第六章 液压系统基本回路.

授课内容具体措施第六章液压基本回路 本章重点 1.压力控制回路的工作原理及应用; 2.节流阀节流调速回路的速度负载特性; 3.快速运动回路和速度换接回路的工作原理及应用; 4.多缸动作回路的实现方式。 本章难点 1.平衡回路的工作原理及应用; 2.容积调速回路的调节方法及应用; 3.互不干扰回路的工作原理。 基本思路:由一些液压元件组成完成特点功能的油路结构。 分类:压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路、多缸动作 控制回路。 §6-1压力控制回路 工业实例: 钻床用于加工各种空心体的零件。工件被一台液压虎钳夹紧,根据 空心体的壁厚不同,必须能够调整夹紧力。同时通过单向节流阀来调节 虎钳夹紧速度。 这是一个典型的压力控制回路,可以用到的主要控制元件是溢流阀和减压阀。减压阀用于降低系统压力,以满足不同液压设备的压力需要。

一、调压回路 1、单级调压 溢流阀的调定压力必须大于液压缸工作压力和油路中各种压力损失之和。 2、多级调压 液压系统在不同的工作阶段,液压系统需要不同的压力,多级调压就可实现这样的要求。

3、远程调压 远程调压阀调节的最高压力应低于溢流阀的调定压力。进行远程调压时,溢流阀的先导阀不起作用。绝大多数油液仍从主溢流阀溢走。考虑溢流阀与减压阀的区别。

二、卸荷回路 1、二位二通阀卸荷(a 二位二通阀的规格必须与液压泵的额定流量相适应,常用于泵流量小于63L/min的场合。

2、M、H型三位换向阀的中位卸荷(b 一般适用于压力较低和小流量场合。且选用换向阀的通径应与泵的额定流量相适应。

3、用先导型溢流阀和二位二通电磁阀组成的卸荷回路(c 这种回路比直接用二位二通电磁阀的回路平稳,适合于大流量的系统。 a b c 三、保压回路 1、利用液压泵保压 2、利用蓄能器保压(下图a 3、自动补油保压回路 四、减压回路(下图b 在需要油液压力较低的情况下,在油路中串联一个减压阀。 常用于夹紧回路、控制油路和润滑油路。如果要从主油路中获得一个可调的稳定回路时,也可以使用减压阀。

a b 五、增压回路 用增压缸的增压回路。 1、单作用缸的增压回路 2、双作用缸的增压回路使用减压阀必须注意什么? 六、释压回路 液压缸在工作过程结束时由于先前的进油腔储存了一定的液压能,若迅速换向会产生液压冲击,在缸径大于25cm、压力大于7MPa的液压系统中,通常设置释压回路。换向前缓慢释放高压腔内压力。释压的快慢由节流阀调节。

七、平衡回路 为了防止立式液压缸或运动部件因自重而自行下滑,或造成失控 超速形成不稳定现象,可在下行的回路中增设适当的阻力,以平衡自重。注意平衡回路与背压回路的区别。

1、用单向顺序阀的平衡回路 2、用液控顺序阀的平衡回路 §6-2 方向控制回路 控制执行元件的启动、停止及换向作用的回路。主要元件是方向控制阀。 工业实例: 用一条链式传送带传送工件,使其经过一个烘箱。为了使传送带不脱离滚轴,必须借助一个传送带方向校正装置将偏移的传送带移正。此装置包括一个钢质滚筒,滚筒一端固定,另一端通过双作用液压缸将其调节到所需的位置。液压泵必须一直处于工作状态。为了节约能源,在换向阀不工作时,液压系统必须处于液压泵低压卸荷状态。用一个绷紧装置对传送带不断施加一个反作用力。用一个液控单向阀来防止阀门泄漏而引起的液压缸活塞杆的往返运动。

此例中既要考虑三位换向阀的中位机能,还要有液控单向阀对液压缸的锁紧。三位四通M型中位机能换向阀主要用于缸或马达由定量泵所驱动的情况下。M型中位时,液压油直接流回油箱,油泵压力几乎为零,这意味着油液的温升很小,功率损耗也很小。应用这种阀的缺点是,当换向阀中位时,不能驱动其它的液压回路。在应用液控单向阀时,最佳方案是配用的三位四通换向阀采用Y型中位机能,这样在换向阀处于中位时,液控单向阀的控制油路和输入油路都处于零压状态,此时液控单向阀可以被可靠的关闭。

一、换向回路 1、手动换向阀的换向回路] 2、机动换向阀的换向回路 3、电磁换向阀的换向回路使学生熟悉三位四通换向阀的功能、结构及其应用 4、液动或电液动换向阀的换向回路 注意不同操纵方式的换向阀具有不同的换向性能要求。 二、锁紧回路 在液压缸停止运动时,将缸锁紧。 1、由O型、M型三位四通换向阀实现锁紧 2、由液控单向阀实现锁紧 在应用液控单向阀时,最佳方案是采用Y型中位的三位四通换向阀,这样在换向阀处于中位时,液控单向阀的控制油路和输入油路都处于零压状态,此时液控单向阀可以被可靠的关闭。

小结: 一、七种压力控制回路的工作原理及应用 二、不同操纵方式的换向阀具有不同的换向性能要求及锁紧回路的原理与应用。

§6-3 速度控制回路 速度控制回路包括:空载时要求高效率的快速运动回路、工进时要求速度平稳的调速回路、由空载到工进或二次工进时的速度换接回路。

一、快速运动回路 为了提高生产效率,设备上的空行程一般都需作快速运动。 工业实例: 平面磨床的工作台是由一个液压缸驱动的。因为要求工作台往返速度相同,所以需要设计一个液压回路为液压缸两个不同体积的活塞腔提供不同流量,达到速度相同。建议采用带有一个二位三通换向阀和一个调节速度的调速阀的微分回路。

由于单杆液压缸两腔有效面积不同,所以要达到往返速度相同,必注意单杆液压缸的其他进油方式时的速度和负载的确定。

然在有杆腔进油时流量要大,所以在回路设计时一方面可以考虑用调速阀调节两个工作过程中的流量不同,另一方面可以采用差动连接的回路,可使回路简单,调节也较方便。

1、差动连接的快速运动回路 这种回路简单经济,但快慢速换接不平稳。 在上例中,假如液压缸无杆腔和有杆腔的面积比ɑ=2,前进行程和返回行程的速度是相同的,不需流量控制阀再进行流量的调节。 原因:当要求液压缸前进行程和返回行程的速度是相同时,液压缸无杆腔所需的流量是液压缸有杆腔所需流量的2倍。前进行程中,液压缸无杆腔所需的流量是由液压泵和有杆腔回油流量一起提供的。返回行程时,液压缸有杆腔所需的流量仅由液压泵提供,返回行程速度由此产生。仅当面积比是2时,前进行程速度和返回行程速度是相同的。

2、双泵供油的快速运动回路 效率高,利用合理,但复杂、成本高。 3、采用蓄能器的快速运动回路 短期供油。 T a b c 4、变量泵供油增速回路 二、调速回路 工业实例: 用一个液压泵来驱动圆周自动进给机床的多个加工站。 作为单个工作站每次启动和关闭都会在整个液压回路产生压力波动。这些压力波动将钻床工作台产生影响。压力波动以及钻孔时所产生的力(反向力不允许对钻头的进给产生影响。为了达到可调的均匀进刀要求,必须在系统中设置一个调速阀用来确保获得平稳的进给速度,同时用一个溢流阀作为背压阀,以便产生背压力克服钻头排渣时的反作用力。

这是一个速度调节回路,主要用到流量控制阀。为了考虑到系统需要承受负值负载,需要用到背压阀。节流阀与调速阀的区别。 考虑哪些元件可以用作背压阀。 调速方法: 1、节流调速 :定量泵、流量控制阀 2、容积调速:变量泵、变量液压马达 3、容积节流调速:变量泵、流量控制阀 (一节流调速回路 1、进油路节流调速(a 流量控制阀放在进油路上 a b (1速度负载特性:在回路中调速元件的调定值不变的情况下,负载变化所引起速度变化的性能。(b

11 (+-=m m P T A F A P kA υ A 、T A 不变时,随着负载F 的增加,速度V 下降。 B 、当T A 不变时,重载区的速度刚性比轻载区域的速度刚性差。 C 、在相同F 的情况下,面积大的要比面积小的速度刚性差。 (2最大承载能力: Fmax=A p p

(3功率和效率:p p q p P =泵 11q p P =缸 11q p q p P P P p p -=∆=-缸泵 1pq q p y p ∆+= =节溢+P P ∆∆ 该回路功率损失由两部分组成,即溢流损失和节流损失 回路的效率η: p p p p q p Fv q p q p = = 11η 进油节流调速回路适用于轻载、低速、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率液压系统。

2、回油路节流调速(c 流量控制阀放在回油路上。回油路节流调速回路与进油路节流调速回路在速度负载特性、最大承载能力、功率损失和效率方面有相似的结论。

进、回油节流调速回路的不同之处: (1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,且运动速度比较平稳。

(2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,压力继电器发出信号,可控制下一步动作。

(3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。 (4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。

( 5 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。

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。

3、旁油路节流调速 流量控制阀与主油路并联。 该回路中只有节流损失,而无溢流损失,所以效率较高。适用于高速、重载、对速度平稳性要求很低的较大功率液压系统。