第7章-液压基本回路1.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,湖南工程学院,液压与气压传动,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,7,章,液压,基本,回路,Basic Hydraulic Circuits,任何一个液压系统都是由一个或几个基本回路组成。,液压基本回路是指,由有关液压元件和管道组合而成用以实现某种特定功能的典型油路。,液压基本回路分类,按液压基本回路在液压系统中的功用可分为：,压力控制回路,控制整个系统或局部油路的工作压力,，,包括调压、减压、卸荷和平衡等多种回路；,速度控制回路,控制和调节执行元件的速度，,包括调速回路、快速运动和速度换接回路等；,方向控制回路,控制执行元件运动方向的变换和锁停，,包括换向回路和锁紧回路等；,多缸工作控制回路,控制几个执行元件相互间的工作循环,，,包括顺序动作回路、同步回路和多缸快慢速互不干扰回路等。,第,7,章 液压基本回路,(Basic hydraulic circuits),湖南工程学院,液压与气压传动,方向控制回路,是利用各种方向阀来控制流体的通断和变向，从而控制执行元件的,启动,、,停止,和,换向,。,7.1.1,换向回路,采用,二位四通换向阀、三位四通换向阀,都可以使双作用执行元件换向。二位阀只能使执行元件正、反向运动，三,位阀有中位，,不同,中位机能,可使系统获得不同性能。,7.1,方向控制回路,(Directional Control Circuits),湖南工程学院,液压与气压传动,锁紧回路可使活塞在,任一位置停止,，可防其窜动。,锁紧的简单的方法是利用三,位换向阀的,M,、,O,型,中位机,能封闭液压缸两腔。但由于,换向阀有泄漏，这种锁紧方,法不够可靠，只适用于锁紧,要求不高的回路中。,最常用的方法是采用,双,液控单向阀,，由于液控单向,阀有良好的密封性能，即使,在外力作用下，也能使执行,元件长期锁紧。,锁紧回路,7.1.2,锁紧,回路,7.1,方向控制回路,(Directional Control Circuits),湖南工程学院,液压与气压传动,压力控制回路是利用,压力控制阀,来控制系统,整体,或某,一部分,的,压力,，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。,包括,调压、减压、增压、卸荷、平衡,等多种回路。,7.2,压力控制回路,(Pressure Control Circuits),作用：,使液压系统,整体,或,部分的压力,保持,恒定,或,不超过,某个数值。,调压回路又可以分为,压力调定回路,和,压力限定回路,。,若系统中需要二种以上的压力，可,实现,多级调压回路。,在定量泵系统中，,液压泵的工作压力可以通过,溢流阀作为调压阀,来调定回路压力，,使液压系统整体或部分的压力保持恒定。,在变量泵系统中，,用溢流阀作为安全阀,来限定系统的最高压力，防止系统过载，,使液压系统整体或部分的压力不超过某个数值。,7.2.1,调压回路,湖南工程学院,液压与气压传动,调节溢流阀便可调节泵的供油压力。,1.,单级调压回路,溢流阀调压弹簧,压力表,为了便于调压和观察，溢流阀旁一般要就近安装压力表。,7.2.1,调压回路,(Pressure regulated circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,主溢流阀调,10MPa,右图所示为二级调压回路。图示状态下，泵出口压力由溢流阀,3,调定为较高压力。,2,二级调压回路,远程溢流阀调,4MPa,切断,7.2.1,调压回路,(Pressure regulated circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,3,多级调压回路,换向阀居中位，溢流阀,主阀,1,调压,10MPa,开启,换向阀居左位，远程溢流,阀,2,调压,8MPa,开启,换向阀居右位，远程溢流,阀,3,调压,7MPa,开启,多级调压回路动画,7.2.1,调压回路,(Pressure regulated circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,减压回路的功用是使系统中某一部分油路具有较低的稳定压力。,7.2.2,减压回路,为使减压回路工作可靠，减压阀的最低调整压力应不小于,0.5Mpa,，最高调整压力至少比系统压力小,0.5Mpa,。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的下游，以避免减压阀泄漏（指由减压阀泄油口流回油箱的油液）对执行元件速度产生影响。,减压回路可分为,单级减压,和,多级减压回路。,7.2.2,减压回路,7.2.2,减压回路,(Pressure-reducing circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,7.2.2,减压回路,(Pressure-reducing circuit),图为用于工件夹紧的减压回路。夹紧时，为了防止系统压力降低油液倒流，并短时保压，在减压阀后串接一个单向阀。图示状态，低压由减压阀,1,调定；当二通阀通电后，阀,1,出口压力则由远程调压阀,2,决定，故此回路为二级减压回路。,换向阀居左位，减压阀,由阀,1,弹簧调压为,5MPa,换向阀居右位，减压阀,由远程阀,2,调压为,3MPa,湖南工程学院,液压与气压传动,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远高于液压泵的输出压力。,增压回路,7.2.3,增压回路,(Pressure-increasing circuit),7.2.3,增压回路,单作用增压器的增压回路,湖南工程学院,液压与气压传动,2.,双作用增压器的增压回路,b,）双作用增压器增压回路,7.2.2,减压回路,(Pressure-reducing circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,卸荷回路的功用,:,在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，,使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转,，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的寿命。,液压泵的卸荷有,流量卸荷和压力卸荷两种。,流量卸荷,主要是使用变量泵的液压系统，,使泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转，此方法比较简单，但泵仍处在高压状态下运行,，磨损比较严重；,压力卸荷,的方法是使泵在接近零压下运转。,常见的压力卸荷方式有以下几种：,7.2.4,卸荷回路,(Pressure-venting circuit),7.2.4,卸荷回路,湖南工程学院,液压与气压传动,1,采用换向阀的卸荷回路,、和型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷。,7.2.4,卸荷回路,(Pressure-venting circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,1,采用换向阀的卸荷回路,、和型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷。,如图所示为采用型中位机能的电液换向阀卸荷回路。,这种回路切换时压力冲击小，但,回路中必须设置单向阀等背压阀，以使系统能保持,0.3,MPa,左右的压力，供操纵控制油路之用,。,a,）换向阀的卸荷回路,7.2.4,卸荷回路,(Pressure-venting circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,2,用先导式溢流阀的卸荷回路,（,例,）,电磁溢流阀是带遥控口的先导式溢流阀与二位二通电磁阀的组合。当执行元件停止运动时，二位二通电磁阀得电，溢流阀的遥控口通过电磁阀回油箱，泵输出的油液以很低的压力经溢流阀回油箱，实现泵卸荷。,7.2.4,卸荷回路,(Pressure-venting circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,3,采用二通插装阀的卸荷回路,c,）二通插装阀的卸荷回路,由于二通插装阀流通能力大，因而这种卸荷回路适用于大流量的液压系统。正常工作时，泵压力由阀,1,调定。当二位四通电磁换向阀,2,电磁铁通电后，主阀上腔接通油箱，主阀口安全打开，泵实现卸荷。,7.2.4,卸荷回路,(Pressure-venting circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,4,采用外控顺序阀的卸荷回路,泵,1,为低压大流量泵，泵,2,为高压小流量泵，两泵并联。在液压缸快速进退阶段，泵,1,输出的油液经单向阀,4,和泵,2,输出的油液汇合在一起进入系统，使液压缸获得快速；当液压缸转为工进状态时，系统压力升高，外控式顺序阀,3,被打开，使泵,1,卸荷，由泵,2,单独给系统供油。,d,）外控式顺序阀的卸荷回路,7.2.4,卸荷回路,(Pressure-venting circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,为了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，其高压油腔在排油前就需要释压，例如压力机液压系统,。,7.2.5,卸压回路,7.2.5,卸压回路,a,）节流阀的卸压回路,1.,采用节流阀的卸压回路,湖南工程学院,液压与气压传动,b,）自动切换,卸,压回路,7.2.5,卸压回路,2.,自动切换卸压回路,湖南工程学院,液压与气压传动,7.2.5,卸压回路,3.,采用溢流阀的卸压回路,c,）溢流阀的卸压回路,湖南工程学院,液压与气压传动,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,也就是,使系统在液压缸不动或仅有工件变形所产生的微小位移下稳定地维持住压力,最简单的保压回路是使用,密封性能较好的液控单向阀,的回路,但是阀类元件处的泄漏使得这种回路的保压时间不能维持太久。常用的保压回路有以下几种,:,7.2.6,保压回路,(Pressure-holding circuit),7.2.6,保压回路,湖南工程学院,液压与气压传动,蓄能器保压回路,1,利用蓄能器的保压回路,借助蓄能器来保持系统压力，补偿系统泄漏。如图所示为一夹紧油缸工作回路。当主换向阀左位工作时，油缸向右移动进行夹紧工作，压力升至少调定值时，液压泵卸荷，油缸由蓄能器保压。,7.2.6,保压回路,(Pressure-holding circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,2,多缸系统中的一缸保压回路,7.2.6,保压回路,(Pressure-holding circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,如图所示为采用液控单向阀和电接点压力表的自动补油式保压回路。当油缸压力下降到下限值时，电接点压力表发电信号，电磁铁,2YA,通电，换向阀右位得电，液压泵给系统补油，压力上升。,液控单向阀保压回路,3,自动补油保压回路,7.2.6,保压回路,(Pressure-holding circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,平衡回路的功用：,防止立式 液压缸与垂直运动的工作部件由于自重而自行下落造成事故或冲击。,1,用单向顺序阀的平衡回路,7.2.7,平衡回路,(,Pressure counter-balance circuit),7.3.7,平衡回路,湖南工程学院,液压与气压传动,调节单向顺序阀,1,的开启压力,使其稍大于立式液压缸下腔的背压,.,活塞下行时,由于回路上存在一定背压支承重力负载,活塞将平稳下落,;,换向阀处于中位时,活塞停止运动,.,图,7.13,用单向顺序阀的平衡回路,此处的单向顺序阀又称为平衡阀,由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在泄漏，活塞不可能长时间停在任意位置。,该回路适用于工作负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。,7.2.7,平衡回路,(,Pressure counter-balance circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,2,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。,7.2.7,平衡回路,(,Pressure counter-balance circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,作用：,控制和调节执行元件的速度。,分类：,调速回路、快速回路、速度换接回路,。,调速回路,：,调节液压执行元件运动速度的速度控制回路。又可分为,节流调速回路、容积调速和容积节流调速回路,。,快速回路,：,使之获得快速运动的速度控制回路。,液压缸差动连接回路、采用蓄能器的快速运动回路、双泵供油回路、用增速缸的快速运动回路。,速度换接回路,：,快速运动与工作进给速度以及工作进给速度之间的速度控制回路。,7.3,速度控制回路,7.3,速度控制回路,(Speed control circuits),湖南工程学院,液压与气压传动,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。,液压缸的速度为：,液压马达的转速,:,式中,q,输入液压缸或液压马达的流量；,A,液压缸的有效面积（相当于排量）；,V,液压马达的每转排量。,v,q,A,7.3,速度控制回路,(Speed control circuits),湖南工程学院,液压与气压传动,目前常用的调速回路主要有以下几种：,(1),节流调速回路,采用定量泵供油，通过改变回路中,节流面积的大小,来控制流量，以调节其速度。,(2),容积调速回路,通过改变回路中,变量泵或变量马达的排量,来调节执行元件的运动速度。,(3),容积节流调速回路（联合调速）,7.3,速度控制回路,(Speed control circuits),湖南工程学院,液压与气压传动,节流调速回路的,工作原理,是通过,改变,回路中,流量控制元件,（节流阀或调速阀）,通流截面积的大小,来,控制,流入或流出执行元件的,流量,，以调节其运动速度。,根据流量阀在回路中的位置不同，,分为,进油,节流调速回路,、,回油,节流调速回路和,旁路,节流调速回路,三种回路，,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又被称为,定压式节流调速回路；,而旁路节流调速回路由于回路的,供油压力,随负载的变化而变化又被称为,变压式节流调速回路。,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),7.3.1,节流调速回路,湖南工程学院,液压与气压传动,1,进油节流阀式节流调速回路,图,7.16,进油节流阀式节流调速回路,进油节流调速回路正常工作的条件,:,泵的出口压力为溢流阀的调定压力并保持定值。,注意,节流阀串联在泵和缸之间,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),溢流阀的作用：（,1,）,调整并基本恒定系统的压力；,（,2,）,将液压泵输出的多于流量溢回油箱,。,湖南工程学院,液压与气压传动,（,1,）泵的流量和工作压力,节流阀的最小压差,液压缸最大负载力,泵的工作压力：,泵的输出流量：,与液压缸最大速度相对应的通过节流阀的最大流量。,通过溢流阀的最小溢流量。,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,故液压缸的速度为,:,经节流阀进入液压缸的流量：,节流阀两端的压差：,由于回油腔通油箱，,p,2,可视为零，故,:,力平衡方程式：,（,2,）速度负载特性,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,(7-3),式,(7-3),为进油节流阀式节流调速回路的速度负载特性方程。以,v,为纵坐标,F,为横坐标，将式,(7-5),按不同节流阀通流面积,A,T,作图，可得一组抛物线，称为进油节流阀式节流调速回路的速度负载特性曲线。,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,液压缸速度,v,与节流阀通流面积,A,T,成正比。调节,A,T,可实现无级调速，当,A,T,调定后，速度随负载的增大而减小，当负载最大时液压缸的移动速度为零，另外各曲线在速度为零时，都汇交到同一负载点上，说明回路的,承载能力不受节流阀截面积变化的影响,。,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,（,3,）功率特性,图,7.16,中，液压泵输出功率即为该回路的输入功率为：,回路的功率损失为：,=,=,而缸的输出功率为：,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,式中,溢流阀的溢流量,。,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,(7-7),1,q,p,q,p,P,T,p,D,+,D,=,D,回路效率：,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,由于存在溢流功率损失和节流功率损失，这种调速回路效率较低，故进油路节流调速回路适用于轻载、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。如磨床液压系统。,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,2,回油节流阀式节流调速回路,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,在执行元件的回油路上串接一个节流阀，即构成回油节流调速回路，如图,7-19,所示。,（,1,）泵的输出流量和压力,液压泵的输出流量为：,节流阀串联在液压缸的回油路上,，,2,回油节流阀式节流调速回路,液压泵的输出压力：,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,（,2,）速度,负载特性,故液压缸的速度为,:,经节流阀进入液压缸的流量：,节流阀两端的压差：,故,:,力平衡,方程式,：,(7-9),7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,即,回油节流阀式节流调速回路,的速度负载特性方程为,:,(7-9),(7-3),而,进油节流阀式节流调速回路,的速度负载特性方程为：,故,回油节流阀式,节流调速回路和,进油节流阀式,节流调速回路的,速度负载特性,以及,速度刚性基本相同,。,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,功率损失 ：,回路效率,：,回油节流阀式节流调速回路的输出功率：,回油节流阀式节流调速回路的输入功率：,(3),功率特性,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,进油和回油节流阀式节流调速的比较,(1),承受负值负载的能力,回油节流阀式节流调速使液压缸回油腔产生一定的背压，故能承受一定的负值负载，提高了液压缸的速度稳定性,。,(2),油液发热对回路的影响,进油节流阀式节流调速的油液发热会使缸的内外泄漏增加；,(3),启动性能,回油节流阀式节流调速回路中重新启动时背压不能立即建立，会引起瞬间工作机构的前冲现象。,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,3,旁路节流阀式节流调速回路,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,溢流阀作安全阀用，液压泵的供油压力,P,p,取决于负载,。,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,（,1,）液压泵的输出流量与压力,（,2,）速度,负载特性,液压缸的速度：,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),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明显减小，速度,-,负载特性很软。,液压缸的速度：,湖南工程学院,液压与气压传动,（,3,）功率特性,回路的输入功率,回路的输出功率,回路的功率损失,回路效率,旁路节流调速只有节流损失，无溢流损失,，功率损失较小。,用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,注意,:,节流阀式节流调速回路速度负载特性比较软，变载荷下的运动平稳性比较差。为克服这个缺点，回路中的节流阀可用调速阀来代替。,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,用调速阀来代替节流阀，,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,压差基本不变,(,调速阀的工作压差大于其正常最小压差），,节流调速回路的速度负载特性将得到改善，,旁路节流调速回路的承载能力亦不因活塞速度降低而减小。,图,7-13,进油、回油调速阀式节流调速回路,图,7-14,旁路调速阀式节流调速回路,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,已知：,q,P,=25L/min,，,A,1,100cm,2,，,A,2,50cm,2,，,F,由零增至,30000N,时活塞向右移动速度基本无变化，,v=20cm/min,，如调速阀要求的最小压差,，求：（,1,）溢流阀的调整压力 是多少（不计调压偏差）？泵的工作压力是多少？（,2,）液压缸可能达到的最高工作压力是多少？（,3,）回路的最高效率是多少？,解：（,1,）溢流阀应保证回路在,时 仍能正常工作，根据液压缸受力平衡式：,得,进入液压缸大腔的流量：,溢流阀处于正常溢流状态，所以泵的工作压力,7.3.1,节流调速回路,(Throttle speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,（,2,）当 时，液压缸小腔中压力达到最大值，由液压缸受力平衡式 故：,（,3,），回路效率最高,7.3.1,调速阀式节流调速回路,湖南工程学院,液压与气压传动,容积调速回路按油液的循环方式不同，可分为,开式,和,闭式,两种。,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),在,开式循环回路,中，液压泵从油箱中吸入液压油，同时送到液压执行元件中去，执行元件的回油排至油箱。,优点是：油液在油箱中便于,沉淀杂质,和,析出气体,，并,得到良好的冷却,。,缺点是：,空气易侵入油液,，致使,运动不平稳,，并,产生噪声,。,容积调速回路是用,改变泵或马达的,排量,来实现调速的,。,优点,：,没有节流损失和溢流损失，因而效率高，油液温升小，适用于高速、大功率调速系统。,缺点：,结构较复杂，成本较高。,湖南工程学院,液压与气压传动,在,闭式循环回路,中，液压泵将液压油压送到执行元件的进油腔，同时又从执行元件的回油腔吸入液压油。只有少量的液压油通过补油液压泵从油箱中吸油进入到系统中，实现系统油液的降温、补油。,优点是：,结构紧凑，运行平稳，噪声小。,缺点是,：散热条件差。,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,开式,：油箱,泵,执行元件,油箱。,闭式,：泵,执行元件,泵。,容积调速回路按所用执行元件的不同分为,泵,-,缸式容积调速回路,和,泵,-,马达式容积调速回路,。,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,当不考虑管路、液压缸的泄漏和压力损失时，液压缸的速度为：,在泵的流量一定的情况下，由于泵泄漏量的影响，活塞运动速度会随负载的增大而减小。当负载增加到一定值时，在低速下会出现活塞停止运动的现象（图中,F,点），这时变量泵的理论流量等于其泄漏量。,1.,泵,-,缸式容积调速回路,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,2.,泵,-,马达式容积调速回路,泵,-,马达式容积调速回路可分为：,变量泵,-,定量马达,式容积调速回路、,定量泵,-,变量马达,式容积调速回路和,变量泵,-,变量马达,式容积调速回路。,1,）变量泵,-,定量马达式容积调速回路,马达为定量,改变泵排量,V,P,可使马达转速,n,m,随之成比例地变化,.,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,在不考虑管路压力损失和泄漏时，马达转速为：,由于变量泵和液压马达的泄漏量，使马达转速随着负载转矩的增大而减小。当泵的徘量,V,p,很小时，负载转矩不太大，马达就停止转动，这说明泵在小排量时,(,低转速,),回路承载能力差。,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,当负载不变时对马达的转速进行调节时，由于马达排量,V,m,恒定，故马达的输出转矩不会因调速而发生变化，所以这种回路称为,恒转矩调速回路,。,马达输出转矩,T,m,：,b,）调速特性曲线,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,2,）定量泵,-,变量马达式容积调速回路,定量泵,1,的输出流量不变，改变变量马达,2,的排量,V,m,可使马达转速,n,m,变化。溢流阀,3,作为安全阀使用，防止回路过载；泵,4,是补油泵，用来补充泵,1,和马达,2,的泄漏量，泵,4,的供油压力低压由溢流阀,5,调定。,马达的转速：,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),由于液压泵的转速和排量均为常值，液压泵的流量为定值，当负载恒定时，则回路工作压力,p,恒定不变，故马达的输出功率,Pm,恒定。所以这种回路称为,恒功率调速回路,，其调速特性如图所示。,这种回路调速范围很小，不能用来使马达实现平稳的反向调速，一般很少单独使用。,马达输出功率,Pm,：,b,）调速特性曲线,湖南工程学院,液压与气压传动,回路中元件对称布置，变换泵的供油方向，即可实现马达正反向旋转。单向阀,6,、,8,用于辅助泵,双向补油，单向阀,7,、,9,使溢流阀,4,在两个方向都起过载保护作用。,低速段,：,先将马达排量调至最大，用变量泵调速，当泵的排量由小变大，直至最大，马达转速随之升高，输出功率也随之线性增加。此时因马达排量最大，马达能获得最大输出转矩，且处于恒转矩状态（恒转矩调节）。,（,3,）变量泵,-,变量马达式容积调速回路,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,7.3.2,容积调速回路,(Volume speed-regulating circuit),高速段：,泵为最大排量，用变量马达调速，将马达排量由大调小，马达转速继续升高，输出转矩随之降低。此时因泵处于最大输出功率状态不变，故马达处于恒功率状态（恒功率调节）。,由于,泵和马达的排量都可调,，扩大了回路的调速范围，,可,达,100,左右。适用于大功率液压系统如重型起重机、矿山挖掘机。,湖南工程学院,液压与气压传动,7.3.4,三类调速回路的比较和选用,类型,区别,节流调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路,调速原理,利用流量控制阀调速,利用改变泵或马达的排量调速,利用压力补偿泵和流量控制阀调速,特点,能得到较小的速度，有节流损失和溢流损失，回路效率低，发热大，成本低。,无节流损失和溢流损失，效率高，温升小，结构复杂，成本高。,能得到较小的速度，无溢流损失效率较高，速度稳定性较容积调速回路好。,适用场合,小功率、低速,高速大功率,调速范围大的中小功率,表,7-1,调速回路的主要区别,湖南工程学院,液压与气压传动,快速运动回路,的功用在于使执行元件获得尽可能大的工作速度，以提高劳动生产率并使功率得到合理的利用。,实现快速运动可以有几种方法。,7.3.5,快速运动回路,(Fast-speed movement circuit),在工作部件的工作循环中，快进和快退时负载小，要求压力低，流量大；,工作进给时负载大，速度低，要求压力高，流量小，在这种情况下，用一个定量泵供油，在低速时大部分流量从溢流阀溢流，造成很大的功率损失。,湖南工程学院,液压与气压传动,1,液压缸差动连接的快速运动回路,于是有杆腔排出的油液与泵,1,输出的油液合流进入无杆腔，即在不增加泵流量的前提下增加了供给无杆腔的油液量，使活塞快速向左运动。,7.3.5,快速运动回路,(Fast-speed movement circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,低压大流量泵,1,和高压小流量泵,2,组成的双联泵作为系统的动力源。,2,双泵供油的快速运动回路,7.3.5,快速运动回路,(Fast-speed movement circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,如,图所示为一补助能源回路。将换向阀移到阀左位或右位时，液压泵和蓄能器所储存的液压油即释放出来加到液压缸，活塞快速前进。当换向阀移到阀中位时，液压泵向蓄能器充液，随蓄能器内油量的增加，压力升高到液控顺序阀的调定压力时，泵卸荷。,3,蓄能器供油快速运动回路,7.3.5,快速运动回路,(Fast-speed movement circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,7.3.6,速度换接回路,(Speed shift circuit),7.3.6,速度换接回路,速度换接回路的,功用,是,使液压执行元件在一个工作循环中从一种运动速度变换到另一种运动速度。,这个转换不仅包括液压执行元件,快速到慢速,的换接，而且也包括,两个慢速之间,的换接,。,实现这些功能的回路应该具有,较高的速度换接平稳性。,湖南工程学院,液压与气压传动,图所示的为用,行程阀,来实现快慢速换接的回路。在图示状态下，液压缸快进,当活塞所连接的挡块压下行程阀时，行程阀关闭,液压缸右腔的油液必须通过节流阀才能流回油箱，活塞运动速度转变为慢速工进；当换向阀左位接人回路时,压力油进入液压缸右腔，活塞快速向右返回。,1,快速与慢速换接回路,优点：,换接过程比较平稳,换接点的位置比较准确。,缺点：行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂,。若将行程阀改为电磁阀，,安装连接比较方便,但速度换接的平稳性、可靠性以及换向精度都较差,。,7.3.6,速度换接回路,(Speed shift circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,图,7,25b,）所示为两调速阀串联的速度换接回路。第二个调速阀比第一个调速阀的开口小，电磁阀断电时油缸速度由调速阀,1,调定，通电时由调速阀,2,调定。,2,两种慢速换接回路,图,7-25,两个调速阀的速度换接回路,a)b),7.3.6,速度换接回路,(Speed shift circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,4.,多缸,（,马达,）,运动控制回路,在液压传动系统中，用一个能源向,两个,或多,个缸（或马达）,提供液压油，并按各缸,（或马达）,之间运动关系要求进行控制，完成预定功能的回路，被称为,多缸,（马达）,运动回路,。,顺序动作回路,同步运动回路,互不干扰回路,多缸（马达）运动回路,7.4,多缸,(,马达）运动控制回路,(Multi-actuator control circuits),7.4,多缸,(,马达）运动控制回路,湖南工程学院,液压与气压传动,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规定的顺序动作。,如：组合机床回转工作台的抬起和转位、,定位夹紧机构的定位和夹紧、,进给系统的先夹紧后进给等。,行程控制,按控制方式不同,压力控制,顺序运动回路,时间控制,7.4.1,顺序运动回路,(Sequence action circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,1,行程控制顺序动作回路,图,7-26,行程控制的顺序运动回,路,7.4.1,顺序运动回路,(Sequence action circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,换向阀和压力继电器控制的,顺序动作回路,2,压力控制顺序动作回路,7.4.1,顺序运动回路,(Sequence action circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,2,压力控制顺序动作回路,图,7-27,压力控制的顺序运动回,路,回路动作的可靠性取决于,顺序阀的性能,及其,压力调定值,即它的,调定压力应比前一个动作的压力高出,0.8,1.0Mpa,，否则顺序阀易在系统压力脉冲中造成误动作。,适用于液压缸数目不多、负载变化不大的场合。,其优点：动作灵敏,安装连接较方便；,缺点：可靠性不高,位置精度低。,7.4.1,顺序运动回路,(Sequence action circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,同步运动的作用：,保证系统中的两个或多个执行元件在运动中以相同的,位移,或,速度,运动，也可以按一定的,速比,运动。,7.4.2,同步运动回路,(Synchronization circuit),同步运动包括,速度同步,和,位置同步,两类。,速度同步,是指各,执行元件的运动速度,相同；而,位置同步,是指各,执行元件在运动中或停止时都保持相同的位移量,。,7.4.2,同步运动回路,湖南工程学院,液压与气压传动,用同步缸的,同步回路,7.4.2,同步运动回路,(Synchronization circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,用同步马达的同步回路,消除行程端点,两缸的位置误差,7.4.2,同步运动回路,(Synchronization circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,2,带补偿装置,串联液压缸同步回路,图,7-29,带补偿装置的串联液压缸同步回路,7.4.2,同步运动回路,(Synchronization circuit),湖南工程学院,液压与气压传动,7.4.3,互不干扰回路,(Hands-off circuit),7.4.3,互不干扰回路,多缸快慢速互不干扰回路的,功用,是,防止,液压系统中,几个液压缸,因速度快慢的不同而,在动作上的相互干扰。,双泵供油实现的多缸快慢速互不干扰回路,图,7-30,快慢速互不干扰回路,湖南工程学院,液压与气压传动,Take a Break,湖南工程学院,液压与气压传动,