項(xiàng)目七 任務(wù)二：壓力控制回路分析

任務(wù)二：壓力控制回路分析授課教師：某某某項(xiàng)目七：液壓控制回路任務(wù)概述01了解調(diào)壓回路、減壓回路、增壓回路、保壓回路、卸壓回路、背壓回路、卸荷回路和平衡回路等02掌握壓力控制回路工作原理、回路圖的閱讀與繪制方法，并能進(jìn)行實(shí)際回路的連接。知識與技能壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)整體或某一部分的壓力，以滿足液壓執(zhí)行元件對力或轉(zhuǎn)矩要求的回路。它包括以下多種回路:調(diào)壓減壓增壓保壓卸壓背壓卸荷平衡制動(dòng)(緩沖)等目錄CATALOG調(diào)壓回路01減壓回路02增壓回路03保壓回路04卸壓回路05背壓回路06卸荷回路07平衡回路0801調(diào)壓回路一、調(diào)壓回路調(diào)壓回路就是控制系統(tǒng)的工作壓力，并使其不超過某一預(yù)先調(diào)定的數(shù)值液壓泵的供油壓力大小可以通過溢流閥來調(diào)節(jié)。在定量泵系統(tǒng)中用溢流閥作為安全閥來限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載。在變量泵系統(tǒng)中單級調(diào)壓回路1如圖7.4(a)所示為單級調(diào)壓回路系統(tǒng)由定量泵供油

，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口大小來調(diào)節(jié)液壓缸的速度。在工作過程中溢流閥是常開的，液壓泵的工作壓力取決于溢流閥的調(diào)整壓力，并且保持基本恒定，溢流閥的調(diào)整壓力必須大于液壓缸的最大工作壓力和油路中各種壓力損失的總和。(a)基本單級調(diào)壓回路圖7.4單級調(diào)壓回路如圖7.4(b)所示為遠(yuǎn)程調(diào)壓回路也屬于單級調(diào)壓系統(tǒng)由定量泵供油

，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口大小來調(diào)節(jié)液壓缸的速度。在工作過程中溢流閥是常開的，液壓泵的工作壓力取決于溢流閥的調(diào)整壓力，并且保持基本恒定，溢流閥的調(diào)整壓力必須大于液壓缸的最大工作壓力和油路中各種壓力損失的總和。圖7.4單級調(diào)壓回路(b)遠(yuǎn)程調(diào)壓回路液壓缸正反向行程中需不同的供油壓力時(shí)可采用雙向調(diào)壓回路

如圖7.4(c)所示當(dāng)換向閥左位工作時(shí)，液壓缸為工作行程，泵出口壓力由溢流閥1調(diào)定為較高壓力，缸右端的油液通過換向閥回油箱；此時(shí)，溢流閥2不起作用。當(dāng)換向閥處于圖示工作狀態(tài)時(shí)，液壓缸為返回行程，泵出口壓力由溢流閥2調(diào)定為較低壓力，溢流閥1不起作用。缸退至終點(diǎn)，泵在低壓下回油，功率損耗小。圖7.4單級調(diào)壓回路(c)雙向調(diào)壓回路二級調(diào)壓回路2在圖示狀態(tài)下，泵出口壓力由溢流閥1調(diào)定為較高壓力，二位二通換向閥通電后，則由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2調(diào)定為較低壓力。閥2的調(diào)定壓力必須小于閥1的調(diào)定壓力。圖7.5(a)所示為二級調(diào)壓回路圖7.5多級調(diào)壓回路(a)二級調(diào)壓回路二級及以上調(diào)壓回路都屬于多級調(diào)壓回路當(dāng)系統(tǒng)工作過程中的壓力需要兩種或以上級別的壓力時(shí)常用此回路。在圖示狀態(tài)下，泵出口壓力由閥1調(diào)定為最高壓力，當(dāng)換向閥4的右、左電磁鐵分別通電時(shí)，泵出口壓力分別由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2和3調(diào)定。閥2和閥3的調(diào)定壓力必須小于閥1的調(diào)定壓力。圖7.5(b)所示為三級調(diào)壓回路圖7.5多級調(diào)壓回路(b)三級調(diào)壓回路02減壓回路二、減壓回路在定量泵供油的液壓系統(tǒng)中主油路的壓力比較高，由與泵并接的溢流閥調(diào)定，但有一支路或多個(gè)支路需要的壓力較低，如潤滑油路、控制油路和夾緊油路等，為了使其油路得到穩(wěn)定的、可以單獨(dú)調(diào)節(jié)的低壓，就要在此支路上串接一個(gè)定輸出減壓閥，這就是減壓回路。要使減壓閥能穩(wěn)定工作，減壓閥的最低調(diào)定壓力不應(yīng)小于0.5MPa，最高調(diào)定壓力至少應(yīng)比系統(tǒng)壓力小0.5MPa，以使減壓回路工作可靠。當(dāng)執(zhí)行元件需要調(diào)速時(shí)，調(diào)速元件應(yīng)放在減壓閥的后面，避免減壓閥泄漏(指由減壓閥泄油口流回油箱的油液)對執(zhí)行元件的速度發(fā)生影響。單級減壓回路1圖7.6（a）所示為單級減壓回路回路中串聯(lián)了一個(gè)單向減壓閥5，換向閥4左位工作時(shí)，液壓泵輸出的壓力油，經(jīng)單向閥3、換向閥4、單向減壓閥5進(jìn)入油缸左腔，推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)。由于減壓閥的作用，使夾緊缸能得到較低而又穩(wěn)定的夾緊力。換向閥4右位工作時(shí)，液壓泵向左運(yùn)動(dòng),這時(shí)減壓閥不起作用。單向閥3的作用是當(dāng)主油路壓力低于減壓閥的調(diào)定壓力時(shí)，保證減壓油路的壓力不變，使夾緊缸保持夾緊力不變。還應(yīng)指出的是，減壓閥的調(diào)定壓力應(yīng)低于溢流閥2的調(diào)整壓力，才能保證減壓閥正常工作。(a)單級減壓回路圖7.6減壓回路二級減壓回路2圖7.6（b）所示為由減壓閥和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥組成的二級減壓回路在圖示狀態(tài)下，夾緊缸的壓由減壓閥1調(diào)定；當(dāng)二通閥通電后，夾緊缸的壓力則由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2調(diào)定。故稱為二級減壓回格。必須注意的是遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2的調(diào)整壓力應(yīng)低于減壓閥1的調(diào)整壓力，才能實(shí)現(xiàn)二級減壓，并且減壓閥的調(diào)整壓力應(yīng)低于回路中溢流閥的調(diào)整壓力，才能保證減壓閥正常工作。（b）二級減壓回路圖7.6減壓回路03增壓回路三、增壓回路增壓回路是為了提高液壓系統(tǒng)中的某一支路的壓力，它比主系統(tǒng)油路的壓力高，但支路流量又不大，此時(shí)就應(yīng)采用增壓回路。低壓泵供油的液壓系統(tǒng)采用增壓回路，比用高壓泵供油的液壓系統(tǒng)成本低、效率高。單作用增壓缸的增壓回路1如圖7.7(a)所示為單作用增壓回路，當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，二位四通電磁換向閥處于左位，泵打出的油進(jìn)入增壓缸的左腔，推動(dòng)活塞向右移動(dòng)，小活塞右腔出油壓力比大活塞左腔進(jìn)油壓力高（具體見公式4-14），工作缸克服彈簧力下行工作；當(dāng)換向閥斷電處于右位時(shí)，液壓油進(jìn)入增壓缸的中部，推動(dòng)活塞左移，工作缸靠彈簧力回程，上面高位油箱的油液可在大氣壓力的作用下頂開單向閥向增壓缸右腔補(bǔ)油。此回路只能間歇增壓，不能獲得連續(xù)穩(wěn)定的高壓，只適用于執(zhí)行元件需要較大的單向作用、行程而作業(yè)時(shí)間短的液系統(tǒng)中。(a)單作用增壓缸增壓回路圖7.7增壓回路雙作用增壓缸增壓回路2圖7.7(b)所示為采用雙作用增壓缸的增壓回路，能連續(xù)輸出高壓油。在圖示位置，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)換向閥5進(jìn)入增壓缸左端大活塞腔，同時(shí)經(jīng)單向閥1進(jìn)入增壓缸左端小活塞腔，右端大活塞腔的回油通油箱，右端小活塞腔增壓后的高壓油經(jīng)單向閥4輸出，此時(shí)單向閥2、3被關(guān)閉；當(dāng)增壓缸活塞移到右端時(shí)，換向閥換向，同理，增壓缸活塞向左移動(dòng)，左端小活塞腔輸出的高壓油經(jīng)單向閥3輸出，此時(shí)單向閥1、4被關(guān)閉。這樣，增壓缸的活塞不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩端便交替輸出高壓油，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)增壓供油。(b)雙作用增壓缸增壓回路圖7.7增壓回路04保壓回路四、保壓回路在一些壓力設(shè)備中，往往要求在工作行程的終點(diǎn)停留，且要保持壓力一定的時(shí)間，保壓回路就是使系統(tǒng)在液壓缸停止運(yùn)動(dòng)或有微小變形運(yùn)動(dòng)時(shí)，缸內(nèi)要能穩(wěn)定地維持住一段時(shí)間壓力的回路。保壓回路就是要補(bǔ)償泄漏對壓力的影響，它常用于夾緊和壓力機(jī)壓制工件等液壓系統(tǒng)中，典型的保壓回路有如下幾種。若采定量泵保壓，保壓過程中液壓泵仍以較高的壓力工作，缸內(nèi)保壓只需少量油液補(bǔ)充，剩余的大量油液在高壓下經(jīng)溢流閥流回油箱，系統(tǒng)功率損失大，易發(fā)熱，故只在小功率的系統(tǒng)且保壓時(shí)間較短的場合下才使用；若采用變量泵保壓，在保壓時(shí)雖然泵的壓力較高，但輸出流量幾乎等于零，液壓系統(tǒng)的功率損失小，所以用限壓式變量泵進(jìn)行保壓比較好。1.液壓泵保壓回路當(dāng)主換向閥7在左位工作時(shí)，液壓缸向右運(yùn)動(dòng)且壓緊工件，進(jìn)油路壓力升高至調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器5動(dòng)作使二通閥4通電，泵1即卸荷，單向閥2自動(dòng)關(guān)閉，防止液壓缸油液倒流，液壓缸則由蓄能器6保壓補(bǔ)漏。保壓時(shí)間的長短取決于蓄能器容量，缸中壓力的最大和最小值取決于壓力繼電器的工作區(qū)間。當(dāng)缸壓力不足時(shí)，低于壓力繼電器的最低工作壓力時(shí)，信號中斷，二位二通閥關(guān)閉，液壓泵重新向缸供油，補(bǔ)充泄漏，保證所需的壓力。2.蓄能器保壓回路圖7.8（a）所示為利用蓄能器的保壓回路（a）蓄能器保壓回路圖7.8保壓回路當(dāng)1YA得電換向閥3右位接入回路，液壓缸上腔壓力上升至電接觸式壓力表5的上限值時(shí)，電接觸式壓力表5發(fā)出信號，使電磁鐵1YA失電,換向閥處于中位,液壓泵卸荷，液壓缸由液控單向閥4保壓。當(dāng)液玉缸上腔壓力下降到預(yù)定的下限值時(shí)，電接觸式壓力表5又發(fā)出信號，使1YA得電，液壓泵再次向系統(tǒng)供油，使壓力上升。當(dāng)壓力達(dá)到上限值時(shí)，電接觸式壓力表5又發(fā)出信號，使1YA失電因此，這一回路能自動(dòng)地使液壓缸補(bǔ)充壓力油，使其壓力能長期保持在一定范圍內(nèi)。3.液控單向閥保壓回路圖7.8（b）所示為采用液控單向閥和電接觸式壓力表的自動(dòng)補(bǔ)油式保壓回路。圖7.8保壓回路（b）液控單向閥保壓回路）05卸壓回路在液壓機(jī)液壓系統(tǒng)中增設(shè)卸壓回路，使液壓缸高壓腔的壓力能在換向前緩慢釋放，將有效提高液壓缸的運(yùn)行平穩(wěn)性，降低液壓沖擊和能量損耗。03卸壓回路在工作階段壓力比較高，儲存了大量的能量使油液壓縮，這時(shí)若立即改變運(yùn)動(dòng)方向，將會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊。02五、卸壓回路卸壓回路用于缸直徑大于250mm、壓力大于7MPa時(shí)的壓力機(jī)等液壓設(shè)備的系統(tǒng)中。01如圖7.9(a)所示1.液壓泵保壓回路當(dāng)液壓缸向下運(yùn)動(dòng)壓制工件完成后，不能馬上回程，需把換向閥換到中位，使液壓泵卸荷，缸的上腔高壓經(jīng)過節(jié)流閥和二位二通換向閥緩慢卸壓。卸壓的快慢由節(jié)流閥來調(diào)節(jié)。卸壓后再把換向閥換到右位工作，使液壓缸向上回程。(a)節(jié)流閥卸壓回路圖7.9卸壓回路如圖7.9(b)所示卸壓后可自動(dòng)返程的回路2.節(jié)流閥和壓力繼電器卸壓回路工作缸完成工作后，換向閥換到中位，缸上腔壓力經(jīng)節(jié)流閥卸壓回油箱，當(dāng)壓力釋放到壓力繼電器調(diào)定的最低值時(shí)，其開關(guān)復(fù)位發(fā)出信號給換向閥，使其換到左位，缸的下腔進(jìn)油，液壓缸上升回程。圖7.9卸壓回路(b)節(jié)流閥和壓力繼電器卸壓回路06背壓回路背壓回路是為了提高執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，提高加工精度，在回油路上設(shè)置背壓閥2以形成一定的液壓阻力的一種回路，其原理如圖7.10所示。這種回路的回油路上都存在背壓阻力，相當(dāng)于增大了負(fù)載，需要提高供油壓力，背壓力一般為0.2?0.5MPa?？勺鳛楸硥洪y使用的元件有單向閥、溢流閥、節(jié)流閥和順序閥等。圖7.10背壓回路六、背壓回路07卸荷回路七、卸荷回路卸荷回路是指液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件在短時(shí)間停止工作時(shí)，因不能關(guān)閉電動(dòng)機(jī)(頻繁啟動(dòng)和關(guān)閉會(huì)影響電機(jī)和泵的壽命)，泵就會(huì)一直在溢流閥調(diào)定的高壓下供油，并經(jīng)溢流閥回油箱，造成很大的功率浪費(fèi)。為了減少功率損耗，降低發(fā)熱，延長泵和電機(jī)的壽命，應(yīng)使液壓泵在功率損耗

(PX\qq)接近于零的情況下轉(zhuǎn)這就需要卸荷回路。因功率是流量和壓力的乘積，兩個(gè)參數(shù)任一個(gè)接近于零即是卸荷回路。所以卸荷回路分為流量卸荷和壓力卸荷兩種類型。流量卸荷主要是使用限壓式變量泵，使泵僅為補(bǔ)償泄漏而以最小流量運(yùn)轉(zhuǎn)，但泵仍處在高壓狀態(tài)，磨損比較嚴(yán)重；壓力卸荷是使泵的出口接回油箱，使其在接近零壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，常用壓力卸荷。限壓式變量泵的流量卸荷回路1如圖7.11所示，當(dāng)液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)到行程終點(diǎn)或換向閥處于中位時(shí)，泵的壓力升高，而流量減小，當(dāng)壓力接近變量泵的限定螺釘調(diào)定的極限值時(shí)，泵的流量減小到只補(bǔ)充液壓缸或換向閥的泄漏，回路實(shí)現(xiàn)保壓卸載，系統(tǒng)中的溢流閥作安全閥用。因系統(tǒng)在卸荷狀態(tài)下具有很高的壓力，比較適合模具成型中的合模保壓階段的工作情況。圖7.11變量泵的流量卸荷回路卸荷回路主要有以下幾種方式。換向閥中位機(jī)能的卸荷回路2如圖7.12所示，當(dāng)電磁換向閥中位機(jī)能為M、H和K型時(shí)，泵打出的油液直接回油箱，泵即卸荷。但回路中必須設(shè)置單向閥等背壓閥，以使泵卸荷時(shí)仍能保持0.3?0.5MPa左右的壓力，保證系統(tǒng)重啟時(shí)有足夠的控制油壓。圖7.12換向閥中位機(jī)能卸荷回路以下均為壓力卸荷回路二位二通電磁換向閥的卸荷回路3如圖7.13所示，三位四通換向閥的中位機(jī)能為O型。當(dāng)工作缸停止工作時(shí)，二位二通電磁換向閥電磁鐵通電，泵輸出的油液經(jīng)二位二通換向閥流回油箱而卸荷，此時(shí)泵的流量和二位二通換向閥的流量應(yīng)匹配，此種卸荷方式適于小流量系統(tǒng)。圖7.13二位二通電磁換向閥卸荷回路電磁溢流閥卸荷回路4如圖7.14所示，先導(dǎo)型溢流閥的外控口直接與二位二通電磁閥相連（組成電磁溢流閥），當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，外控口控制的壓力為零，這時(shí)泵通過溢流閥而卸荷，這種回路卸荷時(shí)的壓力沖擊比圖7.13直接用二位二通閥卸荷時(shí)要小，此二位二通閥也可以選用小流量規(guī)格的。圖7.14電磁溢流閥卸荷回路08平衡回路八、平衡回路平衡回路是在執(zhí)行機(jī)構(gòu)沿垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止液壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落或因超速而使操作動(dòng)作失控，在回油路上都要保持一定的背壓，以此來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的可靠控制。采用單向順序閥的平衡回路1如圖7.15(a)所示為采用內(nèi)控式單向順序閥（平衡閥）的平衡回路

圖7.15單向順序閥平衡回路(a)內(nèi)控順序閥控制如圖7.15(b)所示為采用外控順序閥的平衡回路由于順序閥的打開與運(yùn)動(dòng)部件重量無關(guān)，只取決于外控口

即進(jìn)油腔的壓力，沒有背壓，所以功率損失較小。這是因?yàn)榛钊滦袝r(shí)，液壓缸上腔油壓降低，使液控順序閥關(guān)閉，當(dāng)順序閥關(guān)閉時(shí)，

因活塞停止下行，使液壓缸上腔油壓升高，又打開液控順序閥。因此,液控順序閥外控口壓力的變化而造成順序閥時(shí)開時(shí)關(guān)，使活塞走走停停，運(yùn)動(dòng)的

平穩(wěn)性較差，為此，可在下行油路中接入單向節(jié)流閥以改善這種狀況。優(yōu)點(diǎn)只有上腔進(jìn)油時(shí)活塞才下行，比較安全可靠缺點(diǎn)是活塞下行時(shí)平穩(wěn)性較差這種平衡回路的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)圖7.15單向順序閥平衡回路(b)外控順序閥控制采用液控單向閥的平衡回路2圖7.16液控單向閥平衡回路如圖7.16所示為單向節(jié)流閥串聯(lián)一液控單向閥組成的平衡回路當(dāng)換向閥在左位，上行液壓油把液控單向閥打開，活塞下行。若沒有節(jié)流閥，回油腔沒有背壓，運(yùn)動(dòng)部件由于自重而加速下降，使液壓缸上腔供油不足甚至出現(xiàn)真空，致使液控單向閥關(guān)閉。液控單向閥關(guān)閉后，活塞停止運(yùn)動(dòng)，壓力開始上升，控制油路又建立起壓力，此閥再次被打開。液控單向閥時(shí)開時(shí)閉，使活塞在向下行過程中產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊。所以在回油路上串接一