《容积调速回路》PPT课件.ppt

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1、基本的速度控制回路基本的速度控制回路一、一、调速回路的基本原理调速回路的基本原理:1、液压马达的转速n由输入流量和液压马达的排量V决定，即n=q/V。（第二章P30的内容）2、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。（第三章P55）3、可通过改变输入流量q、改变液压马达的排量V 和改变缸的有效作用面积A等方法来调速。4、由于液压缸的有效面积A是定值，只有改变流量q的大小来调速，而改变输入流量q，可以通过采用流量阀或变流量阀或变量泵量泵来实现，这这就就是是节流调速节流调速。5、改变液压马达的排量V，可通过采用变量液压马达来实现。这就是容积这就是容积调速回路调速回路

2、一一 基本的速度控制回路基本的速度控制回路调速回路的分类：调速回路的分类：调速回路主要有以下三种方式：（1 1）节流调速回路：）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；（三种：进油路节流调速、回油路节流调速、旁油路节流调速）（2 2）容积调速回路：）容积调速回路：用调节变量泵或变量马达的排量来调速；（3 3）容积节流调速回路：）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。一、节流调速一、节流调速 任何液压

3、系统都有液压泵，不管执行元任何液压系统都有液压泵，不管执行元件的推力和速度如何变化，定量泵的输出件的推力和速度如何变化，定量泵的输出流量是固定不变的。速度控制或控制流量流量是固定不变的。速度控制或控制流量只是使流入执行元件的流量小于泵的流量只是使流入执行元件的流量小于泵的流量而已，故常将其称为节流调速。而已，故常将其称为节流调速。节流调速回路（复习）节流调速回路（复习）节流调速回路有进油节流调速、回油节流调速回路有进油节流调速、回油节流调速、旁路节流调速等三种方法。节流调速、旁路节流调速等三种方法。1 1进油节流调速进油节流调速进油节流调速就是控制执行元件入口进油节流调速就是控制执行元件入口的

4、流量，如图的流量，如图4 43535所示。该回路不能承受所示。该回路不能承受负向负载，如有负向负荷负向负载，如有负向负荷(负荷与运动方向负荷与运动方向同向者同向者)，则速度失去控制。，则速度失去控制。2.2.回油节流调速回油节流调速回油节流调速就是控制执行元件出口的流量，回油节流调速就是控制执行元件出口的流量，如图如图4 43636所示。回油节流调速可控制排油的流量；所示。回油节流调速可控制排油的流量；节流阀可提供背压，使液压缸能承受各种负荷。节流阀可提供背压，使液压缸能承受各种负荷。3 3旁路节流调速旁路节流调速旁路节流调速是控制不需流入执行元件也不旁路节流调速是控制不需流入执行元件也不经溢

5、流阀而直接流回油箱的油的流量，从而达到经溢流阀而直接流回油箱的油的流量，从而达到控制流入执行元件油液流量的目的。图控制流入执行元件油液流量的目的。图4 43737所示所示为旁路节流调速回路，该回路的特点是液压缸的为旁路节流调速回路，该回路的特点是液压缸的工作压力基本上等于泵的输出压力，其大小取决工作压力基本上等于泵的输出压力，其大小取决于负载，该回路中的溢流阀只有在过载时才被打于负载，该回路中的溢流阀只有在过载时才被打开。开。图图进油节流进油节流调速回路调速回路 节流阀串接在液压缸的进油路上，泵的供油压力由溢流阀调定。调节节流阀开口面积，便可改变进入液压缸的流量，即可调节液压缸的运动速度。泵的

6、多余流量经溢流阀流入油箱,故效率低，适用于负载变化不大、功率小的液压系统中。1、进油节流调节器速回路、进油节流调节器速回路 节流阀放置在回油路上，用它来控制从液压缸回油腔流出的流量，也就控制了进入液压缸的流量，达到调速的目的。回油路上有较大背压，运动平稳性好，又经节流阀后油液直接回油箱，易散热。广泛用于功率不大、负载变化较大或运动平稳较高的液压系统中。背压1.通常是指运动流体在密闭容器中沿其路径（譬如管路或风通路）流动时，由于受到障碍物或急转弯道的阻碍而被施加的与运动方向相反的压力.2.通常用于描述系统排出的流体在出口处或二次侧的压力图图回油节流回油节流调速回路调速回路2、回油节流调速回路、回

7、油节流调速回路图图旁路节流旁路节流调速回路调速回路 节流阀安放在与执行元件并联的支路上，用它来调节从支路流回油箱的流量，以控制进入液压缸的流量来达到调速的目的。回路中溢流阀起安全作用，泵的工作压力不是恒定的，它随负载发生变化。该回路只有流量损失，而无压力损失，效率高，一般用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合。3、旁路节流调速回路、旁路节流调速回路上述三种调速方法的不同点如下：上述三种调速方法的不同点如下：(1)(1)进油调速和回油调速会使回路压力进油调速和回油调速会使回路压力升高，造成压力损失；旁路调速则几乎不升高，造成压力损失；旁路调速则几乎不会。会。(2)(2)用旁路调速作速度控制时，

8、无溢流用旁路调速作速度控制时，无溢流损失，效率最高，控制性能最差，主要用损失，效率最高，控制性能最差，主要用于负载变化很小的正向负载的场合。于负载变化很小的正向负载的场合。(3)(3)用进油调速作速度控制时，效率较用进油调速作速度控制时，效率较旁路调速次之，主要用于负荷变化较大的旁路调速次之，主要用于负荷变化较大的正向负载的场合。正向负载的场合。(4)(4)用回油调速作速度控制时，效率最用回油调速作速度控制时，效率最差，控制性能最佳，主要用于有负向负载差，控制性能最佳，主要用于有负向负载的场合。的场合。调速回路上述三种回路是用节流阀的调速回路，把节流阀换成调速阀，就可以使用执行元件的运动速度的

9、稳定这就是调速阀的应用。二、二、容积调速回路容积调速回路1、基本原理、基本原理：容积调速回路是通过改变回路中液压泵或液压马达的排量排量来实现调速的。其主要优点是功率损失小(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、油的温度低，适用于高速、大功率系统。2、容积调速回路分类容积调速回路分类 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。开式回路中泵从油箱吸油，执行机构的回油直接回到油箱，油箱容积大，油液能得到较充分冷却，但空气和脏物易进入回路。闭式回路中，液压泵将油输出进入执行机构的进油腔，又从执行机构的回油腔吸油。闭式回路结构紧凑，只需很小的补油箱，但冷却条件差。为

10、了补偿工作中油液的泄漏，一般设补油泵，补油泵的流量为主泵流量的10%15%。压力调节为310510105Pa。容积调速回路有：三种基本形式1、变量泵和定量执行元件组成的容积调速回路；2、定量泵和变量执行元件的容积调速回路；3、变量泵和变量执行元件的容积调速回路(1)变量泵和定量马达的容积调速回路这种调速回路可由变量泵与液压缸或变量泵与定量液压马达组成图(a)为变量泵与液压缸所组成的开式容积调速回路；图(b)为变量泵与定量液压马达组成的闭式容积调速回路。(2)定量泵和变量马达容积调速回路 1、2为定量泵和变量马达，3为安全阀，4为低压溢流阀，5为补油泵。此回路是由调节变量马达的排量Vm来实现调速

11、。液压马达的转速nm为：1、nm=qB/Vm,（P30公式）式中qB为定量泵的输出流量。可见变量马达的转速nm与其排量Vm成反比，当排量Vm最小时，马达的转速nm最高。2、液压马达的输出转矩：Tm=Vm(pB-p0)/2（P30）3、液压马达的输出功率：Pm=nmTm=qB(pB-p0)4、马达的输出转矩Tm与其排量Vm成正比；而马达的输出功率Pm与其排量Vm无关，若进油压力pB与回油压力p0不变时，Pm=C，故此种回路属恒功率调速。图(b)所示为采用变量泵3来调节液压马达5的转速，安全阀4用以防止过载，低压辅助泵1用以补油，其补油压力由低压溢流阀6来调节。执行机构的速度nm或(Vm)与变量泵

12、的排量VB的关系为：nm=nBVB/Vm或vm=nBVB/A 因马达的排量因马达的排量V Vm m和缸的有效工作面积A是不变的，当变量泵的转速nB不变，则马达的转速nm(或活塞的运动速度)与变量泵的排量成正比.液压马达的输出转Tm=Vmp/2 马达的输出转矩Tm理论上是恒定的，与变量泵的VB无关。变量泵和定量马达所组成的容积调速回路为恒转矩输出恒转矩输出，可正反向实现无级调速，调速范围较大。适用于调速范围较大，要求恒扭矩输出的场合，如大型机床的主运动或进给系统中。(3)变量泵和变量马达的容积调速回路回路的工作原理：改变双向泵1的转动方向，可以改变马达2的转动方向调节变量泵2的排量VB和变量马达

13、10的排量Vm，都可调节马达的转速nm；补油泵1通过单向阀4和5向低压腔补油，其补油压力由溢流阀12来调节；安全阀6和7分别用以防止正反两个方向的高压过载。液控换向阀8和溢流阀9用于改善回路工作性能，当高、低压油路压差(pB-p0)大于一定值时，液动滑阀8处于上位或下位，使低压油路与溢流阀9接通，部分低压热油经8、9流回油箱。因此溢流阀9的调节压力应比溢流阀12的调节压力低些。为合理地利用变量泵和变量马达调速中各自的优点，克服其缺点，在实际应用时，一般采用分段调速的方法。第一阶段将变量马达的排量Vm调到最大值并使之恒定，然后调节变量泵的排量VB从最小逐渐加大到最大值，则马达的转速nm便从最小逐

14、渐升高到相应的最大值(变量马达的输出 转矩Tm不变，输出功率Pm逐渐加大)。这一阶段相当于变量泵定量马达的容积调速回路。第二阶段将已调到最大值的变量泵的排量VB固定不变，然后调节变量马达的排量Vm，之从最大逐渐调到最小，此时马达的转速nm便进一步逐渐升高到最高值(在此阶段中，马达的输出转矩Tm逐渐减小，而输出功率Pm不变)。这一阶段相当于定量泵变量马达的容积调速回路。调速特性曲线 该回路调速范围宽，能够满足一般设备在低速时要求输出较大转矩，高速时又希望输出功率能基本不变的要求，故广泛用在机床主运动和各种行走机械、牵引机等大功率机械中。容积调速回路的扩展上面三种形式容积调速回路，是通过调节泵或马

15、达的排量来实现，但是系统负载增加后，有泄漏，速度就会变化，在变量泵前加一个流量阀（前面学过的知识：流量阀有节流（前面学过的知识：流量阀有节流阀、调速阀等）阀、调速阀等）控制进入液压缸的流量来调节速度。（P125容积节流调速回路，同学们自学）总结调速原理：液压系统中，液体不可压缩和泄漏。V=q/A其中液压缸的面积是固定的。流量q变，速度就变，调速的方法就是改变q.1、用定量泵供油，利用流量控制阀改变调节进入压缸或马达的流量节流调速节流调速有3种形式（进油、回油、旁油路）、改变泵的流量容积调速（3种：变量泵和定量种：变量泵和定量执行元件，定量泵和变量执行元件。变量泵和变量执行元执行元件，定量泵和变

16、量执行元件。变量泵和变量执行元件。）有开式和闭式二种回路，闭式中加一个辅助泵补油。件。）有开式和闭式二种回路，闭式中加一个辅助泵补油。、用变量泵和流量控制阀配合容积节流调速（自学）变量泵供油，加一个流量阀（节流阀或调速阀）改变进入液压缸的流量来调速。复习思考题复习思考题 1.调速回路有哪几种调速方法？2.容积调速回路中，液压泵和执行元件有哪三种组合形式？各有何调速特性？分别适用于什么场合？3.变量泵-变量马达容积调速回路应按怎样的调速方法调速？125方法：（马达排量调到最大慢升调泵的排量。泵的排量固定最大在，慢调马达的排量，使马达速至nmax _这是组合调速，范围大，马达的转矩和功率可选。复习思考题复习思考题 1.调速回路有哪几种调速方法？P14原理：V=q/A（1）、节流调速回路，（又分3种，进油、回油、旁油路）（2）容积调速（3种2.容积调速回路中，液压泵和执行元件有哪三种组合形式？各有何调速特性？分别适用于什么场合？3.变量泵-变量马达容积调速回路应按怎样的调速方法调速？