第8章液压传动基本回路..ppt

1,第8章液压传动基本回路,2,第8章液压传动基本回路,第8章液压传动基本回路,3,第8章液压传动基本回路,回路是液压系统的基本组成单元，是为了完成某种特定功能而由元件组成的油路结构。本章是以后学习和分析液压系统的重要基础。,重点：1.调压回路的工作原理和调速回路的特性；2.快速运动回路、速度换接回路和顺序动作回路的工作原理。难点：1.节流调速回路的原理、特点。,4,第8章液压传动基本回路,液压基本回路液压基本回路指那些为了实现特定的功能而把某些液压元件和管道按一定的方式组合起来的油路结构。液压系统由一个或多个液压基本回路组成。,概述,5,第8章液压传动基本回路,掌握一些基本回路的组成、原理和特点将有助于认识分析一个完成的液压系统。按其在液压系统中的功用，液压基本回路可分为以下几类：方向控制回路压力控制回路速度控制回路多缸工作控制回路,6,第8章液压传动基本回路,一、启停回路,二位二通阀的启停回路,二位三通阀的启停回路,方向控制回路,7,第8章液压传动基本回路,二、换向回路常用的回路是二位四通和三位四通换向阀。,8,第8章液压传动基本回路,三、锁紧回路,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。采用液控单向阀组成的锁紧回路，换向阀采用H或Y型中位机能。,9,第8章液压传动基本回路,压力控制回路是控制液压系统整体或系统中某一部分的压力，以满足执行元件对力或力矩要求的回路。这类回路包括调压、减压、增压、保压、卸荷和平衡等多种回路。,压力控制回路,10,第8章液压传动基本回路,功用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中,用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。若系统中需要二种以上的压力，则可采用多级调压回路。,一、调压回路,11,第8章液压传动基本回路,12,第8章液压传动基本回路,远程调压阀装在泵站的盖上，便于调节（由用户调节）；先导式溢流阀装在泵站盖的下面不易调节的地方（由制造厂家调好），这样可以避免误操作。,在液压机上的应用：,13,第8章液压传动基本回路,14,第8章液压传动基本回路,二、减压回路,使系统中某一部分具有较低的稳定压力。,15,第8章液压传动基本回路,16,第8章液压传动基本回路,当分支油路的压力较主油路压力低得多，而需要的流量又很大时，为减少功率损耗，常采用高压低压液压泵分别供油的办法以提高系统效率。,不适用于减压阀的情况：,17,第8章液压传动基本回路,三、卸荷回路,功用：在液压泵的驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵的输出功率为零，以减少功率损失和系统发热，延长泵和电动机的使用寿命。卸荷的含义为卸功率之荷，而功率P=pq。故有两种卸荷方式：一是使泵的输出压力为零，二是使泵的输出流量为零。,18,第8章液压传动基本回路,1.利用换向阀中位机能卸荷的回路2.利用二位二通阀卸荷的回路,19,第8章液压传动基本回路,二位二通阀只需采用小流量规格。在实际产品中，常将电磁换向阀与先导式溢流阀组合在一起，这种组合称电磁溢流阀。,3利用溢流阀远程控制口卸荷的回路（电磁溢流阀）,20,第8章液压传动基本回路,四、保压回路,有些机械设备在工作过程中,常常要求液压执行机构在其行程终止时,保持压力一段时间,这时需采用保压回路。最简单的保压回路是使用三位换向阀的中位机能或液控单向阀的回路,但是阀类元件处的泄漏使得这种回路的保压时间不能维持太久。,21,第8章液压传动基本回路,常用的保压回路有以下几种:,1利用液压泵保压的保压回路,22,第8章液压传动基本回路,2利用蓄能器的保压回路,蓄能器是液压系统中储存能量的一种装置，它将多余的压力油液储存在耐压的容器中，并在必要时释放出来供给系统。,23,第8章液压传动基本回路,3、自动补油保压回路,24,第8章液压传动基本回路,功用：防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。,五、平衡回路,采用单向顺序阀的平衡回路,25,第8章液压传动基本回路,8.3速度控制回路,调速回路快速运动回路速度换接回路,26,第8章液压传动基本回路,一、调速回路,调速原理和调速回路的分类1.调速原理:在不考虑油液压缩性和泄漏的情况下，液压缸的运动速度为液压马达的转速为2.常用的调速回路：节流调速、容积调速和容积节流调速。,27,第8章液压传动基本回路,（一）节流调速回路,节流调速：在定量泵系统中，通过改变回路中流量控制元件通流截面面积的大小来控制输入或流出执行元件的流量，从而实现调速的一种方法。分为三种：根据流量控制阀在回路中安装位置的不同可分为进口节流调速回路、出口节流调速回路和旁路节流调速回路。,28,第8章液压传动基本回路,.进口节流调速回路(1)回路的结构和速度负载特性,29,第8章液压传动基本回路,(2)回路的功率特性回路的输入功率PP（即定量泵的输出功率）、输出功率P1和功率损失P分别为：,30,第8章液压传动基本回路,功率损失分配回路的功率损失包括两部分：1)溢流损失：P1=Ppq2)节流损失：P2=Pq1效率,31,第8章液压传动基本回路,整个回路的功率损失很大，回路的效率很低。,结论,32,第8章液压传动基本回路,回路的优缺点结构简单，价格低，效率低，只宜用在负载变化不大、低速、小功率的场合。,33,第8章液压传动基本回路,2.出口节流调速回路,34,第8章液压传动基本回路,3、旁油路节流调速回路(1)回路的结构和调速原理,回路的特点回路的工作压力随负载而变；节流阀调节排回油箱的流量，从而间接地控制了流入缸中的流量；此回路的溢流阀起安全保护作用。,35,第8章液压传动基本回路,(2)速度-负载特性,式中：kl泵的泄漏系数,根据上式，按不同的AT值作图，可得一组速度-负载特性曲线。,36,第8章液压传动基本回路,由图可知：当AT不变时，Fv当F到达某一数值时，v=0适用于高速重载的场合。,AT1,AT2,AT3,AT1qt3,1)当qt调节好后，Fv(变量泵有泄漏）2)在低速下，当F增大至某值时，v=0；这时qt=泄漏量，即液压泵向系统输入的qp=0，所以这种回路在低速下的承载能力很差。,44,第8章液压传动基本回路,2、泵马达式容积调速回路,1、变量泵定量马达调速回路（恒转矩调速回路）,特点：此回路的调速范围较大。当回路中泵和马达都能双向作用时，马达可以实现平稳的反向。这种回路在小型内燃机车、液压起重机、船用绞车等处的有关装置上应用。,45,第8章液压传动基本回路,2、定量泵变量马达调速回路（恒功率调速回路）,特点：这种回路的调速范围很小。不能用来使马达反向。这种回路在造纸、纺织等行业的卷取装置中得到了应用。,46,第8章液压传动基本回路,3、变量泵变量马达式调速回路,特点：这种回路拓宽了调速范围，即Rc=RPRM。效率较高，适用于大功率场合。,47,第8章液压传动基本回路,（三）容积节流调速回路,采用压力补偿型变量泵供油，用流量控制元件调节活塞的运动速度，并使变量泵的输油量自动地与液压缸所需的流量相适应。,工作原理,没有溢流损失，效率较高，速度稳定性比单纯的容积调速回路好。,回路的优缺点,48,第8章液压传动基本回路,1.定压式容积节流调速回路(1)这种回路使用了限压式变量叶片泵和调速阀；(2)活塞运动速度v由调速阀中节流阀的通流截面积AT来控制；(3)变量泵输出的流量qp和进入缸中的流量q1自相适应。,回路的特点,49,第8章液压传动基本回路,(4)调速阀的作用使进入缸中的流量保持恒定；(5)回路的速度刚性，运动平稳性，承载能力和调速范围都和与它对应的节流调速回路相同；,50,第8章液压传动基本回路,三类调速回路的选用,液压系统中的调速回路应能满足如下的一些要求，这些要求是评比调速回路的依据。1、能在规定的调速范围内调节执行元件的工作速度。2、在负载变化时，已调好的速度变化愈小愈好，并应在允许的范围内变化。3、具有驱动执行元件所需的力或转矩。4、使功率损失尽可能小，效率尽可能高，发热尽可能小。,51,第8章液压传动基本回路,51,调速回路的选用1、一般来说速度低的用节流调速回路；速度稳定性要求高的用调速阀式调速回路，要求低的用节流调速回路。2、负载小、负载变化小的用节流调速回路，反之用容积调速回路或容积节流调速回路。3、一般情况下功率3KW的用节流调速回路；35KW的用容积节流调速回路或容积调速回路；5KW以上的用容积调速回路。4、费用低廉时用节流调速回路；允许费用高时则用容积节流或容积调速回路。,52,第8章液压传动基本回路,二、快速运动回路实现快速运动的方法不同有多种方案,下面介绍几种常用的快速运动回路,1.差动回路：右图,53,第8章液压传动基本回路,对于间歇运转的液压机械，当执行元件间歇或低速运动时，泵向蓄能器充油。而在工作循环中某一工作阶段执行元件需要快速运动时，蓄能器作为泵的辅助动力源，可与泵同时向系统提供压力油。这样，系统中可选用流量较小的油泵及功率较小电动机，可节约能源并降低油温。,2采用蓄能器的快速补油回路,第8章液压传动基本回路,54,3双泵供油的快速运动回路,55,第8章液压传动基本回路,三、速度换接回路速度换接回路的功能是使液压执行机构在一个工作循环中从一种运动速度变换到另一种运动速度,因而这个转换不仅包括液压执行元件快速到慢速的换接,而且也包括两个慢速之间的换接。实现这些功能的回路应该具有较高的速度换接平稳性。,56,第8章液压传动基本回路,1快速与慢速的换接回路：2两种慢速的换接回路,第8章液压传动基本回路,8.4多缸工作控制回路在液压系统中,如果由一个油源给多个液压缸输送压力油,这些液压缸会因压力和流量的彼此影响而在动作上相互牵制,必须使用一些特殊的回路才能实现预定的动作要求,常见的这类回路主要有以下三种。,34,58,第8章液压传动基本回路,一、顺序动作回路,功用,使多缸液压系统中的各个液压缸严格地按规定的顺序动作。按控制方式不同可分为行程控制、压力控制和时间控制三类.,59,第8章液压传动基本回路,1行程控制顺序动作回路,60,第8章液压传动基本回路,1)这种回路以液压缸的行程位置为依据来实现相应的顺序动作；2)回路的可靠性取决于电器行程开关和电磁阀的质量；3)变更液压缸的动作行程和动作顺序比较方便；4)适合于顺序动作的位置精度要求较高、动作循环常要求改变的场合。,特点,61,第8章液压传动基本回路,2压力控制顺序动作回路,1)这种回路顺序动作的可靠性取决于顺序阀的性能及其压力调定值：后一个动作的压力必须比前一个动作压力高出0.81MPa。2)顺序阀6的调定压力缸4的最大前进压力；顺序阀3的调定压力缸5的最大返回压力。,特点,62,第8章液压传动基本回路,内容已讲完，请看习题！,63,第8章液压传动基本回路,1如图所示回路中，液压缸两腔面积分别为A1=100cm2，A2=50cm2，当液压缸的负载F从0增大到30000N时，液压缸向右运动速度保持不变，如调速阀最小压差p=5105Pa，试问：1、溢流阀最小调定压力pY是多少（调压偏差不计）？2、负载F=0时，泵的工作压力是多少？3、液压缸可能达到的最高工作压力是多少？,64,第8章液压传动基本回路,65,第8章液压传动基本回路,解：1）pYA1=p2A2+F=pminA2+FmaxpY=（pminA2）A1+FmaxA5030000=0.5106+=3.25MPa10010010-4,2)F=0时，液压泵的压力不变，仍为pp=3.25MPa,3)F=0时，液压缸的工作压力最高，即pYA1=p2maxA2p2max=pYA1/A2=3.25100/50=6.5MPa,66,第8章液压传动基本回路,2如图所示的进口节流调速系统中，液压缸大小腔面积各为A1=100cm2，A2=50cm2，Fmax=25000N1、如果节流阀的压降在Fmax时为30105