“十四五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材（修訂版）《液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)》第2版教案項(xiàng)目名稱項(xiàng)目6液壓回路連接任務(wù)名稱任務(wù)6.1壓力控制回路連接授課方式□理論課□實(shí)訓(xùn)課?理實(shí)一體課授課地點(diǎn)理實(shí)一體實(shí)訓(xùn)室授課課時(shí)2課時(shí)授課教師授課班級(jí)任務(wù)目標(biāo)1．使學(xué)生了解常見(jiàn)的壓力控制回路，識(shí)別各元件并掌握元件在系統(tǒng)中的作用。2．了解液壓傳動(dòng)中，壓力控制的基本知識(shí)。任務(wù)要求1．各小組接受任務(wù)后討論并制定完成任務(wù)的實(shí)施計(jì)劃。2．能識(shí)讀簡(jiǎn)單的壓力控制回路圖3．了解壓力控制回路的動(dòng)作要求4．清楚整個(gè)系統(tǒng)采用的液壓元件的名稱、數(shù)量5．掌握壓力控制回路簡(jiǎn)單線路連接及操作過(guò)程，明確控制方式6．整理任務(wù)實(shí)施報(bào)告注意事項(xiàng)1．各組任務(wù)目標(biāo)必須明確一致2．熟記液壓回路安全操作規(guī)程，嚴(yán)禁違章作業(yè)3．熟記各種液壓工具的使用方法4．熟練識(shí)別液壓控制回路中的器件5．接線觸頭連接牢固，無(wú)松動(dòng)感6．打開(kāi)定量泵前必須經(jīng)指導(dǎo)老師同意，并在指導(dǎo)教師監(jiān)護(hù)下進(jìn)行7．要安全文明操作8．操作完畢，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行徹底清理，收齊工具教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：1.了解常見(jiàn)的壓力控制回路2.識(shí)別各元件并掌握元件在系統(tǒng)中的作用難點(diǎn)：壓力控制回路簡(jiǎn)單線路連接及操作過(guò)程實(shí)施流程工作任務(wù)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)布置任務(wù)明確任務(wù)內(nèi)容下達(dá)任務(wù)書(shū)，組織討論學(xué)習(xí)接受任務(wù)，明確工作內(nèi)容。知識(shí)準(zhǔn)備壓力控制回路是利用壓力控制閥來(lái)控制系統(tǒng)和支路壓力，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、增壓、減壓、平衡、卸荷和保壓等目的，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力或力矩的要求。壓力控制回路的分類(lèi)：調(diào)壓回路、增壓回路、減壓回路、平衡回路、卸荷回路、保壓回路。1.調(diào)壓回路液壓系統(tǒng)的工作壓力必須與所承受的負(fù)載相適應(yīng)。當(dāng)液壓系統(tǒng)采用定量泵供油時(shí)，液壓泵的工作壓力可以通過(guò)溢流閥來(lái)調(diào)節(jié)；當(dāng)液壓系統(tǒng)采用變量泵供油時(shí)，液壓泵的工作壓力主要取決于負(fù)載，用安全閥來(lái)限定系統(tǒng)的最高工作壓力，以防止系統(tǒng)過(guò)載。當(dāng)系統(tǒng)中需要二種以上壓力時(shí)，則可采用多級(jí)調(diào)壓回路來(lái)滿足不同的壓力要求。功用：調(diào)定和限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，或者使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程不同階段實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力變換。一般用溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。（1）單級(jí)調(diào)壓回路系統(tǒng)由定量泵供油，采用節(jié)流閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，使活塞獲得所需要的運(yùn)動(dòng)速度。定量泵輸出的流量要大于進(jìn)入液壓缸的流量，也就是說(shuō)只有一部分油進(jìn)入液壓缸，多余部分的油液則通過(guò)溢流閥流回油箱。這時(shí)，溢流閥處于常開(kāi)狀態(tài)，泵的出口壓力始終等于溢流閥的調(diào)定壓力。調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)節(jié)泵的供油壓力，溢流閥的調(diào)定壓力必須大于液壓缸最大工作壓力和油路上各種壓力損失的總和。系統(tǒng)中有節(jié)流閥，如圖6.1.1所示。當(dāng)執(zhí)行元件工作時(shí)溢流閥始終處于溢流狀態(tài)，使系統(tǒng)壓力保持穩(wěn)定，溢流閥作定壓閥用。圖6.1.1系統(tǒng)中有節(jié)流閥的單級(jí)調(diào)壓回路圖6.1.2系統(tǒng)中無(wú)節(jié)流閥的單級(jí)調(diào)壓回路系統(tǒng)中無(wú)節(jié)流閥，如圖6.1.2所示。當(dāng)系統(tǒng)工作壓力達(dá)到或超過(guò)溢流閥調(diào)定壓力時(shí)，溢流閥才溢流，對(duì)系統(tǒng)起安全保護(hù)作用，溢流閥作安全閥用。（2）多級(jí)調(diào)壓回路

許多液壓系統(tǒng)，液壓缸活塞往返行程的工作壓力差別很大，為了降低功率損耗，減少油液發(fā)熱，可以采用二級(jí)調(diào)壓回路。圖6.1.3二級(jí)調(diào)壓回路圖6.1.3所示為二級(jí)調(diào)壓回路。先導(dǎo)式溢流閥1的外控口串接二位二通換向閥2和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥3，構(gòu)成二級(jí)調(diào)壓回路。當(dāng)兩個(gè)壓力閥的調(diào)定壓力為p3＜p1時(shí)，系統(tǒng)可通過(guò)換向閥的左位和右位分別獲得p3和p1兩種壓力。

如果在溢流閥的外控口，通過(guò)多位換向閥的不同通油口，并聯(lián)多個(gè)調(diào)壓閥，即可構(gòu)成多級(jí)調(diào)壓回路。圖6.1.4三級(jí)調(diào)壓回路圖6.1.4為三級(jí)調(diào)壓回路。換向閥左位工作時(shí),由閥4調(diào)壓;換向閥右位工作時(shí),由閥3調(diào)壓;換向閥中位工作時(shí),由閥1調(diào)壓。（注：閥3和閥4的調(diào)整壓力均小于閥1。）2.增壓回路增壓回路用來(lái)使系統(tǒng)中某一支路獲得較系統(tǒng)壓力高且流量不大的油液供應(yīng)。利用增壓回路，液壓系統(tǒng)可以采用壓力較低的液壓泵，甚至壓縮空氣動(dòng)力源來(lái)獲得較高壓力的壓力油。增壓回路中實(shí)現(xiàn)油液壓力放大的主要元件是增壓器，其增壓比為增壓器大小活塞的面積之比。

（1）單作用增壓器的增壓回路

圖6.1.5（a）所示的為單作用增壓器的增壓回路，它適用于單向作用力大、行程小、作業(yè)時(shí)間短的場(chǎng)合，如制動(dòng)器、離合器等。當(dāng)壓力為p1的油液進(jìn)入增壓器的大活塞腔時(shí)，在小活塞腔即可得到壓力為p2的高壓油液，增壓的倍數(shù)等于增壓器大小活塞的工作面積之比。當(dāng)二位四通電磁換向閥右位接入系統(tǒng)時(shí)，增壓器的活塞返回，補(bǔ)油箱中的油液經(jīng)單向閥補(bǔ)入小活塞腔。這種回路只能間斷增壓。（a）(b)圖6.1.5增壓回路2.雙作用增壓器的增壓回路

圖6.1.5（b）所示為采用雙作用增壓器的增壓回路，它能連續(xù)輸出高壓油，適用于增壓行程要求較長(zhǎng)的場(chǎng)合。泵輸出的壓力油經(jīng)換向閥5左位和單向閥1進(jìn)入增壓器左端大、小活塞腔，右端大活塞腔的回油通油箱，右端小活塞腔增壓后的高壓油經(jīng)單向閥4輸出，此時(shí)單向閥2、3被關(guān)閉；當(dāng)活塞移到右端時(shí)，換向閥5得電換向，活塞向左移動(dòng)，左端小活塞腔輸出的高壓液體經(jīng)單向閥3輸出。這樣增壓缸的活塞不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩端便交替輸出高壓液體，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)增壓。3.減壓回路減壓回路的作用是使系統(tǒng)中的某一部分油路或某個(gè)執(zhí)行元件獲得比系統(tǒng)壓力低的穩(wěn)定壓力，機(jī)床的工件夾緊、導(dǎo)軌潤(rùn)滑及液壓系統(tǒng)的控制油路常需要減壓回路。

如圖6.1.6所示的為液壓系統(tǒng)中的減壓回路。最常見(jiàn)的減壓回路是在所需低壓的支路上串接定值減壓閥，如圖6.1.6（a）所示?；芈分械膯蜗蜷y3用于當(dāng)主油路壓力低于減壓閥2的調(diào)定值時(shí)，防止液壓缸4的壓力受其干擾，起短時(shí)保壓作用。

（a）（b）圖6.1.6減壓回路圖6.1.6（b）是二級(jí)減壓回路。在先導(dǎo)型減壓閥2的遙控口上接入遠(yuǎn)程調(diào)壓閥3，當(dāng)二位二通換向閥處于圖示位置時(shí)，液壓缸4的壓力由減壓閥2的調(diào)定壓力決定；當(dāng)二位二通換向閥處于右位時(shí)，缸4的壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥3的調(diào)定壓力決定，閥3的調(diào)定壓力必須低于閥2。液壓泵的最大工作壓力由溢流閥1調(diào)定。減壓回路也可以采用比例減壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)減壓。

為了保證減壓回路的工作可靠性，減壓閥的最低調(diào)整壓力不應(yīng)小于0.5MPa，最高調(diào)整壓力至少比系統(tǒng)調(diào)整壓力小0.5MPa。由于減壓閥工作時(shí)存在閥口的壓力損失和泄漏口泄漏造成的容積損失，故這種回路不宜用在壓力降或流量較大的場(chǎng)合。

必須指出的是，負(fù)載在減壓閥出口處所產(chǎn)生的壓力應(yīng)不低于減壓閥的調(diào)定壓力，否則減壓閥不可能起到減壓、穩(wěn)壓作用。4.平衡回路為了防止立式液壓缸與垂直工作部件由于自重而自行下滑，或在下行運(yùn)動(dòng)中由于自重而造成超速運(yùn)動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，這時(shí)可采用平衡回路。即在立式液壓缸下行的回油路上設(shè)置一順序閥使之產(chǎn)生適當(dāng)?shù)淖枇?，以平衡自重。?）采用單向順序閥（也稱平衡閥）組成的平衡回路。單向順序閥的調(diào)定壓力應(yīng)稍大于由工作部件自重在液壓缸下腔中形成的壓力。如圖6.1.7所示，這樣當(dāng)液壓缸不工作時(shí)，單向順序閥關(guān)閉，而工作部件不會(huì)自行下滑；液壓缸上腔通壓力油，當(dāng)下腔背壓力大于順序閥的調(diào)定壓力時(shí)，順序閥開(kāi)啟。由于自重得到平衡，故不會(huì)產(chǎn)生超速現(xiàn)象。當(dāng)壓力油經(jīng)單向閥進(jìn)入液壓缸下腔時(shí)，活塞上行。這種回路，停止時(shí)會(huì)由于順序閥的泄漏而使運(yùn)動(dòng)部件緩慢下降，所以要求順序閥的泄漏量要小。由于回油腔有背壓，功率損失較大。圖6.1.7采用單向順序閥平衡回路（2）單向液控單向閥的平衡回路圖7.12

c）是采用液控單向閥的平衡回路。由于液控單向閥是錐面密封，泄漏量小，故其閉鎖性能好，活塞能夠較長(zhǎng)時(shí)間停止不動(dòng)?；赜吐飞洗?lián)單向節(jié)流閥，以保證下行運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)。

圖6.1.8采用液控單向閥平衡回路如果回油路上沒(méi)有節(jié)流閥，活塞下行時(shí)液控單向閥被進(jìn)油路上的控制油打開(kāi)，回油腔沒(méi)有背壓，運(yùn)動(dòng)部件因自重而加速下降，造成液壓缸上腔供油不足而失壓，液控單向閥因控制油路失壓而關(guān)閉。液控單向閥關(guān)閉后控制油路又建立起壓力，該閥再次被打開(kāi)。液控單向閥時(shí)開(kāi)時(shí)閉，使活塞在向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中時(shí)走時(shí)停，從而會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊。（3）采用遙控平衡閥的平衡回路

圖7.12

b）所示為采用遙控平衡閥的平衡回路。在背壓不太高的情況下，活塞因自重負(fù)載而加速下降，活塞上腔因供油不足，壓力下降，平衡閥的控制壓力下降，閥口就關(guān)小，回油的背壓相應(yīng)上升，起支撐和平衡重力負(fù)載的作用增強(qiáng)，從而使閥口的大小能自動(dòng)適應(yīng)不同負(fù)載對(duì)背壓的要求，保證了活塞下降速度的穩(wěn)定性。當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，泵卸荷，平衡閥遙控口壓力為零，閥口自動(dòng)關(guān)閉，由于這種平衡閥的閥芯有很好的密封性，故能起到長(zhǎng)時(shí)間對(duì)活塞進(jìn)行閉鎖和定位作用。這種遙控平衡閥又稱為限速閥。圖6.1.9采用遙控平衡閥的平衡回路必須指出，無(wú)論是平衡回路，還是背壓回路，在回油管路上都存在背壓力，故都需要提高供油壓力。但這兩種基本回路也有區(qū)別，主要表現(xiàn)在功用和背壓力的大小上。背壓回路主要用于提高進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高加工精度，所具有的背壓力不大。平衡回路通常是在立式液壓缸情況下用以平衡運(yùn)動(dòng)部件的自重，以防下滑發(fā)生事故，其背壓力應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的重力而定。5.卸荷回路卸荷回路是在系統(tǒng)執(zhí)行元件短時(shí)間不工作時(shí)，不頻繁啟停驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)，而使泵在很小的輸出功率下運(yùn)轉(zhuǎn)的回路。所謂卸荷就是使液壓泵在輸出壓力接近為零的狀態(tài)下工作。因?yàn)楸玫妮敵龉β实扔趬毫土髁康某朔e，因此卸荷的方法有兩種，一種是將泵的出口直接接回油箱，泵在零壓或接近零壓下工作；一種是使泵在零流量或接近零流量下工作。前者稱為壓力卸荷，后者稱為流量卸荷。流量卸荷僅適用于變量泵。

（1）利用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路

定量泵利用三位換向閥的M型、H型、K型等中位機(jī)能，可構(gòu)成卸荷回路。圖6.1.10（a）為采用M型中位機(jī)能電磁換向閥的卸荷回路。當(dāng)執(zhí)行元件停止工作時(shí)，使換向閥處于中位，液壓泵與油箱連通實(shí)現(xiàn)卸荷。這種卸荷回路的卸荷效果較好，一般用于液壓泵流量小于63L/min的系統(tǒng)。但選用換向閥的規(guī)格應(yīng)與泵的額定流量相適應(yīng)。圖6.1.10（b）為采用M型中位機(jī)能電液換向閥的卸荷回路。該回路中，在泵的出口處設(shè)置了一個(gè)單向閥，其作用是在泵卸荷時(shí)仍能提供一定的控制油壓（0.5MPa左右），以保證電液換向閥能夠正常進(jìn)行換向（a）（b）圖6.1.10采用換向閥的卸荷回路（2）用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路

圖7.6為最常用的采用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路。圖中，先導(dǎo)式溢流閥的外控口處接一個(gè)二位二通常閉型電磁換向閥（用二位四通閥堵塞兩個(gè)油口構(gòu)成）。當(dāng)電磁閥通電時(shí)，溢流閥的外控口與油箱相通，即先導(dǎo)式溢流閥主閥上腔直通油箱，液壓泵輸出的液壓油將以很低的壓力開(kāi)啟溢流閥的溢流口而流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷，此時(shí)溢流閥處于全開(kāi)狀態(tài)（也可以采用二位二通常通閥實(shí)現(xiàn)失電卸荷）。卸荷壓力的高低取決于溢流閥主閥彈簧剛度的大小。圖6.1.11用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路通過(guò)換向閥的流量只是溢流閥控制油路中的流量，只需采用小流量閥來(lái)進(jìn)行控制。因此當(dāng)停止卸荷，使系統(tǒng)重新開(kāi)始工作時(shí)，

作時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生壓力沖擊現(xiàn)象。這種卸荷方式適用于高壓大流量系統(tǒng)。但電磁閥連接溢流閥的外控口后，溢流閥上腔的控制容積增大，使溢流閥的動(dòng)態(tài)性能下降，易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。為此，需要在兩閥間的連接油路上設(shè)置阻尼裝置，以改善溢流閥的動(dòng)態(tài)性能。選用這種卸荷回路時(shí)，可以直接選用電磁溢流閥。6.保壓回路保壓回路的功用是，在執(zhí)行元件工作循環(huán)中的某一階段，保持系統(tǒng)中規(guī)定的壓力。

（1）利用蓄能器的保壓回路

圖6.1.12（a)所示為用蓄能器保壓的回路。系統(tǒng)工作時(shí)，電磁換向閥6的左位通電，主換向閥左位接入系統(tǒng)，液壓泵向蓄能器和液壓缸左腔供油，并推動(dòng)活塞右移，壓緊工件后，進(jìn)油路壓力升高，升至壓力繼電器調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器發(fā)訊使二通閥3通電，通過(guò)先導(dǎo)式溢流閥使泵卸荷，單向閥自動(dòng)關(guān)閉，液壓缸則由蓄能器保壓。蓄能器的壓力不足時(shí)，壓力繼電器復(fù)位使泵重新工作。保壓時(shí)間的長(zhǎng)短取決于蓄能器的容量，調(diào)節(jié)壓力繼電器的通斷區(qū)間即可調(diào)節(jié)缸中壓力的最大值和最小值。這種回路既能滿足保壓工作需要，又能節(jié)省功率、減少系統(tǒng)發(fā)熱。（a）（b）圖6.1.12利用蓄能器的保壓回路1—液壓泵；2—先導(dǎo)型溢流閥；3—二位二通電磁閥；4—壓力繼電器；

5—蓄能器；6—三位四通電磁換向閥；7—液壓缸；8—單向閥圖6.1.12（b)所示為多缸系統(tǒng)一缸保壓回路。進(jìn)給缸快進(jìn)時(shí)，泵壓下降，但單向閥8關(guān)閉，把夾緊油路和進(jìn)給油路隔開(kāi)。蓄能器5用來(lái)給夾緊缸保壓并補(bǔ)充泄漏，壓力繼電器4的作用是夾緊缸壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)發(fā)出訊號(hào)，使進(jìn)給缸動(dòng)作。

（2）利用液壓泵的保壓回路

如圖6.1.13所示，在回路中增設(shè)一臺(tái)小流量高壓補(bǔ)油泵5，組成雙泵供油系統(tǒng)。當(dāng)液壓缸加壓完畢要求保壓時(shí)，由壓力繼電器4發(fā)訊，換向閥2處于中位，主泵1卸載，同時(shí)二位二通換向閥8處于左位，由高壓補(bǔ)油泵5向封閉的保壓系統(tǒng)a點(diǎn)供油，維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。由于高壓補(bǔ)油泵只需補(bǔ)償系統(tǒng)的泄漏量，可選用小流量泵，功率損失小。壓力穩(wěn)定性取決于溢流閥7的穩(wěn)壓精度。

圖6.1.13用高壓補(bǔ)油泵的保壓回路3.利用液控單向閥的保壓回路

圖6.1.14所示為采用液控單向閥和電接觸式壓力表的自動(dòng)補(bǔ)油式保壓回路，當(dāng)1YA通電時(shí)，換向閥右位接入回路，液壓缸上腔壓力升至電接觸式壓力表上觸點(diǎn)調(diào)定的壓力值時(shí)，上觸點(diǎn)接通，1YA斷電，換向閥切換成中位，泵卸荷，液壓缸由液控單向閥保壓。圖6.1.14采用液控單向閥的保壓回路當(dāng)缸上腔壓力下降至下觸頭調(diào)定的壓力值時(shí)，壓力表又發(fā)出信號(hào)，使1YA通電，換向閥右位接入回路，泵向液壓缸上腔補(bǔ)油使壓力上升，直至上觸點(diǎn)調(diào)定值。這種回路用于保壓精度要求不高的場(chǎng)合。講解壓力控制回路分別講解五種回路的工作原理分別講解壓力控制回路典型電路的工作過(guò)程明確壓力控制回路的分類(lèi)熟悉液壓元件，掌握管道連接方法，明確回路工作原理掌握基本執(zhí)行元件的名稱符號(hào)及典型結(jié)構(gòu)，熟悉元件的動(dòng)作過(guò)程實(shí)踐操作1.原理圖的識(shí)讀與元器件的選擇01.識(shí)讀壓力控制回路調(diào)壓回路圖識(shí)別調(diào)壓回路中的液壓元件，寫(xiě)出調(diào)壓回路操作過(guò)程。如圖6.1.15所示。圖6.1.15液壓脹型系統(tǒng)調(diào)壓回路（1）通過(guò)親自拼裝,了解調(diào)壓回路組成和性能。

（2）通過(guò)三個(gè)不同調(diào)定壓力的溢流閥,加深對(duì)溢流閥遙控的作用理解。（3）利用現(xiàn)有液壓元件,擬定其它調(diào)壓回路。（4）寫(xiě)出操作過(guò)程。02.選擇元器件及耗材。根據(jù)識(shí)別液壓元件實(shí)踐操作的要求，列出識(shí)別操作所需要的元器件及耗材清單，如表6.1.1所示。表6.1.1元器件及耗材清單名稱型號(hào)及要求數(shù)量定量泵1溢流閥3電磁鐵2測(cè)壓元件2連接管若干2.電氣圖元器件的識(shí)別01.對(duì)照調(diào)壓回路圖，分析液壓回路，識(shí)別液壓元件。識(shí)別操作任務(wù)分配：五人一組，設(shè)安全組長(zhǎng)。班級(jí)設(shè)安全總負(fù)責(zé)人（由班級(jí)安全員擔(dān)任），本項(xiàng)目學(xué)習(xí)完成后由組長(zhǎng)上交制作的作品。02.制定調(diào)壓回路中各元件識(shí)別方法的計(jì)劃，必須包含液壓泵的識(shí)別、溢流閥的識(shí)別、遙控式溢流閥的選擇三個(gè)模塊，其他內(nèi)容可自行設(shè)定。03．確定器件的識(shí)別方式，識(shí)別液壓元件，并填入下表（表格可增加）表6.1.2液壓元件型號(hào)名稱規(guī)格用途備注現(xiàn)場(chǎng)講解壓力控制回路調(diào)壓回路的構(gòu)成及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，演示調(diào)壓回路圖的畫(huà)法，組織學(xué)生分組連接操作，并巡視指導(dǎo)。識(shí)別主要元器件書(shū)寫(xiě)實(shí)際操作過(guò)程考