液壓傳動(dòng)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(shí)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(lái)的油路結(jié)構(gòu)。 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 由一個(gè)或多個(gè)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(guò)改變回路中流量控制元 件通流截面積的大小來(lái)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)：（一）、回路的特點(diǎn)：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(shí)，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(duì)于調(diào)速閥而言）、對(duì)于調(diào)速閥而言: F v 不變2）、對(duì)于節(jié)流閥而言）、對(duì)

3、于節(jié)流閥而言:、F v、當(dāng)F=A1pp時(shí)，v = 0 即活塞停止運(yùn)動(dòng)；、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(yùn)動(dòng)速度受負(fù)載影響的程度，它是回路對(duì)負(fù)載變化抗衡能力的一種說(shuō)明。 某處的斜率kv機(jī)械特性越硬活塞運(yùn)動(dòng)速度受負(fù)載變化的影響活塞在負(fù)載下的運(yùn)動(dòng)越平穩(wěn)。12 影響影響kv的因素：的因素：1、當(dāng)AT1不變時(shí)，F(xiàn)kv2、當(dāng)F不變時(shí)，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(lái)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(shí)（、當(dāng)液壓缸在恒載下工作時(shí)（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(shí)：、當(dāng)液壓缸在變載下工作時(shí)： 當(dāng)A AT1T1不變時(shí)，若Fp1q1 P1= p1q1 當(dāng)p1= 0 或 p1= pp 時(shí)，P1= 0 因此，

5、當(dāng)p1在0 pp之間變化時(shí)，P1有一最大值，即：16 整個(gè)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(dòng)的液壓缸在某個(gè)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(guò)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(diǎn)、回路的優(yōu)缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低，效率低，只宜用在負(fù)載變化不大、低速、小功率的場(chǎng)合。泄漏對(duì)回路各項(xiàng)

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(diǎn)、回路的特點(diǎn)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(duì)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(duì)于調(diào)速閥而言、對(duì)于調(diào)速閥而言 F v 基本不變2、對(duì)于節(jié)流閥而言、對(duì)于節(jié)流閥而言 、當(dāng) AT不變時(shí)，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(shí)，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(shí)，大至某值時(shí)，v=0；這時(shí)這時(shí)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(dòng)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(yùn)動(dòng)換向(換向過(guò)程比使用換向閥平穩(wěn)，但換向時(shí)間長(zhǎng))。2、兩個(gè)安全閥：、兩個(gè)安全閥：用以限制回路每個(gè)方向的最高壓力。3、兩個(gè)單向閥：、兩個(gè)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(shí)，輔助泵輸出的低壓油一方面改變液動(dòng)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(guò)程中通過(guò)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(diǎn)：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(shí)，馬達(dá)可以實(shí)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(diǎn)：這種回路的調(diào)速范圍很小，一般只有Rc3。不能用來(lái)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(diǎn)：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(chǎng)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(lái)調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動(dòng)速度，并使變量泵的輸油量自動(dòng)地與液壓缸所需的流量相適應(yīng)。 工作原理工作原理 沒(méi)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)速度v由調(diào)速閥中節(jié)流閥的通流截面積A T來(lái)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(shí)泵的供油壓力變量泵的流量自動(dòng) qp q1；回路的特點(diǎn)44 當(dāng)qp q1時(shí)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(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，承載能力和調(diào)速范圍都和與它對(duì)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(chǎng)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(dòng)和q1相適應(yīng)； 當(dāng)qp q1時(shí)泵的供油壓力泵內(nèi)左，右兩個(gè)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(jì)）？2、負(fù)載F=0時(shí)，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(shí)，液壓泵的壓力不變，仍為 pp= 3.25MPa 3) F=0時(shí)，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(shí)現(xiàn)“夾緊缸先夾緊工件，進(jìn)給缸再移動(dòng)”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(shí)現(xiàn)。 2） 因?yàn)楣?jié)流閥的存在要求部分油液通過(guò)溢流閥，所以pp= pY；而

14、pxpY ，順序閥必然打開，兩缸同時(shí)動(dòng)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(shí)為30105Pa，問(wèn)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(shí)，液壓泵工作壓力和活塞的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)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