g第二節(jié)第三節(jié)速度控制回路

第二節(jié)速度控制回路（一）—調(diào)速回路馬達(dá):液壓缸:1.節(jié)流調(diào)速2.容積調(diào)速3.容積節(jié)流調(diào)速調(diào)速方法調(diào)速回路1、節(jié)流調(diào)速：

由定量泵供油，由流量控制閥控制流入或流出執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度。

2、容積調(diào)速：改變變量泵或變量馬達(dá)的排量來(lái)調(diào)節(jié)速度。

3、容積節(jié)流調(diào)速：采用變量泵供油,由流量控制閥控制流入或流出執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度，同時(shí)又使變量泵的輸出流量與通過(guò)流量控制閥的流量相適應(yīng)。

調(diào)速回路根據(jù)油路的循環(huán)方式，可以分成：開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。

開式系統(tǒng)：系統(tǒng)的主油路循環(huán)經(jīng)過(guò)油箱。2、特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，能幫助油液分離空氣，沉淀渣滓，但易受污染，油箱尺寸大。1、油路：液壓泵各種控制閥執(zhí)行元件油箱2、特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，油液直接循環(huán)密封性好，功率較高，但散熱性差，受污染后不易清除。1、油路：閉式系統(tǒng)：系統(tǒng)的主油路循環(huán)不經(jīng)過(guò)油箱。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)液壓泵各種控制閥執(zhí)行元件節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)油節(jié)流調(diào)速（定壓式）回油節(jié)流調(diào)速（定壓式）旁路節(jié)流調(diào)速（變壓式）由于采用的節(jié)流元件與調(diào)速性能的不同，節(jié)流調(diào)速又可分為：節(jié)流閥調(diào)速和調(diào)速閥調(diào)速一、定量泵節(jié)流調(diào)速1、進(jìn)油節(jié)流調(diào)速：

通過(guò)改變節(jié)流口的通流截面積來(lái)調(diào)節(jié)流量。

將節(jié)流閥串聯(lián)在進(jìn)入液壓缸的油路上，即串聯(lián)在泵和缸之間，調(diào)節(jié)AT，即可改變q，從而改變速度，且必須和溢流閥聯(lián)合使用。定壓式節(jié)流調(diào)速回路

動(dòng)畫演示qp=const

ps=const

1）流量關(guān)系：

qp=q1+Δq2）壓力關(guān)系：

ps=Δp+p1

3）速度—負(fù)載特性v

與AT

，pS

，F(xiàn)L

有關(guān)，當(dāng)AT一定，F(xiàn)L↑，v↓；同樣FL一定，AT↑，v↑。剛性：系統(tǒng)抵抗因負(fù)載變化而引起速度變化的程度定義為：

進(jìn)口節(jié)流調(diào)速在低速時(shí)剛性好，在負(fù)載變化時(shí)，負(fù)載小時(shí)剛性好。應(yīng)用：低速小負(fù)載系統(tǒng)，且不能承受負(fù)負(fù)載。溢流損失：

節(jié)流損失：

回路功率損失：

損失的功率變成熱，使油溫升高。

回路輸入功率（泵輸出功率）：

回路輸出功率（缸輸入功率）：

4）功率特性：溢流量越少，效率越高。負(fù)載越大，效率越高?；芈沸?不考慮損失時(shí)，執(zhí)行元件的輸入功率與液壓泵的輸出功率之比即為調(diào)速回路的效率5）效率當(dāng)負(fù)載F恒定時(shí)(ps

、

p1

、Δp

均不變)，改變流量q1（即改變AT），則功率與工作速度之間有如下關(guān)系：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：效率低。應(yīng)用：負(fù)載變化不大，低速、小功率的場(chǎng)合。2、回油節(jié)流調(diào)速：

q1

=q2?調(diào)節(jié)q2能否調(diào)速？1）流量關(guān)系：

qp=q1+Δq2）壓力關(guān)系：

p1=ps

ps

A1=FL

+p2

A2

p2=(ps

A1－FL

)/A2Δp

≈

p2

定壓式節(jié)流調(diào)速回路

3）速度—負(fù)載特性：速度-負(fù)載特性同進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路相似。進(jìn)油節(jié)流速度-負(fù)載特性溢流損失：

節(jié)流損失：

回路功率損失：

損失的功率變成熱，使油溫升高。

回路輸入功率（泵輸出功率）：

回路輸出功率（缸輸入功率）：

4）功率和效率：回油節(jié)流調(diào)速回路中回油腔有一定背壓，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)。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閥調(diào)定壓力，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，可控制下一步動(dòng)作。回油節(jié)流調(diào)速回路只能取零壓發(fā)信，因其回油腔壓力隨負(fù)載變化，工作部件碰到死擋鐵后壓力下降為零壓。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(duì)系統(tǒng)泄漏影響小?；赜凸?jié)流調(diào)速回路在停車時(shí)間較長(zhǎng)，回油腔油液泄漏回油箱，重新啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生前沖現(xiàn)象；進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路只要開車時(shí)關(guān)小節(jié)流閥即可避免產(chǎn)生前沖。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(duì)回油管的安全、密封及壽命均有影響。為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。3、旁路節(jié)流調(diào)速1）流量關(guān)系：qp=q1+Δq

2）壓力關(guān)系：p1=ps=FL/A1Δp

≈

p1變壓式節(jié)流調(diào)速回路3）速度—負(fù)載特性：4）效率：效率高：當(dāng)qp選定后，速度越高（q1大），效率就越高。負(fù)載壓力:pL=p1=ps=FL/A1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(wú)溢流功率損失，回路效率較高。應(yīng)用：一般用于高速、重載、對(duì)速度平穩(wěn)性要求很低的較大功率場(chǎng)合。如：牛頭刨床主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、輸送機(jī)械液壓系統(tǒng)、大型拉床液壓系統(tǒng)、龍門刨床液壓系統(tǒng)等。改善節(jié)流調(diào)速負(fù)載特性的回路:

采用調(diào)速閥

用調(diào)速閥代替節(jié)流閥，回路的速度－負(fù)載特性將大為提高。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0.5~1MPa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。（二）容積調(diào)速回路變量泵—定量馬達(dá)的容積調(diào)速回路

定量泵—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1、變量泵—定量馬達(dá)的容積調(diào)速回路不計(jì)損失的情況下：1）轉(zhuǎn)速特性恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路3）功率特性2）轉(zhuǎn)矩特性(不考慮損失)特點(diǎn)：

1、為恒扭矩輸出；

2、調(diào)速范圍大，速比可達(dá)40；

3、起動(dòng)性能好。應(yīng)用：適用于大功率、恒扭矩和調(diào)速范圍大，且對(duì)起動(dòng)性能要求較高的工況。2、定量泵—變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路不計(jì)損失的情況下，1)轉(zhuǎn)速特性：3）轉(zhuǎn)矩特性2）功率特性：特點(diǎn)：

1、為恒功率輸出；

2、調(diào)速范圍很小，速比一般不超過(guò)3~4?！遪M

與VM成反比

TM與VM成正比∴VM↑，nM↓，TM↑；

VM↓，nM↑，TM↓，以致帶不動(dòng)負(fù)載，使馬達(dá)“自鎖”。故：這種回路很少單獨(dú)使用3、變量泵—變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路不計(jì)損失的情況下：分兩段調(diào)節(jié)第一段：先將VM調(diào)至最大并固定，然后將Vp由小→大,nM從0↑nM’

（同變量泵－定量馬達(dá)）第二段：將Vp固定至最大，VM由大→小，

nM從nM’↑nMmax（同定量泵－變量馬達(dá)）∴調(diào)速范圍大，λ可達(dá)100。調(diào)速的第一階段：同變量泵－定量馬達(dá)調(diào)速的第二階段：同定量泵－變量馬達(dá)特點(diǎn)：

1、低速時(shí)為恒扭矩；高速時(shí)為恒功率；

2、調(diào)速范圍大，速比可達(dá)100；

3、起動(dòng)性能好。應(yīng)用：適用于大功率、調(diào)速范圍大的工況。（三）容積節(jié)流調(diào)速回路

差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路回路特點(diǎn)：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。1）工作原理：

工進(jìn)時(shí)，節(jié)流閥調(diào)節(jié)q1，qp與之適應(yīng)。

qp>q1時(shí)，pp↑，定子右移，e↓，qp↓

qp<q1時(shí)，pp↓，定子左移，e↑，qp↑

直至qp=q12）受力分析：由此可知：Δp

基本由Ft

確定，因此，輸入液壓缸的流量不受負(fù)載變化的影響。p1

F（AT

不變）pp

（Δp=pp－p1

不變）

q不變v不變

q不變v不變F（AT

不變）p1

（Δp=pp－p1

不變）pp

3）回路效率4）特點(diǎn)：1)雖用了節(jié)流閥，但具有調(diào)速閥的性能，即q1不受負(fù)載變化影響.2)采用了固定阻尼孔，可防止定子因移動(dòng)過(guò)快而發(fā)生振動(dòng)。3)形成變壓式容積節(jié)流調(diào)速回路，功率損失小，發(fā)熱小，工作可靠，壽命長(zhǎng)。4)若采用比例節(jié)流閥，則泵的壓力和流量均適應(yīng)負(fù)載的需求，又稱為功率適應(yīng)調(diào)速回路或負(fù)載敏感調(diào)速回路。

作業(yè)283頁(yè)6-2，6-3,6-4,6-6,6-7(3)、(5)第三節(jié)速度控制回路（二）

—快速和速度換接回路一.快速運(yùn)動(dòng)回路1、液壓缸差動(dòng)連接快速回路：(動(dòng)畫）特點(diǎn)：

不增加泵的流量而使執(zhí)行元件的速度提高，較經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用廣泛，但增速值有限。應(yīng)用：

在不增加泵流量的前提下，提高執(zhí)行元件快速移動(dòng)的回路。2、雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路特點(diǎn)：壓力和功率損失小，效率較高；但結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。應(yīng)用：

在機(jī)床中應(yīng)用廣泛。快進(jìn)：雙泵供油工進(jìn)：電磁換向閥6通電，左泵2卸荷，右泵1壓力由溢流閥調(diào)定，節(jié)流閥調(diào)速動(dòng)畫

演示3．充液增速回路(1)自重充液快速運(yùn)動(dòng)回路回路用于垂直運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量較大的液壓機(jī)系統(tǒng)。動(dòng)畫演示(2)增速缸的增速回路對(duì)于臥式液壓缸不能利用運(yùn)動(dòng)部件自重充液作快速運(yùn)動(dòng)，而采用增速缸或輔助缸的方案?；芈饭β世帽容^合理，增速比受增速缸尺寸的限制，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。動(dòng)畫演示(3)采用輔助缸的快速運(yùn)動(dòng)回路

這種回路簡(jiǎn)單易行，常用于冶金機(jī)械動(dòng)畫演示4．采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路

用較小的泵可獲得較大的運(yùn)動(dòng)速度，僅多了一個(gè)蓄能器；但每次都需要一定的充液時(shí)間。應(yīng)用：

需要短時(shí)大量供油的場(chǎng)合。特點(diǎn)：動(dòng)畫演示

速度換接回路用于執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)速度的切換，因切換前后速度的不同，有快速--慢速、慢速--慢速的換接。這種回路應(yīng)該具有較高的換接平穩(wěn)性和換接精度。二、速度換接回路1、用行程閥（電磁閥）的速度換接回路特點(diǎn)：機(jī)動(dòng)滑閥的通油路是通過(guò)擋塊控制閥芯移動(dòng)逐漸關(guān)閉的，所以換接精度高，變換也較平穩(wěn)，但安裝位置受限制。將行程閥改用電磁閥，并通過(guò)擋塊壓下電氣行程開關(guān)來(lái)操縱，也可實(shí)現(xiàn)快慢速度換接，這樣雖然閥的安裝靈活、連接方便，但速度換接的平穩(wěn)性、可靠性和換接精度相對(duì)較差。（動(dòng)畫）（一）快、慢速換接回路（動(dòng)畫）2、液壓馬達(dá)串、并聯(lián)雙速換接回路液壓馬達(dá)并聯(lián)：手動(dòng)換向閥3左位，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1，馬達(dá)2空轉(zhuǎn)；手動(dòng)換向閥3右位，兩馬達(dá)并聯(lián)。液壓馬達(dá)串、并聯(lián)：電磁換向閥1上位，兩馬達(dá)