液压系统基本功能回路(简称基本回路)是组成各种液压系统的基本单元。
如何确定基本回路并对它们进行分类,目前还没有统一标准,作者认为以下几条原则可以考虑:
1)基本回路应当是最基本的,不能由其他基本回路组成。
2)只能由通用液压元件组成基本回路,不能包括专用的特殊元件。
3)应当按回路的作用来分类,而以达到该作用所采取的办法来分目。
目前有些基本回路实质上可以由其他基本回路组成。如果把这种组合后的回路也列为基本回路,一方面将使基本回路的数目增多,另一方面也混淆了基本回路与一般应用回路的界限。因此有必要规定基本回路的第1条原则,即相互独立,是最基本的回路单元,不能由其他基本回路组成。尽可能减少基本回路的数目。
其次是基本回路必须有通用性,适应面应当广泛,不能把有些设备中的专用液压件定为基本回路,例如把机床专用操纵箱的回路定为方向控制的基本回路就显得太专门了,而且该操纵箱回路也可以分解为调速回路和换向回路等基本回路,违背了第1条原则。当然不排斥各行业为了使用方便可以积累本行业常用的一些典型回路,而这些典型回路可以是由几个基本回路组成。但是不能把这种典型回路规定为基本回路,基本回路应当比典型回路通用性更大。
第三点是涉及如何分类的问题,分类的根本出发点应当是按回路的作用来分。因为研究基本回路的目的就是为了利用它来组成液压系统,因此按基本回路的作用来分类最有利于应用。
液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量,而液压介质的能量是由其所具有的压力及流量来表现的。而所有基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量(流量包括大小和方向),因此液压基本回路的作用就是三个方面:控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类:压力控制回路、流量(或速度)控制回路、方向控制回路。而目前的一些资料除了这三大类以外,还另设有液马达回路、多缸配合回路等作为单独类别,有的甚至把顺序回路、蓄能器回路等也作为单独类别而提出。实际上这些回路都可由前述三类回路所包括或由三类回路所组成。
下面就根据上述的三条原则来分别讨论压力控制、流量(或速度)控制及方向控制的基本回路。
压力控制回路
液压系统中压力控制的作用主要是以下4方面:
限压:限制系统的最高压力或最低压力。
变压:改变系统中局部回路的压力。
卸压:使回路压力卸为零压(即油箱压力)。
稳压:维持系统的压力稳定。
因此,压力控制回路可以相应地分成限压回路、变压回路、卸压回路和稳压回路。
限压回路
限压回路按其作用又可分为限制最高压力和限制最低压力两种。
限制高压回路
限制最高压力的回路就是一般所谓的调压回路。所用的基本办法就是用溢流阀调定系统的压力,如图3. 1-1所示。这种回路只能限定(调定)系统的最高压力,而当系统压力低于该调定压力时,回路对系统压力就失去控制作用了。图中点划线所框出的回路代表限制高压回路,但为了更便于了解整个系统的功能,把液压泵也画在图中,但泵不属于限制高压回路。以下各部分也同此原则,只有点划线所框出的部分才代表所讨论的该种基本回路,其他都是为了便于了解整个系统的功能而加入的。
限制高压回路又可分为单级限压和多级限压。
(1)单级限压回路
单级限压回路只设定一种系统压力。单级限压回路在限压方式上也可以分为溢流阀直接限压和通过远程调压阀限压两种。分别如图3. 1-1及图3.1-2所示。图3.1-1中系统最高压力由溢流阀直接限定,而图3 .1-2中主溢流阀1的工作压力是由远程调压阀2所调定。
图3.1-1调压回路(限制高压回路)
图3 .1-2单级远程调压阀限压回路
(2)多级限压回路
多级限压回路的方式很多,主要有以下4种:
1)通过换向阀换接不同设定压力的溢流阀
用这种办法可以改变不同的系统压力,压力等级数与溢流阀数量相同。如图3 .1-3所示。溢流阀1及2分别设定不同的压力,换向阀3则换接不同的压力。
去系统
图3 .1-3 多级溢流阀直接限压回路
2)通过换向阀换接远程调压阀来控制主溢流阀的压力 能变换的压力级数与远程调压阀的数量相同。如图3 .1-4所示。阀4是主溢流阀,阀3可变换不同的远调压阀1,2以改变系统的压力。
去系统
图3 .1-4 多级远程调压阀限压回路
3)通过凸轮改变溢流阀弹簧的压紧力以改变溢流阀的设定压力如图3 .1-5所示。这种调压方式可实现无级调压。
图3 .1-5 凸轮改变溢流阀弹簧压力的调压回路
4)比例溢流阀限压这一回路将在3.5节中叙述。也可实现无级调压。
限制低压回路(平衡回路)
它是通过平衡阀来限制液压缸动作的最低压力,如图3 .1-6所示。溢流阀1限制系统的最高压力,而平衡阀3的作用是限制液压缸4下降时有杆腔的最低压力,只有有杆腔压力大于平衡阀设定压力时液压缸才下降。
变压回路
用于使系统局部压力改变为与油源压力不同的回路。变压回路可分成增压回路和减压回路两种。
图3 .1-6 限制低压回路(平衡回路)
增压回路
按工作方式不同增压回路又可分为间歇式和连续式两种。
(1)间歇式增压回路
图3 .1-7是间歇式增压回路,增压液压缸1的活塞大端与油源户。接通时,活塞右移,活塞小端的压力p就增大A1/A2倍,增压后的压力户通到高压系统去推动负载。在换向阀换向后活塞左移,高位油箱的油液补入活塞小端。此时单向阀4关闭,保证高压系统的油不回流。因此只有活塞右移时才对高压系统供油,所以是间歇供油方式。单向阀3是防止高压油流入油箱。
系统
图3 .1-7间歇式增压回路
(2)连续式增压回路
图3 .1-8是连续式增压回路。增压缸1的活塞两端分别伸人两端的高压腔。高压腔与增压缸主腔之间有密封隔离。换向阀切换时活塞在油源压力作用下左右往复运动,从而推动高压油进入高压系统。活塞左行时,左高压腔油经单向阀2去高压系统,而右高压腔经单向阀4补油,.活塞右行时右高压腔压力油经单向阀5去高压系统,而左高压腔经单向阀3补油。所以对高压系统来说是连续供油的。
图3 .1-8连续式增压回路
减压回路
用减压阀使局部系统的压力小于油源压力。可分为手动减压阀减压(如图3 .1-9所示)和比例减压阀减压见3.5 .10节两种。
图3 .1-9手动减压回路
这两种系统都可做到无级变压。 |