1、机械设计制造及其自动化专业,第六章,基本回路,任何一个液压系统，无论它所要完成的动作有多么复杂，总是由一些基本回路组成的。,所谓基本回路，就是由一些液压元件组成，用来完成特定功能的油路结构。,要求熟练掌握各种基本回路所具有的功能、功能的实现方法和回路的元件组成。,熟悉和掌握基本回路的组成、工作原理及应用，是分析、设计和使用液压系统的基础。,压力控制回路,基本回路,多执行元件控制回路,液压基本回路,气压基本回路,速度控制回路,方向控制回路,方向控制回路,压力与力控制回路,速度控制回路,同步动作回路,连续往复运动回路,其它回路,第一节 液压基本回路,一、压力控制回路,压力控制回路是用压力阀来控制和
2、调节液压系统主油路或某一支路的压力，以满足执行元件所需的力或转矩。,利用压力控制回路可实现对系统进行调压(稳压)、减压、增压、卸荷、保压与平衡等各种控制。,第一节 液压基本回路,调压回路,压力控制回路,一、压力控制回路,减压回路,增压回路,卸荷回路,保压回路,平衡回路,释压回路,制动回路（自学）,继续,（一）调压回路,调压回路使系统整体或某一部分的压力保持恒定数值。,单级调压回路,通过液压泵和溢流阀的并联连接，即可组成单级调压回路。,调节溢流阀的压力，可以改变泵的输出压力；溢流阀的调定压力确定后，液压泵就在溢流阀的调定压力下工作。,实现了对液压系统进行调压和稳压控制。,（一）调压回路,调压回路
3、使系统整体或某一部分的压力保持恒定数值。,二级调压回路,可实现两种不同的系统压力控制。由先导型溢流阀2和直动式溢流阀4各调一级；,当二位二通电磁阀3处于图示位置时，系统压力由阀2调定；当阀3得电后处于下位时，系统压力由阀4调定；,（一）调压回路,调压回路使系统整体或某一部分的压力保持恒定数值。,二级调压回路,注意：阀4的调定压力一定要小于阀2的调定压力，否则不能实现。,当系统压力由阀4调定时，先导型溢流阀2的先导阀口关闭，但主阀开启，液压泵的溢流流量经主阀回油箱，这时阀4亦处于工作状态，并有油液通过。,（一）调压回路,调压回路使系统整体或某一部分的压力保持恒定数值。,二级调压回路,（一）调压回
4、路,调压回路使系统整体或某一部分的压力保持恒定数值。,多级调压回路,图示为三级调压回路，三级压力分别由溢流阀1、2、3调定；,当电磁铁1YA、2YA失电时，系统压力由主溢流阀调定；1YA得电时，系统压力由阀2调定；2YA得电时，系统压力由阀3调定。,（一）调压回路,调压回路使系统整体或某一部分的压力保持恒定数值。,多级调压回路,在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要低于主溢流阀的调定压力，而阀2和阀3的调定压力之间没有什么一定的关系。,（一）调压回路,调压回路使系统整体或某一部分的压力保持恒定数值。,比例调压回路,把单级调压回路中的溢流阀换为比例电磁溢流阀，则成为比例调压回路。,通过调节比例
5、电磁溢流阀的输入电流，即可实现系统压力的无级调节。,该回路不仅结构简单，压力切换平稳，且便于实现远距离控制或程控。,（一）调压回路,调压回路使系统整体或某一部分的压力保持恒定数值。,用变量泵调压回路,采用非限压式变量泵时，系统的最高压力由安全阀2限定；,采用限压式变量泵时，系统的最高压力由泵调节，其值为泵处于无流量输出时的压力值。,返回,（二）减压回路,减压回路使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。,一级减压回路,最常见的减压回路为通过定值减压阀与主油路相连，如示所示。,回路中的单向阀为主油路压力降低(低于减压阀调整压力)时防止油液倒流，起短时保压作用。,（注意：减压阀和溢流阀图形符号的区
6、别。）,（二）减压回路,减压回路使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。,一级减压回路,为使减压回路工作可靠，减压阀的最低调整压力不应小于0.5MPa，最高调整压力至少应比系统压力小0.5MPa；,当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以免因减压阀的泄漏影响调速。,注意,（二）减压回路,减压回路使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。,一级减压回路,液压缸5的工作压力比液压缸4的工作压力高，为使液压缸4能够正常工作，在回路中并联了一个减压阀3，使液压缸4得到一稳定的、比液压缸5压力低的压力。,（二）减压回路,减压回路使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。,二级减
7、压回路,图示回路为利用先导型减压阀1的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压。,但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定减压值。,（二）减压回路,减压回路使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。,二级减压回路,（二）减压回路,二级减压回路,二级调压回路,区别,（二）减压回路,减压回路使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。,无级减压回路,使用比例减压阀，组成减压回路；,该回路结构简单，便于实现远距离控制或程控。,通过调节比例减压阀的输入电流，即可使分支油路的无级减压。,返回,（三）增压回路,如果系统或系统的某一支油路需要压力较高但流量又不大的压力油，而采用高压泵又不经
8、济，或者根本就没有必要增设高压力的液压泵时，就常采用增压回路。,增压回路不仅易于选择液压泵，而且系统工作较可靠，噪声小。,增压回路中提高压力的主要元件是增压缸或增压器。,（三）增压回路,单作用缸增压回路,当系统在图示位置工作时，系统的供油压力p1进入增压缸的大活塞腔，此时在小活塞腔即可得到所需的较高压力p2；,当二位四通电磁换向阀右位接入系统时，增压缸返回，辅助油箱中的油液经单向阀补入小活塞。,因该回路只能间歇增压，所以称之为单作用增压回路。,（三）增压回路,双作用缸增压回路,图示回路采用双作用增压缸，能连续输出高压油。,在图示位置，液压泵输出的压力油经换向阀5和单向阀1进入增压缸左端大、小活
9、塞腔，右端大活塞腔的回油通油箱，右端小活塞腔增压后的高压油经单向阀4输出，此时单向阀2、3被关闭。,（三）增压回路,双作用缸增压回路,当增压缸活塞移到右端时，换向阀得电换向，增压缸活塞向左移动。同理，左端小活塞腔输出的高压油经单向阀3输出。,增压缸的活塞不断往复运动，两端便交替输出高压油，从而实现了连续增压。,（三）增压回路,用液压泵增压回路,液压泵2和3由液压马达4驱动，泵1与泵2或泵3串联，从而实现增压。,多用于起重机的液压系统。,返回,（四）卸荷回路,在液压系统工作中，有时执行元件短时间停止工作，不需要液压系统传递能量，或者执行元件在某段工作时间内保持一定的力，而运动速度极慢，甚至停止运
10、动；在这种情况下，不需要液压泵输出油液，或只需要很小流量的液压油。,液压泵输出的压力油全部或绝大部分从溢流阀流回油箱，造成能量的无谓消耗，引起油液发热，使油液加快变质，而且还影响液压系统的性能及泵的寿命。,（四）卸荷回路,卸荷回路可在不频繁启闭液压泵驱动电动机的情况下，使液压泵在功率输出接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命。,液压泵输出功率为其流量和压力的乘积，两者任一近似为零，功率损耗即近似为零。因此液压泵的卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种。,流量卸荷主要是使用变量泵，使变量泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转，此方法比较简单，但泵仍处在高压状态下运行，磨损比较严重
11、；压力卸荷是使泵在接近零压下运转。,（四）卸荷回路,换向阀卸荷回路,图示采用M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路，这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统能保持0.3MPa左右的压力，供操纵控制油路之用。,M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷。,（四）卸荷回路,先导式溢流阀卸荷回路,在二级调压回路中，若去掉远程调压阀4，使先导型溢流阀的远程控制口直接与二位二通电磁阀相连，便构成一种用先导型溢流阀的卸荷回路。,这种卸荷回路卸荷压力小，切换时冲击也小。,（四）卸荷回路,插装阀卸荷回路,正常工作时，液压泵压力由阀1调定；,由于插装阀通流能力大，因而这种回路适用于大流量
12、的液压系统。,当二位二通电磁阀2通电后，主阀上腔接通油箱，主阀口全部打开，泵即卸载。,（四）卸荷回路,多缸系统卸荷回路,由一个液压泵向两个以上液压缸供油时，可组成图示的多缸系统的卸载回路。,回路将四通换向阀和二通换向阀连接在一起动作，当各液压缸的换向阀都在中间位置时，泵就处在卸荷运转状态。,返回,（五）保压回路,在液压系统中，常要求液压执行机构在一定的行程位置上停止运动或在有微小的位移下稳定地维持住一定的压力，这就要采用保压回路。,最简单的保压回路是密封性能较好的液控单向阀的回路，但是，阀类元件处的泄漏使得这种回路的保压时间不能维持太久。,（五）保压回路,利用液压泵的保压回路,利用液压泵的保压
13、回路就是在保压过程中，液压泵仍以较高的压力(保压所需压力)工作。,此时，若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，易发热，故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用；,若采用变量泵，在保压时泵的压力较高，但输出流量几乎等于零，因而，液压系统的功率损失小，这种保压方法能随泄漏量的变化而自动调整输出流量，因而其效率也较高。,（五）保压回路,利用蓄能器的保压回路1,当主换向阀在左位工作时，液压缸向前运动且压紧工件，进油路压力升高至调定值，压力继电器动作使二通阀通电，泵即卸荷，单向阀自动关闭，液压缸则由蓄能器保压。,（五）保压回路,缸压不足时，压力继电器复位使泵重新工作。,保压时
14、间的长短取决于蓄能器容量，调节压力继电器的工作区间即可调节缸中压力的最大值和最小值。,利用蓄能器的保压回路1,（五）保压回路,利用蓄能器的保压回路2,图示为多缸系统中的保压回路，支路需保压；,液压泵通过单向阀向支路供油，当支路压力升高到压力继电器的调定值时，压力继电器发出信号，控制换向阀（图中未示出），使泵向主油路输油，另一个执行元件开始动作；此时，单向阀关闭，支路由蓄能器保压并补偿泄漏。,（五）保压回路,自动补油保压回路,图示为采用液控单向阀和电接触式压力表的自动补油式保压回路；,（电接触压力表-触点可调，并固定于一定范围）,（五）保压回路,自动补油保压回路,当1YA得电，换向阀右位接入回路
15、，液压缸上腔压力上升至电接触式压力表的上限值时，上触点接电，使电磁铁1YA失电，换向阀处于中位，液压泵卸荷，液压缸由液控单向阀保压。,（五）保压回路,自动补油保压回路,当液压缸上腔压力下降到预定下限值时，电接触式压力表又发出信号，使1YA得电，液压泵再次向系统供油，使压力上升。,该回路能自动地补充压力油，使其压力能长期保持在一定范围内。,返回,（六）平衡回路,平衡回路的功用，在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。,当1YA得电后活塞下行时，液压缸下腔的油液顶开顺序阀回油箱，回油路上存在着一定的背压；,用顺序阀的平衡回路,（六）平衡回路,平衡回路的功用，在于防止垂直
16、或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。,当换向阀处于中位时，活塞就停止运动，不再继续下移。,用顺序阀的平衡回路,只要将这个背压调得能支承住活塞和与之相连的工作部件自重，活塞就可以平稳地下落。,（六）平衡回路,平衡回路的功用，在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。,用顺序阀的平衡回路,这种回路当活塞向下快速运动时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落，因此它只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。,（六）平衡回路,平衡回路的功用，在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行
17、下落。,回路由减压阀和溢流阀组成。,减压平衡回路,进入液压缸的压力由减压阀调节，以平衡载荷F，液压缸的活塞跟随载荷作随动位移s；,（六）平衡回路,平衡回路的功用，在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。,当F小于减压阀提供的力时，由减压阀向液压缸供油，活塞杆向上移动；,减压平衡回路,当F大于溢流阀调定压力时，溢流阀溢流，活塞杆向下移动；,（六）平衡回路,平衡回路的功用，在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。,该回路保证液压缸在任何时候都保持对载荷的平衡。,减压平衡回路,溢流阀的调定压力要大于减压阀的调定压力。,返回,（七）释压回路,液压
18、系统在保压过程中，由于油液的压缩性和机械部分产生弹性变形，因而储存了相当的能量，若立即换向，则会产生压力冲击。,因而对容量大的液压缸和高压系统（大于7MPa），应在保压与换向之间采取释压措施。,（七）释压回路,当加压（保压）结束后，首先使阀2换向和将阀1切换至中位，缸上腔高压油经节流阀释压；,节流阀释压回路,液压泵短期卸荷后，再使阀1换接至左位，并使阀2断电，左位接入，活塞向上快速回程。,（七）释压回路,当换向阀1处于中位、换向阀5右位接入时，液控单向阀3打开，缸左腔高压油经节流阀释压；,节流阀、液控单向阀和换向阀释压回路,然后将换向阀1切换到右位，同时阀5断电复位，活塞便快速退回。,（七）释
19、压回路,当换向阀处于图示位置时，溢流阀6的远程控制口通过节流阀7和单向阀8回油箱。,溢流阀释压回路,调节节流阀的阀口大小就可以改变溢流阀的开启速度，也即调节缸上腔高压油的释压速度。,（七）释压回路,溢流阀释压回路,溢流阀的调节压力应大于系统中调压溢流阀（图中未示出）的压力，因此溢流阀6也起安全阀的作用。,返回,（八）制动回路,（ 自 学 ）,返回,第一节 液压基本回路,速度控制回路是研究液压系统的速度调节和变换问题，常用的速度控制回路有调速回路、快速运动回路、速度换接回路等。,二、速度控制回路,调速回路是调节液压执行元件的速度；,快速运动回路是使液压执行元件获得快速的运动；,速度换接回路是完成
20、不同工作进给速度之间的变换。,不考虑液压油的压缩性和泄漏：,（一） 调速回路,液压缸的运动速度v由输入流量q和液压缸的有效作用面积A决定，即：,原理,液压马达的转速n由输入流量q和液压马达的排量Vm决定，即 ：,因此，改变输入执行元件的流量q，或改变缸的有效工作面积A、马达的排量Vm，都可调节执行元件的运动速度。,（一） 调速回路,一般来说，改变缸的工作面积比较困难，所以，常常通过改变流量q或排量Vm来调节执行元件速度，并由此构成不同方式的调速回路。,节流调速回路,调速回路,容积调速回路,容积节流调速回路,采用定量泵和流量控制阀，通过调节流量阀，控制流量,采用变量泵或变量马达，改变它们的排量,
21、同时采用变量泵和流量阀来达到调速的目的,继续,节流调速回路,节流调速回路的工作原理，是通过调节流量控制元件（节流阀或调速阀）的通流截面积大小，来控制流入或流出执行元件的流量，从而实现运动速度的调节。,根据流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流回路、回油节流回路和旁路节流调速三种回路。,节流调速回路,图示回路能实现节流调速功能吗？,如果调节回路里只有节流阀，则液压泵输出的油液全部经节流阀流进液压缸；,思考,在这种情况下节流阀不能起调节流量的作用，液压缸的速度不会改变。,改变节流阀节流口的大小，只能改变油液流经节流阀速度的大小，而总的流量不会改变；,节流调速回路,进油节流调速回路,节流阀串联在液压
22、泵和液压缸之间。,液压泵输出的油液一部分经节流阀进入液压缸工作腔，推动活塞运动，多余的油液经溢流阀流回油箱。,有溢流是这种调速回路正常工作的必要条件。,节流调速回路,进油节流调速回路,可以推导出该类回路的速度负载特性方程为：,K常数，与节流阀节流口形式、油液性质等有关,速度负载特性,AT节流阀的通流面积,m指数，与阀口类型有关,pp供油压力，定值,节流调速回路,进油节流调速回路,速度负载特性,由该式可知：,液压缸的运动速度v和节流阀的通流面积AT成正比；,调节AT可实现无级调速（这种回路的调速范围较大）；,调定AT后，速度随负载的增大而减小（速度负载特性较软）；,节流调速回路,进油节流调速回路
23、,速度负载特性,选用不同AT值，作v-F曲线图，即速度负载特性曲线，表示液压缸运动速度随负载变化的规律。,曲线越陡，说明负载变化对速度的影响越大，即刚性越差。,速度负载特性曲线,节流调速回路,进油节流调速回路,速度负载特性,当AT一定时，重载区域比轻载区域刚性差；,故这种调速回路适用于低速轻载的场合。,速度负载特性曲线,在相同负载下，AT大时，亦即速度高时速度刚性差。,节流调速回路,进油节流调速回路,无论当AT为何值，该回路的最大承载值为：,最大承载能力,此时节流阀两端压差p为零，活塞运动停止，液压泵输出的流量全部经溢流阀回油箱。,节流调速回路,进油节流调速回路,液压泵的输出功率：,功率和效率
24、,液压缸的输出功率：,该回路的功率损失：,（qy为通过溢流阀的溢流量）,节流调速回路,进油节流调速回路,功率和效率,该回路的功率损失：,这种调速回路的功率损失由两部分组成，即溢流损失 Py=ppqy 和节流损失 PT = pq1 。,由于存在两部分功率损失，这种调速回路的效率较低。,节流调速回路,回油节流调速回路,节流阀串联在液压缸的回油路上，控制缸的排油量来实现速度调节。,由于进入缸的流量q1受到回油路上q2的限制，调节q2，也就调节了进油量q1。,定量泵输出的多余油液经溢流阀流回油箱，溢流阀调整压力pp基本保持稳定。,节流调速回路,回油节流调速回路,回油节流调速和进油节流调速的速度负载特性
25、和速度刚性基本相同。,可以推导出该类回路的速度负载特性方程为：,速度负载特性,若缸两腔有效面积相同（双活塞杆液压缸），两种回路的速度负载特性和速度就完全一样。,节流调速回路,回油节流调速回路,回油节流调速的最大承载能力与进油节流调速相同，都为：,最大承载能力,节流调速回路,回油节流调速回路,功率和效率,液压泵的输出功率：,液压缸的输出功率：,该回路的功率损失：,（qy为通过溢流阀的溢流量）,节流调速回路,回油节流调速回路,功率和效率,该回路的功率损失：,这种调速回路的功率损失由两部分组成，即溢流损失 Py=ppqy 和节流损失 PT = pq2 。,一般情况下，可以认为进、回油节流调速回路的效
26、率是相同的。,节流调速回路,回油节流调速回路,与进油节流调速回路比较：,承受负值载荷（与缸运动方向相同的负载）的能力,回油节流调速回路的节流阀使缸回油腔形成一定的背压，在负值负载时，能阻止工作部件的前冲；,进油节流调速回路的回油腔没有背压，不能在负值负载下工作。,节流调速回路,回油节流调速回路,与进油节流调速回路比较：,停车后的起动性能,长期停车后油腔内的油液回流回油箱，在泵重新工作时：,回油节流调速回路的进油路上没有节流阀控制流量，会使活塞前冲；,进油节流调速回路活塞前冲很小，甚至没有前冲。,节流调速回路,回油节流调速回路,与进油节流调速回路比较：,实现压力控制的方便性,进油调速回路，进油腔
27、压力随负载变化，工作部件碰到死挡铁后，压力升到溢流阀调定压力，这一压力变化给压力控制带来方便；,回油调速回路，回油腔压力随负载变化，工作部件碰到死挡铁后，压力降为零，不便于压力控制。,节流调速回路,回油节流调速回路,与进油节流调速回路比较：,发热及泄漏,进油调速回路，经过节流阀发热后的油直接进入缸的进油腔，对热变形有严格要求的精密设备会产生不利影响；,回油调速回路，经过节流阀发热后的油液流回油箱冷却，发热的影响较小。,节流调速回路,回油节流调速回路,与进油节流调速回路比较：,运动平稳性,回油调速回路，回油路上节流阀的小孔对缸的运动有阻尼作用，同时空气也不易渗入，较进油调速回路可获得更稳定的运动
28、；,对于单杆液压缸，无杆腔的进油量大，在进油回路中同一个节流阀可使液压缸得到更低的速度。,节流调速回路,回油节流调速回路,与进油节流调速回路比较：,为了提高回路的综合性能，一般常采用进油节流调速，必要时在回油路上加背压阀，使其兼具两者的优点；,但同时也增加了节流调速回路的功率损失。,节流调速回路,旁路节流调速回路,节流阀安装在与液压缸并联的旁油路上。,改变节流阀的通流面积，调节排回油箱流量，间接地控制进入液压缸的流量，可实现对液压缸速度的调节。,节流调速回路,旁路节流调速回路,与进油、回油节流调速回路不同之处主要是：进入液压缸的流量q1为泵的流量qp与节流阀溢走的流量qT之差。,当回路中泵的工
29、作压力随负载而变化时，正比于压力的泄漏量也是变量（前两回路是常量），对速度产生了附加影响。,节流调速回路,旁路节流调速回路,图示为不同AT 值对应的速度负载特性曲线。,当AT 一定而负载增加时，速度显著下降，即特性较软；负载越大，速度刚性越大；,速度负载特性,当负载一定时，AT 越小（活塞运动速度越高），速度刚性越大。,节流调速回路,旁路节流调速回路,由图示横坐标可以看出，最大承载能力随AT 的增大而减小；,即回路的低速承载能力很差，调速范围也小。,最大承载能力,节流调速回路,旁路节流调速回路,只有节流损失而无溢流损失，泵的输出压力随负载而变化，即节流损失和输入功率随负载而变化，故比前两种调速
30、回路效率高。,功率和效率,节流调速回路,旁路节流调速回路,旁路节流调速回路负载特性很软，低速承载能力差。,总结,旁路节流调速回路应用较前两种回路少，只适用于高速、负载变化较小、对速度平稳性要求不高，但要求功率损失较小的系统。,节流调速回路,采用调速阀的节流调速回路,由于调速阀本身能在负载变化的条件下保证节流阀进出油口间的压差基本不变，故用调速阀代替上述回路中的节流阀，可克服速度负载特性较软，变载荷下速度平稳性较差的缺点。,旁路节流特性,进油节流特性,节流调速回路,采用调速阀的节流调速回路,旁路节流调速回路在负载增加时，液压泵的泄漏使活塞速度有小量的降低。,采用调速阀后回路性能的提高，是以加大流
31、量控制阀的工作压差，即增加液压泵的压力为代价的。,旁路节流特性,进油节流特性,节流调速回路,采用比例流量阀的节流调速回路,使用比例节流阀或比例调速阀的节流调速回路，也可分为进油、回油、旁路节流调速几种，特性与上述相应回路相似。,采用比例阀可实现输入电信号对于输出流量的比例控制。,返回,容积调速回路,容积调速回路是通过改变回路中液压泵或液压马达的排量来实现调速的。,没有溢流损失和节流损失，所以效率高、油的温度低，适用于高速、大功率系统；,变量泵和变量马达的结构复杂，成本较高。,特点,容积调速回路,按油路循环方式不同，容积调速回路有开式回路和闭式回路两种。,开式回路：液压泵从油箱吸油，执行元件的回
32、油直接回油箱。,回路结构简单，油液冷却充分；但油箱体积较大，空气和赃物易进入回路。,闭式回路：液压泵将油输入执行机构的进油腔，又从执行机构的回油腔吸油。,结构紧凑，只需很小的补油箱，杂物不易进入回路，但冷却条件差。为了补偿工作中油液的泄漏，一般设辅助泵补油。,容积调速回路,变量泵和定量液压执行元件容积调速回路,这种调速回路可由变量泵与液压缸或变量泵与定量液压马达组成。,变量泵- 液压缸,图示为开式回路，溢流阀作安全阀用。改变变量泵的排量，即可调节活塞的运动速度。,容积调速回路,变量泵和定量液压执行元件容积调速回路,若不考虑液压泵以外的元件和管道的泄漏，这种回路的活塞速度为：,变量泵- 液压缸,
33、qt- 变量泵的理论流量,k1- 变量泵的泄漏系数,容积调速回路,变量泵和定量液压执行元件容积调速回路,这种回路在低速下承载能力很差。,变量泵- 液压缸 调速特性(不同qt值),由于变量泵有泄漏，活塞运动速度随负载增大而减小。,低速时，F增大至某值时，出现活塞停止运动现象，此时泵的流量流量等于泄漏量。,容积调速回路,变量泵和定量液压执行元件容积调速回路,变量泵- 定量马达,图示为闭式回路，高压管路中溢流阀2作安全阀用，以防止系统过载。,低压管路中的4为小流量的补油泵，用于补充泵和马达的泄漏，并置换部分已发热油液；溢流阀5用来调节补油泵的供油压力。,容积调速回路,变量泵和定量液压执行元件容积调速
34、回路,若不计损失，马达转速,变量泵- 定量马达,改变变量泵的排量，即可液压马达的转速。,这种回路中，泵1的转速和液压马达3的排量视为常量。,容积调速回路,变量泵和定量液压执行元件容积调速回路,变量泵- 定量马达 调速特性,马达的输出转矩和回路的工作压力取决于负载转矩，不会因调速而变化，故这种回路被称为恒转矩调速回路。,容积调速回路,定量泵和变量马达容积调速回路,定量泵1输出流量不变，改变变量马达3的排量可以改变液压马达的转速。,定量泵- 变量马达,2是安全阀，4是补油泵，5为调节补油压力的溢流阀。,容积调速回路,定量泵和变量马达容积调速回路,由于泵的转速和排量均为定值，故马达的输出功率恒定不变
35、，该回路为恒功率调速回路。,定量泵- 变量马达 调速特性,马达的输出转矩与输出转速成反比。,容积调速回路,变量泵和变量马达容积调速回路,回路采用双向变量泵和双向变量马达；变换泵的供油方向，可实现马达正反向旋转。,单向阀6和8用于使补油泵能双向补油；7和9使安全阀3在两个方向都能起过载保护作用；,实际该回路是变量泵定量马达和定量泵变量马达回路的组合。,容积调速回路,变量泵和变量马达容积调速回路,马达转速的调节可分成低速和高速两段进行。,低速段，先使变量马达的排量最大，获得最大输出转矩，再用变量泵调速，随着转速升高，输出功率也随之增大。,这一速度段具有变量泵定量马达式容积调速回路的工作特性（恒转矩
36、）。,变量量泵- 变量马达 调速特性,容积调速回路,变量泵和变量马达容积调速回路,马达转速的调节可分成低速和高速两段进行。,高速段，泵为最大排量，用变量马达调速，将马达排量由大调小，马达转速继续升高，输出转矩随之降低。,这一速度段具有定量泵变量马达式容积调速回路的工作特性（恒功率）。,返回,变量量泵- 变量马达 调速特性,容积节流调速回路,容积节流调速回路是采用压力补偿式变量泵供油，用流量控制阀（调速阀或节流阀)调节进入或流出液压缸的流量来调节其运动速度，并使泵的输出流量自动地与液压缸所需流量相适应。,没有溢流损失，效率较高，速度稳定性比容积调速回路好。,常用在速度范围大、中小功率的场合。,特
37、点,容积节流调速回路,限压式变量泵和调速阀的调速回路,回路由限压式变量泵1供油，压力油经调速阀2进入液压缸工作腔，回油经背压阀4返回油箱。,液压缸的运动速度由调速阀中的节流阀来控制。,容积节流调速回路,限压式变量泵和调速阀的调速回路,设泵的流量为qP，则稳态工作时qPq1。,在关小调速阀的瞬时，q1减小，而泵的输油量未来及改变，即qPq1;,阀6为安全阀，无溢流，故泵出口压力升高，使限压式变量泵输出流量自动减小，直至qPq1。,反之亦然。,容积节流调速回路,限压式变量泵和调速阀的调速回路,调速阀不仅能保证进入液压缸的流量稳定，还可以使泵的流量自动地和液压缸所需的流量相适应，故也可使泵的供油压力
38、基本稳定，因而该回路也称为定压式容积节流回路。,容积节流调速回路,限压式变量泵和调速阀的调速回路,这种回路的承载能力、运动平稳性、速度刚性等与采用调速阀的节流调速回路相同。,回路无溢流损失，有节流损失；在速度低、负载小的场合，效率很低。,容积节流调速回路,差压式变量泵和调速阀的调速回路,工作原理与限压式回路相似。,节流阀2控制进入液压缸的流量q1，并使变量泵1输出流量qP自动和q1适应。,容积节流调速回路,差压式变量泵和调速阀的调速回路,当qPq1时，泵的供油压力上升，泵内左、右两个控制活塞便进一步压缩弹簧，推动定子右移，减小泵的偏心，使泵的流量减小到qPq1。,反之亦然。,容积节流调速回路,
39、差压式变量泵和调速阀的调速回路,这种回路没有溢流损失，且泵的供油压力随负载而变换，功率损耗只有节流阀处的节流损耗，故回路的效率较高，发热少。,这种回路宜用在负载变化大，速度较低的中、小功率场合。,返回,（二） 快速运动回路,为了提高生产效率，机床工作部件常常要求实现空行程(或空载)的快速运动。,快速运动要求液压系统流量大而压力低。这和工作运动时一般需要的流量较小和压力较高的情况正好相反。,对快速运动回路的要求主要是在快速运动时，尽量减小需要液压泵输出的流量，或者在加大液压泵的输出流量后，但在工作运动时又不致于引起过多的能量消耗。,（二） 快速运动回路,实现快速运动的方法很多，常用的有：,快速运
40、动回路又称增速回路，其功用是在于使液压执行元件获得所需的高速，以缩短机械空行程的运动时间，提高系统的效率。,液压缸差动连接回路,快速运动回路,采用蓄能器的快速运动回路,双液压泵供油回路,继续,用增速缸的快速运动回路,液压缸差动连接回路,当阀3和阀5左位接入时，液压缸差动连接作快速运动；,当阀3右位接入后（阀5通电），缸快退。,当阀5电磁铁通电，差动连接被切断，缸回油经单向调速阀6，实现工进；,液压缸差动连接回路,差动连接在不增加泵流量的情况下提高执行元件的运动速度。,否则，会使压力损失增大，泵的供油压力过高，致使泵的部分压力油从溢流阀溢回油箱，达不到差动快进的目的。,泵的流量和有杆腔排出的流量
41、合在一起流过的阀和管路应按合成流量来选择；,液压缸差动连接回路,当活塞两端有效面积比为2:1时，快进速度将是非差动连接时的2倍，既油泵供油量可减少一半。,采用差动连接的快速回路方法简单、经济，但快、慢速度的换接不够平稳。,返回,当换向阀5处于中位时，缸6不动，泵1经单向阀3向蓄能器4充油，使蓄能器储存能量；,当蓄能器压力升高到它的调定值时，卸荷阀2打开，泵卸荷，由单向阀保持住蓄能器压力。,采用蓄能器的快速运动回路,当换向阀在左位或右位接入回路时，泵和蓄能器同时向液压缸供油，使其快速运动。,回路适用于短时间内需要大流量的场合，并可用小流量的液压泵使液压缸获得较大的运动速度；,采用蓄能器的快速运动
42、回路,需注意的是在缸的一个工作循环内，须有足够的停歇时间使液压蓄能器充液。,返回,低压大流量液压泵1和高压小流量液压泵2并联；,双液压泵供油回路,两泵同时向系统供油时可实现液压缸的快速运动；,进入工作行程时，系统压力升高，液控顺序阀3打开使泵1卸荷，仅由小流量泵2向系统供油，液压缸的运动变为慢进工作行程。,系统的工作压力由溢流阀5调定，单向阀4在系统工进时关闭。,返回,双液压泵供油回路,双泵供油回路功率利用合理、效率高，并且速度换接较平稳，在快、慢速度相差较大的机床中应用很广泛，缺点是要用一个双联泵，油路系统也稍复杂。,当换向阀左位接通时，压力油经柱塞的通孔进入B腔，使活塞快速伸出，速度vd=
43、4qp/d2;,A腔中所需油液经液控单向阀3从辅助油箱吸入。,用增速缸的快速运动回路,此时，活塞杆在压力油作用下继续外伸，因有效面积加大，速度变慢而推力加大。,用增速缸的快速运动回路,活塞伸出到工作位置时，由于负载加大，压力升高，打开顺序阀4，高压油进入A腔，同时关闭单向阀3。,返回,（三） 速度换接回路,速度换接回路使执行元件在一个工作循环中，从一种运动速度变换到另一种运动速度。,速度换接回路的要求是速度换接要平稳，即不允许在速度变换的过程中有前冲(速度突然增加)现象。,快速转慢速的换接回路,速度换接回路,两种慢速的换接回路,继续,能实现快速转慢速换接的方法很多，如液压缸差动连接回路和用增速
44、缸的快速运动回路。,机床的液压系统中常使用行程阀来实现快速和慢速的换接。,快速转慢速的换接回路,液压缸差动连接回路,在图示位置液压缸右腔的回油可经行程阀6和换向阀2流回油箱，使活塞快速向右运动。,快速转慢速的换接回路,当快速运动到达所需位置时，活塞上挡块压下行程阀，将其通路关闭，液压缸右腔的回油就必须经过节流阀5流回油箱，活塞的运动转换为工作进给运动(简称工进)。,当换向阀2左位接入回路时，压力油同时经单向阀和节流阀进入液压缸右腔，使活塞快速向左退回。,快速转慢速的换接回路,因为行程阀的通油路是由液压缸活塞的行程控制阀芯移动而逐渐关闭的，所以换接时的位置精度高，冲出量小，运动速度的变换也比较平
45、稳；但行程阀的安装位置不能任意布置。,返回,可用两个调速阀来实现不同工进速度的换接，调速阀可并联，也可串联。,图示为两个调速阀并联，由换向阀3实现换接。,调速阀并联,两种慢速的换接回路,图示位置输入缸的流量由调速阀1调节；,换向阀3右位接入时，则由调速阀2调节，两个调速阀的调节互不影响。,一个调速阀工作时，另一个调速阀没有油液通过，它的减压阀则处于完全打开的位置，在速度换接开始的瞬间不能起减压作用，容易出现部件突然前冲的现象。,两种慢速的换接回路,故该回路不宜用于在工作过程中的速度换接，只可用在速度预选的场合。,调速阀并联,换向阀6左位接入回路，当阀5电磁铁断电时，调速阀2被短接，缸的流量由调
46、速阀1控制。,调速阀串联,两种慢速的换接回路,当阀5右位接入回路时，由于调速阀2的流量调得比调速阀1的小，故输入缸的流量由调速阀2控制。,回路在工作时调速阀1一直工作，它限制着进入液压缸或调速阀2的流量，因此在速度换接时不会使液压缸产生前冲现象，换接平稳性较好。,两种慢速的换接回路,在调速阀2工作时，油液需经两个调速阀，故能量损失较大。,返回,调速阀串联,第一节 液压基本回路,三、方向控制回路,方向控制回路的作用是利用各种方向阀来控制流体的通断和变向，以便使执行元件启动、停止和换向。,换向回路,方向控制回路,锁紧回路,继续,缓冲回路,（一） 换向回路,换向过程一般可分为三个阶段：执行元件减速制
47、动、暂短停留和反向起动。,时间制动换向回路,继续,换向过程通过换向阀的阀芯与阀体之间位置变化来实现，因此选用不同换向阀组成的换向回路，其换向性能也不相同。,根据换向过程的制动原理，有以下两种换向回路：,行程制动换向回路,所谓时间制动换向，即从发出换向信号，到实现减速制动，这一过程的时间基本上是一定的。,时间制动换向回路,图示位置活塞带动工作台向左运动到行程终点，工作台上挡铁使先导阀A左位。,（图6-31）,控制压力油经阀A、单向阀进入换向阀的左端；,时间制动换向回路,换向阀右端的油首先经快跳孔7、先导阀回油箱；,换向阀心迅速右移至中间位置，将快跳孔7盖住，实现换向前的快跳；,在此过程中，制动锥
48、c和a逐渐将进油路23和回油路45关小，实现工作台的缓冲制动。,当换向阀心到达中位时，由于中位采用H型过渡机能，缸左、右腔同时与进、回油相通，工作台靠惯性浮动。,时间制动换向回路,当阀心盖住孔7后，阀心右端回油只能经节流阀回油箱，阀芯慢速向右移动，直到制动锥c和a将油路23和回油路45都关闭时，工作台停止运动。,从先导阀换向，到工作台减速制动停止，换向阀心总是移动一定的距离（制动锥的长度）。,时间制动换向回路,当换向阀两端的节流阀调整好后，工作台每次换向制动所需的时间是一定的，故称为时间制动换向回路。,时间制动换向回路,工作台向左、右运动速度均由节流阀L调节。,当工作台停止后，换向阀心继续慢速
49、右移，制动锥b和d逐渐将进油路24和回油路35打开，工作台开始反向运动。,这种回路适用于换向精度要求不高，但换向频率高且要求换向平稳的场合。,返回,所谓行程制动换向，即从发出换向信号，到实现减速制动，这一过程工作部件所走过的行程基本上是一定的。,行程制动换向回路,当工作台到达左端预定位置时，挡铁碰到换向杠杆带动先导阀芯右移，制动锥e逐渐关闭a至节流阀E的回油路，工作台减速制动；,图示位置活塞带动工作台向左运动；,在先导阀心上的制动锥完全关闭缸的回油路之前，先导阀左边到换向阀B左端的控制油路和换向阀右端到先导阀右边的控制回油路已开始打开（一般为0.10.45mm），使换向阀以三种速度向右移动，以实现工作台的换向。,行程制动换向回路,首先，换向阀右端的回油可经快跳孔b和先导阀回油箱，所以换向阀向右快跳到中间位置；,行程制动换向回路,由于换向阀的中位机能为P型，缸左、右腔同时通压力油，同时制动锥e将缸的回油关闭，缸停止工作；,当换向阀快跳到中位时，其阀芯将快跳孔b关闭，此时阀B右端的回油只能经节流阀D、先导阀回油箱，换向阀心就慢速右移（缸两腔仍通压力油），实现液压缸换向前的暂停。,行程制动换向回路,当阀B慢速右移至阀心上的凹槽与快跳孔b相通时，换向阀心第二次快跳至右端，工作台的进回油路也迅速换向，工作台便快速右行，实现一次换向。,
