第7章 基本应用技能训练课件.ppt

第7章 基本应用技能训练,7.1 项目7-1 方向控制回路分析与设计7.2 项目7-2 压力控制回路分析与设计7.3 项目7-3 速度控制回路分析与设计7.4 项目 7-4 多缸动作回路分析与设计小结,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,换向回路用于改变液压系统的液流方向，其目的是变换执行元件油口进、出油状态，从而改变执行元件的运动方向。 换向回路包括由换向阀组成的换向回路和双向泵组成的换向回路。,电磁换向阀换向回路,1明确方向控制回路的特点及常见回路形式；2掌握方向控制回路的分析方法；3具备简单方向控制回路的设计能力。,学习目标,7.1 项目7-1 方向控制回路分析与设计,7.1.1 知识准备1. 换向回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,主换向阀4的控制油液由另一手动换向阀3提供。阀3为Y型中位机能，阀4为M型中位机能。阀3的Y型机能使阀4中位时两腔卸压，阀芯在对中弹簧作用下处于中位，M型滑阀机能使主液压缸可以在任意位置停留。当手动转阀式先导阀转动，使阀3的右位处于工作状态，辅助泵2提供的低压控制油，通过手动先导阀3的右位进入液动换向阀4的左腔，阀芯右移，泵1输出的油液进入液压缸的大腔，使活塞杆伸出。当改变手动先导阀的转动方向，使阀3的右位处于工作位置，油液进入液压缸的小腔，克服负载后使活塞杆缩回。,液动换向阀换向回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,当电磁铁得电时，二位二通电磁换向阀处于上位，液压泵输出的压力油进入液压缸的左腔，使活塞向右运动；当活塞右行到终点后，系统压力升高，达到顺序阀1的开启压力时，顺序阀5打开，控制油液进入液动换向阀4的左控制腔，使液动换向阀换向，液压泵输出的压力油则进入液压缸的右腔，推动活塞向左运动，当活塞运行到左端点后，压力升高又使顺序阀6打开，使液动换向阀再度换向，活塞又开始向右运动。 在系统压力的控制下，活塞实现往复运动。当二位二通电磁换向阀失电时，液压泵卸荷，液压缸活塞停止运动。,顺序阀与液动阀组成换向回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,双向泵换向回路 1-双向变量泵 2-补油泵 3、8-溢流阀4-液控单向阀 5、6、7-单向阀 9-液压缸,采用双向变量泵使单杆液压缸换向的回路，通过双向变量泵1改变输出油方向使液压缸运动方向改变。,注意：该系统采用的执行元件9为非对称性元件，当液压缸小腔进油时，大腔排出的油液多于泵吸入的油液，通过液控制单向阀4、溢流阀3流回油箱，而当液压缸大腔供油时，小腔排出的油液不能保证泵吸入油液的流量，缺少的油液需通过补油泵2经单向阀5进行补充。,双向变量泵的换向回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,为了使工作部件能在任意位置上停留，并防止在外力的作用下发生移动，需采用锁紧回路。要求可靠锁紧的液压系统应采用液控单向阀、平衡阀或制动器等构成执行元件的锁紧回路。,液控单向阀锁紧回路,制动器锁紧回路,2.锁紧回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,液压制动回路,机械制动回路,当工作部件停止工作时，由于液压马达的旋转惯性(该惯性较液压缸的惯性大得多)，液压马达还要继续旋转。为使液压马达迅速停转，需要采用制动回路,3制动回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-8 减压式先导控制换向回路,对于行走类机械，为了使操纵方便常采用手柄或踏板式先导控制阀，图7-8所示为一小型设备的行走液压回路，试分析液压马达的换向过程。,先导阀,液动换向阀,7.1.2 项目实施,1.方向控制回路分析(1)任务描述,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,首先明确回路中是采用方向阀换向还是采用双向泵换向，确定方向阀的各类、中位时机能、操纵方式。 找出执行元件各方向时控制元件的阀芯位置、油液流向、操纵信号， 写出控制过程。,图示位置时，液动阀2的两控制腔通过减压阀阀芯开口与油箱相通，阀芯在弹簧力作用下平衡对中，当向前操纵先导阀1时，图示左侧减压阀阀芯动作，使阀2右腔进入先导压力油，阀2阀芯移动，注泵压力油进入马达3下腔，带动行机构前进。 当向后操纵阀1时，马达上腔进入压力油，行走机构后退。,(2)任务分析(3)任务实施,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,汽车起重机在起重作业时必须采用支腿支承，有些支腿控制只有一个提升回路，而有些需要较大支撑力臂的支腿除提升回路外，还配有横向伸缩控制回路。 本项目只要求对支腿提升回路进行设计。,要求： 行驶状态下，支腿不能发生“掉腿”现象， 作业状态下，支腿不能发生“软腿”现象。运动方式：往复升降运动。 因此执行元件采用双作用液压液压缸，具有提升、锁定和下落三种工作状态。对于小型起重机一般支腿的操纵控制在底盘上，为便于观察可采用手动操纵方式。支腿液压起升回路与其他控制回路共用一个油源，因此中位时选择保持系统的压力。如果支腿油路有单独油源供油，可采用中位卸荷方式，另外控制也可采用电磁控制。,2.起重机纵向支腿控制回路设计 (1)任务描述(2)任务分析,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,原理设计：液压缸进、回油路中都串接液控单向阀,使活塞可以在行程的任何位置锁紧。采用三位四通手动换向阀，中位机能“Y”型，满足锁紧要求。两液控单向阀(液压锁)的控制口在非工作状态下都与油箱相连，使单向阀可靠关闭。 绘制原理图如图7-9所示。,7-9 支腿垂直液压缸控制回路1-纵支腿液压缸；2-双向液压锁；3-换向阀,原理分析：拉动手柄，油液进入液压缸上腔，油压升高打开左单向阀，液压缸下腔的油液回到油箱。液压缸1活塞下行。,推动手柄，油液进入液压缸下腔，油压升高打开右单向阀，液压缸上腔回油。液压缸活塞上升。 中位时，油源腔封闭，不影响其他回油供油。液压锁两控制口与油箱相通，使液控单向阀可靠关闭，支退液压缸锁定位置。,(3)任务实施,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,在液动换向阀的换向回路或电液动换向阀的换向回路中控制油液除了用辅助泵供给外，在系统中也可以把控制油路直接接入主油路。但是，当主阀采用M型或H型中位机能时，也就是油泵卸荷状态时，必须在回路中设置背压阀，才可以建立控制油液的压力，以控制换向阀阀芯的移动。,采用液控单向阀的锁紧回路，换向阀的中位机能应使液控单向阀的控制油液卸压(换向阀采用H型或Y型)，液控单向阀在换向后立即关闭，活塞停止运动。如采用“O”型机能，在换向阀换至中位后，由于控制腔压力油被封闭而不能使单向阀立即关闭，直至由换向阀的内泄漏使控制腔泄压后，液控单向阀才能关闭，影响其锁紧精度。,7.1.3 知识拓展,1.液动换向阀使用时注意事项2.液控单向阀使用注意事项,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,压力控制回路的作用是控制和调节液压系统主油路或分支油路的压力，实现调压(稳压)、减压、增压、卸荷、保压与平衡等功能。,7.2 项目7-2 压力控制回路分析与设计,7.2.1 知识准备,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,压力阀与定量泵、流量阀配合,远控口与主阀各调一级压力，远控口接调压阀4的调整值小于2的调整值,远控口接调压阀2、3的调整值小于阀1的调整值,1.调压及限压回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,当泵的输出压力是高压而局部回路或支路要求低压时，可以采用由减压阀构成的减压回路。,图7-11 减压回路,图7-11(a)所示。回路中的单向阀为主油路压力降低(低于减压阀调整压力)时防止油液倒流，使减压回路短时保压,图7-11(b)所示为利用先导型减压阀1的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压。该回路也称为二级减压回路。但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定减压值。,2.减压回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,单作用增压缸的增压回路,双作用增压缸的增压回路,3.增压回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-13 换向阀卸荷回路,(1)换向阀卸荷回路,液压泵的卸荷可采用低压方式实现，也可采用低流量方式实现。低流量的方法是使用变量泵，使变量泵仅维持一个补偿泄漏及润滑的最小流量。压力卸荷的方法是使泵在接近零压下运转。压力卸荷回路有多种。,采用M、H型中位机能的三位换向阀，中位时泵卸荷，图7-13(a)所示为采用M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路,图7-13(b)所示在电磁铁得电时，泵口直接与油箱相通的卸荷回路,4.卸荷回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-14 卸荷回路,(2)先导型溢流阀的远控口卸荷,(3)利用卸荷阀,使先导式溢流阀的远程控制口与油箱相通，实现卸荷。图7-14(a),图7-14(b)中阀3的控制油由外部引入，出口直接接油箱，起卸荷作用，也称其为卸荷阀。 在该双泵供油的液压系统中，当系统的压力较低，阀3和阀4都处于关闭状态，实现快速工作行程，两液压泵同时向系统供油。当进入工作阶段后，由于压力升高达到液控顺序阀3的调定压力时，液控顺序阀3打开，使泵1(一般为低压大流量) 卸荷。,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,平衡回路的作用是防止垂直或倾斜负载作用在执行元件上，导致因自重而自行下落造成动作的失控。平衡回路一般采用平衡阀(单向顺序阀)。,图7-15 平衡回路,(a)采用了内控式顺序阀。在活塞下行时，始终有背压作用于油腔小腔，向下快速运动时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落，因此它只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。,(b)回路的优点是只有上腔进油时活塞才下行，比较安全可靠；缺点是，液控顺序阀始终工作于启闭的过渡状态，因而影响工作的平稳性。这种回路适用于运动部件重量不很大、停留时间较短的液压系统中。为改善工作特性可在控制口上加一阻尼孔,5平衡回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-16 调压回路实例1-先导式溢流阀 2-直动式溢流阀 3-单向阀 4-双作用液压缸 5-二位四通电磁换向阀 6-单向泵,7-16图中泵的出口接有先导式溢流阀1，且其远程控制油口又与直动式溢流阀2相通，系统有可能实现由阀2和阀1调定的两级工作压力。其中阀2的调定压力要低于阀1的调定压力。若阀1起作用，阀2的出口应处于高压或堵塞状态，若阀2起作用，一定是阀2的出口与液压缸相通。,(1)任务描述,分析图7-16中，系统的调定压力。,(2)任务分析,7.2.2 项目实施,1.调压控制回路分析,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,(3)任务实施,图7-16图示位置，电磁换向阀处于常态，右位处于工作位置，泵出口与液压缸小腔相连，大腔与油箱相连直接回油，此时，单向阀3也与油相相通，使阀2的出口与油箱相通，阀1的远程控制油口起调压作用，系统的最大工作压力由溢流阀2确定。,当换向阀3的电磁铁得电时，阀的左位进入工作状态，泵出口与液压缸的大腔相通，液压缸小腔油液直接回油箱，此时单向阀3的出口与泵口相通，远程控制口关闭，主阀先导阀芯起调压作用，此时系统的最大工作压力由阀1的调压弹簧决定。 可见在大腔进油时，处于高压工作状态，而在小腔进油时，则处于低压工作状态。该回路为双压回路，适用于液压缸活塞往返行程中系统压力差别很大的工况。,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-17 平衡制动回路实例1-主泵 2-溢流阀 3-手动换向阀 4-单向节流阀 5-单向顺序阀 6-马达 7-制动缸,该液压马达用于提升重物，因此回路中要涉及到平衡、制动、调压、换向等多种回路，平衡回路由液控式单向平衡阀构成，泵出口直动式溢流阀2起限压作用，构成调压回路。泵的卸荷通过三位四通手动换向阀的M型机能实现。,(1)任务描述,分析图7-17中所涉及的压力控制回路。,(2)任务分析,2.平衡制动回路分析,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,(3)任务实施,为防止发生溜车现象，图中设置了刹车制动机构制动液压缸7。当换向阀处于中位时，制动液压缸7泄油，将液压马达制动；而在换向阀处于左、右工作位置时，油泵输出的油液通过单向节流阀进入液压缸7，制动解除，使液压马达自由旋转。,图示位置时，手动阀3的M型机能使泵实现泵的低压卸荷。 阀3左位工作时，泵1的压力油经阀5的单向阀进入液压马达6的左腔，使其顺时钟方向旋转，马达右腔接油箱回油，提升重物。当阀3右位工作时，压力油进人液压马达6的右腔，同时经阻尼孔口a进入顺序阀的控制腔，打开顺序阀，液压马达反向转动，重物降落。若重物下降的速度超过泵1供油量所决定的速度时，单向顺序阀9的控制压力降低，阀口关小，使液压马达回油阻力增加，从而阻止了重物的超速下降。,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,原理设计：采用定量液压泵作为系统的动力源，采用先导式溢流阀进行系统压力的限制，与机床主系统并联的液压夹紧回路，在满足夹紧要求的压力下，通过先导式减压阀向夹紧缸供油。为了完成夹紧、松开动作，采用二位四通电磁换向阀控制夹紧缸换向，并在减压阀出口安装一单向阀。夹紧回路如图7-18所示。,(1)任务描述,机床液压系统一般包括多个辅助回路，比如夹紧、定位、分度等回路，这些回路的压力一般小于工件加工时所需的压力，要求设计机床夹紧回路，并保证在加工过程中可靠夹紧。,(2)任务分析,(3)任务实施,机床夹紧回路的压力低于动力滑台工作时的压力，为此可采用减压措施实现与主系统共用一个油源，为防止主系统在受力较小工作循环时对夹紧力的影响，可采用保压措施。,图5-17 夹紧回路图,3.夹紧回路设计,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图5-17 夹紧回路图,原理分析：二位四通电磁换向阀得电时，阀工作在右位，压力油进入液压缸大腔，在未接触到工件前，负载压力低，减压阀2阀口全开，当接触工件后，压力升高，达到减压阀弹簧的调定压力后，减压阀作用，其先导溢流维持减压阀出口压力稳定在调压弹簧调定压力上。工件夹紧，系统可开始工作。在系统工作过程中，随加工装置的各工作过程不同，系统压力有一定变化，当低于减压阀的调定压力时，减压阀将失云减压作用，减压阀出口压力不再稳定，为防止夹紧不稳定，减压阀后安装单向阀3，保证在系统压力低于减压阀调压时，闭锁夹紧缸，维持夹紧能力。加工结束后，夹紧电磁铁失电，松开工件。完成一个工作循环。,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,7.2.3 知识拓展,1.在要求连续压力控制时，采用电液比例压力阀进行控制，电液比例压力阀除选择相应参数的压力阀这外，还要选择与之配套的放大板等电气元件，并满足控制信号要求。电液比例控制下可实现控制压力的连续调节。 2采用溢流阀作卸荷回路时，注意阀的溢流卸荷压力。在有些场合由执行元件背压或负载较小时，启动泵后，在卸荷状态下的卸荷压力会导致工作装置运动，需采取相关措施确保工作装置安全制动。 3采用减压回路时，减压阀工作时有一定的流量泄漏，设计时应该考虑这部分流量损失。,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,速度控制回路是实现液压系统的速度调节和变换。常用的速度控制回路有调速回路、快速回路、速度换接回路等，而在调速回路中又分为节流调速、容积调速和容积节流调速方式。,7.3 项目7-3 速度控制回路分析与设计,7.3.1 知识准备,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,节流调速回路是采用流量阀进行调速的液压回路，通过改变流量阀通流截面面积大小来改变进入执行元件的流量，实现运动速度的调节。 节流调速回路按流量阀在回路中的位置不同分为进油节流、出油节流和旁路节流三种回路形式。,1.节流调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-19 进油节流调速回路原理及调速特性,节流阀安装在执行元件的进油路上。,进入液压缸的流量：,速度-负载特性方程为：,回路功率损失P :,回路特点：结构简单，使用方便。 可以获得较大的推力和较低的速度。 速度稳定性差。运动平稳性差。系统效率低，传递功率小。用途： 用节流阀的进油节流调速回路一般应用于功率较小、负载变化不大的液压系统中。,（1）进油节流调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,回油节流调速回路的优点a. 节流阀装在回油路上，回油路上有较大的背压，因此在外界负载变化时可起缓冲作用，运动的平稳性比进油节流调速回路要好。b. 回油节流调速回路中，经节流阀后压力损耗而发热，导致温度升高的油液直接流回油箱，容易散热。,回油节流调速回路与进油节流调速回路具有相似的调速特点。, 回油节流调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,节流阀安装在与液压缸并联的旁通油路上，定量泵输出的流量q p，一部分流量q1进入液压缸，推动活塞运动，另一部分流量q2通过节流阀流回油箱。调节流量q2时q1随着改变，液压缸活塞的运动速度得到调节。,图7-21 旁路节流调速回路原理及调速特性,液压缸活塞移动速度：,旁油路节流调速回路只有节流损失，没有溢流损失，液压泵的功率随工作压力的增加而增加。效率较进油和回油节流调速回路高。主要用于高速、重载、对速度平稳性要求不高的场合。,旁路节流调速回路中液压泵的出口与液压缸的入口相连，泵出口压力由负载决定，溢流阀在回路中起安全阀作用。, 旁路节流调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-22 调速阀的速度-负载特性,使用节流阀的节流调速回路，速度受负载变化的影响比较大，亦即速度稳定性都较差。对速度稳定性要求较高的液压系统，应采用调速阀替代节流阀来改善速度-负载特性。 在进油节流调速回路中用调速阀代替节流阀，其速度-负载特性曲线如右图所示。,采用调速阀时其安装位置与节流阀相同，回路也分为进油节流、回油节流、旁路节流三种基本调速回路。使用时要注意调速阀安装方向。,（4）采用调速阀的节流调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,容积调速回路采用变量泵或变量马达来进行速度调节，其主要优点是功率损失小(没有溢流损失和节流损失)，且其工作压力随负载变化，所以效率高、油液的温升低，适用于高速、大功率系统。 容积调速回路有开式回路和闭式回路两种。 开式回路：中泵从油箱吸油，执行机构的回油直接回到油箱 。 闭式回路：液压泵将油输出进入执行机构的进油腔，又从执行机构的回油腔吸油 。 通过改变液压泵或液压马达的排量来实现调速，所以容积调速回路就有三种组合形式： （1）变量泵和定量执行元件的容积调速回路； （2）定量泵和变量马达的容积调速回路； （3）变量泵和变量马达的容积调速回路。,2容积调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-23 变量泵定量执行元件调速原理与工作特性,变量泵和定量执行元件所组成的容积调速回路为恒转矩输出，可在较大范围内实现无级调速。,(1)变量泵和定量执行元件的容积调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-24 定量泵和变量马达容积调速原理与调速特性,定量泵变量马达容积调速回路，调速范围比较小，因而较少单独应用。,(2)定量泵和变量马达容积调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-25 变量泵和变量马达的容积调速原理和调速特性,这种调速回路是上述两种调速回路的组合。采用分段调速方法，泵的排量由小至大，然后马达的排量由大至小调节。其调速范围是变量泵调节范围和变量马达调节范围之乘积，所以其调速范围大(可达100)，并且有较高的效率，它适用于大功率的场合，如矿山机械、起重机械以及大型机床的主运动液压系统。,（3）变量泵和变量马达的容积调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,采用流量阀与行程阀、换向阀、单向阀等组合而成的回路，可实现执行机构在工作时，多种速度之间的转换，此类回路称为速度换接回路,该回路采用调速阀与行程阀换接快速运动(简称快进)和工作进给运动(简称工进)的速度换接回路。 图示位置液压缸3右腔经行程阀4和换向阀2流回油，使活塞快进。当快速运动到达所需位置时，活塞杆上挡块压下行程阀4，将其通路关闭，液压缸3右腔的经节流阀6回油，活塞的运动转换为工进)。 当操纵换向阀2使活塞换向后，压力油可经换向阀2和单向阀5进入液压缸3右腔，使活塞快速向左退回。,3.速度换接回路,（1）快速运动转为工作进给速度的速度换接回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,(2)两个调速阀并联的速度换接回路,液压泵输出的压力油经调速阀3和电磁阀5进人液压缸。当需要第二种工作进给速度时，电磁阀5得电，其右位接入回路，液压泵输出的压力油经调速阀4和电磁阀5进入液压缸。,图示位置流量由调速阀3控制。当阀5得电，则液压泵输出的压力油先经调速阀3，再经调速阀4进入液压缸，这时的流量应由调速阀4控制，所以调速阀4的节流口应调得比调速阀3小，否则调速阀4 速度换接回路将不起作用。,(3)两个调速串联的速度换接回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,有些回路中虽然没有变量泵或变量马达，但通过改变油腔的连通方式、增加供油元件数量等也可实现执行元件速度的改变。,图7-30 双泵供油回路,图729差动回路,液压泵输出的压力油和液压缸排出的油液一起进入液压缸的左腔，实现了差动连接，使活塞快速向右运动。,4快速回路,（1）差动连接回路 （2）双泵供油的快速运动回路,图中1低压大流量泵，2为高压小流量泵，低压泵1口与卸荷阀相连，当压力低时，双泵供油，实现快速运动，当工作压力升高到卸荷阀的控制压力时，泵1卸荷，高压小泵单独供油，实现工作进给。此时单向阀4关闭。,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,（3）增速缸增速回路,图731为采用行程开关控制的增速缸增速回路，具有空行程时速度快的优点。当换向阀2处于左位时，压力油只流入增速缸A腔，因其有效面积较小，所以活塞快速向右运动，此时液压缸的B腔经二位三通换向阀3从油箱自吸补油，当活塞快速运动到设定的位置时，撞压行程开关，行程开关发信号，使二位三通换向阀3得电，液压泵输出的油液同时进入A腔和B腔，B腔有效面积较大，实现慢速进给工况。,图7-31 增速缸增速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-32 快-慢速换接回路,该回路中单向调速阀4安装于液压缸的小腔，只有油液流出油腔时才能起到调速作用，为出口节流调速回路，电磁换向阀5的油路安装在液压缸的两腔之间，通过控制可使两腔相通，形成差动连接。,(1)任务描述,(2)任务分析,图7-32为某设备用液压缸调速回路，试分析该回路所能实现的速度控制及特点。,7.3.2 项目实施,1. 节流调速回路分析,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,当1YA、3YA得电，液压缸为差动连接，活塞快速向右运动，当活塞运动到调定位置时，阀5失电，液压缸回油经阀4的调速阀回油箱，活塞工作进给，当三位四通换向阀3处于右位(2YA得电、1YA失电)时，油液经阀4的单向阀进入液压缸的右腔，活塞快速返回。 该回路实现了液压缸的快进、工进和快退工作循环。在向右快进时，液压缸右腔的油液会有一部分经调速阀回油箱，影响快进速度。,(3)控制过程,图7-32 快-慢速换接回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,采用三位换向阀，选用O型滑阀机能。回路原理图如图7-33所示。重物上升时，速度由阀4调定，下降时，由阀3调定。,单杆双作用液压缸的大腔与小腔存在面积差，这样采用一个调速阀很难满足两个方向工作速度的要求，可采用每个方向各用一个调速阀的方式，此液压缸的工作特点为带动工作装置上升或下降，因此上升过程采用进口节流调速、下降过程采用出口节流调速方式较为适宜。,(1)任务描述,现由一单杆双作用液压缸驱动工作装置，要求设计一控制回路，控制液压缸活塞杆伸出、停止和缩回，相应地实现工作装置的上升、停止和下降动作，并要求上升和下降的速度均可无级调节。,(2)任务分析,图7-33 双向调速回路图,(3)任务实施,2. 节流调速回路设计,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,混凝土运输车辆为移动设备，适合采用闭式液压系统，从速度调节上可采用变量泵控制定量马达的方式，并采取电控方式实现双向变量控制。采用补油泵补充油液并作为变量控制油源，油箱宜采用预压式油箱。并需采用相应的补油、过滤和冷却方式。,在混凝土运输车上为运送过程中物料凝固，需进行连续搅拌，搅拌控制采用液压控制方式。而对于搅拌速度要求可以进行一定方式的调节和控制，并要求搅拌装置实现正反转。,(1)任务描述,(2)任务分析,(3)任务实施,通过改变变量泵的输出流量满足对搅拌速度的要求。某混凝士罐车采用了图7-34所示的搅拌回路图。,7-34 某混凝土运输车搅拌回路,3. 容积调速回路设计,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,采用比例阀可以组成进油、回油和旁路多种调速回路，用电液比例边续调速阀组成的速度控制回路，通过调节比例阀输入信号，可方便地改变速度，满足执行元件在一个工作周期内不同的速度要求。,图7-35 比例阀调速回路,7.3.3 知识 拓展,1比例连续调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-8减压式先导控制换向回路,工程机械液压系统中，常用控制换向阀阀芯开口大小来实现节流调速，而且常常构成复合节流调速方式，例如进油节流与回油节流复合调速，旁路节流与回油节流复合调速。,2采用换向阀的节流调速回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,3容积节流调速回路4调速回路的选用,容积节流调速回路的基本工作原理是采用压力补偿式变量泵供油、调速阀(或节流阀)调节进入液压缸的流量并使泵的输出流量自动地与液压缸所需流量相适应。 常用的容积节流调速回路有： a.限压式变量泵与调速阀等组成的容积节流调速回路； b.差压式变量泵与节流阀等组成的容积调速回路。,限压式变量 泵与调速阀回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,1掌握多缸控制回路种类和控制特点；2熟练分析多执行元件液压回路原理；3能设计简单的顺序动作回路和同步动作回路。,学习目标,同一个液压泵驱动两个或两个以上的液压液压缸的回路称为多缸控制回路，根据液压缸的动作配合关系，多缸控制回路分为多缸顺序动作回路和多缸同步动作回路。,7.4 项目7-4 多缸动作回路分析与设计,7.4.1 知识准备,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,(1)用行程控制的顺序动作回路,图7-37 行程开关控制的顺序回路,行程控制顺序动作回路是利用工作部件到达一定位置时，发出讯号来控制液压缸的先后动作顺序，它可以利用行程开关、行程阀或顺序缸来实现。 采用电气行程开关控制的顺序回路，调整行程控制位置和改变动作顺序都很方便，且可利用电气互锁使动作顺序可靠。,顺序动作回路按其控制方式不同，分为压力控制、行程控制和时间控制三类，本课程只分析前两类。,按起动按钮，电磁铁1YA得电，缸1活塞右行；当挡铁触动行程开关2XK，使2YA通电，液压缸2活塞右行；液压缸2活塞右行至行程终点时触动行程开关3XK，1YA断电，缸1活塞左行；行至触动1XK后，使2YA断电，缸2活塞左行。至此完成了缸1、缸2的自动顺序动作循环。,1多缸顺序动作回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,(2) 压力控制的顺序动作回路,顺序阀控制顺序动作回路, 压力继电器控制顺序动作回路,压力控制利用油路本身的压力变化来控制液压缸的先后动作顺序,它主要利用顺序阀和压力继电器来控制顺序动作。,单向顺序阀4控制两液压缸前进时的先后顺序，单向顺序阀3控制两液压缸后退时的先后顺序。,启动按钮按下，1YA得电，缸A伸出，到达终点时，油腔内压力上升，达到继电器3的调定压力，继电器动作1YA失电、3YA得电，缸B伸出，缸B到达终点时，缸B大腔油压升高，达到继电器控制压力时，继电器5动作，3YA失电、4YA得电，油缸B缩回，到达终点后，压力继电器6动作，4YA断电、2YA通电，缸A缩回，当达到终点后，继电器4动作，切断电源，完成一个工作循环。,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,(1)串联液压缸的同步回路,图7-40 串联液压缸的同步回路,图7-41采用补偿措施的串联液压缸同步回路,两个或两个以上的液压缸，在运动中保持相同位移或相同速度的回路称为同步回路。有以下几种。常见的采用液压同步的方式：,图7-40中缸1排出的油液,被送入缸2。如果串联油腔活塞的有效面积相等,便可实现同步运动。这种回路两缸能承受不同的负载,但泵的供油压力要大于两缸工作压力之和,图7-41中为达到同步运动，缸1有杆腔A的有效面积应与缸2无杆腔B的有效面积相等。在活塞下行的过程中，如缸1的活塞先至终点,触动1XK发讯，使电磁铁1YA得电，此时压力油便经阀3、阀5，向液压缸2的B腔补油，使缸2的活塞继续行至终点。如缸2的活塞先至终点，触动2XK，2YA得电，压力油便经阀4进入液控单向阀的控制油口，液控单向阀5反向导通，缸1能通过液控单向阀5和二位三通电磁阀3回油，使缸1的活塞继续运动到底，对失调现象进行补偿。,2多缸同步动作回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,(2)流量控制式同步回路,调速阀控制的同步回路,分流集流阀的同步回路,图7-42 调速阀控制的同步回路,图7-43 分流阀的同步回路,图7-42 两个调速阀分别调节两缸活塞的运动速度，当两缸有效面积相等时，则流量也调整得相同；若两缸面积不等时，则改变调速阀的流量也能达到同步的运动。,图7-43中，液压缸1 和2 的有效工作面积相同。分流阀3阀口的入口处有两个尺寸相同的固定节流器，分流阀的出口a 和b 分别接在两个液压缸的入口处，固定节流器与油源连接，分流阀并联了单向阀4和5。当二位四通阀处于左位时，分流阀中的节流器和可变节流口起作用，等量分流，两液压缸的活塞同步向右运动。不受负载变化的影响。二位四通阀处于右位时，油液进入油缸小腔，大腔油经单向阀4和5回油箱，反向时分流阀不起作用,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,同步马达同步回路,等流量单向泵同步回路,本回路适用于重载、大功率同步系统,适用于高压、大流量、同步精度要求高的场合。,图7-45 同步马达同步回路,图745 中两个等排量马达同轴刚性连接输出相同流量的油液，分别送入两个有效工作面积相同的液压缸中，实现两液压缸同步运动。 图中，与马达并联的节流阀5 用于修正同步误差。如两缸活塞上升时，若缸2的活塞先到达终点，则两液压马达都停止运动，液压泵输出的压力油可经节流阀5继续供给油缸3，使其到达终点。,图7-46 等流量泵同步回路,图7-46 为采用一个电动机带动两个等流量泵使两个液压缸同步的液压回路，当两个泵流量有误差时，可用两个同步阀来修正速度同步误差。,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,由一个液压泵控制两个执行元件，两元件的动作要有一定的顺序要求，实现顺序动作可有行程开关、顺序阀、换向阀和压力继电器。本实例中有两个压力继电器，只能控制两个动作，启动时由启动按钮控制，还要有一个动作由行程开关等控制。,电磁铁动作顺序表,(1)任务描述,7-47 所示为使用压力继电器的压力控制顺序动作回路，分析其工作过程。,(2)任务分析,(3)控制过程,动作如右表所示。,图7-47 顺序动作回路分析图,7.4.2 项目实施,1.两缸顺序动作回路分析,1YA得电，压力油进入缸A 左腔，实现运动。 缸A活塞杆运动到预定位置，碰上死挡铁后，回路压力升高。压力继电器K1 发出信号，3YA得电。压力油进入缸B左腔，实现运动。 缸B 的活塞杆运动到预定位置时，控制电磁铁3YA失电，4YA得电，压力油进入缸B右腔，缸B 活塞向左退回，实现运动。 到达终点后，回路压力又升高，压力继电器K2 发出信号，使电磁铁1YA失电，2YA 得电，压力油进入液压缸A的右腔，推动活塞退回，实现运动。,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,图7-48 机床夹紧、进给液压回路,（1）任务描述,（2）原理设计,（3）原理分析,机床设备中常采用液压控制方式进行工作夹紧及动力滑台的进给控制，夹紧缸的夹紧力远小于工件加工时的工作压力，要求所设计机床的工作回路，完成“夹紧工件滑台快进滑台工进滑台退回松开工件”的工作过程。,从机床的工作要求分析，如右图所示采用压力继电器控制的机床夹紧、进给液压回路。,图7-48中，阀5处于图示位置,液压泵1输出的压力油进入夹紧缸10的右腔,左腔回油,活塞向左移动，将工件夹紧。夹紧后,液压缸右腔的压力升高,当油压超过压力继电器7的调定值时, 继电器发讯, 2YA、4YA得电，阀6工作在左位，压力油进入滑台进给缸的左腔，因此缸为活塞杆固定，因此滑台向左移动，进给缸的右腔油液经阀8、阀6回油箱实现快进。工作进给时，4YA失电，进给缸右腔的油液经阀9、阀6回油箱，可通过节流阀进行速度调节。完成加工后，3YA、4YA得电，滑台退回原有位置，1YA得电，松开工件。,油路中要求先夹紧后进给, 这一顺序要求是由压力继电器保证的。压力继电器的调整压力应比减压阀的调整压力低31055105Pa,2. 组合机床液压回路设计,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,多个执行元件除按一定顺序或同步动作之外，有时也要求几个执行元件在动作上有同时动作、互不干扰、互锁等特殊要求。,多泵互不干扰回路,当用一个泵或多个泵同进驱动多个液压液压缸时，一般会产生相互干扰现象，有些场合采用单向阀可顺充阀就可以有效的解决干扰问题，而对于动作安全性要求较高的设备上，一般采用多泵供油将回路有效分隔。,7.4.3 知识拓展,1多缸互不干扰回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,在行走机械中，常直接用液压马达来驱动车轮，这时可利用液压马达串、并联的不同特性适应行走机械的不同工况。,图7-50 串并联转换回路,图7-50 为液压马达的串、并联回路。当电磁阀1断电时，无论电磁阀2的左右电磁铁哪个通电，两液压马达都并联，这时具有较大的输出的转矩。当电磁换向阀1换向时，两马达串联，这时可提高马达输出转速。,2液压马达的串、并联回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,当一个液压泵供给多个液压执行机构时，在同时工作时往往出现夹紧松驰，负载小的液压缸先动作等现象。,图7-51 防止误动作回路,开门时：固定装置放开A门打开B门打开。 关门时：回定装置放开A门打开B门关闭A门关闭固定装置固定。从回路结构上后一个动作的油与前一个动作压力油有关，所以固定装置不开放，A门就不能动作，A门不打开，B门就不能动作。这样即使操作错误也不会带来后果。,3防止误动作回路,2022/12/20,第7章 基本应用技能训练,1. 基本回路的类型及特点;2. 容积调速回路的类型及应用场合；3. 节流调速回路的油路有几种结构形式、优缺点及应用4. 速度换接回路；5. 调压回路、减压回路各自特点及典型回路结构；6. 液压泵卸荷的方法；7. 采用压力继电器、顺序阀和行程控制的顺序动作回路；8. 多缸同步方式;9. 涉及减压阀、溢流阀和顺序阀等的液压回路的计算;10. 基本回路的设计。,小 结,