最新06多缸动作回路 快动和速度换接回路 压力控制回路 液压基本回路 速度控制回路
液压基本回路及系统应用实例
采用二位四通电磁换向阀的换向回路
采用三位四通手动换向阀的换向回路
2．锁紧回路
采用O型中位机能三位四通电磁换向阀的锁紧回路
利用压力控制阀来调节系统或系统某一部分的压力 的回路。压力控制回路可以实现调压、减压、增压、卸 荷等功能。 1．调压回路 2．减压回路 3．增压回路 4．卸荷回路
二、数控车床液压系统
图14－77 －
本章小结
1．液压系统的基本原理和液压传动系统的组成。 2．液压系统的流量和压力的有关概念和相关计算。 3．液压泵的类型及工作原理。 4．液压缸的常见类型及特点，运动速度及输出推力的 计算，结构上的特点。 5．液压控制阀的功用、种类、工作原理及特点。 6．液压辅助元件的种类及其工作原理、特点。 7．方向控制回路中换向回路和锁紧回路的应用，简单 的方向控制回路。 8．压力控制回路中调压、减压、增压、卸荷等功能的 应用，简单的方向控制回路。
进油节流调速回路
将节流阀串联在液压泵与液压缸之间。 泵输出的油液一部分经 节流阀进入液压缸的工作腔， 泵多余的油液经溢流阀流回 油箱。由于溢流阀有溢流， 泵的出口压力pB保持恒定。 调节节流阀通流截面积，即 可改变通过节流阀的流量， 从而调节液压缸的运动速度。
回油节流调速回路
将节流阀串接在液压缸与油箱之间。 调节节流阀流通面积， 可以改变从液压缸流回油箱 的流量，从而调节液压缸运 动速度。
液压缸差动连接速度换接回路
利用液压缸差动连接获得快速运动的回路。
液压缸差动连接时，当相同流量 进入液压缸时，其速度提高。图示用 一个二位三通电磁换向阀来控制快慢 速度的转换。
短接流量阀速度换接回路
采用短接流量阀获得快慢速运动的回路 。 图示为二位二通电磁换向阀 左位工作，回路回油节流，液压 缸慢速向左运动。当二位二通电 磁 换向阀右位工作时（电磁铁通 电），流量阀（调速阀）被短接， 回油直接流回油箱，速度由慢速 转换为快速。二位四通电磁换向 阀用于实现液压缸运动方向的转 换。
第六讲 液压基本回路
液压基本回路—增压回路
四、增压回路
使系统某一支路获得 较系统调定压力高的工作
压力
其特征是由增压缸供 油，从而使执行元件2有
较大的出力。
液压基本回路--平衡回路
五、平衡回路
平衡回路的功用在于使执行元件 的回油路上保持一定的背压值，以平 衡重力负载，使之不会因重力而自行 下降。 1.采用单向顺序阀的平衡回路 调整顺序阀的开启压力，使其和 液压缸下腔承压面积的乘积略大于垂 直运动部件的重力，则在重力的作用 下液压缸活塞不能自行下降，这时的 单向顺序阀称为平衡阀。适用于工作 负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。
液压基本回路锁紧回路
2.采用液控单向阀的锁紧 回路 当系统停止工作时， 液控单向阀将执行元件的
进出油口关闭，执行元件
被锁紧。
液压基本回路多执行元件控制回路
第四节 多执行元件 控制回路 通过压力、流 量、行程控制来实 现多执行元件的预 定动作要求。 一、顺序动作回路 1.压力控制的顺序动 作回路 1)由顺序阀控制的顺 序动作回路
单 向 顺 序 阀
液压基本回路--平衡回路
2.采用液控制单向阀的平衡回路 不工作时液控制单向阀关 闭，油缸下腔的油液无法排出， 油缸无法下降。当油液上腔通 压力油时，控制油液进入液控 单向阀，使其打开，油缸下腔 的油液排出，油缸下降。
在回路中用液控单向阀闭 锁油液，泄漏少，闭锁性好。 单向节流阀可保证活塞下行运 动的平稳性。
变量泵油缸容积调速回路
速度控制回路--快速和速度换接回路
二、快速动作回路和速度换接回路
(一)快速运动回路
功能：使执行元件获得尽可能大的
工作速度，以提高生产效率，并使
功率得到合理的利用。 1.液压缸差动连接快速运动回路 差动连接和非差动连接的速度之比：
多缸工作控制回路及其他回路
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。
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同步回路∵6.5.2.2流量控制阀的同步回路串联液压缸的同步回路带补偿装置的串联液压缸活塞先到左位接入系统，压力油控下腔与油箱接通点图示为通过双泵供油实现多缸快慢速互不干扰的回路。
大泵供油小泵供油大泵供油大泵供油小泵供油大泵供油快速回路6.2.1.2双泵供油快速回路增速缸快速回路处于左位，压力油经柱塞孔进，推动活塞快速向右移从油箱吸取，活塞缸右腔油液经换向阀回油当执行元件接触工件，工作压力升开启，高压油关闭充液阀、，活塞转换成慢速运动，且推力增换向阀处于右位，压力油进入活塞缸，大腔回油排动画演示速度换接回路功用两个调速阀串联)的流量调定值必须两种工作速度的切换回路两个调速阀并联)用行程阀或行程开关的速度切换回路通过改变挡块的斜度来调整切换过程的速度以达到要求的速度换接平稳性；切换位置比较精确行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接比较复杂。
容易造成泄漏阀，通过挡块压下电来操作，接。
虽然阀的安装灵活，但速度换接的平稳性、可靠性和换接单级调压回路双向调压回路图示，由溢流阀2调压，压力较低左位，由溢流阀1调压，压力较6.4.2 卸荷回路⏹卸荷：泵在很小功率下运转的情况图示，增压器输右位，增压器左行为下次增压准只能断续增压。
双作用增压器的增压回动画演示回路对保压稳定性要求不高液压泵自动补油的6.4.6 平衡回路回路动画演示采用液控单向阀的平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液控单向阀平衡回路特点液控单向阀锥面密封可用于停留时间长或要求停止位置准顺序阀控制的泄压回路A1A2速度负载特性液压缸稳定工作时的受力平衡方程AA1A2与进口节流调速回路比较将节流阀装在与执行元件并联的支路上，即与缸并联，溢流阀做安全阀，p P取决于负载，p P= p1=△p = F/A动画演示节流阀旁路节流调速回路速度负载特性= q P-⊿q= q p-K L A T(p1-p2)m= q p-K L A T(F/A)m液压缸的工作速度为：v = q1/A =[q p-K L A T(F/A)m]/A=C，F↑，v↓,F↓，v↑，即v—F特性更软F=C,↑A T，v↓; ↓A T↑v，即速度随A T而变化结论速度受负载变化的影响大，在小负载或低速时，曲线陡，回路的速度刚性差。
快速和速度换接回路
节 流 阀
调 速 阀
华Hale Waihona Puke 科技大学流量控制原理
流经薄壁小孔的流量 q = cdA(2Δp/ρ)1/2 流经细长孔的流量 q =(πd 4/128μl )Δp 综合两式得通用节流方程 q = KLAΔp m 节流元件的节流口结构有锥形、 三角槽形、矩形、三角形等。 工业上又将节流口的过流面积 A 的倒数称为液阻，将过流面 积可调的节流口称为可变液阻。 由节流方程知，当压力差一定 时，改变开口面积即改变液阻 就可改变流量。
调速阀用于调节执行元件运动速度，并保证其速度的稳定。这是
因为节流阀既是调节元件，又是检测元件。当阀口面积调定后， 它一方面控制流量的大小，一方面检测流量信号并转换为阀口前 后压力差反馈作用到定差减压阀阀芯的两端面，与弹簧力相比较， 当检测的压力差偏离预定值时，定差减压阀阀芯产生相应位移， 改变减压缝隙进行压力补偿，保证节流阀前后的压力差基本不变。 但是阀芯位移势必引起弹簧力和液动力波动，因此流经调速阀的 流量只能基本稳定。调速阀的速度刚性可近似为∞。 为保证定差减压阀的压力补偿作用，调速阀的进出口压力差应大 于弹簧力Ft 和液动力Fs 所确定的最小压力差。否则无法保证流量 稳定。
部件的自重，活塞快速下降， 由单向节流阀控制下降速度。 此时因液压泵供油不足，液 压缸上腔出现负压，充液油 箱4 通过液控单向阀3（充液 阀）向缸的上腔补油；
当运动部件接触工件负载增
加时，缸的上腔压力升高， 阀3关闭，此时只靠液压泵供 油，活塞运动速度降低。
回程时，液压缸上腔一部分
回油通过阀3进入充液油箱， 一部分回油直接回油箱。
将行程阀改用电磁阀，通过挡块压下电气行程开关来操作，也可实现快
液压与液力传动课件：速度控制回路和多缸工作控制回路-
可知： （１）進油節流調速回路的速度穩定性差。 （２）節流調速會發熱，壓力越大，發熱越嚴重。這將對液
壓缸洩漏和速度穩定性產生影響。
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2. 回油路節流調速回路 －－ (略講) (1)基本方程
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Q1 Q泵 Q
p2
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e、活塞運動速度
v
Q1 A1
cd
AA节1（p泵－
F A1
）
(5)
速度是載荷的函數，稱為速度—負載特性，反映了速度隨外 載變化的特性，可用速度剛度表示
f、速度剛度
速度剛度－“速度－負載”特性曲線上某一點切線斜率的
負倒數，即某點法線的斜率，為速度剛度。利用式（５），對 速度求導可得。
（１）調速閥回路的輸入功率Pp和 溢流閥損失功率ΔP1不隨負載而變 化。 （2）調速閥回路輸出功率P，隨負 載增加而線性上升。
P
（3）節流損失功率Δ P2，隨負載增 加而線性下降。
Fmax
F
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（二）容積調速回路
根據上面的分析可知：節流調速的一個很嚴重的缺陷就是 多餘流量經溢流閥回油箱，造成能量損失和油溫升高。特別 在執行元件低速運行更為嚴重。
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(３) 負載特性
執行元件輸出轉矩（力）和輸出功率與變數泵調節參數 （排量）之間的關係。
當不考慮回路的損失時，液壓馬達的輸出轉矩（或缸的輸出 推力）為
F A( p p0 )
M
M ( p p0 )q2
P
M
2
n
當考慮機械效率時，輸出轉矩
v
速度控制回路
2．采用蓄能器的快速补油回 路：
对于间歇运转的液压机 械，当执行元件间歇或 低速运动时，泵向蓄能 器充油。而在工作循环 中某一工作阶段执行元 件需要快速运动时，蓄 能器作为泵的辅助动力 源，可与泵同时向系统 提供压力油。
3．利用双泵供油的快速运动回路：
二、容积调速回路
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:没有节流损失和回流损失，因而效率高，油液 温升小，适用于高速、大功率调速系统。
缺点:变量泵和变量马达的结构较复杂，成本较高。
三种基本形式: （1）变量泵和定量液压执行元件的容积调速回 （2）定量泵和变量马达容积调速回路 （3）变量泵和变量马达的容积调速回路
1、快速与慢速的换接回路
例：电磁阀的换接回路（用二位二通电磁阀与调 速阀并联）
动画演示
2、二次进给的回路
（1）调速阀串联的换接回路
动画演示
特点：第一次工作进给时液压缸的工作速度通过调速
阀A调定，第二次工作进给时液压缸的工作速度通过调 速阀A 后再由调速阀B调定，速度大小受调速阀A的限 制。
（2）调速阀并联的换接回路
（c）速度稳定性差。
（d）运动平稳性差。
（2）功率和效率 液压泵输出功率：
P pPq
液压缸输入功率： P1 p1qV1
回路中功率损失： P P P 1p P q p 1 q V 1
结论：液压泵输出功率中很大部分消耗在溢流阀 （流量损耗）和可调节流阀（压力损耗）上，系 统的效率很低。
2、回油节流调速回路
为了提高回路的综合性能，一般常采用进油节流调 速，并在回油路上加背压阀的回路，使其兼具两者 的优点。
3旁油路节流调速回路
旁油路节流调速回 路负载特性很软， 低速承载能力又差， 故其应用比前两种 回路少，只用于高 速、重载，对速度 平稳性要求不高的 较大功率系统中。
液压基本回路速度回路
可编辑ppt
5
1）进油路节流调速回路 (进口节流)
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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。
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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。
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在容积调速回路中，根据油路的循环方 式不同可分为开式回路和闭式回路。
根据液压泵与执行元件组合方式，容积 调速回路： 变量泵-定量执行元件的容积调速 定量泵-变量马达的容积调速 变-定量执行元件的 容积调速回路
泵－缸开式 泵－缸闭式
液压缸的流量q1，可
实现对液压缸速度的 调节。
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进口节流调速回路速度-负载特性
结 论 ：
适 用 于
重 载
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4）节流调速回路性能的改进
（1）进油节流＋回油背压（背压阀） （2）调速阀节流
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2．容积调速回路
节流调速回路由于存在着节流损失 和溢流损失，回路效率低，发热量 大，因此，只用于小功率调速系统。 在大功率调速系统中，多采用回路 效率高的容积式调速回路。
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二、快速回路
执行机构在一个工作循环的不同阶 段要求有不同的运动速度和承受不 同的负载。在空行程阶段其速度较 高负载较小。采用快速回路，可以 在尽量减少液压泵流量的情况下使 执行元件获得快速。
定量液压泵输出的多余流量由溢流阀溢 回油箱。为了完成调速功能，不仅节流 阀的开口量能够调节，而且必须使溢流 阀始终处于开启溢流状态。
在该调速回路中，溢流阀的作用：
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06多缸动作回路快动和速度换接回路压力控制回路液压基本回路速度控制回路
同步回路
∵
6.5.2.2流量控制阀的同步回路
串联液压缸的同步回路
带补偿装置的串联液压缸
活塞先到
左位接入系统，压力油
控
下腔与油箱接通
点
图示为通过双泵供油实现多
缸快慢速互不干扰的回路。
大泵供油
小泵供油
大泵供油
大泵供油
小泵供油
大泵供油
快速回路
6.2.1.2双泵供油快速回路
增速缸快速回路处于左位，压力油经柱塞孔进
，推动活塞快速向右移
从油箱
吸取，活塞缸右腔油液经换向阀回油
当执行元件接触工件，工作压力升
开启，高压油关闭充液阀
、
，活塞转换成慢速运动，且推力增
换向阀处于右位，压力油进入活塞缸
，大腔回油排
动画演示
速度换接回路功用
两个调速阀串联)
的流量调定值必须
两种工作速度的切换回路
两个调速阀并联)
用行程阀或行程开关的速度切换回路
通过改变挡块的斜
度来调整切换过程的速度
以达到要求的速度换接平
稳性；切换位置比较精确
行程阀的安装位置
不能任意布置，管路连接
比较复杂。
容易造成泄漏
阀，通过挡块压下电
来操作，
接。
虽然阀的安装灵
活，但速度换接的平
稳性、可靠性和换接
单级调压回路
双向调压回路图示，由溢流阀2调压，压力较低左位，由溢流阀1调压，压力较
6.4.2 卸荷回路
⏹卸荷：泵在很小功率下运转的情况
图示，增压器输
右位，增压器左
行为下次增压准
只能断续增压。
双作用增压器的增压回
动画演示
回路
对保压稳定性要求不高
液压泵自动补油的
6.4.6 平衡回路
回路
动画演示
采用液控单向阀的平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
液控单向阀平衡回路特点
液控单向阀锥面密封
可用于停留时间长或要求停止位置准
顺序阀控制的泄压回路
A1A2
速度负载特性
液压缸稳定工作时的受力平衡方程
A
A1A2
与进口节流调速回路比较
将节流阀装在与执行元件并联的支路上，
即与缸并联，溢流阀做安全阀，p P取决
于负载，p P= p1=△p = F/A
动画演示
节流阀旁路节流调速回路速度负载特性
= q P-⊿q
= q p-K L A T(p1-p2)m
= q p-K L A T(F/A)m
液压缸的工作速度为：
v = q1/A =[q p-K L A T(F/A)m]/A
=C，F↑，v↓,F↓，v↑，即v—F特性更软
F=C,↑A T，v↓; ↓A T↑v，即速度随A T而变化
结论
速度受负载变化的影响大，在小负载或低速时，曲
线陡，回路的速度刚性差。
在不同节流阀通流面积下，回路有不同的最大承载
能力。
A T越大，F max越小，回路的调速范围受到
限制。
只有节流功率损失，无溢流功率损失，回路效率较
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效率高，系统温升小，适用于高速、大功率调速系统。
变量泵—定量马达闭式调速回路变量泵—变量马达闭式调速回路
6.1.3容积节流调速回路⏹
用压力补偿泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的流量来调节液压缸的速度；并使变量泵的供油量始终随流量控制阀调定流量作相应的变化。
回路无溢流损失，效率较高，速度稳定性比容积调速回路好。