《液压缸液压阀》PPT课件.ppt

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1、第4章 液压缸,退出,退出,4.1 液压缸的类型和特点,退出,主目录,4.2 液压缸的结构,本章介绍常见液压缸的原理、结构及在液压系统中的作用。本章重点：单、双杆活塞缸和柱塞缸的基本输出、输入计算。本章难点：液压缸典型结构。,第4章 液压缸,退出,退出,下一页,主目录,子目录,4.1 液压缸的类型和特点,1.液压缸的分类按结构形式分：活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸柱塞缸摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸按作用方式分：单作用液压缸 双作用液压缸复合式缸,第4章 液压缸,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第4章 液压缸,2.双杆活塞缸,安装方式缸筒固定式：运动部件移动范围是活塞有效行程的

2、三倍，该安装方式站地面积大，仅适用于小型机床。活塞杆固定：运动部件移动范围是活塞有效行程的两倍站地面积小，适用于大中型型机床。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第4章 液压缸,退出,退出,下一页,主目录,子目录,特点：,两腔面积相等 A1=A2当输入流量相同时，v1=v2当输入压力相同时，F1=F2,第4章 液压缸,退出,退出,下一页,主目录,子目录,特点：,安装方式：单杆活塞缸只有一端带活塞杆，它也有缸筒固定和活塞杆固定两种安装方式，两种方式的运动部件移动范围均为活塞有效行程的两倍。,3.单杆活塞缸,两腔面积不等，A1A2当输入流量相同时，v1v2当输入压力相同时，F1F2,第4章 液压

3、缸,退出,退出,下一页,主目录,子目录,4.其它液压缸,1）柱塞缸 柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞常做成空心。,柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸能承受一定的径向力。,第4章 液压缸,退出,退出,下一页,主目录,子目录,2）伸缩液压缸,由两个或多个活塞式缸套装而成。各级活塞依次伸出可获得很长的 行程，当依次缩回时缸的轴向尺 寸很小。,各级压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。,除双作用伸缩缸（动画）外，还有单作用伸缩缸（动画），它与双作用不同点是回程靠外力

4、，而双作用靠液压作 用力。,第4章 液压缸,退出,退出,下一页,主目录,子目录,3）齿条活塞缸,齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。它将活塞的直线往复运动转变为齿轮的旋转运动，用在机床的进刀机构、回转工作台转位、液压机械手等。,第5章 液压控制阀,退出,退出,主目录,5.1 方向控制阀,5.2 压力控制阀,5.3 流量控制阀,5.4 插装阀,5.5 电液伺服阀和电液比例阀,本章介绍常见液压控制阀的原理、结构及在液压系统中的作用。本章重点：方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。本章难点：先导式溢流阀的工作原理及应用。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,5.1 方向

5、控制阀,方向控制阀控制和改变液体流动的方向的阀类,常见的有单向阀和换向阀,液压控制阀在液压系统中被用来控制液体的压力、流量和流动方向，保证执行元件按照要求进行工作，属控制元件。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,作用:只允许液流向一个方向流动，反向截止。,1.单向阀,1）普通单向阀（动画）,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,普通单向阀的应用,安装在泵的出口，防止压力冲击影响泵的正常工作或防止泵不工作时液压系统油液经泵倒流回油箱。被用来分隔油路以防止高低压干扰。与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等。安装在执行元件的回油路作背压阀。,退出,

6、退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,2）液控单向阀,作用：使油液可以单向或双向流动,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,液控单向阀的应用,需要指出：控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。,对液压缸进行闭锁；作为竖直使用液压缸的支撑防 止自由下落。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,换向阀作用是利用阀芯和阀体间相对位置的变化来接通、断开或改变系统中油液的流动方向。,2.换向阀,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,1）分类,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制

7、阀,2)换向阀的工作原理,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,3）换向阀的结构型式,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,4）换向阀的操纵方式,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,5）常用换向阀的中位机能,三位换向阀在中间位置各油口的连通方式称为中位机能。中位机能不同，对系统的控制性能也不同。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,退出,退出,下一页,主

8、目录,子目录,第5章 液压控制阀,举例：,欲保持P口的压力：选O、Y机能,欲使系统卸荷：选H、M机能,要求负载处于浮动：选H、Y机能,要求换向精度高：选O、M机能,既要系统卸荷又换向精度高：选M机能,既保持系统压力又负载浮动：选Y机能,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,5.2 压力控制阀,压力控制阀是用来控制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制的阀类。它包括溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,保持系统压力恒定；（溢流阀作定压阀用）限制系统最高压力，保证系统安全；（溢流阀做安全阀用）利用回路压力来控制多个执行元件

9、的先后动作顺序，（顺序阀）稳定或降低回路的压力。（减压阀）还有的是利用液压力作为信号控制其动作，（压力继电器）,压力控制阀的基本工作原理:通过液压作用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力的控制。,作用：,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,溢流阀的通常旁接在液压泵的出口，保持系统压力恒定或限制系统的 最高压力，保证系统安全。前者称为定压阀（或稳压阀），主要用于 定量泵进、出油节流调速系统，用于保证系统压力为恒定值；后者称 为安全阀，限制系统的最高压力，保证系统安全。,限压阀,安全阀,1.溢流阀,作用,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,分类：直动式和先导式

10、两种。,直动式,先导式,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,性能要求：,启闭性好；灵敏度高；工作稳定、噪声低；密封性好；阀口压力降小。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,1）直动型溢流阀（动画）,系统压力低于溢流阀调压弹簧调定的 压力时，溢流阀不开启溢流，系统压 力随负载变化而变化。系统压力等于溢流阀调压弹簧调定的 压力时，溢流阀开启溢流，使其基本 保持恒定。,注：溢流阀调节和控制的是进口压力,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,a）直动型溢流阀的调定压力是直接与弹簧力比较而 得到的，欲提高控制压力，就要加大弹簧刚度K，阀芯因溢流量

11、变化波动时，调压偏差加大。因 此，直动溢流阀不适宜用于高压系统。,几点分析,结论：该阀只限于低压场合，一般ps 2.5MPa,b）弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回 油箱，若阀的出口压力不为零，则背压将作用在 阀芯上端，使阀的进口压力增大。c）阀芯上的阻尼孔 a 对阀芯的动作产生阻尼，从而 提高阀的工作稳定性。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,2）先导型溢流阀,先导阀部分：锥阀、调压弹簧。主阀部分：主阀芯、阀体、复位弹簧。,工作原理（动画）,组成,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,阀的进口压力由两次比较得到，压力值由先导阀调压弹簧调节；主阀

12、芯是靠液流流经阻尼孔形成的压力差开启的，主阀弹簧只起复位作用。调压偏差只取决于主阀弹簧刚度，由于主阀弹簧刚度很小，故调压偏差很小，控制压力的稳定性很高。通过先导阀的流量很小，约为主阀额定流量的1，因此其尺寸很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。,先导型溢流阀与直动型溢流阀相比，有以下特点：,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,（动画）,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,先导型溢流阀遥控口接法,先导阀前腔有一遥控口，在该控制口接远程调压阀可实现远控，接电磁阀通回油箱可实现卸载。,3）应

13、用举例,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,远程调压,远程调压阀调定压力 必须低于主溢流阀的 先导阀调定压力。无论哪个起作用，泵 的溢流量始终经主阀 阀口回油箱。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,远控口卸荷,电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使泵卸载。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,2.减压阀,作用,将出口压力调节到低于进口压力的压力控制阀。,按调节要求不同，有定值减压阀，定差减压阀，定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀，主要介绍它的原理及结构特点。,分类,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,

14、1）工作原理（动画）,出口压力小于调定压力时：减压阀阀口全开，不起减压作 用，出口压力=进口压力当出口压力大于调定压力时：减压口关小，油液流经减压口 产生压力降，使出口压力下降 至调定值，先导阀及主阀阀芯 同时受力平衡，出口压力稳定 不变，此时出口压力低于进口 压力实现减压。,调节先导阀调压弹簧，可以调节出口压力P2的大小。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,2）应用举例,特别注意：当减压阀的出口处不输出油液时，它的出口压力基本上仍能保持恒定，此时有少量的油液通过减压阀开口经先导阀和泄油管流回油箱，保持该阀处于工作状态。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控

15、制阀,减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进 口压力控制，保证进口压力为定值。减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭。减压阀由于出口压力不为零，所以它的锥阀泄油不能象溢流 阀那样通过内部与出油口连通，而是需要通过阀体上设置的 泄油口单独回油；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄 至出口。减压阀与溢流阀一样有遥控口，接远程调压阀，可实现远控 或多级控制。,3）与先导型溢流阀比较：,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,顺序阀是利用压力信号来制阀口通断的压力阀，多用于控制多个执行元件的顺序动作而得名。,3.顺序阀,作用,分类,按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出

16、方式不同分内泄和外泄。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,1）工作原理（动画）,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,2）应用举例,用于多个执行元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力，而出口压力取决于负载。当负载压力高于阀的调定压力时，进口压力等于出口压力，阀口全开；当负载压力低于调定压力时，进口压力等于调定压力，阀的开口一定。,内控外泄顺序阀与溢流阀非常相象，阀口常闭，进口压力控制，但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄油口。,内控外泄顺序阀,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,图形符号和工作原理与溢流阀相同。多串联在执行元

17、件的回油路上，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。如图示阀3作背压阀。,内控内泄顺序阀,外控内泄顺序阀,可作卸载阀，如图示阀3是泵1的卸载阀。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,外控外泄顺序阀,可作液动开关和限速锁。如远控平衡阀可限制重物下降的速度。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,4.压力继电器（动画）,压力继电器是一种将液压系 统的压力信号转换为电信号输出的元件。其作用是实现执行元件的顺 序控制或安全保护。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,应用举例,如图所示，压力继电器在顺序动作回路中的应用。,退出,退出,下一页,

18、主目录,子目录,第5章 液压控制阀,节流阀,调速阀,5.3 流量控制阀,作用：流量控制阀是靠改变阀口开度大小来调节通过阀 的流量，以达到调节执行元件运动速度的目的。分类：普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流 阀和分流集流阀。,1.概述,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,性能要求：调速比大；流量稳定性好，受温度、粘度变化影响小；阀的液压刚性好，前后压差变化时，流量变化小；通流性能好，阀口不易堵塞。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,1）节流口的流量特性方程,节流元件的节流口结构：锥形 三角槽形 矩形 三角形,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第

19、5章 液压控制阀,2.节流阀,主要零件有阀芯、阀体和螺母。阀体上开有进油口和出油口。阀芯一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀芯即可轴向移动改变阀口过流面积。为平衡液压径向力，三角槽须对称布置。,1）结构和原理,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,2）节流阀存在的问题,分析：节流阀一般用于定量泵节流调速回路中,但当负载变化时,引起节流阀进出口压差发生变化,继而引起通过节流阀的流量产生波动,因此调速稳定性差。所以多用于负载变化不大和速度稳定性要求低的场合。,那么如何解决之一问题呢？,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,3）调速阀（动画）,退出,退出,下

20、一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,由定差减压阀和节流阀串联而成，通过定差减压阀的压力反馈，使节流阀进出口压差基本不变，因此时通过调速阀的流量基本稳定，即调速稳定性好，调速阀的速度刚性近似为。,应用：,调速阀在液压系统中的应用和节流阀相仿，且因调速稳定性好，故适用于执行元件负载变化大，而速度稳定性要求高的系统中。,特点：,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,节流阀和调速阀的流量特性曲线,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,2.电液比例阀,1)概述,作用：电液比例阀是一种根据输入电信号的大小连续、成比例地对油液的压力、流量、方向进行控制的阀。分类：电

21、液比例阀根据用途分为：电液比例压力阀，电 液比例流量阀，电液比例方向阀。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,2）电液比例压力阀,图示为电液比例压力先导阀，它与普通溢流阀、减压阀、顺序阀的主阀组合可构成电液比例溢流阀、电液比例减压阀和电液比例顺序阀。改变输入电磁铁电流的大小，即可改变电磁吸力，从而改变先导阀前腔压力，对主阀的进口或出口压力实现控制。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第5章 液压控制阀,3）电液比例换向阀,比例换向阀的阀芯不仅可以换位，而且换位的行程可以连续地或按比例地变化，因而连通油口的通流面积也可以连续地或按比例地变化，所以比例换向阀不仅能控制执行元件

22、的运动方向，而且能控制其速度。,退出,退出,主目录,第6章 液压辅助装置,6.1 蓄能器,6.2 过滤器,6.3 油箱,6.4 热交换器,6.5 管件,本章介绍常见液压辅助装置及在液压系统中的作用。本章重点：密封件、过滤器、油箱。,6.6 密封件,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,液压系统中的辅助元件包括蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,6.1 蓄能器,1.作用：,主要是储存油液多余的压力能，并在需要时释放出来。,2.分类：见表6-1,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,1）作辅助动

23、力源或紧急动力源 在工作循环不同阶段需要的流量变化很大时，常采用蓄能器和一 个流量较小的泵组成油源。另外当驱动泵的原动机发生故障时，蓄能器可作紧急动力源。,3.蓄能器的应用,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,需要较长时间保压而泵卸载时，可利用蓄能器释放储存的压力油，补充系统泄漏，保持系统压力。,2）保压和补充泄漏,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,在压力冲击处和泵的出口安装蓄能器可吸收压力冲击峰值和压力脉动，提高系统工作的平稳性。,3）吸收冲击和消除压力脉动,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,气囊式蓄能器应垂直安装，油口向

24、下，以保证气囊的正常收缩。蓄能器与管路之间应安装截止阀，以便充气检修；蓄能器与泵之间应安装单向阀，防止泵停车或卸载时，蓄能器的压力油倒流向安装在管路上的蓄能器必须用支架固定。吸收冲击和脉动的蓄能器应尽可能安装在振源附近。,4.蓄能器的安装,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,6.2 过滤器,1.作用,滤去油中杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。,2.分类,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,3.过滤器的安装,安装在泵的吸油口用于保护泵，可选择粗滤器，但要求有较大的通流能力，防止

25、产生气穴现象。安装在泵的出口须选择精滤器，以保护泵以外的元件。要求能承受油路上的工作压力和压力冲击。安装在系统的回油路上滤去系统生成的污物，可采用滤芯强度低的过滤器。为防止过滤器阻塞，一般要并联安全阀或安装发讯装置。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,安装在系统的支路上 当泵的流量较大时，为避免选用过大的过滤器，在支路上安装小规格的过滤器。安装在独立的过滤系统中通过不断循环，专门滤去油箱中的污物。安装过滤器应注意：过滤器只能单向使用。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,4.过滤器的选用,过滤精度应满足系统要求 过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量。

26、不同液压系统对过滤器的过滤精度要求见推荐表。d0.1mm为粗滤器；d0.01mm为普通滤器；d0.005mm为精滤器；d0.001mm为特精滤器。要有足够的通油能力 通流能力指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量，应结合过滤器在系统中的安装位置选取。要有一定的机械强度，不因液压力而破坏。要考虑一些特殊要求，如抗腐蚀、磁性、发讯、不停机更换滤芯等。要清洗更换方便。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,6.3 油 箱,储存系统所需的足够油液；散发油液中的热量；逸出溶解在油液中的空气；沉淀油液中的污物；对中小型液压系统，泵装置及一些液压元件还安装在油箱顶板上。,1.功用,退出

27、,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,总体式结构:利用设备机体空腔作油箱，散热性不好，维修不方便。分离式结构:布置灵活，维修保养方便。通常用2.55mm 钢板焊接而成。,2.结构,低压系统V=（24）q；中压系统V=（57）q；高压系统V=（612）q。,3.油箱容积V 的确定:,通常取液压泵每分钟流量q 的38 倍估算。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,4.设计油箱时应注意的问题,油箱容积主要根据热平衡来确定。为使系统回油不致溢出油箱，油面高度不超过油箱高度的0.8 倍。油箱中应设吸油过滤器，为方便清洗过滤器，油箱结构要考虑拆卸方便。油箱底部应做成适

28、当斜度，并设置放油塞。油箱箱盖上应安装空气滤清器，其通气流量不小与泵流量的1.5倍。大油箱还应在侧面设计清洗窗口。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,油箱侧壁要安装油位指示计，以指示最高、最低油位。新油箱要做防锈、防凝水处理。吸油管与回油管要用隔板分开，增加油液循环的距离，使油液有足够的时间分离气泡，沉淀杂质。隔板高度一般取油面高度的3/4。吸油管距油箱底面距离H2D，距箱壁不小于3D。回油管应插入油面以下，为防止回油带入空气，回油管距箱底h2d，且排油口切成45，以增大通流面积。泄油管则应在油面以上。大、中型油箱应设起吊钩或起吊孔。,退出,退出,下一页,主目录,子目录

29、,第6章 液压辅助装置,6.4热交换器,冷却器,加热器,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,6.5 管件,管件是用来连接液压元件、输送液压油液的连接件。它应保证有足够的强度，没有泄漏，密封性能好，压力损失小，拆装方便。它包括油管和管接头。常用油管有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。管接头是油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的的连接件。常用的管接头有扩口式、焊接式、卡套式、橡胶软管接头、快速接头。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,6.6 密封装置,密封装置用来防止系统油液的内外泄漏，以及外界灰尘和

30、异物的侵入，保证系统建立必要压力。对密封装置的要求在一定的工作压力和温度范围内具有良好的密封性能；与运动件之间摩擦系数要小；寿命长，不易老化，抗腐蚀能力强；制造容易，维护使用方便，价格低廉。常用的密封有间隙密封O 型密封圈唇型密封（Y 型、Yx型、V 型）组合密封装置（组合密封垫圈、橡塑组合密封装置）,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第6章 液压辅助装置,退出,退出,主目录,第7章 液压基本回路,7.1 压力控制回路,7.2 速度控制回路,7.3 快速运动回路,7.4 速度换接回路,本章介绍常用各种液压基本控制回路的原理、组成及在液压系统中的作用。本章重点：压力控制回路、方向控制回路和速度

31、控制回路。本章难点：压力控制回路和速度控制回路的应用。,7.5 方向控制回路,7.6 多缸动作回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液压基本回路就是指由有关液压元件组成，以完成某种特定 功能的典型油路。基本回路按在液压系统中的功能可分：压力控制回路调节和控制整个系统或局部油路的工作压力；速度控制回路调节和控制执行元件的速度；方向控制回路控制执行元件运动方向的变换和锁停；多执行元件控制回路 控制几个执行元件间的工作循环。,熟悉和掌握这些基本回路是为了更好地分析、设计和使用各种液压系统。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章

32、液压基本回路,7.1 压力控制回路,压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩的要求。包括:调压回路卸载回路减压回路增压回路平衡回路保压回路泄压回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,系统中有节流阀。当执行元件工作时，溢流阀阀心浮动，常开溢流，并使系统压力稳定在调定压力附近。此时溢流阀作定压阀用。多为定量泵节流调速回路。,1）单级调压回路,1.调压回路,控制系统整体或某部分的压力，使其保持恒定或限定系统的最高压力。一般用溢流阀来实现这一功能。,功用：,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,系统中无节流阀。当系

33、统工作压力达到或超过溢流阀调定压力时，溢流阀才开启，对系统起安全保护作用。此时溢流阀作安全阀用。多为变量泵容积调速回路。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,2）远程调压回路,利用先导型溢流阀遥控口远程调压；主溢流阀的调定压力必须大于远程调压阀的调定压力。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,注意：的大小与无关,由先导型溢流阀、远程调压阀和电磁换向阀组成。,3）多级调压回路（动画）,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,通过电液比例溢流阀来实现。,4）无级调压回路（动画）,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,

34、2.减压回路,功用：系统某一局部支路要求获得低于系统调定压力值时,可采用减压回路，如机床的夹紧、定位、润滑及控制油路的要求。,注意:要减压阀稳定工作，最低调整压力0.5MPa，最高调整压力至少比系统压力低0.5MPa。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,注意：在需要低压的支路上串联定值减压阀。单向阀3用来防止缸 4 的压力受主油路的干扰。,1）单级减压回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,在先导型减压阀遥控口接入远程调压阀和二位二通电磁阀。,2）二级减压回路,注意：,远程调压阀的调定压力要低于减压阀的调定压力。,退出,退出,下一页,主目录,子目

35、录,第7章 液压基本回路,3.卸荷回路,在液压系统执行元件短时间不工作时，不频繁启动原动机而使泵在很小的输出功率下运转。,功用：,压力卸载；流量卸载（仅适用于变量泵）,卸载方式：,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,泵可借助M型、H型或K型换向阀中位机能来实现降压卸载。,1）用换向阀中位机能的卸荷回路,图中单向阀a 的作用，保持电液换向阀一定的控制压力以保证换向。,注意：,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,采用二位二通电磁阀控制先导型溢流阀的遥控口来实现卸载。,2）用先导型溢流阀的卸荷回路（动画）,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基

36、本回路,为零流量卸载，泵的压力升高到泵的压力调节螺钉调定的极限值时，泵的流量减小到只补充缸或阀的泄漏，回路实现保压卸载。,3）限压式变量泵的卸荷回路（动画),退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,当回路压力到达卸载溢流阀调定压力时，泵通过该阀卸载，蓄能器保持系统压力。,4）有蓄能器的卸载回路（动画）,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,4.保压回路,使系统在液压缸不动或因工件变形而产生微小位移的工况保持稳定不变的压力。,功用：,保压性能有两个指标：,保压时间和压力稳定性。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,采用液控单向阀、电接触

37、式压力表发讯使泵自动补油。,1）液压泵自动补油的保压回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,当液压缸加压完毕要求保压时，由压力继电器 4 发讯，主泵卸载，由辅助泵供油维持系统压力稳定。由于辅助泵只需补偿系统泄漏，可选小流量泵，功率损失小，压力稳定性取决于溢流阀 7 的稳压性能。辅助泵也可用蓄能器替代。,2）采用辅助泵的保压回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,5.平衡回路,功用：,使立式液压缸的回油路保持一定背压，以防止运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落，或下行运动时因自重超速失控。,由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在泄漏，活塞不可能长时间停

38、在任意位置。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,该回路适用于工作负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。,1）采用单向顺序阀的平衡回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,能自动适应不同负载对背压的要求。,2）采用远控平衡阀的平衡回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,液控单向阀是锥面密封，故闭锁性能好。回路油路上串联单向节流阀用于保证活塞下行的平稳。,3）采用液控单向阀的平衡回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,7.2 速度控制回路,速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节问题的基本回路。,按调速方式的

39、不同主要有以下三种调速回路：定量泵节流调速回路变量泵（或变量马达）容积调速回路容积节流调速回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,1.定量泵节流调速回路,回路组成:由定量泵，流量控制阀（节流阀、调速阀等），溢流阀，执行元件。分类:按流量控制阀安放位置的不同分三种：进油节流调速回路回油节流调速回路旁路节流调速回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,分析时忽略油液压缩性、泄漏、管道压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁孔，节流口压力流量方程中 m1/2。,）进油节流调速回路采用节流阀,流量连续性方程qp=q1+q,速度负载特性,活塞受力平衡方

40、程p1A1=FL,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,速度负载特性方程,流经节流阀的流量,速度负载特性方程反应了液压缸的速度v 随负载F 的变化关系。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,调节节流阀通流面积AT 可无级调节液压缸活塞速度，v 与AT 成正比。当AT 一定时，速度随负载FL 的增加而下降。当v=0 时，最大承载能力Fmax=psA1。,由公式,分析可知,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,当FL一定时，AT越小曲线越平直，说明速 度在轻低速时，抵抗负载变化的能力强，速度刚性好。,当AT一定时，FL越小曲线越平直，说

41、 明速度在轻载时，抵抗负载变化的能 力强，速度刚性好。,说明液压缸在低速和轻载时，速度受负载波动的影响小，即回路的速度刚性大，速度稳定性好。,由负载特性曲线可以看出,根据式,绘制成如图所示负载特性曲线。,功率特性 液压泵的输出功率,即回路的输入功率：PP=ppqp 常数 液压缸的输出功率，即回路的输出功率：P1=FLv=p1q1（忽略液压缸的效率损失）回路的功率损失：P=PP-P1=ppq+pq1 回路效率 回路的输出功率与回路的输入功率之比=P1/PP=FLv p1q1/ppqp 显然，进油节流调速回路既有溢流损失ppq，又有节流损失pq1，回路效率较低，不适用于大功率的场合。,退出,退出,

42、下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,2）回油节流调速回路采用节流阀,流量连续性方程qp=q1+q,速度负载特性,活塞受力平衡方程ppA1=p2A2FL,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,流经节流阀的流量,速度负载特性方程,由上式可以看出，回油节流调速回路的速度负载特性与进油节流调速回路的基本相似，这里不再赘述。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,功率特性 液压泵的输出功率，即回路的输入功率 PP=ppqp 常数 液压缸的输出功率，即回路的输出功率 P1=FLv=p1q1p2q2

43、回路的功率损失:P=PP-P1=pp q pq2 回路效率回路的输出功率与回路的输入功率之比=P1/PP=FLv/ppqp 显然，回油节流调速回路既有溢流损失ppq，又有节流损失pq2，回路效率较低，不适用于大功率的场合。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,进、回油节流调速回路的不同之处：回油节流调速回路节流阀在回油路上，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；进油节流调速回路若要达到同样效果，须在回油路上安装背压阀。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。回油节流调速回路中若停车时间较长，回油腔油液会泄漏回油箱，启动时

44、会造成启动瞬间液压缸前冲的现象；对进油节流调速回路，只需在启动时，关小节流阀即可改变启动性能。,结论：这种回路适用于低速、小负载、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率场合。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,3）旁路节流调速回路采用节流阀,定油泵输出的流量qp，一部分q1进入液压缸，一部分q通过节流阀流回油箱，无溢流，溢流阀作安全阀作用，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pp，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p1max的1.11.3倍。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章

45、液压基本回路,速度受负载变化的影响大，在小负载或 低速时，曲线陡，回路的速度刚性差。在不同节流阀通流面积下，回路有不同 的最大承载能力。AT越大，Fmax越小，回路的调速范围受到限制。只有节流功率损失，无溢流功率损失，回路效率较高。,速度负载特性方程,结论：这种回路适用于功率较大，且对速度稳定性要求不高的场合。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,4）改善节流调速回路负载特性的回路采用调速阀,在节流阀调速回路中，当负载变化时，因节流阀前后压力差变化，通过节流阀的流量均变化，故回路的速度负载特性比较差。若用调速阀代替节流阀，回路的负载特性将大为提高。调速阀可以装在回路的进油

46、、回油或旁路上。负载变化引起调速阀前后压差变化时，由于定差减压阀的作用，通过调速阀的流量基本稳定。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,2.容积调速回路,由于没有节流损失和溢流损失，回路效率高，系统温升小，适用于高速、大功率调速系统。,按油路循环方式不同，容积调速回路有开式回路和闭式回路两种。,功用：,通过改变液压泵或液压马达的排量来调节执行元件的速度。,特点：,分类：,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,按油路循环方式不同，容积调速回路有开式回路和闭式回路两种。,分类：,退出,退出,下一页,

47、主目录,子目录,第7章 液压基本回路,）开式容积调速回路,回路通过改变液压泵的排量，对液压 缸进行调速；在回路中溢流阀做安全阀用，限定系 统的最高压力，只在过载时打开，起安全保护作用。,结构简单，油液在油箱中冷却充分，发热量小，但油箱体积较大，并且由 于是开式系统，空气和杂质容易混 入，从而使系统的可靠性减低，影响 正常工作。,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,闭式回路多为泵马达回路，按变量元件的不同，常分为三种形式：,变量泵定量马达回路定量泵马达回路变量泵变量马达回路,）闭式容积调速回路,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,（1）变量泵定量马达回

48、路,速度刚性：受负载变化影响的原因随着负 载增加，因泵和马达的泄漏增 加，致使马达输出转速下降。死 区：因泵和马达的泄漏，存在死区,变量原理：通过改变泵的排量Vp以实现调速。速度特性：nM=npVp/VM 表明马达的转速nM与变量泵Vp的排量成正比.转矩特性：TM=VMp/2 由于p取决于负载转矩，不随调速而变化，当负载恒 定时，马达输出转矩TM理论上是恒定的，回路常称为恒转矩调速回 路。功率特性：PM=TM 2nM=TM 2 npVp/VM 表明输出功率 PM与变量 泵Vp的排量 成正比。调速范围:Rc40,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,（2）定量泵变量马达回路,

49、变量原理：通过改变马达的排量VM以实现调速。速度特性：nM=npVp/VM 表明马达的转速nM与变量马达的VM的排量成正比.转矩特性：TM=VMp/2 表明马达输出转矩TM与变量马达的VM的排量成正比。功率特性：PM=TM 2nM=pnpVp pqp 由于p不随调速而变化，qp也为常 数，故该回路为恒功率调节。调速范围:Rc34,速度刚性和死区：同前分析。其它：该调速回路，如果用变量马达来换向，在换向的瞬间要经过“高转速零转 速反向高转速”的突变过程，所以，不宜用变量马达来实现平稳换向，且 调速范围小，故很少单独使用,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,（3）变量泵变量马

50、达回路,调速过程：在低速段：先将马达排量调至最大，用变量泵调速，相当于变量泵定 量马达回路。处于恒转矩状态（恒转矩调节），同时因马达 排量最大，马达能获得最大输出转矩，高 速 段：泵达到最大排量，用变量马达调速，相当于定量泵变量马 达回路。马达处于恒功率状态（恒功率调节）。调速范围：由于泵和马达的排量都可调，扩大了调速范围，一般Rc100,退出,退出,下一页,主目录,子目录,第7章 液压基本回路,3.容积节流调速回路,容积节流调速回路用压力补偿泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的流量来调节液压缸的速度；并使变量泵的供油量始终随流量控制阀调定流量作相应的变化。这种回路无溢流损失，效率较高，