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1、第7章 液压基本回路,7.1 方向控制电路 7.2 压力控制电路 7.3 速度控制电路 7.4 多缸动作控制电路,7.1 方向控制电路,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。 在液压系统中，工作机构的启动、停止或变化运动方向等都是利用控制进入执行元件液流的通、断及改变流动方向来实现的。实现这些功能的回路称为方向控制回路。常见的方向控制回路有换向回路和锁紧回路。 7.1.1换向回路 换向回路用于控制液压系统中液流方向，从而改变执行元件的运动方向。下面主要介绍由电磁换向阀和液动换向阀组成的换向回路。,下一页,返回,7.1 方向控制电路,1.电磁换
2、向阀组成的换向回路 图7-1是利用行程开关控制三位四通电磁换向阀动作的换向回路。按下启动按钮，1YA通电，阀左位工作，液压缸左腔进油，活塞右移；当触动行程开关2ST时，1YA断电，2YA通电，阀右位工作，液压缸右腔进油，活塞左移；触动行程开关1ST时，1YA通电，2YA断电，阀又左位工作，液压缸又左腔进油，活塞又向右移。这样往复变换换向阀的工作位置，就可自动改变活塞的移动方向。1YA和2YA都断电，活塞停止运动。 采用二位四通、三位四通、三位五通电磁换向阀组成的换向回路是较常用的。电磁换向阀组成的换向回路操作方便，易于实现自动化，但换向时间短，故换向冲击大（尤以交流电磁阀更甚），适用于小流量、
3、平稳性要求不高的场合。,上一页,下一页,返回,7.1 方向控制电路,2.液动换向阀组成的换向回路 液动换向阀组成的换向回路，适用于流量超过63 L/min、对换向精度和平稳性有一定要求的液压系统，但是，为使机械自动化程度提高，液动换向阀常和电磁换向阀、机动换向阀组成电液换向阀和机液换向阀来使用。此外，液动换向阀也可以手动，也可以手动换向阀为先导，组成换向回路。 图7-2为电液换向阀组成的换向回路。当1YA通电，三位四通电磁换向阀左位工作，控制油路的压力油推动液动换向阀的阀芯右移，液动换向阀处于左位工作状态，泵输出的液压油经液动换向阀的左位进入缸左腔，推动活塞右移；当1YA断电2YA通电，三位四
4、通电磁换向阀换向（右位工作），使液动换向阀也换向，主油路的液压油经液动换向阀的右位进入缸右腔，推动活塞左移。,上一页,下一页,返回,7.1 方向控制电路,7.1.2锁紧回路 能使液压缸在任意位置上停留，且停留后不会在外力作用下移动位置的回路称锁紧回路。凡采用M型或O型滑阀机能换向阀的回路，都能使执行元件锁紧。但由于普通换向阀的密封性较差，泄漏较大，当执行元件长时间停止时，就会出现松动，而影响锁紧精度。 图7-3为采用液压锁（由两个液控单向阀组成）的锁紧回路。液压缸两个油口处各装一个液控单向阀，当换向阀处于左位或右位工作时，液控单向阀控制口X2或X1通入压力油，缸的回油便可反向通过单向阀口，此时
5、活塞可向右或向左移动；当换向阀处中位时，因阀的中位机能为H型，两个液控单向阀的控制油直接通油箱，故控制压力立即消失（Y型中位机能亦可），液控单向阀不再反向导通，液压缸因两腔油液封闭便被锁紧。由于液控单向阀的反向阀的反向密封性很好，因此锁紧可靠。,上一页,返回,7.2 压力控制回路,压力控制回路是对系统整体或系统某一部分的压力进行控制的回路。这类回路包括调压、减压、卸荷、平衡等多种回路。 7.2.1调压回路 为使系统的压力与负载相适应并保持稳定，或为了安全而限定系统的最高压力，都要用到调压回路，下面介绍三种调压回路。 1.单级调压回路 图7-4为定量泵节流调速液压系统，调节节流阀的开口大小，即可
6、调节进入执行元件的流量，泵输出的多余流量经溢流阀溢回油箱。在工作过程中溢流阀是常开的，液压泵的工作压力决定于溢流阀的调整压力，并且保持基本恒定。溢流阀的调整压力必须大于液压缸最大工作压力和油路各种压力损失的总和。,下一页,返回,7.2 压力控制回路,2.双向调压回路 执行元件正反行程需不同的供油压力时，可采用双向调压回路，如图7-5所示。当换向阀在左位工作时，活塞为工作行程，泵出口由溢流阀1调定为较高压力，缸右腔油液通过换向阀回油箱，溢流阀2此时不起作用。当换向阀如图示在右位工作时，缸作空行程返回。泵出口由溢流阀2调定为较低压力，阀1不起作用。缸退至终点后，泵在低压下回油，功率损耗小。,上一页
7、,下一页,返回,7.2 压力控制回路,3.多级调压回路 有些液压设备的液压系统需要在不同的工作阶段获得不同的压力。 如图7-6（a）所示为二级调压回路。在图示状态，泵出口压力由溢流阀1调定为较高压力；二位二通换向阀通电后，则由远程调压阀2调定为较低压力。阀2的调定压力必须小于阀1的调定压力。 图7-6（b）为三级调压回路。图示状态下，泵出口压力由阀1调定为最高压力（若阀4采用H型中位机能的电磁阀，则此时泵卸荷，即为最低压力）；当换向阀4的左、右电磁铁分别通电时，泵压由远程调压阀2和3调定。阀2和阀3的调定压力必须小于阀1的调定压力值。,上一页,下一页,返回,7.2 压力控制回路,7.2.2减压
8、回路 1.单向减压回路 如图7-7所示为用于夹紧系统的单向减压回路。单向减压阀5安装在液压缸6与换向阀4之间，当1YA通电，三位四通电磁换向阀左位工作，液压泵输出压力油通过单向阀3、换向阀4，经减压阀5减压后输入液压缸左腔，推动活塞向右运动，夹紧工件，右腔的油液经换向阀4流回油箱；当工件加工完了，2YA通电，换向阀4右位工作，液压缸6左腔的油液经单向减压阀5的单向阀、换向阀4流回油箱，回程时减压阀不起作用。单向阀3在回路中的作用是，当主油路压力低于减压回路的压力时，利用锥阀关闭的严密性，保证减压油路的压力不变，使夹紧缸保持夹紧力不变。还应指出，减压阀5的调整压力应低于溢流阀2的调整压力，才能保
9、证减压阀正常工作（起减压作用）。,上一页,下一页,返回,7.2 压力控制回路,2.二级减压回路 如图 7-8是减压阀和远程调压阀组成的二级减压回路。图示状态，夹紧压力由减压阀1调定；当二通阀通电后，夹紧压力则由远程调压阀2决定，故此回路为二级减压回路。若系统只需一级减压，可取消二通阀与阀2，堵塞阀1的外控口。若取消二通阀，阀2用直动式比例溢流阀取代，根据输入信号的变化，便可获得无级或多级的稳定低压。为使减压回路可靠地工作，其最高调整压力应比系统压力低一定的数值，例如中高压系统减压阀约低1 MPa（中低压系统约低0.5 MPa），否则减压阀不能正常工作。当减压支路的执行元件速度需要调节时，节流元
10、件应装在减压阀的出口，因为减压阀起作用时，有少量泄油从先导阀流回油箱，节流元件装在出口，可避免泄油对节流元件调定的流量产生影响。减压阀出口压力若比系统压力低得多，会增加功率损失和系统升温，必要时可用高低压双泵分别供油。,上一页,下一页,返回,7.2 压力控制回路,7.2.3平衡回路 为了防止立式液压缸与垂直运动的工作部件由于自重而自行下落造成事故或冲击，可以在立式液压缸下行时的回路上设置适当的阻力，产生一定的背压，以阻止其下降或使其平稳地下降，这种回路即为平衡回路。 1.单向顺序阀的平衡回路 图7-9所示是单向顺序阀组成的平衡回路。调节单向顺序阀1的开启压力，使其稍大于立式液压缸下腔的背压。活
11、塞下行时，由于回路上存在一定背压支承重力负载，活塞将平稳下落；换向阀处于中位时，活塞停止运动。此处的单向顺序阀又称为平衡阀。这种平衡回路由于回路上有背压，功率损失较大。另外，由于顺序阀和滑阀存在内泄，活塞不可能长时间停在任意位置，故这种回路适用于工作负载固定且活塞闭锁要求不高的场合。,上一页,下一页,返回,7.2 压力控制回路,2.采用液控单向阀的平衡回路 图7-10所示是液控单向阀的平衡回路。由于液控单向阀是锥面密封，泄漏小，故其闭锁性能好。回油路上的单向节流阀2是用于保证活塞向下运动的平稳性。假如回油路上没有节流阀，活塞下行时，液控单向阀1将被控制油路打开，回油腔无背压，活塞会加速下降，使
12、液压缸上腔供油不足，液控单向阀会因控制油路失压而关闭。但关闭后控制油路又建立起压力，又将阀2打开，致使液控单向阀时开时闭，活塞下行时很不平稳，产生振动或冲击。,上一页,下一页,返回,7.2 压力控制回路,7.2.4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。因为泵的输出功率为其输出压力与输出流量之积，当其中的一项数值等于或接近于零时，即为液压泵卸荷。这样可以减少液压泵磨损，降低功率消耗，减小温升。卸荷的方式有两类：一类是液压缸卸荷，执行元件不需要保持压力；另一类是液压泵卸荷，但执行元件仍需保持压力。,上一页,下一页,返回,7.2
13、压力控制回路,1.执行元件不需保压的卸荷回路 （1）换向阀中位机能的卸荷回路 图7-11所示为采用M型（或H型）中位机能换向阀实现液压泵卸荷的回路。当换向阀处于中位时，液压泵出口直通油箱，泵卸荷。因回路需保持一定的控制压力以操纵执行元件，故在泵出口安装单向阀。 （2）电磁溢流阀的卸荷回路 图7-12所示为采用电磁溢流阀1的卸荷回路。电磁溢流阀是带遥控口的先导式溢流阀与二位二通电磁阀的组合。当工作部件停止运动时，二位二通电磁阀通电，溢流阀阀芯上部弹簧腔的油经二位二通电磁阀回油箱，因此电磁阀全开，油泵输出的油经溢流阀流回油箱，实现泵卸荷。,上一页,下一页,返回,7.2 压力控制回路,2.执行元件需
14、要保压的卸荷回路 （1）限压式变量泵的卸荷回路 图7-13所示为限压式变量泵的卸荷回路。当系统压力升高达到变量泵压力调节螺钉调定压力时，压力补偿装置动作，液压泵3输出流量随供油压力升高而减小，直到维持系统压力所必需的流量，回路实现保压卸荷，系统中的溢流阀1作安全阀用，以防止泵的压力补偿装置的失效而导致压力异常。 （2）卸荷阀的卸荷回路 图7-14所示为用蓄能器保持系统压力而用卸荷阀使泵卸荷的回路。当电磁铁1YA得电时，泵和蓄能器同时向液压缸左腔供油，推动活塞右移，接触工件后，系统压力升高。当系统压力升高到卸荷阀1的调定值时，卸荷阀打开，液压泵通过卸荷阀卸荷，而系统压力用蓄能器保持。若蓄能器压力
15、降低到允许的最小值时，卸荷阀关闭，液压泵重新向蓄能器和液压缸供油，以保证液压缸左腔的压力是在允许的范围内。图中的溢流阀2是当安全阀用。,上一页,返回,7.3 速度控制回路,假设输入执行元件的流量为q，液压缸的有效面积为A，液压马达的排量为VM，则液压缸的运动速度为 v=q/A 液压马达的转速为 n=q/VM 由以上两式可知，改变输入液压执行元件的流量q（或液压马达的排量VM）可以达到改变速度的目的。 调速方法有以下三种： 节流调速采用定量泵供油，由流量阀改变进入执行元件的流量以实现调速; 容积调速采用变量泵或变量马达实现调速; 容积节流调速采用变量泵和流量阀联合调速。,下一页,返回,7.3 速
16、度控制回路,1.节流调速回路 节流调速回路在定量液压泵供油的液压系统中安装了流量阀，调节进入液压缸的油液流量，从而调节执行元件工作行程速度。该回路结构简单，成本低，使用维修方便，但它的能量损失大，效率低，发热大，故一般只用于小功率场合。 根据流量阀在油路中安装位置的不同，可分为进油路节流调速、回油路节流调速、旁油路节流调速等形式。 （1）进油路节流调速回路 把流量控制阀串联在执行元件的进油路上的调速回路称为进油路节流调速回路，如图7-15所示。回路工作时，液压泵输出的油液（压力pB由溢流阀调定），经可调节流阀进入液压缸左腔，推动活塞向右运动，右腔的油液则流回油箱。液压缸左腔的油液压力p1由作用在活塞上的负载阻力F的大小决定。液压缸右腔的油液压力p20，进入液压缸油液的流量q1由节流阀调节，多余的油液q2经溢流阀流回油箱。,上一页,下一页,返回,7.3 速度控制回路,若A为活塞的有效作用面积，A0为流量阀节流口通流截面积，当活塞带动执行机构以速度v向右作匀速运动时，作用在活塞两个方向上的力互相平衡，则 p1A=F 即 p1=F/A 设节流阀前后的压力差为p，则 p=
