项目七 任务四：多缸控制回路分析

项目七：液压控制回路任务四多缸控制回路分析授课教师：某某某任务概述了解多缸控制的顺序动作回路01了解同步回路和互不干扰回路的作用02了解构成、回路原理及应用03知识与技能Copypastefonts.Choosetheonlyoptiontoretaintext.……Copypastefonts.Choosetheonlyoptiontoretaintext.……02.TexthereCopypastefonts.Choosetheonlyoptiontoretaintext.……03.Texthere在液压系统中，用一个油源给两个或多个液压缸提供液压油，各缸的运动关系可按一定的要求进行控制。但各个液压缸会因压力和流量的彼此影响而在动作上相互牵制或干涉，为此，必须使用一些特殊的回路才能实现预定的动作要求，如顺序动作回路、同步回路和互不干扰回路等。目录CATALOG顺序动作回路01同步回路02互锁回路03互不干扰回路0401顺序动作回路按控制的方式不同，顺序动作回路可分为一、顺序动作回路在多缸液压系统中，控制各个液压缸严格地按规定的先后顺序进行动作的回路就是顺序动作回路。行程控制的顺序动作回路01压力控制的顺序动作回路02行程控制的顺序动作回路1行程控制就是利用液压缸运动到指定的位置时触碰控制装置，或使其发出控制信号，用以起动下一个液压缸的动作开始，使各个液压缸之间实现顺序动作的控制过程。行程控制可以用行程阀、行程开关等来实现图7.33行程控制的顺序动作回路(a)行程阀控制完成动作②当缸A到达其预定的位置时，其挡块压下二位四通行程阀2后，使阀芯下移，此阀换到上位工作，液压油进入缸B的左腔，推动活塞右移，完成动作②；完成动作①当搬动二位四通手动换向阀1到左位，泵打出的液压油经此阀进入缸A的左腔，推动活塞向右运动，完成动作①完成动作③当缸B到达终点后，松开手动换向阀1使之回到右位工作，液压油进入A缸的右腔，推动活塞左行，完成动作③；完成动作④当缸A的挡块离开行程阀2时，此阀复位回到下位工作，液压油进入B缸右腔使其向左运动，完成动作④。(1)行程阀控制的顺序动作回路如图7.33(a)，两液压缸的动作顺序为①→②→③→④，工作循环开始前，两液压缸的停留位置如图所示优缺点01优点工作可靠；不会产生误动作；顺序动作换向平稳；位置精度高；行程位置可调。02缺点需调整行程阀的安装位置；动作顺序一经确定要改变就比较困难；同时管路长；布置较麻烦。(2)行程开关控制的顺序动作回路如图7.33(b)，两缸的动作顺序仍为①→②→③→④把它改为用行程开关控制来实现这一动作循环图7.33行程控制的顺序动作回路(b)行程开关控制完成动作②当缸A到达其预定的位置时，其挡块触动行程开关XK1后，通过电气控制线路，使换向阀2得电换到左位工作，液压油进入缸B的左腔，推动活塞右移，完成动作②完成动作①当二位四通电磁换向阀1得电，其在左位工作，泵打出的液压油经此阀进入缸A的左腔，推动活塞向右运动，完成动作①完成动作③当缸B到达预定点后，其挡块触动行程开关XK2后，使换向阀1失电回复到右位工作，液压油进入A缸的右腔，推动活塞左行，完成动作③；完成动作④当缸A的挡块触动行程开关XK3后，使换向阀2失电回复到右位工作，液压油进入B缸右腔使其向左运动，完成动作④即完成了一个工作循环过程。缸B的挡块触动行程开关XK4后，即可以开始下一个循环过程。这种回路是通过行程开关和电气控制线路对电磁换向阀进行控制，从而实现顺序动作。01优点行程开关布置灵活方便；改变电气线路或程序即可方便地改变动作顺序；液压缸动作的顺序和行程调整都比较方便；易于可靠地实现自动控制02缺点其转换平稳性不好；动作顺序的可靠性主要取决于电气元件的质量；它多用于机床等转换位置精度较高的设备。优缺点压力控制的顺序动作回路2压力控制压力控制的顺序动作回路就是利用液压系统在工作过程中的压力变化，来实现执行元件的顺序动作的回路。一般用单向顺序阀或压力继电器来实现这种回路。（1）顺序阀的压力控制顺序动作回路如图7.34(a)所示，当三位四通换向阀1YA通电换到右位工作时，实现外缸的动作①；图7.34压力控制的顺序动作回路(a)顺序阀的压力控制当缸A右行到终点时，系统压力升高，当升到顺序阀2的调定压力时，液压油便打开此阀进入缸B的左腔实现动作②；当三位四通换向阀2YA通电换到左位工作时，用相同的道理完成动作③和④；两换向阀均断电回复到中位时，两缸停止运动，完成一个工作循环过程。它的动作可靠性主要取决于顺序阀的性能及其压力调定值为防止因压力冲击或波动而造成顺序阀的误动作顺序阀的调定压力应比前一个缸动作时的工作压力高出10%〜15%(0.5〜1MPa)。这种回路适用于缸数不多、负载变化小的场合。01优点回路动作灵敏安装连接较方便02缺点可靠性不高位置精度低优缺点(2)压力继电器的压力控制顺序动作回路图7.34压力控制的顺序动作回路(b)压力继电器的压力控制图7.34(b)所实现的顺序动作是与上相同的4个步骤。开机时，二位四通换向阀3在右位工作，实现A缸的动作①；缸A右行到终点时，系统压力升高，当升到压力继电器1的调定压力时，控制右边换向阀4右端电磁铁3YA得电，液压油便通过此阀的右位进入缸B的左腔实现动作②；缸B右行到终点时，其挡块触动行程开关XK1，使2YA得电换阀4换到左位工作，液压油便通过此阀进入缸B的右腔完成动作③；缸B向左到达终点后，系统压力升高，当升到压力继电器2的调定压力时，使换向阀3得电左位工作，液压油进入A缸的右腔，推动活塞左行，完成动作④，完成一个工作循环过程。顺序动作②和④是由压力继电器保证顺序动作③是由电气控制(行程开关)保证压力继电器的调定压力应比前一动作时的压力高约10%〜15%(0.5〜1MPa)才不至于因系统压力波动而产生误动作。02同步回路二、同步回路同步回路就是保持两个或多个液压缸在运动中的相对位置不变或以相同的速度运动。多缸液压系统中影响同步精度的因素泄漏摩擦阻力制造精度外负载等使同步难以保证为此，同步回路要尽量克服或减少这些因素的影响。串联液压缸同步回路1图7.35串联液压缸同步回路油路连接时使两液压缸串联，缸1的下腔的有效面积与缸2的上腔的面积相等。把三位四通电磁换向阀5接入右位时，两缸应是同步下行。因缸1下行时，从下腔排出的油液进入缸2上腔后，2也同时下行，两缸的升降便得到同步，但会有不确定因素使两个活塞产生同步位置误差。图7.35所示为两液压缸串联的同步回路若缸1先运动到下终点缸2的上腔就得不到来自缸1下腔的供油，但缸1的活塞杆会触动接入它下端的行程开关，使三位四通电磁换向阀4的4YA得电换到右位工作，压力油就经液控单向阀进入缸2上腔，使缸2继续下行到终点为止。若缸2先运动到下终点缸1的下腔就会因无法回油而停止运动，但缸2的活塞杆会触动接入它下端的行程开关，使三位四通电磁换向阀4的3YA得电换到左位工作，液控单向阀的反向通道打开，缸1下腔的剩余压力油就经液控单向阀3、电磁换向阀4的左位回油箱，使缸1继续下行到终点为止。补偿措施使两缸的同步误差在每一次下行运动中得以及时消除，避免了累积误差。因这种回路是串联液压缸，泵的供油压力至少是两缸工作压力之和，所以它只适用于负载较小的液压系统。刚性连接式同步回路2刚性连接同步回路就是将两个或几个液压缸的活塞杆用机械装置（如齿轮或刚性梁）连接在一起，使它们的运动相互受牵制，从而使这两个或几个液压缸运动同步。此种同步方法简单，工作可靠，但它不宜使用在两缸距离过大或两缸负载差别过大的场合。图7.36所示为刚性连接式同步回路图7.36机械连接式同步回路调速阀控制的同步回路3图中两个调速阀可分别调节进入两个并联液压缸下腔的流量，使两缸活塞向上伸出的速度相等。这种回路可用于两缸有效工作面积相等时，也可用于两缸有效工作面积不相等时，其结构简单，使用方便，且可以调速。其缺点是受油温变化和调速阀性能差异等影响，不易保证位置同步，速度的同步精度也较低，一般为5%~7%，常用于同步精度要求不高的系统中。图7.37所示为采用调速阀控制的速度同步回路图7.37调速阀控制的同步回路03互锁回路在多缸工作的液压系统中，有时要求在一个液压缸运动时不允许另一个液压缸有任何运动。这时就要用到液压缸互锁回路。图7.38互锁回路图7.38所示为双缸并联互锁回路。当三位六通电磁换向阀5位于中位，液压缸B停止工作时，二位二通液动换向阀1右端的控制油路（图中虚线）经阀5中位与油箱连通，因此其左位接入系统。这时压力油可经阀1、阀2进入缸A使其工作。当阀5左位或右位工作时，压力油可进入缸B使其工作。这时压力油还进入了阀1的右端使其右位接入系统，因而切断了缸A的进油路，使缸A不能工作，从而实现了两缸运动的互锁。三、互锁回路04互不干扰回路四、互不干扰回路在一泵多缸的液压系统中，往往由于其中一个液压缸快速运动，大量的液压油进入该缸，使整个系统压力下降，影响其他液压缸进给速度的稳定性。因此，在进给速度要求比较稳定的多缸液压系统中，需采用快慢速互不干扰回路。图7.39图所示为双泵供油多缸快速互不干扰回路图7.39双泵供油互不干扰回路各缸快速进退都由大泵2供油，当任一缸进入工进时，则改由小泵1供油，彼此无牵连，也就无干扰。图示状态下，各缸原位停止。当3YA，4YA通电时,阀7、阀8左位工作,两缸都由大泵2供油，做差动快进，小泵1的油在阀5、阀6处被堵截。若缸A先完成快进,由行程开关使电磁铁1YA通电，3YA断电，此时大泵2对缸A的进油路被切断，而小泵1的进油路打开，缸A由调速阀3调速做工进，缸B仍做快进，互不影响。当各缸都转为工进后，它们全由小泵供油。此后，若缸A率先完成工进，则行程开关应使阀5和阀7的电磁铁都通电，缸A即由大泵2供油快退。当各电磁铁都断电时，各缸都停止运动，并被锁于所在位置上。技能训练训练4根据现有设备和实训条件，制定实训计划，选择性地组装各类多缸控制回路。验证其工作原理，了解其性能特点，学习常见故障的诊断及排除方法。01在FluidSIM软件里建立液压回路图（必要时还要建立电气控制图），进行液压仿真，模拟调试回路运行过程，直至能够按照预定要求正确运行。02根据仿真生成的回路图，选择所需要的元器件。03将各元器件按合适的布局位置安装在液压综合实训台面板上（液压元器件都比较重，搬动时要注意安全。）04按油路逻辑顺序完成各油管的连接。注意各元器件油孔标识字符等，弄清各进出油口的连接顺序；同时要防止接头体或螺母的螺纹出现伤痕，使密封性能下降，造成泄露；选