液压基本回路ppt课件.ppt

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1、第六章 液压基本回路,目的任务,了解速度控制回路的分类、组成、特点 掌握速度控制回路的功用、工作原理,基本回路定义,由有关液压元件组成，并能完成某一特定功能的典型（简单）油路结构。,基本回路分类,方向控制回路 压力控制回路 按功用分 速度控制回路 多缸工作控制回路,7、1 速度控制回路,功用 分类,速度控制回路功用,改变执行元件的运动速度,速度控制回路分类,调速*、换速、增速回路等,7、1、1 调速回路,调速原理 调速方法 对调速回路的要求,调速回路调速原理,液压缸： v = q /A 液压马达：n = q /Vm 由上两式知： 改变q 、 Vm、A，皆可改变v或n， 一般A是不可改变的。 液

2、压缸：改变q，即可改变v 液压马达：既可改变q，又可改变Vm,调速回路调速方法,节流调速改变q 容积调速改变泵和马达的V 容积节流调速既可改变q，又可改变V,对调速回路的要求,调速范围大速度稳定性好效率高,一 节流调速回路,组成工作原理分类,节流调速回路组成,定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。,节流调速回路工作原理,通过改变流量控制阀阀口的通流面积来控制流进或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。,节流调速回路分类,节流阀节流调速 按采用流量阀不同 调速阀节流调速 进油路 按流量阀安装位置不同 回油路 旁油路,节流阀进口节流调速回路,特征油路工作特性分析,节流阀进口节流调速回路特征,将节流阀

3、串联在进入液压缸的油路上，即串联在泵和缸之间，调节A节，即可改变q，从而改变速度，且必须和溢流阀联合使用。,节流阀进口节流调速回路油路,节流阀 液压缸 qp 溢流阀 油箱,动画演示,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 3) 功率和效率,速度负载特性,液压缸稳定工作时的受力平衡方程 结论,液压缸稳定工作时的受力平衡方程,1A = F + p2A p2T pp = pS = C p2 = 0 p1 = F/A 故 节流阀两端的压力差为 p = pP-p1 = pP-F/A 经节流阀进入液压缸的流量为： q1 = CATp = CAT（PP- F /A）,液压

4、缸的运动速度,v = q1/A = CAT (pP-F/A)/A 结论：vAT 改变 AT ，即可改变 q1 改变v。A T 调定，v随F 变化而变化。,速度负载特性结论, AT = C,F,v 速度负载特性软，即轻载时刚性好 F = C,AT越小，v刚性越好， 即低速时刚性好。,最大承载能力,PP = pS = C， 不论AT如何变化，其最大承载能力 不变即Fmax = p P AT 故 称为恒推力调速（或恒转矩调速）,功率和效率,液压泵的输出功率液压缸的输出功率回路的功率损失 溢流损失 节流损失回路的效率,液压泵的输出功率,PP = pPq P = 常数,液压缸的输出功率,P1 = F v

5、 = F q1/A = p1q1,回路的功率损失,p = pP- p1 = pPqP- p1q1 = pP（q1 + q）- (pP-p) q1 = pP q +p q1 q = qP- q1,溢流损失,pY = pP q,节流损失,pT = p q1,回路的效率,= p1/p P = Fv/pPqP = p1q1/pPqP 存在两部分功率损失 这种调速回路效率较低 故 进油路节流调速回路适用于轻载、 低速、负载变化不大和速度稳定 性要求不高的小功率液压系统。 如磨床液压系统,节流阀出口节流调速回路,特征 相同处 比较 不同处,节流阀出口节流调速回路特征,将节流阀串联在液压缸的回油路上，即串联

6、在缸和油箱之间，调节AT，可调节q2以改变速度，仍应和溢流阀联合使用，pP = pS。,动画演示,与进口节流调速回路相同处, vF特性基本与进口节流相似 上述结论都适用于此,与进口节流调速回路不同处,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,承受负值负载能力, 回油路节流阀使缸有一定背压 能承受负值负载，并v稳定性， 而进油路则需在回油路上增加背 压阀方可承受，P。,实现压力控制的方便性, 进油路调速中工作台碰到死挡铁后， 活塞停止，缸进油腔油压上升至pS 便于实现压力（升压）控制而回油路 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p0， 可降压

7、发讯，但电路复杂。,最低稳定速度, 若回路使用单杆缸，无杆腔进油量大于有杆腔回油流量 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。故 进油节流调速回路能获得更低稳定速度，为了提高回路 综合性能，实践中常采用进油节流调速回路，并在回油 路加背压阀（用溢流阀、顺序阀或装有硬弹簧的单向阀 串接于回油路），因而兼有两回路优点。,节流阀旁路节流调速回路,特征油路工作特性分析应用,节流阀旁路节流调速回路特征,将节流阀装在与执行元件并联的支路上，即与缸并联，溢流阀做安全阀，pP取决于负载， pP = p1=p = F/A,动画演示,节流阀旁路节流调速回路油路,缸（q1） q 节

8、流阀 T,节流阀旁路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 （3）功率和效率,节流阀旁路节流调速回路速度负载特性,重复进油路节流调速回路的推导步骤，可得本回路的速度负载特性方程，但应考虑泵的泄漏量影响。 q1= qP- qT = (qtP- qP)- qT = (qtP- kLpP)-CATp = qtp-kL(F /A)-CAT(F/A) 故 液压缸的工作速度为： v = q1/A = qtp-kL(F /A)-CAT(F/A)/A结论： AT=C，F，v,F，v，即vF特性更软 F=C,AT，v; ATv，即速度随AT而变化,节流阀旁路节流调速回路最大承载能力,A

9、T，阻力，Fmax，即低速承载能力小， AT至一定值时，即使F很小，qp 节 T, V=0，所以Fmax既与AT有关，又受安全阀调 定压力的限制。,节流阀旁路节流调速回路功率和效率, pP随F变化而变化， 只有P节，而无P溢 高，发热少。,节流阀旁路节流调速回路应用, vF特性较软，低速承载能力差。 一般用于高速、重载、对速度平 稳性要求很低的较大功率场合， 如：牛头刨床主运动系统、输送机械 液压系统、大型拉床液压系统、 龙门刨床液压系统等。,采用调速阀的节流调速回路,按调速阀安装位置特点,按调速阀安装位置,*进油路 回油路 旁油路,动画演示,调速阀的节流调速回路特点,1 在负载变化较大，v稳

10、定性要求较高的场合，则用 调速阀替代节流阀，当P P min，qV不随 P而变化，所以速度刚性明显优于节流阀调速。2 虽解决了速度稳定性问题，但因既有P溢，又有 P节，还有P减，所以，P更大，一般用于P 较小，但F变化较大而v稳定性要求较高的场合。,二 容积调速回路,特点分类,容积调速回路特点,节流调速回路效率低、发热大，只适用于小 功率场合。 而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失 故效率高，发热小，一般用于大功率场合。,容积调速回路分类,开式按油路循环方式 闭式 泵缸式 按所用执行元件不同 变定 泵马达式 定变 变变,变量泵和定量马达容积调速回路（恒转矩）,组成 工作特性,变量泵和定量马达

11、容积调速回路组成,动画演示,变量泵和定量马达容积调速回路工作特性,nM = qP/VM VM = 定值 调节qP即可改变nM 若不计损失，在调速范围内， T = pPVM/2=C 称恒转矩容积调速,定量泵变量马达式容积调速回路（恒功率,工作特性 特点,定量泵变量马达式容积调速回路工作特性,nM = qP/VM qP = 定值 调节VM即可改变nM,定量泵变量马达式容积调速回路特点, nM与VM成反比 TM与VM成正比 VM，nM，TM； VM，nM，TM， 以致带不动负载， 使马达“自锁” 。 故 这种回路很少单独使用,变量泵变量马达式容积调速回路,工作原理特点,动画演示,变量泵变量马达式容积

12、调速回路工作原理,第一段：先将VM调至最大并固定， 然后将VP由小大, 分两段调节 nM从0 nM （变定） 第二段：将VP固定至最大， VM由大小， nM从nMnMmax（定变） 调速范围大，可达100。,变量泵变量马达式容积调速回路特点, nM低时TM大，nM高时TM小 正好符合大部分机械要求 故 多用于机床主运动、纺织机械、矿山机械,三 容积节流调速回路, 容积调速回路虽然效率高，发热小， 但仍存在速度负载特性较软的问题 （主要由于泄漏所引起）。 在低速、稳定性要求较高的场合 （如机床进给系统中），常采用容 积节流调速回路。,容积节流调速回路特点,1 qP自动与流量阀调节相吻合，无P溢，

13、高 2 进入执行元件的q与F变化无关，且自动补偿 泄漏，速度稳定性好。 3 因回路有节流损失，所以容 4 便于实现快进工进快退工作循环,限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路,组成 工作原理 特点,限压式变量泵和调速阀调速回路组成,限压式变量泵和调速阀调速回路工作原理,联合调速，v由调速阀调定，qP与q1自动适应。 qP q1，pP，通过反馈，qpqP= q1 v=c q P q1，pP，e,qPqP= q1 0、5Mpa(中低压) pmin = pP - p1= 调速阀正常工作，P最小 过大，P大易发热 1 Mpa（高压） 若P 过小，v稳定性不好,限压式变量泵和调速阀调速回路特点, 本回路

14、的pP为一定值 称定压式容积节流调速回路 又 若负载变化大时，节流损失大，低速工 作时，泄漏量大，系统效率降低 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。,差压式变量泵和节流阀的容积节流调速回路,组成 工作原理特点应用,差压式变量泵和节流阀调速回路组成,动画演示,差压式变量泵和节流阀调速回路工作原理,工进时，节流阀调节q1，qP与之适应。 qP q1时，pP，定子右移，e，qP qP q1时，pP，定子左移，e，qP 直至qP = q1，v=c。,差压式变量泵和节流阀调速回路特点,虽用了节流阀，但具有调速阀的性能，即q1不受负载变化影响 定子受力平衡方

15、程 pPA1+pP(A2-A1)=p1A2+FS p = pP-p1=FS/A2=c 又 pP随负载变化而变化，p1也变化， 称变压式容积节流调速回路，且qP小高 因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移动过快 而发生振动。,差压式变量泵和节流阀调速回路应用,适用于负载变化大、速度较低的中小功率系统。,7、1、2 快速回路,功用分类,快速回路功用,使执行元件获得必要的高速，以提高效率，充分利用功率。,快速回路分类,双泵供油增速 蓄能器供油增速 变量泵供油增速 液压缸差动连接增速*,一 液压缸差动连接快速回路,组成工作原理特点,液压缸差动连接快速回路组成,动画演示,液压缸差动连接快速回路工作原理,电磁

16、铁动作顺序表,液压缸差动连接快速回路特点,实质A以v ，简单易行，应用广泛，但因差动时部分qV，管道及阀均应大规格。,二、双泵供油快速回路,组成工作原理 特点,动画演示,三、增速缸快速回路,动画演示,四、用蓄能器的快速回路,动画演示,7、1、5 速度换接回路,功用分类,速度换接回路功用,完成系统中执行元件依次实现几种速度的换接。实质上是一种分级（或有级）调速回路，但速度是根据需要事先调好，这是和调速回路的不同之处。,速度换接回路分类,快速与慢速的换接 两种慢速的换接,一 快速与慢速的换接回路,速度换接方法举例,速度换接方法,各种增速回路 电磁阀的换接回路 行程阀的换接回路*,快速与慢速的换接回

17、路举例,二位二通电磁阀与调速阀电磁铁顺序动作表 特点,动画演示,电磁铁顺序动作表,电磁阀与调速阀换接回路特点,安装连接比较方便，易于实现自动控制，但速度换接平稳性 和可靠性以及换接精度都较差。,2 采用行程阀的快慢速换接回路,组成 工作原理特点,行程阀的快慢速换接回路组成,动画演示,行程阀的快慢速换接回路工作原理,图示，液压缸快进 压下行程阀，液压缸工进 24S左位，液压缸快退,行程阀的快慢速换接回路特点,速度换接平稳，动作可靠，换接精度较好，但行程阀必须安装在液压缸附近。,二 两种进给速度的换接回路,1调速阀串联的换接回路2调速阀并联的换接回路,调速阀串联的换接回路,组成： 动画演示工作原理 ： 特点：v1 v2，否则2不起作用,调速阀并联的换接回路,组成 工作原理特点,动画演示,调速阀并联的换接回路特点,v1、v2互不影响，但因A、B任意一个工作时，另一个减压阀阀口最大，一旦换接易前冲。所以改为下图所示，可避免前冲，但P。,动画演示,