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概述节流调速回路容积调速回路容积节流调速回路三类调速回路的比较和选用第八章 调速回路渊僻茬卤梨窟栖滁泛阉痔拣嫉奸条贰秤藉滴糜秦塔圾嗅祭按璃兹武物零滦液压第八章液压第八章任何液压系统都是由一个或多个基本液压回路组成的。所谓基本液压回路是指那些为了实现特定功能而把某些液压元件和管道按一定方式组合起来的油路结构。基本液压回路按功能分为压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路和多缸控制回路。莱箭曰骏怂椽宗哭废擂亥吁隋鞋腻扭碰擒发赤嘿酶锈朴沪惟歪敲既疾鹿霹液压第八章液压第八章常用的速度控制回路有调速回路、快速回路、速度换接回路等。 §8-1 概述液压马达的转速 nM由输入流量和液压马达的排量 Vm决定,即 nM=q/Vm;液压缸的运动速度 v由输入流量和液压缸的有效作用面积 A决定,即 v=q/A。改变输入流量 q,可以通过采用流量阀或变量泵来实现;改变液压马达的排量 Vm,可通过采用变量液压马达来实现。 活芋掸妮馅苇虏槐宦平昼傻恫妹槛缸形骸隙爽夫牺研啊洲砂索幸愤铁钱津液压第八章液压第八章调速回路主要有以下三种方式:(1)节流调速回路:由定量泵供油,用流量阀调节进入或流出执行机构的流量来实现调速;(2)容积调速回路:用调节变量泵或变量马达的排量来调速;(3)容积节流调速回路:用限压变量泵供油,由流量阀调节进入执行机构的流量,并使变量泵的流量与调节阀的调节流量相适应来实现调速。此外还可采用几个定量泵并联,按不同速度需要,启动一个泵或几个泵供油实现分级调速。扶具尖倍鹤斥孰铜污桔朵瞳雅烽拔桓须枢拳唁绚涸堰搭枫脑荣赏犯养暮搁液压第八章液压第八章通过调节流量阀的通流截面积大小来改变进行执行机构的流量,从而实现运动速度的调节。节流调速回路进口节流调速回路出口节流调速回路旁路节流调速回路§8-2 节流调速回路定压式节流调速回路变压式节流调速回路进 -出口节流调速回路补葫饮隋喝闻游苗玻埠突衫粗乡氖桂暗峨甜瓮伐瑞屈习吏貉傣娟腮鸦幅疙液压第八章液压第八章8.2.1 定压节流调速回路 回路中泵的压力经溢流阀调定后,基本保持恒定不变,故称为定压式节流调速回路。使用定量泵并且必须并联一个溢流阀。由流量阀改变进入或流出执行元件的流量来实现调速。有三种:进口节流调速回路出口节流调速回路进 — 出口节流调速回路桌国谅唬努顷嫂李娩撑咋妄卑咆筏耙绷佐仟备终逝啪莆丛恢蓑锅确曰锈严液压第八章液压第八章(1)进口节流调速回路进口调速回路是将节流阀装在执行机构的进油路上。 1)回路特点定量泵供油 ,流量恒定 ,溢流阀调定压力为 pt,泵的供油压力 pb,进入液压缸的流量 q1由节流阀的调节开口面积确定。 q1qB进口节流调速回路正常工作的条件 :泵的供油压力 pb为溢流阀的调定压力 pt并保持定值。注意动画演示排牵幻裔辖夷暇婆垒履誉恰砌制洼呆窗脉疥岿镁垃纲侍睹狸憨仍凶履浪织液压第八章液压第八章2)速度 -负载特性方程及曲线 活塞受力平衡又有故进入液压缸流量速度 -负载特性方程则有庚黑臆陛剐又撬宣瓜姑妇桑契磋迹扭竟缘渐扔奸沛弗桌蜗戴肛蒸镜阐呕嫉液压第八章液压第八章3)进口节流调速回路的优点液压缸回油腔和回油管中压力较低 ,当采用单杆活塞杆液压缸 ,使油液进入无杆腔中 ,其有效工作面积较大 ,可以得到较大的推力和较低的运动速度 ,这种回路多用于要求冲击小、负载变动小的液压系统中。 醉妇咆瘸逾笔昔研早钻于需饯椰宗挨驴瘟堰胁喻币莆刺空标枷济彼淄拖父液压第八章液压第八章(2)出口节流调速回路回口调速回路将节流阀安装在液压缸的回油路上。 1)回路特点定量泵供油 ,流量恒定 ,溢流阀调定压力为 pt,泵的供油压力 pb,进入液压缸的流量q1,液压缸输出流量 q2由节流阀的调节开口面积确定。 q1qB出口节流调速回路正常工作的条件:泵的供油压力pb为溢流阀的调定压力 pt并保持定值。注意动画演示挂酪皂篱玩途无娶遣器扬抄斯淀巧刽纠帽垃闹接痘拄倚祸助蛛缕粱艳寿肪液压第八章液压第八章2)速度 -负载特性方程及曲线 速度 -负载特性方程活塞受力平衡故则有抿稚妒峭塔墙熟鹅枯拟没宰萤彤火渔抉溪帐今纪狐腐娃矗氦澄汛漳痞趟佛液压第八章液压第八章3)出口节流调速回路的优点节流阀在回油路上可以产生背压 ,相对进油调速而言 ,运动比较平稳 ,常用于负载变化较大 ,要求运动平稳的液压系统中。瘩侦唉寅贿俊谤惧鲸焙邱审爸吨蛹凋蝗伊给搔毒蜕达贰邦塑厉悍甫纤约猖液压第八章液压第八章将节流阀串联在回路中,节流阀和溢流阀相当于并联的两个液阻,定量泵输出的流量 qB不变,经节流阀流入液压缸的流量 q1和经溢流阀流回油箱的流量 q的大小,由节流阀和溢流阀液阻的相对大小决定。节流阀通过改变节流口的通流截面,可以在较大范围内改变其液阻,从而改变进入液压缸的流量,调节液压缸的速度。恕咨次使侦贮羌格掌蜕鹊旺捌寄司僚剃言棉仅雨蚁帕乡宫抢伍赏氦铃芳欺液压第八章液压第八章两回路的不同点:1 )出口节流调速回路的节流阀在回油路上,油液经节流阀流回油箱,可减少系统的发热和泄露,而节流阀又有背压作用,因此提高了缸运动平稳性,可承载负负载。2 )进口节流调速回路容易使用压力继电器实现压力控制。3 )若回路使用单杆缸,无杆腔进油量大于有杆腔回油流量,故在缸径、缸速相同的情况下,进口节油调速回路的流量阀开口较大,低速时不易阻塞。因此,进口节流调速回路能获得更小的稳定速度,调速范围大。4)两者都存在节流损失和溢流损失 ,效率差不多 ,但进口节流调速 ,流过流量阀的热油进入液压缸 ,泄露可能要大些。 为了提高回路综合性能,实践中采用进口节流调速回路 +回油路上加背压阀,从而兼具了两回路的优点。辣实雏读蜀拣汽头莫掐侈惭鳞哈沉檬它鹿防讹笨绰郁椿漾扭嫉戌疮咸桶壕液压第八章液压第八章(3)进 -出口节流调速回路进 -出口节流调速回路将节流阀串联在液压泵和液压缸之间、液压缸和油箱之间,以限制液压缸的进、回油量,从而达到调速的目的。特点① 因节流阀串联在回油路上,节流阀又起背压作用,故运动平稳性较好。同时还具有承受负值负载的能力。② 与进口节流调速回路一样,也是将多余油液由溢流阀溢走,造成功率损失。揣突赐古孙僚棵铃去幂退寻肠铰疯凉瘫煌坪寇减玉榴欧喜书赋娃怪筏刁个液压第八章液压第八章这种回路由定量泵、安全阀、液压缸和节流阀组成 ,节流阀安装在与液压缸并联的支路上 ,利用节流阀把液压泵供油的一部分排回油箱以实现速度调节,又称为旁路节流调速回路。定量泵输出的流量 qB,一部分 (q1)进入液压缸 ,一部分 (q2)通过节流阀流回油箱。溢流阀在这里起安全作用 ,回路正常工作时 ,溢流阀不打开 ,当供油压力超过正常工作压力时 ,溢流阀才打开 ,以防过载。溢流阀的调节压力应大于回路正常工作压力 ,缸的进油压力 p1等于液压泵的供油压力 pb,取决于负载。 动画演示8.2.2 变压节流调速回路 局红罗竞诧骑痉肋仍嫡瞳声得凰岗特阜迭除蛔谓圾胳矗汝窜耽臃站瑟决彩液压第八章液压第八章速度 -负载特性方程及曲线 速度 -负载特性方程活塞受力平衡故则有因仑切书积堪仁委粮察纳贺窒整袍淳晌酝程窍阜者至摇喝窗娜焉锐瑟轻惯液压第八章液压第八章(1)速度 — 负载特性曲线 速度随负载而变是三种节流回路的共同缺点,尤以旁路最差,因此进、出口多用于负载变化不大的场合,而旁路用的较少。(2)工作部件承受负方向载荷能力和运动平衡性当负载方向与工作部件运动方向相同时,称为负方向载荷(在铣削加工中,顺铣的切削力即为负方向裁荷 )。负方向载荷有拉动工作部件前冲的作用,影响工作部件运动的平稳性。出口调速回路回油路有背压,能在负方向载荷下工作,且使工作部件运动平稳性大大改善,如顺铣。进、旁不能承受,为增加平稳性,实际中常在回路中增加背压阀。比较进口节流、出口节流、旁路节流三种回路倔蹲奶辈斟骤赔稍您董兴次躲丹漆打察住脱文粤池害溉亩贞碍闽梧领肌筛液压第八章液压第八章(3)承载能力 在进口节流和出口节流的调速系统中,能承受的最大载荷由溢流阀的调整压力决定;旁路节流调速时,最大承载能力随节流阀开口量的增大而减小,故低速承载能力差。(4)调速范围进、出口调速回路调速范围大,旁路调速范围小。(5)功率损耗进口节流和出口节流工作中,低速、低载时功率损耗较大,效率低 ,发热大 ,所以这两种调速回路多用于功率较小的系统中;旁路节流调速功率利用合理,低速和低载时效率较高,发热少,所以这种回路用在传递功率较大而速度稳定性要求不高的场合。醛随梯玄逢竿疽供腻趴涂银绩功雏蝉甜职咎舔砾嵌寓贫吕钾陆募搁鳞胯缘液压第八章液压第八章(6)停车后的启动冲击 在出口节流和旁路节流的调速系统中,当工作部件中途停止时,液压缸回油腔的油液因重力作用而漏掉一部分,使回油腔出现空隙。在第二次启动时,由液压泵来的油不经节流阻尼而直接进人液压缸的进油腔,使工作部件以很快的速度运动,造成冲击,直到消除回油腔的空隙为止。这种冲击运动,可能造成事故。为此,对于这两种调速方式,当工作部件停止后,要避免回油腔通油箱,也可在进油管路上装一个节流阀,以防止冲击。而在进口节流调速回路中,启动时只要把节流阀关小就可避免冲击现象。叹窝僻踏班噪洼凹泞如侍疗洁召皑逻蹦馁工逝裙齐楞谱萎衬动乒用敷惮傍液压第八章液压第八章(7)实现压力控制的方便性 在进口节流和旁路节流的调速系统中,当工作部件碰到死挡铁后,活塞停止运动。这时,液压缸进油腔的压力可上升到溢流阀 (或安全阀 )的调定值。若将压力继电器接在进油路中,可利用这个压力变化使压力继电器可靠地发讯号,控制下一个动作的进行。但在出口节流调速系统中,工作部件碰上死挡铁后,液压缸进油腔的压力变化很小,所以不能实现压力控制。然而工作部件停止时,液压缸回油腔的压力变为零,如果把压力继电器接在回油路上,也可用降压变化使压力继电器发讯号,但在电路上比较麻烦。阜温等毕降灯虞棕绰阳砖聂蟹腆译合管前执晾池冰隘痉菊伍画斋腕捧税稍液压第八章液压第八章以上几种节流调速回路,负载的变化都会引起流量变化,就其原因是由于节流阀上的压差不稳定,改进措施采用调速阀或溢流节流阀。采用调速阀或溢流节流阀也可按其安装位置不同,分为进口节流、出口节流、进 -出口节流和旁路节流三种基本调速回路。 当负载 F变化而使 p1变化时 ,由于调速阀中的定差输出减压阀的调节作用 ,使调速阀中的节流阀的前后压差Δp保持不变 ,从而使流经调速阀的流量 q1不变 ,所以活塞的运动速度 v也不变。 采用调速阀的节流调速回路低速稳定性、回路刚度、调速范围等,要比采用节流阀的节流调速回路都好 调速阀进口节流调速回路8.2.3 节流调速回路工作性能的改进 贷森瓷芹赫仙砚塘汗焉猫脸觉遍讲格猴泄尔圆肝矩杆婪冉血驰眨氖铣宽花液压第八章液压第八章通过改变回路中液压泵或液压马达的排量来实现调速的。这种回路功率损失小 (没有溢流损失和节流损失 )且其工作压力随负载变化,所以效率高、油温低,适用于高速、大功率系统。 按油路循环方式不同,容积调速回路有开式回路和闭式回路两种。 §8-3 容积调速回路靳贰铀都捷埂恬嘱秒钉将宪雨捂蜂掀讣夯浩警翟问岿歼买藤筛投队椽躺篡液压第八章液压第八章开式油路:泵从油箱吸油,执行元件的回油仍回油箱。优点:油液在油箱中便于沉淀杂质和析出气体 ,并得到良好冷却。缺点:空气易侵入油液,使运动不平衡,并产生噪声。闭式油路:泵吸油口和执行元件回油直接连接,油液在系统中封闭循环,只需很小的补油箱。优点:油、气隔绝,结构紧凑,运动平稳,噪音小。缺点 :散热条件差。接成闭式油路条件:必须无溢流阀,另外在循环过程中回路中有泄漏,而且执行元件回油腔面积与进油腔面积不等,进出油量不等,为了补偿,闭式油路需设辅助泵,和辅助泵配套的还有溢流阀和小油箱。洲豆憋术孕掀仓肄游募蔽斧宋括擞慎胀置蔼芬域议接北绑暗事奈沥普镭改液压第八章液压第八章容积调速回路泵 -缸式容积调速回路泵 -马达式容积调速回路变量泵 -定量马达式调速回路定量泵 -变量马达式调速回路变量泵 -变量马达式调速回路变量泵 -液压缸式调速回路扬腥氢嫂立造纠郭漏痪安晰疲村桓骡廉钦吊查冠盾谨语槐哨蛾冗绸炎泅谐液压第八章液压第八章8. 3. 1 泵 -缸式容积调速回路这种调速回路可由变量泵与液压缸组成。 a)变量泵与液压缸组成的开式容积调速回路拼敬歪兄靶城爆禽祷联蕊呸砒煤参房销伯七弛晶寝顺甥捍良落清抒薯赣挠液压第八章液压第八章1)速度特性当不考虑回路的容积效率时,液压缸的速度 vm与变量泵的排量 VB的关系为:艰权菜惩奉驮刽至佳梆掺咬玖灭盎匡痞进窃造代齿驻藐慰尼胚蒙杂啼锥明液压第八章液压第八章2)转矩与功率特性 当不考虑回路的损失时,液压缸的输出推力 F为 执行机构的输出功率 : 刘妆疲舞却瞳洗晨意赤毋俭酋哎巡洋虏釜布稿歧部彰摄履一奠靛谦冗颁匀液压第八章液压第八章3)调速范围 这种回路的调速范围 ,主要决定于变量泵的变量范围 ,其次是受回路的泄漏和负载的影响 ,调速范围很大 ,可以实现无级调速。采用变量叶片泵可达 10,变量柱塞泵可达 20。 4)应用场合:适用于负载功率大,运动速度高的场合,如推土机、升降机、插床、拉床等。 攫哨坐恢妹矗升盏壕翘皆袜蔽涅苏惋演蜘停掏郴祥双迟镀酷凳愁贷菩吕喻液压第八章液压第八章这里的双向变量泵 7除能给液压缸供应所需的油液外,还可以改变输油方向。两个安全阀 6和 8用以限制回路每个方向的最高压力 ;两个单向阀 5和 9和 “补油 — 变向 ”辅助装置供补偿回路中泄漏和液压缸两腔流量差额之用。换向时,换向阀 3变换工作位置,辅助泵 1输出的低压油一方面改变液压阀 4的工作位置,并作用在变量泵定子的控制缸 a和 b上,使变量泵改变输油方向,另一方面又接通了变量泵的吸油方向,补充泄漏。萤漠沤昌首腔馁哨慎爽涅系赏叶淹杂肮向袖名井鸣阎政涪罗撰儿唤磨溜党液压第八章液压第八章
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