气液压实验指导书--多缸顺序控制回路
THPYQ-1型 液压实训指导书
THPYQ-1液压与气压传动综合实训装置目录目录 (1)第一部分：液压系统演示性实验 (2)第二部分：液压传动基本回路实验 (3)1.压力控制回路 (3)1.1 简单的调压回路 (3)1.2多个溢流阀的调压 (3)1.3减压阀减压回路 (3)1.4三位换向阀油缸浮动卸荷回路 (4)1.5溢流阀遥控口卸荷 (4)2速度控制回路 (4)2.1节流调速回路 (4)2.2调速阀调速回路 (5)2.3调速阀的短接调速回路 (6)2.4调速阀的串联调速回路 (6)2.5调速阀的并联调速回路 (6)2.6差动快速回路 (7)3方向控制回路 (7)3.1用行程开关控制的自动连续换向回路 (7)3.2锁紧回路 (8)4.双缸顺序动作回路 (8)4.1顺序阀顺序动作回路 (8)4.2双缸同步动作回路 (9)第三部分：PLC控制的液压回路实验 (9)1.模拟机床动作实验 (9)2.实现“快进→Ⅰ工进→Ⅱ工进→快退→停止”的液压系统 (10)3.板框压滤机液压原理图 (11)第四部分：继电器控制的液压传动回路实验 (11)1.多段调速回路 (11)2.出油节流双程同步回路 (12)第五部分：元件图解 (13)第一部分：液压系统演示性实验实验图如下：根据系统图选择液压阀块，同时用带快速接头的实验胶管完全连接，本实验包含了多个基本回路，如：远程调压、调速回路、换向回路等。
按下图完成电气连接：1、实验步骤说明如下：不按下SB8，系统压力由阀1来控制，当按下SB8后，系统压力由阀1和阀2组合完成（即远程调压）。
按下SB2，油缸4前进，因为Z2和Z3不能同时得电，因此只有按下SB1后，再按下SB3，Z3才能得电，油缸4才能后退。
油缸5的运动亦如此。
当按下SB7后系统控制回路断。
2、此液压回路的控制部分如用PLC来实现控制，可实现多种功能，具体可有老师自行设计。
第二部分：液压传动基本回路实验1 .压力控制回路1.1 简单的调压回路1.2多个溢流阀的调压（1）串联（2）并联1.3减压阀减压回路1.4三位换向阀油缸浮动卸荷回路1.5溢流阀遥控口卸荷2速度控制回路2.1节流调速回路（1）定压式（2）变压式2.2调速阀调速回路（1）定压式（2）变压式2.3调速阀的短接调速回路2.4调速阀的串联调速回路2.5调速阀的并联调速回路2.6差动快速回路3方向控制回路3.1用行程开关控制的自动连续换向回路3.2锁紧回路4.双缸顺序动作回路4.1顺序阀顺序动作回路4.2双缸同步动作回路以上所用元件可以灵活应用，如上面回路大多用三位四通阀中封式来完成实验，实际上可用二位四通或别的阀来完成的，而且电气回路可能会更简单一些。
液压与气动实验室实验指导书(5)
实 验 次 数
设定参数
p
待测参数 q
( L / min)
P 电
(kW )
计算结果 n (r/min)
(MPa)
η pv
η pm
ηp
Pi
( kW )
Po
( kW )
五、实验结果分析及思考题 1、根据测试数据和计算数据，在实验报告中画出以下特征曲线。 1） p —q 曲线； 3） p —η 总 曲线； 2） p —η pv 曲线； 4） p — Pi 曲线。
1、液压系统原理图如图 1-1 所示。
图 1-1 液阻特性实验液压系统原理图 1-电动机 2-液压泵 3-溢流阀 4-节流阀1 5、8、9-压力表 7-二位三通电磁换向阀 10-流量传感器 11-节流阀 212-温度计
2、实验步骤 （1）薄壁小孔液阻特性实验
2
1）启动计算机，进入薄壁小孔液阻特性实验； 2）按油路图将被测试件薄壁小孔及控制件接好，启动电机,，全松溢流阀 3，按下 供压按钮，关闭节流阀 4，调节溢流阀 3 至系统工作压力 6.3MPa； 3）调节节流阀 4，使泵出口压力表显示值 6 MPa (由被测元件液阻特性决定)； 4）以自己的学号填写【测试数据文件】名和【实验报告 HTML 文件存储】名； 5）在【实验项目选择】栏内选择【测试数据】 ，在【测试数据操作】栏内的编辑 框内，填写【测试次数】 ，点击【实验项目选择】栏内【项目运行】 ，全松节流阀 11，观 察显示区流量(L/min)最大值。 6）调节节流阀 11，同时观察显示区流量(L/min)值，使其在流量测量点最小值附 近； 7）在【测试数据操作】栏内点击【数据记录】键，测试数据记录在【实验数据表】 中； 8）调节节流阀 11，同时观察显示区流量(L/min)值，使其在下一个流量测量点附 近，重复操作 6） ，直至测试完成。 9）在【实验项目选择】栏内选择【实验结果表显示】 ，点击【实验项目选择】栏 内【项目运行】 。 10）在【实验项目选择】栏内选择【实验曲线显示】 ，点击【实验项目选择】栏内 【项目运行】 。 11）在【实验项目选择】栏内选择【输出实验报告（HTML 格式） 】 ，点击【实验 项目选择】栏内【项目运行】 。 12）拷贝计算机中实验记录文件。 2）细长小孔液阻特性实验 1）启动计算机，进入细长小孔液阻特性实验； 2）按油路图将被测试件细长小孔及控制件接好，启动电机,，全松溢流阀 3，按下 供压按钮，关闭节流阀 4，调节溢流阀 3 至系统工作压力 6.3MPa； 3）调节节流阀 4，使泵出口压力表显示值 6 MPa (由被测元件液阻特性决定)； 4）以自己的学号填写【测试数据文件】名和【实验报告 HTML 文件存储】名； 5）在【实验项目选择】栏内选择【测试数据】 ，在【测试数据操作】栏内的编辑 框内，填写【测试次数】 ，点击【实验项目选择】栏内【项目运行】 ，全松节流阀 11，观 察显示区流量(L/min)最大值。 6）调节节流阀 11，同时观察显示区流量(L/min)值，使其在流量测量点最小值附 近； 7）在【测试数据操作】栏内点击【数据记录】键，测试数据记录在【实验数据表】 中； 8）调节节流阀 11，同时观察显示区流量(L/min)值，使其在下一个流量测量点附 近，重复操作 6） ，直至测试完成。 9）在【实验项目选择】栏内选择【实验结果表显示】 ，点击【实验项目选择】栏 内【项目运行】 。 10）在【实验项目选择】栏内选择【实验曲线显示】 ，点击【实验项目选择】栏内 【项目运行】 。 11）在【实验项目选择】栏内选择【输出实验报告（HTML 格式） 】 ，点击【实验 项目选择】栏内【项目运行】 。 12）拷贝计算机中实验记录文件。
气动基本回路
气动基本回路
气动基本回路
由相关气动元件组成,用来完成某 种特定功能的典型的管路结构. 分类: 方向控制回路 压力控制回路 速度控制回路 多缸控制回路
第一节
方向控制回路
一、单腔换向回路 见图10-1 特点：施 加控制信号 活塞杆伸出； 信号消失， 活塞杆立即 退回。
二、双控换向回路 见图10-2 特点：主控 阀具有记忆功 能，只有施加 一个相反的控 制信号后，主 控阀才会进行 换向。
三、自锁式换向回路 见图10-3 特点：主控阀无 记忆，按下手动阀 1，主控阀右位接 入，活塞杆左伸， 按钮松开，不换 向；只有按下手动 阀2才换向。
第二节压力控制回路
一、调压回路 见图10-4
二、增压回路 图10-5 增压比：n=D2/D12
第三节 速度控制回路 一、节流调速回路 采用单向节流阀实现排气节流的速度控制回路
3、往复动作回路（图10-15）
本章小结: 1、方向控制回路的组成及原理 2、压力控制回路的构成和原理. 3、速度控制回路的特点和原理。 4、同步回路、安全保护回路的组成、原 理。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
再见！
利用两个单向节流阀实现两个方向的速度控制
二、缓冲回路
三、气-液调速回路
四、其他回路 1、同步回路 两活塞杆采用刚性连接的同步回路（图10-10）
气/液缸串联同步回路（图10-11）
2、安全保护回路 （1）自锁回路（图10-12）
（2）互锁回路（图10-13）
（3）过载保护回路 （图10-14）
液压基本回路详解
液压缸： v qp pv npVp pv
A
A
变化Vp，即可变化缸旳运动速 度v .
qP
v
安 全 阀
qP
VM
液压马达：
nM
nM
qp pV MV
VM
n pV p VM
pVMV
变化Vp，即可变化nM .
2、定量泵－变量马达构成旳容积调速回路
p1
qP
TM
nM VM 马达输出转矩：
p2
TM
pMVM
AT1
AT3
AT1 < AT2 < AT3
特点: ① 速度稳定性大大提升；
0
R
② 功率损失比同类采用节流阀旳大。
（二）容积调速回路
经过变化变量泵旳输出流量或变化变量马达旳 排量来实现执行元件旳速度调整。 1、变量泵－定量执行元件构成旳容积调速回路
P1
P2
安 全 阀
开式回路
闭式回路
A
速度特征分析：
基本回路：有关液压元件所构成旳能独立完毕 特定功能旳经典回路。
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
要点：
1、方向、速度、压力等控制回路旳基本原理、功能、 回路中各元件作用和经典回路图；
2、节流调速回路旳参数计算措施，其中涉及正确地应 用薄壁小孔流量公式，精确列出液压缸受力平衡方程 等；
1DT(＋)：
P= Py2
2DT(＋)：
P= Py3
4、连续、按百分比进行压力调整回路
采用先导式百分比电磁溢流阀，调整进入阀旳输 入电流（或电压）旳大小，即可实现系统压力旳无 级调整。
优点：简朴，压力切换平稳，更轻易实现远距离控制或程控。
液压基本回路
在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下
液压缸的运动速度 V = q / A 液压马达的转速 n = q / Vm 式中： q——输入液压执行元件的流量； A——液压缸的有效面积； Vm——液压马达的排量。
由以上两式可知，要想调速，改变进入液压 执行元件的流量或改变变量液压马达的排量 的方法来实现。为了改变进入液压执行元件 的流量，可有三种方法：
六、增压回路
1. 增压原理 2. 增压回路
二、 速度控制回路
速度控制回路:是调节和变换执行元件运 动速度的回路。 速度控制回路包括：调速回路、快速运动回 路，速度换接回路，其中调速回路是液压系 统用来传递动力的，它在基本回路中占有重 要地位。
（一）调速回路
调速回路：用于调节液压执行元件速度的回 路。
（2）特点 ①速度负载特性曲线在横坐标上并不汇交， 其最大承载能力随 AT 的增大而减小，即旁路 节流调速回路的低速承载能力很差，调速范围 也小。 ②旁路节流调速只有节流损失，无溢流损失， 发热少，效率高些。 ③由于旁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、负载变化较小、对速度平稳性要 求不高而要求功率损失较小的系统中。
1 2 1 2 1 2
i
if p
p
A 2 A , then
1 2
F p 2p p A
0 c 2
i
p ：液压泵出口至差动后合成管路前的压力损失；
i
p ：液压缸出口至合成管路前的压力损失；
0
p ：合成管路的压力损失；
c
3. 采用蓄能器的快速运动回路
（1）回路组成 （2）回路原理 （3）特点 ①可用小流量泵获快 速运动 ②只适用于短期需要 大流量的场合。
液压基本回路—方向控制回路
第7章 液压基本回路
7.1 方向控制回路
方向控制回路是用来控制液压系统各油路中液流的接通、切断或变 向，从而使执行元件相应地实现起动、停止或换向等一系列动作。 方向控制回路有换向回路和锁紧回路等。
7.1.1 换向回路
1 液压系统中，执行元件运动方向的变换，可通过各种换向阀实现； 换向阀的控制方式可以是人力、机械、电动、液动等。
2 图7.2所示分别为采用电磁换向阀和手动换向阀的换向回路。
第7章 液压基本回路
两 停留在缸的两端。
三 位 四 通 手 动 换 向 阀
阀芯中位，泵卸荷，活塞制动； 阀芯左位，活塞右移； 阀芯右位，活塞左移。
第7章 液压基本回路
第7章 液压基本回路
图7.3 采用换向阀滑 阀机能的闭锁回路
第7章 液压基本回路
图7.4 采用 液控单向阀 的闭锁回路
电磁铁都不通电，阀芯中位，泵 卸荷，单向阀A、B关闭，活塞双 向闭锁；
左边电磁铁都通电，阀芯左位， 单向阀B开启，活塞右移；
右边电磁铁都通电，阀芯右位， 单向阀A开启，活塞左移。
7.1.2 闭锁回路
1 闭锁回路又称为锁紧回路，用以实现执行元件在任意位置上停止，并 防止停止后产生蹿动。
2 常用的锁紧回路有采用O型或M型滑阀机能换向阀的闭锁回路和采用 液控单向阀的闭锁回路两种。
3 图7.3所示即为采用三位四通O型和M型滑阀机能换向阀的闭锁回路； 4 图7.4所示为采用液控单向阀的闭锁回路。
7.1 方向控制回路
第7章 液压基本回路
教学 内容
1 方向控制回路 2 压力控制回路 3 速度控制回路 4 多缸动作控制回路
第7章 液压基本回路
01
液压基本回路就是能够完成某种特定控制功能的液压元件和管道 的组合。
气动控制基本回路
方向控制阀
单向型控制阀 换向型控制阀：通过改变气体通路使气流方向发生改
变 换向型控制阀按驱动方式可分为气压控制阀、电磁控制 阀、机械控制阀、手动控制阀和时间控制阀
方向控制回路
单作用气缸换向回路 双作用气缸换向回路
单向型控制阀
单向阀：气流只能向一个方向流动而不能反向流动通 过的阀
AB
1
2
1
2
AB
O1 P O2 a)
O1 P O2 b)
P c)
双电磁铁直动式换向阀工作原理图 图17-10
换向型控制阀
时间控制换向阀：使气流通过气阻（如小孔、缝隙等）
节流后到气容（储气空间）中，经过一定时间气容内建立起一定 的压力后，再使阀芯动作的换向阀
K
A
a
POK
延时换向阀 图17-11 延时换向阀 图17-11
“是门”（S=A） “或门”（S=A+B ） “与门”（S=A·B） “非门”(S= Ã)元件 双稳元件
按结构形式分：
截止式 膜片式 滑阀式
或门：S=A+B
或门元件 图17-33 或门元件 图17-33
是门：S=A 与门：S=A·B
A
P(B)
图17-34是门和与门元件 是门和与门元件 图17-34
YT4543动力滑台液压系统：电磁铁动作表、基本回路、 工作原理、特点
气液速度控制回路 图17-32
气动逻辑元件（又称逻辑阀）
工作原理：
均是用压缩空气为工作介质，通过元件内部可动部 件的动作，改变气流方向，从而实现逻辑控制功能
气动逻辑元件的分类
按工作压力分：
高压元件（0.2~0.8MPa ） 低压元件（0.02~0.2MPa ） 微压元件（〈0.02MPa)
油缸液压回路PLC控制实验
二、 组接电路：
实验步骤及内容
本实验的电气控制回路比较复杂，而且涉及强电、弱电的混合连接，实验设备也比较精密， 这就要求我们接线时一定要仔细检查，切不可在未检查确认无误之前通电。
（1）主电路连接：按照电气控制回路原理图连接电路，输入的三相电源在多功能电源板 上，自带保险和空气开关，交流接触器和热继电器在可编程控制器输入板上（内部已接 好）。
CH
20EDR1
NC 00 01 02 04 05 07
NC COMCOMCOM 03 COM 06COM 01 03
NC COM COM COM 03 COM 06
1YA 三位四通(换)
2YA 三位四通(直) 3YA 二位二通 4YA 二位二通
1----SB1 泵站启动 2----SB2 单周期触发 3----SB3 急停 4----SB4 循环触发 5----SB5 手动快退复位
节流阀串联速度换接回路电气接线图
机械工程实验教学中心
实验器材和设备
机电液综合实验台
一台
液压泵站（含油箱、液压泵、电动机等） 一套
五通接头
若干
油管（含快换接头） 若干
油缸、三位四通换向阀，溢流阀 各一个
两位两通换向阀，节流阀 各二个
电源板（含空气开关、保险、计时器ZN48-FX、AC360V、AC220V
机械工程实验教学中心
实验预备知识
1、PLC概述 PLC的工作方式为周期扫描各端口，再逐条执行，从而实现周期自动控
制。其每个周期包括输入采样、程序执行、输出采样三个阶段。下图为 PLC周期工作方式。
第一步为输入采样阶段，控制器首先以扫描的方式顺序读入所有的输入 端的信号状态（1或0），并逐一存入输入状态寄存器，其位数与输入端 子的数目相对应，而且即使程序执行期间，输入状态发生变化，输入状 态寄存器的状态也不会发生变化。
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实验四 多缸顺序控制回路
（设计型）
一、实验目的
1、熟悉多个执行元件的顺序控制回路设计；
2、熟悉压力顺序阀的作用
3、认识元件及组装回路。
4、掌握基本的顺序动作回路的工作过程及原理。
5、学会使用液压元器件设计液压动作回路，提高学生处理及解决问题的能力。
二、实验设备和仪器
1．液压系统试验台
2. 双作用液压缸、3位4通手动换向阀、压力顺序阀和调速阀
3. 油管若干
三、实验原理
行程控制顺序动作回路：是利用某一执行元件运动到预定行程以后，发出电气或机
械控制信号，使另一执行元件运动的一种控制方式。
压力控制顺序动作回路：是利用液压回路中压力的差别，如顺序阀、压力继电器等
动作发出控制信号，使执行元件按预定顺序动作。
四、实验内容及要求
1、实验内容：
（一）利用行程开关设计液压的顺序动作回路
（1）
实验方法
采用电器行程开关的顺序动作回路，各缸顺序由电气元件发出信号，改变油液的流
动方向即可改变顺序动作，并可调整行程。
本实验动作过程如下：首先按动电钮，电磁铁1DT接通，左位接入，压力油流入液
压缸A的左腔，右腔回油，实现动作，右行到终点时，缸A的挡铁压下行程开关1XK，
电磁铁2DT通电，液压供油又进入缸B实现动作2。右行到终点缸B活塞的挡铁压下行
程开关2XK，电磁铁1DT断电，换向阀呈图示状态，压力油进入缸A右腔，左回油，活
塞返回，缸A实现动作3。左行到终点，缸A活塞的挡铁压下行程开关3CK，电磁铁2DT
断电，压力油又进入缸B的左腔，活塞也返回，缸B实现动作4，完成一个自动循环，
活塞均退回原位，为下一循环作好准备。
行程开关的顺序动作回路
采用压力继电器实现顺序动作的回路。此方法为了防止压力继电器发生误动作，其
压力调整数值一方面应比先动的液压缸的最高工作压力高0.3-0.5Mpa，另一方面要比
溢流阀的调整压力低0.3-0.5Mpa。
接通电源，打开开关，使缸A换向阀的电磁铁ID通电，压力油进入缸A（假定是
夹紧缸）左腔，推动活塞向右运动，碰上定位挡铁后（或夹工件后）系统压力升高，安
装在缸A进油腔附近的压力继电器发出电信号，使缸B换向的电磁铁2DT通电，于是压
力油以进入缸B（假定为钻削加工的进给缸）的左腔，推动活塞向右运动（开始钻削加
工），完成了一个完整的动作循环。见图2
压力继电器的顺序动作回路
（2）实验步骤
检查在实验台上搭建的液压回路是否正确。如确定无误，接通电源，启动电气控
制面板的开关，把换向阀插座与电磁铁换向阀进行连接，启动液压油泵开关，调节电机
调速器使达到预定的压力，按动换向阀1或2达到实验预计的结果。
（二）利用压力继电器的顺序动作回路
检查在实验台上搭建的液压回路是否正确。如确定无误，接通电源，启动电气控制
面板的开关，把换向阀插座与电磁铁换向阀进行连接，启动液压油泵开关，调节电机调
速器使达到预定的压力，达到实验预计的结果。
四、实验结果分析及实验报告要求：
1、画出所设计的液压回路（画出多种并符合要求的建议评定成绩考虑加分）。
2、写出自己的设计思路和设计原理。