1、授課內容具體措施第六章液壓基本回路本章重點1.壓力控制回路的工作原理及應用;2.節流閥節流調速回路的速度負載特性;3.快速運動回路和速度換接回路的工作原理及應用;4.多缸動作回路的實現方式。本章難點1.平衡回路的工作原理及應用;2.容積調速回路的調節方法及應用;3.互不干擾回路的工作原理。基本思路:由一些液壓元件組成完成特點功能的油路結構。分類:壓力控制回路、方向控制回路、速度控制回路、多缸動作控制回路。§6-1壓力控制回路工業實例:鉆床用于加工各種空心體的零件。工件被一臺液壓虎鉗夾緊,根據空心體的壁厚不同,必須能夠調整夾緊力。同時通過單向節流閥來調節虎鉗夾緊速度。這是一個典型的壓力

2、控制回路,可以用到的主要控制元件是溢流閥和減壓閥。減壓閥用于降低系統壓力,以滿足不同液壓設備的壓力需要。一、調壓回路1、單級調壓溢流閥的調定壓力必須大于液壓缸工作壓力和油路中各種壓力損失之和。2、多級調壓液壓系統在不同的工作階段,液壓系統需要不同的壓力,多級調壓就可實現這樣的要求。3、遠程調壓遠程調壓閥調節的最高壓力應低于溢流閥的調定壓力。進行遠程調壓時,溢流閥的先導閥不起作用。絕大多數油液仍從主溢流閥溢走。考慮溢流閥與減壓閥的區別。二、卸荷回路1、二位二通閥卸荷(a二位二通閥的規格必須與液壓泵的額定流量相適應,常用于泵流量小于63L/min的場合。2、M、H型三位換向閥的中位卸荷(b一般適用

3、于壓力較低和小流量場合。且選用換向閥的通徑應與泵的額定流量相適應。3、用先導型溢流閥和二位二通電磁閥組成的卸荷回路(c這種回路比直接用二位二通電磁閥的回路平穩,適合于大流量的系統。a b c三、保壓回路1、利用液壓泵保壓2、利用蓄能器保壓(下圖a3、自動補油保壓回路四、減壓回路(下圖b在需要油液壓力較低的情況下,在油路中串聯一個減壓閥。常用于夾緊回路、控制油路和潤滑油路。如果要從主油路中獲得一個可調的穩定回路時,也可以使用減壓閥。a b五、增壓回路用增壓缸的增壓回路。1、單作用缸的增壓回路2、雙作用缸的增壓回路使用減壓閥必須注意什么?六、釋壓回路液壓缸在工作過程結束時由于先前的進油腔儲存了一定

4、的液壓能,若迅速換向會產生液壓沖擊,在缸徑大于25cm、壓力大于7MPa的液壓系統中,通常設置釋壓回路。換向前緩慢釋放高壓腔內壓力。釋壓的快慢由節流閥調節。七、平衡回路為了防止立式液壓缸或運動部件因自重而自行下滑,或造成失控超速形成不穩定現象,可在下行的回路中增設適當的阻力,以平衡自重。注意平衡回路與背壓回路的區別。1、用單向順序閥的平衡回路2、用液控順序閥的平衡回路§6-2 方向控制回路控制執行元件的啟動、停止及換向作用的回路。主要元件是方向控制閥。工業實例:用一條鏈式傳送帶傳送工件,使其經過一個烘箱。為了使傳送帶不脫離滾軸,必須借助一個傳送帶方向校正裝置將偏移的傳送帶移正。此裝置

5、包括一個鋼質滾筒,滾筒一端固定,另一端通過雙作用液壓缸將其調節到所需的位置。液壓泵必須一直處于工作狀態。為了節約能源,在換向閥不工作時,液壓系統必須處于液壓泵低壓卸荷狀態。用一個繃緊裝置對傳送帶不斷施加一個反作用力。用一個液控單向閥來防止閥門泄漏而引起的液壓缸活塞桿的往返運動。此例中既要考慮三位換向閥的中位機能,還要有液控單向閥對液壓缸的鎖緊。三位四通M型中位機能換向閥主要用于缸或馬達由定量泵所驅動的情況下。M型中位時,液壓油直接流回油箱,油泵壓力幾乎為零,這意味著油液的溫升很小,功率損耗也很小。應用這種閥的缺點是,當換向閥中位時,不能驅動其它的液壓回路。在應用液控單向閥時,最佳方案是配用的三

6、位四通換向閥采用Y型中位機能,這樣在換向閥處于中位時,液控單向閥的控制油路和輸入油路都處于零壓狀態,此時液控單向閥可以被可靠的關閉。一、換向回路1、手動換向閥的換向回路2、機動換向閥的換向回路3、電磁換向閥的換向回路使學生熟悉三位四通換向閥的功能、結構及其應用4、液動或電液動換向閥的換向回路注意不同操縱方式的換向閥具有不同的換向性能要求。二、鎖緊回路在液壓缸停止運動時,將缸鎖緊。1、由O型、M型三位四通換向閥實現鎖緊2、由液控單向閥實現鎖緊在應用液控單向閥時,最佳方案是采用Y型中位的三位四通換向閥,這樣在換向閥處于中位時,液控單向閥的控制油路和輸入油路都處于零壓狀態,此時液控單向閥可以被可靠的

7、關閉。小結:一、七種壓力控制回路的工作原理及應用二、不同操縱方式的換向閥具有不同的換向性能要求及鎖緊回路的原理與應用。§6-3 速度控制回路速度控制回路包括:空載時要求高效率的快速運動回路、工進時要求速度平穩的調速回路、由空載到工進或二次工進時的速度換接回路。一、快速運動回路為了提高生產效率,設備上的空行程一般都需作快速運動。工業實例:平面磨床的工作臺是由一個液壓缸驅動的。因為要求工作臺往返速度相同,所以需要設計一個液壓回路為液壓缸兩個不同體積的活塞腔提供不同流量,達到速度相同。建議采用帶有一個二位三通換向閥和一個調節速度的調速閥的微分回路。由于單桿液壓缸兩腔有效面積不同,所以要達到

8、往返速度相同,必注意單桿液壓缸的其他進油方式時的速度和負載的確定。 然在有桿腔進油時流量要大,所以在回路設計時一方面可以考慮用調速閥調節兩個工作過程中的流量不同,另一方面可以采用差動連接的回路,可使回路簡單,調節也較方便。1、差動連接的快速運動回路這種回路簡單經濟,但快慢速換接不平穩。在上例中,假如液壓缸無桿腔和有桿腔的面積比=2,前進行程和返回行程的速度是相同的,不需流量控制閥再進行流量的調節。原因:當要求液壓缸前進行程和返回行程的速度是相同時,液壓缸無桿腔所需的流量是液壓缸有桿腔所需流量的2倍。前進行程中,液壓缸無桿腔所需的流量是由液壓泵和有桿腔回油流量一起提供的。返回行程時,液壓缸有桿腔

9、所需的流量僅由液壓泵提供,返回行程速度由此產生。僅當面積比是2時,前進行程速度和返回行程速度是相同的。2、雙泵供油的快速運動回路效率高,利用合理,但復雜、成本高。3、采用蓄能器的快速運動回路短期供油。Ta b c4、變量泵供油增速回路二、調速回路工業實例:用一個液壓泵來驅動圓周自動進給機床的多個加工站。作為單個工作站每次啟動和關閉都會在整個液壓回路產生壓力波動。這些壓力波動將鉆床工作臺產生影響。壓力波動以及鉆孔時所產生的力(反向力不允許對鉆頭的進給產生影響。為了達到可調的均勻進刀要求,必須在系統中設置一個調速閥用來確保獲得平穩的進給速度,同時用一個溢流閥作為背壓閥,以便產生背壓力克服鉆頭排渣時

10、的反作用力。這是一個速度調節回路,主要用到流量控制閥。為了考慮到系統需要承受負值負載,需要用到背壓閥。節流閥與調速閥的區別。考慮哪些元件可以用作背壓閥。 調速方法:1、節流調速 :定量泵、流量控制閥2、容積調速:變量泵、變量液壓馬達3、容積節流調速:變量泵、流量控制閥(一節流調速回路 1、進油路節流調速(a 流量控制閥放在進油路上a b(1速度負載特性:在回路中調速元件的調定值不變的情況下,負載變化所引起速度變化的性能。(b 11(+-=m mP T A F A P kA A 、T A 不變時,隨著負載F 的增加,速度V 下降。 B 、當T A 不變時,重載區的速度剛性比輕載區域的速度剛性差。

11、 C 、在相同F 的情況下,面積大的要比面積小的速度剛性差。 (2最大承載能力: Fmax=A p p(3功率和效率:p p q p P =泵 11q p P =缸11q p q p P P P p p -=-缸泵 1pq q p y p +=節溢+P P 該回路功率損失由兩部分組成,即溢流損失和節流損失 回路的效率: pp p p q p Fvq p q p =11 進油節流調速回路適用于輕載、低速、負載變化不大和對速度穩定性要求不高的小功率液壓系統。2、回油路節流調速(c 流量控制閥放在回油路上。回油路節流調速回路與進油路節流調速回路在速度負載特性、最大承載能力、功率損失和效率方面有相似的

12、結論。進、回油節流調速回路的不同之處:(1回油節流調速回路回油腔有一定背壓,故液壓缸能承受負值負載,且運動速度比較平穩。(2進油節流調速回路容易實現壓力控制。工作部件運動碰到死擋鐵后,液壓缸進油腔壓力上升至溢流閥調定壓力,壓力繼電器發出信號,可控制下一步動作。(3回油節流調速回路中,油液經節流閥發熱后回油箱冷卻,對系統泄漏影響小。(4在組成元件相同的條件下,進油節流調速回路在同樣的低速時節流閥不易堵塞。( 5 回油節流調速回路回油腔壓力較高,特別是負載接近零時,壓力更高,這對回油管的安全、密封及壽命均有影響。為了提高回路的綜合性能,一般采用進油節流調速回路,并在回油路上加背壓閥。3、旁油路節流

13、調速流量控制閥與主油路并聯。該回路中只有節流損失,而無溢流損失,所以效率較高。適用于高速、重載、對速度平穩性要求很低的較大功率液壓系統。(二容積調速回路容積節流調速,沒有溢流損失和節流損失,故效率高發熱小,適合于大功率的系統。(容積節流調速常用閉合回路2V 馬泵馬p T =馬泵馬V q n =1、變量泵和定量液壓馬達(或缸:恒轉矩2、定量泵和變量液壓馬達:恒功率3、變量泵和變量液壓馬達:調速范圍大,先恒轉矩后恒功率輸出。(三容積節流調速容積節流調速回路用壓力補償泵供油,用流量控制閥調定進入或流出液壓缸的流量來調節液壓缸的速度;并使變量泵的供油量始終隨流量控制閥調定流量作相應的變化。這種回路無溢

14、流損失,效率較高,速度穩定性比容積調速回路好。三、速度切換回路(一快慢速的切換回路1、用電磁閥的快慢速切換回路調節靈活、方便,但平穩性差。2、用行程閥的快慢速切換回路換接平穩可靠,但布局受限制。(二兩種進給速度的切換回路1、串聯調速閥的二次進給調速回路調速閥2的開口必須小于調速閥1的開口。2、并聯調速閥的二次進給調速回路小結:一、快速運動回路和速度換接回路的工作原理及應用二、節流閥節流調速回路的速度負載特性6-4多缸動作控制回路工業實例:組裝設備用于將工件裝配起來以便于鉆孔。液壓缸1A1將工件壓緊在工位上。這個操作應該被以緩慢且平穩的速度執行。當液壓缸1A1中的壓力達到20bar(工件被壓入位

15、后,鉆頭由一個液壓馬達驅動,在液壓缸1A2驅動下前伸,完成鉆孔。當鉆削的動作完成之后,鉆頭被停止鉆削且1A2縮回,液壓缸1A1縮回,釋放工件。此系統中包括三個執行元件,且存在順序動作問題。一、順序動作回路(一用壓力控制的順序動作回路1、用順序閥控制順序閥的調整壓力應比先動作的液壓缸的工作壓力高0.8Mpa左右,以免在系統壓力波動的情況下產生誤動作。2、用壓力繼電器控制工件沒有夾緊不能進給,由壓力繼電器來保證。當組裝回路時,確保單向閥安裝正確。以免系統不能正常工作。(二用行程控制的順序動作回路1、用行程閥控制換向位置精確,動作可靠。2、用行程開關控制改變行程大小及動作順序均方便,也可利用電氣互鎖使動作可靠。二、同步動作回路使二個