液壓與氣壓傳動(dòng) 第5版 課件 6.2 速度控制回路

液壓與氣壓傳動(dòng)流體動(dòng)力與控制工程系講課教師：劉銀水1速度控制回路-調(diào)速回路速度控制回路是調(diào)節(jié)和變換液壓執(zhí)行元件速度。調(diào)速回路是調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路。（液壓缸）（液壓馬達(dá))液壓缸：改變活塞有效作用面積困難液壓缸：改變活塞有效作用面積困難液壓馬達(dá)：改變馬達(dá)排量較為容易改變幾何參數(shù)定量泵節(jié)流調(diào)速變量泵容積調(diào)速定量泵變轉(zhuǎn)速調(diào)速改變輸入流量2速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路改變輸入執(zhí)行元件的流量，必須在泵的出口旁接一條支路，泵多余的流量溢流回油箱。這種定量泵節(jié)流調(diào)速回路由定量泵、執(zhí)行元件、流量控制閥、溢流閥組成。流量控制閥安放位置進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回油節(jié)流調(diào)速旁路節(jié)流調(diào)速3速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路1、進(jìn)油、回油節(jié)流調(diào)速回路4一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路1、進(jìn)油、回油節(jié)流調(diào)速回路5速度負(fù)載特性速度控制回路-調(diào)速回路速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路1、進(jìn)油、回油節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性6

v與AT成正比，調(diào)節(jié)AT可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；

v隨FL的增加按拋物線規(guī)律下降；

FL越小、v越低、增大ps和A1，可提高速度剛度。速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路功率特性71、進(jìn)油、回油節(jié)流調(diào)速回路速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路1、進(jìn)油、回油節(jié)流調(diào)速回路回油節(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)；實(shí)現(xiàn)程序控制的壓力信號采取方法不同。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速中工作部件運(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；回油節(jié)流調(diào)速中工作部件運(yùn)動(dòng)碰到死擋鐵后，回油腔壓力下降至零?；赜凸?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??；進(jìn)油節(jié)流閥調(diào)速應(yīng)用于單作用桿缸時(shí)，能獲得更低的穩(wěn)定速度；8速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路1、進(jìn)油、回油節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中，啟動(dòng)時(shí)可減小或避免壓力沖擊；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、密封及壽命均有影響。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。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。9速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路2、旁路節(jié)流調(diào)速回路10速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路2、旁路節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性11負(fù)載增加，速度顯著下降；負(fù)載越大，速度剛性越大；節(jié)流口越小，速度剛性越大。速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路2、旁路節(jié)流調(diào)速回路功率特性12速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路2、旁路節(jié)流調(diào)速回路速度受負(fù)載變化的影響大，在小負(fù)載或高速時(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；一般用于功率較大且對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。13速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路3、改善調(diào)速閥的調(diào)速回路14速度控制回路-調(diào)速回路一、定量泵節(jié)流調(diào)速回路3、改善調(diào)速閥的調(diào)速回路負(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，速度剛性大；旁通型節(jié)流閥只能用于進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中，供油壓力隨負(fù)載而變化，功率損失小，效率高；低速穩(wěn)定性較差；采用電液比例流量閥替代普通流量調(diào)速閥，可形成回路的閉環(huán)控制，速度穩(wěn)定性和精確度大為提高，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。15速度控制回路-調(diào)速回路二、變量泵容積調(diào)速回路容積調(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)溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。手動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路自動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路改變排量方法16速度控制回路-調(diào)速回路二、變量泵容積調(diào)速回路1、手動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路回路中變量泵或馬達(dá)的排量通過人為調(diào)節(jié)，無溢流損失和節(jié)流損失，效率高，根據(jù)油液循環(huán)方式分為開式回路和閉式回路。⑴變量泵-定量馬達(dá)調(diào)速回路17馬達(dá)工作壓力和輸出轉(zhuǎn)矩不會隨著轉(zhuǎn)速的變化而發(fā)生改變，這種回路也稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路。速度控制回路-調(diào)速回路二、變量泵容積調(diào)速回路1、手動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路⑵變量泵-變量馬達(dá)調(diào)速回路18調(diào)節(jié)泵排量的過程為恒轉(zhuǎn)矩階段；調(diào)節(jié)馬達(dá)排量的過程為恒功率階段。速度控制回路-調(diào)速回路二、變量泵容積調(diào)速回路2、自動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路⑴恒功率變量泵調(diào)速回路19泵的排量隨著負(fù)載壓力的變化而自動(dòng)改變，并保持壓力和流量的乘積為定值。速度控制回路-調(diào)速回路二、變量泵容積調(diào)速回路2、自動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路20對應(yīng)于調(diào)速閥一定的開口，調(diào)速閥的進(jìn)口具有一定的壓力，泵輸出相應(yīng)的流量；在工作范圍內(nèi)，負(fù)載越大，效率越高。⑵限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路速度控制回路-調(diào)速回路二、變量泵容積調(diào)速回路2、自動(dòng)調(diào)節(jié)容積調(diào)速回路⑶差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路21節(jié)流閥兩端的壓差基本由變量泵控制活塞上的彈簧力來確定，因此輸入液壓缸的流量基本不受負(fù)載變化的影響；能補(bǔ)償負(fù)載變化引起泵的泄漏變化，回路效率高，發(fā)熱小。泵的壓力和流量均自適應(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?？焖俸退俣葥Q接回路一、快速運(yùn)動(dòng)速度使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工作速度，以提高生產(chǎn)率或充分利用功率實(shí)現(xiàn)方式差動(dòng)缸雙泵供油充液增速蓄能器22快速和速度換接回路一、快速運(yùn)動(dòng)速度結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用較多；差動(dòng)連接與非差動(dòng)連接速度比：A1:(A1-A2)；231、液壓缸差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路快速和速度換接回路一、快速運(yùn)動(dòng)速度卸載閥和溢流閥的設(shè)定壓力分別為雙泵供油和小流量泵供油的最高工作壓力；效率較高；常用于執(zhí)行元件快進(jìn)和工進(jìn)速度相差較大的場合。242、雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路快速和速度換接回路一、快速運(yùn)動(dòng)速度3、充液增速回路用于垂直運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量較大的液壓系統(tǒng)；充液箱常被充壓油箱代替，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制充液。⑴

自重充液快速回路25快速和速度換接回路一、快速運(yùn)動(dòng)速度3、充液增速回路功率利用比較合理；增速比受增壓缸尺寸限制，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；⑵

增速缸的增速回路26快速和速度換接回路一、快速運(yùn)動(dòng)速度3、充液增速回路⑶采用輔助缸的快速運(yùn)動(dòng)回路27回路簡單易行，效率較高；常用于冶金機(jī)械?？焖俸退俣葥Q接回路一、快速運(yùn)動(dòng)速度4、采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路常用于間歇工作且停留時(shí)間較長、或存在快慢兩種工作速度的液壓設(shè)備；回路效率較高；28快速和速度換接回路二、速度換接回路用于切換執(zhí)行元件的速度，換接過程要求平穩(wěn)，換接精度要求高。切換前后速度不同快速-慢速慢速-慢速29快速和速度換接回路二、速度換接回路1、快、慢速換接回路⑴

用行程閥（電磁閥）的速度換接回路切換過程比較平穩(wěn)，換接點(diǎn)位置準(zhǔn)確；安裝位置不能任意布置，管路連接較為復(fù)雜；采用電磁閥使得安裝較為靈活、連接方便，但速度接換的平穩(wěn)性、可靠性和換接精度較差。30快速和