第6章-液壓系統(tǒng)常用回路.ppt

第六章液壓基本回路,任何液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路組成的。所謂液壓基本回路是指能實(shí)現(xiàn)某種規(guī)定功能的液壓元件的組合。是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本組成單元。,組成,性能,原理,應(yīng)用,學(xué)習(xí)注意四個(gè)要點(diǎn),第六章液壓系統(tǒng)常用回路,6.1速度控制回路6.2方向控制回路6.3壓力控制回路6.4多缸工作控制回路6.5液壓馬達(dá)回路,在液壓傳動(dòng)的機(jī)器上，工作部件由執(zhí)行元件(液壓缸或液壓馬達(dá))驅(qū)動(dòng)。若改變執(zhí)行元件的速度，即是改變液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度或改變液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。,方法：1.用流量控制閥調(diào)節(jié)；2.通過控制變量泵的排量來調(diào)節(jié)。,液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度v由輸入的流量q和液壓缸的有效工作面積A決定，即：vq/A,液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nM由輸入的流量qM和液壓馬達(dá)的排量VM決定，即：nMqM/VM,根據(jù)改變流量的方法不同，可分為三類：（1）節(jié)流調(diào)速回路；（2）容積調(diào)速回路；（3）容積節(jié)流調(diào)速回路。,6.1速度控制回路,6.1.1概述,速度調(diào)節(jié)是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的核心問題。,對(duì)調(diào)速回路的性能要求,速度穩(wěn)定性要好應(yīng)有良好的速度負(fù)載特性,速度負(fù)載特性機(jī)械特性、外特性執(zhí)行元件工作速度隨負(fù)載變化而變化的特性。速度負(fù)載特性用速度剛度描述。,特性曲線上某處的斜率越小，速度剛度越大，亦即機(jī)械特性越硬，執(zhí)行元件工作時(shí)受負(fù)載變化的影響越小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性越好。,應(yīng)具有良好的功率特性回路效率高、發(fā)熱少。,應(yīng)具有良好的調(diào)速特性調(diào)速范圍大。,引起單位速度變化時(shí)的負(fù)載力的變化量。,Kv的物理意義,分類：,按流量控制閥分：,節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速回路調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路,根據(jù)流量閥的位置分：,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,根據(jù)工作中供油壓力是否隨負(fù)載變化分：,定壓式節(jié)流調(diào)速回路（進(jìn)油、回油節(jié)流）變壓式節(jié)流調(diào)速回路（旁路節(jié)流）,6.1.2節(jié)流調(diào)速回路,安全閥,溢流恒壓,溢流恒壓,將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵和液壓缸之間，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積改變進(jìn)入液壓缸的流量，從而調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。,將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸和油箱之間，以限制液壓缸的回油量，從而達(dá)到調(diào)速的目的。,節(jié)流閥并聯(lián)在液壓泵和液壓缸的分支油路上。液壓泵輸出的流量一部分經(jīng)節(jié)流閥流回油箱，一部分進(jìn)入液壓缸，,6.1.2節(jié)流調(diào)速回路,五個(gè)要點(diǎn),為克服負(fù)載F、p2而運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行元件工作腔必須具有一定的工作壓力p1；,為提供q1的流量，節(jié)流閥上必須有壓力差p，即泵的壓力pp必須大于p1；,為提供q1的流量，溢流閥必然處于溢流恒壓工作狀態(tài)，即泵的壓力pp恒定。,執(zhí)行元件的速度由通過節(jié)流閥的流量q1和執(zhí)行元件工作腔有效面積A1確定；,（5）qpq1=q,1.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路,6.1.2節(jié)流調(diào)速回路,速度負(fù)載特性：vf（F）速度剛度,當(dāng)ppA1=F時(shí)，p1=pp，pT=0，q1=0，v=0,當(dāng)F=0時(shí)，p1=0，pT=pp，qmax，vmax。,討論：vF特性軟，速度剛性差A(yù)T不變時(shí)，負(fù)載小，剛性大F不變時(shí)，AT小，剛性大，低速剛性好。提高kv的措施：pp、A1、,結(jié)論：低速、小負(fù)載時(shí)，剛性好。適用恒定小負(fù)載低速場(chǎng)合。,為克服負(fù)載F、p2而運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行元件工作腔必須具有一定的工作壓力p1；,要流出q2的流量，節(jié)流閥上必須有壓力差pT，,為提供q1的流量，溢流閥必然處于溢流恒壓工作狀態(tài)，即泵的壓力ppp1Const；,執(zhí)行元件的速度由通過節(jié)流閥的流量q2和執(zhí)行元件有桿腔有效面積A2確定；,速度負(fù)載特性,與進(jìn)口調(diào)速類似！,2.回油節(jié)流調(diào)速回路,四個(gè)要點(diǎn),速度受負(fù)載變化的影響大，在小負(fù)載或低速時(shí)，曲線陡，回路的速度剛性差。在不同節(jié)流閥通流面積下，回路有不同的最大承載能力。AT越大，F(xiàn)max越小，回路的調(diào)速范圍受到限制。只有節(jié)流功率損失，無溢流功率損失，回路效率較高。,溢流閥關(guān)閉，起安全閥作用。速度負(fù)載特性方程V=q1/A1=qt-p(F/A1)-KAT(F/A1)1/2/A1,3.旁路節(jié)流調(diào)速回路,1、速度-負(fù)載特性：速度隨負(fù)載而變化，是用節(jié)流閥調(diào)速的共同缺點(diǎn)，尤以旁路最差。進(jìn)、出口節(jié)流調(diào)速廣泛用于負(fù)載變化不大系統(tǒng)中，旁路很少用。,三種回路的比較：,2、承載能力：進(jìn)、出口節(jié)流最大載荷由溢流閥調(diào)定壓力決定(Fmax=ppA1)，回油節(jié)流調(diào)速回路能承受超值負(fù)載，進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路須在回油路上加背壓閥，導(dǎo)致功耗、發(fā)熱增加。旁路節(jié)流隨節(jié)流閥開口量增大而減小，高速承載能力好。,5、發(fā)熱及泄漏對(duì)進(jìn)油節(jié)流閥調(diào)速的影響均大于回油節(jié)流閥調(diào)速。因?yàn)檫M(jìn)油節(jié)流閥調(diào)速回路中，經(jīng)節(jié)流閥發(fā)熱后的油液直接進(jìn)大缸的進(jìn)油腔；而在回油節(jié)流閥調(diào)速回路中，經(jīng)節(jié)流閥發(fā)熱后的油液直接流回油箱冷卻。,3、實(shí)現(xiàn)壓力控制的方便性：進(jìn)口節(jié)流時(shí)較易實(shí)現(xiàn)壓力控制，而回油不易實(shí)現(xiàn)。,4、運(yùn)行平穩(wěn)性：回油節(jié)流有背壓，運(yùn)行平穩(wěn)；而進(jìn)和旁路無背壓不平穩(wěn)，常在二回路中增加背壓閥。,6、啟動(dòng)性能長(zhǎng)期停車后缸內(nèi)油液會(huì)流回油箱，當(dāng)泵重新向缸供油時(shí)，在回油節(jié)流閥調(diào)速回路中，由于進(jìn)油路上沒有節(jié)流閥控制流量，會(huì)使活塞前沖；而在進(jìn)油節(jié)流閥調(diào)速回路中，活塞前沖很小，甚至沒有前沖。,調(diào)速閥可以裝在回路的進(jìn)油、回油或旁路上。負(fù)載變化引起調(diào)速閥前后壓差變化時(shí)，由于定差減壓閥的作用，通過調(diào)速閥的流量基本穩(wěn)定。旁路節(jié)流調(diào)速回路的最大承載能力不因AT增大而減小。由于增加了定差減壓閥的壓力損失，回路功率損失較節(jié)流閥調(diào)速回路大。調(diào)速閥正常工作必須保持0.51MPa的壓差，旁通型調(diào)速閥只能用于進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中。,用調(diào)速閥代替節(jié)流閥，回路的負(fù)載特性將大為提高。,4.調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路,這種回路中，泵壓隨負(fù)載變化，泵不在恒壓下工作，屬于變壓系統(tǒng)，故效率比節(jié)流閥（或調(diào)速閥）的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路高。,適用于運(yùn)動(dòng)速度平穩(wěn)要求較高、功率較大的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。,5.溢流節(jié)流閥進(jìn)油調(diào)速回路,在工作部件的工作循環(huán)中，往往只有部分時(shí)間要求較高的速度，如機(jī)床“快進(jìn)工進(jìn)快退”的自動(dòng)循環(huán)。在快進(jìn)和快退時(shí)負(fù)載輕，壓力低，流量大，工作進(jìn)給時(shí)剛好相反。若用定量泵供油，則慢速時(shí)大部分流量從溢流閥溢回油箱，造成很大功率損失，并使油溫升高，為此可設(shè)置快速回路，選用小流量泵。,采用的方法有：,差動(dòng)連接,雙泵供油,蓄能器供油,充液增速,6.1.3快速動(dòng)作回路（增速回路）,6.1.3.1差動(dòng)連接快速動(dòng)作回路,1、差動(dòng)與非差動(dòng)速度之比：,2、在差動(dòng)連接中，泵和有桿腔排出的流量一起流過的閥或管道，應(yīng)按合成流量來選擇規(guī)格，否則會(huì)造成壓力損失過大，泵空載時(shí)供油壓力過高。,快進(jìn),工進(jìn),快退,1、卸荷閥3的調(diào)定壓力至少應(yīng)比溢流閥5的調(diào)定壓力低1020%。大流量泵卸荷減少了動(dòng)力消耗，效率較高。,2、這種回路常用在執(zhí)行零件快進(jìn)和工進(jìn)速度相差較大的場(chǎng)合。,6.1.3.2雙泵供油快速動(dòng)作回路,1、當(dāng)缸停止工作，泵向蓄能器充液；當(dāng)蓄能器壓力升到外控順序閥調(diào)定壓力時(shí)，泵卸荷；當(dāng)缸工作時(shí)，蓄能器和泵同時(shí)供油。,2、外控順序閥的調(diào)整壓力應(yīng)高于系統(tǒng)最高工作壓力，以保證工作行程時(shí)泵流量全部進(jìn)入系統(tǒng)。,3、只適用于短時(shí)期內(nèi)需要大流量場(chǎng)合，可用小流量泵實(shí)現(xiàn)快速。應(yīng)有足夠停歇時(shí)間向蓄能器充液。,6.1.3.3蓄能器快速動(dòng)作回路,6.1.3.4充液（自重）增速回路,在工作部件的工作循環(huán)中，快進(jìn)和快退時(shí)負(fù)載小，要求壓力低，流量大；工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載大，速度低，要求壓力高，流量小，在這種情況下，用一個(gè)定量泵供油，在低速時(shí)大部分流量從溢流閥溢流，造成很大的功率損失。如何滿足兩方面的要求？,速度換接應(yīng)平穩(wěn)；速度換接過程中不允許出現(xiàn)前沖現(xiàn)象。,基本要求,問題的提出,6.1.4速度換接回路,6.1.4.1快慢速之間的速度換接回路,6.1.4速度換接回路,電磁換向閥2處在右位，液壓缸7快進(jìn)。此時(shí)，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)活塞所連接的液壓擋塊壓下行程閥6時(shí)，行程閥關(guān)閉（處在上位工作），構(gòu)成回油節(jié)流調(diào)速回路，液壓缸右腔的油液必須通過節(jié)流閥5才能流回油箱，活塞運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)變?yōu)槁俟みM(jìn)，此時(shí)，溢流閥處于溢流恒壓狀態(tài)。,電磁換向閥（二位二通）處在右位，液壓缸7快進(jìn)。此時(shí)，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)活塞所連接的液壓擋塊壓下行程開關(guān)時(shí)，電磁換向閥通電移至左位，構(gòu)成進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，油液必須通過節(jié)流閥5才能進(jìn)液壓缸左腔，活塞運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)變?yōu)槁俟みM(jìn)，此時(shí)，溢流閥處于溢流恒壓狀態(tài)。,1、串聯(lián)調(diào)速閥（能耗大，效率低）,2、并聯(lián)調(diào)速閥（第二次工進(jìn)時(shí)有前沖，應(yīng)用少）,6.1.4.2兩種慢速之間的速度換接回路,6.2方向控制回路,利用各種方向控制閥來控制液壓系統(tǒng)中各油路油液的通、斷及變向，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止或改變運(yùn)動(dòng)方向。,有換向回路和鎖緊回路兩類。,系統(tǒng)對(duì)換向回路的基本要求是：換向可靠、靈敏、平穩(wěn)、換向精度合適。執(zhí)行元件的換向過程一般包括執(zhí)行元件的制動(dòng)，停留和啟動(dòng)三個(gè)階段。,采用普通二位或三位換向閥實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的換向。這種回路適用壓力較高、流量較大的場(chǎng)合。,1.簡(jiǎn)單換向回路,6.2.1換向回路,時(shí)間控制制動(dòng)式連續(xù)換向回路,主要優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)主機(jī)部件運(yùn)動(dòng)速度的快慢、慣性的大小，可通過節(jié)流閥J5和J8調(diào)節(jié)其制動(dòng)時(shí)間，以便控制換向沖擊，提高工作效率；換向閥中位機(jī)能采用H型，對(duì)減小沖擊量和提高換向平穩(wěn)性都有利。,主要缺點(diǎn)：換向過程中的沖擊量受運(yùn)動(dòng)部件的速度和其他一些因素的影響，換向精度不高。,2.連續(xù)換向回路,主要用于工作部件運(yùn)動(dòng)速度較高，要求換向平穩(wěn)，無沖擊，但換向精度不高的場(chǎng)合。如平面磨床、拉床和刨床。,行程控制制動(dòng)式連續(xù)換向回路,這種換向回路的換向精度高，沖擊較小，但由于先導(dǎo)閥的制動(dòng)行程恒定不變，制動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短和換向沖擊的大小將受運(yùn)動(dòng)部件速度的影響。,2.連續(xù)換向回路,適用于運(yùn)動(dòng)速度不大，但換向精度要求較高的場(chǎng)合。,壓力控制的連續(xù)換向回路,2.連續(xù)換向回路,這種回路適用于執(zhí)行元件終端處換向，它比用壓力繼電器更為精確可靠。,1.用換向閥中位機(jī)能鎖緊,采用O、M型中位機(jī)能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但泄漏較大，鎖緊效果不好。只能用在要求不高的場(chǎng)合。,6.2.2鎖緊回路,2.用液控單向閥鎖緊,兩個(gè)液控單向閥做成一體時(shí)，就是雙向液壓鎖。,6.2.2鎖緊回路,（1）單級(jí)調(diào)壓,（3）多級(jí)調(diào)壓,（2）遠(yuǎn)程調(diào)壓,（4）無級(jí)調(diào)壓（電液比例溢流閥）,6.3.1調(diào)壓回路,調(diào)壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)整體或某一部分的壓力保持恒定或不超過某個(gè)限定值。,6.3壓力控制回路,6.3壓力控制回路,單級(jí)調(diào)壓回路,二級(jí)調(diào)壓回路,三級(jí)調(diào)壓回路,通過改變比例溢流閥的輸入電流來實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)壓，這種調(diào)壓方式容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和計(jì)算機(jī)控制，而且壓力切換平穩(wěn)。,6.3.1調(diào)壓回路,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。,泵的供油壓力根據(jù)主油路的負(fù)載由溢流閥1調(diào)定。夾緊液壓缸的工作壓力根據(jù)它所需要的夾緊力由減壓閥2調(diào)定。單向閥3的作用是，在主油路壓力降低且低于減壓閥的調(diào)定壓力時(shí)，防止夾緊缸的高壓油倒流，起短時(shí)保壓作用。,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。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。,6.3.2減壓回路,6.3.2減壓回路,使泵的油液在很低的壓力下流回油箱。,6.3.3卸荷回路,利用限壓式變量泵卸荷,6.3.3卸荷回路,執(zhí)行元件在工作循環(huán)中的某一階段內(nèi)，若需要保持規(guī)定的壓力，應(yīng)采用保壓回路。,6.3.4保壓回路,6.3.4保壓回路,用液控單向閥的保壓回路,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。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。,6.3.4保壓回路,設(shè)置背壓回路，是為了提高執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性或減少爬行現(xiàn)象。,一般背壓力為0.30.8MPa。采用溢流閥、順序閥作背壓閥可產(chǎn)生恒定的背壓；而采用節(jié)流閥、調(diào)速閥等作背壓閥則只能獲得隨負(fù)載減小而增大的背壓。,6.3.5背壓回路,為了防止立式液壓缸及其工作部件因自重而自行下落，或在下行運(yùn)動(dòng)中由于自重而造成失控失速的不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，在執(zhí)行元件的回油路上保持一定的背壓值，以平衡重力負(fù)載。,6.3.6平衡回路,（1）采用單向順序閥的平衡回路（內(nèi)、外控）,（2）采用液控單向閥的平衡回路（動(dòng)畫）,（1）,（2）,當(dāng)系統(tǒng)中局部油路需要較高壓力而流量較小時(shí)，采用低壓大流量泵加上增壓回路比選用高壓大流量泵要經(jīng)濟(jì)得多。,用以提高系統(tǒng)中局部油路的壓力。,6.3.7增壓回路,（1）采用溢流閥的液壓缸制動(dòng)回路（緩沖回路）,（2）采用溢流閥的液壓馬達(dá)制動(dòng)回路,（1）,6.3.8制動(dòng)回路,（2）,圖1為采用溢流閥的液壓缸制動(dòng)回路。在液壓缸兩側(cè)油路上設(shè)置反應(yīng)靈敏的小型直動(dòng)型溢流閥2和4，換向閥切換時(shí)，活塞在溢流閥2或4的調(diào)定壓力值下實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。如活塞向右運(yùn)動(dòng)換向閥突然切換時(shí)，活塞右側(cè)油液壓力由于運(yùn)動(dòng)部件的慣性而突然升高，當(dāng)壓力超過閥4的調(diào)定壓力，閥4打開溢流，緩和管路中的液壓沖擊，同時(shí)液壓缸左腔通過單向閥3補(bǔ)油?；钊蜃筮\(yùn)動(dòng)，由溢流閥2和單向閥5起緩沖和補(bǔ)油作用。緩沖溢流閥2和4的調(diào)定壓力一般比主油路溢流閥1的調(diào)定壓力高510。圖2為采用溢流閥的液壓馬達(dá)制動(dòng)回路。在液壓馬達(dá)的回油路上串接一溢流閥2。換向閥4電磁鐵得電時(shí)，馬達(dá)由泵供油而旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)排油通過背壓閥3回油箱，背壓閥調(diào)定壓力一般為0.30.7MPa。當(dāng)電磁鐵失電時(shí)，切斷馬達(dá)回油，馬達(dá)制動(dòng)。由于慣性負(fù)載作用，馬達(dá)將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)為泵工況，馬達(dá)的最大出口壓力由溢流閥2限定，即出口壓力超過閥2的調(diào)定壓力時(shí)閥2打開溢流，緩和管路中的液壓沖擊。泵在閥3調(diào)定的壓力下低壓卸載，并在馬達(dá)制動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)有壓補(bǔ)油，使其不致吸空。溢流閥2的調(diào)定壓力不宜調(diào)得過高，一般等于系統(tǒng)的額定工作壓力。溢流閥1為系統(tǒng)的安全閥。,6.4多缸工作控制回路,6.4.1順序動(dòng)作回路,當(dāng)一個(gè)油源同時(shí)供給多個(gè)執(zhí)行元件時(shí)，這些執(zhí)行元件會(huì)因壓力和流量而彼此相互影響，動(dòng)作上相互牽制，所以需要一些特殊回路才能實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作。,1.行程控制順序動(dòng)作回路,所謂行程控制是利用一個(gè)液壓缸移動(dòng)一段規(guī)定行程后發(fā)出信號(hào)，使下一個(gè)液壓缸動(dòng)作的控制。,用行程閥的，工作可靠，但改變動(dòng)作順序比較困難。,用行程開關(guān)的，調(diào)整行程方便，動(dòng)作可靠，且可改變動(dòng)作順序。,為了防止壓力繼電器在先動(dòng)作的液壓缸活塞到達(dá)行程終點(diǎn)之前誤發(fā)信號(hào)，壓力的調(diào)定值應(yīng)比先動(dòng)作液壓缸的最高工作壓力高(0.30.5)MPa；同時(shí)，還應(yīng)比溢流閥的調(diào)整壓力低(0.30.5)MPa。,順序閥的調(diào)整壓力必須高于前一行程液壓缸的最高工作壓力，一般要高出(0.81)MPa，以防產(chǎn)生誤動(dòng)現(xiàn)象。但必須低于溢流閥調(diào)定壓力。,2.壓力控制順序動(dòng)作回路,掌握動(dòng)作順序表的填寫,6.4.1順序動(dòng)作回路,3.時(shí)間控制順序動(dòng)作回路,6.4.1順序動(dòng)作回路,用以保證系統(tǒng)中兩個(gè)或多個(gè)執(zhí)行元件在運(yùn)動(dòng)中以相同（或比例）的位移或速度運(yùn)動(dòng)。,同步運(yùn)動(dòng)包括：,位置同步需要閉環(huán)控制；速度同步開環(huán)控制、精度不高。,由于每一瞬時(shí)的位置很難同步，所以多采用速度同步。,6.4.2同步回路,1.采用同步液壓缸和同步馬達(dá)的容積式同步回路,6.4.2同步回路,在多缸系統(tǒng)中，影響同步精度的因素很多，如：缸的外負(fù)載、泄漏、摩擦阻力、制造精度、結(jié)構(gòu)彈性變形以及油液中含氣量，都會(huì)使運(yùn)動(dòng)不同步。為此，同步回路應(yīng)盡量克服或減少上述因素的影響。,帶補(bǔ)償裝置的串聯(lián)缸同步回路,2.采用帶補(bǔ)償裝置的串聯(lián)液壓缸同步回路,6.4.2同步回路,3.采用流量閥控制的同步回路,6.4.2同步回路,4.采用分流集流閥控制的同步回路,6.4.2同步回路,5.采用電液比例閥或伺服閥的同步回路,6.4.2同步回路,6.4.3多缸工作互不干涉回路,6.5液壓馬達(dá)回路,液壓馬達(dá)回路多數(shù)為容積調(diào)速回路，通過改變回路中變量泵或變量馬達(dá)來調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度。,1、功用：改變泵或馬達(dá)排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件速度。,2、特點(diǎn)：無節(jié)流、溢流損失，效率高，用于高速、大功率場(chǎng)合（工程、礦山、農(nóng)業(yè)機(jī)械、大機(jī)床）。,3、分類：按油路循環(huán)方式不同，容積調(diào)速回路可分為開式（泵-缸）和閉式（泵-馬達(dá)）回路兩種。,1.變量泵及定量執(zhí)行元件調(diào)速回路,6.5液壓馬達(dá)回路,速度特性（nMVp關(guān)系）,采用泄漏系數(shù),泵和馬達(dá)泄漏系數(shù)之和,速度剛度,轉(zhuǎn)矩特性（TMVp關(guān)系）,轉(zhuǎn)矩與變量泵的Vp無關(guān)，與調(diào)速無關(guān)，只與負(fù)載有關(guān)，當(dāng)負(fù)載不變時(shí)，無論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)矩恒定恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。,功率特性（PMVp關(guān)系）,調(diào)速特性,調(diào)速范圍40左右,1.變量泵及定量執(zhí)行元件調(diào)速回路,6.5液壓馬達(dá)回路,變量泵定量馬達(dá)閉式系統(tǒng),速度特性（nMVp關(guān)系）,采用泄漏系數(shù),注意：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的區(qū)別,泵和馬達(dá)泄漏系數(shù)之和,速度剛度,轉(zhuǎn)矩特性（TMVp關(guān)系）,輸出功率與馬達(dá)排量無關(guān)VM、即與轉(zhuǎn)速無關(guān)因采用定量泵恒功率調(diào)速！,功率特性（PMVp關(guān)系）,調(diào)速特性,調(diào)速范圍4倍左右,2.定量泵和變量馬達(dá)調(diào)速回路,6.5液壓馬達(dá)回路,先將馬達(dá)排量調(diào)到最大，改變泵的排量；當(dāng)泵排量達(dá)到最大后，調(diào)小馬達(dá)的排量。先是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，后為恒功率調(diào)速。,3.變量泵和變量馬達(dá)調(diào)速回路,6.5液壓馬達(dá)回路,變量泵變量馬達(dá)閉式系統(tǒng),1）限壓式變量泵和調(diào)速閥,調(diào)節(jié)調(diào)速閥流量q1，即調(diào)節(jié)缸的速度v,泵流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程,q1，qPq1，pP偏心e，qP，直至qPq1。,調(diào)速閥的作用,調(diào)節(jié)并恒定流量q1，使v不受負(fù)載F的影響；,使泵的qP自動(dòng)地與q1相適應(yīng)。它是泵的負(fù)載。,性能分析,調(diào)速閥、泵的qp與負(fù)載F無關(guān)，速度負(fù)載特性好,無溢流損失，節(jié)流損失隨負(fù)載壓力p1增大而減小，回路效率比節(jié)流調(diào)速回路高。,4容積節(jié)流調(diào)速回路,2）差壓式變量泵和節(jié)流閥調(diào)速回路,定子的控制,節(jié)流閥前壓力產(chǎn)生的液壓作用力：pPA節(jié)流閥后壓力產(chǎn)生的液壓作用力：p1A,受力平衡式,pPAp1AFs,q1不隨負(fù)載F變化！,泵流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程,F，p1，定子左移偏心e，qPpP,即pP隨p1（F）的變化而變化,差壓式變量泵,4容積節(jié)流調(diào)速回路,本章小結(jié),調(diào)速是功率傳動(dòng)系統(tǒng)的核心問題。因此在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，速度調(diào)節(jié)仍然是最重要的關(guān)鍵問題。,速度負(fù)載特性是調(diào)速系統(tǒng)最重要的性能。在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中造成速度負(fù)載特性差的主要原因是節(jié)流閥的非線性特性；在容積調(diào)速系統(tǒng)中主要原因是元件的泄漏，負(fù)載越大，壓力越高，泄漏越大，容積效率下降。,畫出二位四通、三位四通（O型中位）電磁換向閥的圖形符號(hào)。,解：,解：可實(shí)現(xiàn)8級(jí)壓力調(diào)定,三個(gè)溢流閥的調(diào)定壓力如圖，試問泵的供油壓力有幾級(jí)？其壓力值各為多少？,解：,圖為夾緊回路，溢流閥的調(diào)整壓力p1=5MPa,減壓閥調(diào)整壓力p2=2.5MPa,試分析活塞快速運(yùn)動(dòng)時(shí)A、B兩點(diǎn)的壓力各為多少？減壓閥的閥芯處于什么狀態(tài)？工件夾緊后，A、B兩點(diǎn)壓力各為多少？減壓閥的閥芯處于什么狀態(tài)？,（1）快速運(yùn)動(dòng)時(shí),pA=pB=pL=0,減壓閥口全開，不工作,（2）夾緊后,pA=5MPa,pB=pL=2.5MPa,減壓閥口很小，仍有一小部分流出，處于工作狀態(tài),習(xí)題課,例題（1）：在下圖的出口節(jié)流調(diào)速回路中，已知A1=20cm2，A2=10cm2，液壓泵的流量為16L/min，溢流閥的壓力調(diào)定值為5MPa，通過調(diào)速閥的流量為0.5L/min。液壓缸的負(fù)載為F=5kN，試分析：電磁鐵斷電時(shí)，p1=？p2=？v=？溢流閥的溢流量q？電磁鐵通電時(shí)，p1=？p2=？v=？溢流閥的溢流量q？,解：,由于回油路直接與油箱相通，活塞在快速運(yùn)動(dòng)中，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓缸無桿腔工作壓力由負(fù)載決定。所以p20，溢流量qy=0。,電磁鐵通電時(shí)，構(gòu)成出口節(jié)流回路，所以p1=py5MPa,溢流量：,習(xí)題課,例題（2）：在圖中，A、B兩液壓缸的有桿腔面積和無桿腔的面積分別均相等，負(fù)載FAFB，如不考慮泄漏和摩擦等因素，試問：兩液壓缸如何動(dòng)作?運(yùn)動(dòng)速度是否相等?如節(jié)流閥開度最大，壓降為零，兩液壓缸又如何動(dòng)作?運(yùn)動(dòng)速度有何變化?將節(jié)流閥換成調(diào)速閥，兩液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度是否相等?,習(xí)題課,解答：本題考查壓力形成概念與節(jié)流調(diào)速原理！(1)兩缸動(dòng)作順序：對(duì)于圖示(a)、(b)回路均是B缸先動(dòng)，B缸運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后，A缸開始運(yùn)動(dòng)。其理由如下：對(duì)于圖（a）所示的出口節(jié)流調(diào)速回路而言，可知，出口節(jié)流調(diào)速回路，進(jìn)油腔壓力，即無桿腔壓力始終保持為溢流閥的調(diào)整壓力值pY，有桿腔壓力則隨負(fù)載變化。,根據(jù)液壓缸力平衡方程式，有：,和,因FAFB，所以pBpA，負(fù)載小的活塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的背壓高；這個(gè)背壓(即pB)又加在A缸的有桿腔，這樣使A缸的力平衡方程變?yōu)椋?習(xí)題課,因此A缸不能運(yùn)動(dòng)，B缸先動(dòng)。直至B缸運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后，背壓pB減小到pA值，A缸才能運(yùn)動(dòng)。對(duì)于圖（b）所示進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路而言，負(fù)載大小決定了無桿腔壓力。,A缸的工作壓力為：,B缸的工作壓力為：,由于FAFB，所以pApB，工作壓力達(dá)到pB，即可推動(dòng)B缸克服負(fù)載運(yùn)動(dòng)，此時(shí)壓力不可能繼續(xù)升高，正是由于這種原因，B缸先動(dòng)，待它到達(dá)終點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)后，工作壓力升高到pA，A缸才能運(yùn)動(dòng)。,兩缸運(yùn)動(dòng)速度：通過節(jié)流閥的流量受節(jié)流閥進(jìn)出口壓力差的影響，因?yàn)閜BpA，所以B缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過節(jié)流閥的流量大，B缸運(yùn)動(dòng)速度高。更詳細(xì)地，可用通過節(jié)流閥的流量方程來說明：由薄壁小孔公式，有：,B缸運(yùn)動(dòng)速度：,A缸運(yùn)動(dòng)速度：,因?yàn)閜BpA，所以vBvA,亦可以用節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性來進(jìn)行分析。,習(xí)題課,節(jié)流閥開度最大，壓降為零時(shí)，兩液壓缸的動(dòng)作順序及其運(yùn)動(dòng)速度：,由于FAFB，B缸所需壓力低于A缸所需壓力，所以B缸先動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后，待壓力升到A缸所需壓力時(shí)，A缸動(dòng)作。由于采用的是定量泵，A和B缸的A1相等，所以兩液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度相等。,將節(jié)流閥換成調(diào)速閥時(shí)，兩液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度：,因有調(diào)速閥中的定差減壓閥的壓力補(bǔ)償作用，負(fù)載變化時(shí)仍能使調(diào)速閥輸出流量穩(wěn)定，所以兩液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度相等。,例題（3）在圖示液壓回路中，液壓缸為進(jìn)給缸，無桿腔面積A1=100cm2，液壓缸為輔助缸，無桿腔面積A2=100cm2，溢流閥調(diào)定壓力pY=4MPa、順序閥調(diào)定壓力pX=3MPa、減壓閥調(diào)定壓力pJ=1.5MPa，不考慮壓力損失，試求：、兩缸空載運(yùn)動(dòng)時(shí)，以及運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)位置時(shí)，A、B、C、D四點(diǎn)的壓力；輔助缸工作時(shí)，能產(chǎn)生的最大推力是多少？進(jìn)給缸要獲得穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)速度且不受輔助缸負(fù)載的影響，缸允許的最大推力是多少？,A點(diǎn)壓力由缸負(fù)載決定，最大受溢流閥調(diào)定壓力控制；B點(diǎn)壓力最小由順序閥決定，最大受溢流閥調(diào)定壓力控制；C點(diǎn)壓力