液压系统分析(2) 基本回路ppt课件.ppt

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1、液气压系统分析,第二章 基本回路分析,第二章 基本回路分析,由液压元件组成，并能完成特定功能的典型管路结构，称为基本回路。内容概述方向控制回路压力控制回路速度调节回路多缸控制回路其它控制回路,2-1 方向控制回路,方向控制回路的作用是利用各种方向控制元件来控制流体的通断和流向，以控制执行元件的启动、停止和换向。1.换向回路三位四通手动换向阀,2-1 方向控制回路,二位四通电磁阀的换向回路 活塞只能停留在缸的两端，不能停留在任意位置上。换向时间短,为0.010.07s；换向时间不能调节。阀芯推力受到电磁阀衔铁吸力的限制，只适用于小流量的系统。,2.连续往返运动回路压力继电器控制的连续往复运动回路

2、,2-1 方向控制回路,压力继电器,2-1 方向控制回路,用行程开关控制的连续往复运动回路,2-2 压力控制回路,1、定量泵调压回路 在采用定量泵节流调速中，调节节流阀的开口大小可调节进入执行元件的流量，而定量泵多余的油液则从溢流阀溢回油箱。在工作过程中阀是常开的，液压泵的工作压力决定于溢流阀的调整压力且基本保持恒定。,一.调压回路调压回路使系统或系统某一部分的压力保持恒定或不超过某一数值，或者使工作部件在运动的不同阶段有不同的压力以适应不同负载的要求。,2-2 压力控制回路,2变量泵限压回路 泵的出口压力不超过溢流阀调定压力，此时阀是常闭的。只有当系统压力超过溢流阀调整压力时，阀才打开，油液

3、经阀流回油箱，系统压力不再增高，因而可以防止系统过载，起安全作用。,2-2 压力控制回路,3远程调压与多级调压回路 将先导式溢流阀的远程控制口接远程调压阀进油口，用来控制先导溢流阀上腔压力p1的压力值，而远程调压阀出油口接油箱，即构成了远程调压回路。,p1,p2,2-2 压力控制回路,多级调压回路，采用溢流阀和二位二通电磁阀组合实现。P1p2p3,2-2 压力控制回路,4.无级调压回路 用于负载多变的系统，工作压力随着负载的不同能自动调节。若负载增大，控制油经单向阀4进入辅助缸7，使溢流阀的调压弹簧压缩，P调增大；反之减小p调，使p供自动与负载相适应。,2-2 压力控制回路,二减压回路 在夹紧

4、系统、控制系统和润滑系统中常需要减压回路。图为常见的一种减压回路。液压泵排出油液的最大压力由溢流阀根据主系统的需要来调节。当液压缸A需要得到比泵的供油压力低的压力时，可在 油路中串联一减压阀，减压 阀可保持减压后压力恒定，但至少应比溢流阀调定压力低0.5MPa。当执行元件的速度需要调节时，节流元件应装在减压阀的出口。,2-2 压力控制回路,下图为二级调压回路，将减压阀的远程控制口通过二位二通电磁阀与远程调压相连便可获得两种预调的压力。,p3,p4,2-2 压力控制回路,三增压回路 泵输出的低压油通过增压缸4变为高压油输入工作缸7、8。当3换向时，工作缸的活塞在弹簧的作用下复位。,双作用增压缸的

5、增压回路能连续输出高压油,2-2 压力控制回路,水射流切割的双向增压回路,水刀利用增压装置，将水增压到100400MPa，通过小孔喷嘴（0.10.5mm）将压力能变为动能。水的流速为500m/s到上千米。,2-2 压力控制回路,四、保压回路1.蓄能器保压回路系统压力由蓄能器保持。液流阀3的调定压力应大于压力继电器5的调定压力。,2-2 压力控制回路,2.液控单向阀保压回路,利用液压油的可压缩性和缸、管的弹性变形来保持压力恒定，因此随着泄漏量的增加，压力会逐渐降低。,2-2 压力控制回路,3.自动补油的保压回路换向阀3右位工作时，泵向液压缸大腔供油，压力上升到预定值时，电接压力表发出信号使电磁换

6、向阀回到中位，液压缸由液控单向阀4保压。,2-2 压力控制回路,五、卸压回路执行机构的工作行程完成后实现逐渐泄压，以防止换向阀快速切换而导致的液压冲击和振动。1.主换向阀中位配合节流阀的卸压回路 卸压速度可由节流阀调节，常用于小型液压机。,2.二位二通电磁阀配合节流阀的卸压回路适用于较大型液压机和注塑机。,2-2 压力控制回路,2-2 压力控制回路,3、外控顺序阀控制的节流阀卸压回路,2-2 压力控制回路,六卸荷回路（1）用三位换向阀卸荷的回路 当滑阀中位机能为“H”、”K”、或”M”型的三位换向阀处于中位时，泵输出的油液直接回油箱。如图所示。这种方法比较简单，但不适用于一泵驱动两个或两个以上

7、执行元件的系统。,2-2 压力控制回路,（2）用二位二通阀卸荷的回路,如图所示，图中专门增加了一个二位二通电磁阀使泵卸荷。二位二通电磁阀流量必须与泵的流量相适应。且受到电磁铁吸力限制，通常仅用于q泵1.0510-3m3/s的场合。,2-2 压力控制回路,液控换向阀的卸荷回路 二位二通电磁阀4作为液控换向阀的先导控制，液控换向阀3卸荷。用于大流量系统的卸荷。,2-2 压力控制回路,（3）用先导式溢流阀卸荷回路,如图所示，先导式溢流阀的远程控制口可通过二位二通电磁换向阀与油箱相通。当二位二通阀电磁铁通电时，溢流阀远程控制口通油箱，这时溢流阀主阀全部打开，泵排出油液全部回油箱，液压泵卸荷。这一回路中

8、二位二通阀只通过很少的流量，因此可以用小流量规格。在这产品中，可将小规格的电磁阀换向阀和先导式溢流阀组合一起，这种组合阀称为电磁溢流阀。,（4）用液控顺序阀的卸荷回路 高低压油泵并联供油，当系统在低压大流量工况下工作时，低压大流量泵2和高压大流量泵1同时供油。当负载力增加引起系统压力p升高时，液控顺序阀打开，低压大流量泵卸荷，高压小流量泵继续向系统供油。,2-2 压力控制回路,2-2 压力控制回路,七平衡限速与闭锁回路（1）用单向顺序阀的平衡回路 图中是用单向顺序阀组成的平衡回路。单向顺序阀的调定压力应调整到能平衡运动部件自重为度。理论压力 P=W/A 式中P顺序阀的调定压力；W运动部件的总重

9、量；A液压缸回油腔的有效面积。由于顺序阀的存在，运动部件不会因自重而下滑。只有当电磁铁1DT通电时，液压力使缸下腔的压力超过顺序阀的调定压力，活塞才向下运动。,2-2 压力控制回路,（2）用液控顺序阀的平衡回路 右图是采用液控顺序阀的起重平衡回路。此回路适用于在平衡重量有变化的情况。当换向阀切换至右位时，液压缸举起重物。当换向阀切换至左位时，活塞下行放下重物。将换向阀切换至中位，活塞停止运动。这一回路的特点是液控顺序阀的启闭取决于控制口的油压，而与负载大小无关。,2-2 压力控制回路,但上图的平衡回路是不完善的。当压力油使液控顺序阀打开，活塞开始向下运动时，液压缸上腔的压力将迅速降低，这可能导

10、致液控顺序阀关闭，活塞停止运动。紧接着压力升高，液控顺序阀又打开，活塞又开始运动。所以活塞继续下降，产生所谓“点头”现象。为了解决这一问题，可在控制油路中装一节流阀，使液控顺序阀的启闭动作减慢。,2-2 压力控制回路,（3）采用单向阀的锁紧回路 如图所示状态,活塞只能向左运动,向右则由单阀锁紧。当电磁阀切换后，活塞向右运动，向左则锁紧。当活塞运动到液压缸终端时则能双向锁紧。这里，油泵出口处的单向阀在泵停止运转时还有防止空气渗入液压系统的作用，并可防止执行元件和管路等处的冲击压力影响液压泵。,2-2 压力控制回路,（4）液控单向阀锁紧回路（双向液压锁）当有压力油进入时，回油路的单向阀被打开，单向

11、阀不妨碍压力油进入液压缸。但当三位四通阀处于中位或泵停止供油时，两个液控单向阀把液压缸内的液体密闭在里面，使液压缸锁住。此回路可实现缸在任意位置锁紧，且锁紧精度较高。这种回路主要用于汽车起重机的支腿油路中，也用于煤矿采掘机械液压支架的锁紧回路中。,2-2 压力控制回路,（5）换向阀锁紧回路 图示为换向阀锁紧回路它利用三位阀的M型中位机能能封闭液压缸两腔，使活塞能在其行程的任意位置上锁紧。由于滑阀式换向阀不可避免的存在泄漏，这种锁紧回路能保持执行元件锁紧时间不长。,速度控制回路是利用流量控制元件对液压系统中执行元件的运动速度进行调节和变换，以满足负载所需要的速度快慢或变化的要求。速度控制回路包括

12、调速回路、增速回路和速度换接回路。速度控制回路往往是液压系统中的核心部分，其工作性能的优劣对整个系统起着决定性的作用。,2-3 速度控制回路,一、调速方法和要求 调速方法 在不考虑液压油的压缩性和泄漏性的情况下，液压缸的运动速度为 V=Q/A;液压马达的转速为 n=Q/qm。式中 Q-输入执行元件的流量；A-液压缸的有效面积；qm-液压马达的排量。从上两式可知，改变输入液压缸的流量Q或改变液压缸有效面积A，都可以达到改变速度的目的。但对于特定的液压缸来说，一般用改变输入液压缸流量Q的办法来变速。而对于液压马达，既可用改变输入流量也可用改变马达排量的方法来变速。,2-3 速度控制回路,调速要求

13、满足工作部件调速范围（为最大速度与最小速度之比）负载变化引起的工作部件速度变化应在允许范围内，即要求有一定的速度刚度；效率高；满足工作部件要求的承载能力；在稳定工作状态下无振动，运行平稳；有关动态特性方面的各种要求。,2-3 速度控制回路,概括起来，调速方法可分以下几种：1、节流调速。即用定量泵供油，采用节流元件调节输入执行元件的流量Q来实现调速；2、容积调速。即改变变量泵的供油量Q或改变变量液压马达的排量qm来实现调速；3、容积节流调速。由压力补偿型变量泵供油，用自动改变流量的变量泵及节流元件联合进行调速。,2-3 速度控制回路,（一）进口节流调速回路,1、速度负载特性,从图中可看出，活塞运

14、动速度取决于进入液压缸的流量q1和液压缸进油腔的有效面积A1，即：V=q1/A1 根据连续性方程，进入液压缸的流量等于通过节流阀的流量，而通过节流阀的流量可由节流阀的流量特性方程决定。即q1=CAT(PT)m=CAT(Pp-P1)m,2-3 速度控制回路,二、节流调速回路,节流阀,节流阀的结构,返回,其中，C为节流阀口的液阻系数，由节流口形状、液体流态、油液性质等因素决定的参数；AT为节流口的通流面积；m为由节流口形状决定的节流阀指数，其值为0.51.0。,当活塞以稳定的速度运动时，作用在活塞上的力平衡方程为：p1A1=p2A2+F式中 F负载力；p2液压缸回油腔压力，p2 0。所以P1=F/

15、A1=PL,PL为克服负载所需的压力，称为负载压力。再将P1代入前式得：上式即为进口节流调速回路的速度负载特性方程，它反映了速度v和负载F的关系。若活塞运动速度为v为纵坐标，负载为横坐标，将上式按不同节流阀通流面积AT作图，可得一组抛物线，称为进口节流调速回路的速度负载特性曲线。,2-3 速度控制回路,右图即为该回路的速度负载特性，从图中可看出，当其它条件不变时，活塞运动速度v与节流阀通流面积AT成正比，故调节节流阀通流面积就能调节执行元件的运动速度。由于薄壁小孔节流阀最小稳定流量很小，故能得到较低的稳定速度。这种调速回路和调速范围大，一般可超过100。从前式和图中还能看出，当节流阀通流面积A

16、T一定时,随着负载F 的增加，节流阀两端压差减小，活塞运动速度按抛物线规律下降。,2-3 速度控制回路,当F=ppA1时，节流阀两端压差为零，活塞运动也就停止，液压泵的流量全部经溢流阀流回油箱。通常用速度刚度kv表示负载变化对速度的影响程度。再由前式可得出：由上式可以看出：,（1）当节流阀通流面积一定时，负载越小，速度刚度越大。（2）当负载一定时，节流阀通流面积越小，速度刚度越大。（3）适当增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力可提高速度刚度。,2-3 速度控制回路,2、最大承载能力,在pp已调定的情况下，不论节流阀通流面积怎样变化，其最大承载能力是不变的，即Fmax=pp.A1。故称这种调速

17、方式为恒推力调速。,3、功率特性,液压泵输出的功率为：Pp=pp.qp=常数液压缸输出有效功率为:P1=F.v=Fq1/A1=p1.q1回路的功率损失为：P=Pp-P1=ppqp-p1q1=(q1+qy)pp-q1(pp-pT)=ppqy+pTq1由上式可知，这种调速回路的功率损失由溢流损失(P1=ppqy)和节流损失(P2=pTq1=pTvA1)两部分组成。,2-3 速度控制回路,由于两种损失的存在，故调速回路效率较低，特别是当负载小，速度低时效率更低。而回路效率c等于缸的有效功率与泵的输出功率之比，为：从上式可以看出，q1/qp越大，溢流损失越小，回路效率就越高；负载越大，p1/p2越大，

18、回路效率也越高。此外，节流阀的进出口压力差pT越小，回路效率越高，但pT不能过小，一般取（23）105Pa才能正常工作。在负载基本不变的情况下，进油路节流调速回路的效率c=0.20.6。,2-3 速度控制回路,4.调速特性调速回路的最大速度vmax与最小速度vmin之比称为回路的调速特性（调速范围）。进油路调速回路的调速范围为：式中，ATmax和ATmin分别为节流阀可能的最大和最小通流面积。,2-3 速度控制回路,进油路节流调速的特点：由于进油路有节流阀，流量输入平稳，无冲击，当流量进入单杆液压缸无杆腔时，因为有效工作面积较大，可以获得较低的运动速度。但由于回路上没有背压，当负载变化时，运动

19、速度不够平稳。所以常在回油路上安装一个背压阀，调整压力一般为0.30.6MPa。背压越高，功率损失越大。总之，这种回路结构简单，成本较低，而且调速范围较大（一般可达100以上），启动时冲击较小，因此仍广泛应用于一般负载变化较小的小功率液压系统中。,2-3 速度控制回路,(二）回油路节流调速,在这种调速回路中，把节流阀串联在液压缸的回油路上，如图所示，借助节流阀控制液压缸的排油量q2来实现速度调节。由于进入液压缸的流量q1受到回油路上排出流量q2的限制，因此用节流阀来调节液压缸排油量q2，也就调节了进油量q1。定量泵多余的油液经溢流阀流回油箱。,2-3 速度控制回路,液压缸活塞运动的速度v取决于

20、流出液压缸的流量q2和液压腔工作腔（此处为有杆腔）的有效工作面积A2，因此速度刚度为：进油路、回油路节流调速回路的速度负载特性相同。在相同条件下，其回路效率与进油节流调速回路亦相同。,2-3 速度控制回路,回油节流调速的特点：回油腔有背压，运动比较平稳，能防止负载突然为零时引起的前冲，并能承受一定程度的负值负载。因通过节流阀的流量流往油箱，热油得到冷却，改善了散热条件。停机以后，回油腔油会缓慢流入油箱，再次启动时，容易产生启动冲击。为了克服这一缺点，可在进油路上增加一个节流阀，称为进、回油节流调速，但增大了功率损失。回油路节流调速回路同样只适用于小功率、负载变化不大的系统。在生产中，其应用比进

21、油节流调速回路普遍。,2-3 速度控制回路,进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承载能力和效率等方面性能是相同的，差别如下:,（三）进、回油路节流调速回路比较,1、承受负值负载能力 所谓负值负载就是负载作用力方向和执行元件运动方向相同。进口节流调速回路不能承受负值负载。如果要使其承受负值负载，就得在回油路上加背压阀（见图），使执行元件在承受负值负载时其进油腔内的压力不致下降到零，以免液体“拉断”。,2-3 速度控制回路,2、运动平稳性,在回油节流调速回路中，液压缸回油腔的背压p2与运动速度的平方成正比，是一种阻尼力。阻尼力不但有限速作用，且对运动部件的振动有抑制作用，有利于提高执行元件的运动

22、平稳性。因此，就低速平稳性而言，回油节流调速优于进口调速，回油节流调速的最低稳定速度较进口调速低。,3、回油腔压力,回油节流调速回路中回油腔压力P2较高，特别是在负载突然消失时，回油腔压力有可能比进油腔压力P1还要高。这样就会使密封摩擦力增加，降低密封件寿命，并使泄漏增加，效率降低。,2-3 速度控制回路,5、起动时前冲,4、油液发热对泄漏的影响,回油节流调速回路中，油液流经节流阀时产生能量损失并且发热，然后回油箱，通过油箱散热冷却后再重新进入泵和液压缸；而在进口节流调速回路中，经节流阀后发热的油液直接进入液压缸，对液压缸泄漏影响较大，从而影响速度的稳定性。,回油节流调速回路中，若停车时间较长

23、，液压缸回油腔中要漏掉部分油液，形成空隙。重新启动时，液压泵全部流量进入液压缸，使活塞以较快的速度前冲一段距离，直到消除回油腔中的空隙并形成背压为止。这种启动时的前冲现象可能损坏机件。,2-3 速度控制回路,（四）旁油路节流调速回路,这种节流调速回路将节流阀装在与液压缸并联的支路上，如图所示。只要调节通过旁路节流阀流量qT，就能调节进入液压缸的流量q1，也就调节了活塞运动速度。通过节流回油箱的的流量多，则进入液压缸的流量就少，活塞运动速度就慢；反之，活塞运动速度就快。这里的溢流阀作安全阀用，其调定压力应大于克服最大负载所需的压力。正常工作时溢流阀处于关闭状态。,2-3 速度控制回路,调速方程

24、从AT1曲线可以看出，当节流阀开口较大（即执行机构运动速度较低）时，所能承受的最大负载较小。从AT3可以看出，当节流阀开口较小且负载较大时，速度受负载影响较小。,2-3 速度控制回路,综上，旁油路节流调速回路在高速、重载的工况下有较好的速度稳定性。在旁油路调速回路中，油泵的泄漏对速度影响较大。因此，这种调速回路的稳定性差，特别是低速时更为显著。但同时，油泵的供油压力随负载变化而变化，负载越小，泵压也越小。因此，它比进、回油节流调速在能量利用上较合理。总之，此种回路适用于对运动平稳性要求不高的高速大功率系统。,2-3 速度控制回路,2-3 速度控制回路,三、容积调速回路,容积调速回路是通过改变泵

25、的排量或（和）液压马达的排量来调节液压马达（或液压缸）速度的回路。根据油液的循环方式，容积调速可以连接成开式回路和闭式回路两种。容积调速回路有变量泵和定量执行元件、定量泵和变量液压马达以及变量泵和变量液压马达三种可能的组合，下面对这三种组合情况调速回路的性能作进一步分析。,2-3 速度控制回路,（一）变量泵和定量执行元件组成的调速回路,这种调速回路可由变量泵与液压缸或变量泵与定量马达组成。,qp为泵的输出流量，Vp为泵的排量；np为泵的转速，A1为缸的活塞有效工作面积。改变泵的排量，可以对液压缸的运动速度进行无级调节。,2-3 速度控制回路,变量泵与定量液压马达组成的容积调速回路 通过改变泵3

26、的排量来调节液压马达的转速。为了补充回路的泄露和降低温升，保证系统正常工作，用辅助泵1向变量泵的吸油口补油，补油压力由液流阀6来调节。,输出的推力为：力矩为：当泵的输出压力pp和吸油路压力p0不变时，缸的输出推力和马达的输出力矩是恒定的。因此这种回路称为恒推力或恒力矩调速,2-3 速度控制回路,输出功率为：执行元件的输出功率随变量泵的排量vp增减而线性的增减。,调速范围较大，效率较高，但低速稳定性差，适用于要求恒推力或恒力矩调速的大功率液压系统中。,2-3 速度控制回路,2-3 速度控制回路,（二）定量泵变量马达容积调速回路,图(a)为闭式回路，图(b)为开式回路。两回路中1为定量泵，2为变量

27、马达，3为安全阀，图(a)中4为低压溢流阀，5为补油泵。此回路是靠调节变量马达2自身的排量来实现调速。,马达的转速与其排量成反比；马达的力矩与其排量成正比；马达输出的功率与其排量无关适用于恒功率调速的液压系统中。由于受马达最大转速的限制，这种回路的调速范围很小。,2-3 速度控制回路,2-3 速度控制回路,（三）变量泵和变量马达容积调速回路,这种回路是上述两种调速回路的组合。它是由双向变量泵和双向变量马达等组成的容积调速回路。调节变量泵的排量和变量马达的排量都可调节马达的转速。补油泵向低压腔补油。安全阀用以防止两个方向的高压过载。,调速特性恒力矩调速阶段：恒功率调速阶段：调速范围很大，而且具有

28、较高的效率，因此在大功率的液压系统中获得了广泛的应用。,2-3 速度控制回路,四、容积节流调速回路,限压式变量叶片泵和调速阀的容积节流调速回路 1DT通电，快速向右运动；1DT、3DT通电，节流调速；2DT、4DT通电，活塞退回。效率较高。,限压式变量叶片泵调速阀,返回,调速阀,返回,泵的压力和流量能够根据工况要求自动改变，减少了能量损失，降低温升，运动平稳。,2-3 速度控制回路,稳流式变量叶片泵和节流阀的容积节流调速回路,调速特性,1、三种调速回路特性的比较（1）节流调速的共同优点是系统简单，成本低，可在很大范围内实现无级调速，低速低载时效率低；（2）节流调速回路速度随负载的变化而变化；只

29、适用于负载变化不大的机器中；负载变化大的场合，用调速阀。（3）容积调速效率高，发热少，速度负载特性较好，价格高；,五、调速回路的比较和选择,2-3 速度控制回路,调速回路的比较,2、调速回路的选择 调速回路的选择主要考虑以下问题：（1）负载力、调速范围、负载特性和低速稳压性要求。这些因素决定了所需压力、流量和功率。据统计，功率在2kW以下的液压系统宜采用节流调速；功率在35 kW以上时，宜采用容积调速。要求调速范围大而低速稳定性好的系统，采用节流阀调速或容积节流阀调速。此外，负载变化大小，负载特性也是选择调速回路的依据。,2-3 速度控制回路,（2）工作条件的要求。当处于高温环境工作时，应选择

30、效率高、发热较小的容积调速或容积节流调速，必要时可采用冷却措施。对行走机构如工程机械，为减轻重量其油箱不能做的很大，也宜采用效率高、发热小的容积调速回路。（3）经济性要求。节流调速回路虽有成本较低的优点，但功率消耗大、效率低。有时从整个系统所用元件的数量和节省功率的观点分析还不如采用容积节流调速或容积调速更经济。,2-3 速度控制回路,二、快速运动回路,1、采用蓄能器的快速运动回路这种回路适用于短时间内需要大流量的系统，可以小流量泵获得很高的工作速度。缺点是：实现快速运动的行程较短，蓄能器充液时，液压缸必须停止工作，在时间上有些浪费。,2-3 速度控制回路,在组合机床或压力机械液压系统经常应用

31、双联叶片泵供油。当空程快进时双泵供油，工作进给或保压时大泵供油如图所示，快进时，双泵供油分别通过单向阀到液动机。工作或保压时，液压升高，卸荷阀打开，大泵卸荷，仅小泵供油。,2、双泵供油,3、增速缸快速运动回路 增速缸是由柱塞缸和活塞缸组成的复合液压缸。柱塞8固定在缸体7上。,2-3 速度控制回路,4、液压缸差动连接的快速回路,1DT断电，换向阀4换向到左位，液压缸5差动连接，活塞快速向右运动。1DT通电，差动解除，活塞缓慢向右运动。这种快速回路简单、经济，但快、慢速的转换不够平稳。,三、速度转换回路,设备工作部件在实现自动工作循环过程中，需要进行速度的转换。例如，由快速转变为慢速工作，或两种慢

32、速的转换等。这种实现速度转换的回路，应能保证速度的转换平稳、可靠，不出现前冲现象。,（一）快慢速转换回路,用单向行程节流阀实现速度换接回路。,采用这种回路，只要挡块斜度设计合理，可使节流口缓慢关小而获得柔和的切换速度；若将挡块设计成阶梯形状，还可以获得多种工进速度。,2.用行程阀来实现快慢速转换回路,这种回路中，行程阀的阀口是逐渐关闭(或开启)的，速度的换接比较平稳，比采用电气元件动作更可靠。其缺点是，行程阀必须安装在运动部件附近，有时管路接的很长，压力损失较大。因此多用于大批量生产用的专机液压系统中。将行程阀改用电磁阀，其速度换接快，行程调节比较灵活，电磁阀可安装在液压站的阀板上，也便于实现

33、自动控制，应用很广泛。但换接过程平稳性较差，换接冲击较大。,（二）两种慢速转换回路,调速阀串联的慢速转换回路,在这种回路中，调速阀6的开口必须比调速阀5的开口小，否则调速阀6将不起作用。该种回路常用于组合机床中实现二次进给的油路中。,2-3 速度控制回路,2.调速阀并联的慢速转换回路,这种回路当一个调速阀工作时，另一个调速阀油路被封死。其减压阀口全开。当电磁换向阀换位其出油口与油路接通的瞬时，压力突然减小，减压阀口来不及关小，瞬时流量增加，会使工作部件出现前冲现象。如果将二位三通换向阀换用二位五通换向阀，并按图b所示接法连接。当一个调速阀工作时，另一个调速阀仍有油液流过，且它的阀口前后保持一定

34、的压差，其内部减压阀开口较小，换向阀换位使其接入油路工作时，出口压力不会突然减小，因而可克服工作部件的前冲现象，使速度换接平稳。但这种回路有一定的能量损失。,多缸工作回路：液压系统中，两个或两个以上（多）缸按照各缸之间的运动关系要求进行控制，完成预定功能的回路。分类：顺序动作回路，同步动作回路，互不干扰回路。,2-4 多缸控制回路,一、同步回路使两个或两个以上的执行元件能够按照相同位移或相同速度运动，也可以按一定的速比运动。如：龙门刨床工作台升降运动、升降乐池运动等。1用机械连接实现同步,将两个液压缸通过机械装置将其活塞杆联结在一起，使它们的运动互相受到牵连，这样，不必在液压系统中采取任何措施

35、即可实现同步运动。某些尺寸很大的工作部件，常用若干个液压缸来驱动（如图），这时，工件本身就相当于机械联结装置，有使液压缸保持同步的作用。但需要在液压系统中进一步采取措施，以保证其运动同步。,2-4 多缸控制回路,2.用调速阀的同步回路,在两个并联液压缸的进油路（或回油路）上分别串入一个调速阀，仔细调整两个调速阀的开口大小，可使两个液压缸在一个方向上实现速度同步。显然这种回路不能保证位置同步，且调整比较麻烦。同步精度不高，一般在58%左右。适合于负载变化不大的小功率系统。,2-4 多缸控制回路,3.用分流阀的同步回路,压力油经分流阀4分流后供给液压缸7、8的下腔，两缸活塞同步向上运动。用分流阀实

36、现同步，结构简单紧凑，使用方便，负载变化对精度影响较小，一般速度同步误差在2%5%；但节流损失较大，系统效率较低。,2-4 多缸控制回路,动画演示,4用串联液压缸的同步回路,把有效工作面积相等的两个液压缸串联起来，便可使两缸的运动速度同步（如图所示）。这种同步回路结构简单，不需要同步元件，速度同步精度可达23%左右，能适应较大负载，且回路的液压效率高。但这种情况下泵的供油压至少是两缸工作压力之和。另外，在实际使用中两缸有工作面积和泄漏量的微小差别，在经过多次行程后的累积 误差增大。,2-4 多缸控制回路,动画演示,5用液压马达的同步回路,由两个同轴驱动的等排量液压马达4、5向等面积缸6、7供油

37、，实现双向同步。安全阀12的调定压力应比克服负载所需要的最高工作压力高0.30.5MPa。这种回路的精度取决于马达的排量误差、容积效率及两缸负载之差。采用柱塞式液压马达时，同步精度为1.5%5%；用叶片式、齿轮式液压马达时，同步精度为2%10%。这种同步回路适用于重载、大功率系统。,2-4 多缸控制回路,以上介绍的几种同步回路，大多数是控制流量，故只能保证速度同步。如果要求位置同步精度较高时，可采用伺服系统。伺服系统中既可以有位置反馈，又可以有速度反馈，故既能保证位置同步，又可保证速度同步。,6.用伺服系统的同步回路,2-4 多缸控制回路,用比例调速阀的同步回路由于调速阀要求液流油固定的流向，

38、因此，调速阀5和电液比例调速阀6采用单向阀桥式整流油路。阀6可以接受电子信号控制比例电磁铁动作，自动改变调速阀开口大小以调节流量。当缸7、8的活塞同步运动时，检测元件没有信号输出。当两缸活塞出现位置误差时，检测元件将放大后的偏差信号输给电液比例调速阀6，自动调节阀口，使缸8活塞始终跟随缸7活塞同步运动。本回路同步精度高，位置精度可达0.5mm，虽然精度没有伺服阀回路高，但成本低，抗污染能力强。,用电液伺服阀的同步回路 工作时，位移传感器9、10不断检测两个活塞的位置误差，将偏差信号输入伺服放大器11，控制电液伺服阀5的开口，使缸8始终与缸7活塞同步运动。这种回路同步精度可达0.050.2mm，

39、但成本较高，抗污染能力差，因此在伺服阀前安装了精密过滤器12。,各执行元件严格按预定顺序运动的回路称为顺序运动回路。如：组合机床回转工作台的抬起和转位、定位夹紧机构的定位和夹紧、进给系统的先夹紧后进给等。按照控制方式不同：行程控制、压力控制和时间控制的顺序动作回路。,2-4 多缸控制回路,顺序动作回路,行程控制利用执行元件运动 到一定位置（或行 程）时，使下一个 执行元件开始运动 控制方式。,1.行程开关控制的顺序回路,这种回路调整行程方便，只需改变电气控制线路就可组成多种动作顺序，可利用电气实现互锁，动作可靠。采用电磁换向阀换接；容易实现自动控制，安装位置不受限制。,2-4 多缸控制回路,动

40、画演示,采用行程阀实现顺序动作换接，换接平稳可靠，换接位置准确，但行程阀必须安装在运动部件附近，改变运动顺序较难。,2.用行程阀控制的顺序回路,动画演示,压力控制利用系统工作过程中压力的变化使执行元件按顺序先后动作。,二.压力控制的顺序动作回路,顺序阀控制 按采用压力阀的不同 液控顺序阀控制 压力继电器控制,1.用顺序阀的顺序回路,这种回路工作可靠，可以按照要求调整液压缸的动作顺序。顺序阀的调整压力应比先动作液压缸的最高工作压力高0.51MPa左右，以免在系统压力波动较大时产生误动作。,动画演示,2.用液控顺序阀的顺序回路,这种回路控制可靠，启动时的冲压力不会使阀7开启。,3.用压力继电器的顺

41、序回路,动画演示,为了防止误动作，压力继电器的调整压力应比先动作缸的最高工作压力高0.5MPa。,时间控制利用第一个执行元件运动到一定时间后，下一个执行元件才开始运动的控制方式。这种控制方式时间调节方便，改变顺序十分容易，工作可靠。,三.时间控制顺序动作回路,时间继电器 计算机的程控单元 延时阀（带阻尼装置的液动阀）,用延时阀的顺序动作回路,这种回路节流阀4开度不能太小，且流量随负载和温度而改变，因此可靠性差，不适宜延时动作时间较长的系统。,在多缸系统中，防止其压力、速度互相干扰。如：组合机床液压系统中，若用同一个液压泵供 油，当某缸快速运动时，因其负载压力小，其它缸就不能工作进给。,多缸快慢

42、速互不干扰回路,节流阀 采用双泵的互不干扰,1.采用节流阀的互不干扰回路,这种回路简单，但存在液流损失和节流损失，所以回路的效率很低。,2.采用双泵的互不干扰回路,这种回路效率较高，适用于具有多个执行元件各自分别完成动作循环的液压系统中。,1、液流阀的制动,液压马达制动回路,当1DT通电时，换向阀4右位工作，液压马达3运转工作，最高工作压力由液流阀5限定。马达回油经换向阀4流回油箱。当1DT断电，2DT通电时，换向阀4工作在左位，马达必须经换向阀4回油，形成很大背压而被迅速制动。此时，泵1通过阀4卸荷。当1DT、2DT断电时，马达进、出口互通油箱，马达靠惯性旋转，由于机械摩擦阻力作用而逐渐停转

43、。调速阀6用来调节液压马达的转速。,2-4 其它控制回路,2、双向液压马达正反向制动,当阀2处于中位时，马达进、出口的右路被切断，但由于惯性力作用，马达将继续转动。此时，回油必须经单向阀5、溢流阀8流回油箱，液流阀8行程回油背压使得马达迅速制动，并同时限制了液压马达产生的最大冲击力，起到缓冲作用。这种回路用来迅速制动惯性大的大流量液压马达，且双向制动力相等。,2-4 其它控制回路,思考题,如图所示回路中，液压缸两腔面积分别为A1100cm2，A2=50cm2。当液压缸的负载F从0增大到30000N时，液压缸向右运动速度保持不变，如调速阀最小压差P=5105Pa。试问：(1)溢流阀最小调定压力是多少(调压偏差不计)?(2)负载F0时，泵的工作压力是多少?(3)液压缸可能达到的最高工作压力是多少?,思考题,在图示回路中，当负载F很小时，有杆腔的压力有可能超过液压泵的供油压力Pp吗？若无杆腔有效面积为50cm2，有杆腔的有效面积为25cm2，Pp=0.3MPa时，求当负载F=0时，有杆腔的压力是多少？,思考题,图示为一顺序动作控制回路，可实现“快进一一工进一二工进一快退一停止”顺序动作，说明系统是如何实现上述循环动作的。,