7第七章 基本回路.ppt

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1、液气压传动与控制 第七章基本回路第七章基本回路 是由元件组成，能实现某种特定功能的油、气路典型结构。由元件组成，能实现某种特定功能的油、气路典型结构。它是连接元件和系统的桥梁，所有液、气压系统都是由基本回路单元组的。1 1、方向控制回路方向控制回路2 2、压力控制回路压力控制回路3 3、速度控制回路速度控制回路4 4、同步回路同步回路5 5、顺序回路顺序回路分类分类:液气压基本回路液气压基本回路:7.1 方向控制回路作用作用:改变液、气压执行元件的运动方向，控制它的 启动、停止和锁紧。分类:1、一般换向回路 2、锁紧回路 3、往复运动回路 基本回路方向控制回路7.1.1 7.1.1 7.1.1

2、 7.1.1 一般换向回路一般换向回路一般换向回路一般换向回路 换向过程是通过换向阀的阀芯和阀体之间的位置变换来实现的。换向过程是通过换向阀的阀芯和阀体之间的位置变换来实现的。选用不同换向阀组成的换向回路，其换向性能也不同。选用不同换向阀组成的换向回路，其换向性能也不同。常用的换向元件有：手动换向阀、电磁常用的换向元件有：手动换向阀、电磁、液动、液动、电液动、电液动、气、气 动动 及双向变量泵。及双向变量泵。基本回路一般换向回路方向控制回路手动换向回路手动换向回路 特点：特点：换向精度和平稳性不高换向精度和平稳性不高,常用于换向不频繁且无需自动常用于换向不频繁且无需自动化的场合，如一般机床夹具

3、、工程机械等。化的场合，如一般机床夹具、工程机械等。基本回路方向控制回路一般换向回路电磁换向回路电磁换向回路电磁换向回路电磁换向回路 特点：特点：使用方便，易于实现自动化，但换向时间短，冲击大，交流使用方便，易于实现自动化，但换向时间短，冲击大，交流电磁铁尤甚，一般用于小流量、电磁铁尤甚，一般用于小流量、平稳性要求不高处。平稳性要求不高处。基本回路方向控制回路一般换向回路电液换向回路电液换向回路电液换向回路电液换向回路特点：特点：适于流量超过适于流量超过63L/min、对换向精度与平稳性有一定要求的液压系统。、对换向精度与平稳性有一定要求的液压系统。基本回路方向控制回路一般换向回路机动换向回路

4、机动换向回路机动换向回路机动换向回路 特点：特点：换向精度高，冲击较小，一般用于速度和惯性较大的系统中。换向精度高，冲击较小，一般用于速度和惯性较大的系统中。基本回路方向控制回路一般换向回路双向变量泵换向回路双向变量泵换向回路双向变量泵换向回路双向变量泵换向回路 特点：特点：适用于压力较高、流量较大的场合。适用于压力较高、流量较大的场合。基本回路方向控制回路一般换向回路7.1.2 7.1.2 7.1.2 7.1.2 锁紧回路锁紧回路锁紧回路锁紧回路 作用作用:防止液压油缸封闭腔的油外泄防止液压油缸封闭腔的油外泄,保证执行机构在停止保证执行机构在停止位置时不发生窜动位置时不发生窜动.基本回路锁紧

5、回路方向控制回路锁紧回路也可用单向阀锁紧回路也可用单向阀来实现。来实现。特点：由于单向阀的密特点：由于单向阀的密封性好，泄漏少，所以封性好，泄漏少，所以锁紧精度较高。锁紧精度较高。基本回路锁紧回路方向控制回路2.2.利用普通单向阀的锁紧回路利用普通单向阀的锁紧回路利用普通单向阀的锁紧回路利用普通单向阀的锁紧回路3.3.利用三位换向阀的中位机能的锁紧回利用三位换向阀的中位机能的锁紧回利用三位换向阀的中位机能的锁紧回利用三位换向阀的中位机能的锁紧回路路路路利用三位换向阀的中利用三位换向阀的中位机能的锁紧回路位机能的锁紧回路工作过程：工作过程：如图所示，利用三位换向阀的中位机能（O型或M型）封闭液压

6、缸左右两腔的进、出油口，使液压缸锁紧。特点：特点：回路结构简单，不需要其他装置即可实现液压缸的锁紧。由于换向阀的泄漏，锁紧精度较差，所以经常用于锁紧精度要求不高、停留时间不长的液压系统中。7.1.3 往复运动回路往复运动回路行程控制顺序动作行程控制顺序动作行程控制顺序动作行程控制顺序动作回路回路回路回路1.1.用行程阀控制的顺序动作回路用行程阀控制的顺序动作回路元件名称：元件名称：行程阀D工作过程：工作过程：在图示状态下，A、B两液压缸的活塞均在左端。当推动手柄，使手动换向阀C左位工作时，缸A右行，实现动作；在挡块压下行程阀D后，行程阀D上位工作，缸B右行，实现动作；手动换向阀C复位右位工作后

7、，缸A先复位，实现动作；随着挡块后移，行程阀D复位下位工作，缸B退回，实现动作。特点：特点：这种回路工作可靠，但动作顺序一经确定，再改变比较困难，同时管路布置较麻烦。用行程阀控制的顺序动作用行程阀控制的顺序动作回路回路的演示的演示7.1.3 往复运动回路往复运动回路行程控制顺序动作行程控制顺序动作行程控制顺序动作行程控制顺序动作回路回路回路回路2.2.用行程开关控制的顺序动作回路用行程开关控制的顺序动作回路元件名称：元件名称：行程开关1ST、2ST、3ST和4ST工作过程：工作过程：在图示状态下，A、B两缸活塞均在左端。当按下启动按钮，电磁铁1YA通电，左阀左位工作时，缸A右行完成动作后；挡块

8、触动行程开关1ST，使2YA通电，右阀左位工作，缸B右行完成动作；当缸B右行至触动2ST使1YA断电，缸A返回，在完成动作后；又触动3ST使2YA断电，缸B返回，完成动作；最后触动4ST使泵卸荷或引起其它动作，完成一个工作循环。特点：特点：控制灵活方便，但其可靠程度主要取决于电气元件的质量。用行程开关控制的顺序动作用行程开关控制的顺序动作回路回路的演示的演示基本回路往复运动回路方向控制回路如图所示，图示位置：缸右腔进油，活塞向左运动；当活塞运动到头，P进使2YJ动作，2DT断电，1DT通电，活塞向右动。反之，活塞向右运动到头，P进使1YJ动作，1DT断电，2DT通电，活塞向左运动。如此循环，形

9、成自动连续往复运动。3.用压力继电器控制的连续往复运动回路用压力继电器控制的连续往复运动回路 基本回路往复运动回路方向控制回路工作过程：手动换向阀（左）上位工作气压推动主阀（中）左位工工作过程：手动换向阀（左）上位工作气压推动主阀（中）左位工作，气缸右行，活塞杆压下行程阀（右），主阀换向，气缸退回。作，气缸右行，活塞杆压下行程阀（右），主阀换向，气缸退回。手动阀动作一次，是想一次往复运动。手动阀动作一次，是想一次往复运动。4.气缸往复运动回路气缸往复运动回路7.2 7.2 压力控制回路压力控制回路 作用作用:调定和稳定系统或某个支路的压力，保证执行机构获得所需要的推力和扭矩，并且安全可靠地工作

10、。分类分类:p 1 1、调压回路调压回路p 2 2、卸荷回路卸荷回路p 3 3、减压回路减压回路p 4 4、增压回路增压回路 p 5 5、保压和泄压回路保压和泄压回路p 6 6、平衡回路平衡回路基本回路压力控制回路7.2.1 7.2.1 7.2.1 7.2.1 调压回路调压回路调压回路调压回路基本回路压力控制回路调压回路作背压阀控制回油压力作背压阀控制回油压力基本回路压力控制回路调压回路7.2.1 7.2.1 7.2.1 7.2.1 调压回路调压回路调压回路调压回路作卸荷阀使泵卸荷作卸荷阀使泵卸荷作安全阀限压作安全阀限压基本回路压力控制回路调压回路作远程调压阀用作远程调压阀用基本回路压力控制回

11、路调压回路二级调压回路应用：两级调压回路两级调压回路 如图所示，在图示状态下，当两位两通电磁换向阀断电时，液压泵的工作压力由先导溢流阀1调定为最高压力；当两位两通电磁换向阀通电后，液压泵工作压力由远程调压阀2（溢流阀）调定为较低压力。（其中，远程调压阀2的调整压力必须小于溢流阀1的调整压力。）多级调压回路多级调压回路基本回路压力控制回路调压回路 如图所示，在图示状态，当电磁换向阀断电中位工作时，液压泵的工作压力由先导溢流阀1调定为最高压力；当电磁换向阀4右边电磁铁通电左位时，液压泵工作压力由远程调压阀2（溢流阀）调定为较低压力。当电磁换向阀4右边电磁铁通电左位时，液压泵工作压力由远程调压阀3（

12、溢流阀）调定为较低压力。（其中，远程调压阀2和3的调整压力必须小于溢流阀1的调整压力。）无级调压回路无级调压回路基本回路压力控制回路调压回路此回路用于负载多变的系统，工作压力随着负载的不同能自动调节。若负载增大，控制油经单向阀4进入辅助缸7，使阀6的调压弹簧压缩，增大；若负载减小，单向阀关闭，调压弹簧放松，减小；辅助缸7中的油径阀8回油箱，自动与负载相适应。7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 卸荷回路卸荷回路卸荷回路卸荷回路作用：作用：在液压泵不停止转动时，让其输出的流量在很低的压力下直接在液压泵不停止转动时，让其输出的流量在很低的压力下直接流回油箱，或者以最小的流量（仅补偿泄漏）

13、排除压力油，以减少功流回油箱，或者以最小的流量（仅补偿泄漏）排除压力油，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的使用寿命。率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的使用寿命。一般大于一般大于3KW的系统必须设计卸荷回路。的系统必须设计卸荷回路。分类：分类：保压卸荷：保压卸荷：执行机构的速度很小或速度为零，但仍需一定执行机构的速度很小或速度为零，但仍需一定压力，只是泵卸荷；压力，只是泵卸荷；非保压卸荷：非保压卸荷：执行机构不需要压力油，泵和系统同时卸荷；执行机构不需要压力油，泵和系统同时卸荷；基本回路压力控制回路卸荷回路卸荷回路之一卸荷回路之一卸荷回路之一卸荷回路之一换向阀的中位机换向阀的中位机能

14、的卸荷回路能的卸荷回路思考思考:哪些中位哪些中位机能能实现卸荷机能能实现卸荷?基本回路压力控制回路卸荷回路 利用诸如M型、H型、K型的三位四通换向阀处于中位时，使液压泵输出的液压油经换向阀的进油口P和回油口T直接流回油箱而卸荷。适用于中低压小流量系统。卸卸卸卸荷回路之二荷回路之二荷回路之二荷回路之二二位二通阀的二位二通阀的卸荷回路卸荷回路基本回路压力控制回路卸荷回路卸荷回路之三卸荷回路之三卸荷回路之三卸荷回路之三外控顺序阀的外控顺序阀的卸荷回路卸荷回路基本回路压力控制回路卸荷回路元件名称：元件名称：1为大流量泵、2为小流量泵、3为顺序阀(作卸荷阀)、7为溢流阀。工作过程：工作过程：在快速运动时

15、，系统压力较低，阀3关闭，泵1输出的油液经单向阀4与泵2输出的油液共同向系统供油；工作行程时，系统压力升高，打开卸荷阀3使大流量泵1卸荷，由泵2向系统单独供油。u 夹紧回路夹紧回路（单级）（单级）用于防止主油路压力低用于防止主油路压力低于减压阀调定压力时，于减压阀调定压力时，油液倒流。起短时保压油液倒流。起短时保压作用。作用。7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 减压回路减压回路减压回路减压回路作用：作用：使系统中某一支路获得比主系统低的稳定压力。使系统中某一支路获得比主系统低的稳定压力。基本回路压力控制回路减压回路思考思考:1和和2的调定压力值关系怎样才能保证二级减压？的调定压力值

16、关系怎样才能保证二级减压？否则出现什么情况？否则出现什么情况？基本回路压力控制回路减压回路u 二级减压回路二级减压回路 当先导减压阀1上外控口连接的二位二通电磁换向阀断电时，夹紧压力由先导减压阀1调定；当先导减压阀1上外控口连接的二位二通电磁换向阀通电时，夹紧压力由远程调压阀2调定。远程调压阀2的调整压力必须低于先导溢流阀1的调整压力。u机械手气动减压回路机械手气动减压回路基本回路压力控制回路减压回路7.2.4 7.2.4 7.2.4 7.2.4 增压回路增压回路增压回路增压回路作用：作用：使工作缸的压力远高于泵的输出压力。使工作缸的压力远高于泵的输出压力。单作用单作用增压回路增压回路基本回路

17、压力控制回路增压回路双向增压回路双向增压回路基本回路压力控制回路增压回路用蓄能器的用蓄能器的保压回路保压回路7.2.5 7.2.5 保压和泄压回路保压和泄压回路作用：作用：在执行元件停止工作或仅有工件变形所产生微小位移的情况下，使系统在执行元件停止工作或仅有工件变形所产生微小位移的情况下，使系统压力压力p系统系统常数。常数。基本回路压力控制回路保压和泄压回路 如图所示，当换向阀在左位工作时，液压缸前进压紧工件，进油路压力升高。当油压达到压力继电器的调整值时，压力继电器发讯号使二位二通阀通电，泵即卸荷，单向阀自动关闭，液压缸则由蓄能器保压。液压缸压力不足时，压力继电器复位使泵重新工作。保压时间取

18、决于蓄能器的容量，调节压力继电器的通断调节区间即可调节液压缸压力的最大值和最小值。自动补油的自动补油的保压回路保压回路基本回路压力控制回路保压和泄压回路泄压回路泄压回路基本回路压力控制回路保压和泄压回路7.2.6 平衡回路平衡回路作用：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；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；防止执行机构下行时因自重而产生超速运行；用顺序阀用顺序阀的平衡回路的平衡回路基本回路压力控制回路平衡回路7.3 7.3 速度控制回路速度控制回路在液气压系统中，各执行元件的速度需求是通过各种在液

19、气压系统中，各执行元件的速度需求是通过各种调速回路来实现的。调速回路来实现的。节 流 调 速 回 路 容 积 调 速 回 路 容积节流联合调速回路 快速运动回路（增速回路）速度切换回路本节本节内容内容基本回路速度控制回路7.3.1 节流调速回路节流调速回路v 组组 成成 定量泵定量泵+流量控制阀流量控制阀+溢流阀溢流阀+液压执行元件液压执行元件v 工作原理工作原理 通过改变回路中流量控制元件（节流阀和调速阀）通流截面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自执行元件流出的流量，以调积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量，以调节其速度。节其速度。

20、v 特特 点点 调节范围较大，能获得低速运动；调节范围较大，能获得低速运动；结构简单，成本低，结构简单，成本低，使用维护方便；使用维护方便；能量损耗大，效率低，温升高。能量损耗大，效率低，温升高。基本回路速度控制回路节流调速回路v 应应 用用 多用于功率不大的系统，如各类机床的进给传动装置。多用于功率不大的系统，如各类机床的进给传动装置。v 分分 类类在在 系系 统统 中中 的的安装位置不同安装位置不同进油节流进油节流回油节流回油节流旁路节流旁路节流供油压力不供油压力不随负载的改随负载的改变而改变变而改变定压式定压式供油压力随供油压力随负载的改变负载的改变而改变而改变变压式变压式基本回路节流调

21、速回路速度控制回路1.1.1.1.进油节流调速回路进油节流调速回路进油节流调速回路进油节流调速回路该回路中，溢流阀该回路中，溢流阀的状态应是怎样的的状态应是怎样的？（常开）？（常开）Pp如何确定？如何确定？v如何确定？如何确定？基本回路节流调速回路速度控制回路进油路节流调速回路【特点】在执行元件的进油路上串接一个流量阀即构成进油路节流调速回在执行元件的进油路上串接一个流量阀即构成进油路节流调速回路路 。【工作特征】1.1.使用定量泵供油（泵输出的流量为使用定量泵供油（泵输出的流量为q qp p）2.2.定量泵出口并联一个溢流阀，回路中泵的压力定量泵出口并联一个溢流阀，回路中泵的压力P PP P

22、经溢流阀调定后经溢流阀调定后基本保持不变。（基本保持不变。（P PP P为溢流阀调定压力为溢流阀调定压力P PY Y）3.3.泵输出的流量泵输出的流量q qp p，一部分流量一部分流量q q1 1进入液压缸工作腔，推动活塞运进入液压缸工作腔，推动活塞运动；另一部分流量动；另一部分流量q qY Y经溢流阀排回油箱。经溢流阀排回油箱。4.4.调节节流阀的流通面积调节节流阀的流通面积A AT T实现调节通过节流阀的流量，改变进入实现调节通过节流阀的流量，改变进入液压缸的流量，从而调节液压缸的运动速度液压缸的流量，从而调节液压缸的运动速度V V进油节流调速回路的基本特性：进油节流调速回路的基本特性：（

23、1 1）速度速度负载特性：负载特性：A.活塞上力的平衡方程：活塞上力的平衡方程：B.活塞运动的流量方程：活塞运动的流量方程：C.泵泵 输输 出出 流流 量量 方方 程：程：D.节流阀小孔流量方程：节流阀小孔流量方程：E.节节 流流 阀阀 前前 后后 压压 差：差：（忽略泄漏及摩擦）（忽略泄漏及摩擦）基本回路节流调速回路速度控制回路Cd 节流阀孔口流量系数；AT 节流阀开口面积；m 节流口指数。（薄壁孔：0.5；细长孔：1。）从这个公式，可以看出速度（从这个公式，可以看出速度（v）和负载）和负载（F F）是什么关系？是什么关系？基本回路节流调速回路速度控制回路速度速度负载特性曲线：负载特性曲线：

24、（1）当节流阀（）当节流阀（AT）的面积一定时，随负载（）的面积一定时，随负载（F）的）的，速度，速度（v），且呈抛物线规律变化，即：，且呈抛物线规律变化，即：F,v 变化越剧烈。变化越剧烈。（2）当负载（）当负载（F）一定时，随节流阀（）一定时，随节流阀（AT）的）的，速度（，速度（v）。基本回路节流调速回路速度控制回路速速 度度 刚刚 度度 把特性曲线上某一点切线斜率的倒数称为速度刚度。把特性曲线上某一点切线斜率的倒数称为速度刚度。速度刚度（速度刚度（T）反映了调速回路对负载变化的适应能力。）反映了调速回路对负载变化的适应能力。T值越大（值越大（越大），说明该调速回路在静态下，越大），说明

25、该调速回路在静态下，v受受F波波动的影响越小，即该回路适应负载变化的能力越好。动的影响越小，即该回路适应负载变化的能力越好。即：即：基本回路节流调速回路速度控制回路进油节流调速回路适用于进油节流调速回路适用于“低速轻载低速轻载”场合！场合！当当AT一定时，重载区域比轻载区域的速度刚度值小，性能差；一定时，重载区域比轻载区域的速度刚度值小，性能差；当当F一定时，节流口面积（一定时，节流口面积（AT）越大，其速度刚度（）越大，其速度刚度（T）值越小，）值越小，性能差；性能差；基本回路节流调速回路速度控制回路（2 2）功率特性：）功率特性：当不考虑液压泵、液压缸和管路的功率损失时：当不考虑液压泵、液

26、压缸和管路的功率损失时：液压泵的输出功率：液压泵的输出功率：液压缸的有效功率：液压缸的有效功率：功率损失：功率损失：溢流损失溢流损失节流损失节流损失+（3 3）回路效率：）回路效率：当负载恒定时，当负载恒定时，p1，pp，qp均为均为定值，效率与流量定值，效率与流量q1成正比。成正比。基本回路节流调速回路速度控制回路【功率和效率】【功率和效率】有溢流和节流损失，回路效率低。适用小功率系统。该回路中，溢流该回路中，溢流阀的状态应是怎阀的状态应是怎样的？样的？（常开）（常开）Pp如何确定？如何确定？v如何确定？如何确定？2.2.2.2.回油节流调速回路回油节流调速回路回油节流调速回路回油节流调速回

27、路基本回路节流调速回路速度控制回路回油路节流调速回路【特点】在执行元件的回油路上串接一个流量阀即构成回油路节流调速回在执行元件的回油路上串接一个流量阀即构成回油路节流调速回路路。【工作特征】1.1.使用定量泵供油（泵输出的流量为使用定量泵供油（泵输出的流量为q qp p）2.2.定量泵出口并联一个溢流阀，回路中泵的压力定量泵出口并联一个溢流阀，回路中泵的压力P PP P经溢流阀调定后经溢流阀调定后基本保持不变。（基本保持不变。（P PP P为溢流阀调定压力为溢流阀调定压力P PY Y）3.3.泵输出的流量泵输出的流量q qp p，一部分流量一部分流量q q1 1进入液压缸工作腔，推动活塞运进入

28、液压缸工作腔，推动活塞运动；另一部分流量动；另一部分流量q qY Y经溢流阀排回油箱。经溢流阀排回油箱。4.4.调节节流阀的流通面积调节节流阀的流通面积A AT T实现调节通过节流阀的流量，改变液压实现调节通过节流阀的流量，改变液压缸的回油流量，从而调节液压缸的运动速度缸的回油流量，从而调节液压缸的运动速度V V 回油节流调速回路与进油节流调速有着完全一样的回油节流调速回路与进油节流调速有着完全一样的v vF F特性及功率特性特性及功率特性和回路效率，但两者也存在差异。和回路效率，但两者也存在差异。基本回路节流调速回路速度控制回路【功率和效率】【功率和效率】有溢流和节流损失，回路效率低。适用小

29、功率系统。执行机构的运动平稳性：执行机构的运动平稳性：“回回”优于优于“进进”。油液发热对泄漏的影响：油液发热对泄漏的影响：“回回”优于优于“进进”。整个系统的密封防漏性：整个系统的密封防漏性：“进进”优于优于“回回”。起起 动动 时时 的的 冲冲 击击 现现 象：象：“进进”优于优于“回回”。承承 受受 负负 值负载的能力：值负载的能力：“回回”优于优于“进进”。（如提升机械在重物放下的情况工作时属负值负载。）（如提升机械在重物放下的情况工作时属负值负载。）进油节流调速回路进油节流调速回路 和和出油节流调速回路出油节流调速回路的的比较基本回路节流调速回路速度控制回路3.3.3.3.旁路节流调

30、速回路旁路节流调速回路旁路节流调速回路旁路节流调速回路该回路中，溢该回路中，溢流阀的状态应流阀的状态应是怎样的？是怎样的？(常闭常闭)Pp如何确定？如何确定？v如何确定？如何确定？基本回路节流调速回路速度控制回路 旁油路节流调速回路【特点】将一个流量阀安放在和执行元件并联的旁油路上，即构成将一个流量阀安放在和执行元件并联的旁油路上，即构成旁旁油路节流调速回路油路节流调速回路。【工作特征】1.1.使用定量泵供油，泵输出的流量使用定量泵供油，泵输出的流量q qp p，一部分流量一部分流量q q1 1进入液压缸进入液压缸工作腔，推动活塞运动；另一部分流量工作腔，推动活塞运动；另一部分流量q qT T

31、经节流阀流回箱。经节流阀流回箱。2.2.调节节流阀的流通面积调节节流阀的流通面积A AT T实现分流调速，分流流量实现分流调速，分流流量q qT T越大，进越大，进入液压缸的流量入液压缸的流量q q1 1越小，液压缸运动速度越小。越小，液压缸运动速度越小。3.3.定量泵出口并联一个溢流阀，其用于限定泵的最大工作压力，定量泵出口并联一个溢流阀，其用于限定泵的最大工作压力，当安全阀使用，只有在过载时才工作。当安全阀使用，只有在过载时才工作。当当AT一定时，一定时，F越大，越大，v越小，速越小，速度刚度度刚度T越大；越大；当当 F一定时，一定时，AT越小，越小，v越大，越大，速度刚度速度刚度T越大；

32、越大；旁路节流调速回路适用于旁路节流调速回路适用于“高速重载高速重载”场合！场合！基本回路节流调速回路速度控制回路【功率和效率】【功率和效率】只有节流损失，回路效率较高。7.3.2 7.3.2 容积调速回路容积调速回路v 工作原理工作原理 通过改变变量泵或变量马达的排量来调节执行机构运动速度通过改变变量泵或变量马达的排量来调节执行机构运动速度的回路称为容积调速回路。的回路称为容积调速回路。v 回路特点回路特点 由于没有溢流和节流损失（与节流调速回路相比较），因此由于没有溢流和节流损失（与节流调速回路相比较），因此其功率损耗小，回路效率高，油液温升小。其功率损耗小，回路效率高，油液温升小。适用于

33、适用于“高速、大功率高速、大功率”的调速系统。的调速系统。基本回路容积调速回路速度控制回路v 分分 类类根据泵和液压马达的排量是否可变及组合方式的不同，分为：根据泵和液压马达的排量是否可变及组合方式的不同，分为：变量泵变量泵 定量液动机容积调速；定量液动机容积调速；定量泵定量泵 变量液压马达变量液压马达 ；变量泵变量泵 变量液压马达变量液压马达 ；基本回路容积调速回路速度控制回路1.变量泵变量泵定量液动机容积调速回路定量液动机容积调速回路定量液动机是指液压缸和定量液压马达。定量液动机是指液压缸和定量液压马达。v变量泵变量泵缸（开式）缸（开式）推土机、升降机、插推土机、升降机、插床、拉床等大功率

34、系床、拉床等大功率系统常用。统常用。v变量泵变量泵定量马达定量马达（闭式）（闭式）基本回路容积调速回路速度控制回路变量泵变量泵定量液动机（马达）容积调速回路的调速特性：定量液动机（马达）容积调速回路的调速特性：p P 泵的输出压力，定值，泵的输出压力，定值，p p=p M；VP 变量泵排量，可变；变量泵排量，可变；n P 原动机转速，定值；原动机转速，定值；V M 定量马达排量，定值；定量马达排量，定值；n M 定量马达转速；定量马达转速；基本回路容积调速回路速度控制回路改变改变VP，可使，可使n M和和PM成比例的变化；成比例的变化；马达的转矩马达的转矩TM（或活塞的输出力（或活塞的输出力F

35、）不因调速而发生变化。）不因调速而发生变化。（其值由负载转矩或负载力决定）。（其值由负载转矩或负载力决定）。因此，称其为因此，称其为 “恒扭矩（恒推力）恒扭矩（恒推力）”调速回路。调速回路。基本回路容积调速回路速度控制回路2.定量泵定量泵变量马达容积调速回路变量马达容积调速回路基本回路容积调速回路速度控制回路其转速、转矩及功率的计算公式与变量泵其转速、转矩及功率的计算公式与变量泵定量马达的都相同。定量马达的都相同。VP 定量泵排量，定值；定量泵排量，定值；n P 原动机转速，定值；原动机转速，定值；p P 泵的输出压力，定值，泵的输出压力，定值，p p=p M；V M 变量马达排量，可变；变量

36、马达排量，可变；n M 变量马达转速；变量马达转速；基本回路容积调速回路速度控制回路改变改变VM，可使，可使n M和和PM成比例的变化；成比例的变化；在不考虑泄漏的情况下，当负载一定时，定量泵的输出功率不在不考虑泄漏的情况下，当负载一定时，定量泵的输出功率不变。马达的输出功率也不变，与变。马达的输出功率也不变，与VM无关。无关。因此，称其为因此，称其为 “恒功率恒功率”调速回路。调速回路。基本回路容积调速回路速度控制回路3.变量泵变量泵变量马达容积调速回路变量马达容积调速回路基本回路容积调速回路速度控制回路这种调速回路，实际上是前两种调速回路的组合。这种调速回路，实际上是前两种调速回路的组合。

37、这样的调节顺序，可以满足大多数机械中低速时保持这样的调节顺序，可以满足大多数机械中低速时保持较大转矩，高速时输出较大功率的要求。较大转矩，高速时输出较大功率的要求。VM=V M maxVP=V P max基本回路容积调速回路速度控制回路7.3.3 7.3.3 容积节流联合调速回路容积节流联合调速回路1.工作原理工作原理 用压力补偿变量泵用压力补偿变量泵供油，用流量阀流入或供油，用流量阀流入或流出执行机构的流量来流出执行机构的流量来改变运动速度，并使泵改变运动速度，并使泵的输出流量与执行机构的输出流量与执行机构所需流量相匹配。所需流量相匹配。2.回路特点回路特点 由于没有溢流，回由于没有溢流，回

38、路效率较高，低速性能路效率较高，低速性能及速度稳定性比单纯的及速度稳定性比单纯的容积调速回路好。容积调速回路好。基本回路容积节流调速回路速度控制回路 快速运动回路又称为增速回路，其功用在于使液压执快速运动回路又称为增速回路，其功用在于使液压执行元件获得所需的高速，缩短机械空行程运动时间，提高行元件获得所需的高速，缩短机械空行程运动时间，提高系统工作效率。系统工作效率。在不增大泵的流量的前提下，可采取下列几种措施获在不增大泵的流量的前提下，可采取下列几种措施获得快速运动。得快速运动。7.3.4 7.3.4 快速运动回路快速运动回路基本回路快速运动回路速度控制回路差动连接的增速回路差动连接的增速回

39、路快速运动回路之一快速运动回路之一基本回路快速运动回路速度控制回路基本回路快速运动回路速度控制回路用蓄能器的增速回路用蓄能器的增速回路快速运动回路之二快速运动回路之二基本回路快速运动回路速度控制回路双泵供油的增速回路双泵供油的增速回路快速运动回路之三快速运动回路之三基本回路快速运动回路速度控制回路用增速缸的增速回路用增速缸的增速回路快速运动回路之四快速运动回路之四基本回路快速运动回路速度控制回路 思考思考:可不可以用增大泵的流量的方法来可不可以用增大泵的流量的方法来 获取高速呢？获取高速呢？基本回路快速运动回路速度控制回路 速度切换回路的速度切换回路的作用作用是使执行机构在一个工作循环中实现从

40、一种是使执行机构在一个工作循环中实现从一种运动速度到另一种运动速度的切换。这个转换不仅包括快速与慢速的切运动速度到另一种运动速度的切换。这个转换不仅包括快速与慢速的切换，也包括两个慢速之间的换接。换，也包括两个慢速之间的换接。实现这些功能的回路应具有较好的速度换接平稳性。实现这些功能的回路应具有较好的速度换接平稳性。7.3.5 7.3.5 速度切换回路速度切换回路基本回路速度切换回路速度控制回路（一）（一）快进和工进速度的切换回路快进和工进速度的切换回路1.用机动换向阀实现的速度切换回路用机动换向阀实现的速度切换回路特点：特点：快慢速换接平稳，换接点的位置准确。缺点安装位置不能任意布置。基本回

41、路速度切换回路速度控制回路2.用单向行程节流阀实现的速度切换回路用单向行程节流阀实现的速度切换回路基本回路速度切换回路速度控制回路（二）（二）两种工作速度的切换回路两种工作速度的切换回路1.单个调速阀的速度切换回路单个调速阀的速度切换回路基本回路速度切换回路速度控制回路2.调速阀并联的速度切换回路调速阀并联的速度切换回路特点：特点：两个调速阀独立调节各自流量，不同时工作，互不影响。但速度换接时会使活塞前冲。基本回路速度切换回路速度控制回路3.调速阀串联的速度切换回路调速阀串联的速度切换回路特点：特点：二工进时油液经过两个调速阀，能量损失大。基本回路速度切换回路速度控制回路 同步回路的作用是：保

42、证系统中两个或多个执行元件（缸或马达）同步回路的作用是：保证系统中两个或多个执行元件（缸或马达）在运动中以相同的位移或速度（或固定的速比）运动。在运动中以相同的位移或速度（或固定的速比）运动。影响同步运动的因素很多，如：外负载、泄露、摩擦阻力、制造影响同步运动的因素很多，如：外负载、泄露、摩擦阻力、制造精度、结构弹性变形以及油液中的含气量等都会使运动不同步。因此，精度、结构弹性变形以及油液中的含气量等都会使运动不同步。因此，在实际应用中，应根据要求的同步精度的高低来选择或设计相应的同步在实际应用中，应根据要求的同步精度的高低来选择或设计相应的同步回路。回路。v 作作 用用v 同步回路的选用同步

43、回路的选用 7.4 同步回路同步回路基本回路同步回路 刚性连接的同步回路刚性连接的同步回路特点特点:刚性连接同步回路工作可靠，但偏载大时，会产生缸与活塞的单刚性连接同步回路工作可靠，但偏载大时，会产生缸与活塞的单边磨损。适用于各液压缸相互靠近的系统；也适用于气动系统。边磨损。适用于各液压缸相互靠近的系统；也适用于气动系统。同步回路之一同步回路之一 用刚性梁、齿轮用刚性梁、齿轮及齿条等机械零件，及齿条等机械零件，使两缸活塞杆建立刚使两缸活塞杆建立刚性的运动联系，强制性的运动联系，强制实现位移同步。实现位移同步。基本回路同步回路 用调速阀的同步回路用调速阀的同步回路同步回路之二同步回路之二基本回路

44、同步回路这种回路结构简单，成本低，可以调速，能实现多缸同步。在每一行程终了时仍存在误差，但可以防止产生累积误差。同步精度取决于调速阀性能，一般速度同步误差在5%8%之间。这种同步回路仅适用于负载变化不大的小功率系统。用分流阀的同步回路用分流阀的同步回路同步回路之三同步回路之三基本回路同步回路【特征】利用各类流量阀（分流集流阀、调速阀、电液比例阀等）控制进入利用各类流量阀（分流集流阀、调速阀、电液比例阀等）控制进入多个液压缸的流量，使多个液压缸同步动作多个液压缸的流量，使多个液压缸同步动作。工作原理：工作原理：利用分流集流阀使两个液压缸得到相同的或成比例的流量，使两个液压缸同步动作。工作过程：工

45、作过程：如图所示，当换向阀1左位工作时，压力油经分流集流阀3分成等量的两股进入液压缸5和6，使两缸同步上升；当换向阀1右位工作时，分流集流阀3起集流作用，控制液压缸5和6同步下降。（单向节流阀2控制两活塞下降的速度，分流集流阀3控制两活塞速度同步）特点：特点：分流集流阀自动调节进入两个液压缸的流量，保证两缸同步。使用方便，精度较高。负载变化对精度影响较小，一般速度同步误差在2%5%左右。但节流损失较大，系统效率较低。采用采用分流集流阀分流集流阀的同步动作回路的同步动作回路【常用回路】【常用回路】1.采用分流集流阀的同步动作回路采用分流集流阀的同步动作回路 用串联油缸的同步回路用串联油缸的同步回

46、路同步回路之四同步回路之四基本回路同步回路这种回路结构简单，不需要同步元件，其同步精度取决于缸的制造误差和密封性，速度同步误差约为2%3%。这种同步回路适用于负载较小的系统。用同轴马达和同步缸的同步回路用同轴马达和同步缸的同步回路同步回路之四同步回路之四 用两个同轴等排量双向液压马达或同步油缸作配流环节，输出相同流量的油液也可实现两缸双向同步。节流阀7 用于行程端点消除两缸位置误差。基本回路同步回路 用伺服阀的同步回路用伺服阀的同步回路同步回路之五同步回路之五以上介绍的几种同步回路，大多数是控制流量，以上介绍的几种同步回路，大多数是控制流量，故只能保证速度同步。如果要求位置同步精度较高故只能保

47、证速度同步。如果要求位置同步精度较高时，可采用伺服系统。伺服系统中既可以有位置反时，可采用伺服系统。伺服系统中既可以有位置反馈，又可以有速度反馈，故既能保证位置同步，又馈，又可以有速度反馈，故既能保证位置同步，又可保证速度同步。可保证速度同步。基本回路同步回路 顺序回路的作用是：使系统中各执行元件严格的按规顺序回路的作用是：使系统中各执行元件严格的按规定的顺序来动作。定的顺序来动作。按控制方式的不同，分为三类：压力控制、行程控制按控制方式的不同，分为三类：压力控制、行程控制和时间控制。和时间控制。v 作作 用用v 分分 类类7.5 7.5 顺序回路顺序回路基本回路顺序回路顺序回路之一顺序回路之

48、一顺序回路之一顺序回路之一压力控制的压力控制的顺序回路顺序回路基本回路顺序回路基本回路顺序回路顺序回路之二顺序回路之二顺序回路之二顺序回路之二行程控制的行程控制的顺序回路顺序回路基本回路顺序回路基本回路顺序回路顺序回路之三顺序回路之三顺序回路之三顺序回路之三时间控制的时间控制的顺序回路顺序回路基本回路顺序回路7.6 其它气动回路其它气动回路7.6.1 换向回路换向回路基本回路其它气动回路基本回路其它气动回路7.6.2 压力控制回路压力控制回路基本回路其它气动回路基本回路其它气动回路7.6.3 速度控制回路速度控制回路基本回路其它气动回路7.6.3 速度控制回路速度控制回路基本回路其它气动回路基本回路其它气动回路