液压基本回路及液压系统.doc

2002年 月 日课 题液压基本回路及液压系统课 型新 授授课日期2002.授课时数2（总第 ）教学目标1、掌握液压基本回路的工作原理和工作特点；2、熟悉液压基本回路的功能和应用范围；3、能分清回路的组成形式和液压元件在回路中的作用；4、能按图示位置和按各工作位置，分析油路及其工作循环状态。教学重点液压基本回路的工作原理和工作特点；功能和应用范围；回路的组成形式、液压元件在回路中的作用、及其工作循环状态。教学难点回路的组成、液压元件在回路中的作用、及其工作循环状态。板书设计液压基本回路及液压系统一、基本回路概述 2、升降缸缓冲装置的液压系统1、定义 3、Z6312D型抛沙机液压系统2、类型 4、YT4543型液压滑台的液压系统(1) 方向控制回路 三、举例分析(2) 压力控制回路(3) 速度控制回路(4) 顺序动作回路3、回路特点4、核心元件二、液压传动系统应用实例1、机械手液压传动系统教学程序教 学 内 容教学方法与教学手段课前复习新课导入泵、缸、阀的图形符号、工作原理和应用特点；液压辅助件的图形符号和功能；泵的型号的选择；缸的速度和推力的计算。由应用实例导入新课教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段新课讲授一、基本回路的概述 定义：用液压元件组成并能完成特定功能的典型回路。类型： 方向控制回路压力控制回路速度控制回路顺序动作回路（一）方向控制回路 作用：控制液流的通、断和流动方向的回路。1、 换向回路关键（核心）元件：换向阀。2、闭锁回路（1）“0”或“M”型滑阀机能的闭锁回路关键（核心）元件：三位四通换向阀。性能特点：由于换向阀的密封性能差，存在泄漏，锁紧效果较差，结构简单。备注：调节行程开关发讯和挡铁位置以改变锁紧位置。（2）用液控单向阀的闭锁回路关键（核心）元件：液控单向阀。性能特点：液控单向阀的密封性好，锁紧效果较好。（二）压力控制回路1、 调压回路作用：调节系统或某一部分压力以实现减压、增压、卸载等控。(1)减压回路作用：节省消耗减少油液发热。稳压，限压。(2)压力调定回路关键（核心）元件:溢流阀。性能特点：效率较高。应用场合:一般用于油量不大场合。(3)多级压力回路关键（核心）元件:溢洗阀性能特点：在远程调压回路中，远程控制口所接的溢洗阀的调定值，应低于主油路上溢洗阀的调定值。应用场合:各阶级需不同压力的场合。2、减压回路关键（核心）元件：减压阀。明胶片教学明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段3、增压回路关键（核心）元件：增压缸。补油箱作用：工作油缸活塞上升时，增压缸左移、补油箱向f腔补油。4、卸载回路（1）“M”和“H”的滑阀机能的卸载回路关键（核心）元件：三位四通换向阀。（2）用二位二通换向阀的卸载回路关键（核心）元件：二位二通换向阀。作用：使液压棒输出的油液以最小的压力直接转向油箱，节约驱动液压泵电动机的动力消耗，减少系统发热，并可延长液压泵的使用寿命。应用场合：应用于功率较小，负载功率不大的液压系统中。（三）速度控制回路作用：调节工作行程速度：不同速度转接。1、节流调速回路（1）进油节流调速回路关键（核心）元件：流量控制阀。性能特点：结构简单，使用方便；速度稳定性差；低速低载时系统效率低；运动平稳性能差。应用场合：应用于功率较小，负载变化不大的液压系统中。（2）回油节流调速回路关键（核心）元件：流量控制阀。性能特点：调速特性同上，但运动平稳性比前一种好，经节流阀而发热的油液回油箱，易散热。应用场合：应用于功率较大，负载变化较大或运动平稳性要求较高的液压系统。2、容积调节回路关键（核心）元件：变量阀。性能特点：功率高，回路发热量小。应用场合：用于功率较大液压系统。3、容积节流调速回路关键（核心）元件：变量阀+节流阀。性能特点：工作稳定，功率较高应用场合：应用于功率较大，负载变化较大或运动平稳性要求较高的液压系统。明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段4、速度换接回路（1）慢速与快速换接回路关键（核心）元件：调速阀。（2）二次进给回路(三)顺序动作回路1、用压力控制的顺序动作回路(1)顺序阀的顺序动作回路核心元件：顺序阀回路特点:这种顺序动作回路的可靠性很大程度上取决于顺序阀的性能和压力调定值。为保证严格的动作顺序，应使顺序阀的调定压力大于先动作缸的最高工作压力（8-10）*105Pa（2）压力继电器的顺序动作回路核心元件：压力继电器回路特点：这种顺序动作回路简单易行，应用普遍；为防止压力继电器误发信号，其压力调定值一方面要比先动作缸的最高工作压力高（3-5）*105Pa；另一方面又要比溢洗阀的调定压力低（3-5）*105Pa。2、用行程控制的顺序动作回路（1）电器行程开关的顺序动作回路核心元件：电器行程开关回路特点：顺序动作的可靠性取决于电器元件，电器线路比较复杂，但顺序动作改变较方便，行程调整也较方便。（2）行程阀的的顺序动作回路核心元件：行程阀回路特点：这种回路，工作比较可靠，但行程阀只能安装在工作台附近，改变顺序动作较困难。二液压传动系统应用实例（系统图见教材） 液压传动系统应用实例及有关内容如下：1、YT4543型液压滑动台的液压传动系统主要回路及核心元件：（1）容积节流调速回路：限压式变量、叶片泵、调速阀（2）换向回路：电液动换向阀（2） （3）速度接换回路：行程阀（10）、调速阀（6）、（7）、二位二通阀（8） 明胶片教学 明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段典型例题单向阀（11）、（12）、（13）的作用：防止油液倒流2、机械手液压传动系统加紧缸完成手指的夹紧和松开动作，升降缸完成手臂的上升或下降动作，回转缸完成手臂的回转动作。主要元件作用：（1）单向阀：防止电机停止工作时，系统中的油液倒流回油箱，空气进入系统，影响运动的平稳性。（2）由电磁铁1DT控制的二位二通阀：使系统实现远程卸荷，机械手停止工作。3、升降缸缓冲装置的液压系统该系统是应用二位二通阀4与可调节流阀5并联的缓冲液压回路。缓冲原理：当活塞上升或下降至端位时，由行程开关控制阀4的电磁铁个得电，液压缸回油经可调节流阀5而流回油箱，实现缓冲。单向顺序阀的作用：防止活塞下降时，因经重力而出现加速运动的现象。4、Z6312D型抛砂机液压系统系统的工作情况：有缸（10）、缸（12）的摆动，缸（11）的升降的卸荷等四种工作状态。主要元件作用：（1）电磁溢洗阀（3）：在7DT断电时，起溢流稳压作用；在7DT通电时，起远程卸荷作用。（2）单向节流阀：控制缸（11）快速向上，慢速向下运动。（3）单向阀（5）：防止系统油液倒流，保护液压泵。例题1 图15-1所示液压原理图，设泵的工作压力p6=20*105Pa，各活塞有效面积分别为A1=40*10-4m2，A2=5*10-4m2，A3=40*10-4m2。忽略损失，试计算活塞杆对工作的最大推顶力F。这种回路属于什么回路？解题分析 由题图可知，该系统是采用增压缸的增压回路。泵输出较小的压力进入增压缸的右腔，增压缸的左腔输出较大的压力进入活塞缸的右腔，以产生较大的推顶力以夹 明胶片教学 明胶片教学 明胶片教学 明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段紧工作。解：P1=P6 P2=（p1A1）/A2=p3F=p3A3=（p1A1A3）/A2=20*105*（40*10-4）2/ 5*10-4=64000N=64KN 这种回路属于增压回路。 名师点拨 解析该题的关键是能识别增压缸，并能运用增压原理（即F1=F2）进行解题。例题2 图15-2液压系统自动工作程序见运动循环图 试完成以下解答：1、 动循环图填写电磁铁动作表。2、 出液压元件1、2、4、6、8、9的名称。3、 设快进时负载为FK，提供电量为Q，试导出快进速度uK的压力表在快进时的指示压力pK的数学式。4、 设机床工作台和工件共重10KN，工作台与导轨摩擦系数f=0.2。工作时切削力为28KN。快进时uK=0.25m/s。无杆腔有效面积A1=10*10-3m2，有杆腔有效面积A2=8*10-3m2。工作时阀9上的压力降p=5*105Pa，取K压=1.5，K漏=1.3，试完成：1) 选择泵的型号并计算驱动泵的电动机功率（泵的额泵流量有25、32、40、50、63升/分等。泵的总功率取0.8）。2) 确定阀4的最小调定压力py至少应为多大？工作时有无油液从阀4溢流回油箱？5、 分析系统有哪些液压基本回路组成（每一种回路写出其核心元件）。解题分析 该液压系统可以完成：快进一工作二工作快退快进停止卸载工作循环。从题意可知，该题的综合性很强，包含了液压回路部分的很多知识点，求解本题的前提条件是读懂回路的工作原理。 解：1.磁铁动作表见下列：工作程序电磁铁1DT2DT3DT4DT快进+较快进+工进+快退+停止卸栽 明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段1.油箱；粗滤油器；溢流阀；二位三通电磁换向阀；压力表；调速阀. 由QQ-QAuKuK（A1-A2）得uKQ/（A1-A2）由FK=pKA1-pKA2=pK（A1-A2）得pK=FK/（A1-A2）4.（1）设工进时总负荷为F， 则F=28000+1000*0.2=28200N 由工进时力平衡方程pA1=F+6pA2 得p=（30000+5*105*8*10-3）/10*10-3=34*105Pa p泵=1.5p=1.5*34*105=51*105Pa Q=uK（A1-A2）=0.25*（10-8）*10-3=5*10-4m3/s Q泵=1.3Q=65*10-5m3/s=39升/分故选YB-40型叶片泵。其额定压力为63*105Pa，额定流量为40升/分67*10-5m3/s。P电=（P泵.Q额）/总=（5*105*67*10-5）/0.84271W4.3KW （2）溢流阀最小调定压力py=p泵=51*105Pa。工进时油液从该阀溢回油箱5.组成系统的主要液压基本回路及核心元件：1) 换向回路（阀5）；2) 调压回路（阀4）；3) 卸载回路（阀5）4) 回油节流调速回路（阀9）5）速度换接回路（阀9、10）名师点拨 本题第二问是基本题。求解第一、第三问的关键是读懂回路的快速进给是采用差动连接，学生应掌握差动缸的工作原理。本题的第四问比较难。求解第四问中的第一问的关键是所选择的泵的流量和压力应满足系统中的最大流量和最大压力的需要，即泵的流量应由差动快进时所需要的流量确定，泵的压力应由工进时系统所需要的压力确定。求解第四问中的的关键是学生应真正理解节流调速回路中溢流阀的作用，即溢流稳压的作用这样的问题就能迎刃而解。教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段课堂小结布置作业液压基本回路的工作原理和工作特点；液压基本回路的功能和应用范围；分清回路的组成形式和液压元件在回路中的作用；按图示位置和按各工作位置，分析油路及其工作循环状态。书后练习习题集补充练习教后记年 月 日课 题液压基本回路及液压系统课 型新 授授课日期2002.授课时数2（总第 ）教学目标1、掌握液压基本回路的工作原理和工作特点；2、熟悉液压基本回路的功能和应用范围；3、能分清回路的组成形式和液压元件在回路中的作用；4、能按图示位置和按各工作位置，分析油路及其工作循环状态。教学重点液压基本回路的工作原理和工作特点；功能和应用范围；回路的组成形式、液压元件在回路中的作用、及其工作循环状态。教学难点回路的组成、液压元件在回路中的作用、及其工作循环状态。板书设计液压基本回路及液压系统 （三）速度控制回路教学程序教 学 内 容教学方法与教学手段课前复习新课导入泵、缸、阀的图形符号、工作原理和应用特点；液压辅助件的图形符号和功能；泵的型号的选择；缸的速度和推力的计算。由应用实例导入新课教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段新课讲授一、基本回路的概述 定义：用液压元件组成并能完成特定功能的典型回路。类型： 方向控制回路压力控制回路速度控制回路顺序动作回路（一）方向控制回路 作用：控制液流的通、断和流动方向的回路。2、 换向回路关键（核心）元件：换向阀。2、闭锁回路（1）“0”或“M”型滑阀机能的闭锁回路关键（核心）元件：三位四通换向阀。性能特点：由于换向阀的密封性能差，存在泄漏，锁紧效果较差，结构简单。备注：调节行程开关发讯和挡铁位置以改变锁紧位置。（2）用液控单向阀的闭锁回路关键（核心）元件：液控单向阀。性能特点：液控单向阀的密封性好，锁紧效果较好。（二）压力控制回路2、 调压回路作用：调节系统或某一部分压力以实现减压、增压、卸载等控。(1)减压回路作用：节省消耗减少油液发热。稳压，限压。(2)压力调定回路关键（核心）元件:溢流阀。性能特点：效率较高。应用场合:一般用于油量不大场合。(3)多级压力回路关键（核心）元件:溢洗阀性能特点：在远程调压回路中，远程控制口所接的溢洗阀的调定值，应低于主油路上溢洗阀的调定值。应用场合:各阶级需不同压力的场合。2、减压回路关键（核心）元件：减压阀。明胶片教学明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段3、增压回路关键（核心）元件：增压缸。补油箱作用：工作油缸活塞上升时，增压缸左移、补油箱向f腔补油。4、卸载回路（1）“M”和“H”的滑阀机能的卸载回路关键（核心）元件：三位四通换向阀。（2）用二位二通换向阀的卸载回路关键（核心）元件：二位二通换向阀。作用：使液压棒输出的油液以最小的压力直接转向油箱，节约驱动液压泵电动机的动力消耗，减少系统发热，并可延长液压泵的使用寿命。应用场合：应用于功率较小，负载功率不大的液压系统中。（三）速度控制回路作用：调节工作行程速度：不同速度转接。1、节流调速回路（1）进油节流调速回路关键（核心）元件：流量控制阀。性能特点：结构简单，使用方便；速度稳定性差；低速低载时系统效率低；运动平稳性能差。应用场合：应用于功率较小，负载变化不大的液压系统中。（2）回油节流调速回路关键（核心）元件：流量控制阀。性能特点：调速特性同上，但运动平稳性比前一种好，经节流阀而发热的油液回油箱，易散热。应用场合：应用于功率较大，负载变化较大或运动平稳性要求较高的液压系统。2、容积调节回路关键（核心）元件：变量阀。性能特点：功率高，回路发热量小。应用场合：用于功率较大液压系统。3、容积节流调速回路关键（核心）元件：变量阀+节流阀。性能特点：工作稳定，功率较高应用场合：应用于功率较大，负载变化较大或运动平稳性要求较高的液压系统。明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段4、速度换接回路（1）慢速与快速换接回路关键（核心）元件：调速阀。（2）二次进给回路(三)顺序动作回路1、用压力控制的顺序动作回路(1)顺序阀的顺序动作回路核心元件：顺序阀回路特点:这种顺序动作回路的可靠性很大程度上取决于顺序阀的性能和压力调定值。为保证严格的动作顺序，应使顺序阀的调定压力大于先动作缸的最高工作压力（8-10）*105Pa（2）压力继电器的顺序动作回路核心元件：压力继电器回路特点：这种顺序动作回路简单易行，应用普遍；为防止压力继电器误发信号，其压力调定值一方面要比先动作缸的最高工作压力高（3-5）*105Pa；另一方面又要比溢洗阀的调定压力低（3-5）*105Pa。2、用行程控制的顺序动作回路（1）电器行程开关的顺序动作回路核心元件：电器行程开关回路特点：顺序动作的可靠性取决于电器元件，电器线路比较复杂，但顺序动作改变较方便，行程调整也较方便。（2）行程阀的的顺序动作回路核心元件：行程阀回路特点：这种回路，工作比较可靠，但行程阀只能安装在工作台附近，改变顺序动作较困难。二液压传动系统应用实例（系统图见教材） 液压传动系统应用实例及有关内容如下：1、YT4543型液压滑动台的液压传动系统主要回路及核心元件：（1）容积节流调速回路：限压式变量、叶片泵、调速阀（2）换向回路：电液动换向阀（2） （3）速度接换回路：行程阀（10）、调速阀（6）、（7）、二位二通阀（8） 明胶片教学 明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段典型例题单向阀（11）、（12）、（13）的作用：防止油液倒流2、机械手液压传动系统加紧缸完成手指的夹紧和松开动作，升降缸完成手臂的上升或下降动作，回转缸完成手臂的回转动作。主要元件作用：（1）单向阀：防止电机停止工作时，系统中的油液倒流回油箱，空气进入系统，影响运动的平稳性。（2）由电磁铁1DT控制的二位二通阀：使系统实现远程卸荷，机械手停止工作。3、升降缸缓冲装置的液压系统该系统是应用二位二通阀4与可调节流阀5并联的缓冲液压回路。缓冲原理：当活塞上升或下降至端位时，由行程开关控制阀4的电磁铁个得电，液压缸回油经可调节流阀5而流回油箱，实现缓冲。单向顺序阀的作用：防止活塞下降时，因经重力而出现加速运动的现象。4、Z6312D型抛砂机液压系统系统的工作情况：有缸（10）、缸（12）的摆动，缸（11）的升降的卸荷等四种工作状态。主要元件作用：（1）电磁溢洗阀（3）：在7DT断电时，起溢流稳压作用；在7DT通电时，起远程卸荷作用。（2）单向节流阀：控制缸（11）快速向上，慢速向下运动。（3）单向阀（5）：防止系统油液倒流，保护液压泵。例题1 图15-1所示液压原理图，设泵的工作压力p6=20*105Pa，各活塞有效面积分别为A1=40*10-4m2，A2=5*10-4m2，A3=40*10-4m2。忽略损失，试计算活塞杆对工作的最大推顶力F。这种回路属于什么回路？解题分析 由题图可知，该系统是采用增压缸的增压回路。泵输出较小的压力进入增压缸的右腔，增压缸的左腔输出较大的压力进入活塞缸的右腔，以产生较大的推顶力以夹 明胶片教学 明胶片教学 明胶片教学 明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段紧工作。解：P1=P6 P2=（p1A1）/A2=p3F=p3A3=（p1A1A3）/A2=20*105*（40*10-4）2/ 5*10-4=64000N=64KN 这种回路属于增压回路。 名师点拨 解析该题的关键是能识别增压缸，并能运用增压原理（即F1=F2）进行解题。例题2 图15-2液压系统自动工作程序见运动循环图 试完成以下解答：6、 动循环图填写电磁铁动作表。7、 出液压元件1、2、4、6、8、9的名称。8、 设快进时负载为FK，提供电量为Q，试导出快进速度uK的压力表在快进时的指示压力pK的数学式。9、 设机床工作台和工件共重10KN，工作台与导轨摩擦系数f=0.2。工作时切削力为28KN。快进时uK=0.25m/s。无杆腔有效面积A1=10*10-3m2，有杆腔有效面积A2=8*10-3m2。工作时阀9上的压力降p=5*105Pa，取K压=1.5，K漏=1.3，试完成：3) 选择泵的型号并计算驱动泵的电动机功率（泵的额泵流量有25、32、40、50、63升/分等。泵的总功率取0.8）。4) 确定阀4的最小调定压力py至少应为多大？工作时有无油液从阀4溢流回油箱？10、 分析系统有哪些液压基本回路组成（每一种回路写出其核心元件）。解题分析 该液压系统可以完成：快进一工作二工作快退快进停止卸载工作循环。从题意可知，该题的综合性很强，包含了液压回路部分的很多知识点，求解本题的前提条件是读懂回路的工作原理。 解：1.磁铁动作表见下列：工作程序电磁铁1DT2DT3DT4DT快进+较快进+工进+快退+停止卸载 明胶片教学教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段1.油箱；粗滤油器；溢流阀；二位三通电磁换向阀；压力表；调速阀. 由QQ-QAuKuK（A1-A2）得uKQ/（A1-A2）由FK=pKA1-pKA2=pK（A1-A2）得pK=FK/（A1-A2）4.（1）设工进时总负荷为F， 则F=28000+1000*0.2=28200N 由工进时力平衡方程pA1=F+6pA2 得p=（30000+5*105*8*10-3）/10*10-3=34*105Pa p泵=1.5p=1.5*34*105=51*105Pa Q=uK（A1-A2）=0.25*（10-8）*10-3=5*10-4m3/s Q泵=1.3Q=65*10-5m3/s=39升/分故选YB-40型叶片泵。其额定压力为63*105Pa，额定流量为40升/分67*10-5m3/s。P电=（P泵.Q额）/总=（5*105*67*10-5）/0.84271W4.3KW （2）溢流阀最小调定压力py=p泵=51*105Pa。工进时油液从该阀溢回油箱5.组成系统的主要液压基本回路及核心元件：5) 换向回路（阀5）；6) 调压回路（阀4）；7) 卸载回路（阀5） 8) 回油节流调速回路（阀9）9）速度换接回路（阀9、10）名师点拨 本题第二问是基本题。求解第一、第三问的关键是读懂回路的快速进给是采用差动连接，学生应掌握差动缸的工作原理。本题的第四问比较难。求解第四问中的第一问的关键是所选择的泵的流量和压力应满足系统中的最大流量和最大压力的需要，即泵的流量应由差动快进时所需要的流量确定，泵的压力应由工进时系统所需要的压力确定。求解第四问中的的关键是学生应真正理解节流调速回路中溢流阀的作用，即溢流稳压的作用这样的问题就能迎刃而解。教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段课堂小结布置作业液压基本回路的工作原理和工作特点；液压基本回路的功能和应用范围；分清回路的组成形式和液压元件在回路中的作用；按图示位置和按各工作位置，分析油路及其工作循环状态。书后练习习题集补充练习教后记