单缸液压电气控制回路设计

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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)所示的方便，但却具 有紧急时立即后退的功能。
(1)绘制油缸的位移—步骤图，如图7－9所示。 (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。
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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 【例7－1】 有一液压缸A，其动作为伸出→缩回，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。
0表示开关未被触动的状态； 1表示开关被触动的状态。
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图7－15(c)给出了在整个动作过程中，行程开关变化的情形， 每一步完成时必会产生一组新的开关信号。从此图中可发现有 三种信号变化的情形：
0→0或1→1表示液压缸静止不动； 1→0表示液压缸刚刚离开原位，正在继续移动中； 0→1表示液压缸刚好到达某一定位。 真正有意义的是0→1这一个信号，因为只有它才能告诉我 们某一动作已完成，可进行下一动作了。
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(3)当电路如图7－7(c)所示时，不论在何种情况下按OFF按 钮，A缸将立即就地停止。
(4)当电路如图7－8所示时，不论在何种情况下，只要按 OFF按钮，
A缸将当次的循环做完后就不再动作了，操作起来非常方便。
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图7－9 位移—步骤
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【例7－2】 A缸动作顺序为伸出→停留→退回，试用单向电 控换向阀设计电气液压回路。
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图7－5 电路图二
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若要使A缸能连续地自动前进、后退，则用如图7－6所示的 电路图即可。但在使用这种电路时，若要使A缸停止，就得切掉 电源，若要使A缸动作，就得再把电源接上，因此操作非常不便。 此时就需用主控继电器来作电源控制，如图7－7所示就是依此 设计的电路图；或仅用继电器来作第一步动作的电源控制，其 电路如图7－8所示。
在学习本章前，要求读者学过有关电气方面的知识，否则， 建议在学完本书的第二篇气动技术后再学习本章的内容。
另外，本章还将用工作中的具体实例来介绍液压系统的设 计。
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7.1 液压顺序动作控制回路的设计
在液压系统中，当执行元件做功时，除考虑其输出力和速 度外，还需根据动作顺序图要求的顺序动作。第5章中讲到了多 缸顺序动作的压力控制法和行程控制法，本节主要简单介绍顺 序动作回路电气控制的设计方法。
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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
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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。
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图7－4 电路图一
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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7－14 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：
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。 (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7－2 位移—步骤图
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图7－3 采用各种电磁阀的液压回路
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(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保A缸的继续前进。图7－4(c)所示 的情况与图7－4(b)所示的类似，K1和K2分别作YA1、YA0线圈 的自保持继电器。当前进、后退按钮同时按下时，YA1、YA0线 圈会同时通电而使电磁阀无法控制，所以特别在电路中加上中 间继电器K1、K2的常闭接点，以防止该现象的发生。
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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 控制的设计方法。
(1)绘制气缸的位移—步骤图，如图7－11所示。 (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的液压和电气控制回路图 (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－