第四单元 液压基本回路及典型液压系统.ppt

1、液压与气动技术单元4液压基本回路和典型液压系统，2010年8月1日星期六320，深圳职业技术学院液压与气动技术，教学内容：典型液压系统的压力控制回路、速度控制回路、多缸运行控制回路和其他回路分析，2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，所谓的液压基本回路是由相关液压元件组成的典型回路，完成一定的特定功能。虽然有些液压设备的液压系统非常复杂，但它通常由一些基本回路组成，因此掌握一些基本回路的组成、原理和特点将有助于理解和分析一个完整的液压系统。2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术专业，压力控制回路是一个利用压力控制阀来控制整个系统或部分系统的压力，以满足液压

2、执行机构对力或扭矩的要求的回路。这些回路包括压力调节、减压、增压、保压、卸载和平衡。511压力调节回路：压力调节回路的功能是保持整个或部分液压系统的压力恒定或不超过某个值。在定排量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀调节。在变量泵系统中，安全阀用于限制系统的最大压力，以防止系统过载。如果系统需要两个以上的压力，可以采用多级压力调节回路。2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术1单级调压回路如图4-16a所示。液压泵出口处设置有并联溢流阀2，形成单级调压回路，从而控制液压系统的工作压力。51压力控制回路，2020年8月1日星期六，深圳理工大学液压与气动技术，2二级压力调节回路

3、，3多级压力调节回路，4连续与比例压力调节回路，51压力控制回路，2020年8月1日星期六，深圳理工大学液压与气动技术，2二级压力调节回路如图51a所示为二级压力调节回路，可实现两种不同的系统。溢流阀2和溢流阀4分别调节一个等级。当2/2通电磁阀3处于图中所示位置时，系统压力由阀2设定。通电后，当阀3处于正确位置时，系统压力由阀4设定。但是，应该注意，阀4的设定压力必须小于阀2的设定压力，否则无法实现。当阀4调节系统压力时，溢流阀2的先导阀端口关闭，但主阀打开，液压泵的溢流通过主阀返回油箱。3多级调压回路如图5lb所示，系统压力分别由溢流阀1、2、3控制，形成三级调压回路。当两个电磁铁都不通电

4、时，系统压力由阀1设定，当1YA通电时，系统压力由阀2设定。当2YA通电时，系统压力由阀门3设定。然而，在该压力调节回路中，阀2和3的设定压力小于阀1的设定压力，并且阀2和3的设定压力之间没有一定的关系。4连续比例压力调节电路如图51c所示，通过调节先导比例电磁溢流阀的输入电流I，可以实现系统压力的无级调节，不仅电路结构简单，而且压力切换稳定。系统更容易实现远程控制或程序控制。51压力控制回路，2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，512减压回路：减压回路的作用是使系统中的一些油路具有低于系统压力的稳定压力。最常见的减压回路通过一个定值减压阀与主油路相连，如图52a所示。回

5、路中的单向阀用于在主油路压力降低(低于减压装置的调节压力)时防止油回流、51压力控制回路、2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术、513卸载回路1卸载回路采用复合泵：如图53所示，复合泵作为液压钻机的动力源。当液压缸快速前进时，推动液压缸活塞前进所需的压力低于左右两侧溢流阀设定的压力，因此大排量泵和小排量泵的所有压力油都被送到液压缸，使活塞快速前进。51压力控制回路，2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，513卸载回路1卸载回路采用复合泵：如图53所示，复合泵作为液压钻机的动力源。当液压缸快速前进时，推动液压缸活塞前进所需的压力低于左右两侧溢流阀设定的压力

6、，因此大排量泵和小排量泵的所有压力油都被送到液压缸，使活塞快速前进。当钻头与工件接触时，液压缸活塞的移动速度会变慢，活塞上的工作压力会增加。当液压缸管路中的油压上升到大于右侧卸荷阀设定的工作压力时，卸荷阀将打开，低压大排量泵排出的液压油将通过卸荷阀送回油箱。单向阀受到高压油的影响，因此低压泵排出的油根本不会通过单向阀流向液压缸。可见，在钻井进给阶段，液压缸的油由高压小排量泵供给。由于该回路的功率几乎全部被高压泵消耗掉，因此可以达到节能的目的。卸荷阀的设定压力通常比溢流阀的设定压力低0.5兆帕以上。51压力控制回路，2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，51压力控制回路，2旁

7、路卸荷回路带两位二通阀，3旁路卸荷回路带换向阀，2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，2旁路卸荷回路带两位二通阀。图中两位二通阀为手动操作，也可电磁操作。注意两位两通阀的额定流量必须适合泵的流量。3.换向阀卸荷回路：图55所示回路采用中间位置系列(M型中间位置功能)换向阀。当阀位处于中间位置时，泵排出的液压油通过换向阀的进油通道直接流回油箱，泵的工作压力接近零。这种方式卸载简单，但压力损失较大，不适合一个泵驱动两个或两个以上执行机构的场合。注意三位四通换向阀的流量必须适合泵的流量。51压力控制回路，2020年8月1日，星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，4回路利用溢流阀

8、遥控口卸荷：如图56所示，将溢流阀遥控口与两位双向电磁阀连接。当二位双向电磁阀通电时，溢流阀的遥控口向油箱打开。这时，溢流阀的平衡活塞上移，主阀阀口打开，泵排出的液压油全部流回油箱，泵出口压力几乎为零，泵处于卸荷运行状态。请注意，图中的2/2通电磁阀仅通过小流量，因此可以使用小流量规格(1/8或1/4)。在实际应用中，两位双向电磁阀和溢流阀组合在一起，这种组合称为电磁控制溢流阀。51压力控制回路，2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，514加压回路1使用串联液压缸的加压回路：如图57所示，串联小直径液压缸和大直径液压缸可以使冲柱快速推出并变大当冲柱前进到终点时，泵出的油压增

9、加，使顺序阀动作。此时，油以溢流阀设定的压力作用在大直径和小直径液压缸活塞的后侧，因此推力等于大直径和小直径液压缸活塞的后侧面积乘以溢流阀设定的压力。当然，如果你想单独使用一个大直径的液压缸以同样的速度运动，你必须选择一个较大容量的泵，而使用这个系列的液压缸只需要一个小容量的泵，这样可以节省大量的功率。51压力控制回路，2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，2增压回路使用增压器：图58显示单作用增压器用于增压液压机的冲压柱。当3位4通换向阀移至右侧位置工作时，泵通过导向单向阀将油送到液压缸活塞后侧，使增压器的柱塞在油的作用下向右移动，但当达到规定压力时自然停止，使油一送到增

10、压器活塞的大直径侧就向前移动。因此，当冲压柱下降并接触工件(即产生负载)时，泵的输出立即上升，顺序阀打开。减压阀减压后的油以减压阀设定的压力作用在增压器的大活塞上，使增压器小直径侧减压阀设定压力的三倍的高压油进入冲压柱顶部产生更强的增压。当换向阀移动到阀门的左侧位置时，冲柱上升，当换向阀移动到中间位置时，可以暂时防止冲柱下降。如果要完全防止其掉落，当柱塞下降时，必须在出油口安装一个液压控制止回阀。2020年8月1日，星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，3气动液压增压回路：如图59所示，上油箱中的油首先被送到增压器的出口侧，然后压缩空气作用在增压器的大活塞面积上，增加出口侧的油压。当手动操作

11、换向阀移动到阀的右侧位置时，空气进入上部油箱，并将上部油箱中的油通过增压器小直径活塞的下部输送到三个液压缸。当液压缸的冲压柱下降并接触工件时，阻力使气压上升，打开顺序阀，使空气进入增压器活塞的上部，推动活塞。当增压器的活塞下降时，它将盖住通向上油箱的油路，活塞将继续向下移动，这样小直径活塞下侧的油将变成高油并注入三个液压缸。一旦换向阀移到阀的左侧位置，下油箱中的油将从液压缸的下侧进入，并向上移动柱塞。液压缸柱塞上侧的油将流过增压器并返回上油箱，增压器将返回其原始位置。2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术515保压回路：在一些机械设备的工作过程中，液压执行机构经常需要在行程结

12、束时保持一段时间的压力，因此有必要采用保压回路。所谓保压回路是指系统在不动的液压缸或工件变形引起的微小位移下能够稳定地保持压力。最简单的保压回路是使用密封性能更好的液控单向阀的回路，但是阀门部件的泄漏使得该回路的保压时间不会持续太长。常用的保压回路包括以下使用液压泵的： 1保压回路：在使用液压泵的保压回路中，液压泵在保压过程中仍以较高的压力(保压所需的压力)工作。此时，如果使用固定泵，压力当换向阀移动到阀的左侧位置时，活塞向前移动以夹紧台钳。此时，泵连续输出的压力油将充入蓄能器，直到卸载阀打开并卸载。此时，作用在活塞上的压力由蓄能器保持，以补充作用在活塞上的液压缸的漏油。当工作压力低于卸荷阀设

13、定的压力时，卸荷阀再次关闭，泵的液压油将继续输送至蓄能器。该系统可以节约能源，降低油温。51压力控制回路，2020年8月1日，星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，516平衡回路：平衡回路的功能是防止液压缸垂直或倾斜放置以及与其连接的工作部件因自重而掉落。图511a显示了带有单向顺序阀的平衡回路。51压力控制回路、2020年8月1日星期六，深圳理工大学液压与气动技术学院，516平衡回路：图511a显示了带有单向顺序阀的平衡回路。当lYA通电后活塞下降时，回油路上有一定的背压。只要调节背压以支撑活塞及其相连工作部件的自重，活塞就能平稳下落。当换向阀处于中间位置时，活塞停止移动，不再向下移动。在

14、该回路中，当活塞快速下移时，功率损失较大，锁定时，由于单向顺序阀和换向阀的泄漏，活塞及其相连的工作部件将缓慢下降；因此，只适用于活塞锁紧时工作部件重量不大，定位要求不高的场合。图511b显示了带有液压控制顺序阀的平衡回路。当活塞下降时，控制压力油打开液压控制顺序阀，背压消失，因此回路效率高。当活塞停止工作时，液压控制顺序阀关闭，以防止活塞和工作部件因自重而掉落。这种平衡回路的优点是，活塞只有在上腔充满油时才会下降，这样更安全可靠；缺点是活塞下降时稳定性差。这是因为当活塞下降时，液压缸上腔中的油压降低，这将关闭液压控制顺序阀。当顺序阀关闭时，由于活塞停止下降，液压缸上腔的油压上升，液压控制顺序阀

15、再次打开。因此，液控顺序阀总是工作在开启和关闭的过渡状态，这影响了操作的稳定性。该回路适用于运动部件重量轻、停留时间短的液压系统。2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术521快速移动回路：快速移动回路，又称增速回路，其功能是使液压执行机构在空载时获得所需的高速，从而提高系统的工作效率或充分利用动力。有许多实现快速运动的方案。以下是一些常见的快速运动电路。1差分电路：如图512所示。其特征在于，当液压缸前进时，活塞从液压缸右侧排出的油从左侧进入液压缸，增加了进口处的油量，即液压缸进口处的液压油同时由泵供给，这可以使液压缸快速前进，但使液压缸的推力变小。52速度控制回路，2020

16、年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，2带蓄能器的快速充油回路：对于间歇式液压机械，当执行机构间歇或低速运动时，泵向蓄能器充油。当执行机构在工作循环的某个工作阶段需要快速移动时，蓄能器作为泵的辅助动力源，可以与泵同时向系统提供压力油。图513显示了一个补充能量电路。当换向阀移动到阀的右侧位置时，储存在蓄能器中的液压油被释放并添加到液压缸中，活塞快速向前移动。例如，当p、52速度控制回路、2020年8月1日星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术专业，4供油回路：如图514所示。52调速回路，2020年8月1日，星期六，深圳职业技术学院液压与气动技术，3个双泵供油快速回路：在图5-3所示的工作行程中，系统压力上