1、第 7 章 液压基本回路第 7 章 液压基本回路7.1 7.1 方向控制回方向控制回路路7.2 7.2 速度控制回速度控制回路路7.3 7.3 压力控制回压力控制回路路7.4 7.4 多缸工作控制回多缸工作控制回路路本本章小章小结结思考与练习思考与练习第 7 章 液压基本回路【学习任务学习任务】(1)掌握常用的速度控制回路的组成及工作原理。(2)掌握常用的压力控制回路的组成及工作原理。(3)了解常用的方向控制回路及多缸控制回路。任何机械设备的液压传动系统，都是由液压基本回路组成的。所谓液压基本回路，就是由相关的液压元件组成，用来完成特定功能的典型油路。液压基本回路按其在系统中的功能，可分为方向
2、控制回路、速度控制回路、压力控制回路以及多缸控制回路等。第 7 章 液压基本回路7.1 方向控制回路方向控制回路在液压系统中，控制执行元件的起动、停止及换向的回路，称为方向控制回路。7.1.1 起停回路起停回路在执行元件需要频繁地起动和停止的液压系统中，一般不采用起动或停止液压泵电动机的方法来使执行元件的起、停，因为这对泵、电动机以及电网都是不利的，而是采用起停回路来实现这一要求。第 7 章 液压基本回路图 7.1(a)是用二位二通电磁换向阀来使执行元件停止运动的起停回路。这种回路在切断压力油路时，泵输出的压力油从溢流阀流回油箱，消耗功率较大，不经济。图 7.1(b)是用二位三通电磁换向阀来使
3、执行元件停止运动的起停回路。这种回路在切断压力油路时，泵输出的压力油从换向阀流回油箱，这样泵可以在很低的压力下运转(称为卸荷)，功率消耗很少。用中位机能为 M 型、H 型、K 型的三位四通换向阀也能实现这种功能。第 7 章 液压基本回路图 7.1 起停回路第 7 章 液压基本回路7.1.2 换向回路换向回路换向回路用于控制液压系统中的油流方向，从而改变执行元件的运动方向。执行元件的换向一般可采用各种换向阀来实现，在容积调速的闭式回路中，也可以利用双向变量泵控制油液流动的方向来实现液压缸(或液压马达)的换向。工程中常采用二位四通、三位四通等电磁换向阀进行换向。图 7.2 所示是利用限位开关控制三
4、位四通电磁换向阀动作的换向回路。第 7 章 液压基本回路图 7.2 电磁换向阀换向回路第 7 章 液压基本回路按下起动按钮，1YA 通电，阀左位工作，液压缸左腔进油，活塞右移；当触动行程开关 2ST 时，1YA 断电、2YA 通电，阀右位工作，液压缸右腔进油，活塞左移;当触动行程开关 1ST 时，2YA 断电、1YA 通电，阀又左位工作，液压缸又左腔进油，活塞又向右移。这样往复变换换向阀的工作位置，就可自动改变活塞的移动方向。1YA 和 2YA 都断电，活塞停止运动。第 7 章 液压基本回路由电磁换向阀组成的换向回路操作方便，易于实现自动化，但换向时间较短，故换向冲击大，一般不宜频繁换向，适用
5、于小流量、平稳性要求不高的场合。对换向精度与平稳性有一定要求的场合，常采用电液换向阀或机液换向阀组成的换向回路。第 7 章 液压基本回路7.1.3 锁紧回路锁紧回路锁紧回路的作用是防止液压缸在停止运动时因外界因素而发生位置移动。利用三位换向阀 O 型或 M 型中位机能都能实现对液压缸的锁紧。但由于滑阀式换向阀不可避免地存在泄漏，这种锁紧方法不够可靠。最常用的方法是采用液控单向阀来实现锁紧。第 7 章 液压基本回路图 7.3 所示为采用液控单向阀组成的锁紧回路。液压缸两个油口处各装一个液控单向阀，当换向阀处于左位或右位工作时，液控单向阀控制口 K 1 和 K 2 通入压力油，缸的回油便可反向通过
6、单向阀口，此时活塞可以向右或向左移动;当换向阀处于中位时，因阀的中位机能为 H 型，两个液控单向阀的控制油直接通油箱，故控制压力立即消失，液控单向阀不再反向导通，液压缸因两腔油液封闭便被锁紧。由于液控单向阀的反向密封性很好，因此锁紧可靠。第 7 章 液压基本回路图 7.3 液控单向阀锁紧回路第 7 章 液压基本回路7.2 速度控制回路速度控制回路用来控制执行元件运动速度的回路称为速度控制回路。速度控制回路包括调速回路、增速回路和速度换接回路等。第 7 章 液压基本回路7.2.1 调速回路调速回路在液压系统中，执行元件有液压缸和液压马达两种。当不考虑液压油的压缩性和泄漏的影响时，液压缸的速度为液
7、压马达的速度为式中，q 为输入油缸或液压马达的流量;A 为液压缸的有效面积;V M 为液压马达的排量。第 7 章 液压基本回路由液压缸和液压马达的速度公式可见，改变输入执行元件的流量 q，或改变液压缸的有效面积 A 和液压马达的排量 V M 都可以达到调速的目的。对于液压缸来说，有效面积 A是不能改变的，只能用改变输入液压缸流量 q 的办法来实现调速。对于液压马达来说，变量马达的排量是可调的，所以既可通过改变输入液压马达流量的办法来调速，也可采用改变液压马达排量的办法来调速。常用的调速方法有定量泵的节流调速、变量泵的容积调速和容积节流复合调速等三种。第 7 章 液压基本回路1.节流调速回路节流
8、调速回路定量泵节流调速是在定量液压泵供油的液压系统中安装节流阀来调节进入液压缸的油液流量，从而调节执行元件工作行程速度。根据节流阀在油路中安装位置的不同，可分为进油节流调速、回油节流调速、旁路节流调速和进回油路节流调速等多种形式。常用的是进油节流调速与回油节流调速两种回路。第 7 章 液压基本回路1)进油节流调速回路进油节流调速回路如图 7.4 所示。节流阀串接在液压缸的进油路上，泵的供油压力由溢流阀调定。调节节流阀阀口面积，便可改变进入液压缸的流量，即可调节液压缸的运动速度。泵的多余流量经溢流阀流回油箱。第 7 章 液压基本回路图 7.4 进油节流调速回路第 7 章 液压基本回路(1)速度负
9、载特性。缸稳定工作时，其受力平衡方程式为式中，p 1、p 2 分别为液压缸进油腔压力和回油腔压力，由于回油腔通油箱，p 2 可视为零;F、A 分别为缸的负载和活塞的有效面积。所以第 7 章 液压基本回路节流阀前后的压力差为由小孔流量公式可知液压缸的运动速度为式中，K 为节流阀阀口形状系数；A T 为节流阀通流面积；m 为节流阀阀口形状指数。第 7 章 液压基本回路式(7.1)为进油节流调速回路的速度负载特性方程。由该式可知，液压缸的速度与节流阀通流面积 A T成正比，调节 A T可实现无级调速，且调速范围较大，当 A T调定后，速度随负载的增大而减小。若以 F 为横坐标，以 v 为纵坐标，以
10、A T为参变量，可由方程(7.1)绘出其负载特性曲线，如图 7.5 所示。速度 v 随负载 F 变化的程度称为速度刚性，表现在速度负载特性曲线的低斜率上。特性曲线上某点处的斜率越小，速度刚性就越大，表明回路在该处速度受负载变化的影响就越小，即该点速度稳定性好。第 7 章 液压基本回路图 7.5 进油节流调速回路的速度负载特性曲线第 7 章 液压基本回路(2)最大承载力。由负载特性曲线可以看出，当液压缸的速度为零时，液压缸的负载为最大。液压缸最大承载能力可由式(7.1)求得(3)功率和效率。液压泵的输出功率为第 7 章 液压基本回路液压缸的输出功率为回路的功率损失为式中，q 为溢流阀溢流量;p
11、P 为液压泵供油量。由式(7.3)可知，这种调速回路的功率损失由两部分组成，即溢流损失 p P q 和节流损失 pq。由以上分析可知，进油节流调速回路适用于轻载、低速、负载变化不大和对速度要求不高的小功率液压系统。第 7 章 液压基本回路 2)回油节流调速回路回油节流调速回路如图 7.6 所示。它是将节流阀放置在回油路上，用它来控制从液压缸回油腔流出的流量，也就控制了液压缸的流量，达到了调速的目的。用同样的办法，可以推出回油节流调速回路的速度负载特性、最大承载力和功率特性与进油节流调速回路完全相同，这里不再重复。但回油节流调速回路有两个明显的优点:一是节流阀装在回油路上，回油路上有较大的背压，
12、因此在外界负载变化时可起缓冲作用，运动的平稳性比进油节流调速回路要好;二是回油节流调速回路中，经节流阀后压力损耗而发热，导致温度升高的油液直接流回油箱，容易散热。第 7 章 液压基本回路图 7.6 回油节流调速回路第 7 章 液压基本回路 3)旁路节流调速回路旁路节流调速回路如图 7.7(a)所示，它是将节流阀安装在与液压缸并联的支路上，用它来调节流回油箱的流量，以控制进入液压缸的流量来达到调速的目的。回路中的溢流阀起安全作用，泵的工作压力不是恒定的，随负载发生变化。第 7 章 液压基本回路图 7.7 旁路节流调速回路第 7 章 液压基本回路(1)速度负载特性。旁路节流调速回路的速度负载特性方
13、程为式中，q Pt 为泵的理论流量;K l 为泵的泄漏系数;其余符号意义同前。由方程(7.4)绘出的速度负载曲线如图 7.7(b)所示。由该曲线可看出，当负载 F 恒定时，液压缸的运动速度 v 随节流阀开口面积 A T 的增大而减小，当节流阀开口面积 A T 调定后，液压缸运动速度 v 随负载 F 增大而减小。第 7 章 液压基本回路(2)最大承载力。旁路节流调速回路的最大承载能力随节流阀的开口面积 A T 的增大而减小，即该回路低速时承载能力很差，调速范围很小。同时该回路最大承载力还受溢流阀的安全压力值的限制。(3)功率和效率。旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，故效率较高。这种回路适
14、用于高速、重载且对速度平稳性要求不高的较大功率场合。第 7 章 液压基本回路采用节流阀的节流调速回路，在负载变化时液压缸运行速度随节流阀进出口压差而变化，故速度平稳性差。如果用调速阀来代替节流阀，速度平稳性将大为改善，但功率损失将会增大。2.容积调速回路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)，系统效率高，适用于高速、大功率系统。第 7 章 液压基本回路按油路循环方式的不同，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
15、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0.31MPa。容积调速回路通常有三种基本形式:由变量泵和液压缸或定量马达组成的容积调速回路;由定量泵和变量马达组成的容积调速回路;由变量泵和变量马达组成的容积调速回路。第 7 章 液压基本回路1)由变量泵和液压缸或定量马达组成的容积调速回路图 7.8 所示为变量泵和液压缸组成的开式容积调速回路。回路中的溢流阀作安全阀使用，换向阀用来改变活塞的运动方向，活塞的运动速度是通
16、过改变泵的输出流量来调节的，单向阀在变量泵停止工作时可以防止系统中油液倒流和空气侵入。第 7 章 液压基本回路图 7.8 变量泵和液压缸组成的开式容积调速回路第 7 章 液压基本回路图 7.9 所示为变量泵和定量马达组成的闭式容积调速回路。在这种回路中，为补充回路中的泄漏设置了补油装置。辅助泵将油箱中经过冷却的油液输入到封闭回路中，同时与油箱相通的溢流阀将溢出定量马达排出的多余油液，从而起到稳定低压管路压力和置换热油作用。由于变量泵的吸油口处具有一定压力，所以可避免空气侵入和出现空穴现象。封闭回路中的高压管路上连有溢流阀可起到安全阀作用，以防止系统过载，单向阀在系统停止工作时可以起到防止封闭回
17、路中的油液倒流和空气侵入的作用。第 7 章 液压基本回路图 7.9 变量泵和定量马达组成的闭式容积调速回路第 7 章 液压基本回路在这种容积调速回路中，液压泵的转速和液压马达的排量都为常数，液压泵的供油压力随负载增加而升高，其最高压力由安全阀来限制。液压马达的输出速度和输出的最大功率与变量泵的排量成正比，输出的最大转矩恒定不变，故称这种回路为恒转矩调速回路，由于其排量可调得很小，因此其调速范围较大。第 7 章 液压基本回路2)由定量泵和变量马达组成的容积调速回路图 7.10 所示为定量泵和变量马达组成的闭式容积调速回路。在这种回路中，液压泵的转速和排量都为常数，液压泵的最高供油压力同样由溢流阀
18、来限制，液压马达能输出的转矩与变量马达的排量成正比，马达转速与排量成反比，能输出的最大功率恒定不变，故称这种回路为恒功率调速回路。马达的排量因受到拖动负载能力和机械强度的限制而不能调得太大，故其调速范围也较小，且调节起来很不方便，因此这种调速回路目前很少单独使用。第 7 章 液压基本回路图 7.10 定量泵和变量马达组成的闭式容积调速回路第 7 章 液压基本回路3)由双向变量泵和双向变量马达组成的容积调速回路图 7.11 所示为双向变量泵和双向变量马达组成的闭式容积调速回路。调节变量泵和变量马达均可调节液压马达的转速，变量泵 2 可以正反向供油，液压马达 10 便可以正反向旋转。溢流阀 12
19、的调整压力应略高于溢流阀 9 的调整压力，以保证液动换向阀 8 动作时，回路中的部分热油经溢流阀 9 排回油箱，此时由补油泵 1 向回路输送冷却油液。第 7 章 液压基本回路图 7.11 双向变量泵和双向变量马达组成的闭式容积调速回路第 7 章 液压基本回路双向变量泵和双向变量马达组成的闭式容积调速回路是恒转矩调速和恒功率调速的组合回路。由于许多设备在低速运行时要求有较大的转矩，而在高速时希望输出功率能基本保持不变，因此调速时通常先将马达的排量调至最大并固定不变，通过增大泵的排量来提高马达转速，这时马达能输出的最大转矩恒定不变，属恒转矩调速;若泵的排量调至最大后，还需要继续提高马达的转速，可以
20、使泵的排量固定在最大值，而采用减小马达排量的办法来实现马达转速继续提高，这时马达能输出的最大功率恒定不变，属恒功率调速。这种调速回路具有较大的调速范围，且效率较高，故适用于大功率和调速范围要求较大的场合。第 7 章 液压基本回路3.容积节流调速回路容积节流调速回路容积节流调速回路是由变量泵和节流阀或调速阀组合而成的一种调速回路。图 7.12所示为由限压式变量叶片泵和调速阀组成的容积节流调速回路。变量泵输出的压力油经调速阀进入液压缸工作腔，回油则经背压阀返回油箱。活塞运动速度由调速阀中节流阀的通流面积来控制。变量泵输出的流量 q P 和进入油缸的流量 q 1 相适应。当 q P q 1 时，泵的
21、供油压力 p P 上升，使限压式变量泵的流量自动减少到 q P q 1;反之，当 q P q 1 时，泵的供油压力 p P 下降，该泵又会自动使 q P q 1。可见调速阀在回路中的作用不仅是使进入液压缸的流量保持恒定，而且还使变量泵的供油量和液压缸所需的流量相匹配。第 7 章 液压基本回路图 7.12 限压式变量叶片泵和调速阀组成的容积节流调速回路第 7 章 液压基本回路这种容积节流调速回路无溢流损失，效率较高，调速范围大，速度刚性好，一般用于空载时需快速、承载时要稳定的低速的中、小功率液压系统。第 7 章 液压基本回路7.2.2 快速回路快速回路快速回路的功能是使液压缸在空行程时获得尽可能
22、快的运动速度，以提高系统的工作效率。使用最多的快速回路有差动连接快速回路和双泵供油快速回路。1.差动连接快速回路差动连接快速回路图 7.13 所示是采用单杆活塞缸差动连接的快速回路。它通过二位三通电磁阀形成差动连接。阀 3 和阀 4 在左位工作时，单杆活塞缸差动连接作快速运动。当阀 4 通电时，差动连接即被切除，液压缸回油经过调速阀 5，实现慢速工进。阀 3 切换到右位后，液压缸快退。这种快速回路简单易行，但快、慢速换接不够平稳。第 7 章 液压基本回路图 7.13 采用单杆活塞缸差动连接的快速回路第 7 章 液压基本回路2.双泵供油快速回路双泵供油快速回路图 7.14 所示为双泵并联供油的快
23、速回路。液压泵 1 为高压小流量泵，其流量应略大于最大工作压力时进给速度所需要的流量，其工作压力表由溢流阀 5 调定。泵 2 为低压大流量泵，其流量与泵 1 流量之和应略大于液压系统快速运动所需要的流量，其工作压力应低于液控顺序阀 3 的调定压力/空载时，液压系统的压力低于液控顺序阀的调定压力，阀3关闭，泵 2 输出的油液经单向阀 4 与泵 1 输出的油液汇集在一起进入液压缸，从而实现快速运动。当系统工作进给承受负载时，系统压力升高至大于阀 3 的调定压力，阀 3 打开，单向阀 4 关闭，泵 2 的油经阀 3 流回油箱，泵 2 处于卸荷状态。此时系统仅由小泵 1 供油，实现慢速工作进给，其工作
24、压力由阀 5 调节。第 7 章 液压基本回路图 7.14 双泵并联供油的快速回路第 7 章 液压基本回路7.2.3 速度转换回路速度转换回路1.快慢速转换回路快慢速转换回路图 7.15 是利用二位二通电磁换向阀与调速阀并联实现快速转慢速的回路。当图中电磁铁 1YA、3YA 同时通电时，压力油经阀 3 左位、阀 4 左位进入液压缸左腔，缸右腔回油，工作部件实现快进；当运动部件的挡块碰到行程开关(图中未示)使 3YA 电磁铁断电时，阀 4 油路断开，调速阀 5 接入油路，压力油经阀 3 左位后，经调速阀 5 进入缸的左腔，缸右腔回油，工作部件以阀 5 调节的速度实现工作进给。第 7 章 液压基本回
25、路图 7.15 快慢速转换回路第 7 章 液压基本回路这种速度转换回路速度换接快，行程调节比较灵活，电磁阀可安装在液压站的阀板上，便于实现自动控制，应用很广泛。其缺点是平稳性较差。第 7 章 液压基本回路2.两种慢速的转换回路两种慢速的转换回路图 7.16 所示为两调速阀串联的慢速转换回路。当阀 1 左位工作且阀 3 断开时，控制阀2 的通或断使油液经调速阀 A 或既经 A 又经 B 才能进入液压缸左腔，从而实现第一种慢速或第二种慢速。但阀 B 的开口需调得比 A 小，即第二种慢速的速度必须比第一种慢速的速度低。此外，第二种慢速经过两个调速阀，能量损失较大。第 7 章 液压基本回路图 7.16
26、 调速阀串联的慢速转换回路第 7 章 液压基本回路图 7.17 所示为两调速阀并联的慢速转换回路。当主换向阀 1 左位或右位工作而阀 2 没通电时，液压缸作快进或快退运动。当主换向阀 1 在左位工作并使阀 2 通电时，根据阀 3 不同的工作位置，进油需经调速阀 A 或 B 才能进入缸内，便可实现第一种慢速和第二种慢速的转换。两个调速阀可单独调节，两速度无限制，但一阀工作另一阀无油液通过，后者的减压阀部分处于非工作状态，若该阀内无行程限位装置，此时液压阀口将完全打开，一旦转换，油液大量流过此阀，缸会出现前冲现象，因此不宜用于工作过程中的速度转换。第 7 章 液压基本回路图 7.17 调速阀并联的
27、速度转换回路第 7 章 液压基本回路7.3 压力控制回路压力控制回路压力控制回路是用压力控制阀来对系统整体或某一部分的压力进行控制和调节的回路。这类回路包括调压、减压、增压、保压、卸荷和平衡等回路。第 7 章 液压基本回路7.3.1 调压回路调压回路调压回路的功能是使液压系统或系统中某一部分的压力与负载相适应并保持稳定，或为了安全而限定系统的最高压力不超过某一数值。当液压系统在不同工作阶段需要两种以上不同大小的压力时，可采用多级调压回路。1.单级调压回路单级调压回路图 7.18 所示为单级调压回路，系统由定量泵供油，通过调节节流阀的开口大小调节液压缸速度。在工作过程中溢流阀是常开的，液压泵的工
28、作压力决定于溢流阀的调整压力，并且保持基本恒定，溢流阀的调整压力必须大于液压缸最大工作压力和油路各种压力损失的总和。第 7 章 液压基本回路图 7.18 单级调压回路第 7 章 液压基本回路2.双向调压回路双向调压回路液压缸正反向行程需不同的供油压力时，可采用双向调压回路，如图 7.19 所示。当换向阀左位工作时，液压缸为工作行程，泵出口由溢流阀 1 调定为较高压力，缸右端的油液通过换向阀回油箱，此时，溢流阀 2 不起作用。当换向阀为图示工作状态时，液压缸为返回行程，泵出口由溢流阀 2 调定为较低压力，溢流阀 1 不起作用。缸退至终点，泵在低压下回油，功率损耗小。第 7 章 液压基本回路图 7
29、.19 双向调压回路第 7 章 液压基本回路3.多级调压回路多级调压回路图 7.20(a)所示为二级调压回路。在图示状态下，泵出口压力由溢流阀 1 调定为较高压力，二位二通换向阀通电后，则由远程调压阀 2 调定为较低压力。阀 2 的调定压力必须小于阀 1 的调定压力。图 7.20(b)所示为三级调压回路。在图示状态下，泵出口压力由溢流阀 1 调定为最高压力，当换向阀 4 的右、左电磁铁分别通电时，泵出口压力分别由远程调压阀 2 和 3 调定。阀 2 和阀 3 的调定压力必须小于阀 1 的调定压力。第 7 章 液压基本回路图 7.20 多级调压回路第 7 章 液压基本回路7.3.2 减压回路减压
30、回路在液压系统中，当某一支路所需的工作压力低于系统的工作压力时，可采用减压回路。第 7 章 液压基本回路1.单级减压回路单级减压回路图 7.21 所示为单级减压回路。回路中串联了一个单向减压阀 5，换向阀 4 左位工作时，液压泵输出的压力油，经单向阀 3、换向阀 4、单向减压阀 5 进入油缸左腔，推动活塞向右运动。由于减压阀的作用，使夹紧缸能得到较低而又稳定的夹紧力。换向阀 4 右位工作时，液压泵向左运动，这时减压阀不起作用。单向阀 3 的作用是当主油路压力低于减压阀调定压力时，保证减压油路的压力不变，使夹紧缸保持夹紧力不变。还应指出，减压阀的调整压力应低于溢流阀 2 的调整压力，才能保证减压
31、阀正常工作。第 7 章 液压基本回路图 7.21 单级减压回路第 7 章 液压基本回路2.二级减压回路二级减压回路图 7.22 所示为由减压阀和远程调压阀组成的二级减压回路。在图示状态下，夹紧缸的压力由减压阀 1 调定;当二通阀通电后，夹紧缸的压力则由远程调压阀 2 调定，故称为二级减压回路。必须注意，远程调压阀 2 的调整压力应低于减压阀 1 的调整压力，才能实现二级减压，并且减压阀的调整压力应低于回路中溢流阀的调整压力，才能保证减压阀正常工作。第 7 章 液压基本回路图 7.22 二级调压回路第 7 章 液压基本回路7.3.3 卸荷回路卸荷回路卸荷是指液压泵在消耗功率接近于零的状态下运转。
32、泵的功率等于泵的输出压力和输出流量的乘积，只要压力和流量中的任一项近似为零，功率损耗即近似为零。所以卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种方法。流量卸荷用于变量泵，容易实现，但泵处于高压状态，磨损比较严重;压力卸荷是使泵在接近零压下工作，使用中较常见。第 7 章 液压基本回路1.三位阀中位机能的卸荷回路三位阀中位机能的卸荷回路图 7.23(a)所示为采用 M 型(也可用 H 型或 K 型)中位机能的三位四通换向阀实现卸荷的回路。换向阀在中位时可以使液压泵输出的油液直接流回油箱，从而实现液压泵的卸荷。这种卸荷方法比较简单，但压力较高、流量较大时，容易产生冲击，故适用于低压、小流量液压系统。第 7 章 液压
33、基本回路图 7.23 卸荷回路第 7 章 液压基本回路2.二位二通阀的卸荷回路二位二通阀的卸荷回路图 7.23(b)所示为二位二通阀的卸荷回路。采用此方法的卸荷回路必须使二位二通换向阀的流量与液压泵的额定流量相匹配。这种卸荷方法卸荷效果较好，易于实现自动控制。3.采用溢流阀的卸荷回路采用溢流阀的卸荷回路图 7.23(c)所示为用先导式溢流阀和小流量二位二通电磁换向阀组成的卸荷回路。当液压缸停止运动时，二位二通电磁换向阀通电，使先导式溢流阀的远控口与油箱连通，此时溢流阀的阀口全部打开，液压泵输出流量经溢流阀溢回油箱，实现卸荷。第 7 章 液压基本回路7.3.4 保压回路保压回路在液压系统中，常要
34、求液压执行机构在一定的行程位置上停止运动或在有微小的位移下稳定地维持住一定的压力，这就要采用保压回路。常用的保压回路有以下几种。第 7 章 液压基本回路1.利用液压泵的保压回路利用液压泵的保压回路利用液压泵的保压回路也就是在保压过程中，液压泵仍以较高的压力(保压所需压力)工作。此时，若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，易发热，故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用;若采用变量泵，在保压时泵的压力较高，但输出流量几乎等于零，因而，液压系统的功率损失小，这种保压方法能随泄漏量的变化而自动调整输出流量，因而其效率也较高。第 7 章 液压基本回路2.利用蓄能器的保压回路
35、利用蓄能器的保压回路图 7.24(a)所示为利用蓄能器的保压回路。当主换向阀 7 在左位工作时，液压缸向右运动且压紧工件，进油路压力升高至调定值时，压力继电器 5 动作使二通阀 4 通电，泵 1 即卸荷，单向阀自动关闭，液压缸则由蓄能器 6 保压。缸压不足时，压力继电器复位使泵重新工作。保压时间的长短取决于蓄能器的容量，调节压力继电器的工作区间即可调节缸中压力的最大值和最小值。第 7 章 液压基本回路图 7.24 保压回路第 7 章 液压基本回路3.自动补油保压回路自动补油保压回路图 7.24(b)所示为采用液控单向阀和电接触式压力表的自动补油式保压回路。当 2YA得电，换向阀 3 右位接入回
36、路，液压缸上腔压力上升至电接触式压力表的上限值时，电接触式压力表发出信号，使电磁铁 2YA 失电，换向阀处于中位，液压泵卸荷，液压缸由液控单向阀 4 保压。当液压缸上腔压力下降到预定下限值时，电接触式压力表又发出信号，使2YA 得电，液压泵再次向系统供油，使压力上升。当压力达到上限值时，电接触式压力表又发出信号，使 2YA 失电。因此，这一回路能自动地使液压缸补充压力油，使其压力能长期保持在一定范围内。第 7 章 液压基本回路7.3.5 平衡回路平衡回路平衡回路的功用在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。第 7 章 液压基本回路1.采用内控式顺序阀的平衡回路采用内
37、控式顺序阀的平衡回路图 7.25(a)所示为采用内控式顺序阀的平衡回路。当 1YA 得电活塞下行时，回油路上就存在着一定的背压，只要将这个背压调得能支承住活塞和与之相连的工作部件自重，活塞可以平稳地下落。当换向阀处于中位时，活塞就停止运动，不再继续下移。这种回路中，当活塞向下快速运动时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀的泄漏而缓慢下落。因此，它只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。第 7 章 液压基本回路2.采用外控式顺序阀的平衡回路采用外控式顺序阀的平衡回路图 7.25(b)所示为采用外控式顺序阀的平衡回路。当活塞下行时，控制压力油打开液控式顺序阀，背
38、压消失，因而回路效率较高;当停止工作时，顺序阀关闭，以防止活塞和工作部件自重而下降。这种平衡回路的优点是只有上腔进油时活塞才下行，比较安全可靠;缺点是活塞下行时平稳性较差。这是因为活塞下行时，液压缸上腔油压降低，使液控顺序阀关闭;当顺序阀关闭时，因活塞停止下行，使液压缸上腔油压升高，又打开液控顺序阀。因此，液控顺序阀始终工作于启闭的过渡状态，因而影响工作的平稳性。这种回路适用于运动部件重量不是很大、停留时间较短的液压系统。第 7 章 液压基本回路图 7.25 平衡回路第 7 章 液压基本回路3.采用液控单向阀的平衡回路采用液控单向阀的平衡回路图 7.25(c)所示为采用液控单向阀的平衡回路。当
39、换向阀左位工作时，压力油通过换向阀进入液压缸上腔，液压缸下腔的油液通过单向节流阀、液控单向阀和换向阀回油箱，活塞下行。当换向阀处于中位时，液压缸上腔失压，液控单向阀迅速关闭，活塞立即停止运动并被锁紧。单向节流阀可以克服活塞下行时液压缸上腔压力的变化，消除液控单向阀时开时闭而造成活塞下行过程中运动的不平稳，控制流量，起调速作用。由于液控单向阀采用锥面密封，泄漏小，因此闭锁性好。这种回路用于要求停位准确、停留时间较长的液压系统。第 7 章 液压基本回路7.4 多缸工作控制回路多缸工作控制回路由一个液压泵同时驱动两个或两个以上液压缸配合工作的控制回路称为多缸工作控制回路。这类回路一般有顺序动作、同步
40、和互不干扰等回路。第 7 章 液压基本回路7.4.1 顺序动作回路顺序动作回路顺序动作回路的功能是使多缸液压系统中的各液压缸按规定的顺序动作。常见的顺序动作回路有行程控制和压力控制两大类。第 7 章 液压基本回路1.行程控制的顺序动作回路行程控制的顺序动作回路图 7.26(a)所示为采用行程阀控制的顺序动作回路。在图示状态下，A、B 两液压缸活塞均处在右端位置。当换向阀 1 通电时，压力油进入 B 缸右腔，B 缸左腔回油，其活塞左移实现动作 ;当 B 缸工作部件上的挡块压下行程阀 2 后，压力油进入 A 缸右腔，A 缸左腔回油，其活塞左移实现动作 ;当换向阀 1 断电时，压力油先进入 B 缸左
41、腔，B 缸右腔回油，其活塞右移实现动作 ;当 B 缸运动部件上的挡块离开行程阀 2 使其恢复下位工作时，压力油经行程阀 2 进入 A 缸的左腔，A 缸右腔回油，其活塞右移实现动作 。这种回路工作可靠，动作顺序的换接平稳，但改变工作顺序困难，且管路长，压力损失大，不易安装，它主要用于专用机械的液压系统中。第 7 章 液压基本回路图 7.26(b)所示为采用行程开关控制的顺序动作回路。在图示状态下，电磁换向阀 1、2 均不通电，两液压缸的活塞均处于右端位置。当换向阀 1 通电时，压力油进入 A 缸右腔，其左腔回油，活塞左移实现动作 ;当 A 缸工作部件上的挡块碰到行程开关 S 1时，S 1 发信号
42、使换向阀 2 通电变左位工作，这时压力油进入 B 缸的右腔，其左腔回油，活塞左移实现动作 ;当 B 缸工作部件上的挡块碰到行程开关 S 3时，S 3发信号使换向阀 1 断电变右位工作，这时压力油进入 A 缸的左腔，其右腔回油，活塞右移实现动作 ;第 7 章 液压基本回路当 A 缸工作部件上的挡块碰到行程开关 S2 时，S 2 发信号使换向阀 2 断电变右位工作，这时压力油进入 B 缸的左腔，其右腔回油，活塞右移实现动作 。当 B 缸工作部件上的挡块碰到行程开关 S4 时，S 4 又发信号使换向阀 1 通电开始下一工作循环。这种回路的优点是控制灵活方便，其动作顺序更换容易，易实现自动控制。但顺序
43、转换时有冲击，位置精度与工作部件的速度和质量有关，而可靠性则由电气元件的质量决定。第 7 章 液压基本回路图 7.26 行程控制的顺序动作回路第 7 章 液压基本回路2.压力控制的顺序动作回路压力控制的顺序动作回路图 7.27 所示为采用单向顺序阀控制的压力控制顺序动作回路。在图示位置，换向阀处于中位，A、B 两缸均处在停止状态位置。当电磁铁 1YA 通电、换向阀 1 左位工作时，压力油先进 A 缸的左腔，A 缸右腔经阀 2 中的单向阀回油，使活塞右移实现动作 ;当 A 缸活塞行至终点停止时，系统压力升高，当压力升高到阀 3 中顺序阀的调定压力时，顺序阀开启，压力油进入 B 缸左腔，其右腔回油
44、，活塞右移实现动作 ;当电磁铁 2YA 通电、换向阀 1 右位工作时，压力油先进 B 缸的右腔，其左腔经阀 3 中的单向阀回油，使活塞左移实现动作 ;第 7 章 液压基本回路当 B 缸活塞行至终点停止时，系统压力升高，当压力升高到阀 2 中顺序阀的调定压力时，顺序阀开启，压力油进入 A 缸右腔，其左腔回油，活塞右移实现动作 。当 A缸活塞左移至终点时，可用行程开关控制电磁换向阀 1 断电换为中位停止，也可再使电磁铁 1YA 通电开始下一个工作循环。这种回路工作可靠，可以按照要求调整液压缸的顺序。顺序阀的调整压力应比先动作液压缸的最高工作压力高，以免在系统压力波动较大时产生误动作。第 7 章 液
45、压基本回路7.4.2 同步回路同步回路使两个或两个以上的液压缸在运动中保持同速度或相同位移的回路，称为同步回路。1.刚性连接同步回路刚性连接同步回路刚性连接同步回路就是将两个或几个液压缸的活塞杆运用机械装置(如齿轮或刚性梁)连接在一起，使它们的运动相互受牵制，从而使这两个或几个液压缸的运动同步。此种同步方法简单，工作可靠，但它不宜使用在两缸距离过大或两缸负载差别过大的场合。第 7 章 液压基本回路2.串联液压缸的同步回路串联液压缸的同步回路图 7.28 所示为带补偿装置的串联液压缸同步回路。两液压缸 A、B 串联，B 缸下腔的有效工作面积等于 A 缸上腔的有效工作面积，若无泄漏，两缸可同步下行
46、，但因有泄漏及制造误差，故有同步误差。采用由液控单向阀 3、电磁换向阀 1 和 4 组成的补偿装置可使两缸每一次下行终点的位置同步误差得到补偿。第 7 章 液压基本回路其补偿原理是：当换向阀 1 右位工作时，压力油进入 B 缸的上腔，B 缸下腔的油液流入 A 腔上腔，A 缸下腔回油，这时两活塞杆同步下行。若 A 缸活塞先到达终点，它就触动行程开关 S1 使电磁阀 4 通电换为上位工作。这时压力油经阀 4 将液控单向阀 3 打开，在 B缸上腔继续进油的同时，B 缸下腔的油可经单向阀 3 及电磁换向阀 2 流回油箱，使 B 缸活塞能继续下行到终点位置。若 B 缸活塞先到达终点，它触动行程开关 S2
47、，使电磁换向阀 2通电换为右位工作。这时压力油可经阀 2、阀 3 继续进入 A 缸上腔，使 A 缸活塞继续下行到终点位置。第 7 章 液压基本回路图 7.28 带补偿装置的串联液压缸同步回路第 7 章 液压基本回路3.采用调速阀控制的同步回路采用调速阀控制的同步回路图 7.29 所示为采用调速阀控制的同步回路。图中两个调速阀可分别调节进入两个并联液压缸下腔的流量，使两缸活塞向上伸出的速度相等。这种回路可用于两缸有效工作面积相等时，也可用于两缸有效工作面积不相等时，其结构简单，使用方便，且可以调速。其缺点是受油温变化和调速阀性能差异等影响，不易保证位置同步，速度的同步精度也较低，常用于同步精度要
48、求不高的系统中。第 7 章 液压基本回路图 7.29 调速阀控制的同步回路第 7 章 液压基本回路4.采用比例调速阀的同步回路采用比例调速阀的同步回路图 7.30 所示为采用比例调速阀控制的同步回路。其同步精度较高，绝对精度可达 0.5mm，已足够一般设备的要求。该回路使用一个普通调速阀 C 和一个比例调速阀 D，各装在由单向阀组成的桥式油路中，分别控制液压缸 A 和液压缸 B 的正反向运动。当两缸出现位置误差时，检测装置发出信号，调整比例阀的开口，修正误差，即可保证同步。第 7 章 液压基本回路图 7.30 比例调速阀控制的同步回路第 7 章 液压基本回路7.4.3 互锁回路互锁回路在多缸工
49、作的液压系统中，有时要求在一个液压缸运动时不允许另一个液压缸有任何运动，这时就要用到液压缸互锁回路。图 7.31 所示为双缸并联的互锁回路。当三位六通电磁换向阀 5 位于中位，液压缸 B停止工作时，二位二通液动换向阀 1 右端的控制油路(图中虚线)经阀 5 中位与油箱连通，因此其左位接入系统。这时压力油可经阀 1、阀 2 进入 A 缸使其工作。当阀 5 左位或右位工作时，压力油可进入液压缸 B 使其工作。这时压力油还进入了阀 1 的右端使其右位接入系统，因而切断了 A 缸的进油路，使 A 缸不能工作，从而实现了两缸运动的互锁。第 7 章 液压基本回路图 7.31 双缸并联的互锁回路第 7 章
50、液压基本回路7.4.4 多缸快慢速互不干涉回路多缸快慢速互不干涉回路在一泵多缸的液压系统中，往往由于其中一个液压缸快速运动，而造成系统的压力下降，影响其他液压缸进给速度的稳定性。因此，在进给速度要求比较稳定的多缸液压系统中，需采用快慢速互不干涉回路。第 7 章 液压基本回路图 7.32 所示为双泵供油的多缸快慢速互不干扰回路。各缸快速进退都由大泵 2 供油，当任一缸进入工进时，则改由小泵 1 供油，彼此无牵连，也就无干扰。图示状态各缸原位停止。当 3YA、4YA 通电时，阀7、阀 8 左位工作，两缸都由大泵 2供油，作差动快进，小泵 1 供油在阀5、阀 6 处被堵截。设 A 缸先完成快进，由行
