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第八章基本回路任何一个液压系统都是由一个或几个主回路和许多具有特定功能的基本回路组成 1 第一节主回路主回路是一个流动循环路线 即从泵马达 缸 泵 分类 按油液流动循环路线的不同 可分为开式循环系统和闭式循环系统 按系统中泵和执行元件数量分 又有单泵 单执行元件 单泵 多执行元件和多泵系统等型式 一 开式和闭式循环系统1 开式循环系统电动机驱动 图1 8 1 电动机驱动的液压泵从油箱吸油 液压泵排出的压力油液通过三位四通换向阀进入液压缸一端的腔中 并推动活塞运动 液压缸另一腔中的低压油则经换向阀再流入油箱 开式系统中执行元件的开 停换向由换向阀控制 2 第一节主回路2 闭式循环系统 图1 8 2 变量泵排出的压力油直接进入液压马达 液压马达的回油又直接返回泵的吸油口 这样工作油液在液压泵和液压马达之间不断循环流动 在闭式循环系统中 液压马达的转速和换向由双向变量泵控制的 1 主回路 2 补油热交换回路 3 安全保护回路开式系统多用于固定设备 常用于大功率传动的行走机械中 3 4 二 单泵多执行元件系统的主回路形式1 并联回路液压泵排出的压力油同时进入两个以上的执行元件 而它们的回油共同流回油箱 特点 1 各执行元件中油液压力相等 等于液压泵的调定压力 2 流量可以不等 但其流量之和等于泵的输出流量 3 各执行元件可以单独操作 2 串联回路液压泵排出的压力油进入第一个执行元件 而此元件的回油又作为下一个执行元件的进油 特点 进入各执行元件的流量相等 各执行元件的压力之和等于液压泵的工作压力 3 串 并联回路系统中执行元件有的串联 有的并联的回路 5 第二节压力控制回路压力控制回路的作用 利用各种压力控制阀来控制油液压力 以满足执行元件对力或转矩的要求 或达到减压 增压 卸荷 顺序动作和保压等目的 常见压力控制回路 调压回路 减压回路和卸荷回路 6 一 调压回路 如图1 6 4 调压回路的作用是控制整个液压系统或局部系统的工作压力 使压力保持恒定或限制最高压力 常用溢流阀来调定泵的工作压力 调压回路可分为压力调定回路和压力限定回路 在压力调定回路中 溢流阀呈常开状态 在压力限定回路中 溢流阀呈常闭状态 7 二 减压回路 如图1 6 8 在单泵液压系统中 可以利用减压阀来满足不同执行元件或控制油路对压力的不同要求 三 卸荷回路当液压系统的执行元件停止运动 液压泵不停止转动 而是以很低的压力 或零压 过转的一种回路 1 采用换向阀的卸荷回路 用M H K型机能换向阀卸荷 当换向阀处于中位时 液压泵排出的液压员经换向阀直接应变能力回油箱 8 2 采用蓄能器保持系统中的油压并使液压泵卸荷的回路 液压泵输出的油液经单向阀同时进入系统和蓄能器 当执行元件停止运动时 系统压力升高 使继电器动作而发出电信号 该信号使电磁阀通电动作 于是溢流阀开启卸荷 液压泵输出的油流经溢流阀以低压返回油箱 液压泵卸荷 这时蓄能器使系统继续保持高压并补偿系统的泄漏 当蓄能器中的压力过低时 继电器发出信号 使电磁阀断电复位 溢流阀关闭 液压泵再向系统提供压力油 9 第三节速度控制回路 一 节流调速回路用流量控制阀进行调速的回路叫节流调速回路 根据流量阀在回路中位置不同有 进油路节流调速 回油路节流调速和旁油路节流调速三种 10 1 进液路节流调速回路这种调速回路将节流阀装在液压缸的进油路上 即串联在液压泵和液压缸之间液压泵为定量泵 输出的流量是恒定的 在溢流阀调定的供油压力下 其中的一部分流量通过节流阀进入液压缸工作腔 此压力油以压力作用在活塞上 克服负载力推动活塞移动 另外一部分流量则通过溢流阀回油箱 调节节流阀的通流面积 可以改变进入液压缸的流量 从而改变活塞的工作速度 11 2 回液路节流调速这种节流调速回路将节流阀安装在液压缸的回油路上 节流阀来控制从液压缸回油腔流出的流量 从而也控制了进入液压缸工作腔的流量 因为两者之间和液压缸两腔的有效作用面积成正比例关系 定量泵输出的恒定流量 除了一部分流量进入液压缸的工作腔外 多余的一部分流量通过溢流阀流回油箱 调节节流阀的通流面积 可以改变从液压缸回油腔流出的流量 亦即改变了进入液压缸的流量 从而改变了活塞的工作速度 12 2020 1 7 13 3 旁液路节流调速这种节流调速回路将节流阀安装在与液压缸并联的支路上 定量泵输出恒定的流量 其中一部分流量通过节流阀流回油箱 另一部分流入液压缸工作油腔 推动活塞运动 改变节流阀的通流面积 就可以改变进入节流阀的流量 从而改变了进入液压缸的流量 以达到调速的目的 溢流阀起过载保护作用 14 第三节速度控制回路二 容积调速回路容积调速度是通过改变液压泵或液压马达的有效工作容积 从而改变其排量 来调节执行元件运动速度的调速方法 容积调速回路的分类有变量泵 定量马达 液压缸 容积调速回路 定量泵 变量马达容积调速回路 变量泵 变量马达容积调速回路 15 第三节速度控制回路 二 容积调速回路其有三种基本形式 1 变量泵 定量马达 缸 调速回路通过 图1 8 5 通过改变泵的排量q便可以改变液压缸或液压马达的速度 1 不计容积损失液压缸活塞运动速度V和马达的转速分别为 16 2 当由安全阀调定的变量泵的最高工作压力为PB时 液压缸产生的最大推力Fmax和液压马达产生的最大转矩Mmax分别为各自最大推力和最大扭矩不变 这种调速又称为恒推力和恒扭矩调速 3 当不计损失总效率为1时 执行元件的功率等于液压泵的输出功率当负载一定时 工作压力为定值 执行元件的功率只随液压泵的排量而改变 特性曲线 如图1 8 6 17 2 定量泵 变量马达调速回路 图1 8 7 8 这种回路的调速特性如下 1 定量泵的流量不变 马达的排量改变 因而马达的转速改变nM与qM成反比 2 不能太小 限制了马达最高转速的提高 所以这种调速回路调速范围较小 一般为3 4 18 3 由于液压泵的流量不变 液压泵的最高压力不变 所以液压泵的输出功率不变 不计系统的总效率 液压泵的功率等于马达的功率 马达的输出功率与马达的转速无关 马达的功率是一定值 故称为恒功率调速 4 不能为零 因此换向需用换向阀 19 3 变量泵 变量马达调速回路 如图1 8 9 液压泵可以变量 液压马达的排量也可以改变 其调速度分为两个阶段 第一阶段的调速度过程是变量泵 定量马达的调速度过程 从低速向高速调节时 先将马达的排量调定到最大值 使马达具有较大的启动力矩 是恒转矩阶段 第二阶段的调速度过程是定量泵 变量马达的调速度过程 在液压泵排量达到最大时 减小马达的排量 进一步提高马达的转速 是恒功率阶段 20 3 变量泵 变量马达调速回路 如图1 8 9 特性曲线 如图1 8 10 21 第四节方向控制回路 方向控制回路的作用 控制系统中液流的通 断及流向 以实现液压马达或液压缸的启动 停止和换向 一 换向回路通常开式系统换向用阀来进行换向 闭式系统使用双向变量泵 如斜盘泵 斜轴泵等 使执行元件换向 二 定向回路又称整流回路 在这种回路中 液压泵不论转向如何 都能保证回路吸油管路永为吸油管路 而排油管路也永为排油管路 常用于辅助补油回路中 电动机转向不影响主回路补油 22 四 整流回路作用是保证双向泵的吸 排油口发生改变时 液压系统的总吸 排油方向不发生改变 整流回路当泵的上边排高