第7章-液压系统基本回路课件

1、第7章 液压系统基本回路液压与气动技术高等教育出版社01 速度控制回路02 方向控制回路03 压力控制回路目录CONTENTS04 管路中液体的压力损失05 液体流经孔口及缝隙的流量 - 压力特性速度控制回路01一、 节流调速回路1. 节流阀进口节流调速回路节流阀串接在液压缸的进油路上，泵的供油压力由溢流阀调定。 调节节流阀开口面积，便可改变进入液压缸的流量，即可调节液压缸的运动速度。 泵的多余流量经溢流阀流回油箱。（1） 速度 - 负载特性7.1.1 调速回路一、 节流调速回路（2） 最大承载能力液压缸能产生的最大推力即最大承载能力（3） 功率和效率液压泵输出功率液压缸输出功率回路的功率损失

2、7.1.1 调速回路2. 节流阀出口节流调速回路出口节流调速回路是将节流阀放置在回油路上，用它来控制从液压缸回油腔流出的流量，也就控制了进入液压缸的流量，达到调速的目的。7.1.1 调速回路3. 节流阀旁路节流调速回路旁路节流调速回路是将节流阀安放在与执行元件并联的支路上，用它来调节从支路流回油箱的流量，以控制进入液压缸的流量来达到调速的目的。 回路中溢流阀起安全作用，泵的工作压力不是恒定的，它随负载发生变化。7.1.1 调速回路（1） 速度-负载特性旁路节流调速回路的速度-负载特性方程为（2） 最大承载能力旁路节流调速回路的最大承载能力随节流阀开口面积 AT的增大而减小，即该回路低速时承载能

3、力很差，调速范围也小。 同时该回路最大承载能力还受溢流阀的安全压力值的限制。（3） 功率和效率旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流阀的溢流损失，故效率较高。这种回路适用于高速、重载且对速度平稳性要求不高的较大功率的液压系统。7.1.1 调速回路二、 容积调速回路1. 变量泵和定量马达容积调速回路在这种回路中，液压泵转速和液压马达排量都是恒量，改变液压泵排量 Vp 就可使液压马达转速 nM 和输出功率 PM 随 Vp 成正比地变化。 而马达的输出转矩 TM 是由负载决定的，不因调速而发生变化，所以这种回路通常叫做恒转矩调速回路。 这种调速回路的调速范围很大，一般可达 nMma / nMmin 4

4、0。 7.1.1 调速回路2. 定量泵和变量马达容积调速回路在这种回路中，液压泵转速和排量都是恒量，改变液压马达排量 VM，可使液压马达转速 nM 随 VM 成反比变化，马达输出转矩 TM 随 VM成正比变化，而马达的输出功率 PM 不因调速而发生变化，所以这种回路通常叫做恒功率调速回路。这种回路的调速范围很小，一般只有 nMma / nMmin 3。7.1.1 调速回路3. 变量泵和变量马达容积调速回路调节变量泵和变量马达均可调节液压马达的转速，所以这种回路的工作特性是上述两种回路工作特性的综合。 这种回路的调速范围很大，等于泵的调速范围和马达调速范围的乘积。 这种回路适用于大功率的液压系统

5、。7.1.1 调速回路三、 容积节流调速回路1. 限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路变量泵输出的压力油经调速阀进入液压缸工作腔，回油则经背压阀返回油箱。 活塞运动速度由调速阀中节流阀的通流截面面积来控制。这种容积节流调速回路的速度刚性、运动平稳性、承载能力及调速范围都和调速阀节流调速回路相同。7.1.1 调速回路这种调速回路的调速特性如图 所示。 很明显，液压缸工作腔压力的正常工作范围是7.1.1 调速回路2. 差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路这种容积节流调速回路不但没有溢流损失，而且泵的供油压力随负载而变化，回路中的功率损失只有节流阀压降造成的节流损失一项，因此发热少，效率高。 这

6、种回路的效率表达式为7.1.1 调速回路一、 液压缸差动连接快速回路这种回路简单易行，但要注意此时阀和管道应按差动时的较大流量选用，否则压力损失过大，易使溢流阀在快进时也开启，无法实现差动。7.1.2 快速回路二、 双泵供油快速回路7.1.2 快速回路三、 增速缸快速回路所谓增速缸，实际上是一种复合液压缸，其活塞内含有柱塞缸，中间有孔的柱塞又和增速缸体固连。 7.1.2 快速回路四、 用蓄能器的快速回路当液压缸停止工作时，液压泵向蓄能器充油，油液压力升至外控顺序阀的调定压力时，打开外控顺序阀，液压泵卸荷。 当液压缸工作时，由蓄能器和液压泵同时供油，使活塞获得短期较大的速度。 这种回路可以采用小

7、容量液压泵，实现短期大量供油，减小能量损耗。7.1.2 快速回路一、 快速与慢速的换接回路这种回路可能实现快进工进快退停止的工作循环。其快慢速换接比较平稳，而且换接点位置比较准确。 缺点是行程阀的安装位置有所限制。7.1.3 速度换接回路二、 两种进给速度的换接回路7.1.3 速度换接回路方向控制回路022.2 流体静力学一、换向回路各种操纵方式的四通或五通换向阀都可组成换向回路，只是性能和应用场合不同。手动换向阀的换向精度和平稳性不高，常用于换向不频繁且无需自动化的场合。对速度和惯性较大的液压系统，采用机动换向阀较为合理，只需使运动部件上的挡块有合适的迎角或轮廓曲线，即可减小液压冲击，并有较

8、高的换向精度。 电磁阀使用方便，易于实现自动化，但换向时间短，适用于小流量、平稳性要求不高场合。 流量比较大、换向精度与平稳性要求较高的液压系统，常采用液动或电液动换向阀。 换向有特殊要求处，如磨床液压系统，则采用特别设计的组合阀液压操纵箱。2.2 流体静力学二、锁紧回路锁紧回路可使液压缸活塞在任一位置停止，并可防止其停止后窜动。在液压缸的两侧油路上串接液控单向阀（液压锁），并且采用 H 型中位机能的三位换向阀，活塞可以在行程的任一位置锁紧，左右都不能窜动。当换向阀的中位机能为 O 型或 M 型等时，似乎无需液控单向阀也能使液压缸锁紧，但由于换向阀存在较大的泄漏，锁紧功能较差，只适用于锁紧时间

9、短且要求不高的回路中。压力控制回路037.3.1 调压回路一、 单级调压回路在如图所示的定量泵系统中，节流阀可以调节进入液压缸的流量，定量泵输出的流量大于进入液压缸的流量，而多余油液便从溢流阀流回油箱。 调节溢流阀便可调节泵的供油压力，溢流阀的调定压力必须大于液压缸最大工作压力和油路上各种压力损失的总和。7.3.1 调压回路二、 双向调压回路当执行元件正反向运动需要不同的供油压力时，可采用双向调压回路。7.3.1 调压回路三、 多级调压回路在不同的工作阶段，液压系统需要不同的工作压力，多级调压回路便可实现这种要求。7.3.2 卸荷回路一、 换向阀卸荷回路M 型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵

10、即卸荷，如图a所示。图b 为利用二位二通阀直接回油箱，液压泵卸荷。 这种回路因二位二通阀通过泵的全部流量，故选用的规格应与泵的额定流量相适应。图 c 为装有换向时间调节器的电液换向阀卸荷回路。此回路适用流量较大的系统，卸荷效果很好。 7.3.2 卸荷回路二、 电磁溢流阀卸荷回路电磁溢流阀是由先导式溢流阀和两位两通电磁换向阀组合而成的复合阀。 如图所示，当二位二通换向阀电磁铁通电时，液压泵处于卸荷状态。7.3.3 卸压回路一、 节流阀卸压回路节流阀卸压回路如图所示。 当工作行程结束后，换向阀先切换至中位，使泵卸荷，同时液压缸上腔通过节流阀卸压。 当压力降至压力继电器调定的压力时，微动开关复位发出

11、信号，使电磁换向阀切换至右位，压力油打开液控单向阀，液压缸上腔回油，活塞上升。7.3.3 卸压回路二、 溢流阀卸压回路溢流阀卸压回路如图所示。 工作行程结束后，换向阀先切换至中位，使泵卸荷。 同时溢流阀的外控口通过节流阀和单向阀通油箱，因而溢流阀开启使液压缸上腔卸压。 调节节流阀即可调节溢流阀的开启速度，也就调节了液压缸的卸压速度。7.3.4 减压回路液压系统中的定位、夹紧、控制油路等支路，工作中往往需要稳定的低压，为此在该支路上需串接一个减压阀。7.3.5 增压回路一、 单作用增压缸的增压回路在如图所示的回路中，当换向阀 1 在左位工作时，压力油经阀 1、液控单向阀 6 进入工作缸 的上腔，

12、下腔油液经单向顺序阀 3 和阀 1 回油箱，活塞下行。 当负载增加、油液压力升高时，压力油打开顺序阀 2 进入增压缸 4 的左腔推动活塞右行，增压缸右腔便输出高压油进入工作缸的上腔而增大其活塞推力。7.3.5 增压回路二、 双作用增压缸的增压回路单作用增压缸只能断续供给高压油，若获得连续输出高压油，可采用双作用增压缸的增压回路。7.3.6 保压回路蓄能器保压回路如图所示。 当电磁铁 1YA 通电时，泵向液压缸左腔和蓄能器同时供油，并推动活塞右移。 当接触工件后，系统压力升高。 当压力升至压力继电器调定值时，3YA通电，通过先导式溢流阀使泵卸荷，此时液压缸中油液压力由蓄能器保持。7.3.7 平衡

13、回路为了防止立式液压缸及其工作部件因自重而自行下滑，或在下行运动中由于自重而造成失控超速的不稳定运动，可在液压系统中设置平衡回路，即在立式液压缸下行的回路上增设适当的阻力，以平衡自重。多缸动作回路047.4.1 顺序动作回路一、 行程控制的顺序动作回路这种顺序动作回路换向位置准确，动作可靠，并且容易调整行程大小或改变动作顺序。7.4.1 顺序动作回路二、 压力控制的顺序动作回路这种回路的优点是动作较灵敏，安装连接方便，缺点是可靠性差，位置精度低，故适用于液压缸数目不多、负载变化小的系统。7.4.2 同步回路一、 采用分流集流阀的同步回路分流集流阀是流量控制阀当中的一种。 它能自动地对其输入（或

14、输出）油液的流量等量或按比例地进行分配。分流集流阀的同步精度一般为 2 5 （同步精度是两个液压缸间最大位置误差与行程的百分比）。 这种同步回路简单经济，且两缸在承受不同负载时仍能实现同步。7.4.2 同步回路二、 带补偿装置的串联液压缸同步回路 这种串联液压缸同步回路，只适用于负载较小的液压系统。7.4.3 多缸快慢速互不干扰回路在一个多缸的液压系统中，往往由于一个液压缸快速运动时，会造成系统的压力下降，影响其他缸工作进给的稳定性。 因此，在工作进给要求比较稳定的多缸液压系统中，必须采用快慢速互不干扰回路。液压系统基本回路故障分析057.5 液压系统基本回路故障分析例 1 有一回油节流调速回

15、路，该回路中液压泵异常发热。 该系统采用定量柱塞泵，工作压力为 26 MPa。 系统工作时，回路中各元件工作均正常。 经检查，发现油箱内油温为 45 左右，液压泵外壳温度为 60 。 另发现液压泵的外泄油管接在泵的吸油管中，且用手摸发烫。例 2 某双泵回路中液压泵产生较大的噪声。 经检查发现，双泵合流处距离泵的出口太近，只有 10 cm。7.5 液压系统基本回路故障分析例 3 有一双泵系统，如图所示。 该系统有两个溢流阀，它们的调定压力均是14 MPa，当两个溢流阀均动作时，溢流阀产生笛鸣般的啸叫声。7.5 液压系统基本回路故障分析例 4 现有如图所示减压回路。 图中，缸 4 为工作缸，缸 5 为夹紧缸。 缸 5 将工件夹紧后，由缸 4 带动刀具进行切削加工，加工完毕，发现零件尺寸超差。7.5 液压系统基本回路故障分析例 5 如图为液压平衡回路。 该回路要求液压缸工进到位，立刻停止。 但操作才发现，当工进到位，换向阀处于中位时，液压缸并不停止，仍向下偏离指定位置一小段距离，碰伤刀具与工件。7.5 液压系统基本回路故障分析例 6 图a 所示为进油节流调速回路。 该回路要求完