液压平衡回路分析与应用(教学材料)

★ 对换向回路的要求： 使用执二行 位元三件通能换改向变阀运的动换方向向回。路
在使液执压 行系元统件中能，改执变行运元动件方的向起。动、停止或改变方向是利用液流通、断及改变流向来实现的，实现这些控制的回路称为方向控制回路。
保液证压换 回向路迅是速指、由准液确压、元平件稳组。成，用来完成特定功能的典型回路。
★ 典型的换向回路 第在三液节 压系液统压中基，本执回行路元及件分的析起动、停止或改变方向是利用液流通、断及改变流向来实现的，实现这些控制的回路称为方向控制回路。
使保执证行 换元向件迅能速改、变准运确动、方平向稳。
保证换向迅速、准确、平稳。
第三节 液压基本回路及分析 使执行元件能改变运动方向。
用二位三通换向阀的换向回路
1、换向回路 2、锁紧回路
三、课堂小结
四、练习
返回 退出
1、换向回路
★ 第三节 液压基本回路及分析
第三节 液压基本回路及分析 使执行元件能改变运动方向。
功用：
使执行元件能改变运动方向。 保第证三换 节向液迅压速基、本准回确路、及平分稳析。
在液压系统中，执行元件的起动、停止或改变方向是利用液流通、断及改变流向来实现的，实现这些控制的回路称为方向控制回路。 使在执液行 压元系件统能中改，变执运行动元方件向的。起动、停止或改变方向是利用液流通、断及改变流向来实现的，实现这些控制的回路称为方向控制回路。
保证换向迅速、准确、平稳。 在液压系统中，执行元件的起动、停止或改变方向是利用液流通、断及改变流向来实现的，实现这些控制的回路称为方向控制回路。
保在证液换 压向系迅统速中、，准执确行、元平件稳的。起动、停止或改变方向是利用液流通、断及改变流向来实现的，实现这些控制的回路称为方向控制回路。

Ａ 定 为满 足于额 定负 载下 ，Ｐ＝ ，平 稳下行 ， 破 ｌ ０ 这 时 系统 能 耗 最 低 ，也 相对 安 全 ，如果 节 流 阀
定算法 的程序根据不 同的负载 自动控制调速
阀开 口大 小 ，以使 负 载平 稳 下 行 ，使 能 量 消 耗
达 到最低 。但此 回路必须 与计算机控制 组合运
量 匹配 关系 ，节 流 阀的开 口还 应调 小 。 在 实 际 应 用 中 ，如 果负 载 为恒 载 ，通 过 调
《 技 末 》 ｏ６ 第 期 第 ８ 嵌左 ２ 年 ５总 ５ ｏ 期
由上面分析可知 ，采用单 向节流 阀与液控 单 向阀组 合的平衡 回路 ，适 合于恒定 负载 ，或 者负 载变 化 小 的场合 ，不太 适 用于 变 负载 场
合。
随着机 电一体化技 术的发展 ，将 单 向节流
阀改 为带 桥式 的 电液 比例 阀油 路 ，如 图２ 。负 载
节节 流 阀开 口大小 ，总可 实现 负载 的平稳 下
行 ，而 且能 量 消 耗 也 小 。这 种 回路 是 一 种 既经
上 升行 程 为进 口节 流 ，可 调节 负 载 上行 的速 度 ，下降行程为 回油节流 ，可 以通过计算机对
２ 应用节流 的平衡 回路 ．
要使液压缸承载时平稳下放 ，就要 在与运
动相反方 向设 置相应 的背压 ，产生背压典型的 平衡 回路就是 采用单 向节流 阀与液控单 向阀组 合 的平衡 回路 ，如图１ 所示。负载下行过程 中， 要保证活塞在 负载重力作用下平稳下降 ，必须 满足两方面 的平衡 ，一方面是力 的平衡 ，另一
对于图１ 平衡 回路 ，Ｑ 为油泵 的流量 ，一旦 。 液 压缸确定 ，Ａ 、Ａ 为常数 ，也就是要保证 系 。 统流量平衡 ，则Ｑ 需要恒定 ，此 时节流阀 的过 流面积Ａ与Ａ 口压差 Ａ 保持对应 的关系。由 ｒ 、Ｂ Ｐ

(2-1-11)
齿轮泵的流量q(L/min)为
q=6.66Zm2BnηV
(2-1-12)
式中：n为齿轮泵转速(r/min)；ηV为齿轮泵的容积效率。
22
项目2 基本回路分析
2. 叶片泵结构分析及参数计算 1) 单作用叶片泵分析 单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成，如 图2-1-9所示。
41
项目2 基本回路分析
图2-1-17 轴向柱塞泵的工作原理
42
项目2 基本回路分析
3) 参数计算 柱塞的直径为d，柱塞分布圆直径为D，斜盘倾角为γ时， 柱塞的行程为L=D tanγ，所以当柱塞数为z时，轴向柱塞泵的排 量为
(2-1-15)
43
项目2 基本回路分析
4. 液压泵的噪声 液压泵的噪声大小和液压泵的种类、结构、大小、转速以 及工作压力等很多因素有关，具体分析如下： (1) 泵的流量脉动和压力脉动造成泵构件的振动。 (2) 泵的工作腔从吸油腔突然和压油腔相通，或从压油腔 突然和吸油腔相通时，产生的油液流量和压力突变，对噪声的 影响甚大。 (3) 空穴现象。 (4) 泵内流道具有截面突然扩大和收缩、急拐弯时，会导 致液体紊流、旋涡及喷流，使噪声加大。 (5) 由于机械原因，如转动部分不平衡、轴承不良、泵轴 的弯曲等机械振动引起的机械噪声。
力和额定转速下)必须保证的流量。
9
项目2 基本回路分析
4. 功率和效率的计算 1) 液压泵的功率损失 (1) 容积损失。液压泵的容积损失用容积效率来表示，它 等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qi之比，即
(2-1-3)
因此液压泵的实际输出流量q为
(2-1-4)
10
项目2 基本回路分析
(2) 机械损失。机械损失是指液压泵在转矩上的损失。液 压泵的实际输入转矩T0总是大于理论上所需要的转矩Ti，其主 要原因是由于液压泵体内相对运动部件之间因机械摩擦而引起 的摩擦转矩损失以及液体的黏性而引起的摩擦损失。液压泵的 机械损失用机械效率表示，它等于液压泵的理论转矩Ti与实际 输入转矩T0之比，设转矩损失为ΔT，则液压泵的机械效率为

多缸快慢速互不干扰回路
调速阀并联的快慢速互不干扰回路
在每个液压缸的进油路上分别并联一个调速阀，通过调节调速阀的开口大小来实现各缸 的快慢速互不干扰。
变量泵（马达）控制的快慢速互不干扰回路
通过改变变量泵或变量马达的排量来调节进入各液压缸的流量，实现各缸的快慢速互不 干扰。
比例阀控制的快慢速互不干扰回路
制动器锁紧回路
通过制动器对执行元件进行锁紧，防止其意外移动。
锁紧回路的应用
如机床工作台、升降台等需要长时间保持位置的场合。
制动回路
01
02
03
溢流阀制动回路
通过溢流阀使系统压力迅 速降低，实现执行元件的 快速制动。
换向阀制动回路
利用换向阀切断液流，使 执行元件迅速停止运动。
制动回路的应用
如各种车辆的刹车系统、 机床的快速进给系统等。
压力控制回路
03
调压回路
调压原理
利用压力控制阀调节系统 压力，保持稳定的工作压 力。
调压方式
通过改变溢流阀的设定压 力，实现系统压力的调节。
调压回路应用
适用于需要稳定工作压力 的液压系统，如机床、注 塑机等。
减压回路
减压原理
通过减压阀将系统压力降低到所 需的工作压力。
减压方式
减压阀串联在油路中，通过调节减 压阀的设定压力，实现减压效果。
多缸工作控制回路
05
同步运动回路
流量控制同步回路
依靠节流阀或调速阀分别调节进入两液压缸的流量使之相等，实 现两缸同步运动。
容积控制同步回路
通过改变变量泵或变量马达的排量来调节进入液压缸的流量，实 现两缸同步运动。
伺服控制同步回路
利用伺服阀或比例阀等高精度控制元件，通过闭环控制实现两缸 高精度同步运动。

实验2 平衡回路一、实验目的1、了解平衡回路的工作原理。

2、了解平衡回路在工业中的应用领域。

3、培养学习液压传动课程的兴趣，以及进行实际工程设计的积极性，为调动学生进行创新设计，拓宽知识面，打好一定的知识基础；二、实验器材QCS014B装拆式液压教学实验台。

1台三、实验原理液压系统图四、实验步骤1、根据试验内容，设计自己要进行实验的基本回路，所设计的回路必须经过认真检查，确保正确无误；2、按照检查无误的回路要求，选择所需的液压元件，并且检查其性能的完好性；3、将检验好的液压元件安装在插件板的适当位置，通过快速接头和软管按照回路要求，把各个元件连接起来（包括压力表）；4、将电磁阀及行程开关与控制线连接；5、按照回路图，确认安装连接正确后，旋松泵出口自行安装的溢流阀。

经过检查确认正确无误后，再启动油泵，按要求调压。

不经检查，私自开机，一切后果由本人负责；6、系统溢流阀做安全阀使用，不得随意调整；7、根据回路要求，调节换向阀，使液压油缸停止在要求的位置；8、添加（或减少）砝码，观看平衡效果。

9、实验完毕后，应先旋松溢流阀手柄，然后停止油泵工作。

经确认回路中压力为零后，取下连接油管和元件，归类放入规定的抽屉中或规定地方。

五、实验报告平衡回路作用：1.在执行机构不工作时，不致因受负载作用而使执行机构自行下落；2.防止执行机构下行时因自重而产生超速运行；3.P开≥G/A六、实验注意事项1. 未经指导教师检查和指导教师不在场不得开机；不得接触与实验无关的电器开关或按钮；2. 开机前确认安全阀处于最低调压状态或卸荷状态；3. 实验过程中，发现回路中任何异常故障时，应立即切断泵站电源，并由指导教师确认并排除故障后，方可重新进行实验。

4. 实验完毕后，要清理好元器件，注意搞好元器件的保养和实验台的清洁。

液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
2.容积调速回路
特点：液压泵输出的油液都直接进入执行元件， 没有溢流和节流损失，因此效率高、发热 小，但采用结构复杂的变量泵或变量马 达，故造价较高，维修也困难。
根据液压泵和执行元件的组合不同分为： （1）变量泵-定量马达(或缸) （2）定量泵-变量马达 （3）变量泵-变量马达
液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
行程阀→电磁换向阀 电磁换向阀
可灵活布置，实 现切换
液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
2.慢速-慢速切换回路
液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
第三节方向控制回路
控制执行元件的起动、停止及换向的回路。
{ 常见的方向控制回路 换向回路 锁紧回路
(系统保压，泵卸荷)
液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
四、平衡回路
功能：使执行元件保 持一定背压力，以便 与重力负载相平衡
利用单向顺序阀 组成的平衡回路
利用液压控单向 顺序阀组成的平 衡回路
液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
四、平衡回路
利用液控单向顺序 阀组成的平衡回路
液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
第七章 液压系统基本回路
按功用可分为： 压力控制回路 速度控制回路 方向控制回路 多缸动作回路
液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
第一节 压力控制回路
通过控制液压系统的压力，满足 执行元件对力或转矩要求的回路。
包括：调压、减压、卸荷和平衡基本回路
液压与气动技术－－第七章 液压系统基本回路
2.容积调速回路
若按油路循环方式不同，容积调速回路可 分为开式和闭式两种。

为较高的压力进入液压缸左腔。
（2）当三位四通换向阀在右位工作时，活塞
作空行程返回，油泵的出口油液压力由溢流阀3调
定为较低压力进入液压缸右腔。
（3）活塞退到终点后，油泵在低压下卸荷。
中国劳动社会保障出版社
§6-2
压力控制回路
4．支路减压回路
系统工作压力由溢流阀2调定，在
液压缸6的进油路上串联单向减压阀5。
路、卸荷回路、平衡回路和保压回路等。
一、调压回路
控制系统的工作压力，使其不超过某一预先调定好的数值，或者
使工作机构在运动过程的各个阶段具有不同压力的回路称为调压回路。
中国劳动社会保障出版社
§6-2
压力控制回路
1．二级调压回路
（1）电磁换向阀3断电时，先导式溢流阀4
工作，系统压力由阀4的先导阀控制，系统在较
当压力超过溢流阀5的调定值时，溢流5溢流，
液压缸左腔通过单向阀6从油箱补油。
（2）活塞向左运动突然切换换向阀至中位时，
溢流阀4起缓冲作用，单向阀7从油箱补油。
中国劳动社会保障出版社
第六章 液压基本回路
§6-2
压力控制回路
利用压力控制阀来调节系统或其中某一
部分压力的回路称为压力控制回路。
压力控制回路主要有调压回路、增压回
§6-2
压力控制回路
油泵继续供油，压力上升，电接
点压力表的控制系统使电磁铁CB1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。
当液压缸上腔的压力降到电接触
式压力表的下限值时，压力表发出信
号，使电磁铁CB1通电，液压泵再次向
系统供油，使系统压力升高。
中国劳动社会保障出版社
第六章 液压基本回路

任务四 分析液压基本回路及应用实例
任务目标 1、能分析平面磨床液压传动系统的工作原理。 2、熟记常用液压元件的图形符号。 3、认识方向控制回路。 4、认识压力控制回路。 5、认识速度控制回路。 6、认识速度换接回路。 7、认识顺序动作回路。 8、分析液压系统在机床中的应用实例。
一、平面磨床液压传动系统的工作原理
5、顺序动作回路
用压力控制的顺序动作回路
用压力继电器的顺序动作回路 回路的非工作状态
液压缸动作
钻孔进给缸动作
用电气行程开关的顺序动作回路
用行程阀的顺序动作回路
四、液压系统在机床中的应用实例
以镗孔组合机床为例。 1、镗孔组合机床的动作循环
快进——工进——碰到固定挡铁停留——快退 ——原位停止
1、方向控制回路
控制液流的通、断和流动方向的回路称为方向控制回路。
采用“O”型换向阀的闭锁回路的工作原理
采用“M”型换向阀的闭锁回路的工作原理
采用液控单向阀的闭锁回路
2、压力控制回路
压力控制回路主要是调节系统或系统的某一部分压力。可用 来实现调压、减压、增压、卸载等控制，满足执行元件在力或转 矩上的要求。
4、系统的工作过程
（1）快进 按下启动按钮以后，三位五通换向阀接入左位，二
位二通换向阀1接上位。此时的油路是：
“快进”的进油路：粗滤油器——定量液压泵—— 三位五通换向阀左位——液压缸左腔。
“快进”的回油路：液压缸右腔——三位五通换向 阀左位——二位二通换向阀1——液压缸左腔。
由于液压缸左、右两腔都通压力油，形成差动联接。 此时，尚未镗孔，载荷较小，故系统工作压力较低，溢 流阀处于关闭，液压缸的输出流量全部进入液压缸左腔。
（2）工进 当油箱走完“快进”行程时，活塞挡块压上预先设 定的行程电气开关，于是二位二通换向阀1的电磁铁3DT 失电松开。二位二通换向阀1换成下位，油缸工进。

组成
液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助 元件和工作介质五部分组成。
液压油性质及选用
物理Байду номын сангаас质
适当的粘度、良好的粘温性能、良好的抗氧化和水解安定性、抗泡沫性和空气释放性、良好的 抗乳化性、良好的防锈防腐性、良好的抗磨性、良好的清洁度。
选用原则
根据液压系统的工作压力和温度范围选择液压油；根据液压系统的运动速度选择液压油；根据 液压系统的泵的类型选择液压油；考虑液压油的相容性。
实验步骤与结果分析
实验步骤
按照实验指导书的步骤进行实验，包 括液压系统的搭建、元件的连接、控 制阀的调节、执行元件的动作观察等 。
结果分析
根据实验结果，分析液压系统的工作 原理、各元件的作用以及系统性能的 影响因素。通过对比实验数据和理论 分析结果，加深对液压系统的理解。
THANKS
感谢观看
液压泵和液压马达
展示液压泵和液压马达的 实物，介绍其工作原理、 性能参数和使用方法。
控制阀
展示各种控制阀的实物， 介绍其结构特点、工作原 理和调节方法。
辅助元件
展示油箱、滤油器、压力 表等辅助元件的实物，介 绍其作用和使用方法。
使用说明
详细讲解实验器材的正确 使用方法和注意事项，确 保实验过程的安全性和准 确性。
统正常运行。
清洁保养
保持液压系统清洁，定期清理油污和 灰尘，避免杂质进入系统。对于长期 闲置的设备，要进行防锈处理，防止
锈蚀损坏。
油液更换
定期更换液压系统油液，避免油液污 染和老化对系统性能的影响。同时， 要注意选择合适的油液品牌和型号， 确保与系统匹配。
专业维修
如遇到液压系统故障或损坏，应及时 联系专业维修人员进行检修和维护。 不要随意拆卸和修理，以免造成不必 要的损失。

Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓ ＆ Ｓｅａｌｓ／Ｎｏ．６．２００７ 衡阀时开时关产生的振动， 需在平衡阀和液压缸的回
油路之间增设单向节流阀， 如图 ５ 所示。
图 ４ 外控式单向顺序阀组成的平衡回路
图 ５ 增设单向节流阀
１．２．２ ＣＥ 型平衡阀平衡回路 高速线材轧机机架垂直移动回路中采用了
的优点和先进之处。
关键词： 电液伺服阀； 力马达； 滑阀； 反馈
中图分类号： ＴＨ１３７．５
文献标识码： Ａ
文章编号： １００８－ ０８１３（２００７）０６－ ００４９－ ０４
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｏｒｃｅ Ｍｏｔｏｒ Ｖａｌｖｅ ｉｎ ＡＧＣ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｌｄ Ｒ ｏｌｌｉｎｇ Ｍｉｌｌ
Ｔｈｅ Ａｃｔｕａｌ Ｅｘａｍｐｌｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｂａｌａｎｃｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ
ＺＨＡＮＧ Ｄｅ－ ｍｉｎｇ
（ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｓｈｉｈｅｎｇ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｆｅｉｃｈｅｎｇ ２７１６１２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ａｃｔｕａｌ ｅｘａｍｐｌｅｓ ａｒｅ ｔａｋｅｎ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｓｅｖｅｒａｌ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｂａｌａｎｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔｏ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｃｈａｒａｃ－ ｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｂａｌａｎｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔｓ． Ｋｅｙ Ｗｏｒ ｄｓ： ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｂａｌａｎｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ； ａｃｔｕａｌ ｅｘａｍｐｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
冷轧 ＡＧＣ 系统力马达伺服阀结构和原理分析

液压与气动
液压基本回路
七、液压基本回路
液压基本回路
常见的液压基本回路包括：方向控制回 路、压力控制回路 、速度控制回路、平 衡回路、多缸控制回路等。
液压基本回路-压力控制回路-调压回路
调压回路:控制系统的最高工作压力,使其不超过某一预先调定的数值( 即压力阀的调整压力。
按调压范围分： 单级调压回路：只能实现单级调压，实际上是限压回路。 远程调压回路：能实现远程调节压力。 多级调压回路：能实现多级调压，根据需要泵的出油口压力有多种选择。 比例调压回路：能实调现压无回级路调是压利。用压力控制元
的部位不同，有进口、出口、旁路节流调速回路之分。 容积调速回路：利用变量泵、变量马达来实现，没有节流损失。 容积节流调速回路：利用变量泵和调速阀组合而成的调速回路。效率较高。
调速回路的作用就是相当 于汽车的油门，可以控制 执行元件速度的。
液压基本回路-速度控制回路-调速回路
液压基本回路-速度控制回路-调速回路
液压基本回路-速度控制回路-速度变换回路
液压基本回路-速度控制回路-速度变换回路液压Biblioteka 本回路-速度控制回路-速度变换回路
液压基本回路-速度控制回路-速度变换回路
液压基本回路-速度控制回路-速度变换回路
液压基本回路-方向控制回路
方向控制回路:是用来控制液压系统中液流的通、断及流动方向的，进而达到 控制 执行元件运动、停止及改变运动方向的目的。
速度变换回路:一种使执行元件从一种速度变换到另一种速度的回路。
常见的速度变换回路有以下几种：
增速回路：在不增加泵的流量的前提下，提高执行元件的速度的回路。常见
的有，自重充液增速回路、差动连接增速回路。
减速回路：使执行元件由快速转换成慢速的回路。常用方法是靠节流阀或调

1、换向回路 2、锁紧回路
三、课堂小结 四、练习
返回 退出
1、换向回路 、
★ 功用： 功：
使执行元件能改变运动方向。 对换向回路的要求： ★ 对换向回路的要求： 保证换向迅速、准确、平稳。
★ 典型的换向回路
用二位三通换向阀的换向回路 用二位四通换向阀的换向回路
退出
第三节 液压基本回路及分析
1 液压回路的定义
液压回路是指由液压元件组成，用来完 成特定功能的典型回路。
2 类型
方向控制回路 压力控制回路 速度控制回路
退出
方向控制回路
一、定义
在液压系统中，执行元件的起动、停止或改变 方向是利用液流通、断及改变流向来实现的，实现 这些控制的回路称为方向控制回路。
二、类型