液压控制回路ppt课件.ppt

液压基本回路,第一节 概述,液压基本回路 用液压元件组成并能完成特定功能的典型回路称之。根据液压回路的作用将液压基本回路分为三大类：方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路。,作用：控制液压系统中液流流通的通、断及流动方向，进而达到控制执行元件运动、停止及改变运动方向的目的。,第二节 方向控制回路,1、换向回路,2、锁紧回路,3、浮动回路,方向控制回路,P,T,A,B,A,B,P,T,溢流阀,液压泵,方向控制回路,P,T,A,B,A,B,P,T,溢流阀,液压泵,方向控制回路,A,B,P,T,溢流阀,液压泵,P,T,A,B,1、换向回路,方法：采用换向阀。二位阀只能控制其正反两个方向运动，三位阀可以利用中位机能控制其在任意位置停止。,换向回路是用来变换执行元件运动方向的。,用手动换向阀或机动换向阀做先导阀，液动换向阀为主阀的换向回路，常用于工程机械流量较大和换向平稳性要求较高的场合。电磁换向阀的换向回路不能满足上述场合要求。,1采用换向阀的换向回路,（1）采用O型或M型机能的三位换向阀,当阀芯处于中位时,液压缸的进、出口都被封闭,可以将活塞锁紧,这种锁紧回路由于受到滑阀泄漏的影响,锁紧效果较差。（2）为了使工作部件能在任意位置上停留,以及在停止工作时,防止在受力的情况下发生移动,可以采用液控单向阀的锁紧回路。,2、锁紧回路,将执行元件的进、出油路连通或同时接回油箱，使之处于无约束的浮动状态，这样在外力作用下执行元件仍可运动。,方法：利用三位四通换向阀的中位机能（Y型或H型）就可实现执行元件的浮动。装载机动臂的浮动位采用H型,3、浮动回路,Y型,H型,第三节 压力控制回路,压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。压力控制回路包括：调压回路、增压回路、卸荷回路、平衡回路等多种。,第三节 压力控制回路,一、调压回路作用：调整或限定系统压力 1、单级调压回路作用：调整系统压力并保持恒定。,第三节 压力控制回路,2、二级调压回路。,电磁阀断电，最高压力由2调定，电磁阀通电，系统压力由4调定。,这里必须是：,电磁溢流阀的卸荷回路,电磁溢流阀,第三节 压力控制回路,3、多级调压回路。,组成：1-先导式主溢流阀；2、3-远程调压阀；4-三位四通换向阀,此时系统的压力由先导式溢流阀1调定，而且系统压力为最高值。,3、采用远程调压阀的多级调压回路,此时系统的压力由远程溢流阀2调定。,当三位四通电磁阀左端电磁铁通电时,若三位四通阀右端电磁铁通电时，回路的工作情况？,？,3、采用远程调压阀的多级调压回路,二级调压回路（双向调压回路）,第三节 压力控制回路,二、减压回路作用：当泵的输出压力是高压，而局部回路或支路要求低压时，可以采用减压回路,单向阀3的作用：在工作油路的压力降低到小于减压阀调定压力时，使夹紧油路和工作油路隔开，实现短时间保压,第三节 压力控制回路,二、减压回路,阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定压力值 当减压回路中的执行元件需减速时，调速元件应放在减压阀的后面，以免减压阀泄漏,三、增压回路：主要元件：增压缸。,如果系统或系统的某一支油路需要压力较高但流量又不大的压力油，而采用高压泵又不经济，或者根本就没有必要增设高压力的液压泵时，就常采用增压回路，这样不仅易于选择液压泵，而且系统工作较可靠，噪声小。,三、增压回路：,四、卸荷回路,卸荷回路：在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率损耗接近零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命 方法：（1）流量卸荷：变量泵（2）压力卸荷：使泵在接近零压力下运转换向阀卸荷回路先导式溢流阀卸荷的卸荷回路 双泵供油的卸荷回路用二位二通阀的卸荷回路,压力补偿变量泵的卸荷回路,（1）流量卸荷：变量泵,当系统压力升高达到变量泵压力调节螺钉调定压力时，压力补偿装置动作，液压泵3输出流量随供油压力升高而减小，直到维持系统压力所必需的流量，回路实现保压卸荷，系统中的溢流阀1作安全阀用，以防止泵的压力补偿装置的失效而导致压力异常。,换向阀卸荷回路,1、回路中，三位四通换向阀滑阀机能必须是M、H和K型中位机能的阀。,2、多路换向阀的卸荷回路,（2）压力卸荷：使泵在接近零压力下运转,电磁溢流阀的卸荷回路,电磁溢流阀,小流量泵以溢流阀调定值向系统供油。液控顺序阀则按轻载时所需压力进行调节,双泵供油的卸荷回路,当系统中执行元件空载快速运动时，大流量泵与小流量泵共同向系统供油；当工作进给时，系统压力升高，液控卸荷阀打开，大流量泵卸荷，系统小流量泵供油。溢流阀控制小流量泵的供油压力。,利用二位二通电磁阀直接卸荷回路,五、保压回路,保压回路可使液压执行机构在一定的行程位置停止运动或微小位移下稳定的维持住一定的压力。常用方法有液控单向阀和蓄能器等。一般用液压元件保压保压时间不长，用蓄能器等作为补压元件，可维持较长时间的保压。,1液压泵的保压回路,保压过程中，液压泵以较高的压力(保压所需压力)工作。（1）若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，易发热，故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用；（2）若采用变量泵，在保压时泵的压力较高，但输出流量几乎等于零。液压系统的功率损失小，随泄漏量的变化而自动调整输出流量，效率也较高。,2、蓄能器的保压,当压力继电器动作使二通阀通电，泵即卸荷，单向阀自动关闭，液压缸则由蓄能器保压。当缸压不足时，压力继电器复位使泵重新工作。保压时间的长短取决于蓄能器容量，调节压力继电器的工作区间即可调节缸中压力的最大值和最小值。,2、蓄能器的保压,在多缸系统中的保压回路中，当主油路压力降低时，单向阀3关闭，支路由蓄能器保压补偿泄漏。压力继电器5的作用是当支路压力达到预定值时发出信号，使主油路开始动作。,3自动补油保压回路,由液控单向阀和电接触式压力表组成的自动补油式保压回路，能自动地使液压缸补充压力油，使其压力能长期保持在一定范围内。,六、平衡回路,1、利用单向顺序阀的平衡回路,平衡回路的功用在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落或者超速。,当活塞下行时，回路存在一定背压，将这个背压调整能支承活塞与之相连的工作部件的自重，活塞就可以平稳的下落。由于换向阀和顺序阀的密封性能较差，只能用于重量不大、锁定要求不高的场合。,2、采用平衡阀的平衡回路,由于平衡阀的密封性能好，因此影响锁紧效果仅限于缸本身的密封。,2、采用平衡阀的平衡回路,由于平衡阀的密封性能好，因此影响锁紧效果仅限于缸本身的密封。,3采用平衡阀的锁紧回路,有限速和锁紧双重作用。当重物下降时起限速作用，当重物在中途停顿时则起锁紧作用。,2、利用单向节流阀和液控单向阀组成的平衡回路,单向节流阀2，用于防止活塞下行时的冲击，也可控制流量，起到调速作用。阀1当活塞在重力作用下下落时，缸上腔失压，阀1关，而当建立起压力时又打开。,二、速度控制回路,速度控制方法：进油路节流调速 节流调速 回油路节流调速 旁油路节流调速 变量泵与定量执行元件的容积调速 容积调速 定量泵与变量马达的容积调速 变量泵与变量马达的容积调速 联合调速（容积节流调速）,速度控制回路：调速回路、快速运动回路、速度变换回路,（一）、节流调速回路1、进油节流调速回路,特征：将节流阀串联在进入液压缸的油路上，即串联在泵和缸之间，调节节流阀通流A，即可改变q，进而改变进入液压缸的流量，从而改变液压缸的运动速度，且必须和溢流阀联合使用。回路特点：功率损失大，效率低，适用于低速轻载场合。,一部分是溢流损失，另一部分是节流损失，两部分都转变成热量，使回路中的油液温度升高，使泄露增加。,（）进油节流调速回路,特征：将节流阀串联在液压缸的回油路上，即串联在缸和油箱之间，调节节流阀通流AT，可调节q2以改变活塞运动速度，仍应和溢流阀联合使用。回路特点：功率损失大，效率低，适用于低速轻载场合。,（）回油节流调速回路,同样存在溢流损失和节流损失，两部分也都转变成热量，但油液温度升高后，直接流回油箱，泄露量减少。,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（与活塞运动方向相同的负载）。）有背压运动平稳性 回油节流调速回路运动平稳性好。3）油液发热对回路的影响 进油节流调速的油液发热会使缸的内外泄漏增加。4)启动性能 回油节流调速回路中重新启动时背压不能立即建立，会引起瞬间工作机构的前冲现象。,进油与回油节流调速回路的比较,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。,节流阀装在与液压缸并联的支路上，利用节流阀把液压泵供油的一部分油液排回油箱实现速度调节。溢流阀作安全阀用，液压泵的供油压力pP取决于负载。,（3）旁油路节流调速回路,回路特点：无溢流损失，效率较高，适用于高速重载场合。,一般只用于高速、重载和对速度平稳性要求很低的较大功率系统。,采用节流阀的节流调速回路速度刚性差，这主要是由于负载力的变化会造成节流阀进出口间的压力差发生变化，即使节流阀的通流面积不变，也会导致通过节流阀的流量发生变化这对于负载变化大而又要求速度稳定时，这种回路显然是不能满足要求的；如果用调速阀代替节流阀就会使回路的负载特性得到大提高。（）采用调速阀的节流调速回路（）采用旁通型调速阀的节流调速回路,旁通型调速阀是由差压式溢流阀和节流阀并联连接而成的组合阀。,、改善节流调速回路速度负载特性的措施,（1）用调速阀的节流调速回路,容积调速回路：是通过改变泵或液压马达排量，使液压泵的全部流量直接进入执行元件来调节执行元件的运动速度的。这样就要求回路工作时泵的流量与执行元件的流量完全匹配，因此无溢流是容积调速回路的基本特点。而且此回路无节流损失，回路效率高，发热少，适用于大功率液压系统。容积调速回路按油路循环的方式不同分为：开式回路和闭式回路。,（三）容积调速回路,、概述,根据液压泵与液压马达（缸）的组合不同容积调速回路可分为：（1）变量泵和定量液压马达(或液压缸)组成的调速回路（2）定量泵和变量液压马达组成的调速回路（3）变量泵和变量液压马达组成的调速回路。,（三）容积调速回路,闭式回路设有补油泵如图（b）中的示，其作用是补充泄漏和散热，同时也改善了主泵的吸液条件，其调定压力一般为0.30.5MPa。,变量泵和液压缸组成的开式容积调速回路,（1）.变量泵和定量马达（缸）容积调速回路,变量泵和定量液压马达组成的闭式容积调速回路,安全阀,溢流阀,背压阀,安全阀,图7.7变量泵-定量马达容积调速回路,图7.7变量泵-定量马达容积调速回路,图变量泵-定量马达容积调速回路,工作特性曲线,特点：1、为恒扭矩输出；2、调速范围大，速比可达40；3、起动性能好。应用：适用于大功率、恒扭矩和调速范围大，且对起动性能要求较高的工况。,（2）定量泵和变量液压马达组成的调速回路,特点：1、为恒功率输出；2、调速范围很小，速比一般不超过3 4；这种调速回路很少单独使用。,（3）.变量泵和变量液压马达组成的调速回路,变量泵和定量马达,定量泵和变量液压马达,调速的第一阶段：同变量泵定量马达,调速的第二阶段：同定量泵变量马达,这一回路为闭式回路，抗污染能力强，调速范围大，常用于大功率系统。但必须配备补油和安全保护装置。,当闭式回路中有漏失时向低压侧补油,当闭式回路不需补油时，泵排出的压力油经阀溢回油箱。,阀5有无溢流取决于补油泵4流量和补油量的大小,如果马达工作中遇阻或工作负荷过大马达无法转动时的油路循环情况,？,试想此时补油泵的工作状态又如何？,另一方向的工作过程请同学们自己思考。,特点：1、低速时为恒扭矩；高速时为恒功率；2、调速范围大，速比可达100；3、起动性能好。应用：适用于大功率、调速范围大的工况。,容积调速回路：具有效率高、发热量小的优点，但随着负载的增加，容积效率将下降，于是速度发生变化，尤其是低速时稳定性更差。于是出现了容积节流调速回路。容积节流调速回路：具有效率高，发热量小，速度刚性比容积调速好的特点。该回路常用在系统的速度范围大，对系统速度负载特性要求高、工作时系统负载变化较大的中小功率场合。,（四）容积节流调速(联合调速)回路,限压式变量叶片泵和调速阀的容积调速回路,限压式变量泵,调整调速阀的阀口大小，泵的流量会自动发生变化。阀口A大泵流量大;反之，泵的流量变小。,背压阀,1.快慢速之间的速度换接回路速度换接回路的功用:使液压执行元件在一个工作循环中从一种运动速度变换到另一种运动速度。实现这种功能的回路应该具有较高的速度换接平稳性和速度换接精度。这种速度换接分为快速慢速之间的换接和慢速慢速之间的换接两种形式。,三、速度换接回路,2、两种速度转换回路,使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。在一泵多缸的系统中,尽管液压缸的有效工作面积相等,但是由于运动中所受负载不均衡,摩擦阻力也不相等,泄漏量的不同以及制造上的误差等,不能使液压缸同步动作。同步回路的作用就是为了克服这些影响,补偿它们在流量上所造成的变化。,(1)、同步控制回路,四、其它回路,2、容积式同步回路,（1）、串联缸同步回路,带补偿装置的串联液压缸同步回路,可以在行程终点消除两缸的位置误差。,应用：,仅在负载较小的小型液压机械中使用。,、液压缸机械联结的同步回路,、,用调速阀控制的同步回路,调速阀控制的单向同步回路,等量分流阀的双缸同步回路,、用分集流阀控制的同步回路,(1)、顺序动作回路在多缸液压系统中,往往需要按照一定的要求顺序动作。例如,自动车床中刀架的纵横向运动,夹紧机构的定位和夹紧等。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,其中前两类用得较多。,2、多执行元件动作控制回路,、压力控制的顺序动作回路,顺序阀控制的顺序回路,压力继电器控制的顺序回路,、压力控制的顺序动作回路,顺序阀控制的顺序回路,、行程控制的顺序动作回路,行程开关控制的顺序回路,本章教学要求,掌握压力控制回路的分类、用途和实现方法；掌握速度控制回路的分类和用途；掌握节流调速回路和容积调速回路的三种调速方法及各自的优缺点；了解快速运动回路和速度换接回路的实现方法；熟悉方向控制回路和多缸动作回路的分类和用途。,思考题,节流调速回路用定量泵供油，用节流阀(或调速阀)改变进入执行元件的流量使之变速。根据流量阀在回路中的位置不同，分为_、_、_ 三种回路。液压传动系统中的速度控制回路包括_、_、_三种回路。1、在节流阀调速中，节流阀的节流口面积调定后，通过的流量就稳定不变。（）2、所谓容积调速就是利用变量泵或变量马达实现调速的方法。（）3、所谓节流调速是指利用定量泵供油由流量阀改变进入执行元件的流量来实现调节执行元件速度的方法。（）4、容积调速回路无溢流是构成闭式回路的必要条件。（）5、容积调速回路虽然具有效率高发热小的特点，但也具有随着负载的增加其容积效率会下降，低速稳定性更差的缺点。（）6、回油路节流调速回路中执行元件的承受负值载荷的能力强。（）,工程机械液压系统一般很少使用专门的节流阀调速，而是利用控制换向阀的阀口开度来实现节流和采取调节内燃机油门的方法来改变速度。(1)手动换向阀调速回路 直接用操纵杆来推动滑阀移动，劳动强度较大，速度微调性能较差。由手动M机能三位换向阀控制的进油节流兼回油节流调速回路。调节阀口的通流面积S1和S2实质上就是借助节流阻尼来改变主油路流阻的大小重新分配油流，从而实现无级调速。,（4）换向阀调速,使用手动换向阀的调速回路,该回路为M机能换向阀控制的旁路节流兼回油节流调速回路。泵输出的油进入阀内分成两路，一部分通过阀口f0从旁路流回油箱；另一部分通过阀口f1进入液压缸左腔。缸右腔的回油则通过阀口f2排回油箱。,使用手动换向阀的调速回路,（4）换向阀调速,六、缓冲补油（过载补油）回路,将一对过载阀以相反的方向接在液压马达的两边油路上，当液压马达换向或制动时，因惯性作用使一边油路过载，而另一边低压，油路势必造成某种程度的真空；此时过载阀打开高压油向低压油道溢出，起到缓冲补油作用。,由四个单向阀和一个过载阀组成的桥式缓冲补油回路。当右边油路过载左边油路产生负压（真空）时，右边油路的高压油将通过单向阀2、过载阀溢回油箱，左边油路的可通过补油单向阀4从油箱补油。左边油路过载，右边油路产生负压，同理。该回路缓冲和补油都比较充分，结构简单。由于共用一个过载阀，只能用于两边油路过载压力调整值相同的场合。液压起重机回转机构采用。,六、缓冲补油（过载补油）回路,采用两个过载阀和两个补油单向阀的缓冲补油回路。其中右边油路由过载阀3防止过载，由单向阀2实现补油；左边油路由过载阀4防止过载，由单向阀1实现补油；特点：两边油路的过载压力可分别调整，适应性好，应用广。挖掘机回转机构采用。,六、缓冲补油（过载补油）回路,3、液压马达串、并联速度换接回路,行走机械,常使用液压马达来驱动车轮，依据行驶条件要有转速:在平地行驶时为高速，上坡时需要有大扭矩输出，转速降低，因此采用两个液压马达以串联或并联方式达到上述目的。如图所示，将两个液压马达的输出轴连结在一起,当电磁铁2通电，电磁阀1断电，两液压马达并联，液马达输出扭矩大转速较低，当电磁阀1、2都通电，两液压马达串联，液压马达扭矩低，但转速较高。,液压马达串并联回路：,