液压传动电子课件6-液压基本回路

第6章液压基本回路第6章液压基本回路方向控制回路6.1压力控制回路6.2速度控制回路6.3多缸工作控制回路6.46.1方向控制回路6.1.1启停回路当执行元件需要频繁地启动或停止时，系统中经常采用启、停回路来实现这一要求。图7－1起、停回路6.1.2换向回路换向回路用于控制液压系统中油流方向，从而改变执行元件的运动方向。工程中常采用二位四通三位四通(五通)电磁换向阀进行换向。采用电磁换向阀的换向回路适用于低速、轻载和换向精度要求不高的场合。6.1.3锁紧回路锁紧回路的作用是防止执行元件在停止运动时因外界因素而发生漂移或窜动。为了保证锁紧效果，采用液控单向阀的锁紧回路，换向阀应选择H型或Y型中位机能，使液压缸停止时，液压泵缸荷，液控单向阀才能迅速起锁紧作用。6.1.4液压缸差动连接换向回路6.1.5双向变量泵换向回路6.2压力控制回路6.2.1调压回路1.单级调压回路2.远程调压回路3.多级调压回路4.连续按比例压力调节回路5．双向调压回路当执行元件往返行程需不同的供油压力时，可以采用右图和下图所示的双向调压回路，以减少功率损耗和系统发热。右图为采用两个溢流阀分别控制往返压力的双向调压回路。左图为采用远程调压阀来控制先导型主溢流阀的双向调压回路。6.2.2减压回路减压回路是用来使某个执行元件或某一支路获得比溢流阀所调定的压力低的稳定工作压力，即从调定压力的液压源处获得一级或几级较低的稳定工作压力。如机床中的工件夹紧、导轨润滑、控制油路等回路的压力常低于主回路的压力。1.单级减压回路注意①减压阀的最高调定压力应比系统调定压力低一定的数值。例如中压系统约低0.5MPa，中高压系统约低lMPa。②当减压支路的执行元件需要调速时，节流元件应安装在减压阀出口的油路上。图7—7单级减压回路2.二级减压回路如图，由减压阀和远程调压阀组成的二级减压回路。远程调压阀5的调整压力必须低于减压阀3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溢流阀2的调整压力，才能保证减压阀正常工作，起减压作用。6.2.3增压回路增压回路是在系统的整体工作压力较低的情况下，用来提高系统中某一支路或某个执行元件的工作压力，以满足局部工作机构的需要。采用增压回路，可以降低高压液压泵的压力，减少功率消耗。增压回路中提高压力的主要元件是一个增压器。1.单向增压回路单向增压回路，只能供给断续的高压油，因此它只适用于行程较短的、单向作用力很大的液压缸中。图7—9单向增压回路21AAPPAB2.连续增压回路它是一个双作用增压缸，并采用电气控制的自动换向回路。依靠换向阀不断换向即可连续输出高压油，其增压油的压力为：121AAAPP增6.2.4保压回路用来使系统在液压缸不动或仅有工件变形所产生的微小位移下稳定地维持住压力。1.用液压泵的保压回路在大流量、高压系统中常采用专门的液压泵进行保压，如图7—11。2.利用蓄能器的保压回路如图7—12，为蓄能器保压回路。图7—11利用液压泵的保压回路3.利用液控单向阀的保压回路如图7—13所示，当液压缸7上腔压力达到保压数值时，压力继电器发出电信号，三位四通电磁换向阀3回复中位，泵1卸荷，液控单向阀6立即关闭液压缸7上腔油压依靠液控单向阀内锥阀关闭的严密性来保压。图7—13利用液控单向阀保压回路6.2.5背压回路执行元件回油路上的压力称为背压。在系统中设置背压回路，可以提高执行元件的运动平衡性或减少工件部件运动时的冲击。有时，当泵卸荷时，为保证控制油路具有一定的压力，常常在回油路上设置背压回路，以形成一定的回油阻力。一般背压力为0.3～0.8MPa1、利用溢流阀的背压回路，图7—14(a)所示，为双向背压回路。2、图7—14(b)为单向背压回路。6.2.6卸荷回路卸荷回路是在液压泵不停止转动的情况下，使液压泵在零压或很低压力下运转，以减少系统功率损耗和噪声等，延长液压泵的工作寿命。所谓卸荷，就是液压泵以很小的输出功率运转，即液压泵的功率损耗接近于零的运转状态。1.采用换向阀的卸荷回路(1)采用三位四通(五通)换向阀的卸荷回路.(2)采用二位二通阀的卸荷回路2.采用溢流阀的卸荷回路图7—17所示是用先导型溢流阀和小流量二位二通电磁换向阀组成的卸荷回路。3．采用卸荷阀的卸荷回路图7—17采用溢流阀的卸荷回路图7—18采用卸荷阀的卸荷回路4、压力继电器控制二位二通阀卸荷回路右图为采用压力继电器控制二位二通阀的卸荷回路。6.2.7平衡回路平衡回路是通过平衡阀（即单向顺序阀）产生的压力来平衡执行元件的重力负载，防止立式液压缸与垂直运动的工作部件在悬空停止期间因自重而下落，或在下行过程中由于自重而造成失控超速的不稳定运动，又称为背压回路。1.用单向顺序阀的平衡回路回路中的单向顺序阀也称为平衡阀，它设在液压缸下腔与换向阀之间。液压缸下腔的背压力即顺序阀的调整压力为：AGP2.用远控单向顺序阀的平衡回路如图7—20所示，当活塞及重物作用突然出现超速现象时，必定是液压缸上腔压力降低，此时远控顺序阀控制油路压力也随之下降．将液控顺序阀关小，增大其回油阻力，来阻止运动部件下滑速度。值得注意的是远控顺序阀启闭取决于控制油路的油压，而与负载大小无关。图7—20采用远控单向顺序阀的平衡回路6.3速度控制回路6.3.1调速原理及分类当不考虑液压油的压缩性和泄露的影响时，液压缸的运动速度为：液压马达的转速为：可见，改变输入执行元件的流量，或者改变液压缸的有效面积A和液压马达的排量都可达到调速目的。AqvMMVqn6.3.2节流调速回路1.进口节流调速回路（1）组成（2）工作原理图进口节流调速回路进口节流调速特点及应用特点：速度随负载变化而变化，负载加大，速度降低，负载减小，速度加快；效率低，功率损耗大，发热量高。无背压，负载消失时会产生冲击。启动冲击小，调速范围大，可达1：100。应用：适用于一般负载变化较小的小功率液压系统当中。2.出口节流调速回路进口节流调速回路和出口节流调速回路的速度负载特性基本相同。图7—23出口节流调速回路3.进、出口节流调速回路比较（1）承受负值负载能力负值负载是负载作用力的方向和执行元件运动方向相同的负载。（2）运动平稳性出口节流调速优于进口节流调速。（3）回油腔压力（4）油液发热对泄漏的影响进口节流调速回路中，进入液压缸油液的温度较高。（5）启动时前冲出口节流调速回路中，启动时易产生前冲现象。4.旁路节流调速回路旁路节流调速特点与应用特点速度刚性比进、出口调节更差；工作压力增加，会使泵泄漏增加，容积效率降低，回路运动稳定性较差；回路效率高，油液温升小，经济性好；低速承载能力差，只能用于高速范围，调速范围小。应用：适于动力较大，速度较高而速度稳定性要求不高，且调速范围小的液压系统当中。6.3.3容积调速回路容积调速回路是利用改变液压泵或液压马达，或同时改变液压泵和液压马达的有效工作容积来实现对执行元件速度的调节。按照油路的循环方式不同，容积调速回路可以分为开式回路和闭式回路两种，一般采用闭式回路较多。按照变量形式不同分为三类（1）变量液压泵—定量液压马达（或液压缸）回路（2）定量液压泵—变量液压马达回路（3）变量液压泵—变量液压马达回路1.变量泵和液压缸或定量液压马达所组成的容积调速回路由于没有节流损失和溢流损失，因此系统效率较高。适用于负载转矩变化不大的液压系统。2.定量泵和变量液压马达组成的容积调速回路不存在节流和溢流损失，因此效率高，但调速范围小，一般适用于机床主运动传动中。3.变量泵与变量液压马达组成的容积调速回路低速段可保持最大输出转矩不变，而高速段可提供较大的功率输出，调速范围大，效率高，结构紧凑，速度稳定性好，适于大功率液压系统中。6.3.4容积节流调速回路容积节流调速回路是利用流量阀配合变量液压泵，来实现对执行元件速度的调节。这种回路的特点是变量液压泵的输出流量能自动接受流量阀调节并与之吻合，无溢流损失，效率高；同时变量液压泵的泄漏通过压力反馈而得到补偿，进入执行元件的流量由流量阀控制，故速度的稳定性较好，适用于负载变化较大，要求速度稳定与高效率的场合。1.限压式变量叶片泵与调速阀组成的调速回路2.差压式变量泵和节流阀组成的联合调速回路（1）工作原理（2）调速特点液流通过节流阀4的压差Δp与变量泵控制油缸2左右腔压差相同，而在变量过程中控制油缸2左右腔压差基本不变，因此，通过节流阀的流量不会随负载而变化，活塞运动速度稳定。6.3.5快速运动回路快速回路是用来使执行元件获得尽可能快的运动速度，缩短工作循环时间，以提高生产率和充分利用功率。一般采用自重充油、蓄能器充油、增速液压缸以及液压缸差动连接等来达到增速的目的，又称为增速运动回路。1.液压缸差动连接的快速运动回路这种快速回路简单、经济，但快、慢速的转换不够平稳。2.双泵供油的快速运动回路3.采用蓄能器的快速运动回路6.3.6减速回路减速回路是用来使执行元件运动的速度在变换后低于液压泵输出流量所提供的速度。常采用行程换向阀、减速液压缸等来达到减速的目的，又称为速度换接回路。1．行程换向阀减速回路右图为采用行程换向阀的减速回路。2．减速液压缸减速回路右图为采用减速液压缸的减速回路。这种回路利用减速液压缸（又称为复合缸）的结构来代替行程换向阀，可用于中小型机床刀架速度的换接。6.3.7速度转换回路速度转换是采用两个调速阀串联或并联在回路中，通过换向阀的换接，使执行元件获得两种工进速度的回路，又称二次进给回路。1.快慢速转换回路这种速度转换回路，速度换接快，行程调节比较灵活，电磁阀可安装在液压站的阀板上，也便于实现自动控制，应用很广泛。其缺点是平稳性较差。2、调速阀串联二次进给回路左图为采用两个调速阀串联的二次进给回路。该回路第二次进给速度只能小于第一次进给速度，速度换接较平稳，不会出现较大的冲击，但功率损耗较大。其工作循环和电磁铁动作顺序见表7-1。3、调速阀并联二次进给回路采用两个调速阀并联的二次进给回路。其工作循环和电磁铁动作顺序见表7-2。6.4多缸工作控制回路多缸工作控制回路是用来控制多个执行元件的运动，达到使多个执行元件按照一定顺序依次动作或同步动作的目的。6.4.1顺序动作回路1.行程控制的顺序动作回路2.压力控制的顺序动作回路这种回路工作可靠，可以按照要求调整液压缸的动作顺序。顺序阀的调整压力应比先动作液压缸的最高工作压力高(中压系统须高0.8MPa左右)，以免在系统压力波动较大时产生误动作。3.时间控制的顺序动作回路（1）用延时阀的顺序动作回路（2）用节流阀控制的顺序动作回路4、压力继电器控制的顺序动作回路1—减压阀；2—单向阀；3—两位换向阀；4—压力继电器；5、7—液压缸；6—三位换向阀6.4.2同步回路1.用调速阀控制的速度同步回路其结构简单，使用方便，可以调速。但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，速度的同步精度较低，一般为5％～7％。2.带补偿装置的串联液压缸位移同步回路由液控单向阀3、电磁换向阀2和4组成的补偿装置可使两缸每一次下行终点的位置同步误差得到补偿。这种回路适用于终点位置同步精度要求较高的小负载液压系统。6.4.3互锁回路如图，利用三位六通电磁换向阀5和二位二通液动换向阀1的连接关系实现两液压缸运动的互锁。6.4.4多缸快慢速互不干扰回路该回路的特点是两缸的“快进”和“快退均由低压大流量泵2供油，两缸的“工进”均由高压小流量泵1供油。快速和慢速供油渠道不同，因而避免了相互的干扰。图7—46双泵供油互不干扰回路1、2—双联泵3、4—溢流阀5、6—调速阀7、8、11、12—电磁换向阀9、10—单向阀