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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节,概 述,第九章 其他根本回路,第二节 压力回路,第三节 快速运动和速度换接回路,第四节 换向回路和锁紧回路,第五节 多缸动作回路,第一节 概 述,液压系统中的回路除了调速回路以外，还有一些其他回路，它们同样是使系统完成工作任务不可缺少的组成局部。,这些回路的功用,主要不在于传递动力，而在于实现某些特定的功能,。为此在对它们进行描述、评论时，一般不宜从功率、效率的角度出发去判断其优劣，应从它们所要完成的工作出发去考察其质量。,不同行业的工作机械上所用的回路种类是很多的，其结构千差万别。本章主要介绍,压力回路、快速运动和速度换接回路、换向回路和锁紧回路、多缸动作回路,等。,第二节 压 力 回 路,一、调压回路,调压回路的功用是使液压系统整体或某局部的压力保持恒定见图8-1或不超过某个数值见图8-6。,压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一局部的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路。,压力控制回路包括,调压、减压、增压、卸荷和平衡等回路,。,有些调压回路还可以实现多级压力的变换。,图9-1a是,单级或双级调压回路,图9-1b是,多级调压回路,图9-1b是,比例调压回路,二、减压回路,减压回路的功用是使系统中的某一局部油路具有较低的稳定压力。,最常见的减压回路通过定值减压阀与主油路相连，如图9-2所示。,回路中的单向阀用于防止主油路压力低于减压阀调整压力时油液倒流，起短时保压作用。,减压回路中也可以采用比例减压阀来实现无级减压。,为了使减压回路工作可靠起见，减压阀的最低调整压力应不小于0.5MPa，最高调整压力至少应比系统压力低0.5MPa。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件应放在减压阀的后面，以防止减压阀泄漏指由减压阀泄油口流回油箱的油液对执行元件的速度发生影响。,三、增压回路,当液压系统中的某一支路需要压力较高但流量不大的压力油，假设采用高压泵又不经济，或者根本就没有这样高压力的液压泵时，可以采用增压回路。,增压回路可节省能耗，而且工作可靠、噪声小。,图9-3a所示为,单作用增压回路。,因该回路只能间断增压，所以称之为单作用增压回路。,图9-3b所示为,采用双作用增压缸的增压回路,，能连续输出高压油。,四、卸荷回路,卸荷回路的功用是,在液压泵不停止转动时，使其输出的流量在压力很低的情况下流回油箱，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电动机的寿命。,M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，液压泵即卸荷。,图9-4a所示为采用M型中位机能的,电液换向阀的卸荷回路,。这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统能保持0.3MPa左右的压力，供控制油路之用。,图9-4b所示为插装阀的卸荷回路。由于插装阀通流能力大，因而这种卸荷回路适用于大流量的液压系统。正常工作时，液压泵压力由阀1调定。当二位二通电磁阀2通电后，主阀上腔接通油箱，主阀口全部翻开，泵即卸荷。,图9-4b所示为先导式溢流阀的卸荷回路，先导式溢流阀的远程控制口通过二位二通电磁阀5直接与油箱相连，当电磁阀通电后，溢流阀的远程控制口直接通油箱，溢流阀翻开，实现卸荷，这种卸荷回路切换时冲击小。,五、平衡回路,平衡回路的功用,在于防止垂直放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。,图9-5所示为一种使用单向顺序阀的平衡回路。,这种回路在活塞向下快速运动时功率损失较大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀3和换向阀2的泄漏而缓慢下落，因此它只适用于工作部件自重不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。,在工程机械中常常用平衡阀(见图6-33)直接形成平衡回路。,六、保压回路,保压回路的功用,是使系统在液压缸不动或仅有极微小的位移下稳定地维持住压力。,图9-6所示为一种采用液控单向阀和电接点压力表的自动补油式保压回路。,这种回路保压时间长，压力稳定性高，适用于保压性能要求较高的高压系统，如液压机等。,最简单的保压回路是使用密封性能较好的液控单向阀的回路，但是阀类元件处的泄漏使这种回路的保压时间不能维持很久。,七、卸压回路,卸压回路的功用,在于使高压大容量液压缸中储存的能量缓缓释放，以免它突然释放时产生很大的液压冲击。一般液压缸直径大于250mm、压力高于7MPa时，其油腔在排油前就先须卸压。图9-7所示为一种,使用节流阀的卸压回路,。,第三节 快速运动和速度换接回路,快速运动回路又称增速回路，其功用,在于使液压执行元件获得所需的高速，缩短机械空程运动时间，以提高系统的工作效率。实现快速运动随方法不同可有多种结构方案。,一、快速运动回路,一)液压缸差动连接同路,二)双泵供油回路,三)用增速缸的快速运动回路,四)采用蓄能器的快速运动回路,几个常用的快速运动回路：,一)液压缸差动连接同路,图9-8所示为利用液压缸差动连接来实现快速运动回路。,当阀3和阀5左位接入时，液压缸差动连接作快进运动。当阀5电磁铁通电，差动连接即被切断，液压缸回油经过单向调速阀6，实现工进。阀3右位接入后，缸快退。,这种连接方式，可在不增加泵流量的情况下提高执行元件的运动速度。但是，泵的流量和有杆腔排出的流量合在一起流过的阀和管路，应按合成流量来选择，否那么会使压力损失增大，泵的供油压力过高，致使泵的局部压力油从溢流阀溢回油箱而达不到差动快进的目的。,二双泵供油回路,图9-9所示为双泵供油快速运动回路，图中1为大流量泵，2为小流量泵，在快速运动时，泵l输出的油液经单向阀4与泵2输出的油液共同向系统供油；工作行程时，系统压力升高，翻开液控顺序阀3使泵1卸荷，由泵2单独向系统供油，系统的工作压力由溢流阀5调定。单向阀4在系统工进时关闭。,这种双泵供油回路的优点是功率损耗小，系统效率高，因而应用较为普遍。,三用增速缸的快速运动回路,当三位四通换向阀左位接入系统时，压力油经增速缸中的柱塞的通孔进入B腔，使活塞快速伸出，速度为,v,=4,q,p/,d,2,。,A腔中所需油液经液控单向阀3从辅助油箱吸入。,活塞杆伸出到工作位置时，由于负载加大，压力升高，翻开顺序阀4，高压油进入A腔，同时关闭单向阀3。此时活塞杆在压力油作用下继续外伸，但因有效面积加大，速度变慢而推力加大。,这种回路常被用于液压机的系统中。,图9-10所示为采用,增速缸的快速运动回路,。,四采用蓄能器的快速运动回路,当换向阀5处于中位时，液压缸6不动，液压泵1经单向阀3向蓄能器4充油，使蓄能器储存能量。当蓄能器压力升高到它的调定值时，卸荷阀2翻开，液压泵卸荷，由单向阀保持住蓄能器压力。,当换向阀的左位或右位接入回路时，泵和蓄能器同时向液压缸供油，使它得到快速运动。在这里，卸荷阀的调整压力应高于系统工作压力，以保证泵的流量全部进入系统。,图9-ll所示为一种,使用蓄能器来实现快速运动的回路,这种回路中卸荷阀的结构是专门设计的(如以下图)，它与一般先导式压力阀不同。其导阀8除了受弹簧10的力和b腔处液压力作用外，还要承受柱塞7的推力。当蓄能器开始充油时，卸荷阀中的导阀8和主阀12都处于关闭位置，油腔a和b处的压力都等于泵压，柱塞两端液压力平衡，对导阀不产生推力。,随着进入蓄能器油液的不断增多，油腔a和b中的压力亦不断升高；当压力升高到b腔的液压力能克服导阀弹簧力，将导阀翻开时，P口处来的压力油便经阻尼孔14、导阀阀口、主阀中心孔13和通口T流回油箱。由于阻尼孔14的作用，b腔压力小于泵压，这使主阀阀口翻开，泵开始卸荷。,此时，b腔压力小于a腔压力。柱塞便对导阀施加一额外的推力，促使导阀和主阀的阀口都开得更大，结果使b腔压力下降到零，柱塞处于其最上端位置。由于a腔的工作面积比b腔大，因此蓄能器中的压力即使因泄漏而有所下降，卸荷阀仍能使泵处于卸荷状态。蓄能器所能到达的最高压力由调节螺钉9调定。,这种快速运动回路适用于短时内需要大流量、又希望以较小流量的泵提供较高速度的快速运动场合。但是系统在其整个工作循环内必须有足够长的停歇时间，以使液压泵能对蓄能器进行充分地充油。,速度换接回路的功用,是使液压执行机构在一个工作循环中从一种运动速度换到另一种运动速度。,二、速度换接回路,速度换接转换应包括：,一快速转慢速的换接,2、两个慢速之间的换接,能够实现快速转慢速换接的方法很多，,图9-8和图9-10,所示的快速运动回路都可以使液压缸的运动由快速换接为慢速。,图9-12所示为用行程阀来实现快慢速转接的回路。,实现这些功能的回路应该具有较高的速度换接平稳性。,图9-13为用两个调速阀来实现不同工进速度的换接回路。,图9-13a中的两个调速阀并联,图9-13b中的两个调速阀串联,第四节,换向回路和锁紧回路,一、往复直线运动换向回路,往复直线运动换向回路的功用,是使液压缸和与之相连的主机运动部件在其行程终端处迅速、平稳、准确地变换运动方向。,简单的换向回路只需采用标准的普通换向阀即可，但是在换向要求高的主机(例如，各类磨床)上换向回路中的换向阀就须特殊设计。,这类换向回路按换向要求的不同而为分成：,1、时间控制制动式,2、行程控制制动式,领先导阀2在左端位置时，控制油路中的压力油经I2通向换向阀3右端，换向阀左端的油经J1流回油箱，换向阀阀心向左移动，阀心上的锥面逐渐关小回油通道，活塞速度逐渐减慢，并在换向阀3的阀心移过l距离后将通道闭死，使活塞停止运动。,图9-14所示为一种比较简单的时间控制制动式换向回路。此回路的主油路只受换向阀3控制。,当J1和J2的开口大小调定之后，换向阀阀心移过距离l所需的时间(使活塞制动所经历的时间)就确定不变，因此，这种制动方式被称为时间控制制动式。,优点：,它的制动时间可以根据主机部件运动速度的快慢、惯性的大小通过节流阀J,1,和J,2,的开口量得到调节，以便控制换向冲击,提高工作效率；,缺点：,换向过程中的冲出量受运动部件的速度和其他一些因素的影响，换向精度不高。,时间控制制动式换向回路的主要优缺点：,这种换向回路主要用于工作部件运动速度较高但换向精度要求不高的场合，例如，平面磨床的液压系统中。,图9-15所示为一种行程控制制动式换向回路，这种回路的结构和工作情况与时间控制制动式的主要差异在于这里的主油路除了受换向阀3控制外，还要受先导阀2控制。,领先导阀2在换向过程中向左移动时，先导阀阀心的右制动锥将液压缸右腔的回油通道逐渐关小，使活塞速度逐渐减慢，对活塞进行预制动。当回油通道被关得很小、活塞速度变得很慢时，换向阀3的控制油路才开始切换，换向阀阀心向左移动，切断主油路通道，使活塞停止运动，并随即使它在相反的方向起动。,行程控制制动式换向回路的主要优缺点：,优点：,换向精度较高，冲出量较小。,缺点：,由于先导阀的制动行程恒定不变，制动时间的长短和换向冲击的大小就将受运动部件速度快慢的影响。,这种换向回路宜用在主机工作部件运动速度不大但换向精度要求较高的场合，例如，内、外圆磨床的液压系统中。,由于不管运动部件原来的速度快慢如何，先导阀总是要先移动一段固定的行程l，将工作部件先进行预制动后，再由换向阀来使它换向。所以这种制动方式被称为行程控制制动式。,二、锁紧回路,锁紧回路的功用是,在液压执行元件不工作时切断其进、出油液通道，确切地使它保持在既定位置上。,图9-16所示为一种,使用液控单向阀的双向锁紧回路,，它能在液压缸不工作时使活塞迅速、平稳、可靠且长时间地被锁住，不为外力所移动。,该回路被广泛应用于工程机械、起重运输机械等有锁紧要求的场合。,第五节 多缸动作回路,在液压系统中，如果由一个油源给多个液压缸输送压力油，这些液压缸会因压力和流量的彼此影响而在动作上相互牵制，必须使用一些特殊的回路才能实现预定的动作要求。,常见的多执行元件控制回路主要有以下四种：,1、顺序动作回路,2、同步回路,3、多缸快慢速互不干扰回路,4、多缸卸荷回路,一、顺序动作回路,顺序动作回路的功用是,使多缸液压系统中的各个液压缸严格地按规定的顺序动作。,很明显，这种回路顺序动作的可靠性取决于顺序阀的性能及其压力调定值；后一个动作的压力必须比前一个动作压力高出O.8lMPa。顺序阀翻开和关闭的压力差值不能过大，否那么顺序阀会在系统压力波动时造成误动作，引起事故。,由此可见，这种回路只适用于系统中液压缸数目不多、负载变化不大的场合。,图9-17所示为一种,使用顺序阀的顺序动作回路。,它以液压缸2和5的行程位置为依据来实现相应的顺序动作。这种回路的可靠性取决于行程开关和电磁阀的质量，对变更液压缸的动作行程和顺序来说都比较方便，因此得到了广泛的应用，特别适合于顺序动作循环经常要求改变的场合。,图9-18所示为一种,使用电磁阀的顺序动作回路,。,同步回路的功用是,保证系统中的两个或多个液压缸在运动中的位移量相同或以相同的速度运动。,二、同步回路,在多缸液压系统中，影响同步精度的因素是很多的，例如，液压缸外负载、泄漏、摩擦阻力、制造精度、结构弹性变形以及油液中含气量，都会使运动不同步。同步回路要尽量克服或减少这些因素的影响，有时要采取补偿措施，消除累积误差。,图9-19所示为,带补偿措施的串联液压缸同步回路,。,在这个回路中，缸1的A腔与缸2的B腔的有效面积相等，因而从A腔排出的油液进入B腔后，两缸的下降便得到同步。回路中有补偿措施使同步误差在每一次下行运动中都得到消除，以防止误差的积累。,补偿原理：当三位四通换向阀6右位接入时，两缸活塞同时下行，假设缸1的活塞先运动到底，它就触动行程开关a使阀5通电，压力油经阀5和液控单向阀3向缸2的B腔补油，推动活塞继续运动到底，误差即被消除。假设缸2先到底，那么触动行程开关b使阀4通电，控制压力油使液控单向阀反向通道翻开，使缸l的A腔通过液控单向阀回油，其活塞即可继续运动到底。,这种串联式同步回路只适用于负载较小的液压系统。,图9-20a所示同步回路利用电液伺服阀2接收位移传感器3和4的反响信号来保持输出流量与换向阀1相同，从而实现两缸同步运动。,图9-20b回路那么用伺服阀直接控制两个缸的同步动作。,用伺服阀的回路同步精度高，价格昂贵。也可用比例阀代替伺服阀，使之价格降低，但同步精度也相应降低。,三、多缸快慢速互不干扰回路,多缸快慢速互不干扰回路的功用是,防止液压系统中的几个液压缸因速度快慢的不同而在动作上的相互干扰。,图9-21所示为采用叠加阀的互不干扰回路。该回路采用双联泵供油，其中泵2为低压大流量泵，供油压力由溢流阀1调定，泵1为高压小流量泵，其工作压力由溢流阀5调定，泵2和泵1分别接叠加阀的P口和P,1,口。,当换向阀4和8左位接入时，缸A和B快速向左运动，此时节流阀3和7由于控制压力较低而关阀，因而泵l的压力油经溢流阀5回油箱。当其中一个缸，如缸A先完成快进，那么缸A的无杆腔压力升高，于是节流阀3的阀口翻开，泵1的压力油经阀3中的节流口进入缸A的无杆腔，高压油同时使阀2中的单向阀关闭，缸A的运动速度由阀3中的节流口的开度所决定(节流口大小按工进速度进行调整)。此时缸B仍由泵2供油进行快进，两者互不干扰。,此后，当缸A率先完成工进动作，阀4的右位接入，由泵2的油液使缸A退回。,假设阀4和阀8电磁铁均断电，那么液压缸停止运动。,可见，该回路之所以能够使多缸的快慢运动互不干扰，是由于快速和慢速各由一个液压泵来分别供油以及顺序节流阀的开启取决于液压缸工作腔的压力的缘故。,这种回路被广泛应用于组合机床的液压系统中。,四、多缸卸荷回路,多缸卸荷回路的功用在,于使液压泵在各个执行元件都处于停止位置时自动卸荷，而当任一执行元件要求工作时又立即由卸荷状态转换成工作状态。,图9-22所示为这种回路的一种串联式结构。,由图可见，液压泵的卸荷油路只有在各换向阀都处于中位时才能接通油箱，任一换向阀不在中位时液压泵都会立即恢复压力油的供给。,这种回路对液压泵卸荷的控制十分可靠。但当执行元件数目较多时，卸荷油路较长，使泵的卸荷压力增大，影响卸荷效果。这种回路常用于工程机械上。,第九章 结束!,图8-1,返回,图8-6,返回,单级、双级调压回路,返回,图a中由溢流阀1、5分别控制系统的压力，当两个压力阀的调定压力符合p,B,p,A,时，液压系统就可以通过换向阀的右位和左位分别得到p,A,、p,B,两种压力。,多级调压回路,返回,图 b中由溢流阀1、2、3分别控制系统的压力，从而组成了三级调压回路。但在这种调压回路中，阀2和阀3的调定压力要低于阀1的调定压力，而阀2和阀3的调定压力之间没有关系。,比例调压回路,返回,在图c中，调节先导式比例溢流阀6的输入电流，即可实现系统压力的无级调节，这样不但回路简单、压力节换平稳，而且便于实现远距离控制或程控。,返回,图9-8和图9-10,在图示状态下，液压缸7快进。当活塞所连接的挡块压下行程阀6时，行程阀关闭，液压缸右腔的油液必须通过节流阀5才能流回油箱，活塞运动速度转变为慢速工进。,当换向阀2左位接入回路时,压力油同时经单向阀4和节流阀进入液压缸右腔，活塞快速向右返回。,这种回路的快慢速换接过程比较平稳，换接点的位置比较准确，缺点是行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂，假设将行程阀改为电磁阀，安装连接比较方便，但速度换接的平稳性、可靠性以及换向精度都较差。,用行程阀来实现快慢速转接的回路,返回,两调速阀并联的速度换接回路,返回,由换向阀3实现换接。图示位置输入缸4的流量由调速阀1调节；换向阀3右位接入时，那么由调速阀2调节，两个调速阀的调节互不影响。,但是，一个调速阀工作时另一个调速阀内无油通过，它的减压阀处于最大开口位置，速度换接时大量油液通过该处将使工作部件产生突然前冲现象。因此它不宜用于在工作过程中的速度换接，只可用在速度预选的场合。,两调速阀串联的速度换接回路,返回,当换向阀6左位接入回路时，在图示位置因调速阀2被阀5短接，输入缸4的流量由调速阀1控制。当阀5右位接入回路时，由于通过调速阀2的流量调得比调速阀1的小，所以输入缸的流量由调速阀2控制。,在这种回路中调速阀1一直处于工作状态，它在速度换接时限制了进入调速阀2的流量，因此速度换接平稳性较好。但由于油液经过两个调速阀，所以能量损失较大。,
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