液压与气压传动回路-北京科技大学共79页文档
液压与气压传动项目7气动基本回路
7.6.3 互锁回路 7.6.4 防止落下回路
任务7.7 同步动作回路
7.7.1 单向节流阀同步动作回路
图7 - 23是利用节流阀使流入和流出执行机构的流量保持一 致,从而使两个气缸的动作同步的气动回路。
7.7.2 气液联动缸同步动作回路
同步回路要求保证两个或两个以上的气缸或气马达同步动 作,但由于空气具有较大的可压缩性,很难保证执行元件 的同步动作,一般都借助液压传动实现同步。 图7 - 24所示为气液缸同步动作回路,它通过将油液封闭在 油缸内,从而达到两缸的正确同步。 图7 - 25所示为由气液阻尼缸构成的同步动作回路,它可使 作用不等负荷F1和F2的工作台水平上下运动。
任务7.2 换向回路
7.2.1 单作用气缸换向回路
单作用气缸换向回路如图7 - 6所示。
其中,图7 - 6(a)回路为用二位三通电磁换向阀控制单作用气缸上、 下运动的换向回路。 图7 - 6(b)回路是用三位四通电磁换向阀控制单作用气缸上、下运 动和停止的换向回路。 7.2.2 双作用气缸换向回路
7.1.4 增力回路
任务7.1 压力控制回路
气缸的输出力与压力和受力面积有关,改变受力面积即可改变输出力。图7 - 4为利用三级串联气缸增力回路, 活塞杆的往复运动由1、2、3电磁换向阀控制,气缸的增力倍数与串联气缸的级数成正比。
图7 - 5为气液增压回路,该回路利用气液增压缸1把较低的气压变为液压缸2中较高的液压力,提高了气液油 缸的输出力。
7.4.2 多位缸位置控制回路
7.4.3 机械挡块辅助位置控制回路
7.4.4 阀控多位置控制回路
7.5.1 梭阀逻辑控制回路
任务7.5 逻辑控制回路(其中的数字标号代表 输入、输出信号的逻辑端)。该回路中只要梭阀前两个换向阀 中任何一个通,梭阀均可通,而梭阀接向两位四通阀的控制端, 进气和泄气均可,可以实现气缸的两种工作模式切换。
液压与气压传动 第七章 液压基本回路
课时授课计划教学过程:复习: 1、滤油器的结构及功能2、蓄能器的功能3、油箱的结构4、管路、接头、热交换器的种类。
新课:第七章液压基本回路第一节能量回路一、定量泵—溢流阀组成的液压能源回路图7-1所示的能源回路的优点是:结构简单,反应迅速,压力波动比较小。
缺点是:由于定量泵不能改变输出流量,在负载不需要全流量工作时,多余的流量通过溢流阀流回油箱,所以效率较低,尤其当负载流量为零时,泵的流量几乎全部由溢流阀溢流,泵的输出功率绝大部分消耗在溢流阀的节流口上,这将产生大量的热,使油温很快升高。
因此,这种能源一般用在供油压力较低的液压系统中。
能源系统的流量按系统的峰值流量设计,如果伺服所需要的峰值流量的持续时间很短,并且允许供油压力有一定变动,则可以用蓄能器贮存足够的能量以适应短期峰值流量的要求,以减小泵的容量,并使功率损失和油温升高小些。
蓄能器还可起到减小泵的压力脉动和冲击的作用,使系统工作更加平稳。
二、定量泵—蓄能器—自动卸荷阀组成的液压能源回路图7-2所示的液压能源回路克服了图7-1所示回路溢流损失大的缺点,其特点是结构比较简单,功率损失小,适用于高压,但压力波动较大,并且由于供油压力在一定范围内缓慢变化,对伺服系统将引起伺服放大系数的变化,因而对某些要求较高的系统不合适。
另外,所用元件较多,为了使泵有较长时间的卸荷,蓄能器的容量较大,整个能源装置的体积、重量都较大。
这种能源回路一般用在峰值流量系统只有很微小的运动的间歇工作系统中。
三、恒压力变量泵式(自动调压泵)液压能源回路图7-3所示为恒压力变量泵式(自动调压栗〉液压能源回路。
这种能源回路的优点是输出流量取决于系统的需要,因而效率高,经济效果好,适用于高压和大功率系统,既适用于流量变化很大的系统,也适用于间歇工作的系统,为目前航空液压伺服系统所广泛采用。
第二节基本回路一、顺序动作回路顺序动作回路是实现多个并联液压缸顺序动作的控制回路。
按控制方式不同,可分为压力控制、行程控制和时间控制三类。
液压与气压传动技术第6章 液压基本回路
= pp Δ q +Δ pT q1
– 该回路功率损失由两部分组成,即溢流损失和节流损失 – 回路的效率ηc:
P p1q1 1 c Pp ppqp
• 进油节流调速回路适用于轻载、低速、负载变化不大和对速qpp(qp-q1来自 p1q1=Fv q1ppq1p1
p1
图6-12(b) 速度负载特性 图6-12(c) 功率特性
pp
p
6.3速度控制回路(一)——调速回路 • 调速范围:
Rc max
• 最大承载能力: Fmax= PpA1
vmax 100 vmin
• 功率和效率:
ΔP = Pp -P1 = ppqp-p1q1 = pp (q1 +Δq)―(pp―ΔpT) q1
6.1概述
• 按在液压系统中的功能可分为:
– 压力控制回路、
– 速度控制回路、 – 方向控制回路 – 其他控制回路
6.2压力控制回路
– 压力控制回路是用压力阀来控制和调节液压系统主油 路或某一支路的压力,以满足执行元件所需的力或力 矩的要求。
6.2.1调压回路
– – – 单级调压回路 二级调压回路 多级调压回路
6.2压力控制回路
• 换向阀卸荷回路
– M、H和K型中位机能的三位 换向阀
– M型中位机能的电液换向阀的 卸荷回路,回路中必须设置单 向阀,以使系统能保持0.3MPa 左右的压力,供操纵控制油路 之用。
图6-6 M型中位机能卸荷回路
6.2压力控制回路
6.2.4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。
采用节流阀的的调速回路 采用调速阀的节流调速回路
6.3速度控制回路(一)——调速回路
液压与气压传动气动基本回路
§14.6延时回路(利用气容充气) 图14-15延时回路。 图14-15a延时输出回路中,当控制信号A切换阀4后,压缩空气经 单向节流阀3向气容2充气。当充气压力经延时升高至使阀1换位 时,阀1就有输出。 图14-15b回路中,按下阀8,则气缸向外伸出,当气缸在伸出行 程中压下阀5后,压缩空气经节流阀到气容6延时后才将阀7切换, 气缸退回。
2、双向调速回路 在气缸的进、出气口装设节流阀,就组成了双向调速回路。
图14-5 双向节流调速回路。 图14-5a)采用单向节流阀式的双向节流调速回路。 图14-5b)采用排气节流阀的双向节流调速回路。 三、快速往复运动回路
将图14-5a)中两只单向节流阀 换成快排阀就构成了快速往复
回路,若欲实现气缸单向快速
图14-10气-液转换速度控制回路
二、气液阻尼缸的速度控制回路 如图14-11所示的气液阻尼缸的速度控制回路。 图14-11a)为慢进快退回路,改变单向节流阀的开口度,即可控 制活塞的前进速度;活塞返回时,气液阻尼缸中液压缸的无杆腔 的油液通过单向阀快速流入有杆腔,故返回速度较快,高位油箱 起补充泄漏油液的作用。
图14-19三种单往复控制回路
图14-20 是一连续往复动作回路,能完成连续的动作循环。 按下阀1按钮,经阀3(上位,图示位置阀芯被压下),阀4换向, 活塞杆伸出。阀3复位将阀4气路封闭,使阀4不能复位,活塞继 续前进。到终点压下阀2,使阀4的控制气路排气,在弹簧作用下 阀4复位,气缸返回;在终点再压 下阀3(上位),阀4换向,活塞再次 向前,形成了A1A0A1A0……的连续往 复动作,待提起阀1的按钮后,阀4复 位,活塞返回而停止运动。
图14-11用气液阻尼缸的速度控制回路
液压与气压传动第六章基本回路
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液 压 与 气 压 传 动 第 六 章 基 本 回 路
(四)卸荷回路
卸荷回路可在不频繁启闭液压泵驱动电动 机的情况下,使液压泵在功率输出接近于零的 情况下运转,以减少功率损耗,降低系统发热, 延长泵和电动机的寿命。 液压泵输出功率为其流量和压力的乘积, 两者任一近似为零,功率损耗即近似为零。因 此液压泵的卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种。 流量卸荷主要是使用变量泵,使变量泵仅 为补偿泄漏而以最小流量运转,此方法比较简 单,但泵仍处在高压状态下运行,磨损比较严 重;压力卸荷是使泵在接近零压下运转。
液 压 与 气 压 传 动 第 六 章 基 本 回 路
(二)减压回路
减压回路使系统中的某一部分油路具有较 低的稳定压力。
二级减压回路
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液 压 与 气 压 传 动 第 六 章 基 本 回 路
(二)减压回路
区别
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二级调压回路
二级减压回路
液 压 与 气 压 传 动 第 六 章 基 本 回 路
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液 压 与 气 压 传 动 第 六 章 基 本 回 路
(三)增压回路
双作用缸增压回路
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图示回路采用双作用 增压缸,能连续输出高压 油。 在图示位臵,液压泵 输出的压力油经换向阀5 和单向阀1进入增压缸左 端大、小活塞腔,右端大 活塞腔的回油通油箱,右 端小活塞腔增压后的高压 油经单向阀4输出,此时 单向阀2、3被关闭。
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液 压 与 气 压 传 动 第 六 章 基 本 回 路
(二)减压回路
减压回路使系统中的某一部分油路具有较 低的稳定压力。
7液压与气压传动回路pps - 北京科技大学
第七章液压与气压传动回路7.1 概述基本回路:由有关的元件组成,用来完成特定功能的典型回路。
任何机械设备的液压与气压传动系统,都是由一些基本回路组成的。
分类:压力控制回路,方向控制回路,速度控制回7.2 方向控制回路利用各种方向阀来控制气液流的通断和变向,以使执行柜构启动,停止和换向。
7.2.1 简单方向控制回路在泵与执行机构之间采用普通换向阀便可实现简单方向控制回路。
7.2.2 复杂方向控制回路当需要频繁连续动作且对换向过程有很多附加要求时,则采用复杂方向控制回路。
1、时间控制方向回路主要用于工作部件运动速度较高,要求换向平稳,无冲击,但换向精度要求不高的场合。
2、行程控制方向回路这种回路换向精度较高,冲击较大,但由于先导阀的制动行程恒定不变,制动时间的长短和换向冲击的大小将受运动部件速度快慢的影响。
主要用于工作部件运动速度不大,但换向精度要求较高的场合。
7.3 压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统中油液的压力,以满足执行机构对力或转矩的要求。
压力控制有:调压回路,减压回路,增压回路,保压回路,卸荷回路,平衡回路,锁紧回路和一次与二次压力回路等。
1、调压回路调压回路是使系统整体或某一部分的压力保持恒定或不超过某个数值。
分为:单级调压回路、多P1>P2 P1P22、减压回路减压回路是使系统中某一部分通路具有较低的稳定压力。
用于两级或多级的减压回路。
调定压力比系统压力至少小0.5MPa3、增压回路增压回路是使系统中某一部分通路具有较高的稳定压力。
它能使局部压力远远高于泵的压力。
液压系统的增压回路:4、保压回路执行元件在工作循环的某一阶段内,若需要保持规定的压力,则应采用保压回路。
1) 利用蓄能器保压的回路:2)用泵保压的回路动画3) 用液控单向阀保压的回路自动补油保压5 卸荷回路卸荷回路是使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。
用换向阀的卸荷回路:如图所示。
《液压与气压传动》第六章基本回路
3
多级减压回路
三、卸荷回路 功用:电机不须频繁启闭,泵可在零压或很低压下运转。 (1)换向阀卸荷回路 利用M、K、H型中位机能卸荷。
使用M型换向阀 切换时冲击大
使用M型 电液换向阀
三、卸荷回路 功用:电机不须频繁启闭,泵可在零压或很低压下运转。 (1)换向阀卸荷回路 利用M、K、H型中位机能卸荷。
q VM n M / Mv
TM p M VM Mm 2
自锁
马达不能反向 3)应用 很少单独使用
q M VM n M / Mv const
3、变量泵-变量马达
变量泵-变量马达容积调速回路.exe
3、变量泵-变量马达 前两者不同阶段的合成 第一阶段:变量泵-定量马达
VM VM max
2 1
快进(空载)
使用行程阀
三、速度换接回路 功用:将一种速度变换为另一种速度。 1、快速与慢速换接回路 1)差动回路实现快慢速换接(见上) 2)行程阀实现快慢速换接回路
2 1
v1 F
快进(空载) 工进(负载) 阀2压下
使用行程阀
三、速度换接回路 功用:将一种速度变换为另一种速度。 1、快速与慢速换接回路 1)差动回路实现快慢速换接(见上) 2)行程阀实现快慢速换接回路
3 q1 1 7 q1+q2 q2 6
5
2、双泵供油快速回路 特点:1)效率高,功率损失小; 2)可实现大速度快进,使用广泛。
v F p 2 4
快进
F 0
工进
F 0
pF/ A
p
p pJ
q q1 q2
q1 q2 v q A
q1+q2
pJ
3 q1 1 7 q2 6
第6章液压基本回路
蓄能器保压回路
自动补油的保压回路
Home
采用单向顺序阀的平衡回路
采用液控顺序阀的平衡回路
Home
速度控制回路
调速回路 快速运动回路 速度换接回路
调速回路
液压缸: υ=q/A 调速原理
液压马达: n =q/V
液压缸:改变q,即可改变υ ∴ 液压马达:既可改变q,又可改变V
调速方法:
节流调速——改变q
3.因回路有节流损失,所以η<η容 4.便于实现快进-工进-快退工作循环
Home
限压式变量泵—调速阀的容积节流调速回路
调速 阀
A1 A2
P1 q1
υ F
P2
背压阀
调速特性:
q
q 变量泵 pmax
q1
液压缸 b
pmin
a
qp Pp
0
安全阀
p p 1Max p
p
Home
限压式变量叶片泵
Home
差压式变量泵—节流阀容积节流调速回路
差压式 变量泵
pp A1 pp ( A A1)
背压 p1A Fs
阀 固定节
pp
p1
Fs A
流阀
安全 阀
ppA1
Pp(A-A1) Fs p1A
Home
快速运动回路(增速回路 )
功用:使执行元件获得必要的高速,以提高效率,充分 利用功率。
液压缸差动连接回路
分类
采用蓄能器的快速运动回路 双泵供油回路
回路的损失功率ΔP :
P Pp P1 ppqp ppq1 p2q2 pp (qp q1) p2q2 ppqy pq2
2. 效率
液压与气压传动案例教程项目2 基本回路分析
(2-1-11)
齿轮泵的流量q(L/min)为
q=6.66Zm2BnηV
(2-1-12)
式中:n为齿轮泵转速(r/min);ηV为齿轮泵的容积效率。
22
项目2 基本回路分析
2. 叶片泵结构分析及参数计算 1) 单作用叶片泵分析 单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成,如 图2-1-9所示。
41
项目2 基本回路分析
图2-1-17 轴向柱塞泵的工作原理
42
项目2 基本回路分析
3) 参数计算 柱塞的直径为d,柱塞分布圆直径为D,斜盘倾角为γ时, 柱塞的行程为L=D tanγ,所以当柱塞数为z时,轴向柱塞泵的排 量为
(2-1-15)
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项目2 基本回路分析
4. 液压泵的噪声 液压泵的噪声大小和液压泵的种类、结构、大小、转速以 及工作压力等很多因素有关,具体分析如下: (1) 泵的流量脉动和压力脉动造成泵构件的振动。 (2) 泵的工作腔从吸油腔突然和压油腔相通,或从压油腔 突然和吸油腔相通时,产生的油液流量和压力突变,对噪声的 影响甚大。 (3) 空穴现象。 (4) 泵内流道具有截面突然扩大和收缩、急拐弯时,会导 致液体紊流、旋涡及喷流,使噪声加大。 (5) 由于机械原因,如转动部分不平衡、轴承不良、泵轴 的弯曲等机械振动引起的机械噪声。
力和额定转速下)必须保证的流量。
9
项目2 基本回路分析
4. 功率和效率的计算 1) 液压泵的功率损失 (1) 容积损失。液压泵的容积损失用容积效率来表示,它 等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qi之比,即
(2-1-3)
因此液压泵的实际输出流量q为
(2-1-4)
10
项目2 基本回路分析
(2) 机械损失。机械损失是指液压泵在转矩上的损失。液 压泵的实际输入转矩T0总是大于理论上所需要的转矩Ti,其主 要原因是由于液压泵体内相对运动部件之间因机械摩擦而引起 的摩擦转矩损失以及液体的黏性而引起的摩擦损失。液压泵的 机械损失用机械效率表示,它等于液压泵的理论转矩Ti与实际 输入转矩T0之比,设转矩损失为ΔT,则液压泵的机械效率为
液压与气压传动第六章 基本回路
图6-9 利用蓄能器的保压回路
短使取泵决向于主蓄油能路器输容油量,和另压一力个继执 电行器元的件通开断始调动节作区。间,而压力
a)利用蓄能器 b)多个执行元件 1—液压泵 2—单向阀 3—压力继电器 4—蓄能器
5—三位四通电磁换向阀 6—液压缸
继电器的通断调节区间决定了
7—二位二通电磁阀 8—溢流阀
经换单向向阀通阀电补换入向小,活增塞压右缸腔活。塞
图6-5 增压回路
a)单作用增压缸 b)双作用增压缸
这1样、2,、增3、压4—缸单的向活阀塞5—不电断磁往换向复阀运动,
因 以向出采该称左的用回之移高增动压路为压,油只单左经回能作端单间用路小向断增可活阀增压节塞3压回输左省,路出腔能所。。输源,而两了端连且便续工交增作替压可输。出靠高、压噪油声,从小而。实现
这种回路在活塞向下快速运动时功率损失大,锁住时活塞和与之相连的 工作部件会因单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落,因此它只适用于 工作部件自重不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。
液压与气压传动
第六章 基本回路
由减压阀和溢流阀组成减压平衡回路, 如图6-12所示。进入液压缸的压力由减 压阀调节,以平衡载荷F;液压缸的活 塞杆跟随载荷作随动位移s,当活塞杆 向上移动时,减压阀向液压缸供油;当 活塞杆向下移动时,溢流阀溢流;保证 液压缸在任何时候都保持对载荷的平衡。 溢流阀的调定压力要大于减压阀的调定 压力。
第六章 基本回路
图6-3 减压回路
a)一级 b)二级
图1—6-减4压无阀级减2—压溢回流路阀
1—比例减压阀 2—溢流阀
液压与气压传动
第六章 基本回路
双3.作增用压增回压路缸的增压回路
图缸当单的6液作-5增b压用压所系增回示统压路为中缸,采能的的用连双某增续作压输用回出增路高压
液压与气压传动基本回路
5.2.6 速度换接回路
•快速及慢速的换接回路 •两种慢速的换接回路
5.3 顺序回路
顺序动作回路,根据其控制方式的不同,分为行 程控制、压力控制和时间控制三类,这里只对前两种 进行介绍。
5.4 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。
功率损失较小。
回路的输出功率 P 1 F p 1 A 1 p 1 q 1
回路的功率损失
P P p P 1 p 1 q p p 1 q 1 p 1q
回路效率
P1 p1q1 q1
Pp
pq 1p
qp
用于功率较大且对速度 稳定性要求不高的场合
注意:节流调速回路速度负载特性比较软,变载荷下的运 动平稳性比较差。为了克服这个缺点,回路中的节流阀可
5.4.1 液压缸机械联结的同 步回路
用机械联结的同步回路
用机械联结的同步回路
这种同步回路是用
刚性梁`齿轮`齿条等机 械零件在两个液压缸的
活塞杆间实现刚性联结 以由便于来机实械现零位件移在制的造同,步。
安装上的误差,同步精度 不高。同时,两个液压缸 的负载差异不宜过大,否 则会造成卡死现象。
用调速阀的同步回路
右图所示为二级调 压回路。图示状态 下,泵出口压力由 溢流阀3调定为较高 压力。
远程溢流阀调4MPa 切断
主溢流阀调10MPa
换向阀居左位,远程溢流 换向阀居右位,远程溢流
阀2调压8MPa开启
(3) 多级调压回路
阀3调压10MPa开启
换向阀居中位,溢流阀 主阀1调压10MPa开启
主溢流阀调压弹簧
液压与气压传动流体力学基础
特点: 回路构成差动连接,变量泵输出最大流量,液压 缸(滑台)向左快进。(注:活塞杆固定,缸体 运动时液压缸的运动方向。)
2、一工进
行程挡铁压下行程阀,行程阀断开,差动回路被
切断.
进油路:
过滤器 变量泵14 单向阀13 液动换向
阀12左位 调速阀4 电磁换向阀9右位
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回油路: 上液压缸5下腔 液控单向阀I2 换向阀7左 位 换向阀2中位 油箱。 特点:
上滑块在自重作用下快速下行,上缸所需的流 量较大,充液阀6(顶置油箱)经液控单向阀I1向 液压缸上腔补油。 (2)慢速加压 液控单向阀I1关闭,液压缸上腔压力升高,实现 慢速加压。 主油路走向与上一阶段相同。
电磁铁3YA和4YA均失电,下缸换向阀处于中位,液
压泵泄荷。
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8.2.3液压系统的特点
1、采用顶置油箱补充快速下行时液压泵供油的 不足,使系统功率利用更加合理。 2、采用液控单向阀I1、I2、I6和单向阀I3的密 封性来保压,结构简单实用。 3、采用预泄换向阀9,防止高压系统中换向时 造成的液压冲击。
进油路: 液压泵 顺序阀10 换向阀7右位 液
控单向阀I2 上液压缸5下腔。 回油路:
上液压缸5上腔 液控单向阀I1 充液阀 (顶置油箱)。 特点:
多余油液由溢流管流回油箱。
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(5)原位停止 上滑块返回,碰到挡块压下行程开关后,行
程开关发出信号,电磁铁2YA失电,先导阀和上、 下换向阀都处于中位,上滑块原位停止不动。液 压泵处于卸荷状态。 油路:
2、采用限压式变量泵和液压缸差动连接实现快进, 既能得到较高的快进速度,又能使能量利用比较 合理。