第7章 液压基本回路
液压传动与控制第6-7章
一、换向基本回路 换向问路是用来使执行元件换向和起停。它主要由各种换 向阀等组成。 1滑阀换向的基本回路
A B
P o
2为采用变量泵进行换向的回路
3行程换向阀控制的换向回路
4行程开关控制的换向回路
A B P o
二、顺序动作基本回路 实现顺序动作。 1．压力控制的 利用油路本身压力的变化， 使执行元件动作，发出讯号， 使执行元件顺序动作。
1
( p3 0)
F p泵 A1 F T回＝－ v v
2)回油节流调速回路的特性 ①速度负载特性
②功率特性和回路效率(规律和进油一样)
功率损失： ΔP= P泵-P缸= P泵ΔQ + p2Q2 可见，有两部分组成： ΔP= P泵ΔQ——溢流损失
ΔP= p2Q2 ——节流损失
回路效率
5．尽量按装在靠近液压系统有冲击、脉动的地方
6．安装于管路上的，作用着一个相当于它人口面积和 管道油压相乘的作用力，因此必须用支持板和托架牢 固地将其主体固定。 7．在正常工作情况下，每隔六个月要检查一次充气压 力，使之经常保持所定的预压力。 8．在搬运、安装、拆卸之前，应预先把内部的气体及 液压油完全放掉。
1. 简述蓄能器的作用，在使用蓄能器时应注意哪些问题？ 2.简述滤油器的作用，举出几种滤油器的安装方式。
第七章液压基本回路 一个复杂的液压系统都是有一些基本的液压回路组成的。 所谓基本回路是液压元件组成，以完成特定功能的油路结构。 第一节方向控制回路 方向控制基本回路用来控制液压系统中油路的接通、切 断、和换向，从而使执行元件实现起动、停止和换向。这一 类换向回路常用的有换向、顺序、同步、自锁等基本回路。
回油节流调速回路中液压缸回油腔的压力p2有时比进油腔的 压力p1还要高得多。由缸的力平衡方程可得p2=（p1A1-F），当负 载F=0、A1/A2=2（即差动缸）时，p2=2p1。这样就会增加密封摩 擦、降低密封件的寿命，引起泄漏增加，效率降低。
液压基本回路速控制回路节流调速回路学习教案
式 中 ：F — 外负载力； p2 — 液压缸回油腔压力，p20。
p1
F A1
pT —节流阀前后的压强差，
pT pp p1
缸的流量方程为：
q1 CAT (pT )m
q1
CAT ( p p
p1 )m
CAT ( p p
F )m A1
第第5五页页，/共共449页8。页
q 1
A1
CAT A1
( pp
A节2
A节1 v
Fmax
F 在不同节流面积下，速度－负载特性曲线。 F
第第2二2十页二页/，共共449页8。页
调速阀节流调速回路的功率特性曲线，如下图所示。
P ΔP1
由图可知：
（a）调速阀回路的输入功率Pp和溢流阀损失功率
ΔP1不随负载而变化。
ΔP2
（b）调速阀回路输出功率P，随负载增加而线性 上升。
第1第0十页页，/共共49页4。8页
（e）运动平稳性
活塞运动时，当负载突然变小时，活塞将产生突然前冲现象。
可知： ① 进油节流调速回路的速度稳定性差。 ②节流调速会发热，压力越大，发热越严重。这将对液压缸泄漏和速度稳定性产生
影响。
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2） 回油路节流调速回路
（a）速度负载特性
元件的流量，实现调节执行元件运动速度。
注意
节流阀串联在 泵和缸之间
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。
原理动画
第第4四页页，/共共494页8。页
（a）速度负载特性
V 当不考虑泄漏和压缩时，
活塞运动速度为：
q1
A1
活塞受力平衡方程为：
液压基本回路的安装与调试—顺序控制回路的设计、安装与调试
液压叠加阀组的安装步骤
教学目标
1.熟知顺序控制回路的类型及应用；
2.能够根据控制要求进行顺序控制回路的设计与 仿真；
3.能够根据原理图进行顺序控制回路的安装、调 试与故障排除。
知识点 顺序控制回路
作用：使系统中各执行元件严格的按规定的顺序 来动作。 分类：按控制方式的不同，分为三类：压力控制 、行程控制和时间控制。
1.行程控制式-换向可靠，但改变顺序困难
行 程 阀 控 制
1.行程控制式-调整方便，适合电控，应用广泛
行 程 开 关 控 制
1.行程控制式-调整方便，适合电控，应用广泛
行 程 开 关 控 制
2.器 控 制
2.压力控制式
任务实施 顺序阀控制 顺序动作回路设计、安装与调试
任务总结
1.行程控制顺序控制回路的类型及应用； 2.压力控制顺序控制回路的类型及应用。
一. 任务引入
思考：
1.顺序阀的顺序动作回路，顺序阀的安装位置如何确定？ 2.为确保顺序动作，顺序阀的弹簧调定力如何调定，依据是什么？
二. 具体实施
要求： 1.确定所需液压元件，设计并绘制顺序阀的顺序控制液 压回路图； 2.应用Fluidsim软件进行对所设计的液压回路进行仿真； 3.在FESTO液压实训台上对液压回路进行安装和调试。
液压基本回路旁路节流调速回路
液压基本回路旁路节流调速回路这种回路由定量泵、安全阀、液压缸和节流阀组成，节流阀安装在与液压缸并联的旁油路上，其调速原理如图7-3所示。
图7—3旁路节流调速回路定油泵输出的流量q B，一部分（q1）?? 进入液压缸，一部分（q2）通过节流阀流回油箱。
溢流阀在这里起安全作用，回路正常工作时，溢流阀不打开，当供油压力超过正常工作压力时，溢流阀才打开，以防过载。
溢流阀的调节压力应大于回路正常工作压力，在这种回路中，缸的进油压力p1等于泵的供油压力p B，溢流阀的调节压力一般为缸克服最大负载所需的工作压力的p1max1.1~1.3倍.4）采用调速阀的节流调速回路前面介绍的三种基本回路其速度的稳定性均随负载的变化而变化，对于一些负载变化较大，对速度稳定性要求较高的液压系统，可采用调速阀来改善起速度-负载特性。
图7—4调速阀进油节流调速回路采用调速阀也可按其安装位置不同，分为进油节流、回油节流、旁路节流三种基本调速回路。
图7-4为调速阀进油调速回路。
图7-4(a)为回路简图，图7-4(b)为其速度—负载特性曲线图。
其工作原理与采用节流的进油节流阀调速回路相似。
在这里当负载F变化而使p 1变化时，由于调速阀中的定差输出减压阀的调节作用，使调速阀中的节流阀的前后压差Δp保持不变，从而使流经调速阀的流量q 1不变，所以活塞的运动速度v也不变。
其速度—负载特性曲线如图7-4(b)所示。
由于泄漏的影响，实际上随负载F的增加，速度v有所减小。
在此回路中，调速阀上的压差Δp包括两部分：节流口的压差和定差输出减压口上的压差。
所以调速阀的调节压差比采用节流阀时要大，一般Δp≥5×105Pa，高压调速阀则达10×105Pa。
这样泵的供油压力pB相应地比采用节流阀时也要调得高些，故其功率损失也要大些。
这种回路其他调速性能的分析方法与采用节流阀时基本相同。
综上所述，采用调速阀的节流调速回路的低速稳定性、回路刚度、调速范围等，要比采用节流阀的节流调速回路都好，所以它在机床液压系统中获得广泛的应用。
液压基本回路PPT课件
多缸快慢速互不干扰回路
调速阀并联的快慢速互不干扰回路
在每个液压缸的进油路上分别并联一个调速阀，通过调节调速阀的开口大小来实现各缸 的快慢速互不干扰。
变量泵（马达）控制的快慢速互不干扰回路
通过改变变量泵或变量马达的排量来调节进入各液压缸的流量，实现各缸的快慢速互不 干扰。
比例阀控制的快慢速互不干扰回路
制动器锁紧回路
通过制动器对执行元件进行锁紧，防止其意外移动。
锁紧回路的应用
如机床工作台、升降台等需要长时间保持位置的场合。
制动回路
01
02
03
溢流阀制动回路
通过溢流阀使系统压力迅 速降低，实现执行元件的 快速制动。
换向阀制动回路
利用换向阀切断液流，使 执行元件迅速停止运动。
制动回路的应用
如各种车辆的刹车系统、 机床的快速进给系统等。
压力控制回路
03
调压回路
调压原理
利用压力控制阀调节系统 压力，保持稳定的工作压 力。
调压方式
通过改变溢流阀的设定压 力，实现系统压力的调节。
调压回路应用
适用于需要稳定工作压力 的液压系统，如机床、注 塑机等。
减压回路
减压原理
通过减压阀将系统压力降低到所 需的工作压力。
减压方式
减压阀串联在油路中，通过调节减 压阀的设定压力，实现减压效果。
多缸工作控制回路
05
同步运动回路
流量控制同步回路
依靠节流阀或调速阀分别调节进入两液压缸的流量使之相等，实 现两缸同步运动。
容积控制同步回路
通过改变变量泵或变量马达的排量来调节进入液压缸的流量，实 现两缸同步运动。
伺服控制同步回路
利用伺服阀或比例阀等高精度控制元件，通过闭环控制实现两缸 高精度同步运动。
第七章补充习题(答案)
第七章一、填空题1．两个液压马达主轴刚性连接在一起组成双速换接回路，两马达串联时，其转速为（）；两马达并联时，其转速为（），而输出转矩（）。
串联和并联两种情况下回路的输出功率（）。
（高速低速增加相同）2．在变量泵—变量马达调速回路中，为了在低速时有较大的输出转矩、在高速时能提供较大功率，往往在低速段，先将（）调至最大，用（）调速；在高速段，（）为最大，用（）调速。
（马达排量，变量泵；泵排量，变量马达）3．限压式变量泵和调速阀的调速回路，泵的流量与液压缸所需流量（），泵的工作压力（）；而差压式变量泵和节流阀的调速回路，泵输出流量与负载流量（），泵的工作压力等于（）加节流阀前后压力差，故回路效率高。
（自动相适应，不变；相适应，负载压力4．顺序动作回路的功用在于使几个执行元件严格按预定顺序动作，按控制方式不同，分为（）控制和（）控制。
同步回路的功用是使相同尺寸的执行元件在运动上同步，同步运动分为（）同步和（）同步两大类。
（压力，行程；速度，位置）5. 根据节流阀在油路中的位置，节流调速回路可分为________节流调速回路，_______ 节流调速回路，_______ 节流调速回路。
二、选择题1．在下面几种调速回路中，（）中的溢流阀是安全阀，（）中的溢流阀是稳压阀。
(A) 定量泵和调速阀的进油节流调速回路(B) 定量泵和旁通型调速阀的节流调速回路(C) 定量泵和节流阀的旁路节流调速回路(D) 定量泵和变量马达的闭式调速回路（B、C、D ；A ）2．为平衡重力负载，使运动部件不会因自重而自行下落，在恒重力负载情况下，采用（）顺序阀作平衡阀，而在变重力负载情况下，采用（）顺序阀作限速锁。
（A）内控内泄式（B）内控外泄式（C）外控内泄式D）外控外泄式（B；D）3．容积调速回路中，（）的调速方式为恒转矩调节；（）的调节为恒功率调节。
（A）变量泵—变量马达（B）变量泵—定量马达（C）定量泵—变量马达(B；C)4．在定量泵节流调速阀回路中，调速阀可以安放在回路的（），而旁通型调速回路只能安放在回路的（）。
液压基本回路及典型液压系统
1压力控制回路
1压力控制回路
2 ）利用蓄能器的保压回路： 这种 蓄能器借助蓄能器来保持系统压力， 补偿系统泄漏。图5－10所示为利用虎 钳做工件的夹紧。将换向阀移到阀左 位时，活塞前进将虎钳夹紧，这时泵 继续输出的压力油将蓄能器充压，直 到卸荷阀被打开卸载，此时作用在活 塞上的压力由蓄能器来维持并补充液 压缸的漏油作用在活塞上，当工作压 力降低到比卸荷阀所调定的压力还低 时，卸荷阀又关闭，泵的液压油再继 续送往蓄能器。本系统可节约能源并 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， 这类回路包括调压、减压、增压、保压、卸荷和平衡等多种 回路。 1．1 调压回路：调压回路的功用是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。在定量泵系统中，液压泵 的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中 , 用安 全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。若系统中需要 二种以上的压力，则可采用多级调压回路。
中南大学——液压与气动技术 2019年2月2日星期六
2 速度控制回路 1. 快速与慢速的换接回路：
5．2 速度控制回路
2．两种慢速的换接回路：图5－16a中的两个调速阀并联，由换向 阀实现换接。两个调速阀可以独立地调节各自的流量.互不影响；但是. 一个调速阀工作时另一个调速阀内无油通过，它的减压阀不起作用而 处于最大开口位置，因而速度换接时大量油液通过该处将使机床工作 部件产生突然前冲现象。因此它不宜用于在工作过程中的速度换接， 只可用在速度预选的场合。 图5－16b所示为两调速阀串联的速度换接回路。当主换向阀D左位 接人系统时，调速阀B被换向阀C短接；输入液压缸的流量由调速阀A 控制。当阀C右位接入回路时，由于通过调速阀B的流量调得比A小， 所以输入液压缸的流量由调速阀B控制。在这种回路中的调速阀A一直 处于工作状态,它在速度换接时限制着进入调速阀B的流量,因此它的速 度换接平稳性较好，但由于油液经过两个调速阀,所以能量损失较大。
液压传动与控制----液压基本回路.
1
2
Δ
节
B
1
B
图3-54
进口节流调速回路
特点-工作过程中 ①泵的流量Q和泵供油压力pB是不变的，带动 泵的电动机功率也是不变的； ②流量Q和油压pB ，却按最高速度和最大负载 来选择； ③当系统在低速、轻载下工作时，有相当大的 一部分功率被损耗掉，损失的功率变成热能 使系统油温升高； ④由于液压缸回油腔没有背压，所以运动平稳 性较差；
缓冲与补油 回路等。
一、限压回路 作用-限制液压系统的额定工作压力和最高工作 压力，保证系统的安全。
图3-29 定量泵系统压力调定回路
图3-30 变量泵系统安全回路
二、调压回路 作用-系统有若干个工作压力的需要，为满足系 统的需求，则有几级工作压力的限制。 1.二级调压回路 （下页图） 图中有两个溢流阀，各自调整的压力不同，但 需要与其他阀配合使用。
（2）用二位电磁铁组成的卸荷回路
（附图）
这两种方法简单，但换向阀切换时会产生换向 冲击（液压冲击），仅适用于低压、小流量 （<40L/min）的系统中。
2.电磁溢流阀组成的卸荷回路 该回路适用于大流量的液压系统中，电磁阀与 溢流阀共阀体，选择规格较大的阀。
电磁溢流阀组成的卸荷回路
（动画7-3先导型溢流阀卸载）回路.swf)
△
节
图3-57
旁路节流调速回路
特点－ ①节流阀开口为零时，液压缸速度最大。随着 节流阀开口的增大，液压缸速度逐渐减小； ②当节流阀开口增大后液阻很小，液压泵压力 就不会高，系统的承载能力将显著减小； ③这种回路，节流阀的开度不能过大，只能在 小流量范围内进行调节，调节范围小。 从调速范围、小流量稳定性及承受负负载力等 方面来看出口节流调速性能最好，进口节流 调速次之，旁路式最差。
气压与液压传动控制技术第七章
3． 串联液压缸
当液压缸长度虽然不受限制，但直径受到限制，无法满足输 出力的大小要求时，可以采用多个液压缸串联构成的串联液 压缸来获得较大的推力输出(图7-8 )上一页 返回
图7-8
（1）伸缩缸
（2）串联液压缸
图7-8伸缩缸和串联液压缸结构示意图
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7．2．3缓冲装置
在液压系统中，当运动速度较高时，由于负载及液压缸活塞 杆本身的质量较大，造成运动时的动量很大，因而活塞运动 到行程末端时，易与端盖发生很大的冲击。这种冲击不仅会 引起液压缸的损坏，而且会引起各类阀、配管及相关机械部 件的损坏，具有很大的危害性。 所以在大型、高速或高精度的液压装置中，常在液压缸末端 设置缓冲装置，使活塞在接近行程末端时，使回油阻力增加， 从而减缓运动件的运动速度，避免活塞与液压缸端盖的撞击。 图7-9所示即为带缓冲装置的液压缸，它采用的缓冲装置是与 缓冲气缸中的缓冲装置相类似的可调节流缓冲装置。其缓冲 过程如图7-10所示。
2． 单杆活塞式液压缸
活塞杆仅从液压缸的某一侧伸出的液压缸，称为单杆活塞液 压缸，也称单出杆液压缸。
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7．2．1活塞式液压缸
(1) 双作用液压缸
如图7-2、图7-3所示的单杆活塞式液压缸的活塞只有一端带 活塞杆，其伸出和缩回均由液压力推动实现，是双作用液压 缸。由于活塞两端有效面积不等，如果以相同流量的压力油 分别进入液压缸的左、右腔，则活塞移动的速度和在活塞上 产生的推力是不相等的。 当输入液压缸无杆腔的油液流量为q，液压缸进出油口压力分 别为p1和p2，活塞上所产生的推力F1和速度v1（方向均向右） 为： F A p A p [( p p ) D 2 p d 2 ] 7．3
项目7 液压系统基本回路-思考与练习
项目7液压系统基本回路思考与练习7-1在液压系统中，当工作部件停止运动以后，对泵卸荷有什么好处?举例说明几种常用的卸荷方法。
答：对泵卸荷的好处是：液压系统中，当工作部件停止运动后，使泵卸荷可减少系统的功率损失，降低系统油液的发热，改善系统性能。
常用的卸荷方法有：流量卸荷和压力卸荷_两种。
7-2有些液压系统为什么要有保压回路?它应满足哪些基本要求?答：液压系统不能用截止阀保压，液压系统保压的方法有以下几点：1、负载要稳定，不能一会大一会小。
2、滑阀式换向阀本身不保压，因为有阀芯与阀体有相对滑动,必定有间隙。
3、液控单向阀(或者其他单向阀式的保压阀)因为污染，阀芯与阀体有硬的杂质.密封不严。
4、因为温度影响，油液体积变化，带来密封部分压力变化，密封的油量越少,变化越明显。
5、任何阀都是理论上的绝对保压，长时间后还是有微小的泄漏。
7-3在液压系统中为什么设置背压回路?背压回路与平衡回路有何区别?答：在液压系统中设置背压回路，是为了提高执行元件的运动平稳性或减少爬行现象。
这就要在回油路上设置背压阀，以形成一定的回油阻力，一般背压为0.3～0.8M P a，背压阀可以是装有硬弹簧的单向阀、顺序阀，也可以是溢流阀、节流阀等。
无论是平衡回路，还是背压回路，在回油管路上都存在背压，故都需要提高供油压力。
但这两种基本回路的区别在于功用和背压的大小不同。
背压回路主要用于提高进给系统的稳定性，提高加工精度，所具有的背压不大。
平衡回路通常是用于立式液压缸或起重液压马达平衡运动部件的自重，以防运动部件自行下滑发生事故，其背压应根据运动部件的重量而定。
7-4不同操纵方式的换向阀组合的换向回路各有什么特点?答：答:手动换向阀:实现换向，换向和运行的速度可调;机动换向阀:实现换向，换向位置准确;电磁换向阀:实现换向，便于自动化控制;液动换向阀:实现换向，换向平稳，适应大流量;电液动换向阀:实现换向，便于自动化控制，换向平稳，适应大流量。