第二章液壓系統(tǒng)基本組成

第二章液壓系統(tǒng)基本組成

液壓系統(tǒng)基本組成流體力學(xué)基礎(chǔ)及能量分析基本回路控制系統(tǒng)操控手段一、粘性

隨溫度和壓力變化而變化，影響效率和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性等。溫度升高，粘度降低。壓力降低，粘度降低。二、三大方程1、伯努利方程-能量守恒與能量轉(zhuǎn)化，解決速度變化與壓力變化的關(guān)系；空穴現(xiàn)象。2、連續(xù)性方程-質(zhì)量守恒，獲取速度。3、動(dòng)量方程-流體與固體作用力與反作用力，沖擊等。流體力學(xué)基礎(chǔ)三、液壓傳動(dòng)重要方程1、泵流量：2、閥口流量：3、效率：流體力學(xué)基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)基本回路壓力控制回路方向控制回路速度控制回路多缸動(dòng)作回路閉式回路

壓力控制回路調(diào)壓回路減壓回路平衡回路保壓泄壓回路緩沖制動(dòng)回路壓力控制回路卸荷回路

壓力控制回路

調(diào)壓回路單級(jí)調(diào)壓二級(jí)調(diào)壓三級(jí)調(diào)壓

壓力控制回路

平衡回路動(dòng)態(tài)平衡閥回路雙平衡閥的平衡回路

壓力控制回路

FD平衡閥平衡回路

FD平衡閥原理圖

壓力控制回路減壓回路一級(jí)減壓回路二級(jí)減壓回路

壓力控制回路卸荷回路閥中位卸荷溢流閥+順序閥卸荷溢流閥遠(yuǎn)控卸荷

壓力控制回路保壓泄壓回路蓄能器保壓回路蓄能器卸壓回路

壓力控制回路緩沖補(bǔ)油回路方向控制回路換向回路方向控制回路鎖緊回路方向控制回路換向回路電磁換向閥換向回路電液換向閥換向回路比例換向閥換向回路方向控制回路換向回路方向控制回路

鎖緊回路單向鎖緊回路制動(dòng)器鎖緊回路液壓鎖回路速度控制回路節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路

快速運(yùn)動(dòng)回路

速度換接回路速度控制回路速度控制回路節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)口節(jié)流調(diào)速出口節(jié)流調(diào)速

旁路節(jié)流調(diào)速速度控制回路

容積調(diào)速回路變量泵-定量馬達(dá)定量泵-變量馬達(dá)速度控制回路

變量泵-變量馬達(dá)速度控制回路快速運(yùn)動(dòng)回路1、液壓缸差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路速度控制回路

2、通過(guò)雙泵供油來(lái)實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的回路1、大流量泵2、卸荷閥3、單向閥4、換向閥5、節(jié)流閥6、溢流閥

7、小流量泵速度控制回路3、通過(guò)增速缸來(lái)實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的回路1、溢流閥2、換向閥3、換向閥4、副油箱5、液控單向閥6、柱塞式增速缸7、活塞缸速度控制回路4、通過(guò)使用蓄能器來(lái)實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的回路1、卸荷閥2、單向閥3、蓄能器4、換向閥5、柱塞6、導(dǎo)閥7、調(diào)節(jié)螺釘8、導(dǎo)閥彈簧9、主閥彈簧10、主閥11、中心孔12、阻尼孔a)回路圖b)卸荷閥結(jié)構(gòu)圖速度控制回路速度換接回路

1、用行程閥（或電磁閥）來(lái)實(shí)現(xiàn)快慢速換接回路：1、換向閥2、行程閥3、節(jié)流閥4、單向閥5、溢流閥速度控制回路2、用兩個(gè)調(diào)速閥來(lái)實(shí)現(xiàn)不同工進(jìn)速度的換接回路1、溢流閥2、調(diào)速閥3、調(diào)速閥4、換向閥并聯(lián)串聯(lián)多執(zhí)行器動(dòng)作回路1順序動(dòng)作回路2同步動(dòng)作回路

多執(zhí)行器動(dòng)作回路順序閥控制順序動(dòng)作回路順序動(dòng)作回路：a、壓力控制順序動(dòng)作回路b、行程控制順序動(dòng)作回路c、時(shí)間控制順序動(dòng)作回路多執(zhí)行器動(dòng)作回路

采用同步液壓馬達(dá)的同步動(dòng)作回路

3241同步動(dòng)作回路機(jī)械聯(lián)接同步回路采用同步液壓缸的同步動(dòng)作回路采用流量控制閥控制的同步動(dòng)作回路閉式液壓系統(tǒng)閉式液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)（液壓油或其他）從執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接回到泵閉式液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)都需要安全保護(hù)元件——安全閥任何液壓泵和馬達(dá)工作時(shí)都有漏損（散熱，潤(rùn)滑）——增加泄油管路閉式液壓系統(tǒng)因?yàn)槁p且為保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)需要補(bǔ)油——增加補(bǔ)油泵和補(bǔ)油閥閉式液壓系統(tǒng)增加變量機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)泵的排量和輸出方向的變化——增加變量控制閥及變量活塞閉式液壓系統(tǒng)閉式系統(tǒng)易發(fā)熱，故對(duì)于大排量泵和馬達(dá)構(gòu)成的閉式系統(tǒng)，常常會(huì)增加沖洗油路以加速熱交換——增加沖洗閥閉式液壓系統(tǒng)閉式液壓系統(tǒng)方向控制閥：規(guī)格小=>僅進(jìn)行先導(dǎo)控制；

（開(kāi)式系統(tǒng)中的規(guī)格大）過(guò)濾器和散熱器：規(guī)格小=>只需與補(bǔ)油泵的流量匹配；液壓油箱：小尺寸=>只需與補(bǔ)油泵流量匹配；運(yùn)轉(zhuǎn)速度：補(bǔ)油泵限制安裝位置：任意位置驅(qū)動(dòng)：可逆的=>泵馬達(dá)工況可逆，可實(shí)現(xiàn)靜壓制動(dòng)閉式液壓系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)-傳遞動(dòng)力為主，傳遞信息為輔，多為開(kāi)環(huán)控制液壓控制系統(tǒng)-傳遞信息為主，傳遞動(dòng)力為輔，采用伺服閥等控制閥，多為閉環(huán)控制。液壓泵手柄流量控制閥換向閥液壓缸工作臺(tái)液壓泵手柄伺服閥液壓缸工作臺(tái)檢測(cè)反饋元件+-

液壓系統(tǒng)控制原理傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的主要功能是控制系統(tǒng)的在液壓系統(tǒng)中相對(duì)應(yīng)參數(shù)是：位置Position速度Velocity加減速度Acceleration/deceleration加減速度的變化Jerk輸出力Force位置——位置和位移速度——流量Flow和結(jié)構(gòu)尺寸加、減速度——閥門(mén)開(kāi)啟速度Ramp加、減速度的變化Jerk——閥門(mén)開(kāi)啟速度的變化輸出力Force——壓力Pressure在選擇電液控制系統(tǒng)時(shí)，先要確定液壓系統(tǒng)中需要控制什麼參數(shù)流量q–到驅(qū)動(dòng)元件的流量,并不考慮驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)方向，流量q=Cd*A*ΔP壓力p–用以設(shè)定系統(tǒng)中不同驅(qū)動(dòng)元件的工作壓力速度v–可控制驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)方向及速度位置S–控制驅(qū)動(dòng)元件的停止位置加速度a–加速度的控制一般用于模擬器或試驗(yàn)臺(tái)按精確度及反應(yīng)的要求來(lái)決定是否采用閉環(huán)系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)控制原理液壓比例控制系統(tǒng)

以比例控制元件完成動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)方向控制，分為比例壓力閥、比例流量閥、比例方向閥及比例方向流量閥，可為模擬量輸入或數(shù)字量輸入，視是否帶反饋分為開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制，一般獲得頻率不是很高（10HZ）以內(nèi)，高頻響閥可實(shí)現(xiàn)較高頻率。

液壓系統(tǒng)控制原理若精度要求不高可考慮使用電液比例控制系統(tǒng)，一般電液比例控制系統(tǒng)可達(dá)至以下精度位置精度–3mm速度精度帶壓力補(bǔ)償器–3%加減速斜坡時(shí)間–0.5秒壓力帶位移傳感器的產(chǎn)品–比例壓力閥最高設(shè)定的0.3%（如最高壓力設(shè)定為200bar，精度可達(dá)0.6bar）

液壓系統(tǒng)控制原理一般的多驅(qū)動(dòng)器液壓系統(tǒng)皆要求流量及壓力控制,提供比例壓力及流量控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)式比例壓力及流量控制可用于定量泵及變量泵系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)控制原理定量泵系統(tǒng)變量泵系統(tǒng)速度和流量比例控制的分別是：

流量控制只控制供油量,并不控制驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)方向；

若系統(tǒng)負(fù)載及變速要求高,則要使用速度控制系統(tǒng)。速度比例控制多用于自動(dòng)化控制、注塑機(jī)、壓力機(jī)等

液壓系統(tǒng)控制原理使用閉環(huán)的主要原因：保持設(shè)定值不受外來(lái)干擾所影響在不同的工作壓力下保持穩(wěn)定的速度在不同的輸出力下保證相同位置在帶偏載的情況下作同步移動(dòng)提高精度要求位置誤差低于1mm壓力誤差低于1bar需要控制加減速度高動(dòng)態(tài)要求的系統(tǒng)模擬應(yīng)用測(cè)驗(yàn)應(yīng)用

液壓系統(tǒng)控制原理機(jī)械式液壓閉環(huán)控制電控式液壓閉環(huán)控制

液壓系統(tǒng)控制原理閥有三個(gè)可選的特牲:閥口的流量壓降閥芯的反應(yīng)時(shí)間閥芯的功能閥的選擇受系統(tǒng)需要、成本預(yù)算等影響

液壓系統(tǒng)控制原理使用蓄能器來(lái)改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)注意：在回油管中的液壓油的質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)

的動(dòng)態(tài)性能是有很大影響的。

液壓系統(tǒng)控制原理

液壓系統(tǒng)控制原理液壓伺服控制系統(tǒng)

以伺服控制元件完成動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)方向控制，綜合壓力、流量、方向控制為一體，利用偏差控制進(jìn)行糾偏，以滿足精度控制需要，必須為閉環(huán)控制，可實(shí)現(xiàn)較高頻率（100HZ以上），有滑閥式、噴嘴擋板式、射流管式等，常采用機(jī)械伺服、電液伺服、氣液伺服。1－齒條；2－齒輪；3－測(cè)速發(fā)電機(jī)；4－給定電位計(jì)；5－放大器；6－電液伺服閥；7－液壓缸

閥控油缸閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖

液壓系統(tǒng)控制原理速度伺服系統(tǒng)速度伺服系統(tǒng)職能方框圖

液壓系統(tǒng)控制原理

液壓伺服系統(tǒng)分類(lèi)：（1）按輸入的信號(hào)變化規(guī)律分類(lèi)：定值控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)三類(lèi)。當(dāng)系統(tǒng)輸入信號(hào)為定值時(shí)，稱(chēng)為定值控制系統(tǒng)，其基本任務(wù)是提高系統(tǒng)的抗干擾能力。當(dāng)系統(tǒng)的輸入信號(hào)按預(yù)先給定的規(guī)律變化時(shí)，稱(chēng)為程序控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)也稱(chēng)為隨動(dòng)系統(tǒng)，其輸入信號(hào)是時(shí)間的未知函數(shù)，輸出量能夠準(zhǔn)確、迅速地復(fù)現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律。（2）按輸入信號(hào)的不同分類(lèi)：機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、氣液伺服系統(tǒng)等。（3）按輸出的物理量分類(lèi)：位置伺服系統(tǒng)、速度伺服系統(tǒng)、力（或壓力）伺服系統(tǒng)等。（4）按控制元件分類(lèi)：閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)。在機(jī)械設(shè)備中，閥控系統(tǒng)應(yīng)用較多。

液壓系統(tǒng)控制原理液壓伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：（1）反饋。把輸出量的一部分或全部按一定方式回送到輸入端，并和輸入信號(hào)進(jìn)行比較，這就是反饋。在上例中，反饋（測(cè)速裝置輸出）電壓和給定（輸入信號(hào)）電壓是異號(hào)的，