液壓傳動第8章調(diào)速回路

1、1歡迎學(xué)習(xí)第八章歡迎學(xué)習(xí)第八章2第八章第八章 調(diào)速回路調(diào)速回路3液壓基本回路液壓基本回路 指那些為了實現(xiàn)特定的功能而把某些液壓元件和管道按一定的方式組合起來的油路結(jié)構(gòu)。 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 由一個或多個液壓基本回路組成。前前 言言48-1 8-1 節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路 通過改變回路中流量控制元 件通流截面積的大小來控制流入 執(zhí)行元件或自執(zhí)行元件流出的流量，以調(diào)節(jié)其運動速度。 按工作中回路壓力是否隨負(fù)載變化分： 定壓式節(jié)流調(diào)速回路 變壓式節(jié)流調(diào)速回路工作原理工作原理5一、定壓式節(jié)流調(diào)速回路一、定壓式節(jié)流調(diào)速回路 定壓式節(jié)流調(diào)速回路的一般形式如下：進(jìn)口節(jié)流式出口節(jié)流式7136進(jìn)、出口節(jié)流式7下面

2、以下面以“進(jìn)口節(jié)流式進(jìn)口節(jié)流式”為主，進(jìn)行討為主，進(jìn)行討論論（一）、回路的特點：（一）、回路的特點：1、液壓泵的壓力經(jīng)溢流閥調(diào)定后,基本上保持不變；2、液壓缸的輸入流量由節(jié)流閥調(diào)節(jié)，定量泵輸出的多余油液經(jīng)溢流閥排回油箱 回路正常工作的必要條件。(二二)、回路的機(jī)械特性、回路的機(jī)械特性:(v F 的關(guān)系的關(guān)系)1、關(guān)系式：、關(guān)系式：當(dāng)不考慮回路中各處摩擦力作用時，則有下式成立：58整理(1)，(2)，(3)式，可得：92、機(jī)械特性曲線、機(jī)械特性曲線10由圖可知：當(dāng)溢流閥的調(diào)整壓力pp和節(jié)流閥的通流截面積AT1調(diào)定之后1）、對于調(diào)速閥而言）、對于調(diào)速閥而言: F v 不變2）、對于節(jié)流閥而言）、對

3、于節(jié)流閥而言:、F v、當(dāng)F=A1pp時，v = 0 即活塞停止運動；、定壓式節(jié)流調(diào)速回路的承載能力是不受AT1的變化影響的。11(三三)、回路速度剛性、回路速度剛性：活塞運動速度受負(fù)載影響的程度，它是回路對負(fù)載變化抗衡能力的一種說明。 某處的斜率kv機(jī)械特性越硬活塞運動速度受負(fù)載變化的影響活塞在負(fù)載下的運動越平穩(wěn)。12 影響影響kv的因素：的因素：1、當(dāng)AT1不變時，F(xiàn)kv2、當(dāng)F不變時，AT1kv3、pp或A1或 kv(pp，A1，的變化受其它條件的限制)13(四四)、回路的功率特性：、回路的功率特性：以其自身的功率損失（不包括泵、缸、管道的功率損失），功率損失分配情況和效率來表達(dá)的。1、

4、功率損失：、功率損失： 定壓式進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的輸入功率PP（即定量泵的輸出功率）、輸出功率P1和功率損失P分別為：5142、功率損失分配、功率損失分配 回路的功率損失包括兩部分：1)、溢流損失：、溢流損失：P1=Pp q2)、節(jié)流損失：、節(jié)流損失： P2= PT1 q13、效率、效率1)、當(dāng)液壓缸在恒載下工作時（、當(dāng)液壓缸在恒載下工作時（F不變）：不變）：影響因素：影響因素：、當(dāng)q1qp(或q) c 、當(dāng)p1pp(F) c152)、當(dāng)液壓缸在變載下工作時：、當(dāng)液壓缸在變載下工作時： 當(dāng)A AT1T1不變時，若Fp1q1 P1= p1q1 當(dāng)p1= 0 或 p1= pp 時，P1= 0 因此，

5、當(dāng)p1在0 pp之間變化時，P1有一最大值，即：16 整個回路的功率損失很大，回 路的效率很低。結(jié)論17（五）、回路的調(diào)速范圍（五）、回路的調(diào)速范圍Rc：以其所驅(qū)動的液壓缸在某個負(fù)載下可能得到的最大工作速度和最小工作速度之比表示。 式中：RT1 節(jié)流閥的調(diào)速范圍 定壓式進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的 調(diào)速范圍只受流量控制元件調(diào)節(jié)范圍的限制。結(jié)論18（六）、回路中組成元件的泄漏（六）、回路中組成元件的泄漏1、液壓泵處的泄漏較大，但只影響通過溢流閥的流量；2、節(jié)流閥和液壓缸的泄漏很?。?結(jié)論(七七)、回路的優(yōu)缺點、回路的優(yōu)缺點 結(jié)構(gòu)簡單，價格低，效率低，只宜用在負(fù)載變化不大、低速、小功率的場合。泄漏對回路各項

6、性能的影響不大19二、變壓式節(jié)流調(diào)速二、變壓式節(jié)流調(diào)速回路回路2120(一一)、回路的特點、回路的特點1、回路的工作壓力隨負(fù)載而變；2、節(jié)流閥調(diào)節(jié)排回油箱的流量，從而間接地控制了流入缸中的流量；3、此回路的溢流閥起安全保護(hù)作用。(二二)、回路的機(jī)械特性、回路的機(jī)械特性 變壓式節(jié)流調(diào)速回路的液壓泵的泄漏對液壓缸的工作速度有影響，泄漏的大小又直接與回路的工作壓力有關(guān)。即：21式中：kl 泵的泄漏系數(shù) 根據(jù)上式，按不同的AT值作圖，可得一組機(jī)械特性曲線。1922 由圖可知：由圖可知：1、對于調(diào)速閥而言、對于調(diào)速閥而言 F v 基本不變2、對于節(jié)流閥而言、對于節(jié)流閥而言 、當(dāng) AT不變時，F(xiàn) v 所以

7、機(jī)械特性比定壓式的“軟”的多 、當(dāng)F到達(dá)某一數(shù)值時，v = 0、回路的承載能力是變化的，即v(AT) 承載能力AT1AT2AT3AT1AT2qt2qt3由圖可知1)、當(dāng)、當(dāng)qt調(diào)節(jié)好后，調(diào)節(jié)好后，F(xiàn)v(變量泵有泄變量泵有泄漏漏)；2)、在低速下，當(dāng)、在低速下，當(dāng)F增增大至某值時，大至某值時，v=0；這時這時qt =泄漏量，即液泄漏量，即液壓泵向系統(tǒng)輸入的壓泵向系統(tǒng)輸入的qp=0，所以這種回路，所以這種回路在低速下的承載能力在低速下的承載能力很差。很差。343、回路的速度剛性、回路的速度剛性k kv 影響 kv 的因素：1) 、 k kv 不受不受 F 的影響；的影響；2)、 A1kv，或，或

8、kl(泄漏泄漏)kv4、回路的調(diào)速范圍、回路的調(diào)速范圍式中：Rp 變量泵的調(diào)節(jié)范圍； qtmax 變量泵的最大理論流量。35(二二)、泵、泵 缸式閉式容積調(diào)速回路缸式閉式容積調(diào)速回路1、輔助泵2、溢流閥3、換向閥4、液動閥5、單向閥6、安全閥7、變量泵8、安全閥9、單向閥37361、雙向變量泵：、雙向變量泵：除了給液壓缸供應(yīng)所需的油液外，還可以改變輸油方向，使液壓缸運動換向(換向過程比使用換向閥平穩(wěn)，但換向時間長)。2、兩個安全閥：、兩個安全閥：用以限制回路每個方向的最高壓力。3、兩個單向閥：、兩個單向閥：“補(bǔ)油變向”輔助裝置供補(bǔ)償回路中泄漏和液壓缸兩腔流量差額之用。一些元件在回路中的作用37

9、4、換向閥：、換向閥：變換工作位置時，輔助泵輸出的低壓油一方面改變液動閥的工作位置，并作用在變量泵定子的控制缸 a a或b b上，使變量泵改變輸油方向；另一方面又接通變量泵的吸油路，補(bǔ)償封閉油路中的泄漏，并使吸油路保持一定壓力以改善變量泵吸油情況。5、輔助泵：、輔助泵：輸出的多余油液經(jīng)溢流閥流回油箱。6、變量泵：、變量泵：只在換向過程中通過單向閥直接從油箱吸油。注意：這種回路的工作特性和開式的完全相同。3538二、泵二、泵馬達(dá)式容積調(diào)速回路馬達(dá)式容積調(diào)速回路1、變量泵、變量泵 定量馬達(dá)式調(diào)速回路（恒轉(zhuǎn)定量馬達(dá)式調(diào)速回路（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路）矩調(diào)速回路）特點：此回路的調(diào)速范圍較大，一般可達(dá)Rc40。

10、當(dāng)回路中泵和馬達(dá)都能雙向作用時，馬達(dá)可以實現(xiàn)平穩(wěn)的反向。這種回路在小型內(nèi)燃機(jī)車、液壓起重機(jī)、船用絞車等處的有關(guān)裝置上應(yīng)用。392、定量泵、定量泵 變量馬達(dá)式調(diào)速回路（恒功變量馬達(dá)式調(diào)速回路（恒功率調(diào)速回路）率調(diào)速回路）特點：這種回路的調(diào)速范圍很小，一般只有Rc3。不能用來使馬達(dá)反向。這種回路在造紙、紡織等行業(yè)的卷取裝置中得到了應(yīng)用。403、變量泵、變量泵 變量馬達(dá)式調(diào)速回路變量馬達(dá)式調(diào)速回路特點：這種回路拓寬了調(diào)速范圍 ，即Rc = RPRM 。效率較高，適用于大功率場合。418-3 8-3 容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路 采用壓力補(bǔ)償型變量 泵供油，用流量控制元件確定進(jìn)入液壓缸或由液壓缸流

11、出的流量來調(diào)節(jié)活塞的運動速度，并使變量泵的輸油量自動地與液壓缸所需的流量相適應(yīng)。 工作原理工作原理 沒有溢流損失，效率較高 ，速度穩(wěn)定性比單純的容積調(diào)速回路好?；芈返膬?yōu)缺點42一、定壓式容積節(jié)流調(diào)速回路一、定壓式容積節(jié)流調(diào)速回路431、這種回路使用了限壓式變量葉片泵和調(diào)速閥；2、活塞運動速度v由調(diào)速閥中節(jié)流閥的通流截面積A T來控制；3、變量泵輸出的流量qp和進(jìn)入缸中的流量q1自相適應(yīng)： 當(dāng)qp q1時泵的供油壓力變量泵的流量自動 qp q1；回路的特點44 當(dāng)qp q1時泵的供油壓力變量泵的流量 qpq1；4、調(diào)速閥的作用 使進(jìn)入缸中的流量保持恒定； 使泵的供油壓力，供油量基本上不變，從而使

12、泵和缸的流量匹配；5、回路的速度剛性，運動平穩(wěn)性，承載能力和調(diào)速范圍都和與它對應(yīng)的節(jié)流調(diào)速回路相同；6、這種回路最適用于負(fù)載變化不大的中、小功率場合。45二、變壓式容積節(jié)流調(diào)速回路二、變壓式容積節(jié)流調(diào)速回路461、這種回路使用穩(wěn)流量泵和節(jié)流閥；2、節(jié)流閥控制著進(jìn)入液壓缸的流量q1，并使變量泵輸出流量qp自動和q1相適應(yīng)； 當(dāng)qp q1時泵的供油壓力泵內(nèi)左，右兩個柱塞進(jìn)一步壓縮彈簧e泵的供油量qp qp q1 ； 當(dāng)qp 、溢流閥最小調(diào)定壓力pY 是多少（調(diào)壓偏差不計）？2、負(fù)載F=0時，泵的工作壓力是多少？3、液壓缸可能達(dá)到的最高工作壓力是多少？ 52FpYppA1A2p1p253解：1） p

13、YA1= p2A2 + F= pminA2+Fmax pY = （ pminA2 ）A1+ FmaxA 50 30000 = 0.5106 + = 3.25MPa 100 100 10-4 2) F=0時，液壓泵的壓力不變，仍為 pp= 3.25MPa 3) F=0時，液壓缸的工作壓力最高，即 pYA1= p2max A2 p2max= pYA1/A2= 3.25 100/50=6.5MPa548-2、能否實現(xiàn)“夾緊缸先夾緊工件，進(jìn)給缸再移動”的要求（夾緊缸的速度須能調(diào)節(jié)）?為什么？該怎么辦？pxpYpp55答：1）不能實現(xiàn)。 2） 因為節(jié)流閥的存在要求部分油液通過溢流閥，所以pp= pY；而

14、pxpY ，順序閥必然打開，兩缸同時動作。 3）改進(jìn)辦法是將內(nèi)控順序閥改為液控順序閥。56pxpYpp578-3、附圖所示的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，液壓缸大小腔面積各為A1=100cm2，A2=50cm2，F(xiàn)max=25000N1、如果節(jié)流閥的壓降在Fmax時為30105Pa，問液壓泵的工作壓力pp和溢流閥的調(diào)整壓力各為多少？2、若溢流閥按上述要求調(diào)好后，負(fù)載從Fmax=25000N降到15000N時，液壓泵工作壓力和活塞的運動速度各有什么變化？pYppA1A2p1F58解：1） p1 A1 = F p1=F/A1=25000/10010-4 = 25 105MPa pp=p1+p節(jié)=(25+30

15、)105= 55 105MPa pY = pp = 55 105 MPa 2) 液壓泵工作壓力不變； 活塞運動速度增大。598-4、附圖中，如變量泵的轉(zhuǎn)速n=1000r/min，排量V=40mL/r，泵的容積效率v=0.9，機(jī)械 效 率 m= 0 . 9 , 液 壓 泵 的 工 作 壓 力pp=60105Pa，進(jìn)油路和回油路壓力損失p進(jìn)=p回=10105Pa ，液壓缸大腔面積A1=100cm2，小腔面積A2=50cm2，液壓缸的容積效率v= 0.98，機(jī)械效率m= 0.95，試求： 1、液壓泵電機(jī)驅(qū)動功率？ 2、活塞推力？ 3、液壓缸輸出功率？ 4、系統(tǒng)的效率？ 60p進(jìn)p回61解：1） P出p= n V pp vp =100040 10-6 60 105 0.9/60 = 3600 w P電= P入p = P出