液压传动与控制之调速回路和多缸运动回路
第三章液压传动基本回路
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液压与气压传动主编:郭晋荣本书目录第一章绪论第二章液压传动系统的基本组成第三章液压传动基本回路第四章典型液压传动系统第五章气压传动系统的基本组成第六章气压传动基本回路第七章典型气压传动系统第八章液压与气压传动系统的安装调试和故障分析第三章液压传动基本回路第一节方向控制回路第二节压力控制回路第三节速度控制回路第四节多缸动作回路第五节液压伺服系统一、换向回路1.采用双向变量泵的换向回路液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件组合。
方向控制回路是通过控制进入执行元件的油液的通、断或方向,从而实现液压系统中执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路。
在容积调速的闭式回路中,可以利用双向变量泵控制油液的方向来实现执行元件的换向。
如下图所示,控制换向变量泵的方向,即可改变液压马达的旋转方向。
一、换向回路2.采用换向阀的换向回路电磁换向阀换向回路手动换向阀换向回路二、锁紧回路1.用换向阀的锁紧回路锁紧回路的作用是使控制执行元件能在任意位置停留,且停留后不会因外力作用而移动位置。
如下图所示,利用O型或M型中位机能的三位四通换向阀,封闭液压缸两腔进出油口,使液压缸锁紧。
由于换向阀的泄漏,这种锁紧回路能保持执行元件的锁紧时间短,锁紧效果较差。
三位换向阀的锁紧回路图下图是采用液控单向阀的锁紧回路。
换向阀左位工作时,压力油经左液控单向阀进入液压缸左腔,同时将右液控单向阀打开,使缸右腔的油液能流回油箱,活塞向右运动;同理,当换向阀右位工作时,压力油进入缸右腔,同时将左液控单向阀打开,缸左腔回油,活塞向左运动。
当换向阀处于中位或液压泵停止供油时,两个液控单向阀立即关闭,活塞停止运动。
为了保证中位锁紧可靠,换向阀宜采用H型或Y型机能。
由于液控单向阀密封性能好,泄漏少。
因此,锁紧精度高,能保证执行元件长期锁紧。
用液控单向阀的锁紧回路图二、锁紧回路2.用液控单向阀的锁紧回路一、调压回路1.单级调压回路单级调压回路即用单个溢流阀实现调压的回路,这在前面溢流阀的应用中已有2.二级调压回路图(a)所示二级调压回路,先导式溢流阀4的外控口K串接一个二位二通换向阀3和一个远程调压阀2(小规格的溢流阀)。
多缸工作控制回路及其他回路
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2.采用顺序节流阀的叠加阀式防干扰回路
当阀4、8的左侧电磁铁均通电时,液压缸A、B均由低压大流量泵2供油,实现快速向左运动。
1
当有快进转变成工进时,节流顺序阀打开,系统由高压小流量的泵1供油。由于高压油的作用,单向阀关闭。
2
当阀4、8的右侧电磁铁通电,实现快退。
3
当阀4、8的电磁铁均断电,液压缸停止运动。
6-3 多缸工作控制回路
在液压系统中,如果由一个油源给多个液压缸输送压力油,这些液压缸会因压力和流量的彼此影响而在动作上相互牵制,必须使用一些特殊的回路才能实现预定的动作要求。 常见的这类回路主要有以下三种:顺序动作回路、同步回路和多缸快慢速互不干扰回路。
一.顺序动作回路
顺序动作回路的功用是使多缸液压系统中的各个液压缸严格地按照规定的顺序动作。 按控制方式不同,可分为行程控制和压力控制两大类。
*
*
1.带补偿措施的串联液压缸同步回路
图中,缸1有肝腔的有效作用面积等于缸2无肝腔的有效作用面积。 补偿原理为:若缸1的活塞先运动到缸底,压下行程开关a使阀5得电。 若缸2先到缸底,先压下行程开关b使电磁阀4得电。 这种串联式同步运动回路只能用于负载较小的液压系统。
2.用同步缸的同步回路
1
图a为同步缸的同步回路,同步缸A、B两腔的有效作用面积相等,两液压缸的有效作用面积也相等。 该同步回路的同步精度取决于液压缸的加工精度和密封性,其精度可达到98%~99%。 由于同步缸的尺寸不宜作的太大,故只用于小容量的场合。
*
当各执行元件单独工作时,工作压力由各自的溢流阀调定。 若各执行元件同时工作,由于前一个回路的溢流阀受后一个回路的压力信号控制,泵转入叠加负载下工作。由于泵的出口压力随负载的变化而变化,故传动效率高,具有节能的效果。 特点:结构简单,由于采用定量泵供油,因而比较经济。但由于负载叠加,两个执行元件的负载不能过大。
03课件(液压基本回路装调).
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回 油路 节 流调 速 回路
A2
FL P1
q2 AT
AT1> AT2>AT3
A T1
A T2 A T3
O
Fm ax
F
回油 路 节流 调 速回 路 速度 负 载特 性曲 线
结论:为了提高回路的综合性能,一般采用进
油路节流调速,并在回油上加背压阀的回路, 使其兼具两者的优点。
差动连接快速运动回路
双泵供油快速运动回路
图5-2 减压回路
1—溢流阀;2—定值输出减压阀;3—单向阀
3.增压回路
• 增压回路用以提高系统中局部油路中的压力。它能使局部压 力远远高于油源的压力。采用增压回路比选用高压大流量泵 要经济得多。
图5-3 增压回路
(a)单作用式增压回路;(b)双作用式增压回路
4.卸荷回路
• 卸荷回路的功用是,在液压泵的驱动电机不频繁起闭,且使液压泵 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。
• 1).用换向阀的卸荷回路(见图5-4):在图5-4a中利用二位二通换 向阀使泵卸荷。在图5-4b中的M(或H、K)型换向阀处于中位时, 可使泵卸荷,但切换压力冲击大,适用于低压小流量的系统。对于 高压大流量系统,可采用M(或H、K)型电液换向阀对泵进行卸荷 (见图5-4c),由于这种换向阀装有换向时间调节器,所以切换时压 力冲击小,但必须在换向阀前面设置单向阀(或在换向阀回油口设 置背压阀),以使系统保持0.2~0.3MPa的压力,供控制油路用。
图5-4 用换向阀的卸荷回路
液压基本回路 二速度控制回路 1、调速回路 缸v=q/A,(调节流阀或调速阀即调 流量和速度)马达n=q/vm(调流量 或排量即调转速)
液压传动第9章 其他基本回路
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2)、慢进: 进油路: 换向阀3(右)、换向阀2(左)→ 活 塞缸7(左)和增速缸→活塞慢速向右移动; 回油路:活塞缸7(右)→换向阀2(左)→油箱。 3)、返回: 进油路:换向阀2(右)、换向阀3(右) →活塞缸7(右)→活塞快速向左返回;
27
回油路: • 增速缸6→换向阀2(右)→油箱; • 活塞缸7(左)→液控单向阀→副油箱; • 活塞缸7(左) →换向阀3(右)→换向阀 2(右)→油箱。 特点 这种回路可以在不增加液压泵 流量的情 况下获得较快的速度, 使功率利用比较合理,但结构比较复 杂。
48
三、多缸快慢速互不干扰回路
功用
防止液压系统中的几个液压缸因 速度快慢的不同(因而是工作压力不 同)而在动作上相互干扰。
特点
1)、液压缸6、7各自要完成“快进→工进→快退”的 自动工作循环。 2)、这个回路之所以能实现快慢运动互不干扰,是由 于快速和慢速各由一个液压泵来分别供油,再通过相 应电磁阀进行控制的缘故。
16
1、溢流阀 2、换向阀 3、单向顺序阀
五、保压回路
功 用
使系统 在液压缸不 动或仅有极微小 的位移下稳定地 维持住压力。
1、溢流阀 2、换向阀 3、液控单 向阀 4、电接触 式压力表
17
1、工作原理 • 当换向阀右位接入回路时→缸上腔成为 压力腔→压力到达预定上限值时→电接 触式压力表发生信号→换向阀切换成中 位→这时液压泵卸荷→液压缸由液控单 向阀保压; • 当液压缸上腔压力下降到预定下限值时 →压力表发出信号→换向阀右位接入回 路→泵给缸上腔补油,使其压力上升。 2、特点: 这种回路保压时间长,压力稳定性 高,适用于保压性能较高的高压系统。
24
3、通过增速缸来实现快速运动的回路
第六章 液压基本回路
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图6-10 增压回路
图6-10所示,原理:在图示位置,油泵输出的低压油进入增压 器大缸的左腔,推动活塞右移,使增压器小缸右腔输出高压油,进 入工作液压缸。换向后,换向阀的阀心移到右端,油泵输出的压力 油进入增压器大缸的活塞杆腔,使活塞右移推回,工作液压缸的活 塞在弹簧的作用下返回。油箱中的油液可通过单向阀进入增压器小 缸右腔,以补充这部分管路的泄露。
图6-9 减压回路
第六章 液压基本回路
三、增压回路
增压回路是使系统中某一部分具有较 高的稳定压力。它能使系统中的局部压力 原高于液压泵的输出压力。 在某些机械的液压系统中,有时需要 使局部油路或某个液压缸获得比油泵供给 压力高得多,但流量不大的压力油时,就 可采用增压回路。增压器利用有杆腔的油 压高,即:
图6-6 旁路节流调速回路
图6-7 双压力回路
第六章 液压基本回路
4. 远程调压回路
它是用远程调压阀或小流量溢流阀 接在先导式溢流阀的遥控口上进行远程 控制回路。能供给系统三种压力。给系 统的压力由先导式溢流阀调定压力决定; 当电磁换向阀2通电时溢流阀1的遥控口 和远程调压阀4相通,这时油泵的供油压 力由远程调压阀4的调定压力决定;2和3 通电,由5决定。利用电磁换向阀是否与 先导式溢流阀遥控口相同,进行远程遥 控。注意,远程调压阀的调定压力应小 于先导式溢流阀所调定压力。 要求负载和泵后压力基本一致,减少系 统的功率消耗。
图6-15 平衡回路
第六章 液压基本回路
七、释压回路
为使高压大容量液压缸中存储的能 量缓慢释放,以免在突然释放时产生很大 的液压冲击,可采用释压回路。一般在液 压缸的直径较大、压力较高时,其高压油 缸在排油前就需释压,如压力机液压系统。 左图为使用节流阀的释压回路。由图 可见,液压缸上腔的高压油在换向阀处于 中立时通过节流阀、单向阀和换向阀释压, 释压快慢由节流阀调节。当上腔的压力降 至压力继电器的调定压力时,换向阀切换 至左位,液控单向阀打开,使液压缸上腔 的液体通过该阀排到液压缸顶部的副油箱。
项目七--液压基本回路
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课题一 压力控制回路
2.利用蓄能器的保压回路 利用蓄能器的保压回路是指借助蓄能器来保持系统压力,补偿
系统泄漏的回路。 如图7-6(a)所示为泵卸荷的保压回路,当主换向阀在左位工作时,
液压缸向右前进并压紧工件,进油路压力升高达到压力继电器的调定 值时,压力继电器发出信号使二位二通阀通电,泵即卸荷,单向阀自 动关闭,液压缸则由蓄能器保压。液压缸压力不足时,压力继电器复 位使泵重新工作。保压时间取决于蓄能器的容量,调节压力继电器的 通断调节区间即可调节液压缸压力的最大值和最小值。
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课题一 压力控制回路
常用的保压回路有以下几种: 1.利用液压泵的保压回路
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,此时,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,因而,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。
保压回路,其工作原理为:当1YA得电,换向阀右位接入回路,液压 缸上腔压力上升至电接触式压力表的上限值时,上触点接电,使电磁 铁1YA失电,换向阀处于中位,液压泵卸荷,液压缸由液控单向阀保 压。当液压缸上腔压力下降到预定下限值时,电接触式压力表又发出 信号,使1YA得电,液压泵再次向系统供油,使压力上升。当压力达 到上限值时,上触点又发出信号,使1YA失电。因此,这一回路能自 动地使液压缸补充压力油,使其压力能长期保持在一定范围内。
节流调速回路是采用定量泵供油,通过调节流量控制阀(节流阀 和调速阀)的通流截面积大小来改变进入或流出执行元件的流量,以 调节其运动速度的回路。根据流量控制阀在回路中的位置不同,可分 为进油路节流调速回路、回油路节流调速回路和旁油路节流调速回路。 前两种节流调速回路中的进油压力由溢流阀调定而基本不随负载变化, 又称为定压式节流调速回路;而旁油路节流调速回路中的进油压力会 随负载的变化而变化,又可称为变压式节流调速回路。
(液压与气压传动)第8章调速回路
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定压式进口节流调速回路 的机械特性
8
第八章 调速回路
速度刚性
活塞运动速度受负载影响的程度,可以用回路速度刚性这个指标来评定, 速度刚性kv是回路对负载变化抗衡能力的一种说明,它是机械特性曲线 上某点处斜率的倒数。
有溢流是这种调速回路能够正 常工作的必要条件。
6
a)
b)
定压式节流调速回路 a)进口节流式 b)出口节流式
第八章 调速回路
机械特性
液压缸速度与外负载的关系:
v q1 A1
p1A1 F
q1 CAT1pT1 CAT1 pp p1
式中:
v——活塞运动速度; q1——流入液压缸的流量; A1——液压缸工作腔有效工作面积;
3)实现压力控制的方便性。进油节流调速回路中,进油腔的压力将随负载而变化, 当工作部件碰到死挡块而停止后,其压力将升到溢流阀的调定压力,利用这一压力 变化来实现压力控制是很方便的。但在回油节流调速回路中,只有回油腔的压力才 会随负载变化,当工作部件碰到死挡块后,其压力将降至零,利用这一压力变化来 实现压力控制比较麻烦,故一般较少采用。
功率特性
调速回路的功率特性是以其自身的功率损失(不包括液压泵、液压缸和管 路中的功率损失)、功率损失分配情况和效率来表达的。
定压式进口节流调速回路的输入功率(即定量泵的输出功率)、输出功率
和功率损失分别为
Ppppqp
式中,Pp为回路的输入功率;P1为 回路的输出功率;ΔP为回路的功率
P1p1q1
损失;qp为液压泵在供油压力pp下
前两种调速回路由于在工作中回路的供油压力不随负载变化而变化,故 又称为定压式节流调速回路;而旁路节流调速回路中,由于回路的供油 压力随负载的变化而变化,故又称为变压式节流调速回路。
液压三种调速回路特性比较分析报告
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液压三种调速回路特性分析报告学院:机械工程学院班级:机师1111姓名:***学号:***********液压三种调速回路特性分析报告下面分析三种调速回路为什么在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等特性方面不同。
三种调速回路特性比较1、首先分析比较进出油回路与旁油回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别:(1)进油节流调速回路:液压缸动作后,活塞杆缓慢动作,逐渐调大通流面积可以观察到活塞杆运动速度增大;在运行过程中,可以看到活塞杆动作时快时慢,这个是由于进油口有节流阀限制流量,而在回油口又没有背压阀的原因,所以运动平稳性差;通常在刚启动时由于有节流阀串联在进油口,所以启动冲击小;另外多余的油液被溢出,所以工作效率低。
在本回路中,工作部件的运动速度随外负载的增减而忽快忽慢,难以得到准确的速度,故适用于轻负载或负载变化不大,以及速度不高的场合。
(2)回油节流调速回路:节流阀在回油路中,所以这种回路多用在功率不大,但载荷变化较大,运动平稳性要求较高的液压系统中,如磨削和精镗的组合机床等。
(3)旁路节流调速回路:与前两种回路的调速方法不同,它的节流阀和执行元件是并联关系,节流阀开的越大,活塞杆运行越慢。
这种回路适用于负载变化小,对运动平稳性要求不高的高速大功率的场合,例如牛头刨床的主传动系统,有时候也可用在随着负载增大,要求进给速度自动减小的场合。
2、分析比较用节流阀和用调速阀在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别:由于调速阀本身能在负载变化的变件下保证节流阀进、出油口间压差基本不变,通过的流量也基本不变,因而回路的速度-负载性将得到改善,旁路节流调速回路的承载能力也不会因活塞速度降低而减小。
调速阀节流调速回路的速度-负载特性曲线如图7-6所示3、分析比较限压式和稳流式容积节流调速回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别:(1)限压式容积节流调速回路变量泵输出的流量P q 和进入液压缸的流量1q 相适应。
第七章 液压传动系统基本回路

一、调压回路
调压回路的功用是调节、稳定或限定液压系统主油 路或局部油路压力的回路。
调压回路的显著特征是必有溢流阀存在。在定量泵 系统中,溢流阀起调压、稳压作用;在变量泵系统中, 溢流阀则起限定系统最高压力,防止系统过载的作用
7.2 压力控制回路
1、单级调压回路
在液压泵出口处设置并联 溢流阀2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。若系 统中需要二种以上的压力, 则可采用多级调压回路。
液压基本回路可分为方向控制回路、压力控制 回路、速度控制回路(调速回路)和多执行元件控 制回路。其中,速度控制回路是液压系统的核心部 分,其主要功能是传递动力。其他回路起辅助作用, 同样也是液压系统正常工作不可缺少的组成部分, 其功用不在于传递动力,而在于实现某些特定的功 能。
第七章 液压传动系统基本回路
A1
P1= pp
q1 Δq
pp qp
A2
v
P2
F
q2
△p
AT
节流调速回路
变压式节流调速 回路(旁路节流)
1、回路特征
节流阀位于旁路 上,与执行元件并联。 溢流阀在此处作安全 阀。油泵出口压力随 负载变化而变化
A1
A2
液压传动课题17速度控制回路

率高,广泛应用于大功率液压系统中。
(2)分类 1)变量泵和定量液压马达(或液压缸)容积调速回路 2)定量泵和变量液压马达容积调速回路 3)变量泵和变量液压马达容积调速回路。
课题17 速度控制回路
2、变量泵和定量液压执行元件容积调速回路
模块四
(1)组成
变量泵 +液压马达(或液压缸)
变量泵和定量液压执行元件容积调速回路
回油节流调速回路
课题17 速度控制回路
(2)比较
相同处 不同处 ∵ v—F特性基本与进口节流相似 ∴ 上述结论都适用于此 1)承受负值负载能力 ∵ 回油路节流阀使缸有一定背压
模块四
∴ 能承受负值负载,并↑v稳定性,而进油路则需在回油路 上增加背压阀方可承受,△P↑。
2)实现压力控制的方便性
∵ 进油路调速中工作台碰到死挡铁后,活塞停止,缸进油 腔油压上升至pY
(4)应用
因为速度负载特性、低速承载能力差。所以 一般用于高速、重载、 对速度平稳性要求很低的较大功率场合,如:牛头刨床主运动系统、输 送机械液压系统、大型拉床液压系统、龙门刨床液压系统等。
课题17 速度控制回路
5、采用调速阀的节流调速回路
模块四
(1)按调速阀安装位臵:进油路,回油路,旁油路
(2)特点 1)在负载变化较大,v稳定性要求较高的场合,则用调速阀替代节流 阀,当△P > △P min,q不随△P而变化,所以速度刚性明显优于节流阀 调速。
模块四
在这种回路中,液压泵转速和液压马达排量都是恒量,改变液压泵排量就可 使液压马达转速和输出功率随成正比地变化。而马达的输出转矩是由负载决定的, 不因调速而发生变化,所以这种回路通常叫做恒转矩调速回路。这种调速回路的 调速范围很大。
第八章调速回路(液压传动与控制)

q1 A1
活塞受力方程:
F p1 A1
缸的流量方程:
F q1 CAT 1 ( p p p1 ) CAT 1 ( p p ) A1
南昌大学
第二节 节流调速回路
1、进油节流调速回路
(1)速度负载特性:调速回路的速度-负载特性也称为机械 特性。它是在回路中调速元件的调定值不变的情况下,负载变 化所引起速度变化的程度。 于是有:
第二节 节流调速回路
二、变压式节流调速回路
变压式节流调速回路有称为旁路节流 调速回路。这种回路使用定量泵,并且 必须并联一个安全阀,并把节流阀安装 在与主油路并联的分支油路上。 旁路节流调速回路泵的出口压力由负 载决定,溢流阀作为安全阀,节流阀调 节排回油箱的流量。
当不考虑泄漏和压缩时,活塞速度:
q2 CAT1 ( p2 p3 ) CAT p2
南昌大学
第二节 节流调速回路
2、回油节流调速回路
(1)速度负载特性:在不计管路压力损失和泄漏的情况 下,回路中液压缸的速度表达式为:
q2 A2
回路速度刚性kv为
CAT1 ( pp A1 F )
(1 ) A2
1 pp A1 F A2 k 1 CAT1 ( pp A1 F )
南昌大学
第二节 节流调速回路
一、定压式节流调速回路
定压式节流调速回路根据节流阀在回路中的位臵分为进口 节流调速回路、出口节流调速回路、进出口节流调速回路。这 种回路都使用定量泵,并且必须并联一个溢流阀。液压系统常 常需要调节液压缸和液压马达的运动速度,以适应主机的工作 循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。
1、进油节流调速回路
第九章 液压基本回路

(一)节流调速回路 按照流量阀安装位置的不同,有进油路节流调速、回 油路节流调速和旁油路节流调速三种。下面对常用的前两 种基本回路进行分流调速回路
式中
p1A= F +p2A p1 ——液压缸右腔的工作压力; p2 ——液压缸左腔的背压,在此 p2≈0; A ——活塞有效作用面积。
F ——活塞的负载阻力。
整理上式得
p1 = F/A
故节流阀前后的压力差为
Dp =pp -p1 =pp -F/A
因通过节流阀进入液压缸的流量为
q1 = CAT(Dp)j
故活塞运动的速度为
v = q1/A =CAT(Dp)j /A =CAT(pp-F/A)j /A
根据上式v =CAT(pp-F/A)φ /A及对回路工作情况的分 析可知,进油路节流调速有如下性能:
中的局部压力远高于液压泵的输出压力。 回路内有三个以上液压
缸,其中之一需要较高的工 作压力,同时其它的液压缸 仍用较低的压力,此时即可 用增压回路提供高压给那个 特定的液压缸。最简单的增 压方法是采用增压器,右图 为采用增压器的增压回路。
图 采用增压器的增压回路 1-增压器 2-补油箱 3-工作缸
4、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
四、数字式多速回路 图所示是一种数字式多级选速回路,多用于数字控制 系统。
图数字式多速回路
第三节 多缸动作回路 在多缸液压系统中,各液压缸之间往往需要有一定的 控制要求,或顺序动作,或同步动作。这就需要用多缸控 制回路来实现。 一、顺序回路 1.用行程开关和电磁阀联合控制的顺序回路(见图)
图用行程开关和电磁阀的顺序回路
图用三位换向阀使泵卸荷的回路
液压传动系统第四章 容积调速回路分析

Tm Vmpmmm Vm max xmpmmm
V p maxn p x p pv mv Vm max xm
第四章 容积调速回路分析
第二节 容积调速回路的速度刚性分析
一.容积调速回路的速度刚性分析
Vm nm V p n p ( p m l ) p qtm Vm nm qtp (q p qm ql ) p V p n p ( p m l ) p V p n 容积调速回路速 度刚性分析
二.速度稳定方法
1.流量补偿法
利用回路压力随负载的 增减来控制泵流量做相 应的增减 当马达负载增加时,p 升高,作用在柱塞1上 的力增大,推动泵的钉 子向加大偏心距e的方 向移动,使泵的流量增 大。反之,流量减少
第四章 容积调速回路分析 第二节 容积调速回路速 度刚性分析
nm min Vp min
定量泵-变量马达回路:马达转速nm与马达排量成反 比,即: D nm max Vm max 3 4
nm min Vm min
变量泵-变量马达回路:该回路由上述两种回路组合 V n V 而成,即: D D D 100
m max p max m max
p1q1 p1 ppqp pp
第四章 容积调速回路分析 第四节 容积节流调速回路
二.差压式变量泵和节流阀的调速回路
1.回路工作原理 该回路采用了带有先导式 滑阀控制的差压式变量叶 片泵,在液压缸的进油路 上串联一节流阀。 当节流阀开口增大时滑阀 5左移,节流口b开大,c 关小,泵的定子左移,e 增大,泵流量增大,液压 缸的速度增大,反之亦然 在某一稳定工况下,当节 流阀3处在某一开口时, 变量泵有一稳定流量
液压系统基本回路

液压传动
2、多级调压回路
液压传动
(二)减压回路 功用:使液压系统某一支路获得低于主油路压
力(或泵的压力)的稳定压力。 分类:
单级减压——用一个减压阀即可
< 多级减压——用减压阀+远程调压阀即可 无级减压——用比例减压阀即可
液压传动
容积调速回路分类
开式 按油路循环方式 < 闭式 泵—缸式
按所用执行元件不同<
变——定 泵—马达式 < 定——变 变——变
液压传动
(1)泵-定量马达(或缸)容积调速回路
液压传动
变量泵和定量马达容积调速回路工作特性
①
nM = qP/VM ∵ VM = 定值 ∴ 调节qP即可改变nM ② 若不计损失,在调速范围内, T = pPVM/2π=C ∴ 称恒转矩容积调速
→②
←④
← ③
液压传动
2)用压力继电器控制顺序动作回路
工作原理
1YA+,A缸右行完成动作1,碰上挡 铁后,系统压力升高,压力继电器发 讯,使2YA+,B缸右行完成动作2。
液压传动
2、用行程控制顺序动作回路
动作顺序
← ③
A < → ① B< → ②
←
④
液压传动
(二)同步回路
同步回路功用 使两个或两个以上的执行元件能够按照 相同位移或相同速度运动,也可以按一定 的速比运动。
持稳定,或安全保护。
液压传动
压力控制回路分类 调压回路 减压回路 基本回路<
卸荷回路 平衡回路
液压传动
(一)调压回路 功用:
液压与气压传动气动基本回路

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。
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14-11b 能实现机床工作循环常用的快进—工进—快退动作。 当K2有信号时,五通阀换向,活塞向左运动,液压缸无杆腔
中的油液通过 a 口进入有杆腔,气缸快速向左运动。当活塞到达 一定位置将 a 口关闭时,液压缸无杆腔中的油液被迫从b口经节
流阀进入有杆腔,活塞工作进给;当K2消失,有K1输入信号时, 五通阀换向,活塞向右快速返回。 三、气液增压缸增力回路 图14-12利用气液增压缸1把较低的气压力变 为较高的液压力,以提高气液缸2的输出力 的回路。
在图14-19a)为行程阀控制的单往复回路。 当按下阀1的手动按钮后,压缩空气使阀3换向,活塞杆前进,
当凸块压下行程阀2时,阀3复位,活塞杆返回,完成A1A0循环。
图14-19三种单往复控制回路
图14-19b)为压力控制的单往复回路。 按下阀1的手动按钮后,阀3阀芯右移,气缸无杆腔进气,活
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8.2.1 顺序动作回路
功用 使几个液压缸严格按照预定顺序动作 按控制方式不同,顺序动作回路分为行程控制、压
力控制和时间控制3种方式
行程控制: 利用执行元件运动到一定位置(或行程)时发出控 制信号,使下一执行元件开始运动
行程阀控制顺序回路
▪ 电磁阀3处于右位,缸1活塞先向右运动,当活塞杆
上挡块压下行程阀(机动换向阀)4后,缸2活塞才向右运动
串联系统中流过各执行元件的流量等于泵的流量, 可用小流量的液压泵供液,且执行元件的流量不受负 载影响,速度也较平稳,适用于速度要求稳定的设备
按功能对液压基本回路进行分类: 用来调节执行元件运动速度的回路——调速回路 用来控制系统或某支路压力的回路——压力控制回路 用来控制执行元件运动方向的回路——方向控制回路 用来控制多个液压缸运动的回路——多缸运动回路 ……
• 在组成元件相同条件下,进口节流调速回路在同 样的低速时节流阀不易堵塞
• 出口节流调速回路回油腔压力较高,特别是负载 接近零时,压力更高,对回油管的安全、密封及 寿命均有影响
• 为提高回路综合性能,一般采用进口节流调速回路, 并在回油路上加背压阀
8.1.3 容积调速回路
通过改变液压泵和液压马达的排量来调节执行元件 的速度
▪调整挡块可调整缸的行程,通过电控系统可改变动
作顺序
8.2.2 同步运动回路
功用 保证系统中两个或多个执行元件克服负载、 摩擦阻力、泄漏、制造质量和结构变形上的差异, 在运动中以相同的位移或相同的速度运动,前者为 位置同步,后者为速度同步
严格地做到每一瞬间速度同步,可保持位置同步。 实际上同步回路多采用速度同步
二、按系统的回路组合方式分类 1.独立式系统 液压泵仅驱动一个执行元件 2.并联系统 液压泵排出的压力油同时进入两个以上的执行元 件,回油共同流回油箱 执行元件可单独操作也可同时操作。当同时操作几 个执行元件时,各执行元件中的油液压力相等。
满载时,各执行元件中的压力 都等于液压泵的调定压力;没有 满载时,系统压力由外载荷最小 的执行元件决定——液体首先进 入外载荷最小的执行元件
8.1.2 节流调速回路
回路组成: 定量泵,流量控制阀(节流阀、调速阀…),溢流
阀,执行元件。流量控制阀起流量调节作用,溢 流阀起压力补偿或安全作用
按流量控制阀安放位置不同分:
▪进口节流调速回路 将流量控制阀串联在液压 泵与液压缸之间 出口节流调速回路 将流量控制阀串联在液压
缸与油箱之间 旁路节流调速回路 将流量控制阀安装在液压
4.变量泵-变量马达调速回路 双向变量泵可以改变流量大小和改变供油反向→实 现马达的调速和换向
液压泵和液压马达的排量都可以改变→回路调速范 围扩大,可达100左右
马达输出转速由低向高调节时,分两阶段:
第一阶段 在低速段改变泵的排量来调速
首先将马达排量调到最大值,使马达具有大起动力矩
然后增大液压泵排量,使马达转速由低到高逐渐增加
闭式系统特点: 系统结构复杂,油液散热条件差 油箱体积小,系统较紧凑;封闭性能好,工作液 体不易污染,延长液压元件和油液的使用寿命
泵1、马达2组成主回路
油温上升。设置液动换向阀5(热交换阀或梭形阀) ,使马达回油中的小部分液体经低压溢流阀6(背压 阀)和冷却器7流回油箱
系统减少的油液由辅助泵3进行补充 溢流阀8是限制系统最高压力的高压安全阀,与辅 助泵并联的低压溢流阀4调定压力略高于背压阀6, 以保证热交换正常进行
没有节流损失和溢流损失,回路效率高,系统温升 小,适用于高速、大功率调速系统
根据采用的液压泵和液压马达或液压缸不同,容积 调速回路有
变量泵-定量马达(液压缸)调速回路 定量泵-变量马达调速回路 变量泵-变量马达调速回路
1 泵-缸容积调速回路 泵-缸容积调速回路的开式循环回
路由变量泵、液压缸和起安全作用的 溢流阀组成
,直到液压泵排量达到最大值。在此调速过程中,液压
马达的最大输出转矩不变
Tmax
pVM
2
输出功率逐渐增加——恒转矩调速
第二阶段,在高速段改变变量马达排量来调速 首先使液压泵排量固定在最大值 然后调节液压马达的排量,使其从最大值逐渐减小
到最小值。此时液压马达转速继续升高,直到液压马 达容许的最高转速为止
(2)当变量泵最高工作压力(安全阀确定)为ps时,液压 马达能产生的最大转矩为
Tmax
pVM
2
mM
不论液压马达速度如何,最大转矩不变——恒转矩
调速
(3)在不计容积损失、压力损失情况下,执行元件最 大输出功率
PMmax pqVM pVMnMVM
负载一定(工作压力为常数),执行元件的输出功率 只随液压泵流量(即排量)改变,且呈线性关系
8.1.1 概述
8.2 调速回路
液压缸速度 v =q /A
液压马达转速 n = q /VM 调节执行元件工作速度:
——改变输入执行元件的流量或由执行元件输出的 流量;或改变执行元件的几何参数
对于定量泵供油系统,可以用流量控制阀来调速 ——节流调速回路
按流量控制阀安放位置不同分:
▪ 进油节流调速回路
靠分流集流阀自动调整,使用方便
▪ 回路压力损失大,不宜用在低压系统
并联系统中各执行元件的流量之和等于液压泵
输出的流量,各执行元件间的流量分配随负载的 变化而异,任一执行元件负载的变化都会引起流 量的重新分配,导致各执行元件的速度不稳定
3. 串联系统 液压泵排出的压力油进入第一个执行元件——回油 作为下一个执行元件的进油,直到最后一个执行元件 系统中的执行元件可单独操作也可同时操作
(3)液压泵流量q不变,液压泵最高压力不变(安全阀 调定)——液压泵输出功率 P psq不变
若不计系统效率,功率等于马达输出功率且与马达
转速(排量)无关→马达在整个转速范围内输出的最大 功率是定值——恒功率调速
(4) 要改变马达转向,不允许马达变量机构经过零 位→当VM=0时,从理论上讲马达转速将会无限增加 ,马达转矩等于零——换向阀实现马达换向
第8章 液压基本回路
基本回路指为了实现某种特定功能而把一些液压元 件按一定方式组合起来的通路结构
8.1 主回路 主回路指由液压泵和执行元件组成的回路,是液压 系统的主体 液压系统按照液流在主回路的循环方式、主回路的 形成和对主回路的调速方法进行分类 一、按工作液体的循环方式分类 1.开式系统 液压泵-液压缸开式系统
3 定量泵-变量马达调速回路
定量泵1的流量q不变,液压马达2的排量可以改变。 安全阀3限定系统的最高工作压力
(1)液压马达转速
nM
q VM
减小排量使马达转速提高;反之,降低马达转速 马达最大和最小排量分别决定马达的最小和最大转速
(2)液压马达转矩与排量成正比 ——对马达最小排量限制→转矩过小带不动负载—— 马达最高转速限制→调速范围较小,3~4
▪阀3处于左位,缸1活塞先退回,其挡块离开行程阀4
后,缸2活塞才退回
▪回路动作可靠,但改变动作顺序难
行程开关控制顺序回路
▪ 按启动按钮,电磁换向阀7的电磁铁得电,缸1活
塞先向右运动,当活塞杆上挡块压下行程开关2后, 使电磁换向阀8的电磁铁得电,缸2活塞才向右运动 ,直到压下行程开关4,使换向阀7失电,缸1 活塞 向左退回,而后压下行程开关1,使换向阀8失电, 缸2活塞退回
此过程中,液压马达最大输出转矩由大变小,输出 功率保持不变——恒功率调速
8.3 多缸运动回路
如果一个油源给多个液压缸供油,各液压缸因回路中 压力、流量的相互影响而在动作上受到牵制
通过压力、流量、行程控制来实现多液压缸预定动作 的要求 顺序动作回路 同步动作回路 互不干扰回路 多路换向阀控制回路
• 进口、出口节流调速回路不同之处: • 出口节流调速回路回油腔有一定背压,液压缸能 承受负值负载,且运动速度比较平稳
• 进口节流调速回路容易实现压力控制。工作部件 运动碰到挡铁后,液压缸进油腔压力上升至溢流 阀调定压力,压力继电器发出信号,可控制下一 步动作
• 出口节流调速回路中,油液经节流阀发热后回油 箱冷却,对系统泄漏影响小
回油节流调速回路 旁路节流调速回路
对于变量泵(马达)系统,可以改变液压泵(马达)的 排量来调速——容积调速回路 变量泵-定量马达调速回路 定量泵-变量马达调速回路 变量泵-变量马达调速回路
调节泵的排量和流量控制阀来调速——容积节流 调速回路 限压式变量泵和调速阀的调速回路 差压式变量泵和节流阀的调速回路
l-过滤器;2-液压泵; 3-电动机;4-溢流阀; 5-换向阀;6-液压缸
开式系统特点: 液压泵从油箱吸油,液压缸(马达)的回油直接回油 箱;执行元件(液压缸)的开停和换向由换向阀控制 优点:系统简单、油液散热条件好 缺点:所需油箱容积较大,油液与空气长期接触 ,空气和杂质容易混入
2. 闭式系统
按控制方式分 等流量控制 等容积控制
1. 用调速阀的同步回路
仔细调整两个调速阀的开口大小 ,控制进入或流出液压缸的流量, 可使它们在一个方向上实现速度同 步
回路结构简单,调整麻烦,同步 精度不高
2. 用分流阀控制的同步回路
▪ 用分流阀控制进入或流出液压缸的流量,实现两
缸两个方向的速度同步,遇到偏载时,同步作用
(1)不计容积损失,液压马达 转速nM
nM
q VM
nV VM
液压泵转速、马达排量不变——液压马达转速与液 压泵排量V成正比
液压马达最大速度仅取决于变量泵最大排量;最小 速度取决于变量泵的最小排量和马达的低速稳定性能
变量泵-定量马达容积调速回路的马达调速范围 (nMmax /nMmin)较大,达40左右
流量连续性方程
qp=q1+Δq
活塞受力平衡方程 p1A1=F
节流阀压力流量方程 q1=CATΔp1/2 =CAT(pp–F/A1)1/2