第七章 液壓基本回路

任何液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路組成。所謂液壓基本回路是指能實(shí)現(xiàn)某種規(guī)定功能的液壓元件的組合。重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)要求本章目錄第七章液壓基本回路教學(xué)要求掌握壓力控制回路的分類、用途和實(shí)現(xiàn)方法；掌握速度控制回路的分類和用途；掌握調(diào)速回路的三種調(diào)速方法及各自的優(yōu)缺點(diǎn)；熟悉快速運(yùn)動(dòng)回路和速度換接回路的實(shí)現(xiàn)方法；熟悉方向控制回路和多缸動(dòng)作回路的分類和用途。重點(diǎn)難點(diǎn)壓力控制回路的分類、用途及實(shí)現(xiàn)方法；速度控制回路的分類和用途；調(diào)速回路的調(diào)速方法及優(yōu)缺點(diǎn)；快速運(yùn)動(dòng)回路和速度換接回路的實(shí)現(xiàn)方法。本章目錄第一節(jié)壓力控制回路第二節(jié)速度控制回路第三節(jié)方向控制回路第四節(jié)多缸動(dòng)作回路第一節(jié)壓力控制回路主要內(nèi)容調(diào)壓回路減壓回路卸荷回路增壓回路平衡回路重點(diǎn)：調(diào)壓回路卸荷回路壓力控制回路是利用壓力控制閥來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)或局部支路的壓力，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力和轉(zhuǎn)矩的要求。

調(diào)定和限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，或者使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作過程不同階段實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力變換。一般用溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。一、調(diào)壓回路單級(jí)調(diào)壓回路系統(tǒng)中有節(jié)流閥。當(dāng)執(zhí)行元件工作時(shí)溢流閥始終開啟，使系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在調(diào)定壓力附近，溢流閥作定壓閥用。遠(yuǎn)程調(diào)壓動(dòng)畫遠(yuǎn)程調(diào)壓回路利用先導(dǎo)型溢流閥遙控口遠(yuǎn)程調(diào)壓時(shí)，系統(tǒng)壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥調(diào)定。主溢流閥的調(diào)定壓力必須大于遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力才行。遠(yuǎn)程調(diào)壓回路多級(jí)調(diào)壓回路回路由先導(dǎo)型溢流閥、遠(yuǎn)程調(diào)壓閥和電磁換向閥組成。三級(jí)調(diào)壓回路動(dòng)畫此三級(jí)調(diào)壓回路要求，p1>p2，p1>p3，p2≠p3一般利用換向閥實(shí)現(xiàn)二級(jí)、三級(jí)等多級(jí)調(diào)壓回路無(wú)級(jí)調(diào)壓回路通過電液比例溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。在需要低壓的支路上串聯(lián)定值減壓閥。單向閥用來(lái)防止低壓缸的壓力對(duì)主油路的干擾。支油路減壓——減壓閥控制主油路壓力——溢流閥控制二、減壓回路

減小系統(tǒng)壓力到需要的穩(wěn)定值，以滿足機(jī)床的夾緊、定位、潤(rùn)滑及控制油路的要求。動(dòng)畫不適用減壓閥的情況：當(dāng)分支油路的壓力較主油路壓力低得多，而需要的流量又很大時(shí)，為減少功率損耗，常采用高壓低壓液壓泵分別供油的辦法以提高系統(tǒng)效率。三、卸荷回路

在執(zhí)行元件短時(shí)間停止工作時(shí)，為避免液壓泵電機(jī)頻繁啟動(dòng)，讓泵在低載或空載的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的回路。卸載方式：壓力卸載流量卸載（僅適用于變量泵）P=pq利用三位換向閥中位卸荷泵可借助于M型、H型或K型換向閥中位機(jī)能實(shí)現(xiàn)低壓卸載。利用二位二通閥卸荷利用二位二通電磁換向閥斷電實(shí)現(xiàn)泵出口壓力卸荷。先導(dǎo)式溢流閥和二位二通閥卸荷采用二位二通電磁閥控制先導(dǎo)型溢流閥的遙控口來(lái)實(shí)現(xiàn)卸載。卸載動(dòng)畫用蓄能器保壓卸荷利用二位二通電磁換向閥斷電使溢流閥調(diào)定卸荷壓力，泵通過該閥卸載，蓄能器保持系統(tǒng)壓力。用蓄能器保壓卸荷動(dòng)畫

使系統(tǒng)的局部支路獲得比系統(tǒng)壓力高且流量不大的油液供應(yīng)。實(shí)現(xiàn)壓力放大的元件主要是增壓缸，其增壓比為增壓缸大小活塞的面積比。四、增壓回路適用于單向作用力大、行程小、作業(yè)時(shí)間短的場(chǎng)合。

使立式液壓缸的回油路保持一定背壓，以防止運(yùn)動(dòng)部件在懸空停止期間因自重而自行下落，或下行運(yùn)動(dòng)時(shí)因自重超速失控。五、平衡回路采用單向順序閥的平衡回路采用液控單向順序閥的平衡回路防止停止期間因自重而自行下落和加速下降保證下降期間不受自重影響勻速下降第二節(jié)速度控制回路調(diào)速回路快速運(yùn)動(dòng)回路速度換接回路快進(jìn)工進(jìn)速度控制回路是討論液壓執(zhí)行元件速度的調(diào)節(jié)和變換的問題。一、調(diào)速回路1、調(diào)速方法液壓缸的速度v=q/A液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速n=q/vM

2、節(jié)流調(diào)速回路

通過調(diào)節(jié)流量閥通流面積控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。按流量閥安放位置的不同分：

進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路

回油節(jié)流調(diào)速回路

旁路節(jié)流調(diào)速回路按使用流量閥分為：節(jié)流閥——節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路調(diào)速閥——調(diào)速閥式節(jié)流調(diào)速回路1）節(jié)流閥式進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路調(diào)速方式：對(duì)活塞列平衡式：設(shè)p2=0討論：▲

適于負(fù)載變化不大、低速、輕載場(chǎng)合，回路效率較高。速度負(fù)載特性方程：速度負(fù)載特性曲線始點(diǎn)不同，終于一點(diǎn)2）節(jié)流閥式回油路節(jié)流調(diào)速回路調(diào)速方式：調(diào)速特性：速度負(fù)載特性方程：結(jié)論：同進(jìn)油節(jié)流調(diào)速進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路的不同之處：回油節(jié)流調(diào)速回路液壓缸能承受負(fù)值負(fù)載，且運(yùn)動(dòng)速度比較平穩(wěn)。回油節(jié)流調(diào)速回路停車后啟動(dòng)沖擊大。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路容易實(shí)現(xiàn)壓力控制。為了提高回路綜合性能，一般采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路上加背壓閥。3）節(jié)流閥式旁路調(diào)速回路：調(diào)速方式：調(diào)速特性：溢流閥起安全閥作用速度負(fù)載特性方程：?

只有節(jié)流功率損失，無(wú)溢流功率損失，回路效率較高。?適于高速、重載、速度平穩(wěn)性要求不高的場(chǎng)合。討論：?

速度受負(fù)載變化的影響大，在大負(fù)載或高速(AT較小)時(shí)，回路的速度剛性好。AT1>AT2>AT3速度負(fù)載特性曲線始點(diǎn)相同，終于不同點(diǎn)4)調(diào)速閥式節(jié)流調(diào)速回路（例：進(jìn)油節(jié)流調(diào)速）

速度剛性優(yōu)于相應(yīng)的節(jié)流閥調(diào)速回路。但同時(shí)因增加了減壓閥的損失，所以效率會(huì)更低。速度負(fù)載特性曲線★變量泵－定量馬達(dá)（缸）容積調(diào)速回路★定量泵－變量馬達(dá)容積調(diào)速回路★變量泵－變量馬達(dá)容積調(diào)速回路按所用執(zhí)行元件不同分為：3、容積調(diào)速回路

改變泵（馬達(dá)）排量，調(diào)節(jié)執(zhí)行元件速度的調(diào)速方式。泵－缸式容積調(diào)速回路泵－馬達(dá)式容積調(diào)速回路具體分為：

1）變量泵－液壓缸容積調(diào)速回路ppmax由安全閥調(diào)定，所以Fmax為定值，回路為恒推力調(diào)速。

2）變量泵—定量馬達(dá)容積調(diào)速回路pMmax由安全閥調(diào)定，所以TMmax為定值，回路為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。VpnMPMTM0nMPMTMnMnM3）定量泵—變量馬達(dá)容積調(diào)速回路恒功率調(diào)速4）變量泵—變量馬達(dá)容積調(diào)速回路由于泵和馬達(dá)的排量都可調(diào)，擴(kuò)大了回路的調(diào)速范圍，一般Re≤100。先恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，后恒功率調(diào)速①先將VM調(diào)至最大，然后使Vp由小變大，馬達(dá)轉(zhuǎn)速由小變大，（相當(dāng)于變量泵＋定量馬達(dá)）——恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)。②將Vp固定在最大值上，然后使VM由大變小，（相當(dāng)于定量泵＋變量馬達(dá)）

——恒功率調(diào)節(jié)。PMTMnMPMTMnMminnMmax恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)恒功率調(diào)節(jié)無(wú)節(jié)流和溢流損失，回路效率高，發(fā)熱小。適用于高壓大流量的大型機(jī)床，工程機(jī)械，壓力機(jī)等大功率設(shè)備。但速度平穩(wěn)性差。容積調(diào)速回路特點(diǎn)：用變量泵供油，用節(jié)流閥或調(diào)速閥改變進(jìn)入液壓缸的流量，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的速度調(diào)節(jié)。4、容積節(jié)流調(diào)速回路

限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路按變量泵和流量閥分為：

回路有節(jié)流損失但無(wú)溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性比單純的容積調(diào)速回路要好。（限壓式變量泵與調(diào)速閥組成容積節(jié)流調(diào)速）

快速：在負(fù)載不大或空載時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，以提高生產(chǎn)率或充分利用功率。1）差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路常用在執(zhí)行元件快進(jìn)和工進(jìn)速度相差不太大的場(chǎng)合。二、快速運(yùn)動(dòng)回路差動(dòng)連接動(dòng)畫常用在執(zhí)行元件快進(jìn)和工進(jìn)速度相差較大的場(chǎng)合。2）雙泵供油快速回路雙泵供油動(dòng)畫3）采用蓄能器的快速回路4）采用增速缸快速回路適用于系統(tǒng)短期需要大流量的場(chǎng)合。大多用在空行程速度要求較快的臥式液壓機(jī)上。動(dòng)畫

三、速度換接回路速度換接回路的功能是使液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)從一種運(yùn)動(dòng)速度變換到另一種運(yùn)動(dòng)速度。包括快速—慢速的換接，兩個(gè)慢速之間的換接。換接過程要求平穩(wěn)，換接精度要求高?？爝M(jìn)工進(jìn)1、快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)速度換接回路速度切換過程比較平穩(wěn)，換接點(diǎn)位置準(zhǔn)確。但行程閥必須安裝在運(yùn)動(dòng)部件附近，有時(shí)管路要接得很長(zhǎng)，壓力損失較大。行程閥速度換接回路動(dòng)畫

2、兩種工進(jìn)速度換接回路串聯(lián)調(diào)速閥二級(jí)調(diào)速回路只能用于第二進(jìn)給速度小于第一進(jìn)給速度的場(chǎng)合，回路速度換接平穩(wěn)性好。但油液經(jīng)過兩個(gè)調(diào)速閥，故能量損失較大。動(dòng)畫并聯(lián)調(diào)速閥二級(jí)調(diào)速回路

動(dòng)畫兩個(gè)進(jìn)給速度可以分別調(diào)整，互不影響。但在速度換接瞬間，會(huì)造成進(jìn)給部件突然前沖。不宜用于工作過程中的速度換接，只可用在速度預(yù)選的場(chǎng)合。第三節(jié)方向控制回路換向回路鎖緊回路動(dòng)畫為了保證鎖緊迅速、準(zhǔn)確，換向閥應(yīng)采用H型或Y型中位機(jī)能。

當(dāng)一個(gè)油源給多個(gè)執(zhí)行元件供油，各執(zhí)行元件因回路中壓力、流量的相互影響而在動(dòng)作上受到牽制?？梢酝ㄟ^壓力、流量、行程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)多執(zhí)行元件預(yù)定動(dòng)作的要求。第四節(jié)多缸動(dòng)作回路多缸動(dòng)作回路包括：

順序動(dòng)作回路同步回路防干擾回路

一、順序動(dòng)作回路

1、壓力控制順序動(dòng)作回路

利用液壓系統(tǒng)工作過程中壓力變化來(lái)使執(zhí)行元件按順序先后動(dòng)作。用順序閥控制的順序動(dòng)作回路當(dāng)換向閥5處于左位，缸1向右運(yùn)動(dòng)，活塞碰到死擋鐵后回路壓力升高到順序閥3的調(diào)定壓力，順序閥3開啟，缸2活塞才向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)換向閥5處于右位，缸2活塞先退到左端點(diǎn)，回路壓力升高，打開順序閥4，再使缸1活塞退回原位。用壓力繼電器的順序動(dòng)作回路

按啟動(dòng)按鈕，電磁鐵1Y得電，缸1活塞前進(jìn)到右端點(diǎn)后，回路壓力升高，壓力繼電器1K動(dòng)作，使電磁鐵3Y得電，缸2活塞前進(jìn)。按返回按鈕，1Y、3Y失電，4Y得電，缸2活塞先退回原位后，回路壓力升高，壓力繼電器2K動(dòng)作，使2Y得電，缸1活塞后退。注：順序閥或壓力繼電器的調(diào)定壓力必須大于前一動(dòng)作執(zhí)行元件的最高工作壓力的10％～15％，否則在管路中的壓力沖擊或波動(dòng)下會(huì)造成誤動(dòng)作。這種回路適用于執(zhí)行元件數(shù)目不多、負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。2、行程控制順序動(dòng)作回路

用行程閥控制的順序動(dòng)作電磁閥3處于左位，缸1活塞先向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞桿上擋塊壓下行程閥4后，缸2活塞才向右運(yùn)動(dòng)；閥3處于右位，缸1活塞先退回，其擋塊離開行程閥4后，缸2活塞才退回?；芈穭?dòng)作可靠，但改變動(dòng)作順序難。用行程開關(guān)控制的順序動(dòng)作1Y得電，缸1活塞先向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞桿上擋塊壓下行程開關(guān)2S后，使2Y得電，缸2活塞才向右運(yùn)動(dòng)，直到壓下3S，使1Y失電，缸1活塞向左退回，而后壓下1S，使2Y失電，缸2活塞再退回。調(diào)整擋塊可調(diào)整缸的行程，通過電控系統(tǒng)可改變動(dòng)作順序。二、同步回路同步：兩缸速度同步；行程同步1、油缸串聯(lián)同步回路

當(dāng)兩缸同時(shí)下行時(shí)，若缸5活塞先到行程端點(diǎn)，則擋塊壓下行程開關(guān)1S，3Y得電，閥3左位接入系統(tǒng)，壓力油經(jīng)閥3、閥4進(jìn)入缸6上腔，進(jìn)行補(bǔ)油，使其活塞繼續(xù)下行到達(dá)行程端點(diǎn)。若缸6活塞先到行程端點(diǎn)，行程開關(guān)2S使4Y得電，壓力油進(jìn)入閥4控制腔，打開閥4，缸5下腔與油箱接通使其活塞繼續(xù)下行到達(dá)行程端點(diǎn)，從而消除積累誤差。！泵的供油壓力至少是兩缸工作壓力之和。

2、用調(diào)速閥的同步回路仔細(xì)調(diào)整兩個(gè)調(diào)速閥的開口大小，控制進(jìn)入或流出液壓缸的流量，可使它們?cè)谝粋€(gè)方向上實(shí)現(xiàn)速度同步?；芈方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整麻煩，同步精度不高。用同步缸的同步回路同步缸是兩個(gè)尺寸相同的缸體和兩個(gè)活塞共用一個(gè)活塞桿的液壓缸，活塞向左或向右運(yùn)動(dòng)時(shí)輸出或接受相等容積的油液，在回路中起著配流的作用，使有效面積相等的兩個(gè)液壓缸實(shí)現(xiàn)雙向同步回路。同步缸的兩個(gè)活