液压系统分析(2)-基本回路

2 溢流阀 3 电磁换向阀
p1 p2
4 远程调压阀
2-2 压力控制回路
❖ 多级调压回路，采用 溢流阀和二位二通电磁 阀组合实现。
❖ P1>p2>p3
1 溢流阀, p1 4 电磁换向阀 2, p2
5 电磁换向阀 3, p3
2-2 压力控制回路
4.无级调压回路
3 液压缸
用于负载多变的系统， 工作压力随着负载的不
W
4 液控 顺序阀
6 液压缸 5 单向阀
3 换向阀
2 溢流阀 1泵
2-2 压力控制回路
但上图的平衡回路是 不完善的。当压力油使液控 顺序阀打开，活塞开始向下 运动时，液压缸上腔的压力 将迅速降低，这可能导致液 控顺序阀关闭，活塞停止运 动。紧接着压力升高，液控 顺序阀又打开，活塞又开始 运动。所以活塞继续下降， 产生所谓“点头”现象。为 了解决这一问题，可在控制 油路中装一节流阀，使液控 顺序阀的启闭动作减慢。
2-3 速度控制回路
一、调速方法和要求
调速方法 在不考虑液压油的压缩性和泄漏性的情况下，液压缸的运
动速度为 V=Q/A ;
液压马达的转速为 n=Q/qm。
液式压中马Q达-的输排入量执。行元件的流量；A-液压缸的有效面积；qm从上两式可知，改变输入液压缸的流量Q或改变液压缸有效
面积A，都可以达到改变速度的目的。但对于特定的液压缸来 说，一般用改变输入液压缸流量Q的办法来变速。而对于液 压马达，既可用改变输入流量也可用改变马达排量的方法来 变速。
液气压系统分析
第二章 基本回路分析
第二章 基本回路分析
由液压元件组成，并能完成特定功能的典型管 路结构，称为基本回路。
内容概述
❖ 方向控制回路 ❖ 压力控制回路 ❖ 速度调节回路 ❖ 多缸控制回路 ❖ 其它控制回路
2-1 方向控制回路
方向控制回路的作用是利用各种方向控制元件来
控制流体的通断和流向，以控制执行元件的启动、
2-3 速度控制回路
调速要求 • 满足工作部件调速范围（为最大速度与最小速度之比） • 负载变化引起的工作部件速度变化应在允许范围内，即 要求有一定的速度刚度； •效率高； •满足工作部件要求的承载能力； •在稳定工作状态下无振动，运行平稳； •有关动态特性方面的各种要求。
2-3 速度控制回路
5 顺序阀
3 电磁换向阀 2 溢流阀
1泵
2-2 压力控制回路
六．卸荷回路 （1）用三位换向阀卸荷的回路
当滑阀中位机能为 “H”、”K”、或”M”型的三 位换向阀处于中位时，泵输出 的油液直接回油箱。如图所示。 这种方法比较简单，但不适用 于一泵驱动两个或两个以上执 行元件的系统。
图7-34 用电磁换向 阀的卸荷回路
性方程决定。即
q1=CAT(PT)m=CAT(Pp-P1)m
2-2 压力控制回路
2．变量泵限压回路 泵的出口压力不超过溢
流阀调定压力，此时阀是 常闭的。只有当系统压力 超过溢流阀调整压力时， 阀才打开，油液经阀流回 油箱，系统压力不再增高， 因而可以防止系统过载， 起安全作用。
2-2 压力控制回路
3．远程调压与多级调压回路
将先导式溢流阀的远程控制口接远程调压阀进油口，用来控制先 导溢流阀上腔压力p1的压力值，而远程调压阀出油口接油箱，即构成 了远程调压回路。
5 液压缸
DT
4 换向阀 2 溢流阀
3 单向阀 1泵
2-2 压力控制回路
（4） 液控单向阀锁紧回路（双向 液压锁） 当有压力油进入时，回油路的单向 阀被打开，单向阀不妨碍压力油进 入液压缸。但当三位四通阀处于中 位或泵停止供油时，两个液控单向 阀把液压缸内的液体密闭在里面， 使液压缸锁住。 此回路可实现缸在任意位置锁紧， 且锁紧精度较高。 这种回路主要用于汽车起重机的支 腿油路中，也用于煤矿采掘机械液 压支架的锁紧回路中。
6 液压缸 4 液控单向阀
1DT
5 液控单向阀 3 电磁换向阀
1泵
2-2 压力控制回路
（5）换向阀锁紧回路
图示为换向阀锁紧回路它 利用三位阀的M型中位机能能封 闭液压缸两腔，使活塞能在其 行程的任意位置上锁紧。由于 滑阀式换向阀不可避免的存在 泄漏，这种锁紧回路能保持执 行元件锁紧时间不长。
4 液压缸 1DT
停止和换向。
4 液压缸
1.换向回路
三位四通手动换向阀
2 溢流阀
3 三位四通换 向阀
1泵
2-1 方向控制回路
❖ 二位四通电磁阀的换向回路
5 液压缸
活塞只能停留在缸的两端， 不能停留在任意位置上。
换向时间短,为0.01~0.07s； 换向时间不能调节。
阀芯推力受到电磁阀衔铁吸 力的限制，只适用于小流量 的系统。
4
5
同能自动调节。
若负载增大，控制油经单 2 电磁换向阀
6 溢流阀
向阀4进入辅助缸7，使 溢流阀的调压弹簧压缩， P调增大；反之减小p调， 使p供自动与负载相适应。
1泵
7 辅助缸
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2-2 压力控制回路
二．减压回路
在夹紧系统、控制系统和 润滑系统中常需要减压回路。 图为常见的一种减压回路。液 压泵排出油液的最大压力由溢 流阀根据主系统的需要来调节。 当液压缸A需要得到比泵的供 油压力低的压力时，可在 油路中串联一减压阀，减压 阀 可保持减压后压力恒定，但至 少应比溢流阀调定压力低 0.5MPa。当执行元件的速度需 要调节时，节流元件应装在减 压阀的出口。
2-2 压力控制回路
❖ 四、保压回路 ❖ 1.蓄能器保压回路 系统压力由蓄能器保持。
液流阀3的调定压力应大 于压力继电器5的调定 压力。
2 单向阀
5 压力继电器 3 溢流阀
K
6 电磁阀
2-2 压力控制回路
❖ 2.液控单向阀保压回路
4 液控单向阀
1 双向变量泵
7 安全阀 8 安全阀
6 电磁阀 2 控制油源
P
5 溢流阀
4 单向阀
K
1 高压小 流量泵
2 低压大 3 液控顺
流量泵
序阀
2-2 压力控制回路
七．平衡限速与闭锁回路
（1）用单向顺序阀的平衡回路
图中是用单向顺序阀组成的
平衡回路。单向顺序阀的调定压
力应调整到能平衡运动部件自重
为度。 理论压力 P=W/A 式中
P—顺序阀的调定压力；W—运
1DT
动部件的总重量；A—液压缸回
1泵
2-2 压力控制回路
一.调压回路 调压回路使系统或系统某一部分的压力保持恒定或不超过某一 数值，或者使工作部件在运动的不同阶段有不同的压力以适应 不同负载的要求。
1、定量泵调压回路
在采用定量泵节流调速中，调节节 流阀的开口大小可调节进入执行元件 的流量，而定量泵多余的油液则从溢 流阀溢回油箱。在工作过程中阀是常 开的，液压泵的工作压力决定于溢流 阀的调整压力且基本保持恒定。
流量，因此可以用小流量规格。在
这产品中，可将小规格的电磁阀换
向阀和先导式溢流阀组合一起，这
种组合阀称为电磁溢流阀。
图7-37 用先导式溢流阀
的卸荷回路
2-2 压力控制回路
（4）用液控顺序阀的卸荷回路
高低压油泵并联供油，当系统在低压大流量工况下工 作时，低压大流量泵2和高压大流量泵1同时供油。当 负载力增加引起系统压力p升高时，液控顺序阀打开， 低压大流量泵卸荷，高压小流量泵继续向系统供油。
3 液压缸
利用液压油的可压缩性和缸、管的弹性变形来保持压力恒 定，因此随着泄漏量的增加，压力会逐渐降低。
2-2 压力控制回路
❖ 3.自动补油的保压回路
❖ 换向阀3右位工作时， 泵向液压缸大腔供油， 压力上升到预定值时， 电接压力表发出信号使 电磁换向阀回到中位， 液压缸由液控单向阀4 保压。
6 液压缸
2-2 压力控制回路
（2）用二位二通阀卸荷的回路
如图所示，图中专 门增加了一个二位二
2 溢流阀
通电磁阀使泵卸荷。 二位二通电磁阀流量 必须与泵的流量相适 应。且受到电磁铁吸 力限制，通常仅用于
q泵<1.05×10-3m3/s
的场合。
3 换向阀 1泵
2-2 压力控制回路
❖ 液控换向阀的卸荷回路
二位二通电磁阀4作为 液控换向阀的先导控制， 液控换向阀3卸荷。
油腔的有效面积。由于顺序阀的
存在，运动部件不会因自重而下 2 溢流阀
滑。只有当电磁铁1DT通电时，
液压力使缸下腔的压力超过顺序
阀的调定压力，活塞才向下运动。
5 液压缸
3 换向阀
FG
4 单向顺序阀
1泵
2-2 压力控制回路
（2）用液控顺序阀的平衡回路
右图是采用液控顺序阀 的起重平衡回路。此回路适用 于在平衡重量有变化的情况。 当换向阀切换至右位时，液压 缸举起重物。当换向阀切换至 左位时，活塞下行放下重物。 将换向阀切换至中位，活塞停 止运动。这一回路的特点是液 控顺序阀的启闭取决于控制口 的油压，而与负载大小无关。
至 主 油 路
图7-21 减压回路
2-2 压力控制回路
下图为二级调压回路，将减压阀的远程控制口通过二位二通电磁 阀与远程调压相连便可获得两种预调的压力。
2 减压阀
p3 p4
3 电磁换向阀
4 远程调压阀
2-2 压力控制回路
❖ 三．增压回路
泵输出的低压油通过增 压缸4变为高压油输入 工作缸7、8。当3换向 时，工作缸的活塞在弹 簧的作用下复位。
概括起来，调速方法可分以下几种：
1、节流调速。即用定量泵供油，采用节流元件调 节输入执行元件的流量Q来实现调速；
2、容积调速。即改变变量泵的供油量Q或改变变 量液压马达的排量qm来实现调速； 3、容积节流调速。由压力补偿型变量泵供油，用 自动改变流量的变量泵及节流元件联合进行调速。
2-3 速度控制回路
3 电磁换向阀 2 溢流阀
1泵
5 电接点压力表 4 液控单向阀
2-2 压力控制回路
❖ 五、卸压回路
执行机构的工作行程完成后实 现逐渐泄压，以防止换向阀 快速切换而导致的液压冲击 和振动。
❖ 1.主换向阀中位配合节 流阀的卸压回路
6 液压缸 3 电磁换向阀
2 溢流阀
卸压速度可由节流阀调
1泵
节，常用于小型液压机。
3 换向阀
1泵
2-3 速度控制回路
❖ 速度控制回路是利用流量控制元件对液压系 统中执行元件的运动速度进行调节和变换， 以满足负载所需要的速度快慢或变化的要求。
❖ 速度控制回路包括调速回路、增速回路和速 度换接回路。
❖ 速度控制回路往往是液压系统中的核心部分， 其工作性能的优劣对整个系统起着决定性的 作用。
5 节流阀 4 单向阀
2-2 压力控制回路
❖ 2.二位二通电磁阀配合 节流阀的卸压回路
4 单向阀 7 液压缸
5 节流阀
❖ 适用于较大型液压机和 注塑机。
3 电磁换向阀
2 溢流阀
1泵
6 电磁阀
2-2 压力控制回路
❖ 3、外控顺序阀控制的 8 补油箱 节流阀卸压回路
4 液压缸
7 充液阀 K1
K2
6 单向节流阀
6 单向阀 4 增压缸
3 换向阀
2 溢流阀
7 工作缸 1泵
8 工作缸
2-2 压力控制回路
❖ 双作用增压缸的 增压回路
能连续输出高压油
水射流切割的双向增压回路
❖ 水刀
利用增压装置，将水增压 到100~400MPa，通过小 孔喷嘴（0.1~0.5mm）将 压力能变为动能。 水的流速为500m/s到上千 米。
二、节流调速回路
（一）进口节流调速回路
1、速度负载特性
从图中可看出，活塞运动速度取 决于进入液压缸的流量q1和液压缸 进油腔的有效面积A1，即：
V=q1/A1
根据连续性方程，进入液压缸的流
A1
A2 v
F p1
q2 q1
P2=0 qy
ΔPT，qT
量等于通过节流阀的流量，而通过
Pp，qp
节流阀的流量可由节流阀的流量特
DT
2 溢流阀
4 电磁换向阀 3 单向阀
1泵
2-1 方向控制回路
2.连续往返运动回路
4 液压缸
压力继电器控制的连续往
复运动回路
1 YJ
2 YJ
1 DT
2 溢流阀
2 DT
3 电磁换向阀
1泵
压力继电器
2-1 方向控制回路
❖ 用行程开关控制的连续 往复运动回路
DT
2 溢流阀
4 液压缸
1 XK 2 XK 3 电磁换向阀
2 溢流阀
用于大流量系统的卸荷。
4 电磁阀
3 液控换向阀 1泵
2-2 压力控制回路
（3）用先导式溢流阀卸荷回路
如图所示，先导式溢流阀的远程
到
控制口可通过二位二通电磁换向阀
系
与油箱相通。当二位二通阀电磁铁
统
通电时，溢流阀远程控制口通油箱，
这时溢流阀主阀全部打开，泵排出
油液全部回油箱，液压泵卸荷。这
一回路中二位二通阀只通过很少的
W
4 液控 顺序阀
6 液压缸 5 单向阀
3 换向阀
2 溢流阀 1泵
2-2 压力控制回路
（3）采用单向阀的锁紧回路
如图所示状态,活塞只能 向左运动,向右则由单阀锁紧。 当电磁阀切换后，活塞向右运 动，向左则锁紧。当活塞运动 到液压缸终端时则能双向锁紧。 这里，油泵出口处的单向阀在 泵停止运转时还有防止空气渗 入液压系统的作用，并可防止 执行元件和管路等处的冲击压 力影响液压泵。