《液压基本回路》PPT课件.ppt
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1、培训讲义五、液压基本回路五、液压基本回路培训讲义液压基本回路液压基本回路任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。的组合。基本回路按在液压系统中的功能可分:基本回路按在液压系统中的功能可分:压力控制回路压力控制回路 控制整个系统或局部油路的工作压力;控制整个系统或局部油路的工作压力;速度控制回路速度控制回路 控制和调节执行元件的速度;控制和调节执行元件的速度;方向控制回路方向控制回路 控制执行元件运动方向的变换和锁停;控制执行元件运动方向的变换和锁停;多执行元件
2、控制回路多执行元件控制回路 控制几个执行元件间的工作循控制几个执行元件间的工作循环。环。培训讲义压力控制回路压力控制回路培训讲义压力控制回路压力控制回路n压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力,以满足执行元件对力和转矩或局部支路的压力,以满足执行元件对力和转矩的要求。的要求。n 包括包括:n调压回路调压回路n卸载回路卸载回路n减压回路减压回路n增压回路增压回路n平衡回路平衡回路n保压回路保压回路n泄压回路泄压回路培训讲义调压回路调压回路系统中有节流阀。当执行系统中有节流阀。当执行元件工作时溢流阀始终开元件工作时溢流阀始终开启,使系统
3、压力稳定在调启,使系统压力稳定在调定压力附近,溢流阀作定定压力附近,溢流阀作定压阀用压阀用。功用功用 调定和限制液压系统的最高工作压力,或者使执行机构调定和限制液压系统的最高工作压力,或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多级压力变换。一般用溢流阀来实现这在工作过程不同阶段实现多级压力变换。一般用溢流阀来实现这一功能。一功能。单级调压回路单级调压回路 系统中无节流阀。当系统中无节流阀。当系统工作压力达到或超系统工作压力达到或超过溢流阀调定压力时,过溢流阀调定压力时,溢流阀才开启,对系统溢流阀才开启,对系统起安全保护作用。起安全保护作用。利用先导型溢流阀遥利用先导型溢流阀遥控口远程调压时,主溢控口
4、远程调压时,主溢流阀的调定压力必须大流阀的调定压力必须大于远程调压阀的调定压于远程调压阀的调定压力。力。培训讲义 多级调压回路多级调压回路 由先导型溢流阀、远程调由先导型溢流阀、远程调压阀和电磁换向阀组成。压阀和电磁换向阀组成。无级调压回路无级调压回路 通通过电液比例溢流阀来过电液比例溢流阀来实现。实现。培训讲义卸载回路卸载回路n功用功用 在液压系统执行元件短时间不工作时,不频繁启动原动机在液压系统执行元件短时间不工作时,不频繁启动原动机而使泵在很小的输出功率下运转。而使泵在很小的输出功率下运转。n卸载方式:压力卸载;流量卸载(仅适用于变量泵)卸载方式:压力卸载;流量卸载(仅适用于变量泵)用换
5、向阀中位机能的卸载回路用换向阀中位机能的卸载回路 泵可借助泵可借助M型、型、H型或型或K型换向阀型换向阀中位机能来实现降压卸载。中位机能来实现降压卸载。用先导型溢流阀的卸载回路用先导型溢流阀的卸载回路 采用二位二通电磁阀控制先导采用二位二通电磁阀控制先导型溢流阀的遥控口来实现卸载。型溢流阀的遥控口来实现卸载。培训讲义 限压式变量泵的卸载回路为零限压式变量泵的卸载回路为零流量卸载,泵的压力升高到泵的流量卸载,泵的压力升高到泵的压力调节螺钉调定的极限值时,压力调节螺钉调定的极限值时,泵的流量减小到只补充缸或阀的泵的流量减小到只补充缸或阀的泄漏,回路实现保压卸载。泄漏,回路实现保压卸载。有蓄能器的卸
6、载回路有蓄能器的卸载回路 当当回路压力到达卸载溢流阀调回路压力到达卸载溢流阀调定压力时,泵通过该阀卸载,定压力时,泵通过该阀卸载,蓄能器保持系统压力。蓄能器保持系统压力。培训讲义减压回路减压回路n功用功用 减小系统压力到需要的稳定值,以满足机床的夹紧、定位、减小系统压力到需要的稳定值,以满足机床的夹紧、定位、润滑及控制油路的要求。润滑及控制油路的要求。n注意要减压阀稳定工作,最低调整压力注意要减压阀稳定工作,最低调整压力,最高调整压力至少比系统,最高调整压力至少比系统压力低。压力低。单级减压回路单级减压回路 在需要低压的支在需要低压的支路上串联定值减压阀。单向阀用来路上串联定值减压阀。单向阀用
7、来防止缸防止缸 5 的压力受主油路的干扰。的压力受主油路的干扰。二级减压回路二级减压回路 在先导型减在先导型减压阀遥控口接入远程调压阀和压阀遥控口接入远程调压阀和二位二通电磁阀。二位二通电磁阀。培训讲义增压回路增压回路n功用功用 使系统的局部支路获得比系使系统的局部支路获得比系统压力高且流量不大的油液供应。统压力高且流量不大的油液供应。n实现压力放大的元件主要是增压器,实现压力放大的元件主要是增压器,其增压比为增压器大小活塞的面其增压比为增压器大小活塞的面积比。注意:压力放大是在降低积比。注意:压力放大是在降低有效流量的前提下得到的。有效流量的前提下得到的。双作用增压器的增压回路双作用增压器的
8、增压回路 它它能连续输出高压油,适用于增能连续输出高压油,适用于增压行程要求较长的场合。压行程要求较长的场合。单作用增压器的增压回路单作用增压器的增压回路 适用于单向作用力大、行程小、适用于单向作用力大、行程小、作业时间短的场合。作业时间短的场合。培训讲义平衡回路平衡回路采用单向顺序阀的平衡回路采用单向顺序阀的平衡回路顺序阀压力调定后,若工作负顺序阀压力调定后,若工作负载变小,系统功率损失将增大。载变小,系统功率损失将增大。由于滑阀结构的顺序阀和换向由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在泄漏,活塞不可能长时阀存在泄漏,活塞不可能长时间停在任意位置。间停在任意位置。该回路适用于工作负载固定且该回路适用
9、于工作负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。活塞闭锁要求不高的场合。功用功用 使立式液压缸的回油路保持一定背压,以防止使立式液压缸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,或下行运运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落,或下行运动时因自重超速失控。动时因自重超速失控。培训讲义 采用液控单向阀的平衡回路采用液控单向阀的平衡回路液控单向阀是锥面密封,故闭锁液控单向阀是锥面密封,故闭锁性能好。回路油路上串联单向节性能好。回路油路上串联单向节流阀用于保证活塞下行的平稳。流阀用于保证活塞下行的平稳。采用远控平衡阀的平衡回路采用远控平衡阀的平衡回路 它不但具有很好的密封性,能它不但具
10、有很好的密封性,能起到长时间的闭锁定位作用,起到长时间的闭锁定位作用,还能自动适应不同负载对背压还能自动适应不同负载对背压的要求。的要求。培训讲义保压回路保压回路n功用功用 使系统在缸不动或因工件变形而产生微小位移的工况保持使系统在缸不动或因工件变形而产生微小位移的工况保持稳定不变的压力。保压性能有两个指标:保压时间和压力稳定性。稳定不变的压力。保压性能有两个指标:保压时间和压力稳定性。采用液控单向阀的保压回路采用液控单向阀的保压回路 适用于保压时间短、对保压稳定适用于保压时间短、对保压稳定性要求不高的场合。性要求不高的场合。液压泵自动补油的保压回路液压泵自动补油的保压回路采用液控单向阀、电接
11、触式压采用液控单向阀、电接触式压力表发讯使泵自动补油。力表发讯使泵自动补油。培训讲义 采用辅助泵的保压回路采用辅助泵的保压回路当液压缸加压完毕要求保当液压缸加压完毕要求保压时,由压力继电器压时,由压力继电器 4 发发讯,主泵卸载,由辅助泵讯,主泵卸载,由辅助泵供油维持系统压力稳定。供油维持系统压力稳定。由于辅助泵只需补偿系统由于辅助泵只需补偿系统泄漏,可选小流量泵,功泄漏,可选小流量泵,功率损失小,压力稳定性取率损失小,压力稳定性取决于溢流阀决于溢流阀 7 的稳压性能。的稳压性能。采用蓄能器补油的保压回路采用蓄能器补油的保压回路用蓄能器代替辅助泵亦可达到补偿系统泄漏的目的。用蓄能器代替辅助泵亦
12、可达到补偿系统泄漏的目的。培训讲义泄压回路泄压回路n功用功用 使执行元件高压腔中的压力缓慢地释放,以免泄压过快引使执行元件高压腔中的压力缓慢地释放,以免泄压过快引起剧烈的冲击和振动。起剧烈的冲击和振动。延缓换向阀切换时间的泄压回路延缓换向阀切换时间的泄压回路 换向阀处于中位时,主泵和辅助换向阀处于中位时,主泵和辅助泵卸载,液压缸上腔压力油通过泵卸载,液压缸上腔压力油通过节流阀节流阀 6 和溢流阀和溢流阀 7 泄压,节流泄压,节流阀阀 6 在卸载时起缓冲作用。泄压在卸载时起缓冲作用。泄压时间由时间继电器控制。时间由时间继电器控制。用顺序阀控制的泄压回路用顺序阀控制的泄压回路 回路采用带卸载小阀芯
13、的液控回路采用带卸载小阀芯的液控单向阀单向阀 4 实现保压和泄压,泄实现保压和泄压,泄压压力和回程压力均由顺序阀压压力和回程压力均由顺序阀控制。控制。培训讲义速度控制回路一速度控制回路一调速回路调速回路培训讲义速度控制回路速度控制回路n速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的问题。问题。n1、调速回路、调速回路 调节执行元件运动速度的回路。调节执行元件运动速度的回路。n定量泵供油系统的节流调速回路定量泵供油系统的节流调速回路n变量泵(变量马达)的容积调速回路变量泵(变量马达)的容积调速回路n容积节流调速回路容积节流调速回路n2、快速回路、
14、快速回路 使执行元件快速运动的回路。使执行元件快速运动的回路。n3、速度换接回路、速度换接回路 变换执行元件运动速度的回路。变换执行元件运动速度的回路。培训讲义调速回路调速回路n液压缸的速度液压缸的速度 v=q/An液压马达的转速液压马达的转速 n=q/vm 调节执行元件的工作速度,可以改变输入执行元件的流量或由执调节执行元件的工作速度,可以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。行元件输出的流量;或改变执行元件的几何参数。n对于定量泵供油系统,可以用流量控制阀来调速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节流调速回路;按流量控制阀安放位置的不同分:
15、路;按流量控制阀安放位置的不同分:进油节流调速回路进油节流调速回路n 回油节流调速回路回油节流调速回路n 旁路节流调速回路旁路节流调速回路n对于变量泵(马达)系统,可以改变液压泵(马达)的排量来调对于变量泵(马达)系统,可以改变液压泵(马达)的排量来调速速容积调速回路容积调速回路;n变量泵变量泵定量马达闭式调速回路定量马达闭式调速回路n变量泵变量泵变量马达闭式调速回路变量马达闭式调速回路n同时调节泵的排量和流量控制阀来调速同时调节泵的排量和流量控制阀来调速容积节流调速回路。容积节流调速回路。n限压式变量泵和调速阀的调速回路限压式变量泵和调速阀的调速回路n差压式变量泵和节流阀的调速回路差压式变量
16、泵和节流阀的调速回路培训讲义定量泵节流调速回路定量泵节流调速回路n回路组成:定量泵,流量控制阀(节流阀、调速阀等),回路组成:定量泵,流量控制阀(节流阀、调速阀等),溢流阀,执行元件。其中流量控制阀起流量调节作用,溢溢流阀,执行元件。其中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。流阀起压力补偿或安全作用。按流量控制阀安放位置的不同分:按流量控制阀安放位置的不同分:进油节流调速回路进油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压泵与液将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。压缸之间。n 回油节流调速回路回油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压缸与油将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。箱之间。n
17、 旁路节流调速回路旁路节流调速回路 将流量控制阀安装在液压缸并联将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。的支路上。n下面分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。分析下面分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。分析时忽略油液压缩性、泄漏、管道压力损失和执行元件的机时忽略油液压缩性、泄漏、管道压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁小孔,节流口压力流量方程中械摩擦等。设节流口为薄壁小孔,节流口压力流量方程中 m1/2。培训讲义进、回油节流调速回路进、回油节流调速回路nqp=q1+qnp1A1=Fnq1=KATp1/2 =KAT(pp-F/A1)1/2nV=q1/A1 =KAT(pp-F/A
18、1)1/2/A1nqp=q1+qnppA1=p2A2+Fnq2=KATp21/2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2nV=q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2流量连续性方程流量连续性方程活塞受力平衡方程活塞受力平衡方程节流阀压力流量方程节流阀压力流量方程速度负载特性方程速度负载特性方程培训讲义n进回油节流调速回路的进回油节流调速回路的速度负载特性速度负载特性及及功率特性功率特性n调节节流阀通流面积调节节流阀通流面积AT可无级调节液压缸活塞速度,可无级调节液压缸活塞速度,v与与AT成正成正比。比。n当当AT一定时,速度随负载的增加而下降。当一定时,速度随负载的增加
19、而下降。当v=0时,最大承载时,最大承载能力能力Fmax=psA1。n速度随负载变化而变化的程度,表现为速度负载特性曲线的斜速度随负载变化而变化的程度,表现为速度负载特性曲线的斜率不同,常用速度刚性率不同,常用速度刚性 kv 来评价。来评价。Kv=-dF/dv=-1/tg=2(psA1-FL)/v 它表示负载变化时回路阻抗速度变化的能力。它表示负载变化时回路阻抗速度变化的能力。液压缸在高速和大负载时,速度受负载变化的影响大,即回路液压缸在高速和大负载时,速度受负载变化的影响大,即回路的速度刚性差。的速度刚性差。n回路的输出功率与回路的输入功率之比定义成回路效率。回路的输出功率与回路的输入功率之
20、比定义成回路效率。=(Pp-P)/Pp=pLqL/psqp 进回油节流调速回路既有溢流损失,又有节流损失,回路效率进回油节流调速回路既有溢流损失,又有节流损失,回路效率较低。当实际负载偏离最佳设计负载时效率更低。较低。当实际负载偏离最佳设计负载时效率更低。n这种回路适用于低速、小负载、负载变化不大和对速度这种回路适用于低速、小负载、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率场合。稳定性要求不高的小功率场合。培训讲义n进、回油节流调速回路的不同之处进、回油节流调速回路的不同之处:n回油节流调速回路回油腔有一定背压,故液压缸能承受负值负载,回油节流调速回路回油腔有一定背压,故液压缸能承受负值负载,
21、且运动速度比较平稳。且运动速度比较平稳。n进油节流调速回路容易实现压力控制。工作部件运动碰到死挡铁进油节流调速回路容易实现压力控制。工作部件运动碰到死挡铁后,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。信号,可控制下一步动作。n回油节流调速回路中,油液经节流阀发热后回油箱冷却,对系统回油节流调速回路中,油液经节流阀发热后回油箱冷却,对系统泄漏影响小。泄漏影响小。n在组成元件相同的条件下,进油节流调速回路在同样的低速时节在组成元件相同的条件下,进油节流调速回路在同样的低速时节流阀不易堵塞。流阀不易堵塞。n回油
22、节流调速回路回油腔压力较高,特别是负载接近零时,压力回油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,这对回油管的安全、密封及寿命均有影响。更高,这对回油管的安全、密封及寿命均有影响。n为了提高回路的综合性能,一般采用进油节流调速回路,为了提高回路的综合性能,一般采用进油节流调速回路,并在回油路上加背压阀。并在回油路上加背压阀。培训讲义旁路节流调速回路旁路节流调速回路n速度受负载变化的影响大,速度受负载变化的影响大,在小负载或低速时,曲线在小负载或低速时,曲线陡,回路的速度刚性差。陡,回路的速度刚性差。n在不同节流阀通流面积下,在不同节流阀通流面积下,回路有不同的最大承载能回路有不
23、同的最大承载能力。力。AT越大,越大,Fmax越小,越小,回路的调速范围受到限制。回路的调速范围受到限制。n只有节流功率损失,无溢只有节流功率损失,无溢流功率损失,回路效率较流功率损失,回路效率较高。高。溢流阀关闭,起安全阀作用。溢流阀关闭,起安全阀作用。溢流阀关闭,起安全阀作用。溢流阀关闭,起安全阀作用。速度负载特性方程速度负载特性方程速度负载特性方程速度负载特性方程 V V=q q1 1/A A1 1=q q t t-p p(F F/A A1 1)-)-KAKAT T(F F/A A1 1)1/21/2/A A1 1培训讲义改善节流调速负载特性的回路改善节流调速负载特性的回路n在节流阀调速
24、回路中,当负载变化在节流阀调速回路中,当负载变化时,因节流阀前后压力差变化,通时,因节流阀前后压力差变化,通过节流阀的流量均变化,故回路的过节流阀的流量均变化,故回路的速度负载特性比较差。若用调速阀速度负载特性比较差。若用调速阀代替节流阀,回路的负载特性将大代替节流阀,回路的负载特性将大为提高。为提高。n调速阀可以装在回路的进油、回油调速阀可以装在回路的进油、回油或旁路上。负载变化引起调速阀前或旁路上。负载变化引起调速阀前后压差变化时,由于定差减压阀的后压差变化时,由于定差减压阀的作用,通过调速阀的流量基本稳定。作用,通过调速阀的流量基本稳定。n旁路节流调速回路的最大承载能力旁路节流调速回路的
25、最大承载能力不因不因AT增大而减小。增大而减小。n由于增加了定差减压阀的压力损失,由于增加了定差减压阀的压力损失,回路功率损失较节流阀调速回路大。回路功率损失较节流阀调速回路大。调速阀正常工作必须保持调速阀正常工作必须保持1MPa的压差,的压差,n旁通型调速阀只能用于进油节流调旁通型调速阀只能用于进油节流调速回路中。速回路中。培训讲义容积调速回路容积调速回路n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。由于没有节流损失和溢流损失,回路效率高,系统温升小,速度。由于没有节流损失和溢流损失,回路效率高,系统温升小,适用于
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