速度控制回路

速度控制回路 7.3 速度控制回路 在液压与气压传动系统中，速度控制回路有调速回路、快速回路和速度换接回路 等，其中调速回路占有重要地位。例如在机床液压传动系统中，用于主运动和进给运动的调速回路对机床加工质量有着重要的影响，而且，它对其它液压回路的选择起着决定性的作用。 在不考虑泄漏的情况下，缸的运动速度υ由进入(或流出)缸的流量q和有效工作面积A决定，即:υ=q/A 马达的转速n由进入马达的流量q和马达的单转排量V决定:n =q/V 由上述两式可知，改变流入(或流出)执行元件的流量q，或改变缸的有效工作面积A、马达的排量V，都可调节执行元件的运动速度。一般来说，改变缸的有效工作面积比较困难，所以，常常通过改变流量q或排量V来调节执行元件速度，并由此构成不同方式的调速回路。改变流量有两种办法，其一是在定量泵和流量阀组成的系统中用流量控制阀调节，其二是在变量泵或变量马达组成的系统中用变量泵或变量马达的排量调节。 调速回路按改变流量的方法不同可分为三类:节流调速回流、容积调速回路和容积节流调速回路。 节流阀调速回路 节流调速回路是由定量泵和流量阀 组成的调速回路，它可以通过调节流量 阀通流截面积的大小来控制流入或流出 执行元件的流量，以此来调节执行元件 的运动速度。 节流调速回路有不同的分类方法。 按流量阀在回路中位置的不同，可分为 进口节流调速回路、出口节流调速回路、 进出口节流调速回路和旁路节流调速回 进口节流阀调速回路 路;按流量阀的类型不同可分为普通节出口节流阀调速回路 流阀节流调速回路和调速阀节流调速回旁路节流阀调速回路 路;按定量泵输出的压力是否随负载变 化，又可分为定压式节流调速回路和变调速阀节流调速回路 压式节流调速回路。 您的位置:<第7章传动回路<7.3速度控制回路<节流调速回路<进口节流阀调速回路 进口节流阀调速回路 回路结构如图所示，节流阀串联在泵与执行元件之间的进油路上。它由定量泵、溢流阀、节流阀及液压缸(或液压马达)组成。 通过改变节流阀的开口量(即通流截面积 )的大小，来AT 调节进入液压缸的流量，进而改变液压缸的运动速度。 q1 定量泵输出的多余流量由溢流阀溢流回油箱。为完成调速功能，不仅节流阀的开口量能够调节，而且必须使溢流阀始终处于溢流状态。 在该调速回路中，溢流阀的作用一是调整并基本恒定系统压力;二是将泵输出的多余流量溢流回油箱。 进口节流阀调速回路调速原理 液压缸以不同速度运行 进口节流阀调速回路中液压泵的时，溢流阀的溢流量随Δq 输出流量为: 之改变。为了保证调速正常进 ++ =qΔq=AυΔqqp1max1min1max1min行，当液压缸以最大速度运行 时，通过溢流阀的流量不能小式中 — 液压缸最大速度; q1max 于溢流阀能稳定其阀前压力 — 通过节流阀的最大流量; υmax 。当要的最小溢流量Δqmin — 通过溢流阀的最小 Δq1min 求稳定精度高时可取大些的溢流量 ; 值，否则可取小些的值。建议 — 液压缸最大速度; υmax取为溢流阀额定流量Δqmin — 液压缸大腔的有效工作面 A1的5%左右。例如在机床进给积。 系统中，一般大约为0.05 L/s (3 L/min)左右。 为保证液压回路能始终驱 动负载正常工作，液压泵的工 应足够大。即当负作压力 pp 进口节流阀调速回路中泵的工作压载力为最大值时，节FFmax 力为: 流阀的工作压差(即节流阀进 出口之间的压力差)也不应小 于。一般取节流阀的ΔpTmin 式中 — 液压缸最大负载力; Fmax 最小工作压差为(0.3,0.4) MPa，调速阀的最小工作压差 — 节流阀最小工作压 ΔpTmin 为(0.4,0.5)MPa。 差。 当液压泵的压力按公式 所确定的值由溢流阀调定后， 在回路工作过程中，不管执行 元件的速度及负载力是υ F 否变化，液压泵的输出压力 不再改变。因此，这类回路pp 可称为定压节流阀式节流调 速回路。但是，当负载力变化 时，节流阀的工作压差会随之 变化。负载力增大，节流阀工 作压差减小;反之则增大。 在进口节流阀调速回路中，当缸的负 载力改变时，会导致节流阀的两端压差 的变化。这样使通过节流阀的流量 q1 发生变化，从而导致液压缸速度变化。 在不考虑管路压力损失和泄漏的情况 下，液压缸的速度用下式来表示，即: 式中 — 节流阀系数; C — 节流阀通流截面积; AT — 液压缸负载; F — 节流阀指数。 j 改变节流阀开口面积就改变了AT 液压缸速度。 进口节流阀调速回路速度-负载特性 调速回路的速度―负载特性，也称为机械特性。它是在回路中调速元件的调定值不变的情况下，负载变化所引起速度变化的性能。 缸的速度 随负载力Fυ 的加大而减小。当F = p P A时，缸的速度为零。此1 时，节流阀的工作压差为 零。为了保证该回路的正 常工作，必须使泵的工作 压力p大于负载压力p(pPll = F / A)，以保证节流阀1 上的工作压差大于零，即 满足 。 另左图中，各曲线 在速度为零时，都汇交到 同一负载点上，说明该回 路的承载能力不受节流阀 通流截面积变化的影响。 负载变化时对速度的影响 大小可用回路的速度刚性 来表示。 速度刚性进口节流阀调速回路的速度刚性为: 回路速度刚性 的物理意义是:引起单位速度变化时的负载力的变化量。Kυ 它是速度—负载特性曲线上某点处斜率的倒数。在特性曲线上某点的斜率越小 (机械特性硬)，速度刚性越大，液压缸运动速度受负载波动的影响越小，运动平稳性好。反之会使运动平稳性变坏。 从上式和速度—负载特性曲线可看出，当节流阀通流截面积不变时(图中的同一曲线)，负载越小，速度刚性越大;负载一定时，节流阀通流截面积越小，速度刚性越大。因此，进口节流阀调速回路的速度稳定性，低速小负载，比高速大负载好。从上式还可看出回路中其它参数对速度刚性的影响，例如:提高溢流阀的调定压力，增大液压缸的有效面积，减小节流阀指数等，均可提高调速回路的速度刚性。但是，这些参数的变动，常常受其它条件的限制。此外，进口节流阀调速回路的速度刚性不受液压泵泄漏的影响。 进口节流阀调速回路功率特性 调速回路的功率特性包括回路的输入功率、输出功率、损失功率和回路效率，不包括液压泵、液压元件和管路中的功率损失。这样，便于对不同调速回路在功率利用方面的比较。 进口节流阀调速回路的输入功率(液压泵的输出功率) 为: pP 该回路的损失功 率由两部分组成。 一是溢流损失P1 Δ = p q = p 该调速回路的输出功率(液压缸的输入功率，即回路的ppΔ 有效功率)为: 1(q)，它是vAp1 P= 在泵的输出压力pp 下，流量流经Δ 回路的损失功率 为: Δq P 溢流阀产生的功率 损失;二是节流损 失 其中:溢流损失 = ， 它是流量 在压差下1T Δ qp 节流损失 流经节流阀产生的 功率损失，其值与 速度成正比。这u c 回路的效率η为:两部分损失都变成 热量使油温升高。 由于进口节流阀节流调速回路存在着两部分功率损失，所以回路效率较低。回路在恒定负载情况下工作时，液压缸的工作压力P ，节流阀的工作压差ΔP 1T为定值。因此，有效功率及回路效率随工作速度的提高而增大。回路在变负载下工作时，液压泵的工作压力需要按照最大负载的需求来调定，而泵的流量又必须大于液压执行元件在最大速度时所需要的流量。这样，工作在低速小负载情况下时，回路的效率很低。因此，从功率利用率的角度看，这种调速回路不宜用在负载变化范围大的场合。 进口节流阀调速回路调速特性 调速回路的调速的特性是以其所驱动的液压缸在某个负载下可能得到的最大 工作速度和最小工作速度之比(调速范围)来表示的。 调速范围为: 式中，和分别为调速回路和节流阀的调速范围;和 分别为 υυRRcTi max min活塞可能得到的最大和最小工作速度; 和 分别为节流阀可能得到的AATmaxTmin 最大和最小通流截面积。 出口节流阀调速回路 在出口节流阀调速回路中，液压 泵输出液压油，溢流阀溢流，液压泵向液压缸左腔输油，液压缸右腔 通过节流阀回油。 通过改变节流阀的开口量(即通流截面积)的大小，来调节 AT 流出液压缸的流量，进而改变液压缸的运动速度。 q1 定量液压泵输出的多余流量由溢流阀溢回油箱。为了完成调速功能，不仅节流阀的开口量能够调节，而且必须使溢流阀始终处于开启溢流状态。 在该调速回路中，溢流阀的作用:一是调整并基本恒定系统的压力;二是将液压泵输出的多余流量溢回油箱。 出口节流阀调速回路调速原理 由节流阀组成的出口节流阀调速回路在不考虑系统泄漏和管路压力损失的情况下，液压泵的输出流量为: qp 液压泵的输出压力为: pp ， 通过节流阀的流量为: 液压油缸的速度为: AT 改变节流阀通断面积就可以调节油缸的速度。 当液压泵的输出压力按上式确定的值调定后，在回路工作过程中，该压力就不再变化，故这种调速回路也称为定压节流阀调速回路。当负载变化时，会引起节流阀前后工作压差 的ΔpT变化。 出口节流阀调速回路速度—负载特性 回路速度刚性为: υ k 出口节流阀调速回路的速度—负载特性曲线与进口节流阀调速回路速度负载特性类同。 出口节流阀调速回路功率特性 液压泵出功率为: 输P p 常量 有效功率为: P1 损失功率为: Δp 回路效率为: ηc ， 进口与出口节流阀调速回路比较 出口节流阀调速回路: 液压缸回油腔形成一定背压，能承受负值负载(与液压缸运动方向相同的负载力)。 流经节流阀而发热的油液，直接流回油箱冷却。 进口节流阀调速回路: 液压缸回油路上设置背压阀后，才能承受负值负载。故增加节流调速回路的功率损失。 流经节流阀而发热的油液，还要进入液压缸，对热变形有严格要求的精密设备会产生不利影响。 对同一个节流阀可使液压缸得到比出口节流阀调速回路更低的速度。 对于单出杆液压缸来说，在出口节流阀调速回路中，当负载变为零时，液压缸的背腔压力(有杆腔)，将会升高很大，其值为: 这样对密封不利，在选择液压执行元件和其他元件时要给予充分注意。 出口节流阀调速回路与进口节流阀调速回路的性能相同。 节流阀的进口、出口调速回路结构简单，造价低廉，但效率低，机械特性软，宜用在负载变化不大、低速小功率的场合，如平面磨床、外圆磨床的工作台往复运动系统等。 另外，在液压缸的进、出油路上，也可同时设置节流阀，两个节流阀的开口能联动调节。这就构成了进出口节流阀调速回路。由伺服阀控制的液压伺服系统和有些磨床的液压系统就采用了这种调速回路。 旁路节流阀调速回路 在定量液压泵至液压缸进 油路的分支油路上，接一个节 流阀，构成旁路节流阀调速回 路。改变节流阀的通流截面积， 调节排回油箱的流量 可Δq，T 以间接地控制进入液压缸的流 量可实现对液压缸速度的q，1 调节。 旁路节流阀调速回路调速原理 改变节流阀的通流截面积，调节排回油箱的流量 ，间TΔq接地控制进入液压缸的流量q，便可实现对液压缸速度的调节。 1 在不考虑系统管路压力损失及泄漏情况下， 当液压缸的背压腔压力为零时，液压泵的输出压力，也 2p 是节流阀前后压差 为: 调节节流阀开口面积A,便可实现对液压缸速度的调节。T 当A增大，油缸速度变小，反之亦然。 T 由输出压力公式可看出，在旁路节流阀调速回路中，液压泵的工作压力是随负载变化的。因此，这种回路也被称为变压式节流调速回路。为了防止液压油路过载损坏，可同时并联一个溢流阀，这时它起安全阀的作用。当液压回路正常工作时，安全阀不打开，只有过载时才开启溢流。 旁路节流阀调速回路速度—负载特性 公式和图表明，在节流 旁路节流调速回路液压缸的速度为: 阀通流截面积不变的情况 下，液压缸的速度因负载 增大而明显减小，速度— 负载特性很软。主要原因式中 q — 液压泵的理论流量; l 有两点:一是当负载增大 K — 液压泵的泄漏系数。 l 后，节流阀前后的压差也其它符号意义同前。 增大，从而使通过节流阀依据上式，按不同的A值作图，得一组速T 的流量增加，这样会减少度—负载特性曲线如图所示。 进入液压缸的流量，降低 液压缸的速度;二是当负 载增大后，液压泵出口压 力也增大，从而使液压泵 的内泄漏增加，使液压泵 的实际输出流量减少，液 压缸速度随着减小。当负 载增大到某一数值时，液 压缸停止不动。而且，节旁路节流阀式节流调速回路速度―负载特性 流阀通流截面积越大(即 液压缸速度越小)，液压 缸停止运动的负载力就越 小。因此，在旁路节流阀 式节流调速回路中，当节 流阀开口大时(即低速 时)，承载能力很差。这 样，为了在低速下驱动足 够大的负载，必须减小节 流阀的通流截面积，结果， 使这种调速回路的调速范 围变小。 旁路节流阀调速回路功率特性 在不考虑管路压力损失及其泄漏的情况下，对 由此可知旁路节 旁路节流阀调速回路的功率特性分析如下: 流阀调速回路的功 液压泵输出功率 当负载不变时为: P率损失只有一项，即p ，而节流损失p 1T Δq 有效功率没有溢流损失。因P为: 1 此，与进口和出口节 流调速阀回路相比， 损失功率为: PΔ旁路节流阀调速回 路的效率比较高。由 于在该回路中液压 回路效率为: ηc 泵的输出压力与负 载相适应，没有多余 的压力损失，因此， 在高速和变载的情 况下效率更高，从回 路效率公式也可以 看出这一点。 这种调速回路的 调速范围不仅与节 流阀的调速范围有 关，而且还与负载、 液压泵的泄漏有关。 因此其数值要比进 口、出口节流阀调速 回路的调速范围要 小。 调速阀节流调速回路 进口、出口和旁路节流阀调速回路当负载变化时，要引起节流阀前后工作压差的变化。对于开口量一定的节流阀来说，当工作压差变化时，通过其流量必然变化，这就导致了液压执行元件运动速度的变化。因此可以说，上述三种节流阀调速回路速度平稳性差的根本原因是采用了节流阀。 用调速阀代替节流阀节流调速回路中的节流阀，便构成了进口、出口和旁路调速阀调速回路。因为只要调速阀的工作压差超过它的最小压差值(一般为0.4,0.5MPa)，进、出口调速阀调速回路通过调速阀的流量便不随压差而变化，所以回路的速度-负载特性大大改善。 由调速阀组成的进口节流调 速回路和出口节流调速回路的速 进、出口调速阀节流调速回路速度—负载特性度—负载特性如图所示。当液压缸 的负载在之间变化时，其速0F,A 度不会随之变化。当负载大于FA 时，由于调速阀的工作压差已小于 调速阀正常工作的最小压差，其输 出特性与节流阀调速回路相同。因 此，其速度随负载的增大而减小， 当负载增大到时，液压缸停止运FB 动( )。 F= pAB p1 由调速阀构成的进口和出口 节流调速回路的其它特性与相应 的节流阀进口和出口节流调速回 路类同。 容积调速回路 节流调速回路由于存在着节流损失和溢流损失，回路效率低，发热量大，因此，只用于小功率调速系统。在大功率调速系统中，多采用回路效率高的容积式调速回路。在容积调速回路中，根据油路的循环方式不同可分为开始回路和闭式回路。 开式 容积式调速回路是通过改变变量泵或变量 马达排量来调节执行元件的运动速度。在容 闭式 积式调速回路中，液压泵输出的液压油全部 直接进入液压缸或液压马达，无溢流损失和变量泵— 节流损失。而且，液压泵的工作压力随负载定量马达 的变化而变化，因此，这种调速回路效率高， 定量泵—发热量少。容积调速回路多用于工程机械、 变量马达 矿山机械、农业机械和大型机床等大功率的 调速系统中。 变量泵— 变量马达 按液压执行元件的不同，容积调速回路可 分为泵―缸和泵―马达两类容积调速回路。 按油液的循环方式不同，液压回路可分为 开式和闭式，绝大部分部分容积调速回路的 油液循环采用闭式循环方式。 泵—缸开式容积调速回路 泵-缸容积调速开式回路由变量泵、液压缸和起安全作用的溢流阀组成。通过改变液压泵的排量 ，可调节液压缸的运动速度, 。 Vp 式中 —泵的转速; np —泵的容积效率; ηvp —泵的泄漏系数; kl 。 当变量泵的排量v变大时，液压缸运动速度v加快;排量v变小pp 时，液压缸运动速度v减慢。 速度—负载特性 液压泵工作压力 随负载F正比变化。 由于变量泵的 泄漏系数 存在， kl 当负载增大时，液 压缸的速度按线v 性规律下降。这样， 当液压泵以小排量 (低速)工作时， 回路的承载能力变 差。 负载对速度影 响大小可用回路速 度刚性表示。 kv 速度刚性 回路的速度刚性为: 泵—缸容积调速回路的速度刚性只与回路自身参数 和有关，不受负载Ak1l F和速度v大小等工作参数的影响(这与节流阀调速回路不同)。增大液压缸的 有效工作面积和减小泵的泄漏系数均可提高回路的速度刚性。A1k l 泵—缸闭式容积调速回路 泵—缸容积调速闭式循环的泵―缸式容积调速回路中，液压缸由双向变量泵7供油驱动，泵―缸之间组成闭式循环回路。改变泵的排量可调节液压缸的速度，改变泵的输出方向，可使液压缸运动换向。该回路设有补油和运动换向装置。当机动换向阀3和液动换向阀4处于图示位置时，变量泵的油口c为压油口，液压缸活塞向右运行。补油泵1输出的低压油经机动换向阀和液动换向阀的右位，向变量泵的吸油口d补油。当机动换向阀变换位置使左位接入系统时，补油泵输出的压力油一方面使液动换向阀的左位接入系统，同时作用在变量泵的控制液压缸a上，使变量泵改变输油方向，这时，d为压油口，c为吸油口;另一方面经液动换向阀的左位向变量泵的吸油口c补油。溢流阀2用来调节补油泵的工作压力(也就是液压缸 回油腔和变量泵吸油口压力)，同时，将补油泵输出的多余油液溢回油箱。变量泵只在换 向过程中经单向阀5或9从油箱中吸油。两个安全阀6和8用以限定回路在每个方向的最 高压力，起过载保护作用。 该闭式循环泵―缸容积调速回路的工作特性与开式循环回路完全相同。 变量泵—定量马达容积调速回路 变量泵―定量马达容积调速 回路由补油泵1、溢流阀2、单 向阀3、变量泵4、安全阀5和 定量马达6等组成。改变变量泵 的排量 ，即可以调节定量马Vp 达的转速。安全阀用来限定 nm 回路的最高压力，起过载保护作 用。补油泵用以补充由泄漏等因 素造成的变量泵吸油流量的不 足部分。溢流阀调定补油泵的输 出压力，并将其多余的流量溢回油箱。 变量泵—定量马达容积调速回路特性 、 — 液压nn p M 泵和液压马达的转 速; — 液压V V、pM 泵和液压马达的排 量; — 液压泵和 k l 液压马达泄漏系数之 和; — 液压马达 TM 负载转矩。 该回路的最大输 出转矩不受变量泵排 量 的影响，而且与Vp 调速无关，在高速和 低速时回路输出的最 大转矩相同，并且是 个恒定值，因此它是 恒转矩调速回路。 回路的速度刚性 表示了负载转矩对速 度的影响。从公式看 出增大和减小vkml 都可以提高速度刚 性。 回路的工作压力由负载转矩决定。因此，当负载转矩大时，回路的工作压力自动增大，负载转矩小时，回路的工作压力自动减小。 由于变量泵和液压马达的泄漏量，使马达转速随着负载转矩的增大而减小。当泵的排量 很小时， Vp 负载转矩小，马达就停止转动，这说明泵在小排量时(低转速)回路承载能力差。 变量泵―定量马达容积调速回路的调速范围可达40左右。当回路中的液压泵和液压马达都能双向作用时，马达可以实现平稳反向。这种回路在小型内燃机车、液 压起重机、船用绞车等处的有关装置上都得到了应用。 定量泵—变量马达容积调速回路 定量泵和变量马达及补油 装置等组成了定量泵—变量 马达容积调速回路。 回路工作压力由负载转矩 决定，即溢流阀起安全保护作 用。 定量泵—变量马达容积调速回路特性 、 液压泵和液 nn—pM 压马达的转速; 、— 液压泵和VVpM 液压马达的排量; — 液压泵和液压马kl 达泄漏系数之和; — 液压马达负载TM 转矩。 在正常工作条件下，回路的输出转矩与负载转矩相等，工作压力由负载转矩 决定。回路能输出的最大转 矩受安全阀调定压力限定，并且与马达排量成正比。 回路为恒功率调速回路。输出最大功率由安全阀限定。定量泵―变量马达式容积调速回路，输出功率能 力与调速参数无关。即 VM 回路能输出功率是恒定的，不受转速高低的影响。 说明这种调速回路的速度刚性也是与马达排量 VM的平方成正比。因此，当高 速(较小)时，回路的V M 速度刚性很低，运动平稳性差。 由于液压泵和液压马达存在着泄漏和摩擦等损 = 0处附近，，失，在nV M M ，也都等于零。 TPMM 这种调速回路的调速范围很小，一般不大于。3这是因为过小地调节液压马达的排量，使其输出 转矩 将降至很小值，甚 至带不动负载，使高转速受到限制;而低转速又由于马达及泵泄漏使其在低转速时承载能力差，故其转速不能太小。 这种调速回路的应用不如变量泵―定量马达容积调速回路广泛。在造纸、纺织等行业的卷曲装置中得到了应用，它能使卷件在不 断加大直径的情况下，基本上保持被卷材料的线速度 和拉力恒定不变。 变量泵—变量马达容积调速回路 回路由变量泵、变量马达、 安全阀和补油装置等组成。 实际该回路是变量泵—定量 马达和定量泵—变量马达回路的 组合。 变量泵—变量马达容积调速回路特性 变量泵―变量马达容积调速回路中马达转速的调节可分成低速和高速两段进行。在低速段，使变量马达的排量最大，通过调节变量泵的排量来改变马达的转速。所以，这一速度段具有变量泵―定量马达式容积调速回路的工作特性。在高速段，将变量泵的排量调至最大后，改变液压马达的排量来调节马达转速。所以，这一速度段具有定量泵―变量马达式容积调速回路的工作特性。 这种回路的调速范围是变量泵的调节范围 与变量马达调Rp 节范围 之积。 RM 这种回路适宜于大功率液压系统，如港口起重运输机械、 矿山采掘机械等。 容积节流调速回路 容积节流调速回路是采用压限压式变量泵—调速阀式容力补偿型变量泵供油，通过对节积节流调速回路 流元件的调整来改变流入或流 出液压执行元件的流量来调节 其速度;而液压泵输出的流量自 动地与液压执行元件所需流量 相适应。这种回路虽然有节流损稳流量泵—节流阀式容积调失，但没有溢流损失，其效率虽速回路 不如容积调速回路，但比节流调 速回路高。其运动平稳性与调速 阀调速回路相同，比容积调速回 路好。 限压式变量泵—调速阀容积节流调速回路 限压式变量叶片泵―调速阀式容积节流调速回路由限压式变量叶片泵、调速阀和液压缸等主要元件组成。调速阀安装在进油路或回油路上。液压缸的运动速度由调速阀控制，变量泵输出的流量与进入液压缸的流量 相适应。其工作原理是:在节流阀通流截面积 qqATp1 调定后，通过调速阀的流量 是恒定不变的。因此，当,时，泵的出口qqq1p1压力上升，通过压力反馈作用(见限压式变量叶片泵工作原理)，使限压式变量叶片泵的流量自动减小到??? ;反之，当, , 时，限压式变qqqq p1p1量泵的出口压力下降，压力反馈作用又会使其流量自动增大到???。qq p1 调速阀在这里的作用不仅使进入液压缸的流量保持恒定，而且还使泵的输出流量恒定并与液压缸所需要的流量相匹配。这样，泵的供油压力基本恒定不变，故又称为定压式容积节流调速回路。 限压式泵—调速阀容积节流调速回路特性 液压缸工作腔压力的正常工作范围是: 是为保证 式中，,pmin 调速阀正常工作的最小压差，一般它为0.5MPa左右。 当p=p时，回路1 1max 中的节流损失最小;p 越1小，节流损失越大。当液压缸回油腔(背腔)压力p=0 时，回路的效率为: 2 当 时，回路的效率为: 稳流量泵—节流阀容积节流调速回路 稳流量泵―节流阀容 积节流调速回路由稳流 量变量叶片泵1、节流阀 2、安全阀3和液压缸等 基本元件组成。稳流量 泵的定子左右侧各有一 控制缸，左侧缸柱塞面 积与右侧缸活塞杆 Ap1 的面积相等。节流阀的 进油口与左侧缸、右侧 缸的有杆腔相通;节流 阀的出口与右侧缸的无杆腔相通。右侧缸无杆腔的面积为，Ap 2 由压力压缩弹簧产生的推力可使定子左移，增加偏心距，1p和Re 从而使液压泵的排量增大。左侧缸及右侧缸有杆腔压力产生的p p 推力，可使定子右移，减小偏心距e，来使液压泵的排量减小。 回路分析回路特性 回路分析该回路中液压缸的速度通过改变节流阀通流截面积来控制进入液AT 压缸的流量进行调节。当 调定后，液压泵输出流量就自动地与通过节qAq1Tp流阀的流量相匹配。若某时刻,，泵出口压力升高，则控制缸作用在 qqqp1p1p 定子左侧的推力大于右侧的推力，定子右移，使泵的排量减小，直至=。反qqp1 之，当, 时，减小，定子左移，使泵的排量增大，直到=。由此可 qqpqqp1pp1 见，在=的过程中是它一个自动调节过程。在这个自动调节过程中，为了防qqp1 止控制缸左右振动，在控制油路中设有阻尼孔，用以增加控制系统的阻尼，提a 高稳定性。 在这种回路中，当节流阀开口量调定后，输入液压缸的流量基本不受负q1载变化的影响而保持恒定。这是因为稳流量泵的控制回路能保证节流阀的工作压差不变，并且具有自动补偿泄漏的功能。依据控制缸对定子作用力的静态平衡方 为: 程可以导出节流阀工作压差Δp 节流阀的工作压差决定。由于该弹簧刚度较低，工由弹簧R的推力Δp FTs 作中压缩量变化又很小，所以基本恒定，使节流阀的工作压差不受负载变化Fs 的影响，具有调速阀的功能。其自动调节的过程是:当负载力变大使 增大时，p1在泵的排量及输出压力 未变的瞬间，由于节流阀的工作压差减小，可能会使pp 通过节流阀的流量减小;但是，在 增大的同时，控制缸右腔的压力也增大，qp11 推动定子左移，增大泵的排量使 随之增大，维持 基本不变。在这一自Δp ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt 动调节过程中，泵所增加的理论流量，正好补偿了由于 提高所增加的内泄漏pp 量，因此泵的输出流量基本未变。反之，当负载变小从而使 减小时，控制Fp1缸右腔的压力也减小，则定子右移，使排量减小，导致 减小，维持 不变。ΔpppT在这个调节过程中，泵减小的理论流量与 降低所减少的泄漏量相当。因此，pp 泵输出的流量基本不变。 回路特性这种回路的速度刚性、运动平稳性和承载能力都和限压式变量叶片泵―调速阀容积节流调速回路相当。它的调速范围也只取决于节流阀的调速范围。该回路中液压泵的输出压力跟随负载变化，因此，又称它为变压式容积节流调速回路。为了防止回路过载，在阻尼孔a前并联一节流阀起安全保护作用。 当液压缸回油腔压力为零时，回路效率为: 这种回路只有节流损失，无溢流损失。而且，由于泵的输出压力随负载的变化而增减，节流阀工作压差不变，故在变载情况下，节流损失比限压式变量叶片泵―调速阀容积节流调速回路小得多，因此，回路效率高，发热少。 这种回路宜用于负载变化大，速度较低的中、小功率场合，如某些组合机床的进给系统。 快速回路 执行机构在一个工作循环的 不同阶段要求有不同的运动速度液压缸差动连接的快速回路 和承受不同的负载。在空行程阶液压蓄能器辅助供油快速回 段其速度较高负载较小。采用快路 速回路，可以在尽量减少液压泵双液压泵供油的快速回路 流量的情况下使执行元件获得快气缸快速往复运动回路 速。 液压缸差动连接的快速回路 该差动回路是利用 差动液压缸的差动连 接来实现的。当二位三 通电磁换向阀处于右 位时，液压缸呈差动连 接，液压泵输出的油液 和液压缸小腔返回的 油液合流，进入液压缸 的大腔，实现活塞的快 速运动。当活塞两端有 效面积比为2:1时，快 进速度将是非差动连 接时的2倍，既油泵供 油量可减少一半。 蓄能器供油的快速运动回路 用液压蓄能器辅助供油快速回路中，采用液压蓄能器使液压缸快速运动。当换向阀处于左位或右位时，液压泵和液压蓄能器同时向液压缸供油，实现快速运动。当换向阀处于中位时，液压缸停止工作，液压泵经单向阀向液压蓄能器供油，随着液压蓄能器内油量的增加，液压蓄能器的压力升高到液控顺序阀的调定压力时，液压泵卸 荷。 这种回路适用于短时间内需 要大流量的场合，并可用小流量的液压泵使液压缸获得较大的运动速度，需注意的是在液压缸的一个工作循环内，须有足够的停歇时间使液压蓄能器充液。 双液压泵供油的快速运动回路 在左图中，低压大流量液压泵1和高压小流量液压泵2并联，它们同时向系统供油时可实现液压缸的快速运动;进入工作行程时，系统压力升高，液控顺序阀(卸荷阀)打开使大流量液压泵卸荷，仅由小流量液压泵向系统供油，液压缸的运动变 为慢进工作行程。 气缸快速往复运动回路 在左图的回路中，采用快速排气阀来实现气缸 的快速运动，气缸排气不通过二位五通换向阀而 快速排出，从而加快气缸的运动速度。 速度换接回路 速度换接回路 可使执行元件在一个工作循环中，从一种运 动速度变换到另一种运动速度。 行程阀控制的快慢速换接回路 行程开关控制的快慢速换接气 压回路 两个调速阀并联 两个调速阀串联 行程阀控制的快慢速换接回路 在用行程阀来控制的快慢速换接回 路中，活塞杆上的挡块未压下行程阀 时，液压缸右腔的油液经行程阀回油 箱，活塞快速运动。当挡块压下行程阀 时，液压缸回油经节流阀回油箱，活塞 转为慢速工进。 此换接过程比较平稳，换接点的位置 精度高，但行程阀的安装位置不能任意 布置。 行程开关控制的快慢速换接回路 用行程开关来控制 的快慢速换接气压回 路中，当 挡块压下行 程开关时，发出信号， 使二位二通电磁阀转 为右位工作，改变排气 通路，从而使气缸速度 由快速转为慢速。 调速阀并联的速度换接回路 在两个调速阀并联实现两种进给速度的换接回路中，两调速阀由二位三通换向阀换接，它们各自独立调节流量，互不影响，一个调速阀工作时，另一个调速阀没有油液通过。在速度换接过程中，由于原来没工作的调速阀中的减压阀处于最大开口位置，速度换接时大量油液通过该阀，将使执行元件突然前 冲，一般用于速度预选的场合。 调速阀串联的速度换接回路 用两调速阀串联的方法来实现两种不同速度的换接回路中，两调速阀由二位三通换向阀换接，但后接入的调速阀的开口要小，否则，换接后得不到所需要的速度，起不到换接作用，该回路的速度换接平稳性比调速阀并联的速度换接回路好。