项目七 任务二：压力控制回路分析

任务二：压力控制回路分析授课教师：某某某项目七：液压控制回路任务概述01了解调压回路、减压回路、增压回路、保压回路、卸压回路、背压回路、卸荷回路和平衡回路等02掌握压力控制回路工作原理、回路图的阅读与绘制方法，并能进行实际回路的连接。知识与技能压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。它包括以下多种回路:调压减压增压保压卸压背压卸荷平衡制动(缓冲)等目录CATALOG调压回路01减压回路02增压回路03保压回路04卸压回路05背压回路06卸荷回路07平衡回路0801调压回路一、调压回路调压回路就是控制系统的工作压力，并使其不超过某一预先调定的数值液压泵的供油压力大小可以通过溢流阀来调节。在定量泵系统中用溢流阀作为安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。在变量泵系统中单级调压回路1如图7.4(a)所示为单级调压回路系统由定量泵供油

，通过调节节流阀的开口大小来调节液压缸的速度。在工作过程中溢流阀是常开的，液压泵的工作压力取决于溢流阀的调整压力，并且保持基本恒定，溢流阀的调整压力必须大于液压缸的最大工作压力和油路中各种压力损失的总和。(a)基本单级调压回路图7.4单级调压回路如图7.4(b)所示为远程调压回路也属于单级调压系统由定量泵供油

，通过调节节流阀的开口大小来调节液压缸的速度。在工作过程中溢流阀是常开的，液压泵的工作压力取决于溢流阀的调整压力，并且保持基本恒定，溢流阀的调整压力必须大于液压缸的最大工作压力和油路中各种压力损失的总和。图7.4单级调压回路(b)远程调压回路液压缸正反向行程中需不同的供油压力时可采用双向调压回路

如图7.4(c)所示当换向阀左位工作时，液压缸为工作行程，泵出口压力由溢流阀1调定为较高压力，缸右端的油液通过换向阀回油箱；此时，溢流阀2不起作用。当换向阀处于图示工作状态时，液压缸为返回行程，泵出口压力由溢流阀2调定为较低压力，溢流阀1不起作用。缸退至终点，泵在低压下回油，功率损耗小。图7.4单级调压回路(c)双向调压回路二级调压回路2在图示状态下，泵出口压力由溢流阀1调定为较高压力，二位二通换向阀通电后，则由远程调压阀2调定为较低压力。阀2的调定压力必须小于阀1的调定压力。图7.5(a)所示为二级调压回路图7.5多级调压回路(a)二级调压回路二级及以上调压回路都属于多级调压回路当系统工作过程中的压力需要两种或以上级别的压力时常用此回路。在图示状态下，泵出口压力由阀1调定为最高压力，当换向阀4的右、左电磁铁分别通电时，泵出口压力分别由远程调压阀2和3调定。阀2和阀3的调定压力必须小于阀1的调定压力。图7.5(b)所示为三级调压回路图7.5多级调压回路(b)三级调压回路02减压回路二、减压回路在定量泵供油的液压系统中主油路的压力比较高，由与泵并接的溢流阀调定，但有一支路或多个支路需要的压力较低，如润滑油路、控制油路和夹紧油路等，为了使其油路得到稳定的、可以单独调节的低压，就要在此支路上串接一个定输出减压阀，这就是减压回路。要使减压阀能稳定工作，减压阀的最低调定压力不应小于0.5MPa，最高调定压力至少应比系统压力小0.5MPa，以使减压回路工作可靠。当执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，避免减压阀泄漏(指由减压阀泄油口流回油箱的油液)对执行元件的速度发生影响。单级减压回路1图7.6（a）所示为单级减压回路回路中串联了一个单向减压阀5，换向阀4左位工作时，液压泵输出的压力油，经单向阀3、换向阀4、单向减压阀5进入油缸左腔，推动活塞向右运动。由于减压阀的作用，使夹紧缸能得到较低而又稳定的夹紧力。换向阀4右位工作时，液压泵向左运动,这时减压阀不起作用。单向阀3的作用是当主油路压力低于减压阀的调定压力时，保证减压油路的压力不变，使夹紧缸保持夹紧力不变。还应指出的是，减压阀的调定压力应低于溢流阀2的调整压力，才能保证减压阀正常工作。(a)单级减压回路图7.6减压回路二级减压回路2图7.6（b）所示为由减压阀和远程调压阀组成的二级减压回路在图示状态下，夹紧缸的压由减压阀1调定；当二通阀通电后，夹紧缸的压力则由远程调压阀2调定。故称为二级减压回格。必须注意的是远程调压阀2的调整压力应低于减压阀1的调整压力，才能实现二级减压，并且减压阀的调整压力应低于回路中溢流阀的调整压力，才能保证减压阀正常工作。（b）二级减压回路图7.6减压回路03增压回路三、增压回路增压回路是为了提高液压系统中的某一支路的压力，它比主系统油路的压力高，但支路流量又不大，此时就应采用增压回路。低压泵供油的液压系统采用增压回路，比用高压泵供油的液压系统成本低、效率高。单作用增压缸的增压回路1如图7.7(a)所示为单作用增压回路，当电磁铁通电时，二位四通电磁换向阀处于左位，泵打出的油进入增压缸的左腔，推动活塞向右移动，小活塞右腔出油压力比大活塞左腔进油压力高（具体见公式4-14），工作缸克服弹簧力下行工作；当换向阀断电处于右位时，液压油进入增压缸的中部，推动活塞左移，工作缸靠弹簧力回程，上面高位油箱的油液可在大气压力的作用下顶开单向阀向增压缸右腔补油。此回路只能间歇增压，不能获得连续稳定的高压，只适用于执行元件需要较大的单向作用、行程而作业时间短的液系统中。(a)单作用增压缸增压回路图7.7增压回路双作用增压缸增压回路2图7.7(b)所示为采用双作用增压缸的增压回路，能连续输出高压油。在图示位置，液压泵输出的压力油经换向阀5进入增压缸左端大活塞腔，同时经单向阀1进入增压缸左端小活塞腔，右端大活塞腔的回油通油箱，右端小活塞腔增压后的高压油经单向阀4输出，此时单向阀2、3被关闭；当增压缸活塞移到右端时，换向阀换向，同理，增压缸活塞向左移动，左端小活塞腔输出的高压油经单向阀3输出，此时单向阀1、4被关闭。这样，增压缸的活塞不断往复运动，两端便交替输出高压油，从而实现连续增压供油。(b)双作用增压缸增压回路图7.7增压回路04保压回路四、保压回路在一些压力设备中，往往要求在工作行程的终点停留，且要保持压力一定的时间，保压回路就是使系统在液压缸停止运动或有微小变形运动时，缸内要能稳定地维持住一段时间压力的回路。保压回路就是要补偿泄漏对压力的影响，它常用于夹紧和压力机压制工件等液压系统中，典型的保压回路有如下几种。若采定量泵保压，保压过程中液压泵仍以较高的压力工作，缸内保压只需少量油液补充，剩余的大量油液在高压下经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，易发热，故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用；若采用变量泵保压，在保压时虽然泵的压力较高，但输出流量几乎等于零，液压系统的功率损失小，所以用限压式变量泵进行保压比较好。1.液压泵保压回路当主换向阀7在左位工作时，液压缸向右运动且压紧工件，进油路压力升高至调定值时，压力继电器5动作使二通阀4通电，泵1即卸荷，单向阀2自动关闭，防止液压缸油液倒流，液压缸则由蓄能器6保压补漏。保压时间的长短取决于蓄能器容量，缸中压力的最大和最小值取决于压力继电器的工作区间。当缸压力不足时，低于压力继电器的最低工作压力时，信号中断，二位二通阀关闭，液压泵重新向缸供油，补充泄漏，保证所需的压力。2.蓄能器保压回路图7.8（a）所示为利用蓄能器的保压回路（a）蓄能器保压回路图7.8保压回路当1YA得电换向阀3右位接入回路，液压缸上腔压力上升至电接触式压力表5的上限值时，电接触式压力表5发出信号，使电磁铁1YA失电,换向阀处于中位,液压泵卸荷，液压缸由液控单向阀4保压。当液玉缸上腔压力下降到预定的下限值时，电接触式压力表5又发出信号，使1YA得电，液压泵再次向系统供油，使压力上升。当压力达到上限值时，电接触式压力表5又发出信号，使1YA失电因此，这一回路能自动地使液压缸补充压力油，使其压力能长期保持在一定范围内。3.液控单向阀保压回路图7.8（b）所示为采用液控单向阀和电接触式压力表的自动补油式保压回路。图7.8保压回路（b）液控单向阀保压回路）05卸压回路在液压机液压系统中增设卸压回路，使液压缸高压腔的压力能在换向前缓慢释放，将有效提高液压缸的运行平稳性，降低液压冲击和能量损耗。03卸压回路在工作阶段压力比较高，储存了大量的能量使油液压缩，这时若立即改变运动方向，将会产生液压冲击。02五、卸压回路卸压回路用于缸直径大于250mm、压力大于7MPa时的压力机等液压设备的系统中。01如图7.9(a)所示1.液压泵保压回路当液压缸向下运动压制工件完成后，不能马上回程，需把换向阀换到中位，使液压泵卸荷，缸的上腔高压经过节流阀和二位二通换向阀缓慢卸压。卸压的快慢由节流阀来调节。卸压后再把换向阀换到右位工作，使液压缸向上回程。(a)节流阀卸压回路图7.9卸压回路如图7.9(b)所示卸压后可自动返程的回路2.节流阀和压力继电器卸压回路工作缸完成工作后，换向阀换到中位，缸上腔压力经节流阀卸压回油箱，当压力释放到压力继电器调定的最低值时，其开关复位发出信号给换向阀，使其换到左位，缸的下腔进油，液压缸上升回程。图7.9卸压回路(b)节流阀和压力继电器卸压回路06背压回路背压回路是为了提高执行元件的运动平稳性，提高加工精度，在回油路上设置背压阀2以形成一定的液压阻力的一种回路，其原理如图7.10所示。这种回路的回油路上都存在背压阻力，相当于增大了负载，需要提高供油压力，背压力一般为0.2〜0.5MPa。可作为背压阀使用的元件有单向阀、溢流阀、节流阀和顺序阀等。图7.10背压回路六、背压回路07卸荷回路七、卸荷回路卸荷回路是指液压系统执行元件在短时间停止工作时，因不能关闭电动机(频繁启动和关闭会影响电机和泵的寿命)，泵就会一直在溢流阀调定的高压下供油，并经溢流阀回油箱，造成很大的功率浪费。为了减少功率损耗，降低发热，延长泵和电机的寿命，应使液压泵在功率损耗

(PX\qq)接近于零的情况下转这就需要卸荷回路。因功率是流量和压力的乘积，两个参数任一个接近于零即是卸荷回路。所以卸荷回路分为流量卸荷和压力卸荷两种类型。流量卸荷主要是使用限压式变量泵，使泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转，但泵仍处在高压状态，磨损比较严重；压力卸荷是使泵的出口接回油箱，使其在接近零压下运转，常用压力卸荷。限压式变量泵的流量卸荷回路1如图7.11所示，当液压缸活塞运动到行程终点或换向阀处于中位时，泵的压力升高，而流量减小，当压力接近变量泵的限定螺钉调定的极限值时，泵的流量减小到只补充液压缸或换向阀的泄漏，回路实现保压卸载，系统中的溢流阀作安全阀用。因系统在卸荷状态下具有很高的压力，比较适合模具成型中的合模保压阶段的工作情况。图7.11变量泵的流量卸荷回路卸荷回路主要有以下几种方式。换向阀中位机能的卸荷回路2如图7.12所示，当电磁换向阀中位机能为M、H和K型时，泵打出的油液直接回油箱，泵即卸荷。但回路中必须设置单向阀等背压阀，以使泵卸荷时仍能保持0.3〜0.5MPa左右的压力，保证系统重启时有足够的控制油压。图7.12换向阀中位机能卸荷回路以下均为压力卸荷回路二位二通电磁换向阀的卸荷回路3如图7.13所示，三位四通换向阀的中位机能为O型。当工作缸停止工作时，二位二通电磁换向阀电磁铁通电，泵输出的油液经二位二通换向阀流回油箱而卸荷，此时泵的流量和二位二通换向阀的流量应匹配，此种卸荷方式适于小流量系统。图7.13二位二通电磁换向阀卸荷回路电磁溢流阀卸荷回路4如图7.14所示，先导型溢流阀的外控口直接与二位二通电磁阀相连（组成电磁溢流阀），当电磁铁通电时，外控口控制的压力为零，这时泵通过溢流阀而卸荷，这种回路卸荷时的压力冲击比图7.13直接用二位二通阀卸荷时要小，此二位二通阀也可以选用小流量规格的。图7.14电磁溢流阀卸荷回路08平衡回路八、平衡回路平衡回路是在执行机构沿垂直方向运动时，为了防止液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落或因超速而使操作动作失控，在回油路上都要保持一定的背压，以此来实现对系统的可靠控制。采用单向顺序阀的平衡回路1如图7.15(a)所示为采用内控式单向顺序阀（平衡阀）的平衡回路

图7.15单向顺序阀平衡回路(a)内控顺序阀控制如图7.15(b)所示为采用外控顺序阀的平衡回路由于顺序阀的打开与运动部件重量无关，只取决于外控口

即进油腔的压力，没有背压，所以功率损失较小。这是因为活塞下行时，液压缸上腔油压降低，使液控顺序阀关闭，当顺序阀关闭时，

因活塞停止下行，使液压缸上腔油压升高，又打开液控顺序阀。因此,液控顺序阀外控口压力的变化而造成顺序阀时开时关，使活塞走走停停，运动的

平稳性较差，为此，可在下行油路中接入单向节流阀以改善这种状况。优点只有上腔进油时活塞才下行，比较安全可靠缺点是活塞下行时平稳性较差这种平衡回路的优点和缺点图7.15单向顺序阀平衡回路(b)外控顺序阀控制采用液控单向阀的平衡回路2图7.16液控单向阀平衡回路如图7.16所示为单向节流阀串联一液控单向阀组成的平衡回路当换向阀在左位，上行液压油把液控单向阀打开，活塞下行。若没有节流阀，回油腔没有背压，运动部件由于自重而加速下降，使液压缸上腔供油不足甚至出现真空，致使液控单向阀关闭。液控单向阀关闭后，活塞停止运动，压力开始上升，控制油路又建立起压力，此阀再次被打开。液控单向阀时开时闭，使活塞在向下行过程中产生振动和冲击。所以在回油路上串接一