液压-第7章液压基本回路(12)课件

1第7章液压基本回路2本章提要

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。7.1压力控制回路

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。一、调压回路

（1）单级调压回路

溢流阀调压弹簧压力表（2）多级调压回路

换向阀居中位，溢流阀主阀1调压10MPa开启换向阀居左位，远程溢流阀2调压8MPa开启换向阀居右位，远程溢流阀3调压9MPa开启二、减压回路

主油路压力由溢流阀调定，主路压力为10MPa经过减压后支路压力为3MPa

使系统中的某部分油路具有较低的稳定压力。6三、增压回路p1p2单作用增压器的增压回路

增压回路用以提高系统中局部油路中的压力。能使局部压力远远高于油源的压力。

增压的倍数等于增压器大、小活塞的工作面积之比。7四、卸荷回路

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，延长泵和电机的使用寿命8五、保压回路

保证执行元件在某一工作循环的某段时间内压力保持在规定的压力范围内蓄能器9六、平衡回路

防止工作部件因自重而自行下落107.2速度控制回路一、调速回路

液压系统常常需要调节液压缸和液压马达的运动速度，以适应主机的工作循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。液压缸的速度为：

液压马达的转速:

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。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。缸马达12目前常用的调速回路主要有以下几种：

(1)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)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)容积节流调速回路（联合调速）主要讨论节流调速回路和容积调速回路。（一）采用节流阀的节流调速回路

节流调速回路有进油节流调速，回油节流调速，旁路节流调速三种基本形式。131进油节流调速回路进油节流调速回路

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。注意

节流阀串联在泵和缸之间14速度负载特性

(当不考虑泄漏和压缩时)

活塞运动速度为：

活塞受力方程为：

缸的流量方程为：

p2—

液压缸回油腔压力，p20。F—

外负载力；式中：

进油节流调速回路

15

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。16速度刚度：分析：⑴⑵⑶调节AT可以实现速度调节Fvk说明回路的速度负载特性“软”，即刚性差。曲线陡kv这种回路适合低速轻载的场合172回油节流调速回路

回油节流调速回路采用同样的分析方法可以得到与进油路节流调速回路相似的速度负载特性.

节流阀串联在液压缸的回油路上，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。注意18

3旁路节流调速回路旁油节流调速回路

节流阀装在与液压缸并联的支路上，利用节流阀把液压泵供油的一部分排回油箱实现速度调节溢流阀作安全阀用，液压泵的供油压力Pp取决于负载。

19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：

式中

qt—泵的理论流量；

k—泵的泄漏系数，其余符号意义同前。

uFoAT1AT2AT3调速阀节流阀q1A120(二)容积调速回路

节流调速回路效率低，发热大，温升高。

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。

根据油路的循环方式，容积调速回路可分为开式回路和闭式回路：开式回路：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。

21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。1变量泵-定量马达式容积调速回路

马达为定量,改变泵排量VP可使马达转速nM随之成比例地变化.22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管路始终保持一定压力,改善了主泵的吸油条件,且可置换部分发热油液,降低系统温升。23变量泵-定量马达容积调速回路

马达输出转矩马达输出功率变量泵-定量马达容积调速回路工作特性曲线

若负载恒定，qp

nMP此回路称为恒转矩调速回路242定量泵-变量马达式容积调速回路马达输出转矩马达输出功率若负载恒定，VM

nMT改变马达排量调速，且nM∝1/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25此回路称为恒功率调速回路263变量泵-变量马达式容积调速回路

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→低速大扭矩启动；高速恒功率输出调速步骤：⑴调至最大固定由小到大调泵的排量变量泵-定量马达容积调速回路qp

nMPT恒定27⑵调至最大后固定。开始由大到小调马达的排量定量泵-变量马达容积调速回路VM

nMT

P恒定28

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。二、快速运动回路

这里仅介绍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、采用蓄能器的快速运动回路291液压缸差动连接的快速运动回路

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。由于液压缸无杆腔的有效面积A1大于有杆腔的有效面积A2，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30

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:

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31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；设定双泵供油时系统的泵1最高工作压力低压大流量泵1和高压小流量泵2组成的双联泵作为系统的动力源。2双泵供油的快速运动回路

32

换向阀6的电磁铁通电后,缸有杆腔经节流阀7回油箱，系统压力升高，达到顺序阀3的调定压力后,大流量泵1通过阀3卸荷,单向阀4自动关闭,只有小流量泵2单独向系统供油,活塞慢速向右运动.设定小流量泵2的最高工作压力

注意：顺序阀3的调定压力比溢流阀5的调定压力低33

设定小流量泵2的最高工作压力

注意：顺序阀3的调定压力应比溢流阀5的调定压力低。

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。343.采用蓄能器的快速运动回路35三、速度换接回路

执行元件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用行程阀的快慢速度换接回路36用两个并联调速阀的速度换接回路37一、顺序动作回路用行程开关控制换向回路ABEFS1S2S3S4①②③④7.3其它液压回路

38时间控制顺序动作回路③③①②39二、同步回路

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。1液压缸机械联结的同步回路

用机械联结的同步回路402采用调速阀的同步回路

这种同步回路结构简单，但是两个调速阀的调节比较麻烦,而且还受油温`泄漏等的影响故同步精度不高,不宜用在偏载或负载变化频繁的场合。用调速阀的同步回路41

3用串联液压缸的同步回路

用串联液压缸的同步回路

当两缸同时下行时,若缸5活塞先到达行程端点,则挡块压下行程开关1S，电磁铁