7液压基本回路解析Word文档格式.docx

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速度控制回路

多缸工作控制回路

1方向控制回路

⏹锁紧回路：

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

双向液压锁（H、Y滑阀机能（M、O型）

换向回路

2压力控制回路

功用

控制系统整体或系统某一部分的压力，满足执行元件对力或力矩所提出的要求

调压、卸荷、释压、保压、增压、减压、平衡等多种回路

1）调压回路（对整个系统或某一局部的压力进行控制，使之既满足使用要求，又能↓△P，↓发热。

）

调压回路：

用于控制系统的工作压力，使它不超过某一预先调定好的值，或者使工作机构在运动过程中的不同阶段具有不同压力的回路

单级调压回路：

单级调压回路的组成：

泵、溢流阀、节流阀、24D、液压缸等

单级调压回路特点

回路简单，调节方便，若将溢流阀换为比例溢流阀，则可实现无级调压，还可远距离控制，但无功损耗较大。

远程调压回路

⏹绝大部分油液仍从主溢流阀1溢走

⏹回路中远程调压阀调节的最高压力应低于主溢流阀的调定压力

多级调压回路

⏹阀4的调定压力一定要小于阀2的调定压力

⏹阀2和阀3的调定压力要小于阀1的调定压力

2）减压回路

减压回路功用：

使某一支路获得低于泵压的稳定压力。

减压回路分类：

单级减压——用一个减压阀即可

多级减压——减压阀+远程调压阀即可

无级减压——比例减压阀即可

减压回路特点

0、5Mpa<

p2<

p1-0、5MPa，以使回路可靠工作

3）卸荷回路

卸荷：

泵在很小功率下运转的情况

*p=0

P=pq<

（零p、q）

*q=0

卸荷回路目的

↓△P，↓发热、↓泵和电机负载，↑泵的寿命

3、速度控制回路

改变执行元件的运动速度

调速*、换速、增速回路等

2、1、1调速回路

调速原理

液压缸：

v=q/A

液压马达：

n=q/Vm

由上两式知：

∵改变q、Vm、A，皆可改变v或n，

一般A是不可改变的。

改变q，即可改变v

∴液压马达：

既可改变q，又可改变Vm

调速回路调速方法

节流调速——改变q

容积调速——改变泵和马达的V

容积节流调速——既可改变q，又可改变V

对调速回路的要求

调速范围大

速度稳定性好

效率高

一节流调速回路

节流调速回路组成

定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。

节流调速回路工作原理

通过改变流量控制阀阀口的通流面积来控制流进或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。

节流调速回路分类

节流阀节流调速

按采用流量阀不同<

调速阀节流调速

进油路

按流量阀安装位置不同<

回油路

旁油路

节流阀进口节流调速回路

特征

油路

工作特性分析

节流阀进口节流调速回路特征

将节流阀串联在进入液压缸的油路上，即串联在泵和缸之间，调节A节，即可改变q，从而改变速度，且必须和溢流阀联合使用。

节流阀进口节流调速回路油路

节流阀→液压缸

qp<

溢流阀→油箱

节流阀进口节流调速回路工作特性分析

1）速度负载特性

2）最大承载能力

3） 

功率和效率

速度负载特性

液压缸稳定工作时的受力平衡方程

结论

p1A=F+p2A

∵p2→Tpp=pS=C

∴p2=0p1=F/A

故节流阀两端的压力差为 

△p=pP-p1=pP-F/A

经节流阀进入液压缸的流量为：

q1=CAT△pφ=CAT（PP-F/A）φ

液压缸的运动速度

v=q1/A=CAT（pP-F/A）φ/A

结论：

v∝AT改变AT，即可改变

q1改变v。

AT调定，v随F

变化而变化。

速度负载特性结论

①AT=C,F↑,v↓

∴速度负载特性软，即轻载时刚性好

②F=C,AT越小，v刚性越好，

即低速时刚性好。

最大承载能力

∵PP=pS=C，

∴不论AT如何变化，其最大承载能力

不变即Fmax=pPAT

故称为恒推力调速（或恒转矩调速）

液压泵的输出功率

液压缸的输出功率

回路的功率损失

溢流损失

节流损失

回路的效率

PP=pPqP=常数

P1=Fv=Fq1/A=p1q1

△p=pP-p1

=pPqP-p1q1

=pP（q1+△q）-（pP-△p）q1

=pP△q+△pq1

△q=qP-q1

溢流损失

△pY=pP△q

△pT=△pq1

η=p1/pP=Fv/pPqP=p1q1/pPqP

∵存在两部分功率损失

∴这种调速回路效率较低

故进油路节流调速回路适用于轻载、

低速、负载变化不大和速度稳定

性要求不高的小功率液压系统。

如磨床液压系统

节流阀出口节流调速回路

特征

相同处

比较

不同处

节流阀出口节流调速回路特征

将节流阀串联在液压缸的回油路上，即串联在缸和油箱之间，调节AT，可调节q2以改变速度，仍应和溢流阀联合使用，pP=pS。

与进口节流调速回路相同处

∵v—F特性基本与进口节流相似

∴上述结论都适用于此

与进口节流调速回路不同处

1）承受负值负载能力

2）实现压力控制的方便性

3）最低稳定速度

承受负值负载能力

∵回油路节流阀使缸有一定背压

∴能承受负值负载，并↑v稳定性，

而进油路则需在回油路上增加背

压阀方可承受，△P↑。

实现压力控制的方便性

∵进油路调速中工作台碰到死挡铁后，

活塞停止，缸进油腔油压上升至pS

∴便于实现压力（升压）控制而回油路

调速在上述工况时，进油腔压力变化

很小，无法控压，而回油腔p↓0，

可降压发讯，但电路复杂。

最低稳定速度

∵若回路使用单杆缸，无杆腔进油量大于有杆腔回油流量

∴在缸径、缸速相同情况下，进油节流调速回路流量阀开

口较大，低速时不易堵塞。

故进油节流调速回路能获得更低稳定速度，为了提高回路

综合性能，实践中常采用进油节流调速回路，并在回油

路加背压阀（用溢流阀、顺序阀或装有硬弹簧的单向阀

串接于回油路），因而兼有两回路优点。

节流阀旁路节流调速回路

应用

节流阀旁路节流调速回路特征

将节流阀装在与执行元件并联的支路上，即与缸并联，溢流阀做安全阀，pP取决于负载，pP=p1=△p=F/A

节流阀旁路节流调速回路油路

缸（q1）

q<

节流阀→T

节流阀旁路节流调速回路工作特性分析

（1）速度负载特性

（2） 

最大承载能力

（3） 

功率和效率

节流阀旁路节流调速回路速度负载特性

重复进油路节流调速回路的推导步骤，可得本回路的速度负载特性方程，但应考虑泵的泄漏量影响。

q1=qP-qT=（qtP-△qP）-qT

=（qtP-kLpP）-CAT△pφ

=qtp-kL（F/A）-CAT（F/A）φ

故液压缸的工作速度为：

v=q1/A=[qtp-kL（F/A）-CAT（F/A）φ]/A

①AT=C，F↑，v↓,F↓，v↑，即v—F特性更软

②F=C,↑AT，v↓;

↓AT↑v，即速度随AT而变化

节流阀旁路节流调速回路最大承载能力

AT↑，阻力↓，Fmax↓，即低速承载能力小，

AT至一定值时，即使F很小，qp→节→T,

V=0，所以Fmax既与AT有关，又受安全阀调

定压力的限制。

节流阀旁路节流调速回路功率和效率

∵pP随F变化而变化，

只有△P节，而无△P溢

∴η高，发热少。

节流阀旁路节流调速回路应用

∵v—F特性较软，低速承载能力差。

∴一般用于高速、重载、对速度平

稳性要求很低的较大功率场合，如：

牛头刨床主运动系统、输送机械

液压系统、大型拉床液压系统、

龙门刨床液压系统等。

采用调速阀的节流调速回路

按调速阀安装位置

特点

*进油路

<

回油路

调速阀的节流调速回路特点

1在负载变化较大，v稳定性要求较高的场合，则用

调速阀替代节流阀，当△P>

△Pmin，qV不随

△P而变化，所以速度刚性明显优于节流阀调速。

2虽解决了速度稳定性问题，但因既有△P溢，又有

△P节，还有△P减，所以，△P更大，一般用于P

较小，但F变化较大而v稳定性要求较高的场合。

二容积调速回路

分类

容积调速回路特点

∵节流调速回路效率低、发热大，只适用于小

功率场合。

∴而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失

故效率高，发热小，一般用于大功率场合。

容积调速回路分类

开式

按油路循环方式<

闭式

泵—缸式

按所用执行元件不同<

变—定

泵—马达式<

定—变

变—变

变量泵和定量马达容积调速回路（恒转矩）

组成

工作特性

变量泵和定量马达容积调速回路组成

变量泵和定量马达容积调速回路工作特性

•nM=qP/VM

∵VM=定值

∴调节qP即可改变nM 

②若不计损失，在调速范围内，

T=pPVM/2π=C

∴称恒转矩容积调速

定量泵—变量马达式容积调速回路（恒功率

特点

定量泵—变量马达式容积调速回路工作特性

nM=qP/VM

∵qP=定值

∴调节VM即可改变nM

定量泵—变量马达式容积调速回路特点

∵nM与VM成反比

TM与VM成正比

∴VM↑，nM↓，TM↑；

VM↓，nM↑，TM↓，

以致带不动负载，

使马达“自锁”。

故这种回路很少单独使用

变量泵——变量马达式容积调速回路

工作原理

变量泵—变量马达式容积调速回路工作原理

第一段：

先将VM调至最大并固定，

然后将VP由小→大,

分两段调节nM从0↑nM’（变—定）

第二段：

将VP固定至最大，

VM由大→小，

nM从nM’↑nMmax（定—变）

∴调速范围大，λ可达100。

变量泵——变量马达式容积调速回路特点

∵nM低时TM大，nM高时TM小

∴正好符合大部分机械要求故多用于机床主运动、纺织机械、矿山机械

三容积节流调速回路

∵容积调速回路虽然效率高，发热小，

但仍存在速度负载特性较软的问题

（主要由于泄漏所引起）。

∴在低速、稳定性要求较高的场合

（如机床进给系统中），常采用容

积节流调速回路。

容积节流调速回路特点

1qP自动与流量阀调节相吻合，无△P溢，η高

2进入执行元件的q与F变化无关，且自动补偿

泄漏，速度稳定性好。

3因回路有节流损失，所以η<

η容

4便于实现快进—工进—快退工作循环

限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路

工作原理

特点

限压式变量泵和调速阀调速回路组成

限压式变量泵和调速阀调速回路工作原理

联合调速，v由调速阀调定，qP与q1自动适应。

qP>

q1，pP↑，通过反馈，qp↓qP=q1

>

v=c

qP<

q1，pP↓，e↑,qP↑qP=q1

0、5Mpa（中低压）

△pmin=pP-p1=<

调速阀正常工作，△P最小

过大，△P大易发热1Mpa（高压）

若△P<

过小，v稳定性不好

限压式变量泵和调速阀调速回路特点

∵本回路的pP为一定值

∴称定压式容积节流调速回路

又∵若负载变化大时，节流损失大，低速工

作时，泄漏量大，系统效率降低

∴用于低速、轻载时间较长且变载的场合

时，效率很低。

故本回路多用于机床进给系统中。

差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路

组成

应用

差压式变量泵和节流阀调速回路组成

差压式变量泵和节流阀调速回路工作原理

工进时，节流阀调节q1，qP与之适应。

q1时，pP↑，定子右移，e↓，qP↓

<

qP<

q1时，pP↓，定子左移，e↑，qP↑

直至qP=q1，v=c。

差压式变量泵和节流阀调速回路特点

虽用了节流阀，但具有调速阀的性能，即q1不受负载变化影响

∵定子受力平衡方程

pPA1+pP（A2-A1）=p1A2+FS

∴△p=pP-p1=FS/A2=c

又∵pP随负载变化而变化，p1也变化，

∴称变压式容积节流调速回路，且△qP小η高

因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移动过快

而发生振动。

差压式变量泵和节流阀调速回路应用

适用于负载变化大、速度

较低的中小功率系统。

2快速回路

分类

快速回路功用

使执行元件获得必要的高速，

以提高效率，充分利用功率。

快速回路分类

双泵供油增速

蓄能器供油增速

变量泵供油增速

液压缸差动连接增速*

一液压缸差动连接快速回路

液压缸差动连接快速回路组成

液压缸差动连接快速回路工作原理

电磁铁动作顺序表

液压缸差动连接快速回路特点

实质↓A以↑v，简单易行，应用广泛，但因差动时部分qV↑，管道及阀均应大规格。

二、双泵供油快速回路

工作原理

三、增速缸快速回路

四、用蓄能器的快速回路

5速度换接回路

速度换接回路功用

完成系统中执行元件依次实现几种速度的换接。

实质上是一种分级（或有级）调速回路，但速度是根据需要事先调好，这是和调速回路的不同之处。

速度换接回路分类

快速与慢速的换接

两种慢速的换接

一快速与慢速的换接回路

速度换接方法

举例

各种增速回路

电磁阀的换接回路

行程阀的换接回路*

快速与慢速的换接回路举例

1采用行程阀的快慢速换接回路

二两种进给速度的换接回路

1 

调速阀串联的换接回路

2 

调速阀并联的换接回路

3.