液壓調(diào)速回路ppt

1、速度控制回路一速度控制回路一調(diào)速回路調(diào)速回路速度控制回路速度控制回路n速度控制回路是討論液壓執(zhí)行元件速度的調(diào)節(jié)和變換的速度控制回路是討論液壓執(zhí)行元件速度的調(diào)節(jié)和變換的問題。問題。n1、調(diào)速回路、調(diào)速回路 調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。n定量泵供油系統(tǒng)的節(jié)流調(diào)速回路定量泵供油系統(tǒng)的節(jié)流調(diào)速回路n變量泵（變量馬達(dá)）的容積調(diào)速回路變量泵（變量馬達(dá)）的容積調(diào)速回路n容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路n2、快速回路、快速回路 使執(zhí)行元件快速運(yùn)動(dòng)的回路。使執(zhí)行元件快速運(yùn)動(dòng)的回路。n3、速度換接回路、速度換接回路 變換執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。變換執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。調(diào)速回路調(diào)速回

2、路n液壓缸的速度液壓缸的速度 v =q /An液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 n = q /vm 調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的工作速度，可以改變輸入執(zhí)行元件的流量或由執(zhí)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的工作速度，可以改變輸入執(zhí)行元件的流量或由執(zhí)行元件輸出的流量；或改變執(zhí)行元件的幾何參數(shù)。行元件輸出的流量；或改變執(zhí)行元件的幾何參數(shù)。n對于定量泵供油系統(tǒng)，可以用流量控制閥來調(diào)速對于定量泵供油系統(tǒng)，可以用流量控制閥來調(diào)速節(jié)流調(diào)速回節(jié)流調(diào)速回路；按流量控制閥安放位置的不同分：路；按流量控制閥安放位置的不同分： 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路n 回油節(jié)流調(diào)速回路回油節(jié)流調(diào)速回路n 旁路節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路n對于變量泵（馬達(dá)）系統(tǒng)

3、，可以改變液壓泵（馬達(dá)）的排量來調(diào)對于變量泵（馬達(dá)）系統(tǒng)，可以改變液壓泵（馬達(dá)）的排量來調(diào)速速容積調(diào)速回路；容積調(diào)速回路；n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n變量泵變量泵變量馬達(dá)閉式調(diào)速回路變量馬達(dá)閉式調(diào)速回路n同時(shí)調(diào)節(jié)泵的排量和流量控制閥來調(diào)速同時(shí)調(diào)節(jié)泵的排量和流量控制閥來調(diào)速容積節(jié)流調(diào)速回路。容積節(jié)流調(diào)速回路。n限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路n差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路定量泵節(jié)流調(diào)速回路定量泵節(jié)流調(diào)速回路n回路組成：定量泵，流量控制閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥等），回路組成：定量泵，流量控制閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥等），溢

4、流閥，執(zhí)行元件。其中流量控制閥起流量調(diào)節(jié)作用，溢溢流閥，執(zhí)行元件。其中流量控制閥起流量調(diào)節(jié)作用，溢流閥起壓力補(bǔ)償或安全作用。流閥起壓力補(bǔ)償或安全作用。按流量控制閥安放位置的不同分：按流量控制閥安放位置的不同分： 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)在液壓泵與液將流量控制閥串聯(lián)在液壓泵與液壓缸之間。壓缸之間。n 回油節(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)在液壓缸與油將流量控制閥串聯(lián)在液壓缸與油箱之間。箱之間。n 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)將流量控制閥安裝在液壓缸并聯(lián)的支路上。的支路上。n下面分析節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性、功率特性。分析下

5、面分析節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性、功率特性。分析時(shí)忽略油液壓縮性、泄漏、管道壓力損失和執(zhí)行元件的機(jī)時(shí)忽略油液壓縮性、泄漏、管道壓力損失和執(zhí)行元件的機(jī)械摩擦等。設(shè)節(jié)流口為薄壁小孔，節(jié)流口壓力流量方程中械摩擦等。設(shè)節(jié)流口為薄壁小孔，節(jié)流口壓力流量方程中 m1/2。進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路nqp=q1+qnp1A1=Fnq1=KATp1/2 =KAT(pp- F/A1)1/2nV =q1/A1 =KAT(pp- F/A1)1/2/A1nqp=q1+qnppA1=p2A2+Fnq2=KATp21/2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2nV =q2/A2 =KAT(ppA1/A2

6、-F/A2)1/2/A2流量連續(xù)性方程流量連續(xù)性方程活塞受力平衡方程活塞受力平衡方程節(jié)流閥壓力流量方程節(jié)流閥壓力流量方程速度負(fù)載特性方程速度負(fù)載特性方程n進(jìn)回油節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)回油節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性速度負(fù)載特性及及功率特性功率特性n調(diào)節(jié)節(jié)流閥通流面積調(diào)節(jié)節(jié)流閥通流面積AT可無級調(diào)節(jié)液壓缸活塞速度，可無級調(diào)節(jié)液壓缸活塞速度，v與與AT成成正比。正比。n當(dāng)當(dāng)AT一定時(shí)，速度隨負(fù)載的增加而下降。當(dāng)一定時(shí)，速度隨負(fù)載的增加而下降。當(dāng)v=0時(shí)，最大承載時(shí)，最大承載能力能力Fmax=psA1。n速度隨負(fù)載變化而變化的程度，表現(xiàn)為速度負(fù)載特性曲線的斜速度隨負(fù)載變化而變化的程度，表現(xiàn)為速度負(fù)載特性曲線

7、的斜率不同，常用速度剛性率不同，常用速度剛性 kv 來評價(jià)。來評價(jià)。 Kv=-dF/dv=-1/tg=2 (psA1-FL)/v 它表示負(fù)載變化時(shí)回路阻抗速度變化的能力。它表示負(fù)載變化時(shí)回路阻抗速度變化的能力。 液壓缸在高速和大負(fù)載時(shí)，速度受負(fù)載變化的影響大，即回路液壓缸在高速和大負(fù)載時(shí)，速度受負(fù)載變化的影響大，即回路的速度剛性差。的速度剛性差。n回路的輸出功率與回路的輸入功率之比定義成回路效率。回路的輸出功率與回路的輸入功率之比定義成回路效率。=(Pp-P )/Pp=pLqL/psqp 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，回路效率進(jìn)回油節(jié)流調(diào)速回路既有溢流損失，又有節(jié)流損失，回路效

8、率較低。當(dāng)實(shí)際負(fù)載偏離最佳設(shè)計(jì)負(fù)載時(shí)效率更低。較低。當(dāng)實(shí)際負(fù)載偏離最佳設(shè)計(jì)負(fù)載時(shí)效率更低。n這種回路適用于低速、小負(fù)載、負(fù)載變化不大和對速度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。穩(wěn)定性要求不高的小功率場合。n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：n回油節(jié)流調(diào)速回路回油腔有一定背壓，故液壓缸能承回油節(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(dòng)速度比較平穩(wěn)。受負(fù)值負(fù)載，且運(yùn)動(dòng)速度比較平穩(wěn)。n進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路容易實(shí)現(xiàn)壓力控制。工作部件運(yùn)動(dòng)進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路容易實(shí)現(xiàn)壓力控制。工作部件運(yùn)動(dòng)碰到死擋鐵后，液壓缸進(jìn)油腔壓力上升至溢流

9、閥調(diào)定碰到死擋鐵后，液壓缸進(jìn)油腔壓力上升至溢流閥調(diào)定壓力，壓力繼電器發(fā)出信號，可控制下一步動(dòng)作。壓力，壓力繼電器發(fā)出信號，可控制下一步動(dòng)作。n回油節(jié)流調(diào)速回路中，油液經(jīng)節(jié)流閥發(fā)熱后回油箱冷回油節(jié)流調(diào)速回路中，油液經(jīng)節(jié)流閥發(fā)熱后回油箱冷卻，對系統(tǒng)泄漏影響小。卻，對系統(tǒng)泄漏影響小。n在組成元件相同的條件下，進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路在同樣在組成元件相同的條件下，進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路在同樣的低速時(shí)節(jié)流閥不易堵塞。的低速時(shí)節(jié)流閥不易堵塞。n回油節(jié)流調(diào)速回路回油腔壓力較高，特別是負(fù)載接近回油節(jié)流調(diào)速回路回油腔壓力較高，特別是負(fù)載接近零時(shí)，壓力更高，這對回油管的安全、密封及壽命均零時(shí)，壓力更高，這對回油管的安全、密封及

10、壽命均有影響。有影響。旁路節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路n速度受負(fù)載變化的影響大，速度受負(fù)載變化的影響大，在小負(fù)載或低速時(shí)，曲線在小負(fù)載或低速時(shí)，曲線陡，回路的速度剛性差。陡，回路的速度剛性差。n在不同節(jié)流閥通流面積下，在不同節(jié)流閥通流面積下，回路有不同的最大承載能回路有不同的最大承載能力。力。AT越大，越大，F(xiàn)max越小，越小，回路的調(diào)速范圍受到限制?；芈返恼{(diào)速范圍受到限制。n只有節(jié)流功率損失，無溢只有節(jié)流功率損失，無溢流功率損失，回路效率較流功率損失，回路效率較高。高。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n在節(jié)流閥調(diào)速回路中，當(dāng)負(fù)載變化在節(jié)流閥調(diào)速回路中，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，因節(jié)流

11、閥前后壓力差變化，通時(shí)，因節(jié)流閥前后壓力差變化，通過節(jié)流閥的流量均變化，故回路的過節(jié)流閥的流量均變化，故回路的速度負(fù)載特性比較差。若用調(diào)速閥速度負(fù)載特性比較差。若用調(diào)速閥代替節(jié)流閥，回路的負(fù)載特性將大代替節(jié)流閥，回路的負(fù)載特性將大為提高。為提高。n調(diào)速閥可以裝在回路的進(jìn)油、回油調(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。作用，通過調(diào)速閥的流量基本穩(wěn)定。n旁路節(jié)流調(diào)速回路的最大承載能力旁路節(jié)流調(diào)速回路的最大承載能力不因不因AT增大而減小。增大而減小。n由于增加

12、了定差減壓閥的壓力損失，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?；芈饭β蕮p失較節(jié)流閥調(diào)速回路大。調(diào)速閥正常工作必須保持調(diào)速閥正常工作必須保持0.51MPa的壓差，的壓差，n旁通型調(diào)速閥只能用于進(jìn)油節(jié)流調(diào)旁通型調(diào)速閥只能用于進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中。速回路中。容積調(diào)速回路容積調(diào)速回路n容積調(diào)速回路通過改變液壓泵和液壓馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件容積調(diào)速回路通過改變液壓泵和液壓馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。由于沒有節(jié)流損失和溢流損失，回路效率高，系統(tǒng)溫升的速度。由于沒有節(jié)流損失和溢流損失，回路效率高，系統(tǒng)溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。n變量泵變

13、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 安全閥安全閥4防止回路過載，輔助泵防止回路過載，輔助泵1補(bǔ)充主泵和馬達(dá)的泄漏，改善主泵的吸油條件，置換部分發(fā)熱油補(bǔ)充主泵和馬達(dá)的泄漏，改善主泵的吸油條件，置換部分發(fā)熱油液以降低系統(tǒng)溫升。液以降低系統(tǒng)溫升。 泵的轉(zhuǎn)速泵的轉(zhuǎn)速 np 和馬達(dá)排量和馬達(dá)排量VM 視為常數(shù)，改變泵的排量視為常數(shù)，改變泵的排量Vp可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速 nM 和輸出功率和輸出功率 PM 隨之成比例的變化。馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩隨之成比例的變化。馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩 TM 和回路的和回路的工作壓力工作壓力p 取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，不會因調(diào)速而發(fā)生變化，所以這種回取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，不會因調(diào)速而發(fā)生變

14、化，所以這種回路常稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路。路常稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路?；芈返乃俣葎傂允茇?fù)載變化回路的速度剛性受負(fù)載變化影響的原因影響的原因 隨著負(fù)載增加，隨著負(fù)載增加，因泵和馬達(dá)的泄漏增加，致因泵和馬達(dá)的泄漏增加，致使馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速下降。使馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速下降。 變量泵變量泵變量馬達(dá)閉式調(diào)速回路變量馬達(dá)閉式調(diào)速回路 回路中元件對稱布置，變回路中元件對稱布置，變換泵的供油方向，即可實(shí)現(xiàn)馬達(dá)正反向旋轉(zhuǎn)。單向閥換泵的供油方向，即可實(shí)現(xiàn)馬達(dá)正反向旋轉(zhuǎn)。單向閥4、5 用于用于輔助泵輔助泵3 雙向補(bǔ)油，單向閥雙向補(bǔ)油，單向閥6、7 使溢流閥使溢流閥8 在兩個(gè)方向都起過在兩個(gè)方向都起過載保護(hù)作用。載保護(hù)作用。在低速段，先

15、將馬達(dá)排量調(diào)至最大，用變量泵調(diào)速，當(dāng)泵的排量在低速段，先將馬達(dá)排量調(diào)至最大，用變量泵調(diào)速，當(dāng)泵的排量由小變大，直至最大，馬達(dá)轉(zhuǎn)速隨之升高，輸出功率也隨之線性由小變大，直至最大，馬達(dá)轉(zhuǎn)速隨之升高，輸出功率也隨之線性增加。此時(shí)因馬達(dá)排量最大，馬達(dá)能獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩，且處于增加。此時(shí)因馬達(dá)排量最大，馬達(dá)能獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩，且處于恒轉(zhuǎn)矩狀態(tài)（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)）。恒轉(zhuǎn)矩狀態(tài)（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)）。高速段，泵為最大排量，用變量馬達(dá)調(diào)速，將馬達(dá)排量由大調(diào)小，高速段，泵為最大排量，用變量馬達(dá)調(diào)速，將馬達(dá)排量由大調(diào)小，馬達(dá)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，輸出轉(zhuǎn)矩隨之降低。此時(shí)因泵處于最大輸出馬達(dá)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，輸出轉(zhuǎn)矩隨之降低。此時(shí)因泵處于最大

16、輸出功率狀態(tài)不變，故馬達(dá)處于恒功率狀態(tài)（恒功率調(diào)節(jié)）。功率狀態(tài)不變，故馬達(dá)處于恒功率狀態(tài)（恒功率調(diào)節(jié)）。由于泵和馬達(dá)的排由于泵和馬達(dá)的排量都可調(diào)，擴(kuò)大了量都可調(diào)，擴(kuò)大了回路的調(diào)速范圍。回路的調(diào)速范圍。 容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路n容積節(jié)流調(diào)速回路用壓力補(bǔ)償泵供油，用流量控制閥調(diào)定進(jìn)入或流容積節(jié)流調(diào)速回路用壓力補(bǔ)償泵供油，用流量控制閥調(diào)定進(jìn)入或流出液壓缸的流量來調(diào)節(jié)液壓缸的速度；并使變量泵的供油量始終隨出液壓缸的流量來調(diào)節(jié)液壓缸的速度；并使變量泵的供油量始終隨流量控制閥調(diào)定流量作相應(yīng)的變化。這種回路無溢流損失，效率較流量控制閥調(diào)定流量作相應(yīng)的變化。這種回路無溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性比

17、容積調(diào)速回路好。高，速度穩(wěn)定性比容積調(diào)速回路好。n限壓式變量泵和調(diào)速閥、限壓式變量泵和調(diào)速閥、背壓閥的調(diào)速回路背壓閥的調(diào)速回路n 曲線曲線ABC是限壓式變量是限壓式變量泵的壓力流量特性，曲泵的壓力流量特性，曲線線CDE是調(diào)速閥在某一開是調(diào)速閥在某一開度時(shí)的壓差流量特性，度時(shí)的壓差流量特性，點(diǎn)點(diǎn)F是泵的工作點(diǎn)。這種是泵的工作點(diǎn)。這種回路無溢流損失，但有節(jié)回路無溢流損失，但有節(jié)流損失，其大小與液壓缸流損失，其大小與液壓缸的工作壓力有關(guān)。的工作壓力有關(guān)?；芈沸驶芈沸?p1q1/ppqp=p1/pp 差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回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(dòng)跟隨負(fù)載的增減而增減。相適應(yīng)