第7章方向控制回路课件

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1、1液压与气压传动液压与气压传动第章第章 液压基本回路液压基本回路 7-1 方向控制回路方向控制回路讲授讲授:7 液压基本回路n 液压基本回路是指由相关液液压基本回路是指由相关液压装置（元件）组成的，用来实压装置（元件）组成的，用来实现特定功能的典型回路结构。现特定功能的典型回路结构。7-1 方向控制回路n 7.1 方向控制回路方向控制回路n 在液压系统中，用于控制执行元件的启动、停止在液压系统中，用于控制执行元件的启动、停止及改变运动方向的回路，称为方向控制回路。及改变运动方向的回路，称为方向控制回路。n 方向控制回路包括方向控制回路包括:n 换向回路换向回路;n 锁紧回路；锁紧回路；n 制动

2、回路。制动回路。方向控制回路方向控制回路:是用来控制液压系统中液流的通、断及流动方向的，进而达到是用来控制液压系统中液流的通、断及流动方向的，进而达到 控制控制 执行元件运动、停止及改变运动方向的目的。执行元件运动、停止及改变运动方向的目的。常见的方向控制回路有以下几种：常见的方向控制回路有以下几种：换向回路：换向回路：用来控制执行元件运动的方向，利用换向阀来实现。用来控制执行元件运动的方向，利用换向阀来实现。锁紧回路锁紧回路：用来使液压缸的活塞能在任意位置上停止运动，并防止在外力的用来使液压缸的活塞能在任意位置上停止运动，并防止在外力的 作用下发生窜动。作用下发生窜动。制动回路：制动回路：用

3、来将执行元件平稳地运动状态转换成静止状态。用来将执行元件平稳地运动状态转换成静止状态。锁紧回路的作用跟浮锁紧回路的作用跟浮动回路的作用正好相动回路的作用正好相反。反。7-1 方向控制回路方向控制回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路n 一、换向回路一、换向回路n 换向回路可以通过换向阀实现控制油液流换向回路可以通过换向阀实现控制油液流动方向或由变量液压泵实现控制液压泵的输油动方向或由变量液压泵实现控制液压泵的输油方向来控制运动部件的运动状态。方向来控制运动部件的运动状态。7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路 一般一般 换向回路换向回路 方向控制回路方向控制回路

4、复杂复杂 锁紧回路锁紧回路 制动回路制动回路n 方向控制回路分类方向控制回路分类 7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路n 1、采用换向阀的换向回路、采用换向阀的换向回路n 依靠重力或弹簧返回的单作用液压缸依靠重力或弹簧返回的单作用液压缸,可以可以采用二位三道换向阀进行换向。采用二位三道换向阀进行换向。n 双作用液压缸的换向双作用液压缸的换向,一般都可采用二位四一般都可采用二位四通通(或五通或五通)及三位四通及三位四通(或五通或五通)换向阀来进行换向阀来进行换向换向,按不同用途还可选用各种不同的控制方按不同用途还可选用各种不同的控制方式的换向回路。式的换向回路。7-1 方向控制回路

5、方向控制回路-换向回路换向回路n 1）、一般方向控制回路）、一般方向控制回路n 功用：功用：控制执行元件的启动、停止和换向。控制执行元件的启动、停止和换向。n 组成：组成：各种控制方式的换向阀或双向变量泵皆可各种控制方式的换向阀或双向变量泵皆可，使执行元件启动、停止（包括锁紧）及变换运动方，使执行元件启动、停止（包括锁紧）及变换运动方向的回路。向的回路。7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路n 性能特点：性能特点：n 手动换向阀：手动换向阀：换向精度和平稳性不高换向精度和平稳性不高,常用于换向不常用于换向不频繁且无需自动化的场合，如一般机床夹具、工程机械频繁且无需自动化的场合，如一

6、般机床夹具、工程机械等。等。n 机动换向阀：机动换向阀：换向精度高，冲击较小，一般用于速度换向精度高，冲击较小，一般用于速度和惯性较大的系统中。和惯性较大的系统中。7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路n 电磁换向阀：电磁换向阀：使用方便，易于实现自动化，但换使用方便，易于实现自动化，但换向时间短，冲击大，交流电磁铁尤甚，一般用于小流向时间短，冲击大，交流电磁铁尤甚，一般用于小流量、量、平稳性要求不高处。平稳性要求不高处。n 液动阀和电液换向阀：液动阀和电液换向阀：流量超过流量超过63L/min、对换向、对换向精度与平稳有一定要求的液压系统。精度与平稳有一定要求的液压系统。n 操纵

7、箱：操纵箱：换向有特殊要求处，如磨床液压系统。换向有特殊要求处，如磨床液压系统。7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路-单作用缸换向回路单作用缸换向回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路-单作用缸换向回路单作用缸换向回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路-二位二通电磁阀换向回路二位二通电磁阀换向回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路-二位四通电磁阀换向回路二位四通电磁阀换向回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路-二位四通电磁阀换向回路二位四通电磁阀换向回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路n

8、2）、）、复杂方向控制回路复杂方向控制回路:7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路n 时间控制制动式换向回路工作原理：时间控制制动式换向回路工作原理：n 图示，液压缸右行，其油路为图示，液压缸右行，其油路为n 进油路：泵进油路：泵先导阀先导阀2左位左位液动换向阀液动换向阀3缸左腔缸左腔n 主油路主油路 n 回油路：缸右腔回油路：缸右腔节流阀节流阀1油箱油箱n 液压缸右行拨块拨动先导阀液压缸右行拨块拨动先导阀2移向左端移向左端n 进油路：泵进油路：泵 2先导阀右端先导阀右端 控制油路控制油路n 主油路主油路 n 回油路：换向阀回油路：换向阀3左端左端 J1 T 7-1 方向控制回路方

9、向控制回路-换向回路换向回路n 时间控制制动式换向回路特点：时间控制制动式换向回路特点：n 换向阀阀芯移动换向阀阀芯移动L距离所需时间取决于距离所需时间取决于J1的开度的开度n 当当J1开度确定后制动时间就确定开度确定后制动时间就确定n 故故 称为时间控制制动式换向回路称为时间控制制动式换向回路n 应用：应用：工作部件运动速度高，换向平稳无冲击，工作部件运动速度高，换向平稳无冲击，但换向精度要求不高的场合如平面磨床。但换向精度要求不高的场合如平面磨床。7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回

10、路换向回路n 行程控制制动式换向回路工作原理：行程控制制动式换向回路工作原理：n 图示，液压缸右行，其油路为图示，液压缸右行，其油路为n 进油路：泵进油路：泵 换向阀换向阀3左位左位 缸左腔缸左腔n 主油路主油路 n 回油路：缸右腔回油路：缸右腔换向阀换向阀3左位左位先导阀先导阀2节流阀节流阀1Tn 液压活塞右行拨块拨动先导阀液压活塞右行拨块拨动先导阀2移向左端移向左端,先导阀阀芯制动锥逐渐关小先导阀阀芯制动锥逐渐关小回油通道，液压缸运动速度减小，此时，液动阀开始换向，其回油通道，液压缸运动速度减小，此时，液动阀开始换向，其n 进油路：泵进油路：泵主阀主阀3右端右端 控制油路控制油路n 主油路

11、主油路 n 回油路：主阀回油路：主阀3左端左端 J1 T 液动阀阀芯左移到切断主油路，活塞停止运动，并随即在相反方向启动。液动阀阀芯左移到切断主油路，活塞停止运动，并随即在相反方向启动。7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路n 行程控制制动式换向回路特点：行程控制制动式换向回路特点：n 无论液压缸运动速度快慢，先导阀阀芯总是移无论液压缸运动速度快慢，先导阀阀芯总是移动动L距离使工作部件预制动后，再由换向阀来使它实现距离使工作部件预制动后，再由换向阀来使它实现终制动并换向终制动并换向n 制动行程始终为定值制动行程始终为定值n 故故 称为行程控制制动式换向回路称为行程控制制动式换向回路

12、n 行程控制制动式换向回路应用：行程控制制动式换向回路应用：n 换向精度高，但工作部件运动速度高时换向时间换向精度高，但工作部件运动速度高时换向时间短，换向冲击大，用于工作部件运动速度不高而换向短，换向冲击大，用于工作部件运动速度不高而换向精度要求较高的场合如外圆磨床等。精度要求较高的场合如外圆磨床等。7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路n 2采用双向变量泵的换向回路采用双向变量泵的换向回路12n 如所示为采用双向变量泵的换向回路，只要改变双向变量液压泵输如所示为采用双向变量泵的换向回路，只要改变双向变量液压泵输出油液的方向，即控制了液压马达的旋转方向，因为液压马达存在换向出油液

13、的方向，即控制了液压马达的旋转方向，因为液压马达存在换向“死点死点”问题，所以一般难以利用液压马达实现换向控制。问题，所以一般难以利用液压马达实现换向控制。n 图中溢流阀起安全保护作用。图中溢流阀起安全保护作用。7-1 方向控制回路方向控制回路-换向回路换向回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-锁紧回路锁紧回路n二、锁紧回路二、锁紧回路n 锁紧回路是控制执行元件在任意位置停止，并能锁紧回路是控制执行元件在任意位置停止，并能防止因外力作用而发生漂移或移动的回路。防止因外力作用而发生漂移或移动的回路。n 锁紧回路的功用是使液压缸能在任意位置上停留锁紧回路的功用是使液压缸能在任意位置上停留，且停留

14、后不会因外力作用而移动位置的回路。，且停留后不会因外力作用而移动位置的回路。7-1 方向控制回路方向控制回路-锁紧回路锁紧回路1 1、换向阀锁紧回路、换向阀锁紧回路 换向阀锁紧回路它利用三换向阀锁紧回路它利用三位阀的位阀的O型、型、H型、型、M型中位型中位机能能封闭液压缸两腔，使机能能封闭液压缸两腔，使活塞能在其行程的任意位置活塞能在其行程的任意位置上锁紧。由于滑阀式换向阀上锁紧。由于滑阀式换向阀不可避免的存在泄露不可避免的存在泄露,这种锁这种锁紧回路能保持执行元件锁紧紧回路能保持执行元件锁紧时间不长。时间不长。7-1 方向控制回路方向控制回路-锁紧回路锁紧回路 7-1 方向控制回路方向控制回

15、路-锁紧回路锁紧回路n 锁紧回路的功用是使液压缸能在任意位置上停留，且停留锁紧回路的功用是使液压缸能在任意位置上停留，且停留后不会因外力作用而移动位置的回路。这是使执行元件锁紧的最后不会因外力作用而移动位置的回路。这是使执行元件锁紧的最简单的方法：利用三位换向阀的简单的方法：利用三位换向阀的O型（或型（或M型）中位滑阀机能封型）中位滑阀机能封闭液压缸两腔，使执行元件在其行程的任意位置上锁紧。但由于闭液压缸两腔，使执行元件在其行程的任意位置上锁紧。但由于滑阀式换向阀不可避免存在泄漏，这种锁紧方法不够可靠。滑阀式换向阀不可避免存在泄漏，这种锁紧方法不够可靠。7-1 方向控制回路方向控制回路-锁紧回

16、路锁紧回路n采用换向阀采用换向阀O、M机能的锁紧回路机能的锁紧回路n特点：特点：滑阀式换向阀泄漏不可避免滑阀式换向阀泄漏不可避免 n 锁紧效果差锁紧效果差n 故故 只能用于锁紧时间短，锁紧要求不高场合。只能用于锁紧时间短，锁紧要求不高场合。7-1 方向控制回路方向控制回路-锁紧回路锁紧回路2 2、液控单向阀锁紧回路、液控单向阀锁紧回路 如图所示状态如图所示状态,当有压力油进入当有压力油进入时，回油路的单向阀被打开，单向时，回油路的单向阀被打开，单向阀不妨碍压力油进入液压缸。但当阀不妨碍压力油进入液压缸。但当三位四通阀处于中位或泵停止供油三位四通阀处于中位或泵停止供油时，两个液控单向阀把液压缸内

17、的时，两个液控单向阀把液压缸内的液体密闭在里面，使液压缸锁住。液体密闭在里面，使液压缸锁住。这种回路主要用于汽车起重机这种回路主要用于汽车起重机的支腿油路中的支腿油路中,也用于煤矿采掘机也用于煤矿采掘机械液压支架的锁紧回路中。械液压支架的锁紧回路中。KK 7-1 方向控制回路方向控制回路-锁紧回路锁紧回路n汽车起重机支腿汽车起重机支腿 7-1 方向控制回路方向控制回路-液控单向阀的锁紧回路应用液控单向阀的锁紧回路应用n飞机起落架飞机起落架n矿山采掘矿山采掘 机械液压机械液压 支架支架 7-1 方向控制回路方向控制回路-液控单向阀的锁紧回路应用液控单向阀的锁紧回路应用 7-1 方向控制回路方向控

18、制回路-锁紧回路锁紧回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-锁紧回路锁紧回路2 7-1 方向控制回路方向控制回路-锁紧回路锁紧回路3 3、采用单向阀的锁紧回路、采用单向阀的锁紧回路 如图所示状态如图所示状态,活活塞只能向左运动塞只能向左运动,向右向右则由单阀锁紧。当电则由单阀锁紧。当电磁阀切换后，活塞向磁阀切换后，活塞向右运动，向左则锁紧。右运动，向左则锁紧。当活塞运动到液压缸当活塞运动到液压缸终端时则能双向锁紧。终端时则能双向锁紧。这里，油泵出口处的这里，油泵出口处的单向阀在泵停止运转单向阀在泵停止运转时还有防止空气渗入时还有防止空气渗入液压体统的作用，并液压体统的作用，并可防止执行元件和管

19、可防止执行元件和管路等处的冲击压力影路等处的冲击压力影响液压泵。响液压泵。紧回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-锁紧回路锁紧回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-制动回路制动回路n 三、制动回路三、制动回路n 制动回路的功能在于使执行元件平稳地由运动制动回路的功能在于使执行元件平稳地由运动状态转换成静止状态。要求对油路中出现的异常状态转换成静止状态。要求对油路中出现的异常高压和负压的情况能作出迅速反应，并应使制动高压和负压的情况能作出迅速反应，并应使制动时间尽可能短，冲击尽可能小。时间尽可能短，冲击尽可能小。7-1 方向控制回路方向控制回路-制动回路制动回路 7-1 方向控制回路方向控制

20、回路-制动回路制动回路n 在液压缸两侧油路上设置反应灵敏的小型直在液压缸两侧油路上设置反应灵敏的小型直动型溢流阀动型溢流阀2和和4，换向阀切换时，活塞在溢流阀，换向阀切换时，活塞在溢流阀2或或4的调定压力值下实现制动。如活塞向右运动的调定压力值下实现制动。如活塞向右运动换向阀突然切换时，活塞右侧油液压力由于运动换向阀突然切换时，活塞右侧油液压力由于运动部件的惯性而突然升高，当压力超过阀部件的惯性而突然升高，当压力超过阀4的调定的调定压力，阀压力，阀4打开溢流，缓和管路中的液压冲击，打开溢流，缓和管路中的液压冲击，同时液压缸左腔通过单向阀同时液压缸左腔通过单向阀3补油。活塞向左运补油。活塞向左运

21、动，由溢流阀动，由溢流阀2和单向阀和单向阀5起缓冲和补油作用。缓起缓冲和补油作用。缓冲溢流阀冲溢流阀2和和4的调定压力一般比主油路溢流阀的调定压力一般比主油路溢流阀1的调定压力高的调定压力高510。7-1 方向控制回路方向控制回路-制动回路制动回路 7-1 方向控制回路方向控制回路-制动回路制动回路n 在液压马达的回油路上串接一溢流阀在液压马达的回油路上串接一溢流阀2。换向阀。换向阀4电磁电磁铁得电时，马达由泵供油而旋转，马达排油通过背压阀铁得电时，马达由泵供油而旋转，马达排油通过背压阀3回油箱，背压阀调定压力一般为回油箱，背压阀调定压力一般为0.30.7MPa。n 当电磁铁失电时，切断马达回

22、油，马达制动。由于惯当电磁铁失电时，切断马达回油，马达制动。由于惯性负载作用，马达将继续旋转为泵工况，马达的最大出口性负载作用，马达将继续旋转为泵工况，马达的最大出口压力由溢流阀压力由溢流阀2限定，即出口压力超过阀限定，即出口压力超过阀2的调定压力时阀的调定压力时阀2打开溢流，缓和管路中的液压冲击。打开溢流，缓和管路中的液压冲击。n 泵在阀泵在阀3调定的压力下低压卸载，并在马达制动时实现调定的压力下低压卸载，并在马达制动时实现有压补油，使其不致吸空。有压补油，使其不致吸空。n 溢流阀溢流阀2的调定压力不宜调得过高，一般等于系统的的调定压力不宜调得过高，一般等于系统的额定工作压力。溢流阀额定工作压力。溢流阀1为系统的安全阀。为系统的安全阀。44Thank You!谢谢!