第七章液压基本回路
第七章 液压基本回路
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释压、平衡等回路。
3
一、调压回路
功用
1、使液压系统整体 或某一部分的压 力保持恒定或不 超过某个数值。
4
2、可以实现多级压力 的变换。 •当 DT+ 时,p = pB
pA p
•当 DT- 时,p = pA
pB DT
5
6
二、减压回路
作用:使系统中的某一部分油路具有较低的稳定 压力。 关于回路的几点说明:
32
整理(1),(2),(3)式,可得:
33
2、机械特性曲线
34
由图可知:当溢流阀的调整压力pp和节流
阀的通流截面积AT1调定之后 1)、对于调速阀而言: F↑↓ →v 不变 2)、对于节流阀而言: ①、F↑↓ →v↓↑ ②、当F=A1pp时,v = 0 即活塞停止运动; ③、定压式节流调速回路的承载能力是不 受AT1的变化影响的。
35
(三)、回路速度刚性:活塞运动速度受负 载影响的程度,它是回路对负载变化抗 衡能力的一种说明。
某处的斜率↓→kv↑→机械特性越硬→活塞 运动速度受负载变化的影响↓→活塞在负载下 的运动越平稳。
36
影响kv的因素: 1、当AT1不变时,F↓→kv↑ 2、当F不变时,AT1↓→kv↑ 3、pp↑或A1↑或φ↓→ kv↑ (pp,A1,φ的变化受其它条件的限制)
3、效率
1)、当液压缸在恒载下工作时(F不变):
影响因素:①、当q1∕qp↑(或△q↓) → ηc↑ ②、当p1∕pp↑(F↑) → ηc↑
39
2)、当液压缸在变载下工作时: 当AT1不变时,若F↑↓→p1↑↓→q1 ↓↑
∵ P1= p1q1
∴ 当p1= 0 或 p1= pp 时,P1= 0 因此,当p1在0 ~ pp之间变化时,P1有一 最大值,即:
液压与气动技术第七章液压基本回路
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7.2 压力控制回路
7.2.2减压回路 1.单向减压回路 如图7-7所示为用于夹紧系统的单向减压回路。单向减压阀
5安装在液压缸6与换向阀4之间,当1YA通电,三位四通电 磁换向阀左位工作,液压泵输出压力油通过单向阀3、换向 阀4,经减压阀5减压后输入液压缸左腔,推动活塞向右运动, 夹紧工件,右腔的油液经换向阀4流回油箱;当工件加工完 了,2YA通电,换向阀4右位工作,液压缸6左腔的油液经 单向减压阀5的单向阀、换向阀4流回油箱,回程时减压阀不 起作用。单向阀3在回路中的作用是,当主油路压力低于减 压回路的压力时,利用锥阀关闭的严密性,保证减压油路的 压力不变,使夹紧缸保持夹紧力不变。还应指出,减压阀5 的调整压力应低于溢流阀2的调整压力,才能保证减压阀正 常工作(起减压作用)。
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7.1 方向控制电路
7.1.2锁紧回路
能使液压缸在任意位置上停留,且停留后不会在外力作用下 移动位置的回路称锁紧回路。凡采用M型或O型滑阀机能换 向阀的回路,都能使执行元件锁紧。但由于普通换向阀的密 封性较差,泄漏较大,当执行元件长时间停止时,就会出现 松动,而影响锁紧精度。
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7.1 方向控制电路
2.液动换向阀组成的换向回路 液动换向阀组成的换向回路,适用于流量超过63 L/min、
对换向精度和平稳性有一定要求的液压系统,但是,为使机 械自动化程度提高,液动换向阀常和电磁换向阀、机动换向 阀组成电液换向阀和机液换向阀来使用。此外,液动换向阀 也可以手动,也可以手动换向阀为先导,组成换向回路。 图7-2为电液换向阀组成的换向回路。当1YA通电,三位四 通电磁换向阀左位工作,控制油路的压力油推动液动换向阀 的阀芯右移,液动换向阀处于左位工作状态,泵输出的液压 油经液动换向阀的左位进入缸左腔,推动活塞右移;当1YA 断电2YA通电,三位四通电磁换向阀换向(右位工作),使 液动换向阀也换向,主油路的液压油经液动换向阀的右位进 入缸右腔,推动活塞左移。
液压与气压传动 第七章 液压基本回路
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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。
液压传动-第7章液压基本回路
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第7章液压基本回路•液压基本回路是为了实现特定的功能把有关的液压元件组合起来的典型油路结构;•液压基本回路是组成液压系统的基础。
液压基本回路包括:*压力控制回路*速度控制回路*方向控制回路*多执行元件回路7.1 压力控制回路功能:控制液压系统整体或局部的压力,主要包括:▪调压回路▪减压回路▪增压回路▪卸荷回路▪平衡回路▪保压回路1、调压回路•功能:调定和限制液压系统的压力恒定或不超过某个数值。
•一般用溢流阀来实现这一功能。
•调压回路的分类:•单级调压回路•多级调压回路•无级调压回路先导式溢流阀电液比例溢流阀2、减压回路•功能:使液压系统中某一部分油路的压力低于主油路的压力设定值。
•一般用减压阀来实现这一功能。
•减压回路的分类:•单级减压回路•多级减压回路•无级减压回路3、增压回路•功能:提高系统中局部油路中的压力,使局部压力远高于系统油源的压力。
•单作用增压回路:只能间歇增压。
4、卸荷回路•功能:在执行元件短时间不工作时,不需要频繁启、停原动机,而是使泵源在很小的输出功率下运转。
•卸荷的实质:使液压泵的输出流量或者压力接近于零,分别称为流量卸荷与压力卸荷。
•卸荷方式:•用换向阀中位机能的卸荷回路(压力卸荷)•用先导型溢流阀的卸荷回路(压力卸荷)•限压式变量泵的卸荷回路(流量卸荷)•采用蓄能器的保压卸荷回路换向阀M、H、K型中位机能均可实现压力卸荷限压式变量泵可实现保压卸荷用先导型溢流阀实现的压力卸荷卸荷时采用蓄能器补充泄漏保持液压缸大腔的压力限压式变量泵工作原理及特性曲线5、平衡回路•功能:使承受重力作用的执行元件的回油路保持一定背压,以防止运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落,或因自重而超速失控。
采用单向顺序阀不可长时间定位采用液控单向阀定位可靠单向节流阀用于平稳下行6、保压回路•功能:使系统在执行元件不动或仅有微小位移的工况下保持稳定的压力。
•保压性能有两个指标:保压时间和压力稳定性。
电接触式压力表4监视预设压力的上下限值,控制换向阀2动作,液控单向阀3实现保压蓄能器保压卸荷回路7.2 速度控制回路控制与调节液压执行元件的速度。
第七章 液压系统基本回路
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(1)进油节流调速回路 进油节流调速回路
节流阀进口节流调速回路特征 将节流阀串联在进入液压缸的油路 即串联在泵和缸之间,调节A 上,即串联在泵和缸之间,调节A节,即 可改变q 从而改变速度, 可改变q,从而改变速度,且必须和溢流 阀联合使用。 阀联合使用。
进油路节流调速回路适用于轻载、 进油路节流调速回路适用于轻载、 低速、 低速、负载变化不大和速度稳定性要 求不高的小功率液压系统。 求不高的小功率液压系统。
(4)节流调速回路工作性能的改进 用调速阀代替节流阀,可以提高 节流调速回路的速度稳定性和运动平稳性。 但功率损失大,效率低。
v
2、容积调速回路 容积调速回路特点
∵节流调速回路效率低、发热大,只适用于小 节流调速回路效率低、发热大, 功率场合。 功率场合。 而容积调速回路, ∴而容积调速回路,因无节流损失或溢流损 故效率高,发热小, 失 ,故效率高,发热小,一般用于大功率场 合。
用三位换向阀的中位机能卸荷。 1、用三位换向阀的中位机能卸荷。 用二位二通阀卸荷。 2、用二位二通阀卸荷。
用换向阀的卸荷回路: 1、用换向阀的卸荷回路: 利用主阀处于中位时M. H.K型机能 型机能, 利用主阀处于中位时M. H.K型机能, p→T,属零压式卸荷。 使p→T,属零压式卸荷。 泵卸荷时,溢流阀关闭。 图7-3中, 泵卸荷时,溢流阀关闭。系统重 新启动时,因溢流阀有不灵敏区, 会冲击。 新启动时,因溢流阀有不灵敏区, 会冲击。
(2)回油节流调速回路
节流阀出口节流调速回路特征 将节流阀串联在 液压缸的回油路上, 液压缸的回油路上, 即串联在缸和油箱之 调节A 间,调节AT,可调节 以改变速度, q2以改变速度,仍应 和溢流阀联合使用, 和溢流阀联合使用, pP = pS 。
第七章液压基本回路(速度回路)
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3)变量泵-变量马达的 容积调速
3.容积节流调速(联合调速)
容积节流调速回路是采用压力补偿型变
量泵供油,通过对节流元件的调整来改 变流入或流出液压执行元件的流量来调 节其速度;而液压泵输出的流量自动地 与液压执行元件所需流量相适应。这种 回路虽然有节流损失,但没有溢流损失, 其效率虽不如容积调速回路,但比节流 调速回路高。其运动平稳性与调速阀调 速回路相同,比容积调速回路好
1)进油路节流调速回路 (进口节流)
回路结构如图 所示,节流阀 串联在泵与执 行元件之间的 进油路上。它 由定量泵、溢 流阀、节流阀 及液压缸(或 液压马达)组 成。
通过改变节流阀的开口量(即通流截面
积AT)的大小,来调节进入液压缸的流 量,进而改变液压缸的运动速度。 定量泵输出的多余流量由溢流阀溢流回 油箱。为完成调速功能,不仅节流阀的 开口量能够调节,而且必须使溢流阀始 终处于溢流状态。 在该调速回路中,溢流阀的作用一是 调整并基本恒定系统压力;二是将泵输 出的多余流量溢流回油箱。
出口节流调速回路的速度—负载特性:
与进口节流调速回路基本相同
•进口与出口节流阀调速回路比较
(1)出口节流阀调速回路: 液压缸回油腔形成一定背压,能承受负值负载 (与液压缸运动方向相同的负载力)。 流经节流阀而发热的油液,直接流回油箱冷却。 (2) 进口节流阀调速回路: 液压缸回油路上设置背压阀后,才能承受负值负 载。故增加节流调速回路的功率损失。 流经节流阀而发热的油液,还要进入液压缸,对 热变形有严格要求的精密设备会产生不利影响。 对同一个节流阀可使液压缸得到比出口节流阀调 速回路更低的速度。
调速回路按改变流量的方法不同可分
为三类: 节流调速回流 容积调速回路 容积节流调速回路
第七章 液压传动系统基本回路
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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
第七章-液压基本回路-速度
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pM VM TM m 2
pMVMm VP nP 2 v 2 VM pMVP nPM
PM 与VM 无关, VM , PM C.
恒功率调速回路
3.变量泵-变量马达式调速回路
低速段 :固定VM为最大,调节Vp从小到大逐渐增加, 马达转速从低到高逐渐变大,直到最大为止 此过程为恒转矩调速。 高速段:固定Vp为最大,调节VM从大变小,马达转 速继续升高。此过程为恒功率调速。
二、快速运动回路
作用:空载时加快执行元件的运动速度。
1.差动
2. 双泵供油
快进:双泵供油 工进:左泵卸荷, 右泵压力由溢流阀调定 快退:双泵供油
三、速度换接回路
作用:在一个工作循环中,实现不同速度的转换。 1.用行程阀
下位:快进 上位:工进
2. 调速阀并联
3.调速阀串联
AT 3 AT 2
缸在恒载下工作时:
PP pP qP
PP P 1 P 溢 P 节
P 溢 P 节
P1
总功率:PP pP qP
(定量泵qP不变,pP一定)
F p1 当F 一定时 ,p1一定, A1 p节 pP p1 不变。
q1 qT CAT p
AT↑, q1 ↑, v↑。 1 p1q1 有效功率:P P1∝q1,q1↑, P1↑ 。
左位:工进1 右位:工进2 速度换接平稳性好
P 节
有用功 P 1 p1 q1 有极值
F 0 时, p1 0, P 1 0 . p1 pP 时,p 0, qT 0, q1 0, P 1 0.
P1
总效率低。
3) 调速特性
液压缸最大速度和最小速度之比。
vmax Rc vmin
第七章 液压基本回路
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第七章液压基本回路液压基本回路是指由一些液压元件与液压辅助元件按照一定关系组合,能够实现某种特定液压功能的油路结构。
液压基本回路因在系统中所起的作用不同有许多种类型,其中最常用的基本回路是:压力控制回路;速度控制回路;方向控制回路;多执行元件控制回路。
第一节压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制或调节整个液压系统或液压系统局部油路上的工作压力,以满足液压系统不同执行元件对工作压力的不同要求。
压力控制回路主要有调压回路、减压回路、卸荷回路、平衡回路、保压回路等。
一、调压回路调压回路用来调定或限制液压系统的最高工作压力,或者使执行元件在工作过程的不同阶段能够实现多种不同的压力变换。
这一功能一般由溢流阀来实现。
当液压系统工作时,如果溢流阀始终能够处于溢流状态,就能保持溢流阀进口的压力基本不变,如果将溢流阀并接在液压泵的出油口,就能达到调定液压泵出口压力基本保持不变之目的。
1. 1.单级调压回路图 7-1 单级调压回路单级调压回路中使用的溢流阀可以是直动式或先导式结构。
图7-1为采用先导式溢流阀1和远程调压阀3组成的基本调压回路。
在转速一定的情况下,定量泵输出的流量基本不变,当改变节流阀2的开口大小来调节液压缸运动速度时,由于要排掉定量泵输出的多余流量,溢流阀1始终处于开启溢流状态,使系统工作压力稳定在溢流阀1调定压力值附近。
若图7-1回路中没有节流阀2,则泵出口压力将直接缸随负载压力变化而变化,溢流阀1作安全阀使用对系统起安全保护作用。
如果在先导型溢流阀1的远控口处接上一个远程调压阀3,则回路压力可由阀3远程调节,实现对回路压力的远程调压控制,但此时要求主溢流阀1必须是先导式溢流阀,且阀1的调定压力(阀1中先导阀的调定压力)必须大于阀3的调定压力,否则远程调压阀3将不起远程调压作用。
2. 2.采用远程调压阀的多级调压回路图 7-2 采用远程调压阀的多级调压回路利用先导式溢流阀、远程调压阀和电磁换向阀的有机组合,能够实现回路的多级调压。
液压基本回路
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7.1 方向控制回路
7.1.2 锁紧回路
7.1 方向控制回路
7.1.2 锁紧回路
1.用换向阀中位机能锁紧
采用O、M型中位机能。结构简单, 但泄漏较大,锁紧效果不好。 只能用在要求不高的场合。
2.用液控单向阀锁紧
两个液控单向阀做成一体时, 就是双向液压锁。 动画演示
3.采用制动器的锁紧回路
7.1.3 制动回路
当ppA1=F 时,p1=pp,Δ pT=0,q1=0,v=0
当F=0时,p1=0,Δ pT=pp,qmax,vmax。 讨论:
v—F 特性软,速度刚性差 AT 不变时,负载小,刚性大 F 不变时,AT小,刚性大,低速刚性好。
结论:低速、小负载时,刚性好。适用恒定小负载低速场合。
7.3.1 调速回路
第7章:液压基本回路
任何液压系统都是由一些基本回路组成的。 所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的 液压元件的组合。 基本回路是液压传动系统的基本组成单元。
学习注意四个要点
组成
原理
性能
应用
基本回路
方向控制回路 压力控制回路
速度控制回路
多缸控制回路
7.1 方向控制回路
利用各种方向控制阀来控制液压系统中各油路油液 的通、断及变向,实现执行元件的启动、停止或改 变运动方向。
q2 q1 A2 A1
q1
A1 q2 A2
v
q2 CAT (pT ) CA ( p A1 F ) T P 1 A2 A2 A2
与进口调 速类似!
进油、回油节流调速的比较
⑴回油节流调速回路能承受负值负载,提高了缸的速度平稳性。 (2)长期停车后缸内油液会流回油箱,当泵重新向缸供油时,在回油节 流阀调速回路中,由于进油路上没有节流阀控制流量,会使活塞前冲; 而在进油节流阀调速回路中,活塞前冲很小,甚至没有前冲。
第七章 液压基本回路
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v q1 q2 q1,q2——流入、流出液压缸的流量; A1 A2 A1,A2——液压缸无杆腔、有杆腔的有效工作面积。
液压马达的转速nM由进入马达的流量q和马达的排量VM决定,即nM
q VM
改变流入或流出执行元件的流量q,或改变液压缸的有效工作面积A和 马改达变的变排量量马达VM排均量可V以M达来到控控制制执执行行元元件件的速速度度的。目的。通常用改变流量q或
m——由孔口形状决定的指数,0.5<m<1
液 调节节流阀通流面积AT,即可改变通过节流阀的流量q1,从而调节
压缸的工作速度。
根据上述讨论,液压缸的运动速度为v
q1 A1
KAT A1
( pP
F )m A1
称为进油节流调速回路的速度―负载特性方程。
由此式可知,液压缸的工作速度是节流阀通流面积AT和液压缸负
(a) 用蓄能器保压的回路 (b)多缸系统一缸保压回路
7.1.5 背压回路
在液压系统中设置背压回路,是为了提高执行元件的运动平稳性 或减少爬行现象。所谓背压就是作用在压力作用面反方向上的压力或 回油路中的压力。背压回路就是在回油路上设置背压阀,以形成一定 的回油阻力,用以产生背压,一般背压为0.3MPa~0.8MPa。
调速阀进油路调速回路速度―负载特性如图:
5. 采用溢流节流阀的 进油节流调速回路
这种回路是在进油节流调速回路中用溢流节流阀替代 节流阀(或调速阀)而构成。泵不在恒压下工作(属变压系统) ,泵压随负载的大小而变,故效率比用节流阀(或调速阀) 的进油节流调速回路高。
此回路适用于运动平稳性要求较高、功率较大的节流 调速系统。
节流阀控制液压缸的回油量q2,实现速度的调节。由连续性原理可得
q1 v q2
第七章 液压基本回路
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而从溢流阀9溢
出回路中多余的 热油,进入油箱 冷却。
(2)定量泵—变量马达回路
马达的调节系统是一个自动的恒功率装置
(3)变量泵—变量马达回路
这种调速回路,实际上是上述两种调速回路的组合。
3.容积节流调速回路
工作原理:用压力补偿变量泵供油, 用流量控制阀调节进入或流出液压 缸的流量来调节活塞杆运动速度, 并使变量泵的输油量自动与缸所需 流量相适应。 效率较高,无溢流损失,用在速度 范围大的中小功率场合。
2.双作用增压器的增压回路
如图7-3b所示,能实现连续增压
四.卸荷回路
功用:在液压泵的驱动电机不频繁
起闭时,使液压泵在压力很低的情
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.利用二位二通阀旁路卸荷的回路
图5-4所示回路,当二位二通阀左位工作,泵 排除的液压油以接近零压状态流回油箱以节省 动力并避免油温上升。图中二位二通阀系以手 动操作,亦可使用电磁操作。注意二位二通阀 的额定流量必须和泵的流量相适宜。
五.平衡回路
功用:防止执行元件因自重而自行
下落,或下行运动时因自重而造成
失速、失控的不稳定运动。
图 7-7 为 单
向节流阀限
速、液控单
向阀琐紧的
平衡回路
六.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行程终止时, 保持压力一段时间,这时需采用保压 回路。所谓保压回路,就是使系统在 液压缸不动或仅有工件变形所产生
2.利用换向阀卸载的回路
图5-5所示回路,是采用中位串 联型(M型中位机能)换向阀,当阀位 处于中位置时,泵排出的液压油直接 经换向阀的P、T通路流回油箱,泵的 工作压力接近于零。使用此种方式卸 载,方法比较简单,但压力损失较多, 且不适用于一个泵驱动两个或两个以 上执行元件的场所。注意三位四通换 向阀的流量必须和泵的流量相适宜。
第7章液压基本回路
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流阀的输入电流实现回路的无
级调压。
图7-31 采用比例溢流阀的调压回路
7.3.2 卸荷回路
在液压系统工作过程中,当执行元件暂时停止运动或某段
工作时间内需保持很大作用力而运动速度极慢(甚至不动)时,
若泵(定量泵)的全部流量或绝大部分流量能在零压(或很低 的压力)下流回油箱,或泵(变量泵)能在仍维持原来的高压
的换向精度;
电磁阀使用方便,易于实现自动化,但换向时间短,故换向冲击大, 适用于小流量、平稳性要求不高的场合;
流量比较大、换向精度与平稳性要求较高的液压系统,常采用液动或
电液动换向阀。 当需要频繁动作且对换向过程有较多附加要求时,可采用时间、行程 控制式机-液换向回路。
调整D阀芯移动的速
度,也就调整了时间,因
1.液压缸差动连接的快速运动回路
优点:这种回路比较简
单也比较经济;
缺点:液压缸的速度加快 有限,有时不能满足快速运动 的要求。
图7-19 液压缸差动连接
2.采用蓄能器的快速运动回路
这种回路可以用较小流量
的液压泵来获得快速运动,主
要用于短期需要大流量的场合。
图7-20 蓄能器供油
3.双泵供油的快速运动回路
响。
图7-2 进口节流阀式节流调
2)功率特性
该调速回路的输入功率,即液压泵的输出功率:
Pp pp qp 常数
该调速回路的输出功率,将液压缸的输入功率:
P1 p1 q1
回路的功率损失:
P Pp - P1 pp qp - p1 q1 pp q p q1
失 pp q 和节流损失 p q1
第7章 液压基本回路
任何复杂的液压系统,它总是由一些基本回路组成的。所 谓基本回路,就是由一定的液压元件所构成的用来完成特定 功能的典型回路。液压基本回路按功能可分为速度控制回路、 压力控制回路、方向控制回路和多缸工作控制回路。
7第七章 液压基本回路
![7第七章 液压基本回路](https://img.taocdn.com/s3/m/590d4743cf84b9d528ea7a1b.png)
液压缸的运动速度v=q/A (q--输入流量;A--有效作用面积) 2.调速回路的主要方式:
节流调速回路:由定量泵供油,用流量阀调节进入或流出执行机构 的流量来实现调速;
容积调速回路:用调节变量泵或变量马达的排量来调速; 容积节流调速回路:用限压变量泵供油,由流量阀调节进入执行机 构的流量,并使变量泵的流量与调节阀的调节流量相适应来实现调速。 此外还可采用几个定量泵并联,按不同速度需要,启动一个泵或几个泵 供油实现分级调速。
1.利用液压泵的保压回路
maojian@
2.利用蓄能器的保压回路
maojian@
3.自动补油保压回路
maojian@
第二节
速度控制回路
调速回路 快速回路
速度换接回路
maojian@
一、调速回路
1.调速回路的基本原理
液压马达的转速nM=q/V
2. 在泵-缸回油节流调速回路中,三位四通换向阀处于不同位置时,可使液 压缸实现快进—工进-端点停留—快退的动作循环。试分析:在( )工况 下,泵所需的驱动功率为最大;在( )工况下,缸输出功率最小。 (A)快进 (B)工进 (C)端点停留 (D)快退
(B、C;C)
3. 系统中中位机能为P型的三位四通换向阀处于不同位置时,可使单活塞杆 液压缸实现快进—慢进—快退的动作循环。试分析:液压缸在运动过程中, 如突然将换向阀切换到中间位置,此时缸的工况为( );如将单活塞杆缸 换成双活塞杆缸,当换向阀切换到中位置时,缸的工况为( )。(不考虑 惯性引起的滑移运动) (A)停止运动 (B)慢进 (C)快退 (D)快进 (D;A)
maojian@
2.流量控制式同步回路 (1)用调速阀控制的同步回路
第7章---基本液压回路
![第7章---基本液压回路](https://img.taocdn.com/s3/m/53bd0ece51e79b8969022627.png)
1)变量泵-定量马达式调速回路
工作原理:
变量泵
安全阀
▲正常工作时,变量泵的
输出油量全部进入马达;
单向阀
▲若不计损失,马达的转
补油
溢流阀
速为:nM=QB/qM。因马
辅助泵
达的排量为定值,故调节
变量泵的输出流量就可对
马达转速进行调节。
▲马达过载时,油液经过安全阀进行循环。 ▲油液泄漏后由辅助泵进行补充。
▲当换向阀在左位工作时,打开液控单 向阀,活塞下行,节流阀产生的背压阻 止活塞加速下行。
五、卸荷回路——在不停止电机转动的状态下,使泵的 功率损耗接近于零。因为功率等于流量与压力的乘积, 故其中任意参数为零即可达到泄荷目的。
换向阀卸荷回路——M、H和K型中位机能的三位换向 阀处于中位时,泵的出油口直接与油箱接通而卸荷。
▲当换向阀 在右位工作 时,活塞左 行,左端的 柱塞输出高 压油;
高压油
▲电磁换向阀反 复在左、右位切 换时,就能得到 连续的高压油;
三、减压回路:为液压系统中某一支路提供低于油 泵出口的工作压力,以满足局部工作机构的需要。
工作原理: 在需要减压
的支路上串联 减压阀。
进给缸
夹紧缸
2
▲一级减压时, 压力由阀1确定;
B
生快进。
C
▲二通阀关闭时,液压油经节流 阀进入油缸,使工作台产生工进。 此时,因为节流阀两端有压差, 控制缸驱动泵体右移,偏距减小, 进入油缸流量减小,压力加大, 以满足工进要求。
定量马达
速度特性: 速度可调
nM
qB qM
nB
定量马达qM不变,改变qB → 改变nM
转矩特性:
TM
p
第七章 液压基本回路 -速度控制
![第七章 液压基本回路 -速度控制](https://img.taocdn.com/s3/m/9cb2faa06bd97f192379e972.png)
防止回路过载
补偿泵3和马达5 的泄漏
调定油泵1的 供油压力
变量泵-定量马达容积调速回路
20
液压传动课件
调速特性:
(1)转速
nM
qM VM
v
qM qP VPnP
nM
VPnP VM
v
当nP, VM一定, VP , nM .
调速范围较大 RC 40
液压传动课件
(2) 转矩
TM
pMVM
2
m
TM 与 qP 无关, VP , TM C.
调速回路
节流调速和容积调速
快速运动回路
差动连接和双泵供油
速度换接回路
行程控制、压力控制、时间控制、程 序控制
9
液压传动课件
(2) 功率特性
图中,液压泵输出功率即为该回路 V
的输入功率为:
Pp p pq p
而缸的输出功率为:
q
P1 F F
1
A
pq 11
回路的功率损失为:
1
P Pp P1 ppqp p1q1 pp (q1 q) ( pp pT )q1 p p q pT q1
液压传动课件
P p pq pT q1
式中q—溢流阀的溢流量,q=qp-q1。
V
进油路节流调速回路的功率
损失由两部分组成:溢流功率损
失P1=ppq和节流功率损失 P2=pT q1
Pp P p1q1
Pp
ppqp
液压传动课件
(3)调速特性
液压缸最大速度和最小速度之比。
q1m a x
Rc
vm a x vm in
动画演示
液压传动课件
如何实现速度换接?
三位四通 换向阀
第七章 液压基本回路 - 其他回路
![第七章 液压基本回路 - 其他回路](https://img.taocdn.com/s3/m/8dd3dc9aaf45b307e9719772.png)
5
3
2 Y
2 1Y
1
适用于保压 时间短、对 保压稳定性 要求不高的 场合。
液压传动课件
2.液压泵自动补油的保压回路
4
3 5
2Y
1Y
2 1
采用液控单 向阀、电接 触式压力表 发讯使泵自 动补油。
液压传动课件
3.采用蓄能器的保压回路
当液压缸加压完毕
要求保压时,由压力
继电器发讯使3YA通
3YA
电,泵卸荷,蓄能器
这种回路同步精度较高,回 路效率也较高。
用串联液压缸的同步回路
注意:回路中泵的供油压力至少 是两个液压缸工作压力之和。
液压传动课件
3. 用同步马达的同步回路(容积式)
两个马达轴刚性连接,把 等量的油分别输入两个尺寸相 同的液压油缸中,使两液压缸 实现同步。
消除行程端点两缸的位置误差
用同步马达的同步回路
5
4 6
3
2Y
1Y
2
1
7
8
3Y
9
液压传动课件
7-3 多缸工作控制回路
液压传动课件
一、同步回路
能保证系统中两个或多个执行元件克服负载、摩擦阻 力、泄漏和结构变形上的差异,在运动中以相同的位移或 相等的速度运动,前者为位置同步,后者为速度同步。在 液压系统中,很难保证多个执行元件同步。因此,在回路 的设计、制造和安装过程中,通过补偿它们在流量上所造 成的变化,来保证运动速度或位移相同。同步回路多才用 速度同步。
怎样才能实现呢?
液压传动课件
思考
在运动的中间切断手 动阀,会怎样? 在运动的中间液压泵 停止工作,再启动时 怎样运动?
液压传动课件
三 多缸互不干扰回路
第七章 液压基本回路
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7.1.6 保压回路
• 功用: 使系统在液压 缸不动或因工件变形而 产生微小位移的工况下 保持稳定不变的压力。
ห้องสมุดไป่ตู้
•
1、利用辅助液压泵保压 2、利用蓄能器保压 3、自动补油保压回路 4、利用单向阀和液控单 向 阀的保压回路
25
(a)利用蓄能器的保压回路
系统工作时,电磁换向阀6的左位通电,主换向阀左 位接入系统,液压泵向蓄能器和液压缸左腔供油,并推 动活塞右移,压紧工件后,进油路压力升高,升至压力 继电器调定值时,压力继电器发讯使二通阀3通电,通 过先导式溢流阀使泵卸荷,单向阀自动关闭,液压缸则 由蓄能器保压。蓄能器的压力不足时,压力继电器复位 使泵重新工作。
19
7.1.5 平衡回路 • 功用
使执行元件的回 路上保持一定的背压 值,以平衡重力负载, 使之不会因自重而自 行下落。 图示为单向顺序阀的 平衡回路
20
平衡回路 当工作负载变小时,系统的功率损
使立式液压缸的回油路保持一定背压,以防止运动部 失将增大。由于顺序阀存在泄漏, 件在悬空停止期间因自重而自行下落,或下行运动时因自 液压缸不能长时间停留在某一位置 重超速失控。 上,活塞会缓慢下降。若在单向顺 序阀和液压缸之间增加一个液控单 (a)采用单向顺序阀的平 向阀,由于液控单向阀密封性很好, 衡回路 可防止活塞因单向顺序阀泄漏而下 降。 调整顺序阀的开启压力,
工业实例
钻床用于加工各种 空心体的零件。工件 被一台液压虎钳夹紧, 根据空心体的壁厚不 同,必须能够调整夹 紧力。 这是一个典型的压 力控制回路,可以用 到的主要控制元件是 溢流阀和减压阀。减 压阀用于降低系统压 力,以满足不同液压 设备的压力需要。
29
练习
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液压传动
提高溢流阀的调定压力、增大液压缸有效工作面积、减 小节流阀的指数,可提高速度刚性。
2019年9月16日星期一
(3)功率特性
液压传动
以其自身功率损失(不包括液压缸,液压泵和管路中的功 率损失) 、功率损失分配情况和效率来表达。
回路的输入功率 PP pPqP
输出的有效功率 P1 p1q1
回路的功率损失 P PP P1 pPq pT q1
进油路节流调速回路的功率损失由两部分组成:溢流功 率损失 和节流功率损失 。
回路的输出功率与回路的输入功率之比定义为回路的效率
C
p1q1 pPqP
2019年9月16日星期一
(4)调速范围
液压传动
RC
vm a x vm in
量,存在节流损失和溢流损失,效率低,油液温升大; 但低速稳定性好,油路结构简单,成本较低;
容积调速回路靠改变液压泵或者液压马达的排量实 现调速,不存在节流损失和溢流损失,回路效率高,油 液温升小;但是低速稳定性较差,变量泵或者变量马达 的结构复杂,成本较高。
两种回路都能实现无级调速。
2019年9月16日星期一
2019年9月16日星期一
液压传动
V
> > A A A T1
T2
T3
AT1 AT2
AT3
速度刚性特点:
0
F
图8.7旁路节流调速回路速度负载特性曲线
当节流阀通流面积不变时,负载越大,速度刚性越好;当
负载一定时,节流阀通流面积越小,速度刚性越好。
增大液压缸有效工作面积、减小节流阀的指数、减小液 压泵的泄漏可提高速度刚性。
节流调速回路按回路压力是否随负载变化分为定压式和 变压式两种;根据流量控制元件在回路中安放的位置不同, 分为进油路节流调速,回油节路流调速,旁路节流调速三种 基本形式 。
2019年9月16日星期一
1.定压式节流调速回路 液 压 传 动
(1)基本形式
回路压力经溢流阀的调定后基本上保持不变。
2019年9月16日星期一
=p1A+Fs
pp
p1
Fs A
2019年9月16日星期一
液压传动
§7-2 压力控制回路
压力控制回路是利用压力控制阀控制油液的压力,以达 到稳压、调压、减压、增压的控制满足执行元件对力或 转矩的要求,或利用压力作为信号控制其它元件动作, 以实现某些动作要求。 按照使用目的不同,压力控制回路主要有:调压回路、 减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路、平衡回路 等。
m
> > A A A T1
T2
T3
AT1
v
q1
q
p
KA
F A1
AT2 AT3
A1
A1
0
F
图8.7旁路节流调速回路速度负载特性曲线
在节流阀通流面积不变的情况下,液压缸的速度因负载增
大而显著减小,其速度负载特性比进、回油节流调速更软。
节流阀通流面积越大(速度越小),使活塞停止运动的 负载就越小。其承载能力是变化的,低速下的承载能力很差。
2019年9月16日星期一
一、调压回路 1、单级调压回路
液压传动
2019年9月16日星期一
2019年9月16日星期一
液 压 传 动 这种调速回路与容积调速相比,活塞运动速度v由调速阀调
节与泵的泄漏无关,能获得较低的稳定速度;与节流阀相 比,它只有节流损失而无溢流损失,因而效率较高。
2019年9月16日星期一
液压传动
⑵差压(变压)式变量泵和节流阀组成的联合调速回路
ppA1+p p(A-A1)
液压传动
四、容积节流调速(联合调速)回路 调速原理:采用变量泵供油,通过流量控制阀控制流量,改 变流量阀节流口大小,以调节进入执行元件的流量,并利用 系统的压力反馈来自动控制变量泵的流量,以使输出流量与 系统所需流量相适应。
2019年9月16日星期一
⑴限压(定压)式变量液泵和压调速传阀组成动的调速回路
F A1
RT
不仅与节流阀可用的调速范围有关,也与负载、液压泵
泄漏系数有关。
2019年9月16日星期一
液压传动
(4)旁油节流调速回路的特点 1)流量阀开口越大,液压缸运动速度越低; 2)流量阀开口一定,负载越大,液压缸运动速度越低。 3)旁路节流调速只有节流损失,而无溢流损失,因而功 率损失比前两种调速回路小,效率高。发热小。 4)用于负载大一些,速度较高,调速范围小,且速度的 平稳性要求不高的液压系统中。
特性曲线上某点的斜率越小(机械特性越硬),速度刚 性就越大,活塞运动速度受负载波动的影响就越小,活塞在 变载下的运动就越平稳。
当节流阀通流面积不变时,负载越小,速度刚性越高;当 负载一定时,节流阀通流面积越小,速度刚性越高。
这种调速回路的速度稳定性,在低速轻载情况下,比高 速重载时好。
2019年9月16日星期一
类型:开式和闭式 在开式回路中,液压泵从油箱中吸油,执行元件的回油
仍返回油箱。油液在油箱中能得到较好的冷却,且便于油中 杂质的沉淀和气体的逸出。但油箱尺寸较大,污物容易侵入。
在闭式回路中,液压泵的吸油口与执行元件的回油口直
接连接,油液在封闭的油路系统内循环。其结构紧凑,运动 平稳,空气和污物不易侵入,噪声小,但其散热条件较差。
2019年9月16日星期一
液 3.用调速阀的节流调速回路 压 传 动
回路中的节流阀用调速阀来代替。由于调速阀本身能在负 载变化的条件下保证节流阀进出油口间的压强差基本不变,因 而使用调速阀后,节流调速回路的速度负载特性将得到改善。
2019年9月16日星期一
三、容积调速回路
液压传动
原理:容积调速回路是利用改变变量泵或变量液压马达的 排量来调节执行元件运动速度的回路。
2019年9月16日星期一
液压传动
§7-1 调速回路 一、调速方法概述 1.调速原理
由以上两式可以看出,要调节或控制液压缸和液压马达 的工作速度,可以通过改变进入执行元件的流量来实现,也 可以通过改变执行元件的几何参数来实现。
2019年9月16日星期一
2.调速回路类型
液压传动
节流调速——采用定量泵供油,由流量阀调节进入执 行元件的流量来实现调节执行元件运动速度的方法。
(2)机械特性
液压传动
以进油节流调速回路为例
v q1 A1
p1 A1 F
q1 CAT pT CAT ( pp p1)
v
q1 A1
CAT ( pP A1 F ) A11
速度负载特性曲线:以F为横坐标,以v为纵坐标,按不同节流 阀通流面积作图,可得一组抛物线,称为进油路节流调速回路 的速度负载特性曲线。
综上所述,进油路、回油路节流调速回路结构简单,价 格低廉,但效率较低,只宜用在负载变化不大,低速、小功 率场合,如某些机床的进给系统中。
2019年9月16日星期一
2.变压式节流调速回路 液 压 传 动
把节流阀装在与液压缸并联的支路上,利用节流阀把液压 泵供油的一部分排回油箱实现速度调节的回路,称为旁油路节 流调速回路。由于溢流功能由节流阀来完成,故正常工作时, 溢流阀处于关闭状态,溢流阀作安全阀用,液压泵的供油压力 取决于负载。
nM= vPnP/VM
回路具有以下特征: 1)调速范围大; 2)恒扭矩(恒推力)调速; 3)回路的输出功率随液压马达的转速呈线性变化。
2019年9月16日星期一
⑵定量泵和变量液压马达液组成的压容积调传速回动路
2019年9月16日星期一
液 压 传 动 在这种回路中,液压泵转速和排量 都是常值,改变液压马达排
量 时,马达输出转矩的变化与排量成正比,输出转速 则与排量 成反比。马达的输出功率 和回路的工作压力 都由负载功率决定, 不因调速而发生变化,所以这种回路常被称为恒功率调速回路。 该回路的优点是能在各种转速下保持很大输出功率不变,其缺 点是调速范围小,因此这种调速方法往往不能单独使用。
2019年9月16日星期一
nM= qP/VM
液压传动
回路具有以下特征:
1)调速范围小; 2)恒功率调速; 3)液压马达的输出转矩随其转速的增大将逐
渐减小。
2019年9月16日星期一
液压传动
(3)变量泵和变量马达组成的容积调速回路
2019年9月16日星期一
液 调速过程分为两个阶段: 压 传 动
1)将液压马达的排量固定在最大值上,逐渐增大泵的 排量——恒扭矩调速;
AT max AT min
RT
定压式进油节流调速回路的调速范围只受流量控制元件 调速范围的限制。
2019年9月16日星期一
液压传动
(5)进油与回油节流调速的区别 1)出口节流调速回路,其流量阀能使液压缸的回油腔形成背 压,使液压缸运动平稳且能承受一定的负值负载; 2) 进油节流调速回路,流量阀前后有一定的压力差,当液压 缸运动至终点时,液压缸的进油腔压力会升高,可利用这个 特点设置压力继电器,实现压力控制。而回油路节流调速回 路不能实现压力控制; 3)进油节流调速回路可获得较低的最小稳定速度 ; 4)出口节流调速回路中油液通过节流阀产生的热量直接排回 油箱消耗掉。
2019年9月16日星期一
(1)速度负载特性 液 压 传 动
p1 A1 p2 A2 F
p1
F A1
qj
KAp m
KA( F )m A1
q1
qp
qj
q
p
KA(
F A1
)
m
m
v
q1