液压回路及系统基本设计

示。 (2)设计液压回路，如图7－12(a)所示。 (3)设计电气控制回路，如图7－12(b)所示。
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图7－12 例7－3的液压和电Fra bibliotek控制回路图 (a)液压回路；(b)电气控制回路
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7．1．3 多缸液压电气控制回路设计
【例7－4】 一液压系统两个油缸的动作顺序为A＋B＋A－
B－(“＋”表示伸出，“－”表示缩回)，设计其电气、液压回路。 (1)画出两油缸的位移—步骤图，如图7－13所示。
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第一步，由位移—步骤图(见图7－15(a))和液压回
路决定各线圈应在何时通、断电，如图7－15(b)所示。
第二步，每当一动作完成时，必会引起液压缸位
置的改变，因而产生不同的行程开关信号。下面就根
据位移—步骤图和液压回路来研究行程开关信号，在
研究之前先对行程开关信号加以定义： 0表示开关未被触动的状态； 1表示开关被触动的状态。
要重新绘制线圈通、断电图，如图7－18(f)所示。
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第三步，绘制电路图：
①由图7－18(e)、(f)画出通电图，如图7－19(a)所
示。
②由图7－18(d)、(f)画出线圈自保持电路图，如图
7－19(b)所示。
③由图7－18(e)、(f)加上断电用的常闭接点，画出 完整的电路图，如图719(c)所示，因b0的接点要用两次， 故用接点扩充电路。
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图7－6 电路图三
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图7－7 电路图四
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图7－8 电路图五
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讨论：
(1)电路如图7－7(a)所示时，若在第一步按OFF按
钮，则A缸在继续前进到底后才不再动作；若在第二步
按OFF按钮，则A缸会后退到底才不再动作。
(2)当电路如图7－7(b)所示时，不论在任何情况下
按OFF按钮，A缸将立即后退。操作没有如图7－7(a)所
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7．1．1 电气控制液压回路的设计步骤 在电气控制液压回路中，液压缸的位置是由行程开关来控 制的，方向控制阀则一律采用电磁阀，可用的电磁阀如图7－1
所示。
电气液压回路设计步骤如下： (1)画出位移—步骤图。 (2)设计液压回路。 (3)根据液压回路设计电气回路。
下面将从单缸回路到多缸回路一一介绍顺序动作回路电气
(1)绘制位移—步骤图，如图7－23(a)所示。
(2)设计液压回路图，如图7－21所示。
(3)设计电气控制回路：
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第一步，检查是否有相同的信号组，若有则分级。
绘出如图7－23(b)所示的开关信号图，从图7－
23(b)中可知，第2步、第4步、第6步有相同的信号，故
②绘制线圈自保持电路图，如图7－22(b)所示。
③加上断电的接点，绘制出完整的电路图，图7－22(c)所示。
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图7－22 例7－6的各种电路图 (a)线圈通电图；(b)线圈自保持电路图；(c)完整电路图
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【例7－7】 一液压系统三油缸的动作顺序 为A＋B＋B－C＋C－A－，设计其电气控制回 路。
根据以上方法将信号分成两级，可得如图７－１８(d)所示
的开关信号图，即得到了四组不同的开关信号，接着绘制开关 动作图。注意，此时是以a0、a1、b0、b1、K1这五个信号为一 组来表示液压缸的位置的，所以用b0和K1来代表第4步，如图7 －18(e)所示。
现在又发现电路中多了一个K1的线圈需要通、断电，因此，
示。
(2)设计液压回路，如图7－10(a)所示。
(3)设计电气控制回路，如图7－10(b)所示。
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图7－10 例7－2的液压、电气控制回路 (a)液压回路；(b)电气控制回路
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图7－11 位移—步骤图
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【例7－3】 A缸动作顺序为伸出停留，试使
用双向电控换向阀设计电气和液压回路。
(1)绘制气缸的位移—步骤图，如图7－11所
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图7－19 例7－5的电路图 (a)线圈通电图；(b)线圈自保持电路图；(c)完整的电路图
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【例7－6】 一液压系统三个油缸的动作顺
序为A＋B＋C＋C－B－A－，设计其电气控制
回路。 (1)绘制位移—步骤图，如图7－20(a)所示。 (2)设计液压回路图，如图7－21所示。
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图7－20 例7－6的电路设计步骤图 (a)位移—步骤图；(b)开关信号图；(c)开关动作图；(d)线圈通、断电图
继电器值为10。
若分成四级，则用两个继电器，且第一级两个继 电器值为00，第二级两个继电器值为01，第三级两个 继电器值为11，第四级两个继电器值为10。
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若分成五级，则用三个继电器，且第一级三个继电器值为 000，第二级三个继电器值为001，第三级三个继电器值为011， 第四级三个继电器值为010，第五级三个继电器值为110。
控制的设计方法。
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图7－1 各种电磁阀
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7．1．2
单缸液压电气控制回路设计 有一液压缸A，其动作为伸出→缩回，
【例7－1】
试设计其电气液压回路。 (1)根据动作顺序画出位移—步骤图，如图7－2所 示。
(2)设计液压回路。本例采用图7－1所示的三种电
磁阀各设计一液压回路，如图73所示。在图7－3中，
通电后使A缸前进的线圈称为YA1；通电后使A缸后退
的线圈称为YA0。
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图7－2 位移—步骤图
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图7－3 采用各种电磁阀的液压回路
9 (3)设计电气回路。若采用目视操作，则可得如图7
－4(a)所示的电路图。因为图7－4(b)所示的电磁阀一端
有弹簧，如不加中间继电器，当手放开前进按钮时，A
缸就会立即后退，所以需用K1继电器自保持回路来确
16(a)上标出接点接通时间、线圈通电时间。若接点接通时
间大于等于线圈通电时间，就不用自保持，反之，则需要
使用继电器产生自保持线路，如图7－16(b)所示。 根据法则②，线圈通、断电图及开关动作图来设计如
何断电。若接点接通时间等于线圈通电时间，就不用考虑
断电了。最后就可得到完整的电路图，如图7－16(c)所示。
②b接点使线圈断电。
③因为行程开关所有的a、b接点均不独立，所以
若其接点需用两次以上时，得用一中间继电器作接点
扩充。 ④若线圈另一侧有弹簧，则需用自保持电路，但 若接点接通时间大于线圈通电时间，则不必用之。
33 首先，根据法则①，线圈通、断电图及开关动作图画
出如图7－16(a)所示的线圈通电图。 其次，根据开关信号图及线圈通、断电图，在图7－
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图7－18 例7－5的电路设计步骤图 (a)位移—步骤图； (b)线圈通、断电图； (c)开关信号图； (d)开关信号图； (e)开关动作图； (f)线圈通、断电图
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因此，若分成两级，则用一个继电器，且第一级
继电器值为0，第二级继电器值为1。
若分为三级，则用两个继电器，且第一级两个继
电器值为00，第二级两个继电器值为01，第三级两个
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图7－16 各种电路图
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【例7－5】 一液压系统两个油缸的动作顺
序为A＋B＋B－A－，试设计其电气－液压回路。
(1)绘制位移—步骤图，如图7－17所示。
(2)设计液压回路，如图7－14所示。
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图7－17 例7－5的位移—步骤图
37 (3)设计电气控制回路。 第一步，由位移—步骤图(见图7－18(a))和液压回 路绘制线圈通、断电图，如图718(b)所示。 第二步，绘制开关信号图，如图7－18(c)所示。从 图中可知第2步和第4步有相同的一组行程开关信号。
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图7－21 例7－6的液压回路图
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(3)设计电气控制回路： 第一步，检查是否有相同的信号组，若有则分级。 绘出如图7－20(b)所示的开关信号图，从图7－20(b)中可知，
第2步和第6步、第3步和第5步有相同的信号，故可分成两级。
第二步，绘制开关动作图，如图7－20(c)所示。 第三步，绘制线圈通、断电图，如图7－20(d)所示。 第四步，绘制电路图如下： ①绘制线圈通电图，如图7－22(a)所示。
(2)设计液压回路，如图7－14所示。
(3)设计电气控制回路。多缸回路动作较单缸回路复杂很多， 设计的方法有很多种，下面介绍一种适合于初学者的方法，具 体步骤如下：
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图7－13 例7－4的位移—步骤图
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图7－14 例7－4的液压回路图
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图7－15 例7－4的电路设计步骤图 (a)位移—步骤图；(b)线圈通、断电图；(c)开关信号图；(d)开关动作图
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第7章 液压回路及系统设计
7．1 液压顺序动作控制回路的设计 7．2 液压系统设计 思考题与习题
2 在自动化机械设备中，有许多动作需按一定顺序
自动完成，而控制顺序动作通常是通过电气控制来完
成的，作为一名从事液压与气动工作的现代技术人员，
一定要能设计电气控制回路。本章重点介绍液压顺序
动作回路的电气控制回路设计。
若要使按钮按下后A缸能自动前进、后退一
次，此时就要用装在液压缸A进到底和退到底位
置上的行程开关a1、a0来通知电路，A缸是否已
进到底或退到底，依此设计出图75所示的电路 图。因为在电路设计中，当所有的动作完成时， 需将电全部切断，所以，图75(c)中需用a0来切 掉YA0的电。
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图7－5 电路图二
A＋B＋/B－C＋/C－A－
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
A＋B＋/B－A－C＋/A－ Ⅰ Ⅱ Ⅲ
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②级数变换按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ…的顺序依次进行。 ③每一级被前一级设置(SET)。 ④每一级被下一级复位(RESET)。
分级完成后再用继电器来处理级数的变换。
处理原则如下： ①用继电器线圈的通、断电来表示级数，继电器值为0表示线 圈未通电，为1表示线圈通电。 ②若级数为n，所需继电器个数为m，则m为使2m≥n的最小整 数。 ③在第一级时，所有的继电器值都为0。