⑶同步缸的同步回路(图7.32)
同步缸3由两个尺寸相同的双杆缸连接而成,当同步缸的活塞左移时,油腔a与b中的油液使缸1与缸2同步上升。若缸1的活塞先到达终点,则油腔a的余油经单向阀4和安全阀5排回油箱,油腔b的油液继续进入缸2下腔,使之达到终点。同理,若缸2的活塞先达终点,也可使缸1的活塞相继到达终点。
⑷带补偿装置的串联缸同步回路(图7.33)
缸1的有杆腔A的有效面积与缸2的无杆腔B的面积相等。当三位四通阀右位工作时,两缸下行,若缸1活塞先到底,将触动行程开关a使阀5得电,压力油经阀5和液控单向阀3向缸2的B腔补油,使活塞继续下降到底。若缸2活塞先到底,则触动行程开关b使阀4得电,控制压力油经阀4打开液控单向阀3,缸1下腔油液经液控单向阀3及阀5回油箱,其活塞继续下降到底。
⑸机械联接同步回路(图7.34)
这种回路是用刚性梁、齿轮及齿条等机械零件,使两缸活塞杆间建立刚性的运动联系,实现位移同步。
图7.34 机械联接同步回路
2. 节流式同步回路
⑴采用分流集流阀的同步回路(图7.35) 当换向阀左位接回油路时,压力油经分流集流阀3分成两股等量的油液进入缸5和缸6,使两缸活塞同步上升;当换向阀右位接回油路时,阀3起集流作用,控制两活塞同步下降。回路中的单向节流阀2是用来增加背压以控制活塞下降速度的。
分流集流阀只能实现速度同步。若某缸先到达行程终点,则可经阀内节流孔窜油,使各缸都能到达终点,从而消除累积误差。
⑵采用电液比例调速阀的同步回路(图7.36) 回路中使用一个普通调速阀和一个电液比例调速阀(它们各自装在由单向阀组成的桥式节流油路中),分别控制着缸3和缸4的运动,当两活塞出现位置误差时,检测装置就会发出信号,调节比例调速阀的开度,实现同步。
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图7.35 用分流集流阀的同步回路 1-电磁换向阀;2-单向节流阀; 3-分流集流阀;4-液控单向阀;
5、6-缸
⑶用电液伺服阀的同步回路(图7.37)
图中伺服阀6根据两个位移传感器3和4的反馈信号持续不断地控制其阀口的开度,使通过的流量与通过换向阀2阀口的流量相同,使两缸同步运动。此回路因伺服阀必须通过与换向阀同样大的流量而价格贵,故适用于两缸相距较远而同步精度要求很高的场合。
图7.36 用电液比例调速阀的同步回路 图7.37 用电液伺服阀的同步回路
1-节流阀;2-换向阀;3、4-位移传感器; 1 -调速阀;2-电液比例调速阀;3、4-缸
5-伺服放大器;6-电液伺服阀;7-溢流阀
7.5 其它回路
7.5.1 锁紧回路
锁紧回路的功用是,在执行元件不工作时,切断其进、出油路,使它准确地停留在原定位置上。
如图7.38所示为使用液控单向阀(又称双向液压锁)的锁紧回路,它能在缸不工作时使活塞迅速、平稳、可靠且长时间地被锁住。
7.5.2 浮动回路
浮动回路是把执行元件的进、回油路连通或同时接通油箱,借助于自重或负载的惯性力使其处于无约束的自由浮动状态。
图7.39所示为采用H型(或P型、Y型)三位四通换向阀的浮动回路。
图7.40所示为利用二位二通阀2实现起重机吊钩马达浮动的回路。当二位二通阀的下位接回路时,起重机吊钩在自重作用下不受约束地快速下降(即“抛钩”)。马达浮动时若有外泄漏,单向补油阀4(或5)可自动补油,以防空气进入。
对于径向柱塞式内曲线马达,使定子内充满压力油,柱塞缩回缸体,马达外壳就处于浮动状态。这种马达用于起重机械,能实现抛钩;用于行走机械,可以滑行。
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图7.38 锁紧回路
图7.39 用H型三位四通阀
的浮动回路
图7.40 用二位二通阀的浮动回路 1-平衡阀;2-二位二通换向阀; 3-马达;4、5-单向补油阀;
6-吊钩
小结
1 液压基本回路是组成复杂液压系统的基本结构单元,是分析、设计液压系统的基础。因此,必须掌握有关的基本概念、特点、应用场合和流量、压力、速度、载荷、转矩、转速、功率、效率等参数的基本计算,并能根据使用要求选择、设计和计算常用类型的液压回路。
2 液压系统中的调速回路应能满足如下的一些基本要求: ① 能在规定的调速范围内调节执行元件的工作速度。
② 在负载变化时,已调好的速度变化越小越好,并应在允许的范围内变化。 ③ 具有驱动执行元件所需的力或转矩。
④ 使功率损失尽可能小,效率尽可能高,发热尽可能小(这对保证运动平稳性亦有利)。 节流调速回路、容积调速回路、容积节流调速回路三类调速回路主要性能的比较列于下表:
表8.1 节流调速回路、容积调速回路、容积节流调速回路三类调速回路主要性能比较
调速回路类型 主要性能 速度刚性 承载能力 调速特性(调速范围) 效 率 功率特性 发 热 机械特性 适 用 范 围 节流调速回路 用节流阀调节 进、回油路 容积调速回路 旁油路 (变量泵-液压缸式) 较好 较好 较大 最高 最小 大功率、重载高速的中高压系统 容积节流调速回路 限压式变量泵-调速阀 差压式变量泵-节流阀 用调速阀调节 进、回油路 旁油路 很差 较差 小 较高 较小 差 好 大 低 大 好 好 大 低 大 较高 较小 好 好 大 较高 高 较小 小 中小功率的中压系统 小功率、轻载或低速的中、低压系统 146
习题
7.1 下列八种回路,已知:液压泵流量Qp=10L/min,液压缸无杆腔面积A1=50cm2,A2=25cm2,
溢流阀调定压力ps=2.4MPa,负载及节流阀通流面积a均已标注在图上。试分别计算这
八种回路中活塞的运动速度和液压泵的工作压力。通过节流阀的流量Q?Cqa设Cq=0.62,ρ=870kg/m3。
题7.1图
7.2 在图示回路中,已知缸径D=100mm,活塞杆直径d=70mm,负载FL=25000N。
(1) 为使节流阀前、后压差为0.3MPa,溢流阀的调定压力应取何值?
(2) 上述调定压力不变,当负载FL降为15000N时,活塞的运动速度将怎样变化?
7.3 在图示回路中,若泵的输出流量Qp=10L/min,溢流阀调定压力ps=2MPa,两个薄壁孔型
节流阀的流量系数都是Cq=0.67,开口面积a1=0.02cm2,a2=0.01cm2,油液密度ρ=900kg/m3。试求(不考虑溢流阀的调压偏差):
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2??p,
(1) 液压缸无杆腔的最高工作压力; (2) 溢流阀的最大溢流量。
题7.2图 题7.3图
7.4 如图所示,各液压缸完全相同,负载F2>F1。已知节流阀能调节液压缸速度并不计压力损
失。试判断在图(a)和图(b)的两个液压回路中,那个液压缸先动?哪个液压缸速度快?请说明道理。
题7.5图 题7.4图
7.5 在图示的调速阀节流调速回路中,已知:
Qp=25L/min,A1=100cm2,A2=50cm2,F由零增至30000N时活塞向右移动速度基本无变化,v=20cm/min,如调速阀要求的最小压差Δpmin=0.5MPa,试问:
(1) 溢流阀的调整压力ps是多少(不计调压偏差)?泵的工作压力是多少?
(2) 液压缸可能达到的最高工作压力是多少? (3) 回路的最高效率是多少? 7.6 图示为采用中、低压系列调速阀的回油路调速系统,
溢流阀调定压力ps=4MPa,其它数据如图示。工作
时发现液压缸速度不稳定,试分析原因,并提出改
题7.6图
进措施。
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