液压传动基本回路

2、二级调压回路
Py1
1DT
Py2
条件： Py1 > Py2
电磁铁 1DT(－)：系统工作压力 P= Py1 电磁铁 1DT(＋)：P= Py2
3、多级调压回路
2
Py3
Py1
1DT
2DT
条件： Py1 > Py2 、 Py1 > Py3 、 Py2 ≠ Py3 1DT(－) 、2DT(－) ： P= Py1 1DT(＋)： P= Py2 2DT(＋)： P= Py3
nm q1 q2 q3
T
① 无节流损失和溢流损失，回路效率高，系统 发热小。 ② 速度稳定性好，但随着负载增加，泄漏增加， 容积效率降低，导致低速时速度稳定性比采用 调速阀的节流调速回路差。 ③ 泵和马达结构复杂，成本高。 ④ 适用于高速、大功率调速系统，如行走机构。
（三）容积节流调速回路（联合调速回路）
基本回路：有关液压元件所组成的能独立完成 特定功能的典型回路。 类 型

压力控制回路 速度控制回路 方向控制回路 等等
多缸工作回路
重点：
1、方向、速度、压力等控制回路的基本原理、功能、 回路中各元件作用和典型回路图；
2、节流调速回路的参数计算方法，其中包括正确地应 用薄壁小孔流量公式，准确列出液压缸受力平衡方程 等； 3、能正确组合较简单的液压基本回路。
既满足高效率，又满足低速稳定性要求。 组成：变量泵供油＋节流调速（节流阀或调速阀）。
特点：无溢流损失，但存在节
流损失;速度稳定性比容积调
Q
速好;调节方便省时。
泵
理
p1
调速阀
p 应并联一安全阀
限压式变量泵和调速阀调速回路工作原理： v由调速阀调定，qP与q1自动适应：当减小 节流开口，则 pP↑，通过反馈，qp↓，由于减 压阀的自动调节作用，节流阀前后压差不变， 使qP稳定（qP= q1）， 所以 v=c ; 反之亦然。
进油节流调速回路
节流调速回路
回油节流调速回路 旁路节流调速回路
类 型
容积调速回路
变量泵－定量执行元件 定量泵－变量执行元件 变量泵－变量执行元件
容积节流调速回路：变量泵＋流量阀
（一）节流调速回路
1、进油节流调速回路
R
条件：必须并联溢流阀或节流阀
A
回路组成方式： 将流量控制阀串接在执行元件 的 进 油 路 上
0
Rmax1
R
分析： ① R一定时， AT越大，v越小，速度刚度越差； ② AT一定时，R增加则速度减小；重载区域的速度 刚度比轻载时的大。 ③ 随AT增加，系统所能承受的最大载荷减小，说明 低速时承载能力差。 （4）无节流损失，效率较高
（2）特点
① 运动平稳性:最差
② 系统发热:不大
③ 功率利用:较好
5、采用调速阀的调速回路
特点: 1) 速度稳定性大大提高； 2) 功率损失比同类采用节流阀的大。
双 点 划 线
虚线
6、调速阀（调速回路）与节流阀（调速回路） 比较： 1）压力-流量特性
2）速度-流量特性
v
AT1 AT2 AT3
AT1 > AT2 > AT3
v
AT1
AT1 < AT2< AT3
0
Rmax
结论：
∵ 容积调速回路效率高、发热小； 只有泄漏所引起，速度稳定性比节流调速 好；调速范围大；调节方便省时。 ∴ 在低速、稳定性要求较高的场合 （如机床进给系中），常采用容积节流调 速回路。
二、增速回路（快速运动回路）
1、差动连接增速回路
二位三通阀
三位四通阀（P 型中位机能）
进
电磁铁动作表
电磁铁 1YA 2YA 动作 1YA 2YA 快 进 3YA
条件： Py ≥ PJ ＋ 0.5 MPa PJ ≥ 0.5 MPa
Py
PJ
2、二级减压回路
Py1
PJ Py2
条件： Py1 ＞ PJ
、
PJ ＞ Py2
三、增压回路
1、单作用缸增压回路 2、双作用缸增压回路
特点： ① 增压行程短；
特点： ① 增压行程短； ② 可连续获得高压。
② 对增压缸密封要求高；
上式即：负载特性方程 分析： ①当R=0 时，v vmax
ΚΑΤ Ppm Α1
(空载)
②当R=PP A1 时，v=0（停止运动）
速度负载特性： 活塞运动速度随负载变化的特性。
速度刚度： 活塞运动速度随负载变化而变化的程度。用T表示。
○
v 速度负载特性曲线（v-R曲线） 分析：
AT1 > AT2 > AT3 AT2 AT3
（3）应用
轻载、慢速、负载变化不大、运动平稳性要求不高、 小功率的场合。
2、回油节流调速回路
A1 A2
qy
Py
P1
q1 q3
回路组成方式：
P2
A
qp
Pp
将 流量控 制阀 串 接 在 执行元 件的 回 油 路 上，且 在泵与 执 行 元件之 间有与 之 并联的溢流阀。
（1）速度－负载特性分析
系统稳定工作时，活塞受力平衡方程：
Rmax
R
（2）特点
① ∵P2≠ 0，有背压，∴运动平稳性较好；随负载变化， 速度变化，速度稳定性差。即V-R特性软。
② 压力油经节流阀进入油箱冷却，可减少系统发热及泄 漏。 ③ 泵在恒压下工作，功率利用不合理。 ④ 溢流阀起稳压作用，存在溢流和节流损失，回路效 率低。
（3）应用
轻载、慢速、负载变化不大、对运动平稳性要求较高的场合。
4、连续、按比例进行压力调节回路
采用先导式比例电磁溢流阀，调节进入阀的输 入电流（或电压）的大小，即可实现系统压力的无 级调节。
优点：简单，压力切换平稳，更容易实现远距离控制或程控。
二、减压回路 作用：使系统某一部分油路(夹紧回路、控制回路、润 滑回路)具有较低的稳定压力。 1、单级减压回路 通主油路
①
行 程 开 关 控 制
S2
S4
6
（二）采用压力控制的顺序动作回路
双 点 划 线
顺 序 阀 控 制
动作顺序:
先将工件夹紧,然后动力滑台 进行切削加工，加工完毕，退 刀、松开。
发讯元件
动作
1
2
3
4
压力继 电器
夹紧 快进 工进
－ － － －
－
－ ＋ － ＋
－ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ － － －
④ 回路效率:较高
⑤ 低速时承载能力差，调速范围较小，停车后启动冲击大。
（3）应用
高速、重载、负载变化不大、对运动平稳性要求不高的场合。
4、三种节流调速回路 性能比较
① V-R特性 v 随R而变化，是它们的共同缺点，尤以旁路最差， 故均用在负载变化不大的场合。 ② 承受负方向载荷的能力及运动平稳性 回油： P2≠ 0，运动平稳性较好，能承受负方向载荷； 进油、旁路： P2=0，运动平稳性差，不能承受负方向 载荷。 ③ 最大承载能力 进油、回油：Rmax由溢流阀调定 旁路： Rmax随节流阀通流面积的增加而减小，即低速承 载能力差。
AT1
① R一定时，小开度比大开 度好； ② AT一定时，R增加则速度 减小；重载区域的速度刚度 比轻载时的小。 R
0
Rmax
（2）特点
① ∵P2=0，没有背压，∴运动平稳性差；随负载变化， 速度变化，速度稳定性差。即V-R特性软。
② 压力油经节流阀进入液压缸，油的温升使系统泄漏增 加。 ③ 泵在恒压下工作，功率利用不合理。 ④ 存在溢流和节流损失，回路效率低。
＋
＋
＋
一工进 二工进 快 退
＋
＋ －
－
－ ＋
＋
－ ＋
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3YA
分析：
快进： 采用差动连接的快速运动回路 二工进：采用调速阀的进油节流调速 回路
2、其他增速回路
亦称卸荷回路
错
P
X
低压
高压
需串联开关阀
双泵供油快速运动回路
采用蓄能器的快速运动回路
当换向阀2切
换到右位时，蓄能
器中的压力油使阀3、
4同时切换，蓄能器
液控单向阀，中位Y型换向阀
三、换向回路
采 用 电 磁 换 向 阀
采用手动换向阀
采用先导控制液动换向阀
四、多路换向阀的换向回路
5
类型：
顺序动作回路、同步回路、防干扰
回路等。
一、顺序动作回路
（一）采用行程控制的顺序动作回路
④ ② ③
2 4
①
1
行 程 阀 控 制
3
④
② ③
2 1
S1 5 S3
R
0
AT3 AT2 Rmax3 Rmax2 Rmax1
R
（二）容积调速回路
通过改变变量泵的输出流量或改变变量马达的 排量来实现执行元件的速度调节。 1、变量泵－定量执行元件组成的容积调速回路
P1
P2
安 全 阀
补 油 泵
开式回路
闭式回路
速度特性分析：
A
v
液压缸： v
q p pv A
Q

n pVp pv A
m KAT P PA 1 v m 1 A2
(空载)
②当R=PP A1 时，v=0（停止运动）
速度刚度：Th
R P A R P 1 Tj v mv
v
AT1 AT2 AT3
AT1 > AT2 > AT3
即：回油节流调速的v-R 特性与进油 节流调速完全相同。两者特性曲线完 0 全相同。
A1
A2
P1
R （1）速度－负载特性分析
P2 Py 系统稳定工作时，活塞受力平衡方程：
A
Pp qp
P1A1=R+P2A2
P2=0
P1=R/A1
节流阀前后压差： Δ P=Pp-P1=Pp-R/A1 活塞运动速度：
q1 ΚΑΤ ΔP m v Α1 Α1 ΚΑΤ (Pp Α1 R m ) Α1 ΚΑΤ m1 (Pp Α1 R)m Α1
＋
＋ ＋ －
压力继电器控制
马达输出转矩：
q
TM
pM VM Mm 2
马达输出功率：
P M pMVM nM pM q p pVMm
= K1⊿p (恒功率调速)
3、变量泵－变量马达组成的容积调速回路
属上述二者的组合，可满足低速时有大转矩，高速时有 大功率。
p1 qP nM p2 TM VM
4、容积调速回路特点
3、旁路节流调速回路
A1 P1 q1 qT A2 P2
v
回路组成方式： 将流量控制阀并接 在泵与执行元件之 间。
A
PP
qP
（1）速度－负载特性分析
※ 列活塞受力平衡方程
※ 求出节流阀前后压差：Δ P ※ 求出活塞运动速度(负载特性方程)
安全阀——特例
※ 画出速度负载特性曲线（v-R曲线）
v AT1< AT2< AT3 AT1 AT3 AT2 Rmax3 Rmax2
难点：
1、节流调速回路的速度负载特性分析； 2、调压回路、减压回路的参数分析。
5
类型：
调压、减压、增压、卸荷、平衡回路等。
一、调压回路
作用：为使系统保持一定工作压力或不超过某一个数值， 或在几种不同压力下工作。 1、单级调压回路
Py1
无
Py2
Py 值小的为稳压溢流作用；
Py 值大的起安全作用。
③ 不能连续获得高压。
四、卸荷回路
泵的卸荷：泵在很小的输出功率下运转（流量卸荷—变量泵；压 力卸荷—定量泵），可节省功率损耗，减少系统发热及泵的磨损， 延长泵和电机的使用寿命，而又不用频繁启闭电机。
1、采用换向阀的卸荷回路
H型中位机能
K型中位机能
M型中位机能
2、采用先导式溢流阀的卸荷回路
到 系 统
的油路被关闭，泵 单独供油给缸；当 阀2复位后，蓄能器 供油给缸的有杆腔
快退。
因多了蓄
能器的功能所以用 二位五通换向阀。
三、减速回路
四、速度换接回路（速度切换回路、亦属换向回路）
AT2
AT1
快速－慢速的换接回路
采用调速阀串联的慢 速－慢速的换接回路
AT2
AT1
AT2
AT1
AT1 ≠AT2 采用调速阀并联的慢速－慢速的换接回路
P1A1=R+P2A2
P1=PP
P2=(PPA1-R)/A2
节流阀前后压差： Δ P=P2-P = P2- 0＝ P2=(PpA1-R)/A 3 2 活塞运动速度(负载特性方程)：
q2 ΚΑΤ ΔP v Α2 Α2
分析： ①当R=0 时，
m

m ΚΑΤ (Pp A R) 1 m 1 Α2
安 全 阀
改变Qp，即可改变缸的运动速 qP 度v .
qP VM nM
液压马达：
nM
q p pVMV VM

n pVp VM
pVMV
改变Q p，即可改变nM .
TM pM VM Mm =K⊿p 2
(恒扭矩调速)
2、定量泵－变量马达组成的容积调速回路
p1 qP nM p2 TM VM
3、采用二通阀的卸荷回路
到 系 统
还有卸荷缸的卸荷回路（见后）
4、采用卸荷缸 的卸荷回路
5、保压回路
6、保压-卸荷回路
7
压力继电器使2通电高 压油经节流阀降压泄压； 平衡阀属平衡回路
8、平衡回路
9、缓冲回路
还有前面提到的蓄能器的缓冲回路
5
类型：
调速回路、增速回路、速度换接回路等
一、调速回路
5
类型：
启动、停止（包括锁紧）和换向回路。
一、启停回路
执行元件需频繁启动或停止的液压系统中，一般不采 用启动和停止电机的方法。
采用二位二通、二位三通电磁阀或中位为O，Y，M型 的三位四通换向阀来实现。
二位二通
二位三通
三位四通（O、Y、M）
二、锁紧回路
M、O型中位机能
液控单向阀， H型中位机能换向阀