液压调速回路-PPT课件

第六章液压基本回路第二节速度控制回路一调速回路前节回顾调压回路：限制最高工作压力卸载回路：压力控制回路：任何液压回路必须需要的是:平衡回路使用条件立式油缸匀速下降液压基本控制回路1压力控制回路2速度控制回路3方向控制回路4多执行元件控制回路速度换接回路调速回路快速回路本节主要内容2进油节流调速回路3回油节流调速回路4旁路节流调速回路1调速回路分类速度负载特性最大承载能力重点赖祖亮@小木虫调速原理液压缸液压马达调节进入液压缸的流量q调节q或者Vn=q/vmv=q/AFF增加支路调速方法调速方法1增加支路2改变马达或者泵的排量节流调速容积调速3两者兼之容积节流调速回路定量泵节流调速容积调速容积节流调速进油节流调速回油节流调速旁路节流调速定量泵—变量马达变量泵—定量马达变量泵—变量马达限压式泵与调速阀差压式泵与节流阀分类一、定量泵节流调速回路F1Qo2Qo如图所示是否可以调速？溢流阀作用？增加支路---溢流阀压力补偿恒压溢流一、定量泵节流调速回路进油节流调速回路将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。回油节流调速回路将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。旁路节流调速回路将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。一、定量泵节流调速回路节流阀进口节流调速回路工作特性分析1）速度负载特性2）最大承载能力应用1、进油节流调速回路PyTF1q2qo已知：溢流阀调整压力节流阀面积液压缸有效作用面积负载、液压泵的流量设：有杆腔压力为P1无杆腔压力为P2泵的出口压力Pp，流量qp进入无杆腔的流量q1qpoPp1p1Aoq＝KA△pm1、进油节流调速回路q＝KA△pmq1=KATΔp1/2=KAT(pp-F/A1)1/2速度负载特性方程活塞受力平衡方程节流阀压力流量方程p1A1=FV=q1/A1=KAT(pp-F/A1)1/2/A1最大承载能力F=A1ppPyTF1q2qoqpoPp1p1Ao1、进油节流调速回路PyTF1q2qoqpoPp1p1Aoq＝KA△pm速度负载特性方程V=q1/A1=KAT(pp-F/A1)1/2/A1最大承载能力F=A1ppp1=ppq1=0△p=01、进油节流调速回路V=q1/A1=KAT(pp-F/A1)1/2/A1最大承载能力F=A1pp与节流阀面积有无关系？PyTF1q2qoqpoPp1p1Ao1、进油节流调速回路最大承载能力Fmax=ppA1。调节AT：无级调速v与AT成正比。流量增加负载不变AT增加速度增加PyTF1q2qoqpoPp1p1Ao1、进油节流调速回路负载增加压差为零速度减小最大负载p1=pp流量为零速度为零最大承载能力Fmax=ppA1。PyTF1q2qoqpoPp1p1AoAppvFpLΔpA缸在进口节流调速回路中，溢流阀正常溢流，不考虑溢流阀的调压偏差，溢流阀的调定压力试分析：1）液压缸大腔最高工作压力2）求活塞运动速度3）负载增加时，节流阀进出口压力如何变化例题1MPapy2，，min/10Lqp62.0dC2102.0cmAT3/900mkg应用：自动换向例题2快进—工进—快退压力继电器作用：工进转换为快退？例题2快进—工进—快退压力继电器作用：工进转换为快退。思考：是否可以实现顺序动作？2、回油节流调速回路PyTF1q2qoqpoPp1p1AoppA1=p2A2+F活塞受力平衡方程节流阀压力流量方程速度负载特性方程q2=KATp21/2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2V=q2/A2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A22p最大承载能力Fmax=ppA1。2、回油节流调速回路PyTF1q2qoqpoPp1p1AoV=q2/A2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A22p最大承载能力Fmax=ppA1。2、回油节流调速回路PyTF1q2qoqpoPp1p1AoV=q2/A2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A22p调节AT：无级调速v与AT成正比。流量增加负载不变AT增加速度增加2、回油节流调速回路PyTF1q2qoqpoPp1p1AoV=q2/A2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A22p负载增加压差为零速度减小最大负载p2=0流量为零速度为零例题1.已知:缸径D=100mm;活塞杆直径d=70mm;负载F=25KN。试问：1〉欲使节流阀前、后压差为，溢流阀的压力应调到多少？2〉上述调节压力不变，当负载F降为15KN时，节流阀前后的压差为何值3〉当节流阀的最小稳定流量为50mL/min，缸的最低稳定速度是多少？解：当F=0时，所以比高;当F=20KN时由得所以速度增加了107.48/cm/min例2：在图示的回路中,已知：；；溢流阀调定压力；当负载F=20KN时，用节流阀调定的速度v=30cm/min。问负载F=0时，比高多少？液压缸速度增加多少（cm/min）？思考题下图所示的液压回路，已知液压缸两腔面积为A1=100cm2，A2=50cm2，调速阀最小压差p=0.5MPa，当负载F从0变化到30000N时，活塞向右运动的速度稳定不变。试求：1）溢流阀最小调整压力pY；2）负载时，泵的工作压力pp及液压缸回油腔压力p2。ppp2pYFA1A22.1速度刚性Kv=-dF/dv=-1/tgθ=2(ppA1-FL)/vAT不变，负载变化所引起速度变化的程度。速度刚性它表示负载变化时回路阻抗速度变化的能力。2.2进回油节流调速回路功率特性pppPpq常量Ppq111液压泵的输出功率Pp为：液压缸的输入功率，也就是回路的有效功率P1为输入功率输出功率总效率1）承受负值负载能力2）实现压力控制的方便性3）最低稳定速度2.3进、回油节流调速回路的不同之处回油节流调速回路回油腔有一定背压，故液压缸能承受负值负载，且运动速度比较平稳。而进油路则需在回油路上增加背压阀方可承受进、回油节流调速回路的不同之处承受负值负载能力进油节流调速回路容易实现压力控制。回油路调速在上述工况时，进油腔压力变化很小，无法控压，而回油腔p↓0，可降压发讯，但电路复杂。实现压力控制的方便性无杆腔进油量大于有杆腔回油流在缸径、缸速相同情况下，进油节流调速回路流量阀开口较大，低速时不易堵塞进、回油节流调速回路的不同之处最低稳定速度结论为了提高回路的综合性能，一般采用进油节流调速回路，并在回油路上加背压阀。3、旁路节流调速回路溢流阀的作用：安全阀变压式节流调速回路p11FppA3.1旁路节流速度负载特性负载增加AT不变P1增加节流阀流量增加刚性小液压油缸速度减小q=KATp11/23.1旁路节流速度负载特性负载增加AT不变P1增加节流阀流量增加液压油缸速度为零流量从节流阀走q=KATp11/23.1旁路节流速度负载特性承载能力？ATAT增加P1减小承载能力减小q=KATp11/23.3旁路节流回路总结溢流阀关闭，起安全阀作用。速度受负载变化的影响大AT越大，Fmax越小，回路的调速范围受到限制。只有节流功率损失，无溢流功率损失，回路效率较高。3.4旁路节流特点速度刚性低。这种回路只能用于负载较大、速度较高，但对速度稳定性要求不高的场合或者用于负载变化不大的情况。液压泵的泄漏也对速度稳定性有直接影响，泄漏系数越大，速度刚性越低。4、节流调速回路功率特性进回油节流调速回路既有溢流损失，又有节流损失这种回路适用于低速、小负载、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率场合。回路的功率损失ΔP为pp11p1pT1pT1()()Ppqpqpqqppqpqpq损失构成溢流阀：溢流损失节流阀：节流损失5改善节流调速负载特性的回路调速阀代替节流阀，回路的负载特性将大为提高。调速阀可以装在回路的进油、回油或旁路上。流量稳定旁通型调速阀只能用于进油节流调速回路中。例题1min/10LqpMPapy262.0dC2102.0cmAT2201.0cmAT3/900mkg1.在所示液压回路中，若液压泵输出流量，溢流阀的调定压力，两个薄壁式节流阀的流量系数都是，开口面积，，油液密度在不考虑溢流阀的调压偏差时，求：1.液压缸大腔的最高工作压力；总结溢流阀打开、负载小于最大承载能力回路正常调速的条件速度与节流阀面积、负载的关系作业p183，6-7二、容积调速回路调速回路分为开式回路和闭式回路两种。开式回路：泵从油箱吸油后向执行元件供油，执行元件的回油仍返回油箱。特点：散热好，易受污染闭式回路：执行元件的回油直接与泵的吸油腔相连，特点：效率高，油液的散热条件差。二、容积调速回路在实际应用中：节流调速多采用开式系统容积调速多采用闭式系统容积调速特点：没有节流损失和溢流损失，液压泵的工作压力随负载的变化而变化，回路效率高应用：多用于工程机械、矿上机械、农业机械和大型机床等大功率调速系统容积调速原理：改变液压泵和液压马达的排量液压泵和液压马达（或液压缸）的组合形式，容积调速回路可分为三种基本形式：变量泵-定量马达（或液压缸）组成的容积调速回路；定量泵-变量马达组成的容积调速回路；变量泵-变量马达组成的容积调速回路。二、容积调速回路泵-缸式容积调速回路1、变量泵-液压缸组成的开式容积调速回路。二、容积调速回路2、变量泵—定量马达闭式调速回路MPPMVVnn2MMpVT3、定量泵-变量马达2MMpVTMPPMVVnn在低速段，先将马达排量调至最大，用变量泵调速，（恒转矩调节）。高速段，泵为最大排量，用变量马达调速，（恒功率调节）。2MMpVTMPPMVVnn4、变量泵-变量马达538746VariablePump&FixedMotorCASEDRAINRESERVOIR&COOLERCHARGEPUMP–RelievetoCaseFILTER–Inlet(SuctionSide)MANUALCONTROLLERReliefValvesReliefValveSettingsareDictatedbyApplicationCROSSPORTRELIEFVALVESINTEGRALSHUTTLEVALVEToCaseCIRCUITOPERATIONCasePressureHighPressureChargePressureControlFlowInletOilToCase变量泵-变量马达hotoilshuttlex-linereliefvalvesPumpchargeReliefvalveMotorchargereliefvalveCLOSEDCIRCUITINTERNALPRESSUREOVERRIDE–SeriesTwoHeavyDuty三、容积节流调速回路原理：容积节流调速回路是利用变量泵和调速阀的组合来调节执行元件的速度。特点：变量泵的供油量能自动接受流量阀调节并与之吻合，无溢流损失，效率高。因此适用于要求速度稳定、效率高的液压系统1、限压式变量泵与调速阀ppp1p2构成限压式变量泵1，调速阀2特点阀口关小，速度减小阀口增加，速度增加1、限压式变量泵与调速阀ppp1p2思考阀口关小，流量如何变化？泵输出流量减小阀口关小，泵排量减小限压式变量泵1、限压式变量泵与调速阀变量泵的输出流量qp和缸所需的流量q1能自适应。ppp1p2结论1、限压式变量泵与调速阀ppp1p2快进不调速：速度最快不调速：泵输出流量增加快退调速：速度减慢工进1、限压式变量泵与调速阀ppp1p2思考继电器的作用工进结束后，液压缸实现快退。1、限压式变量泵与调速阀本回路的pP为一定值，称定压式容积节流调速回路。若负载变化大时，节流损失大用于低速、轻载时间较长且变载的场合时，效率很低。故本回路多用于机床进给系统中。2、差压式变量泵和节流阀的调速回路这种回路不但变量泵的流量与节流阀确定的液压缸所需流量相适