液压 液压基本回路8PPT学习教案

1、会计学1液压液压 液压基本回路液压基本回路82 本章介绍液压基本回路，这些回路主要包括： 速度控制回路 压力控制回路 顺序回路、同步回路等 熟悉和掌握这些基本回路的组成、工作原理及应用，是分析、设计和使用液压系统的基础。第1页/共46页 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，在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节，使液压系统整体或某一部分压力保持恒定或不超过某个数值。使液压系统整体或某一部分压力保持恒定或不超过某个数值。 一、调压回路一、调压回路 （1 1） 单级调压回路单级调压回路 溢流阀调压弹簧溢流阀调压弹簧压力表压力表第2页/共46页（2 2） 多级调压回路

2、多级调压回路 换向阀居中位，溢流阀换向阀居中位，溢流阀主阀主阀1调压调压10MPa开启开启换向阀居左位，远程溢流换向阀居左位，远程溢流阀阀2调压调压8MPa开启开启换向阀居右位，远程溢流换向阀居右位，远程溢流阀阀3调压调压9MPa开启开启第3页/共46页二、减压回路二、减压回路 主油路压力由溢流阀主油路压力由溢流阀调定，主路压力为调定，主路压力为10MPa经过减压后经过减压后支路压力为支路压力为3MPa 使系统中的某部分使系统中的某部分油路具有较低的稳定压油路具有较低的稳定压力。力。第4页/共46页6p1p2单作用增压器的增压回路单作用增压器的增压回路 增压回路用以提高系统中增压回路用以提高系

3、统中局部油路中的压力。能使局部局部油路中的压力。能使局部压力远远高于油源的压力。压力远远高于油源的压力。 增压的倍数等于增压器增压的倍数等于增压器大、小活塞的工作面积大、小活塞的工作面积之比。之比。第5页/共46页7 使液压泵的驱动电机不频繁启闭，且使液压泵在接近使液压泵的驱动电机不频繁启闭，且使液压泵在接近零压的情况下运转，以减少功率损失和系统发热，延长泵零压的情况下运转，以减少功率损失和系统发热，延长泵和电机的使用寿命和电机的使用寿命第6页/共46页8 保证执行元件在某一保证执行元件在某一工作循环的某段时间内压工作循环的某段时间内压力保持在规定的压力范围力保持在规定的压力范围内内蓄能器第7

4、页/共46页9 防止工作部件因自重防止工作部件因自重而自行下落而自行下落第8页/共46页10 液压系统常常需要调节的运动速度，以适应主机的工作循环需要。液压缸的速度为： Aq液压马达的转速: MVqn 式中 q 输入液压缸或液压马达的流量； A 液压缸的有效面积（相当于排量）； VM 液压马达的每转排量。 第9页/共46页11 由以上两式可以看出，要控制缸和马达的速度，可以通过改变流入流量来实现，也可以通过改变排量来实现。 对于液压缸来说，通过改变其有效作用面积A（相当于排量）来调速是不现实的，一般只能用改变流量的方法来调速。 对变量马达来说，调速既可以改变流量，也可改变马达排量。AqMVqn

5、 缸马达第10页/共46页12目前常用的调速回路主要有以下几种： (1)(1)节流调速回路节流调速回路 采用定量泵供油，通过改变回路中节流面积的大小来控制流量，以调节其速度。 (2)(2)容积调速回路容积调速回路 通过改变回路中变量泵或变量马达的排量来调节执行元件的运动速度。 (3)(3)容积节流调速回路（联合调速）容积节流调速回路（联合调速）主要讨论节流调速回路节流调速回路和容积调速回路容积调速回路。 节流调速回路有，旁路旁路节流调速节流调速三种基本形式。第11页/共46页13V进油节流调速回路 进油节流调速回路正常工作的条件:泵的出口压力为溢流阀的调定压力并保持定值。注注意意 节流阀串联在

6、泵和缸之间第12页/共46页14速度负载特性速度负载特性 (当不考虑泄漏和压缩时) 活塞运动速度为： 11Aq活塞受力方程为： 11AFp 缸的流量方程为： mPTmPTmTTAFpKAppKApKAq)()()(111p2 液压缸回油腔压力，p20。 F 外负载力； 式中：V 进油节流调速回路 第13页/共46页15mpTAFpAKAAq)(1111 上式为进油路节流调速回路的速度负载特性方程。以v为纵坐标,F为横坐标，按不同节流阀通流面积AT作图，可得一组抛物线，称为进油路节流调速回路的速度负载特性曲线。第14页/共46页161maxApFP最大负载tgvFk1速度刚度：分析：TAv 调节

7、AT可以实现速度调节调定TAF v k说明回路的速度负载特性“软”，即刚性差。恒定FTA曲线陡kv这种回路适合低速轻载的场合第15页/共46页17 回油节流调速回路采用同样的分析采用同样的分析方法可以得到与方法可以得到与进油路节流调速进油路节流调速回路相似的速度回路相似的速度负载特性负载特性. 节流阀串联在节流阀串联在液压缸的回油路上液压缸的回油路上，回油节流调速回路正常工作的条件:泵的出口压力为溢流阀的调定压力并保持定值。注注意意mpTAFAApAKAAq)(221222第16页/共46页18进油和回油节流调速的比较进油和回油节流调速的比较: :02p0F进油进油油缸，散热油缸，散热差差启动

8、冲击小启动冲击小压力控制方便压力控制方便速度平稳性较回油差速度平稳性较回油差易获得更低的稳定速度易获得更低的稳定速度02p可以小于零F进油进油油箱，散热油箱，散热好好启动冲击大启动冲击大压力控制不方便压力控制不方便速度平稳性好速度平稳性好较进油回路差较进油回路差进油回路进油回路回油回路回油回路 进油路、回油路节流调速回路结构简单，但进油路、回油路节流调速回路结构简单，但效率较低，只宜用在负载变化不大，低速、小功效率较低，只宜用在负载变化不大，低速、小功率场合，如某些机床的进给系统中。率场合，如某些机床的进给系统中。 第17页/共46页19 旁油节流调速回路 节流阀装在节流阀装在与液压缸并联的与

9、液压缸并联的支路上，利用节支路上，利用节流阀把液压泵供流阀把液压泵供油的一部分排回油的一部分排回油箱实现速度调油箱实现速度调节节溢流阀作安全阀用，溢流阀作安全阀用，液压泵的供油压力液压泵的供油压力P Pp p取决于负载取决于负载。 第18页/共46页20速度负载特性速度负载特性 考虑到泵的工作压力随负载变化，泵的输出流量qp应考虑泵的泄漏量随压力的变化 ,采用与前述相同的分析方法可得速度表达式为： pq式中 qt泵的理论流量； k泵的泄漏系数，其余符号意义同前。 111AqqqAqpt11111)/()/(AAFKAAFkqAqmTltuFoAT1AT2AT3调速阀节流阀q1A1第19页/共4

10、6页21 节流调速回路效率低，发热大，只适用于小功率。节流调速回路效率低，发热大，只适用于小功率。 容积调速回路是用改变泵或马达的排量来实现调速功能。容积调速回路是用改变泵或马达的排量来实现调速功能。采用变量泵或变量马达的容积调速回路，因为没有节流损失采用变量泵或变量马达的容积调速回路，因为没有节流损失或溢流损失，故效率高，发热小。适用于高速大功率调速系或溢流损失，故效率高，发热小。适用于高速大功率调速系统。缺点是变量泵和变量马达的结构复杂，成本高。统。缺点是变量泵和变量马达的结构复杂，成本高。 根据油路的循环方式，容积调速回路可分为根据油路的循环方式，容积调速回路可分为开式回路开式回路和和闭

11、式回路闭式回路：开式回路：开式回路：泵从油箱吸油，执行元件的回油返回油箱。泵从油箱吸油，执行元件的回油返回油箱。优点：油液在油箱中便于沉淀和析出气体，并得到良好的冷却， 结构简单。缺点：空气、杂物易侵入油液。 第20页/共46页22闭式回路：闭式回路：执行元件的回油直接与泵的吸油腔相连。系统只需执行元件的回油直接与泵的吸油腔相连。系统只需一个很小的补油油箱。一个很小的补油油箱。优点：油液在系统中封闭循环，油气隔绝，结构紧凑，运行平 稳，噪音小。 缺点：散热条件差，结构复杂。 马达为定量马达为定量, ,改变泵排改变泵排量量V VP P可使马达转速可使马达转速n nM M随之随之成比例地变化成比例

12、地变化. .第21页/共46页23变量泵-定量马达容积调速回路 防止回路过载 补偿泵3和马达5的泄漏 调定油泵1的供油压力辅助泵使低压辅助泵使低压管路始终保持管路始终保持一定压力一定压力, , 改改善了主泵的吸善了主泵的吸油条件油条件, ,且可且可置换部分发热置换部分发热油液油液, ,降低系降低系统温升。统温升。第22页/共46页24变量泵-定量马达容积调速回路 MpMVqn马达输出转矩2MMVpT马达输出功率MMMnVpP变量泵-定量马达容积调速回路工作特性曲线 若负载恒定，恒定Mp恒定TMnP qp nM P此回路称为恒转矩调速回路此回路称为恒转矩调速回路第23页/共46页25MpMVqn

13、马达输出转矩MpMMMnqpVpT22马达输出功率pMMMMqpnVpP若负载恒定，恒定MpMnT1恒定PVM nM T改变马达排量调改变马达排量调速，且速，且nM1/VM过低排量，输出扭矩会降至很小，以至带不动负载，造成自锁，这种回路很少单独使用第24页/共46页26此回路称为恒功率调速回路此回路称为恒功率调速回路第25页/共46页27538746 这种回路是上述两种回路的组合。由于泵和马达的排量都可以改变，扩大了调速范围，增加了扭矩和功率输出特性的 选择。设备设备低速大扭矩启动；高速低速大扭矩启动；高速恒功率输出恒功率输出调速步骤：MV调至最大固定由小到大调泵的排量变量泵变量泵- -定量马

14、达容积调速回路定量马达容积调速回路MpMVqn2MMVpTMMMnVpPqp nM P T恒定第26页/共46页28538746pV调至最大后固定。开始由大到小调马达的排量定量泵定量泵- -变量马达容积调速回路变量马达容积调速回路MpMVqnMpMnqpT2pMqpPVM nM T P恒定第27页/共46页29 快速运动回路快速运动回路的功用在于使执行元件获得尽可能大的工作速度，以提高劳动生产率并使功率得到合理的利用。实现快速运动可以有几种方法。 这里仅介绍液压缸差动连接的快速运动液压缸差动连接的快速运动回路、双泵供油的快速运动回路、采用蓄能回路、双泵供油的快速运动回路、采用蓄能器的快速运动回

15、路器的快速运动回路第28页/共46页30 换向阀2处于原位时，液压泵1输出的液压油同时与液压缸3的左右两腔相通，两腔压力相等。由于液由于液压缸无杆腔的有效面积压缸无杆腔的有效面积A1A1大于有杆大于有杆腔的有效面积腔的有效面积A2A2，使活塞受到的向右作用力大于向左的作用力，导致活塞向右运动。 于是无杆腔排出的油液与泵1输出的油液合流进入无杆腔，即在不增加泵流量的前提下增加了供给无杆腔的油液量，使活塞快速向右运动。 液压缸差动连接的快速运动回路液压缸差动连接的快速运动回路第29页/共46页31 这种回路比较简单也比较经济，但液压缸的速度加快有限，差动连接与非差动连接的速度之比为:)(21111

16、AAA 有时仍不能满足快速运动的要求，常常要求和其它方法（如限压式变量泵）联合使用。 液压缸差动连接的快速运动回路液压缸差动连接的快速运动回路第30页/共46页32双泵供油的快速运动回路双泵供油的快速运动回路 当换向阀6处于图示位置，并且由于外负载很小，使系统压力低于顺序阀3的调定压力时，两个泵同时向系统供油，活塞快速向右运动； 设定双泵供油设定双泵供油时系统的最高时系统的最高工作压力工作压力低压大流量泵低压大流量泵1 1和高压和高压小流量泵小流量泵2 2组成的双联组成的双联泵作为系统的动力源泵作为系统的动力源。 第31页/共46页33 换向阀6的电磁铁通电后, 缸有杆腔经节流阀7回油箱，达到

17、顺达到顺序阀序阀3 3的调定压力后的调定压力后, ,大流量泵大流量泵1 1通过阀通过阀3 3卸荷卸荷, ,单向阀单向阀4 4自动自动关闭关闭, ,只有小流量泵只有小流量泵2 2单独向系统供油单独向系统供油,活塞慢速向右运动. 设定小流量泵设定小流量泵2 2的最高的最高工作压力工作压力 注意注意：顺序阀：顺序阀3 3的的调定压力至少应比调定压力至少应比溢流阀溢流阀5 5的调定压的调定压力低力低10%-20%10%-20%。 第32页/共46页34 设定小流量泵设定小流量泵2 2的最高的最高工作压力工作压力 注意注意：顺序阀：顺序阀3 3的的调定压力至少应比调定压力至少应比溢流阀溢流阀5 5的调定

18、压的调定压力低力低10%-20%10%-20%。 大流量泵1的卸荷减少了动力消耗，回路效率较高。这种回路常用在执行元件快进和工进速度相差较大的场合，特别是在机床中得到了广泛的应用。第33页/共46页35第34页/共46页36用行程阀的快慢速度换接回路用行程阀的快慢速度换接回路第35页/共46页37用两个并联调速阀的速度换接回路用两个并联调速阀的速度换接回路第36页/共46页38用行程开关控制换向回路用行程开关控制换向回路ABEFS1S2S3S4 第37页/共46页39时间控制顺序动作回路时间控制顺序动作回路第38页/共46页40 同步运动包括速度同步和位置同步两类。速度同步是指各执行元件的运动速度相同；而位置同步是指各执行元件在运动中或停止时都保持相同的位移量。 用机械联结的同步回路 第39页/共46页41 这种同步回路结这种同步回路结构简单，但是两个调构简单，但是两个调速阀的调节比较麻烦速阀的调节比较麻烦, ,而且还受油温而且还受油