液压传动第7章 液压传动基本回路
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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。
课时授课计划教学过程:复习: 1、滤油器的结构及功能2、蓄能器的功能3、油箱的结构4、管路、接头、热交换器的种类。
新课:第七章液压基本回路第一节能量回路一、定量泵—溢流阀组成的液压能源回路图7-1所示的能源回路的优点是:结构简单,反应迅速,压力波动比较小。
缺点是:由于定量泵不能改变输出流量,在负载不需要全流量工作时,多余的流量通过溢流阀流回油箱,所以效率较低,尤其当负载流量为零时,泵的流量几乎全部由溢流阀溢流,泵的输出功率绝大部分消耗在溢流阀的节流口上,这将产生大量的热,使油温很快升高。
因此,这种能源一般用在供油压力较低的液压系统中。
能源系统的流量按系统的峰值流量设计,如果伺服所需要的峰值流量的持续时间很短,并且允许供油压力有一定变动,则可以用蓄能器贮存足够的能量以适应短期峰值流量的要求,以减小泵的容量,并使功率损失和油温升高小些。
蓄能器还可起到减小泵的压力脉动和冲击的作用,使系统工作更加平稳。
二、定量泵—蓄能器—自动卸荷阀组成的液压能源回路图7-2所示的液压能源回路克服了图7-1所示回路溢流损失大的缺点,其特点是结构比较简单,功率损失小,适用于高压,但压力波动较大,并且由于供油压力在一定范围内缓慢变化,对伺服系统将引起伺服放大系数的变化,因而对某些要求较高的系统不合适。
另外,所用元件较多,为了使泵有较长时间的卸荷,蓄能器的容量较大,整个能源装置的体积、重量都较大。
这种能源回路一般用在峰值流量系统只有很微小的运动的间歇工作系统中。
三、恒压力变量泵式(自动调压泵)液压能源回路图7-3所示为恒压力变量泵式(自动调压栗〉液压能源回路。
这种能源回路的优点是输出流量取决于系统的需要,因而效率高,经济效果好,适用于高压和大功率系统,既适用于流量变化很大的系统,也适用于间歇工作的系统,为目前航空液压伺服系统所广泛采用。
第二节基本回路一、顺序动作回路顺序动作回路是实现多个并联液压缸顺序动作的控制回路。
按控制方式不同,可分为压力控制、行程控制和时间控制三类。
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》课程教学大纲一、课程名称(中英文)中文名称:液压传动英文名称:Hydraulic Transmission二、课程编码及性质课程编码:0800021课程性质:必修课三、学时与学分总学时:24学分:1.5四、先修课程流体力学、机械原理与机械设计、机械制图、工程控制基础等五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设。
六、课程教学目的本课程是本专业的学科基础课,课程的主要目标包括:1、系统掌握液压传动的基本原理和结构组成,了解各主要元件(动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件)的结构特征及液压传动基本控制回路的作用,为专业核心课程《材料成形装备及自动化》等的学习奠定基础;2、了解常见的液压驱动的材料成型及控制工程专业(行业)设备、实验仪器的工作原理及结构,具备调控常用设备及仪器参数,进行测控和维护的能力;3、掌握材料成型及控制工程专业(行业)装备的液压系统传动特点,掌握复杂工程设备的液压系统的设计方法;4、具备进行材料成型及控制工程专业(行业)复杂设备的液压驱动及控制系统设计的能力。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点:(1)对液体压力的形成、液压传动原理(帕斯卡原理)及组成的理解;(2)液压泵的工作原理及其工作的三个必要条件,液压泵的性能参数;(3)齿轮泵的工作原理、困油现象及消除措施,齿轮泵的特点及提高效率齿轮泵工作效率的方法;叶片泵的种类、工作原理及特点;柱塞泵的种类、工作原理及特点;(4)液压泵与液压马达在结构及性能上的区别;常用液压缸的结构组成、特征及其参数计算;(5)常用液压控制阀(压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀)的种类与作用、工作原理及特点,表示符号;(6)电液比例阀的原理、特点及种类;逻辑阀的组成、种类及特点;电液数字阀和电液伺服阀的种类、特点;(7)液压基本回路(压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路、多缸工作控制回路)的工作原理,各工作阀的作用,典型回路的工作压力、运动速度等主要参数计算。
第七章基本回路一、填空题1、锁紧回路的功用是在执行元件不工作时,切断其_________、_________油路,准确地使它保持在既定的位置上。
2、节流调速回路它用定量泵供油,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。
3、速度控制回路包括_________、_________、_________三种回路。
4、所谓基本回路,就是由有关的_________组成,用来完成特定功能的典型油路。
5、卸荷回路的功用是,在液压泵的驱动电机不频繁起闭,且使液压泵在接近零压的情况下运转,以减少_________和_________,延长泵和电机的使用寿命。
二、单项选择题1、在调速阀串联的速度换接回路中,后接入系统的调速阀的调定流量,应()先接入系统的调速阀的调定流量。
A.大于B.等于C.小于D.不确定2.在采用节流阀的进油口节流调速回路中,当负载一定,节流阀开口减小,液压泵工作压力()。
A.最大B.减小C.不变D.不确定3.液压系统中的工作机构在短时间停止运动可采用(),以达到节省动力损耗,减少液压系统发热,延长泵的使用寿命的目的。
A、调压回路B、减压回路C、卸荷回路C、卸压回路4.在采用节流阀的回油路节流调速回路中,当不考虑系统的泄漏损失和溢流阀的调压偏差,但负载增大时,试分析:l)活塞的运动速度() 2)液压泵输出功率() 3)液压泵输入功率()a.最大b.减小c.基本不变d.可能最大也可能减小A.bccB.cbbC.accD.cbd5.为了使工作机构在任意位置可靠地停留,且在停留时其工作机构在受力的情况下不发生位移,应采用()。
A、背压回路B、平衡回路C、锁紧回路C、减压回路6.当液压设备上有两个或两个以上的液压缸,在运动时要求保持相同的位移或速度,或以一定的速比运动时,应采用( )。
A、凋速回路B、同步回路C、调压回路D、方向控制回路7. 当用一个液压泵驱动的几个工作机构需要按一定的顺序依次动作时,应采用( )。
第一章绪论一、填空题1 、一部完整的机器一般主要由三部分组成,即 、 、2 、液体传动是主要利用 能的液体传动。
3 、液压传动由四部分组成即 、 、 、 。
4 、液压传动主要利用 的液体传动。
5 、液体传动是以液体为工作介质的流体传动。
包括 和 。
二、计算题:1:如图 1 所示的液压千斤顶,已知活塞 1 、 2 的直径分别为 d= 10mm , D= 35mm ,杠杆比 AB/AC=1/5 ,作用在活塞 2 上的重物 G=19.6kN ,要求重物提升高度 h= 0.2m ,活塞 1 的移动速度 v 1 = 0.5m /s 。
不计管路的压力损失、活塞与缸体之间的摩擦阻力和泄漏。
试求:1 )在杠杆作用 G 需施加的力 F ;2 )力 F 需要作用的时间;3 )活塞 2 的输出功率。
二、课后思考题:1 、液压传动的概念。
2 、液压传动的特征。
3 、液压传动的流体静力学理论基础是什么?4 、帕斯卡原理的内容是什么?5 、液压传动系统的组成。
6 、液压系统的压力取决于什么?第一章绪论答案一、填空题第1空:原动机;第2空:传动机;第3空:工作机;第4空:液体动能; 第5空 :液压泵; 6 :执行元件; 7 :控制元件; 8 :辅助元件; 9 :液体压力能; 10 :液力传动; 11 :液压传动二、计算题:答案:1 )由活塞2 上的重物 G 所产生的液体压力=20×10 6 Pa根据帕斯卡原理,求得在 B 点需施加的力由于 AB/AC=1/5 ,所以在杠杆 C 点需施加的力2 )根据容积变化相等的原则求得力 F 需施加的时间3 )活塞 2 的输出功率第二章液压流体力学基础一、填空题1、油液在外力作用下,液层间作相对运动进的产生内摩擦力的性质,叫做 。
2、作用在液体内部所有质点上的力大小与受作用的液体质量成正比,这种力称为 。
3、作用在所研究的液体外表面上并与液体表面积成正比的力称为 。
4、 液体体积随压力变化而改变。
(完整版)液压与⽓压传动课后习题答案《液压与⽓压传动》习题解答第1章液压传动概述1、何谓液压传动?液压传动有哪两个⼯作特性?答:液压传动是以液体为⼯作介质,把原动机的机械能转化为液体的压⼒能,通过控制元件将具有压⼒能的液体送到执⾏机构,由执⾏机构驱动负载实现所需的运动和动⼒,把液体的压⼒能再转变为⼯作机构所需的机械能,也就是说利⽤受压液体来传递运动和动⼒。
液压传动的⼯作特性是液压系统的⼯作压⼒取决于负载,液压缸的运动速度取决于流量。
2、液压传动系统有哪些主要组成部分?各部分的功⽤是什么?答:⑴动⼒装置:泵,将机械能转换成液体压⼒能的装置。
⑵执⾏装置:缸或马达,将液体压⼒能转换成机械能的装置。
⑶控制装置:阀,对液体的压⼒、流量和流动⽅向进⾏控制和调节的装置。
⑷辅助装置:对⼯作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作⽤的装置。
⑸传动介质:液压油,传递能量。
3、液压传动与机械传动、电⽓传动相⽐有哪些优缺点?答:液压传动的优点:⑴输出⼒⼤,定位精度⾼、传动平稳,使⽤寿命长。
⑵容易实现⽆级调速,调速⽅便且调速范围⼤。
⑶容易实现过载保护和⾃动控制。
⑷机构简化和操作简单。
液压传动的缺点:⑴传动效率低,对温度变化敏感,实现定⽐传动困难。
⑵出现故障不易诊断。
⑶液压元件制造精度⾼,⑷油液易泄漏。
第2章液压传动的基础知识1、选⽤液压油有哪些基本要求?为保证液压系统正常运⾏,选⽤液压油要考虑哪些⽅⾯?答:选⽤液压油的基本要求:⑴粘温特性好,压缩性要⼩。
⑵润滑性能好,防锈、耐腐蚀性能好。
⑶抗泡沫、抗乳化性好。
⑷抗燃性能好。
选⽤液压油时考虑以下⼏个⽅⾯,⑴按⼯作机的类型选⽤。
⑵按液压泵的类型选⽤。
⑶按液压系统⼯作压⼒选⽤。
⑷考虑液压系统的环境温度。
⑸考虑液压系统的运动速度。
⑹选择合适的液压油品种。
2、油液污染有何危害?应采取哪些措施防⽌油液污染?答:液压系统中污染物主要有固体颗粒、⽔、空⽓、化学物质、微⽣物等杂物。