常用液压基本回路解读
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基本回路任何一个液压系统,都是由一个或几个主回路和许多简单的、各有特定功能的基本回路组成的。
虽然各个系统的作用、性能和工况不相同,但构成系统的许多回路有着相同的工作原理、工作特性和作用。
1. 主回路所谓主回路就是指油液从液压泵到执行元件,再从执行元件回到液压泵的流动循环路线。
由液压泵到液压马达构成的系统为泵-马达系统;由液压泵到液压缸构成的系统为泵-缸系统。
根据油液流动循环路线的不同,主回路可以分为开式循环系统和闭式循环系统两种基本型式。
液压泵从油箱吸油,液压缸(或液压马达)的回油直接返回油箱的液压系统为开式循环系统。
开式循环系统还具有系统简单、油液散热条件好等优点,但油箱容积大、系统松散,而且油液易混入杂质。
变量液压泵排出的压力油进入液压马达,液压马达的回油又直接返回泵的吸油口,工作油液在液压泵和液压马达之间不断循环流动这样的系统为闭式循环系统。
为了补偿因泄漏造成的客积损失,闭式循环系统必须设置辅助液压泵,向主液压泵供油。
闭式循环系统结构复杂、油液散热条件差,但油箱容积小、系统紧凑,密闭性能好。
2.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的压力,以此实现系统的调压、增压、保压、卸荷、顺序动作等多种控制。
压力控制回路包括以下几种回路:⑴调压回路,控制系统的工作压力,使系境压力不超过某一预先调定的值,或者使工作机构运动过程中的各个阶段具有不同的压力。
通常用益流阀来调定泵的工作压力。
⑵卸荷回路的作用就是在系统中各个执行元件暂时不工作时,使液压泵以很低的压力运转,或以很小的流量运转,使泵的输出功率最小,节约能耗、减少泵的磨损和系统发热。
可通过变量泵或换向阀来实现卸荷。
⑶背压回路的作用是使执行元件的回液具有一定的压力,以减小执行元件的冲击和振动,增加运动的乎稳性,或防止立式液压缸与垂直或倾斜运动的工作部件因自重而下落,并使它们在任意位置锁定。
背压回路可由溢流阀、顺序阀、节流阀等安装在执行元件的回液路上构成。
第7章液压基本回路不论机械设备的液压传动系统如何复杂,都是由一些液压基本回路组成的。
所谓基本回路,就是由有关的液压元件组成,用来完成特定功能的典型油路。
按其在液压系统中的功用,基本回路可分为:压力控制回路——控制整个系统或局部油路的工作压力;速度控制回路——控制和调节执行元件的速度;方向控制回路——控制执行元件运动方向的变换和锁停;多执行元件控制回路——控制多个执行元件相互间的动作。
本章讨论的是最常见的液压基本回路,熟悉和掌握它们的组成、工作原理及其应用,是分析、设计和使用液压系统的基础。
7.1 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中液体的压力,以满足执行元件对力或转矩的要求。
这类回路包括调压、减压、卸荷、保压、平衡、增压等回路。
7.1.1调压回路调压回路的功能在于调定或限制液压系统的最高工作压力,或者使执行机构在工作过程的不同阶段实现多级压力变换。
一般是由溢流阀来实现这一功能的。
1.单级调压回路图7.1所示为单级调压回路,这是液压系统中最为常见的回路。
调速阀调节进入液压缸的流量,定量泵提供的多余的油经溢流阀流回油箱,溢流阀起溢流恒压作用,保持系统压力稳定,且不受负载变化的影响。
调节溢流阀可调整系统的工作压力。
当取消系统中的调速阀时,系统压力随液压缸所受负载而变,溢流阀起安全阀作用,限定系统的最高工作压力。
系统过载时,安全阀开启,定量泵泵出的压力油经安全阀流回油箱。
2.多级调压回路图7.2所示为二级调压回路。
先导式溢流阀1的外控口串接二位二通换向阀2和远程调压阀3,构成二级调压回路。
当两个压力阀的调定压力为p3<p1时,系统可通过图7.1单级调压回路换向阀的左位和右位分别获得p3和p1两种压力。
如果在溢流阀的外控口,通过多位换向阀的不同通油口,并联多个调压阀,即可构成多级调压回路。
图7.3为三级调压回路。
主溢流阀1的遥控口通过三位四通换向阀4分别接具有不同调定压力的远程调压阀2和3,当换向阀左位时,压力由阀2调定;换向阀右位时,压力由阀3调定;换向阀中位时,由主溢流阀1来调定系统最高的压力。
液压基本回路名词解释
液压基本回路是指液压系统中用于控制流体流动和执行特定功能的基本元件和连接方式的组合。
以下是一些液压基本回路的常见名词解释:
1.液压泵:将机械能转换为液压能的装置,通过提供压力将液体送入液压系统。
2.液压缸:通过液压能将液体的能量转化为机械能的装置,用于产生线性运动。
3.液压马达:将液体能量转化为机械能的装置,用于产生旋转运动。
4.液压阀:用于控制液体流动的装置,可以通过开启或关闭来调节压力、流量和方向。
5.液压管路:将液体从一个组件传输到另一个组件的管道系统,通常由高强度材料(如钢或钢丝绳)制成。
6.液压油箱:用于储存液体,并提供冷却和过滤液体的功能。
7.液压滤清器:用于过滤液体中的杂质和污染物,以保护液压系统的正常运行。
8. 液压压力表:用于测量液压系统中的压力,提供操作者对系统状态的反馈。
第7章液压基本回路•液压基本回路是为了实现特定的功能把有关的液压元件组合起来的典型油路结构;•液压基本回路是组成液压系统的基础。
液压基本回路包括:*压力控制回路*速度控制回路*方向控制回路*多执行元件回路7.1 压力控制回路功能:控制液压系统整体或局部的压力,主要包括:▪调压回路▪减压回路▪增压回路▪卸荷回路▪平衡回路▪保压回路1、调压回路•功能:调定和限制液压系统的压力恒定或不超过某个数值。
•一般用溢流阀来实现这一功能。
•调压回路的分类:•单级调压回路•多级调压回路•无级调压回路先导式溢流阀电液比例溢流阀2、减压回路•功能:使液压系统中某一部分油路的压力低于主油路的压力设定值。
•一般用减压阀来实现这一功能。
•减压回路的分类:•单级减压回路•多级减压回路•无级减压回路3、增压回路•功能:提高系统中局部油路中的压力,使局部压力远高于系统油源的压力。
•单作用增压回路:只能间歇增压。
4、卸荷回路•功能:在执行元件短时间不工作时,不需要频繁启、停原动机,而是使泵源在很小的输出功率下运转。
•卸荷的实质:使液压泵的输出流量或者压力接近于零,分别称为流量卸荷与压力卸荷。
•卸荷方式:•用换向阀中位机能的卸荷回路(压力卸荷)•用先导型溢流阀的卸荷回路(压力卸荷)•限压式变量泵的卸荷回路(流量卸荷)•采用蓄能器的保压卸荷回路换向阀M、H、K型中位机能均可实现压力卸荷限压式变量泵可实现保压卸荷用先导型溢流阀实现的压力卸荷卸荷时采用蓄能器补充泄漏保持液压缸大腔的压力限压式变量泵工作原理及特性曲线5、平衡回路•功能:使承受重力作用的执行元件的回油路保持一定背压,以防止运动部件在悬空停止期间因自重而自行下落,或因自重而超速失控。
采用单向顺序阀不可长时间定位采用液控单向阀定位可靠单向节流阀用于平稳下行6、保压回路•功能:使系统在执行元件不动或仅有微小位移的工况下保持稳定的压力。
•保压性能有两个指标:保压时间和压力稳定性。
电接触式压力表4监视预设压力的上下限值,控制换向阀2动作,液控单向阀3实现保压蓄能器保压卸荷回路7.2 速度控制回路控制与调节液压执行元件的速度。
液压传动主讲教师:吴海燕whyfool@第七章常用液压基本回路所谓基本回路,就是由一些液压元件组成的,用来完成特定功能的油路结构。
按基本回路在系统中功能分为压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路和多执行元件控制回路。
§7.1 压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀控制整个液压系统或其分支油路的工作压力,以满足执行元件对力或力矩的要求。
主要有调压回路、减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路、平衡回路和释压回路等。
❖7.1.1 调压回路调压回路的功用是调定或限制液压系统的最高工作压力。
多用溢流阀来实现。
1、单级调压回路(书溢流阀调定系统压力❖2、二级调压回路图示位置压力由高压溢流阀3调节。
4通电,压力由远程调压阀5调节。
先导溢流阀实现远程调压的条件:5的调定压力低于3的调定压力。
动画演示图7-15 二级调压回路低压图7-16 二级调压回路远程调压阀❖3、多级调压回路图示,由阀1调压,压力较高。
YA+,由阀2或3调压,压力较低。
为获得多级压力,阀2或3的调定压力必须小于阀1的调定压力,否则,阀1将不起作用。
动画演示3级调压❖4、无极调压回路采用比例溢流阀❖7.1.2 减压回路减压回路的功用是单独调节系统中某一分油路的压力,使其低于系统压力的调定值。
单级减压——用一个减压阀即可分类< 多级减压——减压阀+远程调压阀即可无级减压——比例减压阀即可动画演示二级减压回路动画演示无极减压回路❖7.1.3 增压回路增压回路用来使系统某一分油路获得比系统压力高但流量不大的油液。
1、单作用增压缸的增压回路原理:p2 = p1A1/ A2=p1D2/d2特点:只能断续增压。
动画演示❖2、双作用增压缸的增压回路特点:能实现连续增压动画演示❖7.1.4 卸荷回路当系统中执行元件短时间工作时,常使液压泵在很小的功率下作空运转,而不是频繁启动驱动液压泵的原动机。
因为泵的输出功率为其输出压力与输出流量之积,当其中的一项数值等于或接近于零时,即为液压泵卸荷。
这样可以减少液压泵磨损,降低功率消耗,减小温升。
卸荷的方式有两类,一类是液压缸卸荷,执行元件不需要保持压力,压力卸荷;另一类是液压泵卸荷,但执行元件仍需保持压力,流量卸荷。
❖1、换向阀中位自动卸荷回路用三位换向阀的中位机能卸荷。
利用主阀处于中位时M. H.K型机能,使p→T,属零压式卸荷。
只适用于低压小流量场合动画演示❖2、二位二通换向阀和先导型溢流阀组合的卸荷回路实际中常把二位二通换向阀和先导型溢流阀做成一体,叫电磁溢流阀。
动画演示❖3. 限压式变量泵自动流量卸荷回路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。
❖4、蓄能器自动卸荷回路当电磁铁1YA得电时,泵和蓄能器同时向液压缸左腔供油,推动活塞右移,接触工件后,系统压力升高。
当系统压力升高到卸荷阀1的调定值时,卸荷阀打开,液压泵通过卸荷阀卸荷,而系统压力用蓄能器保持。
若蓄能器压力降低到允许的最小值时,卸荷阀关闭,液压泵重新向蓄能器和液压缸供油,以保证液压缸左腔的压力是在允许的范围内。
图中的溢流阀2是当安全阀用。
❖7.1.5 保压回路保压就是要在液压缸不动,仍维持规定的压力稳定不变。
评价指标为保压时间和压力稳定性。
❖利用蓄能器保压的回路动画演示系统液压泵油液<蓄能器压力继电器发讯使YA+工作部件停止后,P↑ 液压泵卸荷,蓄能器补充泄漏以保持压力液压泵保压回路工作原理系统压力较低,低压大流量泵供油,系统压力升高到卸荷阀的调定压力时,低压大流量泵卸荷,高压小流量泵供油保压,溢流阀调节压力。
❖7.1.6 平衡回路为了防止立式液压缸与垂直运动的工作部件由于自重而自行下落造成事故或冲击,可以在立式液压缸下行时的回路上设置适当的阻力,产生一定的背压,以阻止其下降或使其平稳地下降,这种回路即为平衡回路。
❖内控式单向顺序阀平衡回路图示,缸停止因顺序阀关闭而平衡左位,缸下行,因回路有单向顺序阀作阻力,不会产生超速。
右位,缸上行,油经单向阀进入缸下腔。
动画演示❖液控单向阀平衡回路由于液控单向阀是锥面密封,泄漏小,故其闭锁性能好。
回油路上的单向节流阀2是用于保证活塞向下运动的平稳性。
假如回油路上没有节流阀,活塞下行时,液控单向阀1将被控制油路打开,回油腔无背压,活塞会加速下降,使液压缸上腔供油不足,液控单向阀会因控制油路失压而关闭。
但关闭后控制油路又建立起压力,又将阀2打开,致使液控单向阀时开时闭,活塞下行时很不平稳,产生振动或冲击。
§7.2 速度控制回路速度控制回路是改变执行元件的运动速度。
相应的回路有调速回路、快速运动回路和速度换接回路。
❖7.2.1 调速回路在液压系统中往往需要调节液压执行元件的运动速度,以适应主机的工作循环需要。
液压系统中的执行元件主要是液压缸和液压马达,其运动速度或转速与输入的流量及自身的几何参数有关。
液压缸:v = q/A液压马达:n = q/Vm由上两式知:改变q、V、A,皆可改变v或n,m一般A是不可改变的。
液压缸:改变q,即可改变v∴ <液压马达:既可改变q,又可改变Vm调速回路调速方法节流调速——改变q容积调速——改变泵和马达的V容积节流调速——既可改变q,又可改变V❖1、节流调速回路组成:定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。
原理:通过改变流量控制阀阀口的通流面积来控制流进或流出执行元件的流量,以调节其运动速度。
分类:节流阀节流调速按采用流量阀不同< 调速阀节流调速进油路按流量阀安装位置不同< 回油路旁油路❖(1)进油节流调速回路在这种回路中,定量泵输出的多余流量通过溢流阀流回油箱。
由于溢流阀有溢流,泵的出口压力为溢流阀的调定压力并保持定值,这是进油节流调速回路能够正常工作的条件。
动画演示活塞的运动速度V 与节流阀通流面积成正比,调节就能实现无级调速。
当节流阀通流面积A T 一定时,活塞运动速度V 随着负载F 的增加按抛物线规律下降。
但不论节流阀通流面积如何变化,当时,节流阀两端压差为零,没有流体通过节流阀,活塞也就停止运动,此时液压泵的全部流量经溢流阀流回油箱。
该回路的最大承载能力即为。
回路的输入功率:1max A p F p =1A p F p =pp p q p P =回路的功率损失:△p = p P -p 1 = p P q P -p 1q 1= p P (q 1 + △q )-(p P -△p) q 1= p P △q +△p q 1进油路节流调速回路的功率损失由两部分组成:溢流功率损失和节流功率损失。
回路效率:p q p q p P PP p p p 11=-=∆η❖(2)回油节流调速回路动画演示虽然进油路和回油路节流调速的速度负载特性公式形式相似,功率特性相同,但它们在以下几方面的性能有明显差别,在选用时应加以注意。
承受负值负载能力∵回油路节流阀使缸有一定背压∴能承受负值负载,并↑v稳定性,而进油路则需在回油路上增加背压阀方可承受,△P↑。
实现压力控制的方便性∵进油路调速中工作台碰到死挡铁后,活塞停止,缸进油腔油压上升至pS ∴便于实现压力(升压)控制而回油路调速在上述工况时,进油腔压力变化很小,无法控压,而回油腔p↓0,可降压发讯,但电路复杂。
最低稳定速度∵若回路使用单杆缸,无杆腔进油量大于有杆腔回油流量∴在缸径、缸速相同情况下,进油节流调速回路流量阀开口较大,低速时不易堵塞。
故进油节流调速回路能获得更低稳定速度,为了提高回路综合性能,实践中常采用进油节流调速回路,并在回油路加背压阀(用溢流阀、顺序阀或装有硬弹簧的单向阀串接于回油路),因而兼有两回路优点。
❖(3)旁路节流调速回路动画演示旁路节流调速只有节流损失,而无溢流损失,因而功率损失比前两种调速回路小,效率高。
这种调速回路一般用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合。
❖2、容积调速回路容积调速回路可用变量泵供油,根据需要调节泵的输出流量,或应用变量液压马达,调节其每转排量以进行调速,也可以采用变量泵和变量液压马达联合调速。
容积调速回路的主要优点是没有节流调速时通过溢流阀和节流阀的溢流功率损失和节流功率损失。
所以发热少,效率高,适用于功率较大,并需要有一定调速范围的液压系统中。
容积调速回路分类开式按油路循环方式<闭式泵—缸式按所用执行元件不同< 变—定泵—马达式< 定—变变—变变量泵和定量马达容积调速回路工作特性①n M = q P /V M ∵V M = 定值∴调节q P 即可改变n M ②若不计损失,在调速范围内,T = p P V M /2π=C∴称恒转矩容积调速定量泵—变量马达式容积调速回路工作特性n M = q P /V M∵q P = 定值∴调节V M 即可改变n M定量泵—变量马达式容积调速回路特点∵n M 与V M 成反比T M 与V M 成正比∴V M ↑,n M ↓,T M ↑;V M ↓,n M ↑,T M ↓,以致带不动负载,使马达“自锁”。
故这种回路很少单独使用变量泵——变量马达式容积调速回路变量泵—变量马达式容积调速回路工作原理第一段:先将V M 调至最大并固定,然后将V P 由小→大, 分两段调节n M 从0 ↑n M ’ (变—定)第二段:将V P 固定至最大,V M 由大→小,n M 从n M ’↑n Mmax (定—变)∴调速范围大,λ可达100。
变量泵——变量马达式容积调速回路特点∵n M 低时T M 大,n M 高时T M 小∴正好符合大部分机械要求故多用于机床主运动、纺织机械、矿山机械❖3、容积节流调速回路∵容积调速回路虽然效率高,发热小,但仍存在速度负载特性较软的问题(主要由于泄漏所引起)。
∴在低速、稳定性要求较高的场合(如机床进给系统中),常采用容积节流调速回路。
(1)限压式变量泵和调速阀调速回路组成动画演示限压式变量泵和调速阀调速回路工作原理联合调速,v 由调速阀调定,q P 与q 1自动适应。
q P > q 1,p P ↑,通过反馈,q p ↓q P = q 1< > v=cq P < q 1,p P ↓,e↑,q P ↑q P = q 10、5Mpa(中低压)△p min = p P -p 1= < 调速阀正常工作,△P 最小过大,△P 大易发热 1 Mpa (高压)若△P <过小,v 稳定性不好限压式变量泵和调速阀调速回路特点∵本回路的pP 为一定值∴称定压式容积节流调速回路又∵若负载变化大时,节流损失大,低速工作时,泄漏量大,系统效率降低∴用于低速、轻载时间较长且变载的场合时,效率很低。