液压基本回路设计
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第八章 液压基本回路(二)
§4 速度控制回路
在很多液压装置中,要求能够调节液动机的运动速度,这就需要控制液压系统的流量,或改变液动机的有效作用面积来实现调速。
一、 节流调速回路
在采用定量泵的液压系统中,利用节流阀或调速阀改变进入或流出液动机的流量来实现速度调节的方法称为节流调速。采用节流调速,方法简单,工作可靠,成本低,但它的效率不高,容易产生温升。
1. 进口节流调速回路(如下图)
节流阀设置在液压泵和换向阀之间的压力管路上,无论换向阀如何换向,压力油总是通过节流之后才进入液压缸的。它通过调整节流口的大小,控制压力油进入液压缸的流量,从而改变它的运动速度。
2. 出口节流调速回路(如下图)
节流阀设置在换向阀与油箱之间,无论怎样换向,回油总是经过节流阀流回油箱。通过调整节流口的大小,控制液压缸回油的流量,从而改变它的运动速度。
3. 傍路节流调速回路(如下图)
节流阀设置在液压泵和油箱之间,液压泵输出的压力油的一部分经换向阀进入液压缸,另一部分经节流阀流回油箱,通过调整傍路节流阀开口的大小来控制进入液压缸压力油的流量,从而改变它的运动速度。
4. 进出口同时节流调速回路(如下图)
在换向阀前的压力管路和换向阀后的回油管路各设置一个节流阀同时进行节流调速。
5. 双向节流调速回路(如下图)
在单活塞杆液压缸的液压系统中,有时要求往复运动的速度都能独立调节,以满足工作的需要,此时可采用两个单向节流阀,分别设在液压缸的进出油管路上。
图(a)为双向进口节流调速回路。当换向阀1处于图示位置时,压力油经换向阀1、节流阀2进入液压缸左腔,液压缸向右运动,右腔油液经单向阀5、换向阀1流回油箱。换向阀切换到右端位置时,压力油经换向阀1、节流阀4进入液压缸右腔液压缸向左运动,左腔油液经单向阀3、换向阀1流回油箱。
图(b)为双向出口节流调速回路。它的原理与双向进口节流调速回路基本相同,只是两个单向阀的方向恰好相反。
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。
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133页图7.1)
溢流阀调定系统压力溢流阀调定系统过载压力
图7-11 溢流阀在容积调
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=p1 D2/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
单元六 基本回路
学习要求
1、掌握各种基本回路所具有的功能,功能的实现方法
2、掌握各种基本回路的元件组成
3、能画出各种简单的基本回路
重点与难点:
本章的难点是:三种节流调速回路的速度—负载特性;液压效率的概念;三种容积调速回路的调速过程与特性;系统卸荷的卸荷方式;容积——节流调速的调速过程;同步回路中提高同步精度的补偿措施等。
第一节 速度控制回路
速度控制回路是调节和改变执行元件的速度的回路,又称为调速回路;能实现执行元件运动速度的无级调节是液压传动的优点之一。速度控制回路包括调整工作行程速度的调速回路、空行程的快速运动回路和实现快慢速度切换的速度换接回路。
一、 调速回路
调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求,在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下。由液压系统执行元件速度的表达式
可知:
液压缸的运动速度为 :
液压马达的转速:
所以,改变输入液压执行元件的流量q或改变液压缸的有效面积A(或液压马
达的排量)均可以达到改变速度的目的。但改变液压缸工作面积的方法在实际中是不现实的,因此,只能用改变进入液压执行元件的流量或用改变变量液压马达排量的方法来调速。为了改变进入液压执行元件的流量,可采用变量液压泵来供油,也可采用定量泵和流量控制阀,以改变通过流量阀流量的方法。
根据以上分析,液压系统的调速方法可以有以下三种:
(1)节流调速:采用定量泵供油,由流量阀调节进入执行元件的流量来实现调节执行元件运动速度的方法。
(2)容积调速:采用变量泵来改变流量或改变液压马达的排量来实现调节执行元件运动速度的方法。
(3)容积节流调速:采用变量泵和流量阀相配合的调速方法,又称联合调速。
(一) 节流调速回路
节流调速回路的工作原理是通过改变回路中流量控制元件(节流阀和调速阀)通流截面积的大小来控制流入执行元件或从执行元件中流出的流量,以调节其运动速度。节流调速回路的优点是结构简单可靠、成本低,但这种调速方法的效率较低;所以,节流调速回路一般适用于小功率系统。根根流量阀在回路中的位置不同,分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种回路。