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1、第十六章 液压基本回路及液压系统 161 压力控制回路 162 速度控制回路 163 其他回路 164 液压传动系统 一个液压系统不管如何复杂，总是由一些简单的基本回路组成。 所谓液压基本回路，是指由几个液压元件组成的用来完成特定功能 的典型回路。按其功能的不同，基本回路可以分为压力控制回路、 速度控制回路、方向控制回路和顺序动作控制回路等。熟悉和掌握 这些基本回路的结构组成和原理性能，有助于液压系统的设计。 161 压力控制回路 压力控制回路是利用压力控制阀来控制液压系统的压力，实现 调压、保压、减压、卸荷等目的，以满足执行元件驱动负载的要求。 一、调压回路 1双向调压回路 图16-1 双向
2、调压 回路 通过调压回路控制系统的工作压力，使它不超过某一预先调定好的数值，或 使工作机构在运动过程中各阶段具有不同的压力。 执行元件正反行 程需要不同的供油 压力时，可采用图 示的双向调压回路 。 图中溢流阀2的调 定压力低于溢流阀1 的调定压力 161 压力控制回路 2多级调压回路 图16-2 多级调压 回路 远程调压阀2 和3的调定压 力小于先导溢 流阀1的调定 压力。 远程调压阀2 和3的调定压 力可以不同， 以获得不同的 泵出口压力。 161 压力控制回路 二、卸荷回路 在液压设备短时间停止工作期间，一般不宜关闭电动机，因频 繁启闭对电动机和泵的寿命有严重影响。但若让泵在溢流阀调定压
3、力 下回油，又造成很大的能量浪费，使油温升高，系统性能下降。为此 应设置卸荷回路解决上述矛盾。 1换向阀卸荷回路 图16-3 换向阀卸荷回路 利用换向阀的 中位机能形成卸 荷回路。 161 压力控制回路 2溢流阀卸荷回路 图16-4 溢流阀的卸荷回路 如图为采用先导型溢流阀的 卸荷回路。适用于流量较大的 场合。实用中常采用这种卸荷 方法，故将溢流阀和串联在该 阀外控口的电磁换向阀组合成 一个元件，称为电磁溢流阀。 电磁换向阀上位工作，液 控口X接通油箱，溢流阀打开 ，泵卸荷。 161 压力控制回路 三、减压回路 在单泵的液压系统中（有多个执行元件或支路的情况），当某 个执行元件或某个支路所需的
4、工作压力低于溢流阀所调定的稳 定值，或要求有可调的稳定的低压输出时，就要采用减压阀组 成的减压回路。 1 单级减压回路 如图16-5a所示是夹紧机构上通用的减压回路。 2 二级减压回路 如图16-5b所示是一种二级减压回路。 161 压力控制回路 1.单级减压回路2二级减压回路 161 压力控制回路 四、保压回路 液压缸在工作循环的某一阶段，若需要保持一定的工作压力 ，就应采用保压回路。可在回路中设置蓄能器，使液压泵在保压期间 处于卸荷状态，节省能源。 图16-6 泵卸荷的保压回路 换向阀左位工作，活塞杆伸出 ，进油压力升高，达到压力继 电器设定值时，发信号使二位 二通阀通电，泵卸荷，单向阀
5、关闭，液压缸由蓄能器保压。 161 压力控制回路 五、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，或在下行运动中由于自重而造成失控 超速的不稳定运动。 图16-7平衡回路 单向顺序阀，由单向阀和 顺序阀组成，也称平衡阀 。 换向阀左位工作，顺序 阀起到背压阀作用，使油 缸下腔压力增大而缓降； 中位工作，活塞停止在任 意处；右位工作，单向阀 起作用。 162 速度控制回路 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。 162 速度控制回路 一、节流调速回路 节流调速回路采用定量泵供油，用节
6、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，分为进油 节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种回路。 （a）进油调速回路 （b）回油调速回路 162 速度控制回路 在采用调速阀的调速回 路中，虽然解决了速度稳定性 问题，但由于调速阀中包含了 减压阀和节流阀的损失，并且 同样存在着溢流阀损失，故此 回路的功率损失比节流阀调速 回路还要大些。 （c）速度负载特性曲线 采用节流阀的调速回路，负载大时，速度负载特性曲线的斜率 大，说明负载变化对速度的影响大，即速度的刚性差；节流阀的通流 面积AT大时，速度负载特性曲线的斜率大，说明通流面积大时，速度 的刚性差。因此，节流
7、阀调速回路通常用于轻载、低速、负载变化不 大和对速度稳定性要求不高的场合。 162 速度控制回路 二、容积调速回路 节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功率系统。而采用 变量泵或变量马达的容积调速回路，因无节流损失或溢流损失，故效 率高，发热小。容积调速回路适用于大功率液压系统。 图16-9 变量泵容积调速回路图 如图所示为由变量泵与液压缸组成的 容积调速回路，此回路为开式油路。 4是安全阀，回路最大压力由它限定 。 2是背压阀，提高活塞运动的稳定性 。 162 速度控制回路 图16-9 变量泵容积调速回路图 如图所示为由变量泵与定量 马达组成的容积调速回路，此 回路为闭式油路。 1是小流量
8、辅助泵，用于补 偿回路泄漏等，其输出压力由 溢流阀2调定。 5是安全阀，防止回路过载。 162 速度控制回路 三、速度换接回路 设备的工作部件在自动循环工作过程中，需要进 行速度换接，例如机床的二次进给工作循环为：快进 第一次工进第二次工进快退，对液缸活塞的速 度有由快速转换为慢速、由第一种慢速转换为第二种 慢速的速度换接等要求。实现这些功能的回路称为速 度换接回路。 图16-10 用行程阀的快慢速换接回路 162 速度控制回路 如图所示为一种采用行 程阀的速度换接回路。 4是行程阀（机动换向 阀），布置在液压缸附近 。 换向阀2右位工作的情况 。 换向阀2左位工作的情况 。 162 速度控制
9、回路 （a） （b） 图16-11 两种工进速度的换接回路 两调速阀串联获得3种速度 。 阀B的开口调得比阀A小。 两调速阀并联获得3种速度 。 阀B的开口调得比阀A小。 163 其他回路 一、顺序动作回路 在液压传动的机械中，有些执行元件的运动常常要求按严格顺 序依次动作。例如工件应先定位、后夹紧、再加工等。顺序动作回 路就是满足这些要求的液压回路。按照控制方式的不同，有行程控 制和压力控制之分。 1用行程阀控制的顺序动作回路 换向阀1右位工作， 实现动作； 手动换向阀复位； 换向阀1左位工作， 实现动作。 163 其他回路 2用行程开关控制的顺序动作回路 图16-13 行程开关控制的顺序动
10、作回路 1YA通电，完成动作； 触动1ST使2YA通电，完 成动作; 触动2ST使1YA断电，完 成动作； 触动3ST使2YA断电，完 成动作； 触动4ST使泵卸荷或做其 它动作。 163 其他回路 3用顺序阀控制的顺序动作回路 图16-14 顺序阀控制的顺序动作回路 如图系统中，要求A缸先 动，B缸后动，通过顺序阀2 实现。 A缸动作压力由溢流阀确 定， A缸到位压力升高，达 到顺序阀调定压力，实现B 缸动作。 163 其他回路 4用压力继电器控制的顺序动作回路 图16-15 压力继电器控制的顺序动作回路 电磁铁1YA通电； 油进A左缸，动作1； 缸压力上升； 压力继电器发信号； 电磁铁2Y
11、A通电； 油进B左缸，动作2。 163 其他回路 二、锁紧回路 锁紧回路是使液压缸能在任意 位置上停留，且停留后不会在外力 作用下移动位置的回路。 可以利用换向阀的中位机能实 现锁紧，如图16-3a。 图16-16 锁紧回路 图16-16是利用液控单向阀的 双向锁紧回路。当换向阀在左位 工作时，液控口X2打开通入压力 油，缸的回油反向流过单向阀口 。 当换向阀在右位工作时情况类似 。 若要使活塞停止运动，只要让 换向阀在中位工作，液压缸两腔 油液无法通过单向阀流回，故锁 紧。 163 其他回路 三、同步回路 使两个或多个液压缸在运动中保持相对位置不变或保持速度相 同的回路称为同步回路。液压缸外
12、负载、泄漏、摩擦阻力、制造精 度、结构弹性变形以及油液中含气量，都会使运动不同步。同步回 路要尽量克服或减少这些因素的影响。 图16-17 同步回路 换向阀左位工作，活 塞右行，活塞油腔油液 通过调速阀流向油箱， 相同性能的调速阀使得 流出流量一致而保持同 步。 换向阀右位工作，活 塞左行，活塞油腔油液 通过单向阀流进活塞右 腔。 164 液压传动系统 液压系统是根据液压设备的工作要求，选用适 当的基本回路构成的。在液压系统图中，各个液 压元件及它们之间的连接与控制方式，均按标准 图形符号画出。 下面是几个典型液压系统实例。 164 液压传动系统 一、升降缸缓冲装置的液压系统 图示为应用二位二
13、通阀4 与调速阀5并联使升降缸1实现 缓冲的液压回路。一般机械手 升降缸缓冲装置常用这种液压 回路。 图16-18 升降缸缓冲装置的液压系统 在图示位置，压力油进入液压 缸上腔，活塞下行。 档块碰1ST使1YA通电，阀4关 闭，由调速阀5缓冲。 活塞下行至底， 1YA断电，阀 4复位。 2YA通电，换向阀3左位工作 。 164 液压传动系统 二、Z6312D型抛砂机液压系统 液压缸1用于驱动抛砂机大转臂摆动；液压缸3用于驱动小转 臂摆动；升降液压缸2用于驱动抛砂机小转臂连同抛砂头的升 降运动。 定量泵11是动力元件。 本系统有缸1摆动，缸3摆动，缸2升降运动和液压泵11卸荷 四种工作状态。 1
14、64 液压传动系统 1 缸1或缸3摆动 1YA通电，换向阀5左位工作 ，缸1左腔进油大转臂顺时针摆 动，到位后1YA断电，缸1停止 运动。2YA通电，反向摆动。 缸1摆动速度由调速阀9调节。 2 缸2升降运动 3YA通电，换向阀6左位工作 ，缸2下腔进油并快速上升。 4YA通电，油液经节流阀4流回 油箱，缸2慢速下降，由节流阀 调节下降速度。单向阀8防止系 统中的油液倒流。 3 液压泵11卸荷 当三个缸都停止工作，7通电 ，电磁阀下位接入系统，泵通 过溢流阀10 卸荷。压力计12显 示油压。 164 液压传动系统 三、YT4543型动力滑台液压系统 图示液压系统采用单杆活 塞式液压缸及限压式变
15、量 叶片泵。该动力滑台的液 压系统可以实现多种不同 的工作循环，其中一种比 较典型的工作循环是：快 进第一次工作进给第 二次工作进给止挡块停 留快退原位停止。 164 液压传动系统 1工作循环分析 1) 快进 按下启动按钮，电 磁铁1YA通电，电液换向阀4左位 接入系统，这时液压缸5形成差动 连接回路。因为快进时滑台的载荷 较小，系统中的压力较低，所以变 量泵2输出较大流量，动力滑台实 现快进，其油路为： 进油路：过滤器1泵2单 向阀3换向阀4行程阀6液压 缸5左腔。 回油路：液压缸5右腔换向 阀4单向阀12行程阀6液压 缸5左腔。 164 液压传动系统 2) 第一次工作进给 当快进行程结束时
16、，滑 台上的挡块压下行程阀6， 切断快速运动进油路，此时 电磁铁1YA继续通电，阀4 仍以左位接入系统，液压油 只能经调速阀11和二位二通 换向阀9进入液压缸5左腔。 其油路是： 进油路：过滤器1泵2 阀3阀4阀11阀9液 压缸5左腔。 回油路：液压缸5右腔 阀4阀13阀14油箱。 164 液压传动系统 3) 第二次工作进给 当第一 次工作进给结束时，滑台上 的挡块压下行程开关，发出 电信号使阀9电磁铁3YA通电 ，使其油路关闭，这时液压 油须通过阀11和10进入液压 缸左腔。因调速阀10的通流 面积比调速阀11通流面积小 ，故第二次工作进给的进给 量由调速阀10来决定。其他 油路流动情况与第一次工作 进给相同。 164 液压传动系统 4) 止挡块停留 当滑台 完成第二次工作进给后， 碰上止挡块即停留
