压力控制回路分析.pptx

第第8章章 压力控制回路压力控制回路2024/10/14 周一1要点概述要点概述压力控制回路是对液压与气动系统或系统某一部分的压力压力控制回路是对液压与气动系统或系统某一部分的压力进行控制的回路。包括调压、卸荷、保压、减压、增压、进行控制的回路。包括调压、卸荷、保压、减压、增压、平衡等多种回路。平衡等多种回路。压力控制回路是由溢流阀、减压阀、顺序阀等液压与气动压力控制回路是由溢流阀、减压阀、顺序阀等液压与气动基础控制元件构成的，其阀的共同点是利用作用在阀芯上基础控制元件构成的，其阀的共同点是利用作用在阀芯上的流体压力和弹簧力相平衡的原理来实现压力平衡与调整，的流体压力和弹簧力相平衡的原理来实现压力平衡与调整，从而达到压力稳定。从而达到压力稳定。本章主要通过对调压回路、减压回路、增压回路、液压卸本章主要通过对调压回路、减压回路、增压回路、液压卸荷回路、液压保压回路、液压平衡回路、缓冲回路等模块荷回路、液压保压回路、液压平衡回路、缓冲回路等模块的实际应用，达到在性能、原理、选型、安装、调试等方的实际应用，达到在性能、原理、选型、安装、调试等方面对压力基础控制元件和压力基本控制回路的掌握。面对压力基础控制元件和压力基本控制回路的掌握。2024/10/14 周一28.1 液压调压回路液压调压回路 按照液压系统的实际要求将系统相关各压力调节控制到各按照液压系统的实际要求将系统相关各压力调节控制到各个分支回路工作所需要的不同等级压力。个分支回路工作所需要的不同等级压力。8.1.1 用溢流阀实现单级调压用溢流阀实现单级调压单级调压回路是指用一个溢流阀元件实现最简单的一个等单级调压回路是指用一个溢流阀元件实现最简单的一个等级的压力控制回路。级的压力控制回路。2024/10/14 周一38.1 液压调压回路液压调压回路8.1.2 用先导式溢流阀实现多级调压用先导式溢流阀实现多级调压在液压系统中，随着工作过程的时段不同，对液压缸的输在液压系统中，随着工作过程的时段不同，对液压缸的输出力大小的要求会有所改变，因此也就要求系统的压力在出力大小的要求会有所改变，因此也就要求系统的压力在不同时刻改变两次或三次或更多次。不同时刻改变两次或三次或更多次。二级调压二级调压三级调压三级调压2024/10/14 周一48.1 液压调压回路液压调压回路8.1.3 用两个溢流阀实现双向调压用两个溢流阀实现双向调压当执行元件的正反行程需要不同的供油压力时，可以将设当执行元件的正反行程需要不同的供油压力时，可以将设置低压力值的溢流阀与设置高压力值的溢流阀并联，从而置低压力值的溢流阀与设置高压力值的溢流阀并联，从而使设置高压力值的溢流阀失去稳压能力。可以利用不同时使设置高压力值的溢流阀失去稳压能力。可以利用不同时刻接入更低压力设置值的溢流阀，实现不同时刻的压力输刻接入更低压力设置值的溢流阀，实现不同时刻的压力输出。出。2024/10/14 周一58.1 液压调压回路液压调压回路8.1.4 用比例溢流阀实现无级调压用比例溢流阀实现无级调压在一些液压闭环控制回路中，液压系统要求压力输出值具在一些液压闭环控制回路中，液压系统要求压力输出值具有随机性，因此其输出的压力值应当是无极调压的形式。有随机性，因此其输出的压力值应当是无极调压的形式。2024/10/14 周一68.2 气动调压回路气动调压回路8.2.1 气源压力控制回路气源压力控制回路气动系统一般采用中心供气方式，即多个气动系统，共用一气动系统一般采用中心供气方式，即多个气动系统，共用一个气源供气；而液压系统一般是独立的液压源供压力油。因个气源供气；而液压系统一般是独立的液压源供压力油。因此中心气源系统应属于独立的压力控制系统，而为分支系统此中心气源系统应属于独立的压力控制系统，而为分支系统供气的压力应当是在系统压力下的二次供压（减压）系统。供气的压力应当是在系统压力下的二次供压（减压）系统。如图所示为一次压力回路。如图所示为一次压力回路。2024/10/14 周一78.2 气动调压回路气动调压回路8.2.2 双压控制回路双压控制回路对于小型的低压气动系统，可以在中心气源的基础上，直对于小型的低压气动系统，可以在中心气源的基础上，直接通过减压阀实现供气。接通过减压阀实现供气。气源压力控制回路的后面，并联了一路减压阀的压力输出，气源压力控制回路的后面，并联了一路减压阀的压力输出，用两个不同压力的减压阀输出，可得到两路不同的输出压用两个不同压力的减压阀输出，可得到两路不同的输出压力。在流量满足的条件下，利用减压阀可以并联输出多路力。在流量满足的条件下，利用减压阀可以并联输出多路压力。压力。2024/10/14 周一88.2 气动调压回路气动调压回路8.2.2 气源压力延时输出控制回路气源压力延时输出控制回路对于长距离管路输出的压力源，由于其稳定压力的输出时对于长距离管路输出的压力源，由于其稳定压力的输出时间与管路长度形成的容积有关，管路越长需要延时的时间间与管路长度形成的容积有关，管路越长需要延时的时间越长。越长。2024/10/14 周一98.3 液压减压回路液压减压回路8.3.1 用减压阀实现单级减压用减压阀实现单级减压减压回路是指由定压减压阀构成的实现压力降低（减压）减压回路是指由定压减压阀构成的实现压力降低（减压）与输出稳定（稳压）的回路。与输出稳定（稳压）的回路。一般减压阀最低调定压力应大于一般减压阀最低调定压力应大于0.5 MPa，最高调定压力，最高调定压力至少应比主油路系统的供油压力低至少应比主油路系统的供油压力低0.5 MPa。2024/10/14 周一108.3 液压减压回路液压减压回路8.3.2 用减压阀实现多级减压用减压阀实现多级减压1、二级减压、二级减压多级减压回路最简单的方式就是分时接入不同设置参数的多级减压回路最简单的方式就是分时接入不同设置参数的溢流阀实现对先导式减压阀的压力控制，即用溢流阀的压溢流阀实现对先导式减压阀的压力控制，即用溢流阀的压力控制先导式减压阀的压力，使系统有多个压力输出。力控制先导式减压阀的压力，使系统有多个压力输出。2024/10/14 周一118.3 液压减压回路液压减压回路8.3.2 用减压阀实现多级减压用减压阀实现多级减压2、三级减压、三级减压2024/10/14 周一128.3 液压减压回路液压减压回路8.3.3 用一个减压阀实现单向减压用一个减压阀实现单向减压在液压系统中，经常要求执行元件在液压系统中，经常要求执行元件正反行程的工作压力不同，此时要正反行程的工作压力不同，此时要用减压阀与单向阀的并联实现单向用减压阀与单向阀的并联实现单向减压。减压。2024/10/14 周一138.3 液压减压回路液压减压回路8.3.4 用两个减压阀实现双向减压用两个减压阀实现双向减压在液压系统中，当执行元件的正在液压系统中，当执行元件的正反行程的工作压力不同，同时其反行程的工作压力不同，同时其压力又都低于其系统压力时，应压力又都低于其系统压力时，应采用减压阀和单向减压阀的配合，采用减压阀和单向减压阀的配合，实现双向减压。实现双向减压。2024/10/14 周一148.3 液压减压回路液压减压回路8.3.5 用先导式比例减压阀用先导式比例减压阀实现无极减压实现无极减压在液压系统中，液压动力在液压系统中，液压动力源通过溢流阀可以提供稳源通过溢流阀可以提供稳定的系统压力定的系统压力，但为了在，但为了在分支回路中得到随其系统分支回路中得到随其系统工作状态不同的压力值，工作状态不同的压力值，一般都采用对先导式比例一般都采用对先导式比例减压阀的输入信号控制，减压阀的输入信号控制，来实现其在分支回路中输来实现其在分支回路中输出不同的工作压力值。出不同的工作压力值。2024/10/14 周一158.4 气动减压回路气动减压回路8.4.1 多级减压控制多级减压控制在气动系统中，当需要执行元件有多个工作压力时，可采在气动系统中，当需要执行元件有多个工作压力时，可采用多个直动减压阀分时接入先导式减压阀的压力控制端，用多个直动减压阀分时接入先导式减压阀的压力控制端，即可实现对先导式减压阀分时输出不同压力的控制。即可实现对先导式减压阀分时输出不同压力的控制。2024/10/14 周一168.4 气动减压回路气动减压回路8.4.2 用减压阀实现高低压输出控制用减压阀实现高低压输出控制在气动系统中，多压力分时输出回路，可采用多个减压阀在气动系统中，多压力分时输出回路，可采用多个减压阀的并联输出形式实现。的并联输出形式实现。2024/10/14 周一178.8 液压增压回路液压增压回路8.8.1 用单作用增压缸实现增压用单作用增压缸实现增压在液压系统中，当液压缸需要有较大的输出在液压系统中，当液压缸需要有较大的输出保持力时，如成型模压系统，此时液压缸没保持力时，如成型模压系统，此时液压缸没有多少进给量，但需要有较大的压力用以保有多少进给量，但需要有较大的压力用以保证产品的定型时间，即需要的是小流量高压证产品的定型时间，即需要的是小流量高压力的液压源动力系统。力的液压源动力系统。如图如图8所示为利用增压缸的单作用增压回路。所示为利用增压缸的单作用增压回路。2024/10/14 周一188.8 液压增压回路液压增压回路8.8.2 双作用增压回路双作用增压回路由于单作用增压回路是间歇性的单程供油，适合无进给量由于单作用增压回路是间歇性的单程供油，适合无进给量或进给量非常小的高保压系统。当为要求相对有进给量的或进给量非常小的高保压系统。当为要求相对有进给量的高压力连续输出系统提供动力时，应选用如图所示的双作高压力连续输出系统提供动力时，应选用如图所示的双作用增压回路。用增压回路。2024/10/14 周一198.6 气动增压回路气动增压回路8.9.1用冲击气缸实现压力冲用冲击气缸实现压力冲击的控制击的控制在有些冲击力要求较大的场在有些冲击力要求较大的场合，如金属冲孔、铆接、锻合，如金属冲孔、铆接、锻压、下料等方面，则应根据压、下料等方面，则应根据冲击力瞬间释放的特点，选冲击力瞬间释放的特点，选择具有冲击释放效果的气缸择具有冲击释放效果的气缸和相应的气动控制回路来实和相应的气动控制回路来实现其冲击工作过程。如图所现其冲击工作过程。如图所示为用冲击气缸实现压力冲示为用冲击气缸实现压力冲击的控制回路。击的控制回路。2024/10/14 周一208.6 气动增压回路气动增压回路8.9.2用串联气缸增加压力输出控制用串联气缸增加压力输出控制当气缸的直径较小或系统的压力较低，但还需要气缸有较当气缸的直径较小或系统的压力较低，但还需要气缸有较大输出力时，此时可采用气缸串联的形式来增加气缸活塞大输出力时，此时可采用气缸串联的形式来增加气缸活塞杆的输出力，以满足大输出力的要求。如图所示为用串联杆的输出力，以满足大输出力的要求。如图所示为用串联气缸实现增加压力的输出控制回路。气缸实现增加压力的输出控制回路。2024/10/14 周一218.6 气动增压回路气动增压回路8.9.3用气液增压器的增压回路用气液增压器的增压回路当气缸要求较大力输出，而系统的压力又不满足时，可采当气缸要求较大力输出，而系统的压力又不满足时，可采用气液缸与气液增压缸的配合结构，实现气液缸较高压力用气液缸与气液增压缸的配合结构，实现气液缸较高压力的输出。如图所示为用气液增压器的增压回路，可以实现的输出。如图所示为用气液增压器的增压回路，可以实现相对高压力输出。相对高压力输出。2024/10/14 周一228.7 液压卸荷回路液压卸荷回路8.7.1 用换向阀实现液压泵卸荷用换向阀实现液压泵卸荷 1、用三位阀中位机能的卸荷回路、用三位阀中位机能的卸荷回路当三位阀的当三位阀的“M”、“H”、“K”型中位机能时，泵可通型中位机能时，泵可通过阀直接卸荷。过阀直接卸荷。2024/10/14 周一238.7 液压卸荷回路液压卸荷回路8.7.1用换向阀实现液压泵卸荷用换向阀实现液压泵卸荷 2、二通阀的卸荷回路、二通阀的卸荷回路采用此方法时卸荷回路必须使二位二通换向阀的流量与泵采用此方法时卸荷回路必须使二位二通换向阀的流量与泵的额定输出流量相匹配。这种方法的卸荷效果好，易于实的额定输出流量相匹配。这种方法的卸荷效果好，易于实现自动控制，一般适用于液压泵的流量小于现自动控制，一般适用于液压泵的流量小于6.3L/min的场的场合。合。2024/10/14 周一248.7 液压卸荷回路液压卸荷回路8.7.2 用溢流阀实现液压泵卸荷用溢流阀实现液压泵卸荷当采用先导式溢流阀进行调压控制时，如果其压力控制端当采用先导式溢流阀进行调压控制时，如果其压力控制端直接回流，相当压力控制端压力为直接回流，相当压力控制端压力为0，则先导式溢流阀输，则先导式溢流阀输出出0压力，相当于卸荷。压力，相当于卸荷。2024/10/14 周一258.7 液压卸荷回路液压卸荷回路8.7.3 用蓄能器实现液压泵卸荷用蓄能器实现液压泵卸荷当液压系统使用蓄能器时，其储能方式接近于气动方式，当液压系统使用蓄能器时，其储能方式接近于气动方式，当储能结束时，应当让泵卸荷，此时蓄能器可以为系统提当储能结束时，应当让泵卸荷，此时蓄能器可以为系统提供压力源。供压力源。2024/10/14 周一268.8 液压保压回路液压保压回路在液压与气动系统中，经常要求相关执行机构在一定的行在液压与气动系统中，经常要求相关执行机构在一定的行程位置上保持一定的压力并处于停止运动或缓慢运行状态，程位置上保持一定的压力并处于停止运动或缓慢运行状态，而保持的压力要求具有稳定性并采用保压回路实现。而保持的压力要求具有稳定性并采用保压回路实现。8.8.1 用蓄能器实现保压用蓄能器实现保压2024/10/14 周一278.8 液压保压回路液压保压回路8.8.2 用辅助泵实现保压用辅助泵实现保压液压系统保压方式除了采用蓄能器方式外，还可以采用增液压系统保压方式除了采用蓄能器方式外，还可以采用增加高压小排量的辅助泵（长期运转泵）来实现在主泵卸荷加高压小排量的辅助泵（长期运转泵）来实现在主泵卸荷时的保压，从而达到系统压力稳定的目的。时的保压，从而达到系统压力稳定的目的。2024/10/14 周一288.8 液压保压回路液压保压回路8.8.3 用单向阀实现保压用单向阀实现保压液压系统的保压方式，还可以选择用液控单向阀和电接触液压系统的保压方式，还可以选择用液控单向阀和电接触式压力表的自动补油式保压回路，即利用电接触式压力表式压力表的自动补油式保压回路，即利用电接触式压力表的检测，当系统出现欠压时，则液压泵由卸荷状态转为供的检测，当系统出现欠压时，则液压泵由卸荷状态转为供压状态，实现自动保压。压状态，实现自动保压。2024/10/14 周一298.8 液压保压回路液压保压回路8.8.4 综合保压综合保压2024/10/14 周一308.9 液压平衡回路液压平衡回路8.9.1 用顺序阀实现垂直安装液压缸的平衡控制用顺序阀实现垂直安装液压缸的平衡控制在回路中通过串联具有压力开关作用的顺序阀，实现活塞在回路中通过串联具有压力开关作用的顺序阀，实现活塞下行时的背压，从而防止活塞与端盖的硬性撞击，即用增下行时的背压，从而防止活塞与端盖的硬性撞击，即用增加背压方式实现了与重物产生的冲击力的平衡。加背压方式实现了与重物产生的冲击力的平衡。2024/10/14 周一318.9 液压平衡回路液压平衡回路8.9.2用液控单向阀实现垂直安装液压缸的平衡控制用液控单向阀实现垂直安装液压缸的平衡控制在液压回路中，还可以用串接单向节流阀和液控单向阀的在液压回路中，还可以用串接单向节流阀和液控单向阀的方式实现背压平衡回路。如图所示为采用液控单向阀的平方式实现背压平衡回路。如图所示为采用液控单向阀的平衡回路，可以避免溜缸冲击问题的发生。衡回路，可以避免溜缸冲击问题的发生。2024/10/14 周一328.9 液压平衡回路液压平衡回路8.9.3 用普通单向阀实现垂直安用普通单向阀实现垂直安装液压缸的平衡控制装液压缸的平衡控制在液压回路中，最简单的背压平在液压回路中，最简单的背压平衡回路就是采用串接节流阀和普衡回路就是采用串接节流阀和普通单向阀的方式实现。如图所示通单向阀的方式实现。如图所示为采用普通节流阀和单向阀的液为采用普通节流阀和单向阀的液压平台平衡回路，可以避免平台压平台平衡回路，可以避免平台下沉的溜缸冲击问题发生。下沉的溜缸冲击问题发生。2024/10/14 周一338.10 液压缓冲回路液压缓冲回路8.10.1 用缓冲液压缸实现缓冲用缓冲液压缸实现缓冲在液压系统中，为了防止活塞与端盖的撞击，专门设计了缓在液压系统中，为了防止活塞与端盖的撞击，专门设计了缓冲液压缸。如图冲液压缸。如图 为采用缓冲液压缸的缓冲回路，采用缓冲为采用缓冲液压缸的缓冲回路，采用缓冲液压缸后不会出现活塞和端盖硬碰硬的撞击损害问题。液压缸后不会出现活塞和端盖硬碰硬的撞击损害问题。2024/10/14 周一348.10 液压缓冲回路液压缓冲回路8.10.2 用溢流阀实现缓冲用溢流阀实现缓冲在液压回路中，为了防止在在液压回路中，为了防止在换向或中位停止过程中产生换向或中位停止过程中产生过大的惯性压力，可在液压过大的惯性压力，可在液压缸进出口的两端并联单向阀缸进出口的两端并联单向阀和溢流阀的超压释放回路。和溢流阀的超压释放回路。2024/10/14 周一358.11 气动缓冲回路气动缓冲回路要获得气缸行程末端的缓冲，除采用带缓冲的气缸外，特要获得气缸行程末端的缓冲，除采用带缓冲的气缸外，特别在行程长、速度快、惯性大的情况下，往往需要采用缓别在行程长、速度快、惯性大的情况下，往往需要采用缓冲回路来满足气缸运动速度的要求。冲回路来满足气缸运动速度的要求。8.11.1利用行程阀实现气缸的末端缓冲回路利用行程阀实现气缸的末端缓冲回路2024/10/14 周一368.11 气动缓冲回路气动缓冲回路8.11.2用节流阀和顺序阀实现气缸的末端缓冲回路用节流阀和顺序阀实现气缸的末端缓冲回路2024/10/14 周一378.12 液压缸的推力及运动速度计算液压缸的推力及运动速度计算8.12.1单出杆双作用液压缸的推力及速度计算单出杆双作用液压缸的推力及速度计算若液压缸无杆腔进油：若液压缸无杆腔进油：2024/10/14 周一388.12 液压缸的推力及运动速度计算液压缸的推力及运动速度计算8.12.1单出杆双作用液压缸的推力及速度计算单出杆双作用液压缸的推力及速度计算速度的比（面积比）速度的比（面积比）2024/10/14 周一398.12 液压缸的推力及运动速度计算液压缸的推力及运动速度计算8.12.2 双出杆双作用液压缸的推力及速度计算双出杆双作用液压缸的推力及速度计算2024/10/14 周一408.13 气动压力回路的特点气动压力回路的特点8.13.1 一次压力控制回路是系统安全压力回路一次压力控制回路是系统安全压力回路如图所示为一次压力控制回路。此回路用于控制系统的压如图所示为一次压力控制回路。此回路用于控制系统的压力，使之不超过规定的压力值。常用外控溢流阀力，使之不超过规定的压力值。常用外控溢流阀1或用电或用电接点压力表接点压力表2来控制空气压缩机的转、停，使贮气罐内压来控制空气压缩机的转、停，使贮气罐内压力保持在规定范围内。采用溢流阀，结构简单，工作可靠，力保持在规定范围内。采用溢流阀，结构简单，工作可靠，但气量浪费大；采用电接点压力表对电动机及控制系统要但气量浪费大；采用电接点压力表对电动机及控制系统要求较高，常用于对小型空压机的控制。求较高，常用于对小型空压机的控制。2024/10/14 周一418.13 气动压力回路的特点气动压力回路的特点8.13.2 二次压力控制回路是系统工作压力回路二次压力控制回路是系统工作压力回路2024/10/14 周一428.13 气动压力回路的特点气动压力回路的特点8.13.3 用减压阀实现多种压力的输出回路用减压阀实现多种压力的输出回路如图所示为用减压阀实现多种压力的输出回路。它是由减如图所示为用减压阀实现多种压力的输出回路。它是由减压阀来实现对不同系统输出不同压力压阀来实现对不同系统输出不同压力p1、p2的控制。为的控制。为保证气动系统使用的气体压力为一稳定值，多用空气过滤保证气动系统使用的气体压力为一稳定值，多用空气过滤器、减压阀、油雾器（气动三大件）组成的二次压力控制器、减压阀、油雾器（气动三大件）组成的二次压力控制回路，但要注意，供给逻辑元件的压缩空气不能加入润滑回路，但要注意，供给逻辑元件的压缩空气不能加入润滑油。油。2024/10/14 周一43