搜索
SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院液压与气压传动Chapter6基本回路本章主要内容：6.1液压基本回路6.2气动基本回路第六章基本回路SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院液压与气压传动目的任务:重点难点:第六章基本回路掌握液气基本回路所具有的功能、特点以及回路元件的组成；了解各种功能回路的实现方法、工作原理、控制方式及其典型应用。调压回路、卸荷回路、保压回路；节流阀节流调速及各种调速回路的调速原理；顺序动作、同步动作、多元件互不干扰等回路。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动基本回路所谓基本回路是指由若干液压或气动元件组成的能完成特定功能的最简单的通路结构。它是连接元件和系统的桥梁，所有液、气压系统都由基本回路单元组成。了解一个基本回路的功能应该从该回路所在的系统去进行分析。从本质上看，基本回路主要包括压力控制回路、流量控制回路和方向控制回路三种类型，其他回路一般都是从这三种回路中派生出来的。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动Part6.1液压基本回路液压基本回路分为：压力控制回路速度控制回路方向控制回路多执行元件控制回路高效节能回路汽车ABS系统液压回路SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动Part6.1.1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、减压、增压、卸荷和平衡等回路。1.调压回路调压回路的功用是使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中，用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。若系统中需要两种以上的压力，则可采用多级调压回路。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动图6-1调压回路a）单级、二级b）多级c）比例1、2、3—先导式溢流阀4—二位二通电磁阀5—远程调压阀6—比例电磁溢流阀单级调压回路如图6-1a所示，在液压泵出口处设置并联的溢流阀1，电磁阀4不通电时，即为单级调压回路，压力由溢流阀1的调压弹簧调定。二级调压回路图6-1a也可实现两种不同的压力控制，由先导式溢流阀1和远程调压阀5分别调整工作压力。当二位二通电磁阀4处于图示位置时，系统压力由阀1调定；当阀4通电后右位接入时，系统压力由阀5调定。但要注意，阀5的调定压力一定要低于阀1的调定压力，否则不能实现二级调压；当系统压力由阀5调定时，先导式溢流阀1的先导阀口关闭，但主阀开启，液压泵的溢流流量经主阀流回油箱。多级调压回路如图6-1b所示的由溢流阀1、2、3分别控制系统的压力，从而组成了三级调压回路。当两个电磁铁均不通电时，系统压力由阀1调定；当1YA通电时，系统压力由阀2调定；当2YA通电时，系统压力由阀3调定。但在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要低于阀1的调定压力，而阀2和阀3的调定压力之间没有一定的关系。比例调压回路如图6-1c所示，调节先导式比例电磁溢流阀6的输入电流，即可实现系统压力的无级调节，这样不但回路结构简单，压力切换平稳，而且便于实现远距离控制或程控。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动图6-2用变量泵调压回路1—变量泵2—安全阀用变量泵调压回路采用非限压式变量泵1时，系统的最高压力由安全阀2限定。当采用限压式变量泵时，系统的最高压力由泵调节，其值为泵处于无流量输出时的压力值，如图6-2所示。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动2.减压回路图6-3减压回路a）一级b）二级1—减压阀2—溢流阀减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。最常见的减压回路采用定值减压阀与主油路相连，如图6-3a所示。回路中的单向阀用于防止主油路压力低于减压阀调整压力时油液倒流，起短时保压作用。减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方式获得两级或多级减压。图6-3b所示为利用先导式减压阀1的远程控制口接一溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压。但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定压力值。图6-4无级减压回路1—比例减压阀2—溢流阀为了使减压回路工作可靠起见，减压阀的最低调整压力应不小于0.5MPa，最高调整压力至少应比系统压力低0.5MPa。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以避免减压阀泄漏（指由减压阀泄油口流回油箱的油液）对执行元件的速度发生影响。也可用比例减压阀组成减压回路，如图6-4所示。调节输入比例减压阀1的电流，即可使分支油路无级减压，并易实现遥控。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动3.增压回路当液压系统中的某一支路需要压力较高但流量不大的压力油，若采用高压泵又不经济，或者根本就没有这样高压力的液压泵时，可以采用增压回路。采用增压回路可节省能源，而且工作可靠、噪声小。图6-5增压回路a）单作用增压缸b）双作用增压缸1、2、3、4—单向阀5—电磁换向阀单作用增压缸的增压回路图6-5a所示为单作用增压回路。在图示位置工作时，系统的供油压力p1进入增压缸的大活塞左腔，此时在小活塞右腔即可得到所需的较高压力p2。当二位四通电磁换向阀右位接入系统时，增压缸返回，辅助油箱中的油液经单向阀补入小活塞右腔。因该回路只能间断增压，所以称之为单作用增压回路。双作用增压缸的增压回路图6-5b所示为采用双作用增压缸的增压回路，能连续输出高压油。在图示位置时，液压泵输出的压力油经电磁换向阀5和单向阀1进入增压缸左端大、小活塞的左腔，大活塞右腔的回油通油箱，右端小活塞右腔增压后的高压油经单向阀4输出，此时单向阀2、3被关闭。当增压缸活塞移到右端时，电磁铁换向阀通电换向，增压缸活塞向左移动，左端小活塞左腔输出的高压油经单向阀3输出。这样，增压缸的活塞不断往复运动，两端便交替输出高压油，从而实现了连续增压。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动用液压泵增压回路本回路多用于起重机的液压系统。液压泵2和3由液压马达4驱动，泵1与泵2或泵3串联，从而实现增压，如图6-6所示。图6-6用液压泵增压回路1、2、3—液压泵4—液压马达4.卸荷回路卸荷回路的功用是在液压泵不停止转动时，使其输出的流量在压力很低的情况下流回油箱，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命。这种卸荷方式称为压力卸荷。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动图6-7卸荷回路a）换向阀b）插装阀1—溢流阀2—二位二通电磁阀常见的压力卸荷方式有如下几种：换向阀卸荷回路M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，液压泵卸荷。图6-7a所示采用M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路。这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统能保持0.3MPa左右的压力，供控制油路之用。插装阀卸荷回路图6-7b所示为插装阀的卸荷回路。由于插装阀通流能力大，因而这种卸荷回路适用于大流量的液压系统。正常工作时，液压泵压力由阀1调定。当二位二通电磁阀2通电后，主阀上腔接通油箱，主阀口全部打开，泵即卸荷。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动先导式溢流阀卸荷回路图6-1a中，若去掉远程调压阀5，使先导式溢流阀的远程控制口通过二位二通电磁阀4直接与油箱相连，便构成一种用先导式溢流阀的卸荷回路，这种卸荷回路切换时冲击小。图6-1调压回路a）单级、二级b）多级c）比例1、2、3—先导式溢流阀4—二位二通电磁阀5—远程调压阀6—比例电磁溢流阀SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动多缸系统卸荷回路图6-8多缸系统卸荷回路图6-8所示是由一个液压泵向两个以上液压缸供油的多缸系统的卸荷回路。该回路把四通换向阀和二通换向阀连接在一起动作，当各液压缸的换向阀都在中间位置时，泵就处于无载荷运转状态。必须指出，在限压式变量泵供油的回路中，当执行元件不工作而不需要流量输入时，泵继续在转动，输出压力最高，但输出流量接近于零。因功率是流量和压力的乘积，所以这种情况下，驱动泵所需的功率也接近于零，就是说系统实现了卸荷。所以，确切地说，所谓卸荷意即为卸功率之荷。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动5.保压回路保压回路：在执行元件停止工作或仅有工件变形所产生的微小位移的情况下使系统压力基本上保持不变。最简单的保压回路：使用密封性能较好的液控单向阀的回路，阀类元件的泄漏使这种回路的保压时间不能维持太久。常用的保压回路有：利用液压泵的保压回路利用蓄能器的保压回路自动补油保压回路SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动利用液压泵的保压回路在保压过程中，液压泵仍以较高的压力（保压所需压力）工作。此时，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，发热严重，故只在小功率系统且保压时间较短的场合下使用。若采用限压式变量泵，在保压时泵的压力虽较高，但输出流量几乎等于零。因而，系统的功率损失较小，且能随泄漏量的变化而自动调整输出流量，故其效率也较高。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动利用蓄能器的保压回路如图6-9a所示，当三位四通电磁换向阀5左位接入工作时，液压缸6向右运动，例如压紧工件后，进油路压力升高至调定值，压力继电器3发出信号使二位二通电磁阀7通电，液压泵1即卸荷，单向阀2自动关闭，液压缸则由蓄能器4保压。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和压力继电器的通断调节区间，而压力继电器的通断调节区间决定了缸中压力的最高和最低值。图6-9利用蓄能器的保压回路a）利用蓄能器b）多个执行元件1—液压泵2—单向阀3—压力继电器4—蓄能器5—三位四通电磁换向阀6—液压缸7—二位二通电磁阀8—溢流阀图6-9b所示为多个执行元件系统中的保压回路。这种回路的支路需保压。液压泵1通过单向阀2向支路输油，当支路压力升高达到压力继电器3的调定值时，单向阀关闭，支路由蓄能器4保压并补偿泄漏，与此同时，压力继电器发出信号，控制换向阀（图中未示），使泵向主油路输油，另一个执行元件开始动作。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动自动补油保压回路图6-10所示为采用液控单向阀和电接点压力表的自动补油保压回路，其工作原理为：当1YA通电，换向阀右位接入回路，液压缸上腔压力上升至电接点压力表的上限值时，压力表触点通电，使电磁铁1YA断电，换向阀处于中位，液压泵卸荷，液压缸由液控单向阀保压。图6-10自动补油的保压回路当液压缸上腔压力下降到电接点压力表调定的下限值时，压力表又发出信号，使1YA通电，液压泵再次向系统供油，使压力上升。因此，这一回路能自动地补充压力油，使液压缸的压力能长期保持在所需范围内。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第六章基本回路液压与气压传动6.平衡回路功用：当执行机构不工作时，不致因受负载重力作用而使执行机构自行下落。图6-11用顺序