速度刚度：即：回油节流调速的v-R特性与进油节流调速完全相同。两者特性曲线完全相同。节流阀前后压差：ΔP=P2-P3=P2-0＝P2=(PpA1-R)/A2

AT1>

AT2>

AT30RvAT3AT2AT1Rmax（2）特点①∵P2≠

0，有背压，∴运动平稳性较好；随负载变化，速度变化，速度稳定性差。即V-R特性软。

压力油经节流阀进入油箱冷却，可减少系统发热及泄漏。③泵在恒压下工作，功率利用不合理。④溢流阀起稳压作用，存在溢流损失，回路效率低。⑤停车后启动冲击大。（3）应用轻载、慢速、负载变化不大、对运动平稳性要求较高的场合。3、旁路节流调速回路

PPqPqTq1P2A2A1P1v回路组成方式：将流量控制阀并接在泵与执行元件之间。（1）速度－负载特性分析※列活塞受力平衡方程※求出节流阀前后压差：ΔP※求出活塞运动速度(负载特性方程)※画出速度负载特性曲线（v-R曲线）①R一定时，AT越大，v越小，速度刚度越差；②AT一定时，R增加则速度减小；重载区域的速度刚度比轻载时的大。③

随AT增加，系统所能承受的最大载荷减小，说明低速时承载能力差。分析：0RvAT1AT2AT3Rmax1Rmax2Rmax3AT1<AT2<

AT3（2）特点①运动平稳性:系统发热:③功率利用:④回路效率:⑤低速时承载能力差，调速范围较小，停车后启动冲击大。（3）应用高速、重载、负载变化不大、对运动平稳性要求不高的场合。4、三种节流调速回路

性能比较①V-R特性

v随R而变化，是它们的共同缺点，尤以旁路最差，故均用在负载变化不大的场合。

承受负方向载荷的能力及运动平稳性回油：P2≠

0，运动平稳性较好，能承受负方向载荷；

进油、旁路：P2=0，运动平稳性差，不能承受负方向载荷。最大承载能力

进油、回油：Rmax由溢流阀调定

旁路：

Rmax随节流阀通流面积的增加而减小，即低速承载能力差。5、采用调速阀的调速回路

RvAT1<AT2<

AT3AT1AT30特点:①速度稳定性大大提高；功率损失比同类采用节流阀的大。（二）容积调速回路

通过改变变量泵的输出流量或改变变量马达的排量来实现执行元件的速度调节。1、变量泵－定量执行元件组成的容积调速回路安全阀开式回路闭式回路P1P2速度特性分析：液压缸：液压马达：改变Vp，即可改变缸的运动速度v.改变Vp，即可改变nM.qPVMnM安全阀qPvA2、定量泵－变量马达组成的容积调速回路qPnMVMTMp1p2马达输出转矩：马达输出功率：3、变量泵－变量马达组成的容积调速回路属上述二者的组合，可满足低速时有大转矩，高速时有大功率。qPnMVMTMp1p24、容积调速回路特点①无节流损失和溢流损失，回路效率高，系统发热小。速度稳定性好，但随着负载增加，容积效率降低，导致低速时速度稳定性比采用调速阀的节流调速回路差。泵和马达结构复杂，成本高。

④适用于高速、大功率调速系统。（三）容积节流调速回路（联合调速回路）

既满足高效率，又满足低速稳定性要求。组成：变量泵供油＋节流调速（节流阀或调速阀）。类型：1、限压式变量泵＋调速阀2、差压式变量泵＋节流阀特点：无溢流损失，但存在节流损失，速度稳定性比容积调速好。二、增速回路（快速运动回路）

1、差动连接增速回路

二位三通阀三位四通阀（P

型中位机能）进2YA1YA3YA电磁铁动作表动作电磁铁1YA2YA3YA快进一工进二工进快退快进：＋＋＋＋＋－－＋－－＋＋采用差动连接的快速运动回路分析：二工进：采用调速阀的进油节流调速回路PX采用蓄能器的快速运动回路双泵供油快速运动回路高压低压三、速度换接回路（速度切换回路）

快速－慢速的换接回路采用调速阀串联的慢速－慢速的换接回路AT1AT2AT1AT2AT1≠AT2

采用调速阀并联的慢速－慢速的换接回路AT2AT1§7-3方向控制回路类型：启动、停止（包括锁紧）和换向回路。一、启停回路

执行元件需频繁启动或停止的液压系统中，一般不采用启动和停止电机的方法。采用二位二通、二位三通电磁阀或中位为O，Y，M型的三位四通换向阀来实现。二位二通二位三通三位四通（O、Y、M）二、锁紧回路

M、O型中位机能液控单向阀，H型中位机能换向阀液控单向阀，中位Y型换向阀三、换向回路采用电磁换向阀采用手动换向阀采用先导控制液动换向阀§7-4多缸工作回路类型：顺序动作回路、同步回路、防干扰回路等。一、顺序动作回路（一）采用行程控制的顺序动作回路123①

②

③

④

4行程阀控制125①

②

③

④

6S1S3S2S4行程开关控制（二）采用压力控制的顺序动作回路顺序阀控制动作顺序:先将工件夹紧,然后动力滑台进行切削加工，加工完毕，退刀、松开。

发讯元件动作1234压力继电器夹紧

－－

－

－

－快进

－

＋

－

＋

＋工进

－

＋

－

－

＋退刀

－

－

＋

＋

＋松开

＋

－

－

－

－压力继电器控制例如：定位夹紧顺序回路②

①

③

③

（三）采用时间控制的顺序动作回路延时阀的时间控制二、同步回路

使两个或两个以上的液压缸,在运动中保持相同位移或相同速度的回路称为同步回路。串联液压缸的同步回路

并联液压缸的同步回路

1DT2DT3DT4DT快进一工进二工进快退原位停止，泵卸荷1DT2DT3DT4DT快进+-++一工进--++二工进---+快退-+++原位停止，泵卸荷----动作循环电磁铁动态1DT2DT3DT4DT5DTA夹紧－－－+－