液壓調(diào)速回路

1、第六章液第六章液 壓基本回路壓基本回路第二節(jié)第二節(jié) 速度控制回路一速度控制回路一調(diào)速回路調(diào)速回路前節(jié)回顧前節(jié)回顧l 調(diào)壓回路：限制最高工作壓力l 卸載回路：l 立式油缸l 勻速下降液壓基本控制回路液壓基本控制回路 壓力控制回路速度控制回路方向控制回路多執(zhí)行元件控制回路速度換接回路調(diào)速回路 快速回路本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路回油節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路調(diào)速回路分類速度速度負(fù)載特性負(fù)載特性最大最大承載能力承載能力重點(diǎn)重點(diǎn)賴祖亮小木蟲調(diào)速原理調(diào)速原理ln = q /vmlv =q /AlFlF增加支路調(diào)速方法調(diào)速方法調(diào)速方法調(diào)速方法節(jié)流調(diào)速容積調(diào)速調(diào)速回路定量泵節(jié)流調(diào)速容積調(diào)速容積

2、節(jié)流調(diào)速進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回油節(jié)流調(diào)速旁路節(jié)流調(diào)速定量泵變量馬達(dá)變量泵定量馬達(dá)變量泵變量馬達(dá)分類分類一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路lFl1lQlol2lQlo如圖所示是否可以調(diào)速？溢流閥作用？增加支路-溢流閥壓力補(bǔ)償恒壓溢流一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 將流量控制閥串聯(lián)在液壓泵與液壓缸之間。將流量控制閥串聯(lián)在液壓泵與液壓缸之間?；赜凸?jié)流調(diào)速回路回油節(jié)流調(diào)速回路 將流量控制閥串聯(lián)在液壓缸與油箱之間。將流量控制閥串聯(lián)在液壓缸與油箱之間。旁路節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路 將流量控制閥安裝在液壓缸并聯(lián)的支路上。將流量控制閥安裝在液壓缸并聯(lián)的支路上

3、。一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路l 節(jié)流閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路工作特性分析節(jié)流閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路工作特性分析1）速度負(fù)載特性）速度負(fù)載特性2）最大承載能力）最大承載能力應(yīng)用應(yīng)用1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路PyTlF1ql2lqlo已知：溢流閥調(diào)整壓力 節(jié)流閥面積 液壓缸有效作用面積 負(fù)載、液壓泵的流量設(shè)：有桿腔壓力為P1 無桿腔壓力為P2 泵的出口壓力Pp，流量qp 進(jìn)入無桿腔的流量q1 qploPp1p1AloqKApm1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路qKApml q1=KATp1/2 =KAT(pp- F/A1)1/2速度負(fù)載特性方程活塞受力平衡方程節(jié)流閥壓力流量

4、方程l p1A1=Fl V =q1/A1 =KAT(pp- F/A1)1/2/A1最大承載能力F= A1ppPyTlF1ql2lqloqploPp1p1Alo1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路PyTlF1ql2lqloqploPp1p1AloqKApm速度負(fù)載特性方程l V =q1/A1 =KAT(pp- F/A1)1/2/A1最大承載能力F= A1ppp1=ppq1=0p=01、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路l V =q1/A1 =KAT(pp- F/A1)1/2/A1最大承載能力F= A1pp與節(jié)流閥面積有無關(guān)系？PyTlF1ql2lqloqploPp1p1Alo1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回

5、路、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路最大承載能力Fmax=ppA1。調(diào)節(jié)AT：無級調(diào)速v與AT成正比。流量增加負(fù)載不變AT增加速度增加PyTlF1ql2lqloqploPp1p1Alo1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路負(fù)載增加壓差為零速度減小最大負(fù)載p1=pp流量為零速度為零最大承載能力Fmax=ppA1。PyTlF1ql2lqloqploPp1p1AloAppvFpLpA缸缸在進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，溢流閥正常溢流，在進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，溢流閥正常溢流，不不考慮溢流閥的調(diào)壓偏差，考慮溢流閥的調(diào)壓偏差，溢流溢流閥的調(diào)定壓力閥的調(diào)定壓力 試分析試分析：1）液壓缸大腔最高工作壓力液壓缸大腔最高工作壓力2）求活塞運(yùn)

6、動速度3）負(fù)載增加時，節(jié)流閥進(jìn)出口壓力如何變化負(fù)載增加時，節(jié)流閥進(jìn)出口壓力如何變化例題例題1MPapy2，min/10Lqp62. 0dC2102. 0cmAT3/900mkgl應(yīng)用：應(yīng)用：l 自動換向自動換向例題例題2l 快進(jìn)快進(jìn)l 工進(jìn)工進(jìn)l 快退快退l 壓力繼電器壓力繼電器作用：工進(jìn)作用：工進(jìn)轉(zhuǎn)換為快退？轉(zhuǎn)換為快退？例題例題2l 快進(jìn)快進(jìn)l 工進(jìn)工進(jìn)l 快退快退l 壓力繼電器壓力繼電器作用：工進(jìn)作用：工進(jìn)轉(zhuǎn)換為快退轉(zhuǎn)換為快退。思考：思考：l 是否可以實(shí)現(xiàn)順序動作？是否可以實(shí)現(xiàn)順序動作？2、回油節(jié)流調(diào)速回路、回油節(jié)流調(diào)速回路PyTlF1ql2lqloqploPp1p1AloppA1=p2A

7、2+F活塞受力平衡方程節(jié)流閥壓力流量方程速度負(fù)載特性方程q2=KATp21/2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2l V =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A22p最大承載能力Fmax=ppA1。2、回油節(jié)流調(diào)速回路、回油節(jié)流調(diào)速回路PyTlF1ql2lqloqploPp1p1Alol V =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A22p最大承載能力Fmax=ppA1。2、回油節(jié)流調(diào)速回路、回油節(jié)流調(diào)速回路PyTlF1ql2lqloqploPp1p1Alol V =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A22p調(diào)節(jié)AT：無級調(diào)

8、速v與AT成正比。流量增加負(fù)載不變AT增加速度增加2、回油節(jié)流調(diào)速回路、回油節(jié)流調(diào)速回路PyTlF1ql2lqloqploPp1p1Alol V =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A22p負(fù)載增加壓差為零速度減小最大負(fù)載p2=0流量為零速度為零例題例題1. 已知已知: : 缸徑缸徑D D=100mm ; =100mm ; 活塞桿直徑活塞桿直徑d d=70mm ; =70mm ; 負(fù)載負(fù)載F F=25KN=25KN。試問：。試問：1 1 欲使節(jié)流閥前、后壓差為欲使節(jié)流閥前、后壓差為 ，溢流閥的壓力，溢流閥的壓力 應(yīng)調(diào)到多少？應(yīng)調(diào)到多少？2 2上述調(diào)節(jié)壓力不變，當(dāng)負(fù)載上述調(diào)

9、節(jié)壓力不變，當(dāng)負(fù)載F F降為降為15KN15KN時，節(jié)流閥前后的壓差為何值時，節(jié)流閥前后的壓差為何值 3 3 當(dāng)節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量為當(dāng)節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量為50mL/min50mL/min，缸的最低穩(wěn)定速度是多少？，缸的最低穩(wěn)定速度是多少？MPa3 . 0pp解：解： 當(dāng)當(dāng)F=0時，時， 所以所以 比比 高高 ;當(dāng)當(dāng)F=20KN時時 由由 得得 所以速度增加了所以速度增加了107.48/cm/min 例例2： 在圖示的回路中在圖示的回路中,已知：已知： ； ；溢流閥；溢流閥調(diào)定壓力調(diào)定壓力 ；當(dāng)負(fù)載；當(dāng)負(fù)載F=20KN時，用節(jié)流閥調(diào)定的速度時，用節(jié)流閥調(diào)定的速度v=30cm/min。問負(fù)載。

10、問負(fù)載F=0時，時， 比比 高多少？液壓缸速度增加高多少？液壓缸速度增加多少（多少（cm/min）？）？cmA270cmB250MPpap3p2p1FBpAp21BApp21MPppaBA2 . 45070312p2p1MPa2 . 1MPppaBFA2 . 0502070310101010434612pCvAT2 . 030pvcmin/48.1372 . 42 . 030cmpCv思考題思考題下圖所示的液壓回路，已知液壓缸兩腔面積為下圖所示的液壓回路，已知液壓缸兩腔面積為A1=100 cm2，A2=50 cm2，調(diào)速閥最小壓差調(diào)速閥最小壓差 p=0.5 MPa，當(dāng)負(fù)載，當(dāng)負(fù)載F從從0變化到

11、變化到30000 N時，活塞向右運(yùn)時，活塞向右運(yùn)動的速度穩(wěn)定不變。試求：動的速度穩(wěn)定不變。試求：1）溢流閥最小調(diào)整壓力）溢流閥最小調(diào)整壓力pY；2）負(fù)載）負(fù)載 時，泵的工作壓力時，泵的工作壓力pp及液壓缸回油腔壓力及液壓缸回油腔壓力p2。ppp2pYFA1A22.1速度剛性速度剛性Kv=-dF/dv=-1/tg=2 (ppA1-FL)/v l AT不變，負(fù)載變化所引起速度變化的程度。 速度剛性l 它表示負(fù)載變化時回路阻抗速度變化的能力。 2.2進(jìn)回油節(jié)流調(diào)速回路功率特性進(jìn)回油節(jié)流調(diào)速回路功率特性pppPp q 常量Pp q111液壓泵的輸出功率Pp為 ：液壓缸的輸入功率，也就是回路的有效功率P

12、1為為輸入功率輸出功率總效率 1） 承受負(fù)值負(fù)載能力承受負(fù)值負(fù)載能力 l 2 2） 實(shí)現(xiàn)壓力控制的方便性實(shí)現(xiàn)壓力控制的方便性 l 3 3） 最低穩(wěn)定速度最低穩(wěn)定速度 2.3進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路的不同之進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路的不同之處處 回油節(jié)流調(diào)速回路回油腔有一定背壓，故液壓缸能承受回油節(jié)流調(diào)速回路回油腔有一定背壓，故液壓缸能承受負(fù)值負(fù)載，且運(yùn)動速度比較平穩(wěn)。負(fù)值負(fù)載，且運(yùn)動速度比較平穩(wěn)。l 而進(jìn)油路則需在回油路上增加背壓閥方可承受而進(jìn)油路則需在回油路上增加背壓閥方可承受進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路的不同之處進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路的不同之處l承受負(fù)值負(fù)載能力承受負(fù)值負(fù)載能力 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路容易實(shí)現(xiàn)壓力控

13、制。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路容易實(shí)現(xiàn)壓力控制。l 回油路調(diào)回油路調(diào) 速在上述工況時，進(jìn)油腔壓力變化很小，無法速在上述工況時，進(jìn)油腔壓力變化很小，無法控壓，而回油腔控壓，而回油腔p0，可降壓發(fā)訊，但電路復(fù)雜。，可降壓發(fā)訊，但電路復(fù)雜。l實(shí)現(xiàn)壓力控制的方便性實(shí)現(xiàn)壓力控制的方便性 無桿腔進(jìn)油量大于有桿腔回油流在缸徑、缸速相同情況無桿腔進(jìn)油量大于有桿腔回油流在缸徑、缸速相同情況下，進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路流量閥開口較大，低速時不易堵下，進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路流量閥開口較大，低速時不易堵塞塞進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路的不同之處進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路的不同之處l最低穩(wěn)定速度最低穩(wěn)定速度l結(jié)論結(jié)論為了提高回路的綜合性能，一般采用進(jìn)油節(jié)為

14、了提高回路的綜合性能，一般采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路上加背壓閥。流調(diào)速回路，并在回油路上加背壓閥。3、旁路節(jié)流調(diào)速回路、旁路節(jié)流調(diào)速回路溢流閥的作用：安全閥溢流閥的作用：安全閥變壓式節(jié)流調(diào)速回路p11FppA3.1旁路節(jié)流速度負(fù)載特性旁路節(jié)流速度負(fù)載特性負(fù)載增加AT不變P1增加節(jié)流閥流量增加剛性小液壓油缸速度減小q=KATp11/2 3.1旁路節(jié)流速度負(fù)載特性旁路節(jié)流速度負(fù)載特性負(fù)載增加AT不變P1增加節(jié)流閥流量增加液壓油缸速度為零流量從節(jié)流閥走q=KATp11/2 3.1旁路節(jié)流速度負(fù)載特性旁路節(jié)流速度負(fù)載特性承載能力？ATAT增加P1減小承載能力減小q=KATp11/2 3.3旁路節(jié)

15、流回路總結(jié)旁路節(jié)流回路總結(jié)l 溢流閥關(guān)閉，起安全閥作用。速度受負(fù)載變化的影響大lAT越大，F(xiàn)max越小，回路的調(diào)速范圍受到限制。l 只有節(jié)流功率損失，無溢流功率損失，回路效率較高。3.4旁路節(jié)流特點(diǎn)旁路節(jié)流特點(diǎn)l 速度剛性低。l 這種回路只能用于負(fù)載較大、速度較高，但對速度穩(wěn)定性要求不高的場合或者用于負(fù)載變化不大的情況。l 液壓泵的泄漏也對速度穩(wěn)定性有直接影響，泄漏系數(shù)越大，速度剛性越低。4、節(jié)流調(diào)速回路功率特性、節(jié)流調(diào)速回路功率特性進(jìn)回油節(jié)流調(diào)速回路既有溢流損失，又有節(jié)流損失這種回路適用于低速、小負(fù)載、負(fù)載變化不大和對速度穩(wěn)定性要求不高的小功率場合?；芈返墓β蕮p失回路的功率損失P為為pp1

16、1p1pT1pT1()()Pp qp qp qqppqpqp q 損失構(gòu)成溢流閥：溢流損失節(jié)流閥：節(jié)流損失5改善節(jié)流調(diào)速負(fù)載特性的回路改善節(jié)流調(diào)速負(fù)載特性的回路l 調(diào)速閥代替節(jié)流閥，回路的負(fù)載特性將大為提高。l 調(diào)速閥可以裝在回路的進(jìn)油、回油或旁路上。流量穩(wěn)定l 旁通型調(diào)速閥只能用于進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中。例題例題1min/10LqpMPapy262. 0dC2102. 0cmAT2201. 0cmAT3/900mkg1.在所示液壓回路中，若液壓泵輸出流量在所示液壓回路中，若液壓泵輸出流量，溢流閥的調(diào)定壓力，溢流閥的調(diào)定壓力，兩個薄壁式節(jié)流閥的流量系數(shù)都是，兩個薄壁式節(jié)流閥的流量系數(shù)都是，開口面積

17、，開口面積，油液密度，油液密度在不考慮溢流閥的調(diào)壓偏差時，求：在不考慮溢流閥的調(diào)壓偏差時，求：1.液壓缸大腔的最高工作壓力；液壓缸大腔的最高工作壓力；總結(jié)總結(jié)l 溢流閥打開、負(fù)載小于最大承載能力p183，6-7二、容積調(diào)速回路二、容積調(diào)速回路 調(diào)速回路分為開式回路和閉式回路兩種。 開式回路：泵從油箱吸油后向執(zhí)行元件供油， 執(zhí)行元件的回油仍返回油箱。 特點(diǎn)：散熱好，易受污染 閉式回路：執(zhí)行元件的回油直接與泵的吸油腔相連， 特點(diǎn)：效率高，油液的散熱條件差。二、容積調(diào)速回路二、容積調(diào)速回路在實(shí)際應(yīng)用中：節(jié)流調(diào)速多采用開式系統(tǒng) 容積調(diào)速多采用閉式系統(tǒng) 容積調(diào)速特點(diǎn)：沒有節(jié)流損失和溢流損失， 液壓泵的工

18、作壓力隨負(fù)載的變化而變化，回路效率高 應(yīng)用：多用于工程機(jī)械、礦上機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械和大型機(jī)床等 大功率調(diào)速系統(tǒng) 容積調(diào)速原理：改變液壓泵和液壓馬達(dá)的排量l 液壓泵和液壓馬達(dá)（或液壓缸）的組合形式，容積調(diào)速回路可分為三種基本形式：l 變量泵-定量馬達(dá)（或液壓缸）組成的容積調(diào)速回路；l 定量泵-變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路；l 變量泵-變量馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路。 二、二、容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路泵泵-缸式容積調(diào)速回路缸式容積調(diào)速回路l1、變量泵變量泵-液壓缸液壓缸組成的開式容積調(diào)速回路。組成的開式容積調(diào)速回路。二、容積調(diào)速回路二、容積調(diào)速回路2、變量泵變量泵定量馬達(dá)閉式調(diào)速回路定量馬達(dá)閉式調(diào)速回路 M

19、PPMVVnn2MMpVT 3 3、定量泵定量泵- -變量馬達(dá)變量馬達(dá)2MMpVTMPPMVVnn在低速段在低速段，先將馬，先將馬達(dá)排量調(diào)至最大，達(dá)排量調(diào)至最大，用變量泵調(diào)速，用變量泵調(diào)速，（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)）。（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)）。高速段高速段，泵為最大，泵為最大排量，用變量馬達(dá)排量，用變量馬達(dá)調(diào)速，（恒功率調(diào)調(diào)速，（恒功率調(diào)節(jié)）。節(jié)）。2MMpVTMPPMVVnn4 4、變量泵變量泵- -變量馬達(dá)變量馬達(dá)538746Relief ValvesRelief Valve Settings are Dictated by ApplicationToCaseC a se PressureHi g h Pr e

20、ssur eC ha rg e Pr essureC ontr ol Fl owI nl et O i lToCase變量泵變量泵- -變量馬達(dá)變量馬達(dá)hot oil shuttlex-linerelief valvesPump chargeRelief valveMotor charge relief valve三、容積節(jié)流調(diào)速回路三、容積節(jié)流調(diào)速回路l 原理：容積節(jié)流調(diào)速回路是利用變量泵和調(diào)速閥的組合來原理：容積節(jié)流調(diào)速回路是利用變量泵和調(diào)速閥的組合來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。l 特點(diǎn)：變量泵的供油量能自動接受流量閥調(diào)節(jié)并與之吻合，特點(diǎn)：變量泵的供油量能自動接受流量閥調(diào)節(jié)并與

21、之吻合，無溢流損失，效率高。無溢流損失，效率高。l 因此適用于要求速度穩(wěn)定、效率高的液壓系統(tǒng)因此適用于要求速度穩(wěn)定、效率高的液壓系統(tǒng)1、限壓式變量泵與調(diào)速閥、限壓式變量泵與調(diào)速閥ppp1p2構(gòu)成特點(diǎn)1、限壓式變量泵與調(diào)速閥、限壓式變量泵與調(diào)速閥ppp1p2思考1、限壓式變量泵與調(diào)速閥、限壓式變量泵與調(diào)速閥ppp1p2結(jié)論1、限壓式變量泵與調(diào)速閥、限壓式變量泵與調(diào)速閥ppp1p2快進(jìn)快退工進(jìn)1、限壓式變量泵與調(diào)速閥、限壓式變量泵與調(diào)速閥ppp1p2思考工進(jìn)結(jié)束后，液壓缸實(shí)工進(jìn)結(jié)束后，液壓缸實(shí)現(xiàn)快退?，F(xiàn)快退。1、限壓式變量泵與調(diào)速閥、限壓式變量泵與調(diào)速閥l 本回路的本回路的p pP P為一定值，為

22、一定值， 稱定壓式稱定壓式容積節(jié)流調(diào)速回路。容積節(jié)流調(diào)速回路。 l 若負(fù)載變化大時，節(jié)流損失大若負(fù)載變化大時，節(jié)流損失大l 用于低速、輕載時間較長且變載用于低速、輕載時間較長且變載的場合時，效率很低。的場合時，效率很低。l 故本回路多用于機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中。故本回路多用于機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中。2 2、差、差壓式變量泵和節(jié)流閥壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回的調(diào)速回路路這種回路不但變量泵的流量與節(jié)流閥確定的液壓缸所需流量相適這種回路不但變量泵的流量與節(jié)流閥確定的液壓缸所需流量相適應(yīng)，而且泵的工作壓力能自動跟隨負(fù)載的增減而增減。應(yīng)，而且泵的工作壓力能自動跟隨負(fù)載的增減而增減。輸入液壓缸的流量不受負(fù)載變輸入液壓缸的流量不受負(fù)載變化的影響?；挠绊??；芈沸驶芈沸?p1q1/ppqp p1/(p1+Ft/A0) 式中式中A0、Ft為變量泵控制活塞為變量泵控制活塞的作用面積和彈簧力。的作用面積和彈簧力。l 原理原理：對泵定子水平