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1、液压传动 李杞超 刁 襟 痞 跺 广 锤 签 更 缝 赠 潍 悉 闷 瘸 族 稽 宅 钟 面 寒 灭 褐 涧 舒 倾 萌 腊 廷 辰 堪 聋 臀 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 2/19 在液压系统中，速度控制回路是液压系统的核心， 其工作性能的优劣，对系统起着决定性的作用。 分类：按原理可分为以下几种： 节流调速回路 容积调速 容积节流调速 要求： 调速范围对最大和最小速度的要求 速度刚性调节速度不随负载变化 回路效率高回路功率消耗要小，效率要高 动力提供所需的力和力矩
2、 结构结构简单、安全可靠 7.2 速度控制回路 7 液压基本回路 蜡 妓 掂 檬 盆 脉 讯 巳 腕 然 惑 脐 岿 虏 京 桃 措 冻 纬 洒 甫 逸 填 恶 鳃 乐 舅 赣 且 渤 附 程 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 3/19 调速回路 调速就是调节执行机构的速度，其基本原理是： 液压缸：v=Q/A ; 液压马达：n=Q/qM 即改变输入执行元件的流量Q，或改变液压缸的有效工作面积 A(困难)和液压马达的每转排量qM都可达到调速的目的。 定量泵 变量泵 流量控制阀
3、 油缸 定量马达 变量马达 铲 膝 参 试 会 驳 镑 痴 钨 魄 十 哆 芹 雀 登 迢 着 氰 爆 犀 俭 贿 魁 培 裂 磊 瓦 削 苇 率 忧 荔 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 4/19 （1）节流调速回路 按流量阀在回路中的安装位置不同，节流调速回路 可分为： 进油路节流调速回路 回油路节流调速回路 旁路节流调速回路 进油路节流调速回路 回油路节流调速回路 旁油路节流调速 庄 关 骄 霓 兴 措 倚 毁 躇 馅 砖 肪 冗 遵 柿 刽 虑 说 往 江 族 匣
4、掐 埠 羊 靳 软 郁 左 粥 节 巴 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 5/19 1）进油路节流调速回路 原理动画 对于定量泵供油系统，利用节流阀，通过改变节流面积 大小，来控制进入或流出执行元件的流量，实现调节执行元 件运动速度。 节流阀串联在 泵和缸之间 进油节流调速回路正 常工作的条件:泵的出 口压力为溢流阀的调 定压力并保持定值。 注意 复 绞 效 爷 冗 鹊 货 蛙 卿 碴 谆 惠 碾 鬼 洲 吓 尉 沉 售 灵 安 靳 粪 迁 防 驰 诺 悯 这 眨 靴 幅
5、A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 6/19 （a）速度负载特性 当不考虑泄漏和压缩时， 活塞运动速度为： 活塞受力平衡方程为： 缸的流量方程为： p2 液压缸回油腔压力，p20。 F 外负载力； 式中 ： 节流阀前后的压强差， 剥 俭 菜 酸 陵 蛀 割 追 珊 功 谭 拎 澜 勘 痹 训 砌 羞 橱 赔 卤 汰 假 卓 霄 毛 俏 虚 泡 麻 惭 属 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回
6、 路 节 流 调 速 回 路 * 7/19 式中：C 与油液种类等有关的系数； AT 节流阀的开口面积； m 为节流阀的指数。薄壁孔m=0.5。 上式为进油路节流调 速回路的速度负载特性方 程。以v为纵坐标，FL为横 坐标，按不同节流阀通流 面积AT作图，可得一组抛 物线，称为进油路节流调 速回路的速度负载特性曲 线。 甄 澜 翱 朵 逃 窃 木 绢 讥 楷 叉 扫 常 瓷 玛 声 娘 氛 粪 教 烷 骏 雍 憾 卉 立 涤 谐 纯 庚 告 郭 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路
7、 * 8/19 通常用速度刚度Tv来表示负载变化时回路阻抗速度变化 的能力。其定义为负载特性曲线上某一点斜率负倒数。 物理意义：反映了负载变化时， 速度保持不变的程度。速度保持 不变或变化小，则速度刚度大， 即说明了系统速度稳定性好；反 之，速度稳定性差。 对F求偏导数 代入得 业 慢 衅 作 航 戊 至 琉 腐 绍 潜 延 驯 利 松 整 啄 颤 岗 宏 精 靖 玲 肇 龚 嗅 勒 锯 盔 缔 郑 伙 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 9/19 由式和图可知： 当AT一定
8、时，越小，越小，则Kv越大 当一定时，AT越小，则Kv越大 当A1越大时，则Kv越大 当pp越大时，则Kv越大。 使用场合 起步要求冲击小， 负载变化小的场合。 vmax 卷 兄 和 少 羽 惶 胸 钞 癸 腾 确 攀 蹦 羌 沦 欣 蜒 逸 幽 缄 碌 献 货 与 选 喇 歼 腑 好 捧 恿 导 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 10/19 液压泵输出功率即为该 回路的输入功率为: Pp=ppqp 缸的输出功率为: P1=p1q1 p1A1v=Fv 若不计管路等的损失，回
9、路的功率损失 P= Pp-P1= ppqp- p1q1 = pp(q1 + q )- p1q1 = pp q +(pp- p1)q1 = ppq + pTq1 由上式可见，功率损失由两部分组成： P1= Ppq 溢流损失 P2=pTq1 节流损失 功率损失都转化为热能。 (b) 功率特性和回路效率 冰 杉 趟 厚 镍 镀 咙 董 渺 撂 粪 鞍 绘 垦 讶 垣 残 爬 鹤 才 椭 饶 念 思 盖 困 俞 绰 酝 褒 茬 蔼 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 11/19 回路
10、效率 （c）调速范围 即最高工作速度与最小稳定工作速度之比： 其中， 可知，最大节流面积是由泵的流量和额定压力所决定的。 （d）最大承载能力 当泵的出口压力和油缸面积确定之后，液压缸的最大承 载能力不变，为 可知： 该调速方式是恒推力调速。 由于回油路没有背压阀，不能承受负值（反向）载荷 饱 靳 理 姻 挺 腾 曹 释 波 忌 帮 概 坎 漓 签 箭 乓 咎 面 遗 畔 斤 窒 技 幸 正 霖 吵 样 品 捆 捷 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 12/19 （e）运动平稳
11、性 活塞运动时，当负载突然变小时，活塞将产生突然前冲现象 。 可知： 进油节流调速回路的速度稳定性差。 节流调速会发热，压力越大，发热越严重。这将对 液压缸泄漏和速度稳定性产生影响。 玩 惨 怀 纸 各 友 妹 刘 蝇 抓 独 批 怜 日 奋 滋 夺 吹 篱 佰 欺 窝 讨 掏 倪 胶 澈 闷 番 超 乔 簇 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 13/19 2） 回油路节流调速回路 （a）速度负载特性 采用同样的分析方法 可以得到与进油路节流 调速回路相似的速度负 载特性。
12、节流阀串联在液压 缸与邮箱之间 缸的流量为： 节流阀前的压力为： 张 届 捍 芦 疵 糜 疲 跪 庐 币 汇 栗 糕 凹 梭 碑 牟 强 辊 附 贩 躲 嚣 驯 佣 噬 矩 嫉 兹 侵 繁 练 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 14/19 使用场合 负载变化大，要求运动平稳的液压系统。 活塞运动速度 ： 速度刚度 ： 效率： 逝 熙 咙 谴 梧 言 街 淹 饿 唯 跌 阔 洋 勘 印 垂 撒 晴 晰 朝 稀 砌 铅 占 赋 质 转 哄 综 苍 侨 艰 A 液 压 基 本 回
13、 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 15/19 （b）其它特性 u回油节流调速回路因流量阀装在回油路上，节流阀的阻尼作 用相当于在执行元件的回油路上产生背压力，所以能承受负 值负载。负值负载F=p2A2。 u进进油节节流调调速回路通过节过节 流阀阀而发热发热 的油直接进进入液压压缸 ，会使缸内泄漏增加； 而回油节节流调调速回路，通过节过节 流阀阀的 油流回油箱，得到充分冷却。 u进油节流调速路因流量阀装在缸的进油路上，可避免启动时 的前冲现象 u回油节节流调调速回路中液压压缸回油腔的压压力p2有时
14、时比进进油腔的 压压力p1还还要高得多。由缸的力平衡方程可得p2=（p1A1-F）/A2 ，当负载负载 F=0、A1/A2=2（即差动动缸）时时，p2=2p1。 这样这样 就会增加密封摩擦、降低密封件的寿命，引起泄漏 增加，效率降低。 剂 蹦 刘 烧 甄 渐 柒 春 茵 浪 岗 霄 用 娟 惠 储 绪 可 蕴 威 谦 泌 汗 屎 娇 汤 宵 变 骗 莽 起 航 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 16/19 进油路和回油路节流调速的比较 (1) (1) 承受负值负载的能力承受
15、负值负载的能力 回油节流调速能承受一定的 负值负载 (2) (2) 运动平稳性运动平稳性 回油节流调速回路运动平稳性好 。 (3) (3) 油液发热对回路的影响油液发热对回路的影响 进油节流调速的油液发热 会使缸的内外泄漏增加； (4) (4) 启动性能启动性能 回油节流调速回路中重新启动时背压 不能立即建立，会引起瞬间工作机构的前冲现象。 进油路、回油路节流调速回路结构简单，但效率较低 ，只宜用在负载变化不大，低速、小功率场合，如某些机 床的进给系统中。 愚 贬 挫 绒 迢 考 截 割 萧 讹 桔 淆 啊 馏 吕 湖 氖 抖 怪 赐 半 环 涤 乙 茨 缚 乔 群 谣 诗 剧 放 A 液 压
16、 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 17/19 3. 旁路节流调速回路 （课下自学） 有关该调速回路特性 ，课下同学自学。 煽 管 坚 酒 辞 药 蛋 售 台 曼 贞 桂 余 议 诌 羚 冶 佐 保 州 纸 该 殆 乔 皿 就 炕 抉 撑 屋 胸 潦 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 18/19 旁油路节流调速回路 节流阀装在与 液压缸并联的支 路上，利用节流 阀把
17、液压泵供油 的一部分排回油 箱实现速度调节 溢流阀作安全阀用 ，液压泵的供油压 力Pp取决于负载。 3） 旁路节流调速回路 浦 杖 专 坛 匈 棘 拘 年 诈 帚 编 合 蜀 潍 釉 坡 遂 剑 囱 棘 描 膳 协 就 祷 刃 沦 挑 妓 维 假 己 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 19/19 （a）速度负载特性 考虑到泵的工作压力随负载变化，泵的输出流量 qp应计入泵的泄漏量随压力的变化 ,采用与前述相 同的分析方法可得速度表达式为： 式中 qpt泵的理论流量； k泵的
18、泄漏系数，其余符号意义同前。 使用场合: 负载变化小，运动平稳性要求不高的场合。 冰 琳 断 噬 橡 讣 斌 搜 眉 众 咋 冤 程 踢 捅 恤 旅 津 天 驾 缺 腾 咳 焉 胃 桑 肉 浸 崩 骡 晓 粟 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 20/19 （b）功率特性 回路的输入功率 回路的输出功率 回路的功率损失 回路效率 旁路节流调速只有节 流损失，无溢流损失 ，功率损失较小。 注意:节流调速回路速度负载特性比较软，变载荷下的运动平稳 性比较差。为了克服这个缺点，回路
19、中的节流阀可用调速阀来代替 。 用于功率较大且对速度 稳定性要求不高的场合 绷 燕 棚 锈 拙 伴 郊 锑 燃 晕 抨 鸿 绷 衙 桔 役 毛 扦 潜 喻 柳 奔 苏 舒 入 澄 炒 哺 敞 刹 八 韭 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 21/19 调速阀节流调速回路 前面分析的节节流阀调阀调 速回路三种基本形式的静特性中 ，看出一个共同的缺点，就是回路速度稳稳定性（速度刚刚度 ）随负载负载 的变变化而变变化。 其主要原因在于节节流阀阀两端压力差的变化，引起流经 节流阀流量
20、的变变化，从而引起活塞运动动速度随负载变负载变 化。 因此，这这种回路只能用于负载变负载变 化很小、或速度稳稳定 性不高的场场合。 对对速度稳稳定性要求较较高，或负载变负载变 化较较大的液压压系 统统，就需采用调调速阀阀。 调调速阀阀内节流阀两端的压差基本不受负载的影响，流 经的油液流量只取决于开口面积。因此，采用调调速阀阀可提 高回路的速度刚度，改善“速度负载特性”。 知 国 蜂 青 错 败 乞 往 乘 哗 畸 局 鞋 演 痪 衙 议 俊 誊 硅 烩 咀 绘 坏 薯 坡 涣 怠 娃 郸 寅 侩 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回
21、 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 22/19 例如，采用调调速阀阀的进进油节节流调调速回路 当增加，p1增加， 而调速阀内的pm也增加， 因此，调速阀内的节流阀 前、后两端的压差p保持 不变，流经调速阀的流量 保持不变。即 踪 侮 娩 顾 褂 匈 请 户 衍 资 翁 惭 赡 害 冒 涌 贾 禽 盅 往 仟 佃 旁 历 鲸 狗 主 毖 聘 丢 帘 枝 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 23/19 当负载在一定范围内变化时，使调速阀中节流阀前、后 压差保
22、持不变，从而使流经调速阀中节流阀流量也保持不 变，活塞的工作速度也就不受负载变化的影响而保持恒定 ，即v=const。 因此，速度刚度为 v F Fmax 如果忽略系统泄漏 ，可认为速度不受负载 影响，其速度负载特 性曲线。 v F A节1A节2qB，V2V1） 调速阀A工作，工进V1 调速阀A，B串联，B起作用，工进V2 抽 奠 惹 朽 傅 渴 概 氛 欧 毋 髓 豢 骏 滁 汕 拈 捣 别 贬 悬 拐 解 溯 葫 儒 出 州 焕 渺 勒 硷 膘 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回
23、 路 * 46/19 u2.调速阀并联的速度控制回路（注意：AT BT） BT起作用，工进速度V1AT起作用，工进速度V2 尽管是两个不同节流面积的调速阀并联，实质是分别接 入液压系统，实现并满足不同的工作速度。例如： 藤 键 韭 篷 陵 矛 镭 涉 袭 诀 假 形 帚 蕉 汗 逝 旁 砖 胶 枪 范 贸 栋 增 多 伪 芦 毛 蓄 鞭 敖 前 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 47/19 6比例阀或伺服阀的同步回路 原理： 比例阀或伺服阀根据两液压缸活塞头部的两个位移传感
24、 器的反馈信号，连续不断地调整伺服阀阀口开度，使得两个 油缸进（回）油量相等，实现同步运动。如图7-62所示。 特点： 同步精度高。因此，一本应用于同步精度要求高的液压 系统中。 穿 求 扔 酪 偏 台 蹿 疥 仙 操 耐 匀 豺 恍 锅 辊 删 拨 皮 驾 憾 嚷 科 撞 梅 易 哈 瘦 繁 绣 滚 卉 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 * 48/19 本堂内容小节 1、调速回路 （1） 节流调速； （2）容积调速；（3）容积节流调速 2、快速运动回路 （1）双泵并联； （2）储能器 ；（3）增速缸等快速回路 3、速度换接回路 （1）快进与工进换接； （2）两种工进换接 4、多缸控制回路 （1）顺序当作回路 ； （2）同步回路 翌 领 藕 歌 慈 胶 艺 稗 萤 啊 侧 瘦 扇 优 缸 苛 铸 弥 植 识 豹 骂 势 馅 动 爷 曰 瞥 峨 东 宽 庞 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路 A 液 压 基 本 回 路 速 度 控 制 回 路 节 流 调 速 回 路