单泵多执行器控制回路

单泵多执行器工作回路主讲人：任好玲华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日第七章液压基本回路2内容提要同步回路1顺序动作回路2一、同步回路载荷大或尺寸大的部件在移动过程中，通常需要多个执行机构同时驱动。如果执行机构在驱动过程中出现不同步，就会造成机械结构卡死、运动部件倾覆等故障。因此，工业应用对同步精度的要求越来越高。同步系统是指多个执行机构在运动过程中保持位移、速度或力相同的系统。有位置同步和速度同步，实际上多采用速度同步。多采用速度同步。一、同步回路本页空白，以便于脚本序号对应一、同步回路采用调速阀的单向同步回路回路使用两个单向调速阀安装在液压缸的有杆腔。当换向阀右位工作时，液压泵输出的压力油经调速阀进入两个液压缸的有杆腔，进口节流调速，活塞缩回；无杆腔的液压油经换向阀回油箱；当换向阀左位工作时，液压泵输出的压力油流入到两个液压缸的无杆腔推动活塞伸出，有杆腔的液压油经单向阀后回油箱。在次过程中，只要调整两个调速阀的开口使其通过的流量相同，既可以保证液压缸的运动同步。由于上述过程只有在活塞杆缩回时在进油口上有调速阀，因此只能保证一个方向的同步。这种回路结构简单，但由于两个调速阀的调节比较麻烦，而且受油温、泄漏等的影响很难调整两个流量完全一致，同步精度较差。一、同步回路采用调速阀的双向同步回路回路使用两个普通调速阀并各自装在由单向阀组成的桥式节流回路中，分别控制两个液压缸的运动，通过调整两个调速阀的开口度，保证两个活塞运动的同步。由于采用的是油单向阀组成的桥式节流回路，因此活塞在往复运动时均可以得到调速，从而实现双向同步。该同步回路价格便宜、结构简单，具有广泛的应用，但由于调速阀的启动阶跃效应会导致不同的瞬时速度，最终导致累计误差使得同步精度无法保证。同时，调速阀的精确调整也很复杂，难以保证流量完全一致。一、同步回路采用分流阀、分流集流阀的同步回路基于分流阀的同步回路适用于单方向同步要求的回路。分流阀的图形符号如图所示。当有反向流量要求时，需要配置单向阀。如图所示。当换向阀左位工作时，液压泵输出的压力油经分流阀后分为两路进入两液压缸的无杆腔，有杆腔的液压油经换向阀回油箱；当换向阀右位工作时，液压泵输出的压力油进入液压缸的有杆腔，无杆腔的液压油经单向阀回油箱。遇到偏载时，同步作用靠分流阀自动调整，使用方便。但此回路压力损失大，不宜用在低压系统。分流阀一、同步回路采用分流阀、分流集流阀的同步回路如图所示是采用分流集流阀的马达同步回路示意图用分流集流阀控制进入或流出液压缸的流量，实现马达正反向运转的速度同步基于分流集流阀的同步回路可用于双向有同步要求的回路。该同步回路简单经济，具有较强的抗偏载能力，但当执行机构较多时，随着分流级数的增加，系统能耗增大且分流精度显著降低，同样不太适用于同步精度要求高、压力较低的系统。需要注意的是两个液压缸不能机械刚性连接。一、同步回路同步缸同步回路该同步回路主要元件为同步缸，原理如图所示。由于同步缸的缸筒上的每一部分容积都相同，通过移动相同的距离就能够保证各支路流量相等，因此可以实现同步运动。同步缸的两个活塞上装有双作用单向阀，可以在行程端点消除误差。该液压同步系统抗偏载能力较强、具有较高的同步精度，但结构体积较大，液压缸的行程较小。一、同步回路同步液压马达同步回路该同步回路主要元件为同步液压马达，原理如图所示。同步液压马达是由排量相同的几个液压马达刚性联接组成的，因此可以保证通过各个支路的流量都相同，从而实现同步。该同步回路在每条油路上都设有一个单向阀和溢流阀用于消除系统的累积误差，即当液压缸向上运动时，先到达终点的支路的油液可以通过溢流阀流回油箱，保证所有液压缸均能到达终点；当液压缸向下运动时，先到达终点的支路可以通过单向阀对该支路进行补油，避免马达吸空现象的发生。采用同步液压马达的同步回路稳定性高，其发生故障时有一个参数的劣化过程，适用于同步稳定性要求较高的场合。一、同步回路并联泵同步回路釆用并联泵的液压同步回路如图所示。通过将排量相同的几个液压泵刚性联接来保证各支路输出流量相等，从而实现速度同步。这种同步方案釆用多个液压泵联合供油，能够承受较大的偏载，但在多液压缸同步运行过程中其同步误差不可调，很难实现人为控制，因此需要另外加设其他装置来消除系统的累积误差，以达到更高的同步精度。

一、同步回路闭环控制的同步回路

当液压系统要求很高的同步精度时，必须采用比例阀或伺服阀的同步回路。

图中伺服阀A根据两个位移传感器B、C的反馈信号，持续不断的调整阀口开度，控制两个液压缸的输入或输出流量，使它们获得双向同步运动。二、顺序动作回路功用：使几个执行元件严格按照预定顺序动作。按控制方式不同，顺序动作回路分为压力控制和行程控制两种方式。压力控制：利用液压系统工作过程中的压力变化来使执行元件按顺序先后动作。二、顺序动作回路顺序阀控制的顺序动作回路回路具有两个液压缸：左侧的工作缸，右侧的夹紧缸当手动换向阀处于右位工作时，液压泵输出的液压油经换向阀流出，分为两个回路，由于左侧要经过顺序阀后才能流入工作缸，而右侧直接可以流入夹紧缸推动活塞运动，因此右侧活塞杆伸出，实现动作1（夹紧），当活塞运动到底，压力逐渐升高，达到顺序阀的设定压力后，顺序阀打开，液压泵输出的液压油经顺序阀进入工作缸的无杆腔，实现动作2（进给）；当工作缸运动结束后，手动换向阀左位工作；此时液压泵输出的液压油也分为两路，一路与夹紧缸的单向顺序阀连通，一路直接进入工作缸的有杆腔，工作缸的活塞缩回，实现动作3（退回），当活塞运动到底压力升高，高于夹紧缸顺序阀的设定压力时，顺序阀打开，液压油经顺序阀进入夹紧缸有杆腔，活塞杆缩回，实现动作4（松开）。从而完成一个工作循环。回路适用于执行元件数目不多、负载变化不大的场合。优点：动作灵敏、安装连接较方便；缺点：可靠性不高、位置精度低二、顺序动作回路行程阀控制的顺序动作回路如图所示是行程阀控制的顺序动作回路。当电磁换向阀右位工作时，液压泵输出的液压油经换向阀进入左缸的无杆腔，推动活塞伸出，进行动作1；活塞运动过程中碰到行程阀使其换向，缸2的活塞伸出；当缸2运动到底后，电磁换向阀换向左位工作，缸1有杆腔进油，活塞缩回，进行动作3；同时慢慢释放行程阀，使其回位，此时缸2有杆腔进油，活塞缩回，进行动作4。这种回路工作可靠，但动作顺序一经确定，再改变就比较困难，同时管路长，布置较麻烦。二、顺序动作回路行程开关和电磁换向阀控制的顺序动作回路如图所示是利用行程开关和电磁阀控制的顺序动作回路。当电磁铁1YA通电，左侧换向阀的左位工作，缸1活塞伸出，进行动作1；当活塞杆碰到行程开关K2时，电磁铁3YA通电，右侧换向阀左位工作，缸2活塞伸出，进行动作2；当活塞杆碰到行程开关K4时，电磁铁2YA通电，左侧换向阀右位工作，缸1活塞缩回，进行动作3；当活塞杆碰到行程开关K1时，电磁铁4YA通电，右侧换向阀右位工作，缸2活塞缩回，进行动作4；当活塞杆碰到行程开关K3时，电磁铁1YA通电，左侧换向阀左位工作，缸1活塞伸出，进行动作1；如此往复运行二、顺序动作回路压力继电器控制的顺序动作回路如图所示是利用压力继电器控制的顺序动作回路。电磁铁断电时，液压泵输出的压力油为缸A的无杆腔供油，推动活塞伸出；当缸A活塞运动到底时，压力继续升高，达到压力继电器设定压力后，压力继电器发出信号使电磁阀换向上位工作，液压泵输出的压力油进入缸B