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1、第七章 第七章 液压基本回路主要内容：一、 一、 速度控制回路（一） （一） 调速回路：油缸：v=q/A 液压马达: n=q/Vm1.节流调速回路；2.容积调速回路；3.容积节流调速回路（二） （二） 速度换接回路（三） （三） 快速回路二、 二、 压力控制回路（一） （一） 调压回路（二） （二） 减压回路（三） （三） 卸荷回路（四） （四） 保压回路（五） （五） 增压回路三、 三、 方向控制回路（一） （一） 换向回路（二） （二） 锁紧回路四、 四、 多缸动作控制回路（一） （一） 顺序动作回路（二） （二） 同步动作回路（三） （三） 防干扰回路第一节 速度控制回路 速度控制回路是
2、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、快速回路、速度换接回路等，本节中分别对上述三种回路进行介绍。一、调速回路 调速回路的基本原理 从液压马达的工作原理可知，液压马达的转速nM由输入流量和液压马达的排量Vm决定，即nM=q/V m，液压缸的运动速度v由输入流量和液压缸的有效作用面积A决定，即v=q/A。 通过上面的关系可以知道，要想调节液压马达的转速n M或液压缸的运动速度v，可通过改变输入流量q、改变液压马达的排量V m和改变缸的有效作用面积A等方法来实现。由于液压缸的有效面积A是定值，只有改变流量q的大小来调速，而改变输入流量q，可以通过采用流量阀或变量泵来实现，
3、改变液压马达的排量V m，可通过采用变量液压马达来实现，因此，调速回路主要有以下三种方式： 1）节流调速回路：由定量泵供油，用流量阀调节进入或流出执行机构的流量来实现调速； 2）容积调速回路：用调节变量泵或变量马达的排量来调速； 3）容积节流调速回路：用限压变量泵供油，由流量阀调节进入执行机构的流量，并使变量泵的流量与调节阀的调节流量相适应来实现调速。此外还可采用几个定量泵并联，按不同速度需要，启动一个泵或几个泵供油实现分级调速。 1、节流调速回路图71节流调速原理。 节流调速回路是通过调节流量阀的通流截面积大小来改变进行执行机构的流量，从而实现运动速度的调节。 如图71所示，如果调节回路里只
4、有节流阀，则液压泵输出的油液全部经节流阀流进液压缸。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，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。1）进油节流调速回路 进油调速回路是将节流阀装在执行机构的进油路上，起调速原理如图7-2（a）所示.图72（a）进油节流调速回路A. A. 回路的特点因为是定量泵供油，流量恒定，溢流阀调定压力为pt，泵的供油压力p0，进入液压缸的流量q1由节流阀的调节开口面积a确定,压力作用在活塞A1上，克服负载F，推动活塞以速度v=q1/A1向右运动。因为定量泵供油， q1小于qB ，所以p0=溢流阀调定供油压力pt=
5、const 活塞受力平衡方程：p1 A1= F +p2 A2进入油缸的流量q1=Kapm p= pb-F/A1q1=Ka (pb-F/A1)mB. B. 进油节流调速回路的速度-负载特性方程为 （7-1） 式中：k为与节流口形式、液流状态、油液性质等有关的节流阀的系数；a为节流口的通流面积；m为节流阀口指数（薄壁小孔，m=0.5）。由式（7-1）可知，当F增大,a一定时，速度v减小。C.进油节流调速回路的速度-负载特性曲线图7-2(c)速度负载特性D.进油节流调速回路的优点是：液压缸回油腔和回油管中压力较低，当采用单杆活塞杆液压缸，使油液进入无杆腔中，其有效工作面积较大，可以得到较大的推力和较
6、低的运动速度，这种回路多用于要求冲击小、负载变动小的液压系统中。 E.回路效率 =FV/qBp0 qBp0= p0q1+p0qY = p1q1+p q1 +p0qY 如图：p1q1= FV 有用功率 p q1节流损失 pbqY溢流损失所以在20%左右 ） ） 回油节流调速回路：回油节流调速回路将节流阀安装在液压缸的回油路上，其调速原理如图7-2（b）所示。图7-2（b）回油节A.回路的特点因为是定量泵供油，流量恒定，溢流阀调定压力为pt，泵的供油压力p0，进入液压缸的流量q1，液压缸输出的流量q2，q2由节流阀的调节开口面积a确定,压力p1作用在活塞A1上，压力p作用在活塞A上，推动活塞以速度
7、v=q1/A1向右运动，克服负载F做功。因qAqAq1qAAq1小于qB， 所以p0=溢流阀调定供油压力pt=constp1活塞受力平衡方程：p1 A1= F +p2 A2p2 =（p1 A1 F）/ A2 F=0时 p2 =p1 A1 / A2p1q=Kapm pp= （p1A1F）/ Aq=Ka（p1A1F）/ AmB. 回油节流调速回路的速度-负载特性方程为： (72) 式中：k为与节流口形式、液流状态、油液性质等有关的节流阀的系数；a为节流口的通流面积；m为节流阀口指数（薄壁小孔，m=0.5）。由式（7-1）可知，当F增大,a一定时，速度v减小。C. C. 回油节流调速回路的速度-负载
8、特性曲线如图72c 图7-2(c)速度负载特性D. D. 回油节流调速回路的优点：节流阀在回油路上可以产生背压，相对进油调速而言，运动比较平稳，常用于负载变化较大，要求运动平稳的液压系统中。而且在a一定时，速度v随负载F增加而减小。 E.回路效率 =FV/qBpb qBpb= pbq1+pbqY = q1（A p）+p q1 +pbqY 如图：p1q1= FV 有用功率 p q_节流损失 pbqY溢流损失所以在20%左右 如图72（a）、（b）所示，将节流阀串联在回路中，节流阀和溢流阀相当于并联的两个液阻，定量泵输出的流量q B不变，经节流阀流入液压缸的流量q 1和经溢流阀流回油箱的流量q的大
9、小，由节流阀和溢流阀液阻的相对大小决定。节流阀通过改变节流口的通流截面，可以在较大范围内改变其液阻，从而改变进入液压缸的流量，调节液压缸的速度。） ） 旁路节流调速回路这种回路由定量泵、安全阀、液压缸和节流阀组成，节流阀安装在与液压缸并联的旁油路上，其调速原理如图7-3所示。图73旁路节流调速回路 定油泵输出的流量q B，一部分（q1） 进入液压缸，一部分（q2）通过节流阀流回油箱。溢流阀在这里起安全作用，回路正常工作时，溢流阀不打开，当供油压力超过正常工作压力时，溢流阀才打开，以防过载。溢流阀的调节压力应大于回路正常工作压力，在这种回路中，缸的进油压力p1等于泵的供油压力p B，溢流阀的调节
10、压力一般为缸克服最大负载所需的工作压力的p1max1.11.3倍. 4）采用调速阀的节流调速回路 前面介绍的三种基本回路其速度的稳定性均随负载的变化而变化，对于一些负载变化较大，对速度稳定性要求较高的液压系统，可采用调速阀来改善起速度-负载特性。图74调速阀进油节流调速回路 采用调速阀也可按其安装位置不同，分为进油节流、回油节流、旁路节流三种基本调速回路。 图7-4为调速阀进油调速回路。图7-4(a)为回路简图，图7-4(b)为其速度负载特性曲线图。其工作原理与采用节流的进油节流阀调速回路相似。在这里当负载F变化而使p1变化时，由于调速阀中的定差输出减压阀的调节作用，使调速阀中的节流阀的前后压
11、差p保持不变，从而使流经调速阀的流量q1不变，所以活塞的运动速度v也不变。其速度负载特性曲线如图7-4(b)所示。由于泄漏的影响，实际上随负载F的增加，速度v有所减小。在此回路中，调速阀上的压差p包括两部分：节流口的压差和定差输出减压口上的压差。 所以调速阀的调节压差比采用节流阀时要大，一般p5105Pa，高压调速阀则达10105Pa。这样泵的供油压力pB相应地比采用节流阀时也要调得高些，故其功率损失也要大些。这种回路其他调速性能的分析方法与采用节流阀时基本相同。综上所述，采用调速阀的节流调速回路的低速稳定性、回路刚度、调速范围等，要比采用节流阀的节流调速回路都好，所以它在机床液压系统中获得广
12、泛的应用。2.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。其主要优点是功率损失小(没有溢流损失和节流损失)且其工作压力随负载变化，所以效率高、油的温度低，适用于高速、大功率系统。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。开式回路中泵从油箱吸油，执行机构的回油直接回到油箱，油箱容积大，油液能得到较充分冷却，但空气和脏物易进入回路。闭式回路中，液压泵将油输出进入执行机构的进油腔，又从执行机构的回油腔吸油。闭式回路结构紧凑，只需很小的补油箱，但冷却条件差。为了补偿工作中油液的泄漏，一般设补油泵，补油泵的流量为主泵流量的10%15%。压力调节为310510105Pa。容积调速回路通常有三种基本形式：变量泵和定量液动机的容积调速回路；定量泵和变量马达的容积调速回路；变量泵和变量马达的容积调速回路。(1)变量泵和定量液动机的容积调速回路。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。其回路原理图如图7-5所示，图7-5(a)为变量泵与液压缸所组成的开式容积调速回路；图7-5(b)为变量泵与定量液压马达组成的闭式容积调速回路。图7-5变量泵定量液动机容积调速回路(a)开式回路 (b)闭式回路 (c)闭式回路的特性曲线其工作原理是：图7-5(a)中活塞5的运
