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压力控制回路第七章液压基本回路2内容提要保压回路1平衡回路2制动回路3一、保压回路有的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。所谓保压回路,就是使系统在液压缸不动或仅有微小位移下稳定地维持压力。最简单的保压回路是使用密封性能较好的液控单向阀的回路,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。分类:利用液压泵保压的保压回路、利用蓄能器的保压回路。用途:保压回路一般用于工件长时间夹紧、注塑机锁模油缸的保压过程等。一、保压回路利用液压泵的保压回路,也就是在保压过程中,液压泵仍以较高的压力(保压所需压力)工作。若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱,系统功率损失大,易发热,故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用;若采用变量泵,在保压时,泵的压力较高,但输出流量几乎等于零,液压系统的功率损失小,这种保压方法能随泄漏量的变化而自动调整输出流量,因而其效率也较高。一、保压回路利用蓄能器的保压回路。虎钳夹紧工件的液压原理图,三位四通换向阀左位工作时,虎钳夹紧工件,同时蓄能器充压,压力升高,达到设定压力时,二位二通换向阀换向,使液压泵通过溢流阀卸荷;此时工件的夹紧靠蓄能器释压来维持并补充液压缸的漏油.当蓄能器压力降低到夹紧力下限时,二位二通换向阀断电,液压泵为蓄能器重新冲压。当夹紧结束后,三位四通换向阀右位工作,液压缸活塞杆缩回。本系统可节约能源并降低油温。二、平衡回路平衡回路的功用在于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,调整下落速度,保证它们在任意位置上被锁定。采用顺序阀的平衡回路采用液控单向阀的平衡回路使用场合:一般用于具有举升功能的液压系统中,例如液压挖掘机的动臂、起重机的起动臂、液压叉车和正面吊等具有负值负载的场合二、平衡回路采用内控式顺序阀的平衡回路为了防止立式液压缸因自重而自由下落,通过设置背压的方式。如图所示回路,在立式油缸的下腔与一个内控式顺序阀相连。调节单向顺序阀的开启压力,使其稍大于立式液压缸下腔的背压。活塞下行时,由于回路上存在一定背压支承负载重力,活塞将平稳下落;换向阀处于中位时,活塞停止运动。该方案适用于恒重力负载。二、平衡回路采用外控式顺序阀平衡回路换向阀左位工作时,活塞下行,此时液压泵输出的高压油打开液控顺序阀,液压缸有杆腔的背压消失,因而回路效率较高;当换向阀处于中位时,液压缸停止工作,由于此时中位机能是H型,因此液控顺序阀的控制油口处于低压状态,故顺序阀关闭以防止活塞和工作部件因自重而下降。该方案的优点是只有上腔进油时活塞才下行,比较安全可靠;缺点是活塞下行时平稳性较差。该方案适用于变重力负载。二、平衡回路利用液控单向阀的平衡回路如图所示的平衡回路,它的核心元件是液控单向阀。当换向阀处于左位工作时,液压泵输出的液压油进入液压缸无杆腔,也同时作用于液控单向阀的控制口上使液控单向阀反向打开;液压缸有杆腔的液压油经过节流阀和液控单向阀回油箱。当活塞下行速度过快,导致无杆腔的压力降低,而使得作用在液控单向阀控制口上的压力不足以使其反向打开时,液控单向阀关闭,液压缸有杆腔的压力油被封闭,活塞停止运动,直到无杆腔的压力升高到能重新使液控单向阀反向打开为止。当换向阀右位工作时,液压泵输出的压力油经过液控单向阀正向流通,并通过单向节流阀的单向阀进入有杆腔,推动活塞上行,活塞杆缩回。当换向阀处于中位时,由于换向阀的中位机能是H型,因此液压泵卸荷,液控单向阀反向可靠关闭,使活塞及重物能可靠地保持在停止的位置。液压锁二、平衡回路利用液压锁的平衡回路当换向阀处于左位或右位工作时,液压泵输出的液压油经液控单向阀正向流入液压缸,液压缸另一腔的液压油通过反向打开的另一液控单向阀回油箱。当换向阀处于中位时,由于选用的是H型中位机能的换向阀,油口均与油箱相通,因此液压泵卸荷,两个液控单向阀均反向截止,保证了液压缸可靠地停止,使负载不会因重力而自行下落。由于单向阀采用的是座阀结构,密封性好,因此这种方式是最可靠的锁紧液压缸的方式。被广泛应用于工程机械、起重机械等有锁紧和平衡重力的场合。与液压锁配合使用的换向阀的中位机能可以是H型或Y型等能使AB油口与T口相连的形式。其中一个液控单向阀的进油口同时是另一个液控单向阀的控制油口,这种液控单向阀的使用方式称为液压锁三、制动回路利用一中位机能为O型的换向阀来控制液压马达的正转、反转和停止。只要将换向阀移到中间位置,马达停止运转。但由于惯性原因,马达继续转动使得马达制动腔的压力急剧升高,马达出口与换向阀之间管路和元件承受的压力增大,有可能将回油管路或阀件破坏。此时就需要引入制动回路。三、制动回路制动溢流阀装一制动溢流阀,当出口处的压力增加到制动溢流阀所调定的压力时,溢流阀被打开,从而保护了管路和元件免受高压冲击而损坏。三、制动回路制动溢流阀液压马达驱动输送机,在一个方向有负载,另一个方向无负载,即需要有两种不同的制动压力。每个制动溢流阀各控制不同方向的油液。三、制动回路补油单向阀当液压马达停止运转(停止供油时),由于惯性原因,马达会继续旋转,而马达入口处无法供油,造成真空现象。如果在图示的回路中,在马达入口及回油管路上各安装一个开启压力较低(小于0.05MPa)的单向阀,当马达停止时,油箱的油液可经单向阀给马达入口补油,从而避免马达出现吸空而损坏。本节小结保压回路主要目的:液压执行机构在其行程终止时,保持压力一段时间常采用的方法是液压泵保压和蓄能器保压;平衡回路主要目的: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所采用的核心元件是顺序阀或液控单向阀。制动回路主要目的:主要目的是当马达带动负载制动时,为了防止制动腔的压力急剧升高而损坏管路或阀件以及避免进油腔出现吸空现象而损坏马达所采用的核心元件是溢流阀和单向阀。THEEND!泵控缸容积调速回路
主讲人:陈其怀华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日18内容提要容积调速回路的基本原理泵控油缸开式回路的工作原理泵控油缸开式回路的工作特性泵控油缸闭式回路的工作原理12主要内容34191.容积调速回路的基本原理工作原理: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。优点:由于液压泵输出的油液直接进入执行元件,没有溢流损失和节流损失,而且工件压力随负载变化而变化,因而效率高,发热少。缺点:变量泵和变量马达结构比较复杂,动态响应慢,成本较高。使用场合:用于负载功率大,运动速度高的液压系统中如拉床、龙门刨床系统、工程机械、矿山机械等.20容积调速回路的分类:1.容积调速回路的基本原理1)按油液循环方式不同,分为:开式、闭式。2)按所用执行元件的不同分为:泵—缸式、泵—马达式。开式油路:泵从油箱吸油,执行元件的回油仍回油箱。优点:油液在油箱中便于沉淀杂质和析出气体,并得到良好冷却。缺点:空气易侵入油液,使运动不平衡,并产生噪声。闭式油路:无油箱这一中间环节,泵吸油口和执行元件直接连接,油液在系统中封闭循环。优点:油、气隔绝,结构紧凑,运动平稳,噪音小。缺点:散热条件差。21开式回路:1.容积调速回路的基本原理如左图。所谓开式回路,指得是泵从液面压力为大气压的油箱中吸油,而执行元件(液压缸或液压马达)的回油到油箱中。所以在开式回路中,有吸油管路,压力管路,回油管路和泄油管路。下图是几种开式回路的系统原理图。如右图。在回路中加入方向控制阀可以使执行元件(液压马达或液压缸)的回油口接回油箱。22开式回路:1.容积调速回路的基本原理如左图。执行元件的速度(或转速)可以通过流量控制阀来调节。而溢流阀可以防止系统过载,起安全保护作用。如右图。系统的动力元件换成了变量泵,三位四通换向阀在中位时可以使泵卸载。系统还加入了过滤器、冷却器和其他辅助元件。23闭式回路:1.容积调速回路的基本原理参见左图。所谓闭式回路,指的是液压油直接从执行元件回到泵的吸油口,这样根据负载方向不同,在回路中就存在高压侧和低压侧。见右图:图示为双向变量的液压泵和液压马达,两个在高低压侧反向安装的溢流阀可以在两个方向上起安全保护作用。24实用闭式回路:1.容积调速回路的基本原理6双向安全阀5背压阀7换热油阀3补油泵4补油安全阀p5<p4<<p6252.泵控油缸开式回路的工作原理泵-缸式开式回路工作原理:在这个系统中,液压缸活塞的速度是通过调节变量泵的排量来控制的,而系统最高压力是靠安全阀2来限制的。
263.泵控油缸开式回路的工作特性变量泵-液压缸开式容积调速回路:1、油缸运动速度:若不考虑泵以外的元件和管路损失,则活塞的运动速度为其中:v—油缸活塞速度qp—泵输出流量A1—活塞杆有效作用面积qt—液压泵理论输出流量kl—液压泵泄漏系数273.泵控油缸开式回路的工作特性变量泵-液压缸开式容积调速回路:因泵有泄漏,使得V随F而变,F越大V越小。当F达到一定程度后,可能泵流量全部泄漏,活塞停止。因此这种回路在低速下承载能力是很差的,其V—F曲线为:2、速度刚性可见回路中的kv不受负载的影响,只要加大液压缸的面积A1减少泵的泄漏就可能提高速度刚性。4、应用场合:适用于负载功率大,运动速度高的场合,如推土机、升降机、插床、拉床等。284.泵控油缸闭式回路的工作特性泵—缸闭式调速回路:辅助泵,低压小流量这里的双向变量泵7除能给液压缸供应所需的油液外,还可以改变输油方向。两个安全阀6和8用以限制回路每个方向的最高压力;两个单向阀5和9“补油—变向”辅助装置供补偿回路中泄漏和液压缸两腔流量差额之用。换向时,换向阀3变换工作位置,辅助泵1输出的低压油一方面改变液压阀4的工作位置,并作用在变量泵定子的控制缸a和b上,使变量泵改变输油方向,另一方面又接通了变量泵的吸油方向,补充泄漏。3TheEnd!29泵控回路泵-马达容积调速回路
主讲人:陈其怀华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日31内容提要泵-马达式回路的分类变量泵-定量马达容积调速回路定量泵-变量马达容积调速回路变量泵-变量马达容积调速回路12主要内容34321.泵-马达式回路的分类泵-马达式回路:泵马达式容积调速根据是采用变量泵还是变量马达或者二者联合进行调节分为:1、变量泵-定量马达式容积调速回路2、定量泵-变量马达式容积调速回路3、变量泵-变量马达式容积调速回路
332.变量泵-定量马达容积调速回路工作原理:在这种回路中,液压泵的转速和液压马达的排量都是恒定的,改变液压泵的排量可以控制液压马达输出的速度。342.变量泵-定量马达容积调速回路工作原理:辅助泵1的作用:(1)、供补充液压泵和液压马达中的泄漏之用,其供油压力由溢流阀6调定,一般为0.3~1.0MPa.(2)、辅助泵和溢流阀使低压管路中建立起所需的低压,防止空气渗入和空穴现象出现。(3)、将油箱中经过冷却的油送入回路,使一部分热油从溢流阀6流回油箱,把回路中的热油带走,辅助泵的流量一般应是变量泵最大流量的10~15%左右。35工作特性:容积调速回路的主要性能有速度―负载特性、转速特性、转矩特性和功率特性,这里重点讨论变量泵和定量马达容积调速回路。
1)速度―负载特性速度―负载特性方程速度刚度
由于变量泵、液压马达有泄漏,马达的输出转速nM会随负载TM的加大而减小负载增大到某值时,马达停止运动,表明这种回路在低速下的承载能力很差。2.变量泵-定量马达容积调速回路36工作特性:3)转矩特性马达的输出转速nM与变量泵排量VP的关系为改变泵排量VP,可使马达的输出转速nM成比例地变化2)转速特性马达的输出转矩TM与马达的排量VM的关系为马达的输出转矩TM与泵的排量Vp无关,不会因调速而发生变化。若系统的负载转矩恒定,则回路的工作压力p恒定不变(即ΔpM不变),此时马达的输出转矩TM恒定,故此回路又称为“等转矩调速回路”。2.变量泵-定量马达容积调速回路37工作特性:4)功率特性马达的输出功率PM与变量泵排量Vp的关系为
马达的输出功率PM与马达的转速成正比,亦即与泵的排量Vp成正比变量泵-定量马达容积调速回路工作特性曲线上述的三个特性曲线如图,由于泵和马达存在泄漏,所以当Vp还未调到零值时,nM、TM和PM已都为零值。这种回路若采用高质量的轴向柱塞变量泵,其调速范围Rp可达40,当采用变量叶片泵时,Rp仅为5~10。2.变量泵-定量马达容积调速回路38工作原理:3.定量泵-变量马达容积调速回路
在这种回路中,液压泵的转速和排量都是恒定的,通过调节液压马达的排量可以控制其输出的速度。(注:泵3是用来补偿泵1和马达的泄漏的)
该回路泵的排量VP和转速nP均为常数,输出流量不变。通过改变变量马达的排量VM来改变马达的输出转速nM。当Vm较小时,Tm较小,以至带不动负载,造成马达“自锁”现象,因此这种调速回路调速范围小,Rc<3。当负载恒定时,回路的工作压力p和马达输出功率PM都恒定不变,而马达的输出转矩TM与马达的排量VM成正比变化,马达的转速nM与其排量VM成反比(按双曲线规律)变化。输出功率PM不变,故此回路又称“恒功率调速回路”.39工作特性:3.定量泵-变量马达容积调速回路40工作原理:4.变量泵-变量马达容积调速回路在这种回路中,既可以通过调节泵的排量也可以通过调节液压马达的排量来实现调速,因此调速的范围更大。可达100
41工作特性:4.变量泵-变量马达容积调速回路第一阶段:将液压马达的排量固定在最大值上,然后对泵进行调节,使排量由零调至最大。由nM=Vp.np/VM可知,nM逐渐增大至nM’,当于变量泵+定量马达,此阶段为恒转矩调速回路。第二阶段:把变量泵的排量调到最大值后,再将变量马达的排量由最大调至最小,马达的转速由nM’升到最大nMmax。相当于定量泵+变量马达组成的调速回路,此阶段为恒功率调速.42容积调速和节流调速回路相比有以下特点:4.变量泵-变量马达容积调速回路1)容积调速无节流阀影响,速度稳定性好。2)调速范围大,且易于换向。3)容积调速液压泵压力随负载而变,且液压泵输出流量全部进入执行元件,没有溢流损失、节流损失,所以效率高。4)由于变量泵和变量马达结构上比较复杂,因此容积调速在结构上比较复杂。5)容积调速适于大功率、速度稳定性要求高,需要大调速范围的液压系统。TheEnd!43泵控回路出口、旁路节流调速回路
主讲人:陈其怀华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日45内容提要出口节流调速回路的工作原理出口节流调速回路的工作特性旁路节流调速回路的工作原理旁路节流调速回路的工作特性12主要内容43461.出口节流调速回路的工作原理出口节流调速回路工作原理:出口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。节流阀放在执行元件的出口即回油路上,通过调节流量控制元件的通流面积,从而实现速度调节。
溢流调压472.出口节流调速回路的工作特性速度负载特性:当不考虑泄漏和压缩时,活塞运动速度为:
活塞受力方程为:p2—液压缸回油腔压力。F—外负载力;式中:
节流阀的流量方程为:482.出口节流调速回路的工作特性速度负载特性:于是与进油调速回路一样.可见,进出口油路有同样的速度负载特性曲线速度特性曲线斜率越小,负载对v影响越小,速度刚性越大,反之则速度刚性越小。492.出口节流调速回路的工作特性功率特性:液压泵的输出功率分为三部分:1)溢流功率ΔP2)油缸输出功率P13)节流功率P2ΔP502.出口节流调速回路的工作特性进油路和回油路节流调速的比较
(1)承受负值负载的能力回油节流调速能承受一定的负值负载
(2)运动平稳性节流阀又有背压作用,回油节流调速回路运动平稳性好。
(3)油液发热对回路的影响进油节流调速的油液发热会使缸的内外泄漏增加;
(4)启动性能回油节流调速回路中重新启动时背压不能立即建立,会引起瞬间工作机构的前冲现象。512.出口节流调速回路的工作特性为了提高回路综合性能,实践中采用进油节流调速回路+回油路上加背压阀,从而兼具了两回路的优点。(5)调速范围若回路使用单杆缸,无杆缸进油量大于有杆腔回油流量,故在缸径、缸速相同的情况下,进油节油调速回路的流量阀开口较大,低速时不易阻塞。因此,进油节流调速回路能获得更小的稳定速度,调速范围大。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、小功率场合,如某些机床的进给系统中。溢流阀作安全阀用,液压泵的供油压力Pp取决于负载。
523.旁路节流调速回路的工作原理旁路节流调速回路工作原理:安全限压节流阀装在与液压缸进油路并联的支路上,利用节流阀把液压泵输出流量的一部分排回油箱,从而实现调速。
534.旁路节流调速回路的工作特性速度负载特性:
考虑到泵的工作压力随负载变化,泵的输出流量qp应计入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
qpt—泵的理论流量;
k—泵的泄漏系数,其余符号意义同前。
54速度负载特性:这种回路把节流阀接在与执行元件并联的旁油路上。通过调节节流阀的通流面积AT,控制定量泵流回油箱的流量,即可实现调速。本回路比前两种回路效率高,但速度―负载特性很软,低速承载能力差。缸的运动速度为4.旁路节流调速回路的工作特性55功率特性:(2)功率特性回路的输入功率
回路的输出功率回路的功率损失回路效率
用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合旁路节流调速只有节流损失,无溢流损失,功率损失较小。
4.旁路节流调速回路的工作特性56特点:4.旁路节流调速回路的工作特性1、由于无背压,运动速度不稳定,又由于泵压随负载而变,负载增大,pp也增大,泵的泄漏量随负载而变,从而使泵实际输出量qp不稳定,增大了执行运动的不稳定。2、节流阀开口增大,最大负载将减小,而低速时承载能力小,与进、回路相比调速范围小。3、泵压随负载而变,无溢流损耗,功率利用率比较高,效率高。适用于负载比较小,对运动平稳定要求不高的高速大功率场合。如牛头刨床的主传动系统。有时候也用于随着负载增大,要求进给速度自动减小的场合如锯床进给系统。应用:57进口节流、出口节流和旁路节流回路比较:4.旁路节流调速回路的工作特性(1)速度—负载特性曲线速度随负载而变是三种共同特点,尤以旁路最差,因此进、出口多用于负载变化不大的场合,而旁路用的较少。(2)工作部件承受负负载能力和运动平衡性出口调速回路回油路有背压,能在负负载下工作,且使工作部件运动平稳性大大改善。进、旁不能承受,为增加平稳性,实际中常在回路中增加背压阀。(3)调速范围。进、出口调速回路调速范围大,旁路调速范围小。(4)功率损耗。进、出口损耗大,旁路损耗小。(5)停车后的启动冲击。出口、旁路有冲击,进口启动时,只要把节流阀减小就可避免冲击现象。TheEnd!58调速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60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的无杆腔从而实现顺序动作本节小结同步回路主要目的:使多个执行机构在运动过程中保持位移、速度或力相同常采用的核心元件:调速阀、分流集流阀、同步缸、同步马达、并联泵或闭环控制等;顺序动作回路主要目的:使几个执行元件严格按照预定顺序动作常采用的核心元件:顺序阀、行程阀、行程开关、压力继电器等。THEEND!进口节流调速回路
主讲人:陈其怀华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日79内容提要调速回路的定义和分类进口节流调速回路的工作原理进口节流调速回路的工作特性12主要内容进口节流调速回路的工作原理和特性重点3801.调速回路的定义和分类调速回路:按照调速方式不同,调速回路可分为:1、节流调速2、容积调速3、容积节流调速
通过事先的调整或者在工作过程中通过动态调节来改变流入、流出执行元件的油液流量,从而达到系统运行速度的要求。811.调速回路的定义和分类
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。调速方式:液压缸的速度: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821.调速回路的定义和分类常用调速方式:
(1)节流调速回路
(2)容积调速回路
(3)容积节流调速回路(联合调速)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。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。通过改变回路中节流面积的大小和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831.调速回路的定义和分类节流调速回路:
通过改变回路中流量控制元件(控制阀)通流截面面积的大小来控制进出执行元件的流量,从而实现调速的一种方法。根据控制阀在回路中位置的不同可分为:
1、进口节流调速回路;
2、出口节流调速回路;
3、旁路节流调速回路;842.进口节流调速回路的工作原理进口节流调速回路工作原理:节流阀串联在液压泵和油缸之间,通过调节节流阀阀口面积,可改变进入液压缸的流量,即控制其运动速度,且必须和溢流阀联合使用。
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。溢流功能853.进口节流调速回路的工作特性速度负载特性:当不考虑泄漏和压缩时,活塞运动速度为:
活塞受力方程为:p2—液压缸回油腔压力,p2
0。F—外负载力;式中:
缸的流量方程为:
=863.进口节流调速回路的工作特性速度负载特性:于是式中C—与油液种类等有关的系数(常数);AT
—节流阀的开口面积;—节流阀前后的压强差,m—为节流阀的指数;当为薄壁孔口时,m=0.5。873.进口节流调速回路的工作特性速度负载特性:式(8.4)为进油路节流调速回路的速度负载特性方程。以负载力F为横坐标,
活塞v为纵坐标,将式(8.4)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。883.进口节流调速回路的工作特性速度负载特性:为了表明速度受负载的影响程度,可用速度刚性这个指标来评定:可见曲线斜率越小,负载对v影响越小,速度刚性越大,反之则速度刚性越小。893.进口节流调速回路的工作特性功率特性:液压泵输出功率即为该回路的输入功率为:而缸的输出功率为:回路的功率损失为:==
903.进口节流调速回路的工作特性功率特性:式中—溢流阀的溢流量,。进油路节流调速回路的功率损失由两部分组成:溢流功率损失和节流功率损失(8.6)效率特性:913.进口节流调速回路的工作特性功率特性:q1p1能量消耗特性溢流节流液压泵输出的功率液压缸输出的功率p1q1ppqpΔpq1Δqpp922.进口节流调速回路的特性功率特性:由于存在两部分功率损失,故这种调速回路效率较低,有资料表明,当负载恒定或变化较小时,ŋ=0.2~0.6,当负载变化很大时,ŋmax=0.385.应用:这种回路宜应用于轻负载或负载变化不大时,低速或对速度稳定性要求不高的小功率液压系统。93进口节流调速回路优点:1)在活塞运动到终点,被液压缸端盖,或外部挡铁挡住后,驱动腔的压力立刻上升到泵的设定压力。此特性可以被用来控制换向阀立刻切换,以减小不必要的压力损失。2)由于负载工况从执行器进口侧感知比较方便后续处理,因此,在多执行器的负载敏感回路中进口设置一个节流口。缺点:1)在使用定量液压源时的能效较旁路节流低。2)液压油通过节流口,损失的压力转化为热能,使油的温度升高。因此,进入液压缸的液压油温度较高,降低系统寿命和可靠性。3)进口节流调速回路仅适用于正负载工况,对于负负载工况不能有效对油缸速度进行控制。94进口节流调速回路THEEND!华侨大学机电及自动化学院快速运动回路及速度换接回路主讲人: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96内容提要快速运动回路速度换接回路12一、快速运动回路快速运动回路又称为增速回路,它的作用是在空载时,使液压执行元件以较高的速度运行,以提高系统的工作效率或充分利用功率。实现快速运动的方法有多种不同的方案:差动连接快速运动回路采用蓄能器补油的快速运动回路利用双泵供油的快速运动回路补油回路增速缸快速运动回路一、快速运动回路如图所示是典型的液压缸差动连接所形成的快速运动回路。它的特点是当液压缸前进时,从液压缸右侧有杆腔排出的液压油经过换向阀再进入左侧无杆腔,使无杆腔的输入流量一部分来自于液压泵,一部分来自于有杆腔的回油,从而增加了进油口的进油量,输入流量增加,即可使液压缸获得更高的运动速度,从而实现快速前进。但此时液压缸的推力变小。假设液压缸活塞杆带动负载伸出时的速度为v1,缩回时的速度为v2,根据流量连续性方程,可得差动连接快速运动回路差动回路是从无杆腔进油,使有杆腔的油回到无杆腔。在同一压力下,利用有杆腔与无杆腔之间的面积差,产生压力差,从而驱动液压缸伸出。因为有油回到无杆腔,所以液压缸能以较快的速度运动,实现小流量高速度。一、快速运动回路P型中位机能换向阀分别处于中位-左位-右位时,液压缸依次完成快进-工进-快退工作循环差动连接快速运动回路一、快速运动回路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。图示为一蓄能器作为辅助能源实现快速运动的回路。无论换向阀处于右位还是左位,蓄能器所储存的液压油均能释放出来与液压泵一起推动活塞运动。采用蓄能器补油的快速运动回路一、快速运动回路系统具有两个泵,一个是高压小排量泵2,一个是低压大排量泵1,其中与低压大排量泵1并联的是卸荷阀3。利用双泵供油的快速运动回路它的工作过程大体是这样的:当系统需要快速运动时,系统压力较低,低于卸荷阀3的设定压力,此时两台泵输出的压力油同时向系统供油,使得系统可以获得较快的运动速度。当系统处于工作行程时,系统压力较高,高于卸荷阀3所设定的压力时,左边的卸荷阀3打开,使低压大排量泵1卸荷,系统仅由高压小排量泵2供油;其中卸荷阀的设定压力至少比系统压力低至少0.5MPa。一、快速运动回路大型冲床为确保加工精度,都使用柱塞式液压缸,在前进时需要非常大的流量;而后退时几乎不需什么流量。这两个问题使得泵的选用变得非常困难,在此回路中使用补油油箱,则可以选择排量较小的泵,其他的换向阀及平衡阀可以参考液压泵的输出流量进行选择,可有效节约能源。补油回路一、快速运动回路当主油缸和辅助油缸下行冲压工件时,换向阀右位工作,液压泵输出的压力油经换向阀进入两个辅助缸的上腔,同时由于下放阶段没有接触工件,液压缸的运动速度高、压力低,故顺序阀没有打开。此时辅助缸带动主油缸快速下行。此时液控单向阀正向导通,油箱中的液压油经液控单向阀流入主油缸为其补油,以实现其快速运动而不出现吸空现象。当接触工件后,需要施加压力进行冲压工件时,此时压力升高,
顺序阀打开,液压泵输出的压力油经顺序阀流入主油缸,从
而提供较高的压力以实现工件的冲压。补油回路当冲床结束冲压返回时,此时换向阀左位工作,液压泵输出的压力油经换向阀、平衡阀下侧的单向阀流入两个辅助缸的下腔,推动活塞杆缩回,同时带动主油缸柱塞向上运动;同时液压泵输出的压力油进入液控单向阀的控制油口,使单向阀反向打开,主油缸内的液压油可以通过单向阀回油箱。由于辅助油缸的缸径很小,因此在带动主油缸柱塞回缩过程中所需的流量也较小。104一、快速运动回路三位四通换向阀左位工作,同时二位二通换向阀右位工作:液压泵输出的压力油一方面进入缸I,另一方面通过缸I活塞中间的孔进入缸III,在压力油的作用下,活塞向右运动,由于缸I的面积较大需要较多的液压油,此时可以通过液控单向阀从油箱补油,此时活塞可以快速运动;增速缸快速运动回路当活塞缩回时,三位四通换向阀右位工作,同时二位二通换向阀左位工作,此时液压泵输出的压力油进入缸II,推动活塞缩回,由于此时液压泵输出的压力油同时作用于液控单向阀的控制油口,所以液控单向阀反向打开,缸I和缸III中的液压油可以通过液控单向阀回到油箱。由于缸I的面积大于缸III的面积,通过油箱给缸I补油,可以获得以较小的液压泵输出流量获得较高的运动速度的目的,实现活塞的快速运动。二、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,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。二、速度换接回路快速与慢速的换接回路用行程阀来实现快慢速换接的回路当二位四通换向阀处于右位,行程阀处于下位时,液压泵输出的压力油进入液压缸的无杆腔,活塞杆伸出,有杆腔的液压油经行程阀的下腔直接回油箱,活塞杆快速伸出;这种回路的快慢速换接过程比较平稳,换接点的位置比较准确。缺点是行程阀的安装位置不能任意布置,管路连接较为复杂。当活塞杆上的挡铁碰到行程阀使其换向上位工作时,此时液压缸有杆腔输出的液压油只能经节流阀回油箱,活塞杆的运动速度降低。当二位四通电磁换向阀左位工作时,液压泵输出的压力油经单向阀进入液压缸的有杆腔,活塞杆缩回,无杆腔的液压油经换向阀直接回油箱。二、速度换接回路快速与慢速的换接回路用行程开关来实现快慢速换接的回路当二位五通换向阀左位工作时,液压泵输出的压力油从左侧的单向阀进入液压缸无杆腔,推动活塞杆伸出,有杆腔的压力油通过节流阀回油箱,活塞以较慢的速度运行;同理,当二位五通换向阀右位工作时,活塞杆缩回,在碰到行程开关前,回油腔通过节流阀回油箱,活塞缩回速度较慢;而当压下行程开关后,通过左侧的二位二通换向阀的左位回油箱,实现快速缩回。当活塞杆碰到行程开关时,右侧的二位二通换向阀通电,右位工作,此时有杆腔的液压油通过二位二通换向阀回油箱,活塞运动速度加快;速度换接的平稳性、可靠性以及换向精度都较差。二、速度换接回路两种慢速的换接回路如图所示回路是采用两个调速阀来实现不同工进速度换接的回路两个调速阀并联,由右侧二位二通换向阀实现换接,阀A的开口度比B大。当三位四通换向阀左位工作,左侧二通阀右位工作,右侧二通换向阀左位工作时,液压泵输出的压力油经阀A进入液压缸无杆腔,有杆腔液压油直接回油箱;当二通阀右位工作时,则液压泵输出的压力油经阀B进入无杆腔。从而实现两种工进速度的切换。它不宜用在工作过程中的速度换接。当四通换向阀右位工作,左侧二通阀左位工作时,液压泵输出的压力油直接进入有杆腔,无杆腔的液压油经左侧二通阀回油箱,实现快速缩回。这种回路只能用在速度预选的场合。此时两个调速阀的开口要满足阀A大于阀B二、速度换接回路两种慢速的换接回路如图所示回路是采用两个调速阀来实现不同工进速度换接的回路通过一个二位三通换向阀实现两个调速阀的切换,这种情况下,两个调速阀的开口只需设置成不同的开度即可。当三位四通换向阀左位通电时,换向阀左位工作,此时液压泵输出的液压油经调速阀进入液压缸的无杆腔;当换向阀3左位接入时,输入液压缸4的流量由调速阀1调节;当换向阀3右位接入时,输入液压缸4的流量由调速阀2调节。二、速度换接回路两调速阀串联的速度换接回路。在这种回路中的调速阀A一直处于工作状态,它在速度换接时限制着进入调速阀B的流量,因此它的速度换接平稳性较好,但由于油液经过两个调速阀,所以能量损失较大。并且在这个回路中,一定要保证调速阀B的开口比A的小,才能实现两种速度的换
接。快速运动回路本节小结主要是在不增加液压泵输出流量或改变液压泵的结构的安全下,提高液压缸运动速度的一种回路其本质就是补油,提供比液压泵输出流量要多的流量速度换接回路既包括快速与慢速的换接也包括两种慢速的换接。这种回路的核心元件是节流阀或调速阀与换向阀的配合使用。通过换向阀的工作位置,即可实现不同速度间的切换。THEEND!容积节流调速回路
主讲人:陈其怀华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日114内容提要容积节流调速回路定压式容积节流调速回路变压式容积节流调速回路容积节流调速回路应用调速回路的比较调速回路的选用12主要内容34561151.容积节流调速回路容积节流调速回路:容积调速回路虽然效率高,发热小,但仍存在速度负载特性较软的问题(主要由于泄漏所引起)。因此,人们综合容积调速系统效率高和节流调速系统速度负载特性较好的特点,在低速,稳定性要求较高的场合采用容积节流调速的方式。
1162.定压式容积节流调速回路工作原理:采用限压式变量泵,使qp与通过AT进入液压缸的流量q1相适应.当qp〉q1,泵压力上升,推动定子使偏心e减小,限压式叶片泵qp自动减小,直到qp=q1.当qp〈q1,泵压减小,e增大,qp增大,直到qp=q1.调速阀在这里的作用不仅是使进入液压缸的流量保持恒定,而且还使泵的输出流量保持相应的恒定值,从而使泵和缸的流量匹配.1172.定压式容积节流调速回路工作原理:泵出口保持恒高压,如溢流阀。通过改变排量来达到,只排出需要的流量,避免通过溢流阀的能量损失。1182.定压式容积节流调速回路工作原理:限压式变量泵压力—流量特性曲线上的点a是泵的工作点,泵的供油压力为pP,流量为q1。调速阀在某一开度下的压力—流量特性曲线上的点b
是调速阀(液压缸)的工作点,压力为p1,流量为q1。当改变调速阀的开口量,使调速阀压力—流量特性曲线上下移动时,回路的工作状态便相应改变。如果负载较小时,p1减小,使调速阀的压差ΔpT增大,造成节流损失增大。低速时,泵的供油流量较小,而对应的供油压力很大,泄漏增加,回路效率严重下降。因此,这种回路不宜用在低速、变载且轻载的场合。
1192.定压式容积节流调速回路工作特性:限压式变量泵的供油压力应调节为≥当负载F变化,p1发生变化时,调速阀的自动调节作用使调速阀内节流阀上的压差Δp保持不变,流过此节流阀的流量q1也不变,从而使泵的输出压力pP和流量qP也不变,回路就能保持在原工作状态下工作,速度稳定性好。回路效率为如果无背压p2=0,则1202.定压式容积节流调速回路工作特性:能耗特性1213.变压式容积节流调速回路工作原理:(1)这种回路使用稳流量泵和节流阀;(2)节流阀控制着进入液压缸的流量q1,并使变量泵输出流量qp自动和q1相适应;1223.变压式容积节流调速回路工作原理:1233.变压式容积节流调速回路工作原理:阀进液压缸,节流阀控制进油量q,并使泵输出与之匹配。当qp〉q1,泵压Pp增大,控制缸向右推力增大,便克服弹簧阻力推动定子右移,e减小,qp减小,直至qp=q1.
如因泄漏等原因qp小于q1,pp减小,向右推力减小,定子左移,e增大,qp增大,直至qp=q1.2|、速度特性此回路使用的是节流阀,但具有调速阀一样的性能,1243.变压式容积节流调速回路工作特性:AT一经调定,流量q1基本稳定,不随负载变化影响。因此△P基本不变。有定子方向受力平衡方程得:PPA1+PP(A2-A1)=P1A2+FS△P=PP-P1=FS/A2由于弹簧刚度小,工作中伸缩量也很小(≤e),所以Fs基本恒定,节流阀前后压差Δp基本上不随外负载而变化,经过节流阀的流量也近似等于常数,可见这种调速回路负载特性极好,当负载变化时,泵压PP随负载而变,故称变压式。效率:无溢流损失,只有节流阀0.3~0.4MPa的压降损失,因此效率高,功率损失小,发热少。使用场合:用在负载变化较大,速度较低的中、小功率场合。1254.容积节流调速回路应用变量泵负载敏感系统:70bar75bar105bar120bar100barPN1PN2PV压力补偿阀PN1PN2PmaxQmax恒压差变量机构1265.调速回路的比较调速回路的比较: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。1275.调速回路的比较调速回路的比较:
调速回路类型
主要性能节流调速回路容积调速回路容积节流调速回路用节流阀调节用调速阀或溢流节流阀调节变量泵—液压缸式定压式变压式定压式变压式定压式变压式机械特性速度刚性差很差好较好好承载能力好较差好较好好调速特性(调速范围)大小大较大大功率特性效率低较高低较高最高较高高发热大较小大较小最小较小小适用范围小功率、轻载或低速的中、低压系统大功率、重载高速的中高压系统中小功率的中压系统1286.调速回路的选用调速回路的选用: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,要求低的用节流阀式调速回路。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;3~5KW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、费用低时用节流调速回路;费用高时则用容积节流或容积调速回路。TheEnd!129容积节流调速回路调速阀节流调速回路
主讲人:陈其怀华侨大学机电及自动化学院2026年8月10日131内容提要调速阀节流调速的分类进、出口调速阀调速回路旁路调速阀调速回路调速阀调速回路的应用12主要内容341321.调速阀调速回路的分类调速阀调速回路工作原理:节流阀调速回路,负载的变化都会引起速度变化,就其原因是由于节流阀上的压差不稳定,采用调速阀可以有效改善速度-负载特性。调速阀作用:1)控制液压油路有效通流面积2)保持阀前后压差稳定3)保持油路通流能力不受负载影响1331.调速阀调速回路的分类调速阀调速回路分类:与节流阀调速回路类似,根据调速阀位置的不同,调速阀调速回路也可分为三类。1、进口调速阀调速回路2、出口调速阀调速回路3、旁路调速阀调速回路根据所采用的调速阀不同,调速回路又可分为1、采用定差减压阀的调速阀调速回路2、采用定差溢流阀的调速阀调速回路1342.进、出口调速阀调速回路进、出口调速阀调速回路:进、出口调速阀调速回路工作情况与进、出口节流调速回路完全一样,只是速度稳定性大大提高,其v—F特性曲线如下调速阀工作区间内,油缸的活塞运行速度由调速阀开口大小决定,不受负载大小的影响。调速阀速度-负载特性曲线节流阀速度-负载特性曲线135功率特性:一般调速阀压差为0.5MPa,高压阀为1MPa.另外调速阀调速回路的溢流阀的调定压力Pp总是调的比节流阀调速回路高,因此功率损失比较大。2.进、出口调速阀调速回路136进、出口调速阀调速回路特性:这种调速回路在保证速度稳定性的前提下是以功率损失为代价的。在调速阀进口调速回路中,大都接成减压阀在前、节流阀在后。优点:液压缸工作压力P1随负载发生变化直接作用在减压阀上,调节快。缺点:油液通过减压阀阀口时发热,热油进入节流阀,油温又随着减压阀压降(Pp-PY)变化而变化,因而使节流阀的系数c值不能保持恒定。在出口回路中以节流阀在前、减压阀在后形式较好。P2可以直接作用在减压阀上,反应快。流经节流阀的油液温度不受减压阀节流作用的影响。应用场合:适用于对运动平稳性要求较高的小功率系统,如镗床、车床和组合机床等进给系统。2.进、出口调速阀调速回路1373.旁路调速阀调速回路特点:1)工作原理与旁路基本一样,只不过qT基本上是一个定值。因此速度刚度比旁路节流回路高。但由于pp随负载而变,造成泵的泄漏也随负载而变,因此这种回路速度刚度比进、出口差些。2)功率情况:无溢流损失,效率比进、出口回路高;3)由于qT不受负载的影响,最大负载只受安全阀限制,因此承载能力比节流阀旁路回路高。4)为了保证调速阀正常工作,这种回路的工作压力P1不能低于调速阀最小压差(约为0.5MPa)。旁路调速阀调速回路:138溢流节流阀旁路调速回路:工作原理:泵输出流量qp,一部分通过节流阀流向液压缸,一部分通过定差溢流阀流向油箱。当F变化,P变化,从而使Pp变化,Pp-P1不变。因而速度稳定性较好。3.旁路调速阀调速回路2、溢流节流阀只能接在进油路上,其节流阀上的压差一般为0.3~0.5MPa。3、由于泵的供油压力Pp随负载增减而增减,因此这种压力匹配使其效率比进、出口调速回路都高,但比旁路调速阀调速回路低。4、应用场合:适用于对运动平稳性要求较高,功率较大的系统如插、拉、刨等机床的主运动系统。1393.旁路调速阀调速回路泵的输出功率:1)溢流损耗ΔP12)节流损耗ΔP23)驱动油缸功率P11404.调速阀调速回路的应用负载敏感系统:能耗特性节流阀定差减压阀广泛用于行走机械定差溢流阀TheEnd!141调速回路压力控制回路主讲人: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143内容提要调压回路减压回路12一、调压回路调压回路的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。若系统中需要二种以上的压力,则可采用多级调压回路。一、调压回路单级调压回路在液压泵出口处设置并联溢流阀即可组成单级调压回路,从而控制了液压系统的工作压力。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。一、调压回路二级调压回路图所示为二级调压回路,可实现两种不同的系统压力控制。当电磁换向阀2失电下位工作,换向阀2的油口不通,此时先导式溢流阀3的远程控制油路也不通,系统压力由主油路上的溢流阀3的弹簧压力调定;当电磁换向阀2得电上位工作时,先导式溢流阀3的远程控制油路通过换向阀2及直动式溢流阀1回油箱,由于直动式溢流阀1的设定压力较低,因此此时系统压力即由直动式溢流阀1调定。通过控制换向阀2,即可获得两种不同的工作压力。需要注意的是:直动式溢流阀1的调定压力一定要小于先导式溢流阀3的调定压力,否则不能实现二级调压。左位工作一、调压回路多级调压回路如图所示的回路,由溢流阀2和溢流阀3通过三位四通换向阀连接在溢流阀1的远程控制油路上,从而组成了三级调压回路。
换向阀的电磁铁均失电,由于中位时M型机能,先导式溢流阀1的先导控制口接油箱,系统卸荷;
左侧电磁铁得电,右侧电磁铁失电,系统压力由阀2调定
左侧电磁铁失电,右侧电磁铁得电,系统压力由阀3调定注意:阀2和阀3的调定压力都要小于阀1调定压力,阀2和阀3调定压力之间没有关系。如果要获得第三种压力,需要将换向阀4的中位机能换成O型一、调压回路连续按比例进行压力调节的回路根据系统所需压力大小,来调整输入到比例溢流阀的控制电流大小即可。由于输入的电流可以连续的变化,因此可以实现系统压力的无级调节。
特点:回路结构简单,压力切换平稳,更容易使系统实现远距离控制或程序控制。一、调压回路用变量泵调压回路当采用非限压式变量泵时,系统的最高压力由安全阀限定。当采用限压式变量泵时,系统最高压力由泵调节,其值为泵处于无流量输出时的压力二、减压回路减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有较系统压力低的稳定压力。所使用的的核心元件是减压阀。最常见的减压回路通过定值减压阀与主油路相连。应用场合:控制油路、夹紧回路、润滑油路常用回路:单级减压回路、二级减压回路在使用减压回路时,一定要注意,为了使减压阀稳定工作,减压阀的最低调整压力应不小于0.5MPa,最高调整压力应至少比系统设定压力低0.5MPa。二、减压回路液压泵输出的压力油经减压阀后,为二次回路提供一个稳定的较低压力。回路中单向阀的作用是当主油路由于执行元件的快速运动而导致压力低于减压阀的调整压力时,防止油液倒流而引起减压回路压力降低,导致工件松开,故能起短时保压之用。这种回路一般用于具有夹紧油缸和进给油缸的系统。此时减压阀的压力应满足:二、减压回路利用先导型减压阀的远控口接一远控直动式溢流阀,则可由先导式减压阀和直动式溢流阀各调得一种低压。直动式溢流阀的调定压力值一定要低于先导式减压阀的调定压力值左位工作,压力pJ1右位工作,压力pJ2本节小结1、调压回路的核心元件是溢流阀,用来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;2、减压回路的核心元件是减压阀,用来使系统中的某一部分油路具有较系统压力低的稳定压力;3、当需要设定多级压力时,主级一般是先导式阀,在其远程控制口上设置的都是设定压力较低的直动式溢流阀;4、远程控制的溢流阀由于只起控制作用,通过的流量较小,因此可以选择小通径的直动式溢流阀。THEEND!压力控制回路主讲人: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156内容提要卸荷回路1复合泵的卸荷回路阀控卸荷回路利用溢流阀远程控制口卸荷的回路换向阀中位卸荷回路限压式变量泵的卸荷回路卸荷阀卸荷回路增压回路2增压缸或增压器一、卸荷回路卸荷回路的功用是指
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