1、第7章 液压基本回路 第7章 液压基本回路 7.1 方向控制回路方向控制回路 7.2 压力控制回路压力控制回路 7.3 速度控制回路速度控制回路 7.4 多缸工作控制回路多缸工作控制回路 7.5 液压马达回路液压马达回路 思考和练习题思考和练习题 第7章 液压基本回路 7.1 方向控制回路方向控制回路7.1.1 7.1.1 换向回路换向回路1.1.时间控制式机时间控制式机液换向回路液换向回路图71为时间控制式机液换向回路。该回路主要由机动先导阀C和液动主阀D及节流阀A等组成。由执行元件带动工作台上的行程挡块拨动机动先导阀，机动先导阀使液动阀D的控制油路换向，进而使液动阀换向，执行元件（液压缸）
2、反向运动。执行元件的换向过程可分解为制动、停止和反向启动三个阶段。第7章 液压基本回路 图 7-1 时间控制式机-液换向回路 第7章 液压基本回路 2.2.行程控制式机行程控制式机-液换向回路液换向回路时间控制式换向回路的主要缺点是:节流阀J1或J2一旦调定后，制动时间就不能再变化。故若执行元件的速度高，其冲击量就大；执行元件速度低，冲击量就小,因此换向精度不高。图7-2所示的行程控制式机-液换向回路就解决了这一问题。第7章 液压基本回路 图 7-2 行程控制式机-液换向回路 第7章 液压基本回路 7.1.2 7.1.2 锁紧回路锁紧回路1.1.液控单向阀锁紧回路液控单向阀锁紧回路液控单向阀的
3、锁紧回路见图7-3。第7章 液压基本回路 图 7-3 液控单向阀的锁紧回路 第7章 液压基本回路 2.2.换向阀锁紧回路换向阀锁紧回路图7-4 所示为换向阀的锁紧回路。这种回路利用三位四通阀的M型（或O型）中位机能封闭液压缸两腔，使活塞能在其行程的任意位置上锁紧。由于滑阀式换向阀存在泄漏的缺点，因而这种锁紧回路能保持执行元件锁紧的时间不长。第7章 液压基本回路 图 7-4 换向阀锁紧回路 第7章 液压基本回路 7.2 压力控制回路压力控制回路 7.2.1 7.2.1 调压回路调压回路1.1.单级调压回路单级调压回路在进、出口节流调速回路中，由溢流阀与定量泵组合在一起便构成了单级调压回路，如图7
4、-5、图7-6所示。第7章 液压基本回路 图 7-5 进口节流的调压回路 第7章 液压基本回路 图 7-6 出口节流的调压回路 第7章 液压基本回路 2.2.多级调压回路多级调压回路1）双级调压回路图7-7是由溢流阀和远程调压阀构成的双级调压回路。这种回路在机床的夹紧机构和压力机液压系统中都有应用。图7-8是应用于压力机的另一种双级调压回路的实例。图中，活塞1下降为工作行程，其压力由高压溢流阀4调节；活塞上升为非工作行程，其压力由低压溢流阀3调节，且只需克服运动部件自身的重量和摩擦阻力即可。溢流阀3、4的规格都必须按液压泵最大供油量来选择。第7章 液压基本回路 图 7-7 溢流阀双级调压回路
5、第7章 液压基本回路 图 7-8 压力机的双级调压回路 第7章 液压基本回路 2）三级以上的调压回路图7-9所示为三级调压回路。在图示状态下，系统压力由溢流阀1调节（为10 MPa）；当1YA带电时，系统压力由溢流阀3调节（为5 MPa）；当2YA带电时，系统压力由溢流阀2调节（为7 MPa）。因此可以得到三级压力。三个溢流阀的规格都必须按泵的最大供油量来选择。这种调压回路能调出三级压力的条件是溢流阀1的调定压力必须大于另外两个溢流阀的调定值，否则溢流阀2、3将不起作用。另外，在采用比例压力阀的压力控制回路中，调节比例溢流阀的输入电流I，就可改变系统的压力，实现多级压力控制。第7章 液压基本回
6、路 图 7-9 三级调压回路 第7章 液压基本回路 7.2.2 卸荷回路卸荷回路 1.1.执行元件不需要保压的卸荷回路执行元件不需要保压的卸荷回路1）采用三位阀的卸荷回路 第7章 液压基本回路 图 7-10 用三位换向阀的卸荷回路 第7章 液压基本回路 2）采用两位两通阀的卸荷回路图7-11所示为采用两位两通阀的卸荷回路，图示位置为泵的卸荷状态。这种卸荷回路，阀2的规格必须与泵1的额定流量相适应。因此这种卸荷方式不适用于大流量的场合，通常用于泵的额定流量小于63 L/min的系统。第7章 液压基本回路 图 7-11 采用两位两通阀的卸荷回路 第7章 液压基本回路 3）用先导式溢流阀的卸荷回路这
7、种卸荷回路如图7-12所示，其卸荷压力的大小取决于溢流阀主阀弹簧的强弱，一般为（24）105 Pa。由于阀3只通过先导式溢流阀2控制油路中的油液，因而可选用较小规格的阀，并可进行远程控制。这种形式的卸荷回路适用于流量较大的液压系统。第7章 液压基本回路 图 7-12 采用先导式溢流阀的卸荷回路 第7章 液压基本回路 2.2.执行元件需要保压的卸荷回路执行元件需要保压的卸荷回路1）用蓄能器保压的卸荷回路 图7-13 是用蓄能器保压的卸荷回路。在图示位置上，液压泵向蓄能器和液压缸供油，当系统压力达到卸荷阀（液控顺序阀）7的调定值时，阀7动作,使溢流阀2的遥控口接通油箱，则液压泵1卸荷。此后由蓄能器
8、5来保持液压缸6的压力，保压时间取决于系统的泄漏量、蓄能器的容量等。当压力降低到一定数值时，阀7关闭，泵1就继续向蓄能器和系统供油。这种回路适用于液压缸的活塞较长时间作用在物体上的系统。第7章 液压基本回路 图 7-13 用蓄能器保压的卸荷回路 第7章 液压基本回路 2）用限压式变量泵保压的卸荷回路 图7-14 是用于压力机（如塑料或橡胶制品压力机）上的，利用限压式变量泵保压的卸荷回路。这种回路是利用泵输出的油压来控制它的输出流量的原理进行卸荷的。图714（a）是压头（即活塞杆）快速接近工件，以缩短辅助时间的过程，此时泵1的压力很低（低于预调压力pb），而输出流量最大。当压头接触到工件后(图7
9、-14（b）)，工件变形的阻力使液压泵的工作压力迅速上升。当压力超过预调压力pb时，泵的流量自动减少，直至压力升到使泵的流量近似于零（这一极少的流量只用于补偿泵自身和回路的泄漏）为止。这时液压缸上腔的油压由限压式变量泵维持基本不变，即处于保压状态。泵本身则处于卸荷（流量卸荷）状态，压力机的压头以高压、静止（或移动速度极慢）的状态进行挤压工作。挤压完成后，操纵换向阀，使压头快速退回。第7章 液压基本回路 图 7-14 用限压式变量泵保压的卸荷回路 第7章 液压基本回路 7.2.3 7.2.3 保压回路保压回路在执行元件停止运动，而油液需要保持一定的压力时，需用保压回路。保压回路需满足保压时间、压
10、力稳定性、工作可靠性、经济性等多方面的要求。保压性能要求不高时，可采用密封性较好的液控单向阀保压，这种方法简单、经济。保压性能要求较高时，需采用补油的办法弥补回路的泄漏，以维持回路中压力的稳定。第7章 液压基本回路 图 7-15为应用于压力机液压系统的自动补油的保压回路。其工作原理是：当阀3的右位机能起作用时，泵1经液控单向阀4向液压缸6上腔供油，活塞自初始位置快速前进，接近物体。当活塞触及物体后，液压缸上腔压力上升，并在达到预定压力值时，电接触式压力表5发出信号，将阀3移至中位，使泵1卸荷，液压缸上腔由液控单向阀保压。当液压缸上腔的压力下降到某一规定值时，电接触式压力表5又发出信号，使阀3右
11、位又起作用，泵1再次重新向液压缸6的上腔供油，使压力回升。如此反复，实现自动补油保压。当阀3的左位机能起作用时，活塞快速退回原位。这种保压回路能在20 MPa的工作压力下保压10 min，压力降不超过2 MPa。它的保压时间长，压力稳定性也较好。第7章 液压基本回路 图 7-15 自动补油的保压回路 第7章 液压基本回路 7.2.4 7.2.4 减压回路减压回路1）单级减压回路图7-16为夹紧机构上常用的减压回路。图中，泵1的供油压力根据主油路的负载由溢流阀2调定。夹紧液压缸6的工作压力根据它的负载由减压阀3调定。单向阀4的作用是在主油路压力降低（低于减压阀的调整压力）时，防止油液倒流，起短时
12、保压作用。为了保证二次压力的稳定，减压阀的调整压力最低不应小于0.5 MPa。若减压回路中执行元件的速度需要调节，可在减压阀的出口串联一流量控制元件。这种连法可避免先导式减压阀的泄漏量对流量控制元件调定流量的影响。第7章 液压基本回路 图 7-16 单级减压回路 第7章 液压基本回路 2）两级减压回路图7-17为两级减压回路，图中3是带遥控口的先导式减压阀。将减压阀的遥控口通过两位两通阀4与一调压阀5相连，就可以在减压回路上获得两种预定的二次压力。在图示位置上，二次压力由阀3调定（为30106 Pa）；当阀4切换时，二次压力由阀5调定（为15105 Pa）。为了能在减压回路上调出两级压力来，阀
13、5的调压值必须小于阀3的。第7章 液压基本回路 图 7-17 两级减压回路 第7章 液压基本回路 7.2.5 7.2.5 增压回路增压回路1 1 采用增压缸的增压回路采用增压缸的增压回路图7-18为采用增压缸（增压器）的增压回路。图中，5为补油油箱，当增压缸柱塞向左运动时，向柱塞缸补油。这种增压回路的增压比等于增压缸中左边的活塞面积与右边的柱塞面积之比。该回路的缺点是不能得到连续的高压油。第7章 液压基本回路 图 7-18 采用增压缸的增压回路第7章 液压基本回路 2 连续增压回路连续增压回路在增压回路中采用连续增压器，可使工作液压缸在一段时间内获得连续高压。图7-19为连续增压器。阀3左位起
14、作用时，泵1输出的压力油经阀4进入工作液压缸5的上腔，推动活塞下移。活塞触及工件后，油压上升，打开顺序阀6，压力油经阀7进入连续增压器8（增压比为n 1），将油压增加n倍后进入缸5上腔。当阀3右位起作用时，泵1的压力油打开液控单向阀4，缸5上腔的油液经阀4流回油箱，活塞上行、复位。图中，换向阀3采用K型中位机能，是为了防止停车时活塞因自重而下降，同时液压泵也实现了卸荷。减压阀7在这里起稳压作用。第7章 液压基本回路 图 7-19 连续增压回路 第7章 液压基本回路 连续增压器的工作原理如图7-20所示。为了连续供给高压油，采用电磁（或液压）自动换向阀。在图示位置上，压力油经自动换向阀1后，直接
15、进入活塞腔A，同时又经单向阀2进入栓塞腔a，推动活塞左移。A腔的油液经阀，流回油箱。这时在增压缸的a腔经单向阀5输出增压油液，单向阀4关闭。当增压缸活塞移到左端时，触动电触头7，使自动换向阀的2YA失电，1YA通电，压力油经阀1的右位，直接输入A、a腔，于是a腔经单向阀4输出增压油液。如此借助换向阀1的左、右换向连续输出增压油液。第7章 液压基本回路 图 7-20 连续增压器的工作原理 第7章 液压基本回路 7.2.6 平衡回路平衡回路 1 1用单向顺序阀的平衡回路用单向顺序阀的平衡回路图7-21为用单向顺序阀的平衡回路。单向顺序阀4的调定压力p应调到足以平衡移动部件的自重W。若液压缸回油腔的
16、有效面积为A，则p的理论值（忽略摩擦力）为p=W/A。为了安全起见，单向顺序阀的压力调定值应稍大于此值。这种平衡回路，由于顺序阀的泄漏，当液压缸停留在某一位置后，活塞还会缓慢下降。因此，若在单向顺序阀和液压缸之间增加一液控单向阀6（图7-22），则由于液控单向阀密封性很好，就可以防止活塞因单向顺序阀泄漏而下降。第7章 液压基本回路 图 7-21 用单向顺序的平衡回路 第7章 液压基本回路 图 7-22 用单向顺序阀与液控单向阀的平衡回路 第7章 液压基本回路 2 2 单向节流阀和液控单向阀的平衡回路单向节流阀和液控单向阀的平衡回路图7-23为单向节流阀和液控单向阀组成的平衡回路。当液压缸6上腔
17、进油，活塞向下运动时，因液压缸下腔的回油经节流阀产生背压，故活塞下行运动较平稳。当泵突然停转或阀3处于中位时，液控单向阀4将回路锁紧，并且重物的重量越大，液压缸6下腔的油压越高，阀4关得越紧，其密封性越好。因此这种回路能将重物较长时间地停留在空中某一位置而不下滑，平衡效果较好。该回路在回转式起重机的变幅机构中有所应用。第7章 液压基本回路 图 7-23 用单向节流阀和液控单向阀的平衡回路第7章 液压基本回路 7.3 速度控制回路速度控制回路 7.3.1 7.3.1 概述概述1.1.对调速回路的基本要求对调速回路的基本要求(1）能在规定的范围内调节执行元件的速度，满足要求的最大速度比；(2）提供
18、驱动执行元件所需的力或转矩；(3）负载变化时，已调好的速度应稳定不变或在允许的范围内变化，即液压系统具有足够的速度刚性；(4）功率损失要小。第7章 液压基本回路 2.调速回路的类型调速回路的类型(1）节流调速。即采用定量泵供油，依靠流量控制阀调节流入或流出执行元件的流量q，从而实现变速。(2）容积调速。即依靠改变变量泵和（或）改变变量液压马达的排量qp、qM来实现变速。（3）容积节流调速（联合调速）。即依靠变量泵和流量控制阀联合调速。其特点是，由流量控制阀改变输入或流出执行元件的流量来调节速度，同时又通过变量泵的自身调节过程使其输出的流量和流量阀所控制的流量相适应。第7章 液压基本回路 7.3
19、.2 7.3.2 调速控制回路调速控制回路1.1.节流调速回路节流调速回路1）进油节流阀调速回路将节流阀串联在泵与缸之间，即构成进油节流阀调速回路（见图7-24）。泵输出的油液一部分经节流阀进入缸的工作腔，泵多余的油液经溢流阀回油箱。由于溢流阀有溢流，泵的出口压力pp保持恒定。调节节流阀通流面积，即可改变通过节流阀的流量，从而调节缸的速度。第7章 液压基本回路 设p1、p2分别为缸的进油腔和回油腔的压力（由于回路通油箱，因而p2 0），F为缸的负载，通过节流阀的流量为q1，泵的出口压力为pp，AT为节流阀孔口截面积，Cd为流量系数，、分别为液体密度和动力粘度,d、L分别为细长孔直径和长度,K为
20、节流系数(对薄壁孔,;对细长孔,K=d2/（32L）),m为由孔口形状决定的指数（0.5m1）（对薄壁孔m=0.5，对细长孔m=1）,则缸的运动速度为 pCK/2dmAFPAKATAqV1p111（7-1）式（7-1）即为进油节流阀调速回路的负载特性方程。第7章 液压基本回路 按式（7-1）选用不同的AT值，可作出一组速度-负载特性曲线（见图7-24(b)）。曲线表明速度随负载变化的规律，曲线越陡，表明负载变化对速度的影响越大，即速度刚度小。由图7-24(b)可以看出：当节流阀通流面积AT一定时，重载区比轻载区的速度刚度小；在相同负载下工作时，节流阀通流面积大但速度刚度小，即速度高时速度刚性差
21、；多条特性曲线汇交于横坐标轴上的一点，该点对应的F值即为最大负载，这说明最大承载能力Fmax与速度调节无关，因最大负载时缸停止运动（V=0），故由式（7-1）可知该回路的最大承载能力Fmax=ppA1。第7章 液压基本回路 图7-24 进油节流阀调速回路（a）回路；（b）速度-负载特性曲线 第7章 液压基本回路 2）回油节流阀调速回路 如图7-25所示,将节流阀串接在缸的回油路上,即构成回油节流阀调速回路(泵的出口压力恒定)。此回路用节流阀调节缸的回油流量，实现调速。缸的运动速度为 mAFPAKATAqV1p222（7-2）式中:A2为缸有杆腔的有效面积；q2为通过节流阀的流量；其它符号意义与
22、式（7-1）同。第7章 液压基本回路 图 7-25 回油节流阀调速回路第7章 液压基本回路 上述两种回路也有不同之处：（1）回油节流阀调节回路的节流阀使缸的回油腔形成一定的背压（p20），因而能承受负值负载，并提高了缸的速度平稳性。（2）进油节流阀调速回路容易实现压力控制。因当工作部件在行程终点碰到死挡铁后，缸对进油腔的油压会上升到等于泵压，利用这个压力变化，可使并联于此处的压力继电器发信，对系统的下步动作实现控制。而在回油节流阀调速时，进油腔压力没有变化，不易实现压力控制。虽然工作部件碰到死挡铁后，缸的回油压力下降为零，可利用这个变化值使压力继电器失压发信，对系统的下步动作实现控制，但可靠性
23、差，一般不采用。第7章 液压基本回路（3）若回路使用单杆缸，则无杆腔进油量大于有杆腔回路流量。故在缸径、缸速相同的情况下，进油节流阀调速回路的节流阀开口较大，低速时不易堵塞。因此，进油节流阀调速回路能获得更低的稳定速度。（4）长期停车后缸内油液会流回油箱，当泵重新向缸供油时，在回油节流阀调速回路中，由于进油路上没有节流阀控制流量，会使活塞前冲；而在进油节流阀调速回路中，活塞前冲很小，甚至没有前冲。第7章 液压基本回路（5）发热及泄漏对进油节流阀调速的影响均大于回油节流阀调速。因为进油节流阀调速回路中，经节流阀发热后的油液直接进入缸的进油腔；而在回路节流阀调速回路中，经节流阀发热后的油液直接流回
24、油箱冷却。为了提高回路的综合性能，一般常采用进油节流阀调速，并在回油路上加背压阀，使其兼具二者的优点。第7章 液压基本回路 3）旁路节流阀调速回路旁路节流阀调速回路如图7-26所示。这种回路是把节流阀接在与执行元件并联的旁油路上，通过调节节流阀的通流面积，来控制泵溢回油箱的流量，从而实现调速的。由于溢流已由节流阀承担，故溢流阀实为安全阀，常态时关闭，过载时打开，其调定压力为最大工作压力的1.11.2倍，故泵工作过程中的压力随负载而变化。设泵的理论流量为q1，泵的泄漏系数为k1，其它符号意义同前，则缸的运动速度为 1111t11AAFKAAFkqAqVmT（7-3）第7章 液压基本回路 4）采用
25、调速阀的节流调速回路采用节流阀的节流调速回路，节流阀两端的压差和缸速随负载的变化而变化，故速度平稳性都差。若用调速阀代替节流阀，则由于调速阀本身能在负载变化的变件下保证节流阀进、出油口间压差基本不变，通过的流量也基本不变，因而回路的速度负载性将得到改善，旁路节流调速回路的承载能力也不会因活塞速度降低而减小。采用调速阀与采用节流阀的速度-负载特性对比见图7-24 和图 7-26。第7章 液压基本回路 图 7-26 旁路节流阀调速回路第7章 液压基本回路 5）采用溢流节流阀的进油节流调速回路此种回路是在进油节流调速系统中，用溢流节流阀取代节流阀（或调速阀）而构成的。此回路中，泵不在恒压下工作（属变
26、压系统），泵压随负载的大小而变，其效率比进口节流阀（或调速阀）调速回路高。此回路适用于运动平稳性要求较高、功率较大的节流调速系统。第7章 液压基本回路 2.2.容积调速回路容积调速回路通过改变泵或马达的排量来进行调速的方法称为容积调速。其主要优点是没有节流损失和溢流损失，因而效率高，系统温升小，适用于高速、大功率调速系统。容积调速回路根据油液的循环方式有开式回路和闭式回路两种。在开式回路中，从油箱吸油，执行元件的回油直接回油箱，油液能得到较好的冷却；但油箱体积大、空气和脏物容易侵入回路，影响正常工作。在闭式回路中，执行元件的回路直接与泵的吸油腔相连，结构紧凑，只需很小的补油箱，空气和脏物不易混
27、入回路，但油液的散热条件差，为了补充（回路中的）泄漏,并进行换油和冷却，需附设补油泵（其流量为主泵的10%15%，压力为0.30.5 MPa）。第7章 液压基本回路 1)分级调速回路图7-27所示为由多个泵组合的分级调速回路。其中三个泵的流量一般为124。改变各换向阀的电磁铁通断关系，即可达到有级调速的目的。各泵出口的单向阀可防止泵的相互干扰。图7-28所示为某起重机的起升机构上由多马达组合（两马达A、B轴固连）的分级调速回路。当起升较重物体时，使阀C处于左位，则马达并联，低速旋转；当起升较轻物体时，使阀C处于右位，马达B自成回路，因而马达组高速旋转。第7章 液压基本回路 图 7-27 多泵组
28、合的分级调速回路 第7章 液压基本回路 图 7-28 多马达组合的分级调速回路 第7章 液压基本回路 2）容积式无级调速回路(1)图7-29(a)为变量泵-缸容积调速回路，改变变量泵1的排量可实现对缸的无级调速。单向阀3用来防止停机时油液倒流入油箱和空气进入系统。图7-29(b)为变量泵-定量马达容积调速回路。此回路为闭式回路，补油泵8将冷油送入回路，而从溢流阀9溢出回路中多余的热油。第7章 液压基本回路 图 7-29 变量泵-缸（定量马达）回路 第7章 液压基本回路 A.执行元件的速度-负载特性。这种回路，泵的角速度p和活塞面积A1（马达排量M）均为常数。当不考虑泵以外的元件和管道的泄漏时，
29、执行元件的速度v（角速度M）为MMM1p111t1VVTkqqAAFkqAqvtmp（7-4）（7-5）式中:M为马达角速度；其它符号意义同前。第7章 液压基本回路 B.执行元件输出力F（转矩TM）和功率PM。改变泵排量Vp，可使M（v）和PM成比例地变化。马达的转矩TM（活塞的输出力F）和回路的工作压力p都由负载转矩（或负载力）决定，不因调速而发生变化，故称这种回路为等转矩（等推力）调速回路（见图7-29(d)）。由于泵和执行元件有泄漏，因此当Vp还未调到零值时，实际的M（v）、TM（F）和PM也都为零值。这种回路若采用高质量的轴向柱塞变量泵，其调速范围Rp(即最高速度vmax（或max）与
30、最低速度vmin（或min）之比)可达40，当采用变量叶片泵时，Rp仅为510。第7章 液压基本回路（2）图 7-30所示为定量泵变量马达回路。这种回路的p和Vp均为常数，改变VM时，TM与VM成正比变化，M与VM成反比（按双曲线规律）变化。当VM减小到一定程度，TM不足以克服负载时，马达便停止转动。这种回路不仅不能在运转过程中用改变VM的办法使马达通过VM=0点来实现反向，而且其调速范围RM也很小，即使采用了高效率的轴向柱塞马达，RM也只有4左右。在不考虑泵和马达效率变化的情况下，由于定量泵的最大输出功率不变，因而在改变VM时，马达的输出功率PM也不变，故称这种回路为恒功率调速回路（见图7-
31、30(b)）。这种回路，能最大限度发挥原动机的作用。要保证输出功率为常数，马达的调节系统应是一个自动的恒功率装置，其原理就是保证马达的进、出口压差PM为常数。第7章 液压基本回路 图 7-30 定量泵-变量马达回路(a)回路；(b)输出特性 第7章 液压基本回路（3）图7-31(a)所示回路由变量泵和变量马达组成。单向阀4、5的作用是始终保证补油泵来的油液只能进入双向变量泵的低油腔，液动滑阀8的作用是始终保证低压溢流阀9与低压管路相通，使回路中的一部分热油由低压管路经溢流阀9排出。当高、低压管路的压差很小时，液动滑阀处于中位，切断了低压溢流阀9的油路，此时补油泵供给的多余的油液就从低压安全阀1
32、2流掉。第7章 液压基本回路 图7-31 变量泵-马达回路(a)回路；(b)输出特性 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1）限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路如图7-32所示，调速阀2也可放在回油路上，但对单杆缸，为获得更低的稳定速度，应放在进油路上，空载时泵以最大流量进入缸使其快进。进入工进时，电磁阀应通电使其所在油路断开，压力油经调速阀流入缸内。工进结束后，压力继电器5发信，使阀3和阀4换向，调速阀再被短接，缸快退。第7章 液压基本回路 当回路处于工进阶段时，缸的运动速度由调速阀中节流阀的通流面积AT来控制。变量泵的输出流量qp和出口压力pp自动保持相应的恒
33、定值。故又称此回路为定压式容积节流调速回路。这种回路适用于负载变化不大的中、小功率场合，如组合机床的进给系统等。第7章 液压基本回路 图 7-32 限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路 第7章 液压基本回路 2）差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路 如图 7-33所示，设pp、p1分别为节流阀5前、后的压力，F为控制缸2中的弹簧力，A为控制缸2活塞右端面积，A1为控制缸1和缸2的柱塞面积，则作用在泵定子上的力平衡方程式为 PpA1+Pp（A-A1）=p1A+F故得节流阀前后压差为 AFpppp1(7-6)第7章 液压基本回路 图 7-33 差压式变量泵与节流阀组成的容积节流调速系统
34、 第7章 液压基本回路 7.3.3 快速运动回路快速运动回路 1.采用液压缸差动连接的快速运动回路采用液压缸差动连接的快速运动回路图7-34为利用液压缸的差动连接实现快速运动的回路。在此回路中,差动连接只出现在换向阀左位接入回路,活塞向右运动时。这种回路相当于缩小了液压缸的有效工作面积,其结构比较简单,应用较多。但是液压缸的速度提高得不多，当A1=2A2时，差动连接只比非差动连接的最大速度快一倍。因此，当不能满足机械设备快速运动的要求时，应和其它方法联合使用。第7章 液压基本回路 图 7-34 采用液压缸差动连接的快速运动回路 第7章 液压基本回路 2.2.采用辅助液压缸的快速运动回路采用辅助
35、液压缸的快速运动回路图7-35为利用辅助液压缸实现快速运动的回路，它常用于大、中型液压机的液压系统。回路中共有三个液压缸，中间柱塞缸3为主缸，两侧直径较小的液压缸2为辅助缸。当电液换向阀8的右位起作用时，泵的压力油经阀8进入辅助液压缸2的上腔（此时顺序阀4关闭），因缸2的有效工作面积较小，故缸2带动滑块1快速下行，缸2下腔的回油经单向顺序阀7流回油箱。与此同时，主缸3经液控单向阀5（亦称充液阀）从油箱6吸入补充液体。当滑块1触及工件后，系统压力上升，顺序阀4打开（同时关闭阀5），压力油进入主缸3，三个液压缸同时进油，速度降低，滑块转为慢速加压行程（工作行程）。当阀8处于左位时，压力油经阀8后，
36、一路经单向顺序阀7进入辅助液压缸下腔，使活塞带动滑块上移（而其上腔的回油则经阀8流回油箱）；另一路同时打开液控单向阀5，使主缸的回油经阀5排回油箱6。第7章 液压基本回路 图 7-35 采用辅助液压缸实现快速运动的回路 第7章 液压基本回路 3.3.采用双泵供油的快速运动回路采用双泵供油的快速运动回路图7-36为采用双泵供油实现快速运动的回路。当系统中执行元件空载快速运动时，大流量泵2输出的压力油经单向阀4后和小流量泵1的供油相汇合，共同向系统供油；工作进给时，系统压力升高，液控顺序阀3打开，大流量泵2卸荷，单向阀4关闭，系统由小流量泵1单独供油，作慢速工作进给运动。图中溢流阀5控制小流量泵1
37、的供油压力，它是根据系统的最大工作压力调定的；液控顺序阀3则使大流量泵2在快速空行程时供油，在工作进给时卸荷，它的调定压力应高于快速空行程而小于工作进给时所需的压力。在快进速度比工作进入速度大出很多倍的情况下，采用双泵供油回路可明显减少功率损失，提高效率。这种回路在组合机床液压系统中应用较多。第7章 液压基本回路 图 7-36 采用双泵供油的快速运动回路 第7章 液压基本回路 4.4.采用蓄能器的快速运动回路采用蓄能器的快速运动回路这种快速回路的油路结构如图7-37所示。应指出的是，使用这种回路的液压系统在整个工作循环内必须有足够长的停歇时间，以使液压泵完成它对蓄能器的充油工作。第7章 液压基
38、本回路 图 7-37 采用蓄能器的快速运动回路 第7章 液压基本回路 7.3.4 7.3.4 速度换接回路速度换接回路1.1.快进速度和工作速度间的换接回路快进速度和工作速度间的换接回路1）采用双活塞液压缸的换接回路 图7-38为采用双活塞液压缸的速度换接回路。这种回路有主活塞4和浮动活塞6两个活塞。在图示位置上，活塞6和活塞4相距L，其间充满了油液。当电磁阀3通电时，泵1输出的油液经阀3进入液压缸左腔，右腔的回油经液压缸端盖上的油口9、阀3流回油箱，两个活塞一起快速向右运动，距离L保持不变。第7章 液压基本回路 图7-38 采用双活塞液压缸的速度换接回路第7章 液压基本回路 2）采用行程阀的
39、换接回路图7-39为用行程阀实现的速度换接回路。这一回路可使执行元件完成快进-工进-快退-停止这一自动工作循环。图示位置是快退至原位的状态。当两位四通电磁阀3的电磁铁通电后，阀3的左位机能起作用，泵1输出的压力油经阀3进入液压缸4的左腔，右腔的回油经过两位二通行程阀7的下位、阀3的右位流回油箱。由于这时回油没有阻力，因而活塞快速前进。当工作台上的行程挡块5将行程阀7的触头压下时，阀7的上位机能起作用，使油路断开。这时液压缸4右腔的回油只能经过调速阀8流回油箱，油流阻力增加，活塞运动速度减慢，实现了活塞的快速和慢速之间换接,活塞进入工作进给状态。当活塞继续前进，行程挡块5碰到行程开关6后，阀3断
40、电，阀3的右位机能起作用，泵1的压力油便经阀3、单向阀9进入液压缸的右腔，左腔的回油直接流回油箱，于是活塞快速退回原位，处于图示之状态。第7章 液压基本回路 图 7-39 采用行程阀实现的速度换接回路 第7章 液压基本回路 2.2.两种工作速度之间的换接回路两种工作速度之间的换接回路1）两个调速阀并联的速度换接回路图7-40为两个调速阀并联的速度换接回路。在图示位置上，泵1输出的压力油经调速阀3、两位三通电磁阀5进入执行元件，执行元件得到了由阀3所控制的第一种工作进给速度；当需要第二种进给速度时，使电磁阀5的电磁铁带电，压力油便经调速阀4、阀5的右位进入执行元件。这时执行元件就按调速阀4所控制
41、的速度运动，即实现了两种工作速度的换接。这种速度换接回路的特点是：调速阀3、4的开口可以单独调整，互不影响；当一个调速阀工作时，另一个则处于非工作状态。因此在两种速度换接时，处于非工作状态的阀（如阀4）需要经过一个从不工作（调速阀中的减压阀口完全打开）到工作（减压阀口关小）的启动过程，因此速度换接时会使执行元件出现突然前冲现象，速度换接不够平稳，故应用较少。第7章 液压基本回路 图 7-40 调速阀并联的速度换接回路 第7章 液压基本回路 2）两个调速阀串联的速度换接回路图 7-41 为两个调速阀串联的速度换接回路。在图示位置时，执行元件的工作速度由调速阀3控制；当需要第二种工作速度时，使阀5
42、带电，由于阀4的节流口调得比阀3小，因而这时执行元件的速度由阀4控制。这种回路在阀4没起作用之前，阀3一直处于工作状态，它在速度换接开始的瞬间限制着进入调速阀4的流量，因此速度换接比较平稳。第7章 液压基本回路 图 7-41 调速阀串联的速度换接回路 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7.4.1 7.4.1 多缸顺序动作回路多缸顺序动作回路1.1.压力控制式顺序动作回路压力控制式顺序动作回路 所谓压力控制式，是利用液压系统工作过程中的压力变化控制某些液压件（如顺序阀、压力继电器等）动作，进而控制执行元件按先后顺序动作的控制方式。第7章 液压基本回路 1）采用顺序阀的
43、顺序动作回路图7-42为采用顺序阀的顺序动作回路。图中液压缸6（夹紧液压缸）和液压缸7（钻孔液压缸）按的顺序动作。在图示位置，泵1启动后，压力油首先进入液压缸6的无杆腔，推动液压缸6的活塞向右运动，实现运动。待工件夹紧后，活塞不再运动，油液压力升高，使单向顺序阀5接通，压力油进入液压缸7的无杆腔，推动其活塞向右运动，实现运动。阀3切换后，泵1的压力油首先进入液压缸7的有杆腔，使其活塞向左运动，实现运动。当液压缸7的活塞运动到终点停止后，油液压力升高，于是打开单向顺序阀4，压力油进入液压缸6的有杆腔，推动其活塞向左运动复位，实现运动。第7章 液压基本回路 图 7-42 采用顺序阀的顺序动作回路第
44、7章 液压基本回路 2）采用压力继电器的顺序动作回路图7-43为采用压力继电器的顺序动作回路。其工作原理是：电磁铁1YA通电时，压力油进入液压缸5左腔，推动其活塞向右运动，实现运动。当缸5的活塞运动到预定位置，碰上死挡铁后，回路压力升高，压力继电器3发出信号，使电磁铁3YA通电，压力油进入液压缸6左腔，推动其活塞向右运动，实现运动。当缸6的活塞运动到预定位置时，电磁铁3YA断电,4YA通电，压力油进入液压缸6的右腔，使其活塞向左运动、退回，实现运动。当它到达终点后，回路压力又升高。压力继电器4发出信号，使电磁铁1YA断电，2YA通电。压力油进入液压缸5右腔，推动其活塞向左退回，实现运动。从而完
45、成了一个由的运动循环。与顺序阀的顺序动作回路相似，为了防止压力继电器误发信号，压力继电器的调整压力应比先动作液压缸的最高工作压力高出（35)105 Pa。第7章 液压基本回路 图 7-43 采用压力继电器的顺序动作回路 第7章 液压基本回路 表表 7-1 电磁铁动作顺序表电磁铁动作顺序表 第7章 液压基本回路 2 2 行程控制式顺序动作回路行程控制式顺序动作回路行程控制式是利用液压缸移动到某一规定位置后，发出控制信号，使下一个液压缸动作的控制方式。这种控制方式应用非常普遍，它可由电气行程开关、行程阀或特殊结构的液压缸等实现。图7-44为采用行程开关和电磁阀的顺序动作回路。第7章 液压基本回路
46、图 7-44 采用行程开关和电磁阀的顺序动作回路 第7章 液压基本回路 3 3时间控制式顺序动作回路时间控制式顺序动作回路时间控制式就是在一个液压缸开始动作后，经过一段规定的时间，另一个液压缸才动作的控制方式。在液压系统中，时间的控制一般是由延时阀来完成的。图7-45是延时阀的结构原理图。它由单向节流阀和两位三通液动换向阀组成。图中，当油口1通入压力油时，阀芯向右运动，将其右端油腔中的油液经节流阀排出后，油口1、2才能接通。故油口1、2是延时接通的。调节节流阀开口的大小，就改变了油口1和2延时接通的时间。第7章 液压基本回路 图 7-45 延时阀 第7章 液压基本回路 图 7-46 为采用延时
47、阀的时间控制式顺序动作回路。其工作原理如下：阀5的左位机能起作用时，压力油经阀5进入液压缸6的左腔，推动活塞向右运动，实现运动。压力油同时进人延时阀的油口1，经延时阀延时一定时间后，油口1和油口2接通，压力油进入液压缸7的左腔，推动其活塞向右运动实现运动。当阀5的右位机能起作用时，压力油同时进入液压缸6、7的右腔，使两液压缸快速返回、复位。同时，经延时阀的单向阀，使延时阀的两位三通液动阀阀芯复位。这种控制方式简单易行。但由于通过节流阀的流量受压力、油温等影响，不能保持恒定，因此控制时间不够稳定。故这种回路很少单独使用，一般都需与行程控制配合使用。第7章 液压基本回路 图 7-46 时间控制式顺
48、序运动回路 第7章 液压基本回路 7.4.2 7.4.2 多缸同步动作回路多缸同步动作回路1 1 液压缸机械连接的同步回路液压缸机械连接的同步回路这种同步回路是用刚性梁、齿轮齿条等机械装置将两个（或若干个）液压缸（或液压马达）的活塞杆（或输出油）连接在一起实现同步运动的,如图7-47（a）、（b）所示。这种同步方法比较简单、经济。但是，由于连接的机械装置的制造、安装存在误差，因此不易得到很高的同步精度。特别对于用刚性梁连接的同步回路(图（a）)，若两个（或若干个）液压缸上的负载差别较大时，有可能发生卡死现象,所以，这种同步回路宜用于两液压缸负载差别不大的场合。第7章 液压基本回路 图 7-47
49、 机械连接的同步回路 第7章 液压基本回路 2 2串联液压缸的同步回路串联液压缸的同步回路图7-48为两个液压缸串联的同步回路。其中，第一个液压缸回油腔排出的油液输入第二个液压缸，如果两液压缸的有效工作面积相等，便可实现速度同步。这种同步回路结构简单、效率高，能适应较大的偏载，但泵的供油压力高（至少为两缸工作压力之和）。然而，由于制造误差、内泄漏以及气体混入等因素的影响，这种同步回路很难保证严格的同步，往往会产生同步失调现象。这种现象（那怕是很微小的）如不加以解决，在多次行程后就将累积为显著的位置上的差别。为此，在采用串联液压缸的同步回路时，一般都应有位置补偿装置第7章 液压基本回路 图 7-
50、48 串联液压缸的同步回路 第7章 液压基本回路 图7-49为带有补偿装置的串联液压缸同步回路。这种同步回路可在行程终点处消除两缸的位置误差。其工作原理如下：当两个液压缸同时向下运动时（此时三位四通阀的左位机能起作用），若缸1的活塞先到终点，而缸2的活塞还没到，则行程开关3先被行程挡块压下，使电磁铁1YA通电，电磁阀5上位接通，液控单向阀7被打开，缸2下腔与油箱相通，使缸2活塞能继续下行至行程终点。反之，若缸2的活塞先到达终点，则行程开关4先被压下，使2YA通电，于是压力油便经阀6打开单向阀7,向缸1上腔补油，使缸1活塞继续下行至终点。这样两缸位置上的误差就不会累积了。第7章 液压基本回路 图
