设备控制基础第四章课件.ppt

上传人（卖家）：三亚风情

文档编号：2897800

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关键词：: 设备控制基础第四课件

资源描述：: 1、第四章液压基本回路第四章液压基本回路第一节方向控制回路第一节方向控制回路第二节压力控制回路第二节压力控制回路第三节速度控制回路第三节速度控制回路第四节多缸动作控制回路第四节多缸动作控制回路第一节方向控制回路第一节方向控制回路方向控制回路的作用是控制液压系统中液流的通断及流动方方向控制回路的作用是控制液压系统中液流的通断及流动方向，进而达到控制执行元件启动、停止向，进而达到控制执行元件启动、停止(包括锁紧包括锁紧)及改变运及改变运动方向的目的。动方向的目的。 1.换向回路换向回路对换向回路的基本要求是对换向回路的基本要求是:换向可靠，灵敏平稳，换向精度换向可靠，灵敏平稳，换向精度合适。合适。
2、二位阀可以使执行元件正反两个方向运动，但不能在任意二位阀可以使执行元件正反两个方向运动，但不能在任意位置停止。三位阀有中位，可以使执行元件在其行程中的任位置停止。三位阀有中位，可以使执行元件在其行程中的任意位置停止，利用中位不同的滑阀机能又可使系统获得不同意位置停止，利用中位不同的滑阀机能又可使系统获得不同的性能的性能(如如M型中位滑阀机可使执行元件停止和液压泵卸荷型中位滑阀机可使执行元件停止和液压泵卸荷)。五通阀有两个回油口，执行元件正反向运动时，两回油路上五通阀有两个回油口，执行元件正反向运动时，两回油路上设置不同的背压，可获得不同的速度。设置不同的背压，可获得不同的速度。下一页返回
3、第一节方向控制回路第一节方向控制回路如果执行元件是单作用液压缸或差动缸，则可用二位三通电如果执行元件是单作用液压缸或差动缸，则可用二位三通电磁换向阀来换向，磁换向阀来换向，图图4-1所示为用二位三通电磁换向阀使单作所示为用二位三通电磁换向阀使单作用缸换向的回路。用缸换向的回路。换向阀的换向操作方式可根据工作需要来选择，如手动、换向阀的换向操作方式可根据工作需要来选择，如手动、机动、电磁或电液动等。机动、电磁或电液动等。 2.锁紧回路锁紧回路锁紧回路的作用是使执行元件能在任意位置停留，且停留锁紧回路的作用是使执行元件能在任意位置停留，且停留后即使有外力作用也不会改变原来的位置。对锁紧回路的要
4、后即使有外力作用也不会改变原来的位置。对锁紧回路的要求是可靠、迅速、平稳、持久。求是可靠、迅速、平稳、持久。上一页下一页返回第一节方向控制回路第一节方向控制回路锁紧的原理就是将执行元件的进、回油路封闭。利用三位四锁紧的原理就是将执行元件的进、回油路封闭。利用三位四通换向阀的中位机能通换向阀的中位机能(O型或型或M型型)可以使活塞在行程范围内的可以使活塞在行程范围内的任意位置上停止运动，但由于换向阀任意位置上停止运动，但由于换向阀(滑阀结构滑阀结构)的泄漏，锁的泄漏，锁紧效果差。要获得很好的锁紧效果，应采用液控单向阀紧效果差。要获得很好的锁紧效果，应采用液控单向阀(因单因单向阀为锥面密封，泄
5、漏极小向阀为锥面密封，泄漏极小)。图图4-2所示为双向锁紧回路，所示为双向锁紧回路，在液压缸两侧油路上串接液控单向阀在液压缸两侧油路上串接液控单向阀(亦称液压锁亦称液压锁)，换向阀，换向阀处于中位时，液控单向阀关闭液压缸两侧油路，活塞被双向处于中位时，液控单向阀关闭液压缸两侧油路，活塞被双向锁紧，左右都不能窜动。这种回路被广泛用于工程机械、起锁紧，左右都不能窜动。这种回路被广泛用于工程机械、起重运输机械等有锁紧要求的场合。重运输机械等有锁紧要求的场合。采用液控单向阀的锁紧回路中，换向阀中位应采用采用液控单向阀的锁紧回路中，换向阀中位应采用Y型或型或H型滑阀机能，这样，换向阀处于中位时，液控单
6、向阀的控制型滑阀机能，这样，换向阀处于中位时，液控单向阀的控制油路可立即失压，保证单向阀迅速关闭，锁紧油路。油路可立即失压，保证单向阀迅速关闭，锁紧油路。上一页返回第二节压力控制回路第二节压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个液压系统或局部压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个液压系统或局部回路的工作压力，以满足执行元件对力或力矩的要求、保证回路的工作压力，以满足执行元件对力或力矩的要求、保证系统安全的回路。这类回路包括调压、减压、增压、保压、系统安全的回路。这类回路包括调压、减压、增压、保压、卸荷和平衡等多种回路。卸荷和平衡等多种回路。 1.调压回路调压回路调压回路的功用是控
7、制系统或局部的最高工作压力，使其调压回路的功用是控制系统或局部的最高工作压力，使其保持恒压或不超过某一预先调定的数值。保持恒压或不超过某一预先调定的数值。 (1)单级调压回路单级调压回路图图4-3所示为单级调压回路。先导式溢流阀所示为单级调压回路。先导式溢流阀1与液压泵与液压泵4并联，溢流阀限定了液压泵的最高工作压力，也并联，溢流阀限定了液压泵的最高工作压力，也就调定了系统的最高工作压力。当系统工作压力上升至溢流就调定了系统的最高工作压力。当系统工作压力上升至溢流阀的调整压力时，溢流阀开启、溢流，便使系统压力基本维阀的调整压力时，溢流阀开启、溢流，便使系统压力基本维持在溢流阀的调定压力上持在溢
8、流阀的调定压力上;当系统工作压力低于溢流阀的调定当系统工作压力低于溢流阀的调定压力时，溢流阀关闭，此时系统工作压力取决于负载的情况。压力时，溢流阀关闭，此时系统工作压力取决于负载的情况。下一页返回第二节压力控制回路第二节压力控制回路(2)多级调压回路多级调压回路图图4-4所示为三级调压回路。它是利用三位四所示为三级调压回路。它是利用三位四通电磁换向阀的切换与不同溢流阀接通来调定压力的。先导通电磁换向阀的切换与不同溢流阀接通来调定压力的。先导式溢流阀式溢流阀4调定系统最高压力，远程调压阀调定系统最高压力，远程调压阀2, 3的调整压力小的调整压力小于先导式溢流阀的调整值。通过三位四通电磁换向阀
9、的通、于先导式溢流阀的调整值。通过三位四通电磁换向阀的通、断电控制，获得二级、三级调压。依照上述原理，又可派生断电控制，获得二级、三级调压。依照上述原理，又可派生出多级调压回路。出多级调压回路。 (3)远程调压回路远程调压回路图图4-5所示为远程调压回路。在先导式溢流所示为远程调压回路。在先导式溢流阀的遥控口接一远程调压阀阀的遥控口接一远程调压阀(小流量的直动式溢流阀小流量的直动式溢流阀)，即可，即可实现远距离调压，远程调压阀实现远距离调压，远程调压阀2可以安装在操作方便的地方。可以安装在操作方便的地方。由于远程调压阀由于远程调压阀2是与溢流阀是与溢流阀1中的先导阀并联，故先导阀的中的先导阀并
10、联，故先导阀的调整压力必须大于远程调压阀的调整压力，这样，远程调压调整压力必须大于远程调压阀的调整压力，这样，远程调压阀才可起到调压作用。阀才可起到调压作用。上一页下一页返回第二节压力控制回路第二节压力控制回路2.减压回路减压回路减压回路的功用是使液压系统的某一支路获得低于系统主减压回路的功用是使液压系统的某一支路获得低于系统主油路工作压力的液压油。液压系统中的定位、夹紧、控制、油路工作压力的液压油。液压系统中的定位、夹紧、控制、润滑、制动及各种辅助油路一般都采用减压回路。润滑、制动及各种辅助油路一般都采用减压回路。 (1)一级减压回路一级减压回路图图4-6所示为最常见的一级减压回路，
11、它是所示为最常见的一级减压回路，它是在所需低压的油路上串接定值减压阀在所需低压的油路上串接定值减压阀2，减压回路的压力由定，减压回路的压力由定值减压阀值减压阀2的固定值决定，回路中的单向阀的固定值决定，回路中的单向阀1用于当主回路压用于当主回路压力低于定值减压阀力低于定值减压阀2的固定值时，防止油液倒流，起短时保压的固定值时，防止油液倒流，起短时保压作用。作用。上一页下一页返回第二节压力控制回路第二节压力控制回路(2)二级减压回路二级减压回路图图4-7所示为二级减压回路。它由溢流阀、先所示为二级减压回路。它由溢流阀、先导式减压阀、远程调压阀、二位二通电磁换向阀等组成。在导式减压阀、远程调压
12、阀、二位二通电磁换向阀等组成。在先导式减压阀先导式减压阀3的遥控口上串接二位二通电磁换向阀的遥控口上串接二位二通电磁换向阀2和远程和远程调压阀调压阀1，当换向阀左位接入系统，减压回路的压力由先导式，当换向阀左位接入系统，减压回路的压力由先导式减压阀减压阀3的调定值决定的调定值决定;当换向阀右位接入系统，减压回路的当换向阀右位接入系统，减压回路的压力由远程调压阀压力由远程调压阀1的调定值决定。必须指出，远程调压阀的调定值决定。必须指出，远程调压阀1的调定值的调定值p2一定要低于先导式减压阀一定要低于先导式减压阀3的调定值的调定值p1，只有这样，只有这样才能得到二级压力。液压泵的最大工作压力才能得
13、到二级压力。液压泵的最大工作压力P由溢流阀由溢流阀4调定，调定，且满足且满足p1p2p3关系。关系。上一页下一页返回第二节压力控制回路第二节压力控制回路3.增压回路增压回路增压回路的功用是使系统的局部油路或某个执行机构获得增压回路的功用是使系统的局部油路或某个执行机构获得比液压泵工作压力高若十倍的高压油。最简单的增压方法是比液压泵工作压力高若十倍的高压油。最简单的增压方法是采用增压缸。采用增压缸。图图4-8所示为采用增压缸的增压回路。当二位四通电磁换向所示为采用增压缸的增压回路。当二位四通电磁换向阀处于右位时，液压泵出口的油液进入增压缸大缸的活塞左阀处于右位时，液压泵出口的油液进入增
14、压缸大缸的活塞左腔，大活塞通过活塞杆推动小活塞向右运动。由于在大活塞腔，大活塞通过活塞杆推动小活塞向右运动。由于在大活塞和小活塞两边的作用力相等，而活塞有效工作面积却不等，和小活塞两边的作用力相等，而活塞有效工作面积却不等，因此小液压缸便能输出高压油。增压缸增压倍数决定于增压因此小液压缸便能输出高压油。增压缸增压倍数决定于增压缸大活塞和小活塞的面积比。液压泵出口处的最大压力由溢缸大活塞和小活塞的面积比。液压泵出口处的最大压力由溢流阀调定。工作缸靠弹簧复位，补油装置辛卜足流阀调定。工作缸靠弹簧复位，补油装置辛卜足1)腔油路的腔油路的泄漏。泄漏。上一页下一页返回第二节压力控制回路第二节压力控
15、制回路此回路适用于液压缸需要很大的单向作用力，而负载行程却此回路适用于液压缸需要很大的单向作用力，而负载行程却较短的场合。较短的场合。 4.保压回路保压回路保压回路的功用是使液压系统中液压缸在不动的情况下维保压回路的功用是使液压系统中液压缸在不动的情况下维护稳定的压力。常用蓄能器、自动补油保压回路来保持系统护稳定的压力。常用蓄能器、自动补油保压回路来保持系统压力。压力。图图4-9所示为蓄能器保压回路。当三位四通电磁换向阀所示为蓄能器保压回路。当三位四通电磁换向阀3左侧左侧通电时，泵向液压缸左腔和蓄能器通电时，泵向液压缸左腔和蓄能器2同时供油，并推动活塞右同时供油，并推动活塞右移。当接触工件
16、后，系统压力升高。当压力升至压力继电器移。当接触工件后，系统压力升高。当压力升至压力继电器1调定值时，二位二通电磁换向阀调定值时，二位二通电磁换向阀4通电，通过先导式溢流阀通电，通过先导式溢流阀5使泵卸荷，此时液压缸中油液压力由蓄能器使泵卸荷，此时液压缸中油液压力由蓄能器2保压。液压缸压保压。液压缸压力不足时，压力继电器复位使泵重新工作。力不足时，压力继电器复位使泵重新工作。上一页下一页返回第二节压力控制回路第二节压力控制回路保压时间的长短取决于蓄能器的容量。调节压力继电器保压时间的长短取决于蓄能器的容量。调节压力继电器1的工的工作区间，即可调节缸中压力的最大值和最小值。这种回路适作区间
17、，即可调节缸中压力的最大值和最小值。这种回路适用于功率损失小的场合。用于功率损失小的场合。图图4-10所示为自动补油保压回路。当三位四通电磁换向阀所示为自动补油保压回路。当三位四通电磁换向阀4右位接入回路时，液压缸上腔成为压力腔，活塞下行终止，右位接入回路时，液压缸上腔成为压力腔，活塞下行终止，抵住工件，上腔压力上升，在压力上升到电接触式压力表抵住工件，上腔压力上升，在压力上升到电接触式压力表1上上限触点调定压力时，电接触式压力表发出电信号，使三位四限触点调定压力时，电接触式压力表发出电信号，使三位四通电磁换向阀通电磁换向阀4切换成中位，液压泵卸荷，液压缸由液控单向切换成中位，液压泵卸荷，液
18、压缸由液控单向阀阀3保压。当液压缸上腔压力下降到下限触点调定压力时，三保压。当液压缸上腔压力下降到下限触点调定压力时，三位四通电磁换向阀位四通电磁换向阀4右位接入回路，液压泵又向液压缸上腔补右位接入回路，液压泵又向液压缸上腔补油，使其压力回升。三位四通电磁换向阀油，使其压力回升。三位四通电磁换向阀4左位接入回路时，左位接入回路时，活塞向上退回。这种回路保压时间长，压力稳定性好，适用活塞向上退回。这种回路保压时间长，压力稳定性好，适用于保压性能要求高的高压系统。于保压性能要求高的高压系统。上一页下一页返回第二节压力控制回路第二节压力控制回路5.卸荷回路卸荷回路卸荷回路的功用是在液压泵驱动电
19、动机不频繁启停的情况卸荷回路的功用是在液压泵驱动电动机不频繁启停的情况下，使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转。所谓下，使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转。所谓“卸卸荷荷”是指液压泵以很小的输出功率运转，即液压泵输出油液是指液压泵以很小的输出功率运转，即液压泵输出油液以很低的压力排回油箱以很低的压力排回油箱;或液压泵输出很小流量的液压油。或液压泵输出很小流量的液压油。采用了卸荷回路，可以避免原动机的频繁启动与停止采用了卸荷回路，可以避免原动机的频繁启动与停止;若在若在启动时先行卸荷，还可使原动机在空载下启动。启动时先行卸荷，还可使原动机在空载下启动。 (1)用换向阀中位机能的卸荷回路用
20、换向阀中位机能的卸荷回路图图4-11所示为用换向阀中所示为用换向阀中位机能的卸荷回路。采用具有中位卸荷机能的三位换向阀，位机能的卸荷回路。采用具有中位卸荷机能的三位换向阀，中位卸荷机能有中位卸荷机能有M型、型、H型、型、K型可以使液压泵卸荷。这种方型可以使液压泵卸荷。这种方法简单、可靠。法简单、可靠。上一页下一页返回第二节压力控制回路第二节压力控制回路(2)采用先导式电磁溢流阀的卸荷回路采用先导式电磁溢流阀的卸荷回路图图4-12所示为二位二通所示为二位二通阀的卸荷回路。当二位二通换向阀电磁铁通电时，溢流阀遥阀的卸荷回路。当二位二通换向阀电磁铁通电时，溢流阀遥控口与油箱接通，溢流阀全开，液
21、压泵经溢流阀排出的油以控口与油箱接通，溢流阀全开，液压泵经溢流阀排出的油以很低的压力流回油箱。很低的压力流回油箱。 6.平衡回路平衡回路平衡回路的功用是使液压缸保持一定的背压，以便平衡重平衡回路的功用是使液压缸保持一定的背压，以便平衡重力负荷，防止运动部件超速下滑。对平衡回路的要求是结构力负荷，防止运动部件超速下滑。对平衡回路的要求是结构简单、闭锁性好、工作可靠。简单、闭锁性好、工作可靠。上一页下一页返回第二节压力控制回路第二节压力控制回路图图4-13所示为单向顺序阀组成的平衡回路。单向顺序阀的调所示为单向顺序阀组成的平衡回路。单向顺序阀的调定压力应稍大于由工作部件自重在液压缸下腔中所
22、形成的压定压力应稍大于由工作部件自重在液压缸下腔中所形成的压力，这样工作部件在静止时，顺序阀关闭而不会自行下滑力，这样工作部件在静止时，顺序阀关闭而不会自行下滑;工工作部件下行时，顺序阀开启使液压缸下腔产生的背压能平衡作部件下行时，顺序阀开启使液压缸下腔产生的背压能平衡自重，不会产生超速现象。这种回路因设置背压与超越负载自重，不会产生超速现象。这种回路因设置背压与超越负载相平衡，故称平衡回路相平衡，故称平衡回路;因其限制了运动部件的超速运动，又因其限制了运动部件的超速运动，又称限速回路。称限速回路。用单向顺序阀的平衡回路由于回油腔有背压，所以功率损用单向顺序阀的平衡回路由于回油腔有背压，所以
23、功率损失大。失大。上一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路速度控制回路是调节和变换执行元件运动速度的基本回路。速度控制回路是调节和变换执行元件运动速度的基本回路。包含调速回路、快速运动回路和速度换接回路。包含调速回路、快速运动回路和速度换接回路。一、调速回路一、调速回路调速是指调节执行元件的运动速度。对于液压缸来讲，通调速是指调节执行元件的运动速度。对于液压缸来讲，通过改变输人流量来实现调速过改变输人流量来实现调速;对于液压电动机，既可以通过改对于液压电动机，既可以通过改变输人流量，也可以通过改变其排量变输人流量，也可以通过改变其排量(采用变量电动机采用变量电动机)来实来实现调速。现
24、调速。采用定量泵供油，利用节流元件来改变并联支路的油流分采用定量泵供油，利用节流元件来改变并联支路的油流分配，进而改变进入执行元件流量来实现调速的方法称为节流配，进而改变进入执行元件流量来实现调速的方法称为节流调速调速;利用改变液压泵或液压电动机有效工作容积利用改变液压泵或液压电动机有效工作容积(排量排量)来实来实现调速的方法称为容积调速现调速的方法称为容积调速;如果将以上两种调速方法结合起如果将以上两种调速方法结合起来，用变量泵与节流元件相配合的调速方法，则称为容积节来，用变量泵与节流元件相配合的调速方法，则称为容积节流调速。流调速。下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路1.节流
25、调速回路节流调速回路根据节流元件在回路中的安放位置不同，节流调速回路有根据节流元件在回路中的安放位置不同，节流调速回路有进口节流、出口节流和旁路节流三种基本形式。进口节流、出口节流和旁路节流三种基本形式。 (1)进口节流调速回路将节流阀进口节流调速回路将节流阀(或调速阀或调速阀)装在液压缸的进装在液压缸的进口油路上，即串联在定量泵和液压缸之间，如口油路上，即串联在定量泵和液压缸之间，如图图4-14 ( a)所示。所示。液压泵输出的油液一部分经节流阀进入液压缸工作腔，推动液压泵输出的油液一部分经节流阀进入液压缸工作腔，推动活塞运动，液压泵多余的油液经溢流阀排回油箱。调节节流活塞运动，液压泵多余
26、的油液经溢流阀排回油箱。调节节流阀的通流面积，即可调节通过节流阀的流量，从而调节液压阀的通流面积，即可调节通过节流阀的流量，从而调节液压缸活塞的运动速度。进口节流调速回路总存在溢流功率损失缸活塞的运动速度。进口节流调速回路总存在溢流功率损失Py=ppqy和节流功率损失和节流功率损失Py= p-q1，故进口节流调速回，故进口节流调速回路的效率较低。路的效率较低。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路进口节流调速回路适用于轻载、负载变化不大和对速度稳定进口节流调速回路适用于轻载、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率液压系统。性要求不高的小功率液压系统。 (2)出口节流调速回
27、路将节流阀装在液压缸的出口油路上，出口节流调速回路将节流阀装在液压缸的出口油路上，如如图图4-15所示，借助于节流阀控制液压缸的排油量所示，借助于节流阀控制液压缸的排油量q2来实现来实现速度调节。由于进入液压缸的流量速度调节。由于进入液压缸的流量q1受到回油路上排出流量受到回油路上排出流量q2的限制。因此用节流阀来调节液压缸的排油量的限制。因此用节流阀来调节液压缸的排油量q2，也就调，也就调节了进油量节了进油量q1，定量泵多余的油液仍经溢流阀流回油箱，溢，定量泵多余的油液仍经溢流阀流回油箱，溢流阀调整压力流阀调整压力(p1基本稳定基本稳定(定压定压)。进、出油口节流调速回路相比较，出油口节流
28、调速回路中进、出油口节流调速回路相比较，出油口节流调速回路中的节流阀能使液压缸回油腔形成一定背压，因而能承受负方的节流阀能使液压缸回油腔形成一定背压，因而能承受负方向负载向负载(与液压缸运动方向相同的负载力与液压缸运动方向相同的负载力)。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路而进油口节流调速回路只有在回油路上设置背压阀后，才能而进油口节流调速回路只有在回油路上设置背压阀后，才能承受负方向负载，但这是以增加进油口节流调速回路的功率承受负方向负载，但这是以增加进油口节流调速回路的功率损失为代价的。出油口节流调速回路中流经节流阀而发热的损失为代价的。出油口节流调速回路中流经节流阀而
29、发热的油液可直接流回油箱冷却，而进油口节流调速回路中流经节油液可直接流回油箱冷却，而进油口节流调速回路中流经节流阀而发热的油液还要进入液压缸，这对热变形有严格要求流阀而发热的油液还要进入液压缸，这对热变形有严格要求的精密设备会产生不良影响。对于单杆液压缸来说，在出油的精密设备会产生不良影响。对于单杆液压缸来说，在出油口节流调速回路中，当负载变为零时，液压缸的背腔压力口节流调速回路中，当负载变为零时，液压缸的背腔压力(有有杆腔杆腔)将会增大，这对密封不利。将会增大，这对密封不利。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路综上所述，进、出油口节流调速回路结构简单、造价低廉，综上所述
30、，进、出油口节流调速回路结构简单、造价低廉，但效率低，适用于负载变化不大、低速小功率的场合。若用但效率低，适用于负载变化不大、低速小功率的场合。若用调速阀代替回路中的节流阀，其速度刚性明显优于相应的节调速阀代替回路中的节流阀，其速度刚性明显优于相应的节流调速回路，可用于速度较高、负载较大且负载变化较大的流调速回路，可用于速度较高、负载较大且负载变化较大的液压系统，但这种回路的效率比使用节流阀时更低。液压系统，但这种回路的效率比使用节流阀时更低。 (3)旁路节流调速回路如旁路节流调速回路如图图4-16 ( a)所示，节流阀装在与液所示，节流阀装在与液压缸进口油路相并联的支路上，溢流阀起安全阀作用
31、，正常压缸进口油路相并联的支路上，溢流阀起安全阀作用，正常工作时处于常闭状态，过载时打开。调节节流阀阀口的大小，工作时处于常闭状态，过载时打开。调节节流阀阀口的大小，改变通过节流阀的流量，即改变了进入液压缸的流量，从而改变通过节流阀的流量，即改变了进入液压缸的流量，从而实现活塞运动速度的调节。实现活塞运动速度的调节。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，泵的输出压旁路节流调速回路只有节流损失而无溢流损失，泵的输出压力随负载而变化，即节流损失和输人功率随负载而变化，所力随负载而变化，即节流损失和输人功率随负载而变化，所以比前两种调速回路
32、效率高。以比前两种调速回路效率高。这种旁路节流调速回路负载特性很软，低速承载能力又差，这种旁路节流调速回路负载特性很软，低速承载能力又差，故其应用比前两种回路少，只用于高速、重载，对速度平稳故其应用比前两种回路少，只用于高速、重载，对速度平稳性要求不高的较大功率系统中，如牛头刨床主运动系统、输性要求不高的较大功率系统中，如牛头刨床主运动系统、输送机械液压系统等。送机械液压系统等。 2.容积调速回路容积调速回路容积调速回路是用改变泵和电动机的排量来实现调速的，容积调速回路是用改变泵和电动机的排量来实现调速的，大多采用闭式回路，没有节流损失和溢流损失，因而效率高，大多采用闭式回路，没有节流损失
33、和溢流损失，因而效率高，发热小，适用于高速、大功率系统。但回路中变量泵或变量发热小，适用于高速、大功率系统。但回路中变量泵或变量电动机结构复杂，需辅助泵来补油和散热，成本较高。电动机结构复杂，需辅助泵来补油和散热，成本较高。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路根据液压泵和液压电动机根据液压泵和液压电动机(或液压缸或液压缸)的不同组合，容积调速的不同组合，容积调速回路有三种形式回路有三种形式:变量泵一定量执行元件容积调速回路变量泵一定量执行元件容积调速回路;定量定量泵一变量电动机容积调速回路泵一变量电动机容积调速回路;变量泵一变量电动机容积调速变量泵一变量电动机容积调速回路
34、。回路。 (1)变量泵一定量执行元件容积调速回路变量泵一定量执行元件容积调速回路图图4-17 ( a)所示为所示为变量泵和液压缸组成的开式容积调速回路。图变量泵和液压缸组成的开式容积调速回路。图4-17 (b)所示为所示为变量泵和定量电动机组成的闭式容积调速回路，工作时溢流变量泵和定量电动机组成的闭式容积调速回路，工作时溢流阀关闭，作安全阀用，泵阀关闭，作安全阀用，泵1是补充泄漏用的辅助泵，其流量为是补充泄漏用的辅助泵，其流量为变量泵最大输出流量的变量泵最大输出流量的10%15%，压力由低压溢流阀，压力由低压溢流阀6调定，调定，这样可使低压管路保持较低的压力，以防空气渗人和出现空这样可使低压管
35、路保持较低的压力，以防空气渗人和出现空穴现象，从而改善变量泵的吸油条件。两回路都是通过改变穴现象，从而改善变量泵的吸油条件。两回路都是通过改变变量泵的排量来实现调速的。图变量泵的排量来实现调速的。图4-17(c)所示为变量泵一定量所示为变量泵一定量电动机容积调速回路的调节特性曲线。电动机容积调速回路的调节特性曲线。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路(2)定量泵一变量电动机容积调速回路定量泵一变量电动机容积调速回路图图4-18 ( a)所示为定量所示为定量泵一变量电动机容积调速回路，定量泵的输出流量基本不变，泵一变量电动机容积调速回路，定量泵的输出流量基本不变，调节变量电
36、动机的排量，便可调节其转速。调节变量电动机的排量，便可调节其转速。定量泵一变量电动机调速回路的调速特性曲线如图定量泵一变量电动机调速回路的调速特性曲线如图4-18 ( b所示。所示。 (3)变量泵一变量电动机容积调速回路如变量泵一变量电动机容积调速回路如图图4-19 ( a)所示，调所示，调节双向变量泵节双向变量泵1或变量电动机或变量电动机2的排量均可改变电动机的转速。的排量均可改变电动机的转速。通过双向变量泵供油方向的改变来实现电动机的换向。由于通过双向变量泵供油方向的改变来实现电动机的换向。由于双向交替供油，在回路中设了四个单向阀双向交替供油，在回路中设了四个单向阀6, 7, 8, 9，
37、使溢流阀，使溢流阀3总是限定高压管路的最高压力，补油泵总是限定高压管路的最高压力，补油泵4总是向低压管路补总是向低压管路补油。如变量泵正向供油时，上侧管路是高压，液压油进入变油。如变量泵正向供油时，上侧管路是高压，液压油进入变量电动机使其正向旋转，安全阀量电动机使其正向旋转，安全阀3经单向阀经单向阀8限定上侧高压管限定上侧高压管路的最高压力路的最高压力;辅助泵辅助泵4经单向阀经单向阀7向下侧低压管路补油。向下侧低压管路补油。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路该种回路的调节特性比较话用干一船机械的负载特性该种回路的调节特性比较话用干一船机械的负载特性.即在低即在低谏时要求
38、右较大的转矩谏时要求右较大的转矩.而在高速时则要求较小的转矩。而在高速时则要求较小的转矩。对于某种机械特定的负载特性，可以采用相关调节，即同对于某种机械特定的负载特性，可以采用相关调节，即同时对变量泵和变量电动机进行调节，使回路的调节特性与机时对变量泵和变量电动机进行调节，使回路的调节特性与机械的负载特性相匹配。械的负载特性相匹配。 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利用变量泵和调速阀组合而成的，其容积节流调速回路是利用变量泵和调速阀组合而成的，其工作原理是采用压力补偿型变量泵供油，用流量控制阀调定工作原理是采用压力补偿型变量泵供油，用流量控制阀调定进入液压缸或由液压缸
39、流出的流量来调节液压缸的运动速度，进入液压缸或由液压缸流出的流量来调节液压缸的运动速度，并使变量泵的输油量自动地与液压缸所需的流量相适应。并使变量泵的输油量自动地与液压缸所需的流量相适应。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路这种调速回路既保留了容积调速回路无溢流损失、效率高的这种调速回路既保留了容积调速回路无溢流损失、效率高的长处，又具有采用调速阀的节流调速回路速度刚性大的特点，长处，又具有采用调速阀的节流调速回路速度刚性大的特点，是综合性能较好的调速回路，适用于要求速度稳定、效率较是综合性能较好的调速回路，适用于要求速度稳定、效率较高的液压系统。高的液压系统。图图4-2
40、0 ( a)所示是限压式变量泵和调速阀组成的调速回路。所示是限压式变量泵和调速阀组成的调速回路。调速阀装在进油路上，调节调速阀中节流口通流面积的大小，调速阀装在进油路上，调节调速阀中节流口通流面积的大小，便可改变进入液压缸的流量，实现液压缸活塞运动速度的调便可改变进入液压缸的流量，实现液压缸活塞运动速度的调节。而限压式变量泵的输出流量节。而限压式变量泵的输出流量qv总是和液压缸所需流量总是和液压缸所需流量q1 (即通过调速阀节流口的流量即通过调速阀节流口的流量)相适应。相适应。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路如泵的输出流量如泵的输出流量qvq1，时，多余的油液迫使泵的供
41、油压力上，时，多余的油液迫使泵的供油压力上升，根据限压式变量泵的工作原理可知，压力升高后，泵的升，根据限压式变量泵的工作原理可知，压力升高后，泵的输出流量便自动减少输出流量便自动减少;反之，当反之，当qv q1时，泵的供油压力下降，时，泵的供油压力下降，泵的输出流量自动增加，直到泵的输出流量自动增加，直到qv与与q1相等为止。由于没有溢相等为止。由于没有溢流损失，所以容积节流调速回路的效率比节流调速回路高。流损失，所以容积节流调速回路的效率比节流调速回路高。图图4-18 ( b所示为这种容积节流调速回路的特性曲线。图中，所示为这种容积节流调速回路的特性曲线。图中，曲线曲线1为限压式变量泵的压力
42、一流量特性曲线，曲线为限压式变量泵的压力一流量特性曲线，曲线2为调速为调速阀在某一开口时的特性曲线。阀在某一开口时的特性曲线。a为液压缸的工作点，对应通过为液压缸的工作点，对应通过调速阀进入液压缸的流量为调速阀进入液压缸的流量为q1，压力为，压力为p1;液压泵的工作点在液压泵的工作点在b点，此时泵的输出流量点，此时泵的输出流量qv与通过调速阀进入液压缸的流量与通过调速阀进入液压缸的流量q1相等，泵的供油压力为相等，泵的供油压力为p1 。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路欲使调速阀正常工作，应保证其最小压差在欲使调速阀正常工作，应保证其最小压差在0. 5 MPa，这样，这样
43、才能使液压缸的工作点始终处在曲线才能使液压缸的工作点始终处在曲线2的水平段。所以限压式的水平段。所以限压式变量泵的压力一流量特性曲线的调节应保证变量泵的压力一流量特性曲线的调节应保证pv=p1max+pmin。当当p1min=p1min时，回路的功率损失最小。若液压缸工作点时，回路的功率损失最小。若液压缸工作点a向左移动向左移动(即负载压力川下降即负载压力川下降)，则功率损失增大。，则功率损失增大。另外，如用恒压式变量泵取代限压式变量泵也可获得上述另外，如用恒压式变量泵取代限压式变量泵也可获得上述特性，仅仅是泵的流量一压力特性曲线有所不同特性，仅仅是泵的流量一压力特性曲线有所不同(变量段曲
44、线变量段曲线近似为竖直线近似为竖直线)。二、快速运动回路二、快速运动回路快速运动回路又称增速回路，是指在不增加液压泵流量的快速运动回路又称增速回路，是指在不增加液压泵流量的前提下，提高执行元件速度的回路。实现快速运动视方法不前提下，提高执行元件速度的回路。实现快速运动视方法不同有多种方案，下面介绍几种常用的快速运动回路。同有多种方案，下面介绍几种常用的快速运动回路。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路1.液压缸差动连接的快速运动回路液压缸差动连接的快速运动回路图图4-21所示的回路是利用二位三通电磁换向阀实现的差动所示的回路是利用二位三通电磁换向阀实现的差动连接快速
45、运动回路，在这种回路中，当阀连接快速运动回路，在这种回路中，当阀1左位工作时，活塞左位工作时，活塞向右运动向右运动;阀阀1左位、阀左位、阀2右位同时工作时，液压油进入液压缸右位同时工作时，液压油进入液压缸左右两腔，形成差动连接。由于无杆腔工作面积大于有杆腔左右两腔，形成差动连接。由于无杆腔工作面积大于有杆腔工作面积，故活塞仍向右作快速运动。当阀工作面积，故活塞仍向右作快速运动。当阀2左位工作时，差左位工作时，差动连接即被切除，液压缸直接回油，实现工进动连接即被切除，液压缸直接回油，实现工进;阀阀1切换至右切换至右位后，缸快退。差动连接在不增加液压泵流量的情况下提高位后，缸快退。差动连接在不增加
46、液压泵流量的情况下提高液压执行元件的运动速度，是实现液压缸快速运动的一种简液压执行元件的运动速度，是实现液压缸快速运动的一种简单、经济、有效的办法。单、经济、有效的办法。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路2.双泵供油的快速运动回路双泵供油的快速运动回路图图4-22所示为双泵供油的快速运动回路。图中，所示为双泵供油的快速运动回路。图中，1为高压小为高压小流量泵，用以实现工作进给。流量泵，用以实现工作进给。2为低压大流量泵，用以实现快为低压大流量泵，用以实现快速运动速运动;在快速运动时，泵在快速运动时，泵2输出的油液经单向阀输出的油液经单向阀4与泵与泵1输出输出的油液共同向
47、系统供油。工作进给时，系统压力升高，卸荷的油液共同向系统供油。工作进给时，系统压力升高，卸荷阀阀3打开使低压大流量泵打开使低压大流量泵2卸荷，由泵卸荷，由泵1单独向系统供油。这个单独向系统供油。这个系统的压力可由溢流阀系统的压力可由溢流阀5调整。调整。这种快速回路优点是功率利用合理，系统效率高，缺点是回这种快速回路优点是功率利用合理，系统效率高，缺点是回路较复杂，成本高。常用在快、慢速差值较大的组合机床、路较复杂，成本高。常用在快、慢速差值较大的组合机床、注射机等设备的液压系统中。注射机等设备的液压系统中。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路3.采用蓄能器的快速运动回路
48、采用蓄能器的快速运动回路图图4-23所示为采用蓄能器的快速运动回路。采用蓄能器的所示为采用蓄能器的快速运动回路。采用蓄能器的目的是可以使系统采用流量较小的液压泵。当换向阀目的是可以使系统采用流量较小的液压泵。当换向阀4的阀芯的阀芯处于中间位置时，液压缸不工作，液压泵经单向阀处于中间位置时，液压缸不工作，液压泵经单向阀2向蓄能器向蓄能器3充油。当蓄能器内的油液压力达到液控顺序阀充油。当蓄能器内的油液压力达到液控顺序阀1的调定压力的调定压力时，阀时，阀1被打开，使液压泵卸荷。当换向阀被打开，使液压泵卸荷。当换向阀4的阀芯处于左或的阀芯处于左或右位置时，液压缸工作，液压泵和蓄能器右位置时，液压缸工
49、作，液压泵和蓄能器3同时向液压缸供油，同时向液压缸供油，使其实现快速运动。这种快速运动回路可用于短时间内需要使其实现快速运动。这种快速运动回路可用于短时间内需要大流量的液压系统，其特点是可用较小流量的液压泵获得较大流量的液压系统，其特点是可用较小流量的液压泵获得较高的运动速度，但蓄能器充油时，液压缸不能工作。高的运动速度，但蓄能器充油时，液压缸不能工作。上一页下一页返回第三节速度控制回路第三节速度控制回路三、速度换接回路三、速度换接回路速度换接回路的功用是使液压执行元件在一个工作循环中从速度换接回路的功用是使液压执行元件在一个工作循环中从一种速度转换到另一种运动速度。速度换接不仅包括液压
50、执一种速度转换到另一种运动速度。速度换接不仅包括液压执行元件由快速到慢速的换接，而且还包括两个慢速之间的换行元件由快速到慢速的换接，而且还包括两个慢速之间的换接。实现这种作用的回路应该具有较高的速度换接平稳性。接。实现这种作用的回路应该具有较高的速度换接平稳性。 1.快速换接回路快速换接回路图图4-24所示是用行程阀切换的速度换接回路。在图示状态所示是用行程阀切换的速度换接回路。在图示状态下，液压缸快进，当活塞上的挡块压下调速行程阀下，液压缸快进，当活塞上的挡块压下调速行程阀1时，行程时，行程阀关闭，液压缸右腔的油液经调速阀阀关闭，液压缸右腔的油液经调速阀2回油箱，液压缸则由决回油箱，液压缸

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