速度控制回路

速度控制回路原理：改变q、Vm、A方法：节流调速、容积调速、容积节流调速要求：调速范围大、速度稳定性好、效率高

调速回路第2页,共54页，2024年2月25日，星期天节流调速回路分类

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

旁油路第3页,共54页，2024年2月25日，星期天如图a，b所示，节流阀同样串联在液压泵和执行元件之间，调节节流阀的通流面积，能否改变执行元件的运动速度？为什么？第4页,共54页，2024年2月25日，星期天节流调速回路通过改变节流口的通流截面积来调节流量。1.系统组成：定量泵、节流阀、溢流阀和执行元件。进油路串联流量阀。2.工作原理：定量泵供油，泵的压力由溢流阀调定，溢流阀不溢流则不能调速。

一、进油节流调速回路动画演示7.1.1第5页,共54页，2024年2月25日，星期天液压缸稳定工作时的受力平衡方程

p1A=F+p2A∵p2→Tpp=pS=C∴p2=0p1=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：qv1=CAT△pφ=CAT（PP-F/A）φ

第6页,共54页，2024年2月25日，星期天液压缸的运动速度v=qv1/A=CAT(pP-F/A)φ/A

结论：v∝AT改变AT，即可改变q1，改变v。AT调定，v随F变化而变化。第7页,共54页，2024年2月25日，星期天速度-负载特性速度刚度：曲线上某点斜率的倒数。曲线越陡，负载变化对速度的影响越大，速度刚度低。结论：通流面积不变，负载小时速度刚度好；负载不变，通流面积小、速度低时速度刚度好。第8页,共54页，2024年2月25日，星期天功率和效率a.功率损失ΔP

：由两部分组成溢流损失：

节流损失：

回路功率损失：

b.回路效率

回路输入功率（泵输出）：

回路输出功率（缸输入）：

溢流量越少，效率越高。由于存在两部分功率损失，回路的效率较低。第9页,共54页，2024年2月25日，星期天最大承载能力多条速度负载特性曲线均汇于一点：该点对应的F值为最大负载。最大承载能力与速度调节无关：FMAX＝PpA进油节流调速回路特点：优点：结构简单、价格低廉。缺点：效率低。应用：负载变化不大，低速、小功率的场合。第10页,共54页，2024年2月25日，星期天二、回油节流调速回路特点：速度-负载特性同进油节流调速回路。特性同前。区别：1.有背压，能承受负值负载，运动平稳性好。2.进油路节流比回油路节流更易实现压力控制。3.若执行元件使用单杆缸，进油节流调速回路能获得更低的稳定速度。4.回油路节流发热影响小。动画演示7.1.2第11页,共54页，2024年2月25日，星期天三、旁路节流调速回路工作特点：流量阀与执行元件并联，通过节流阀调节流回油箱的流量，从而控制进入缸的流量，溢流阀不打开，为安全阀。

调节AT，

qvt

变，v变。

节流阀两端压差随负载变化而变化，ΔP=P1=F/A动画演示7.1.3

第12页,共54页，2024年2月25日，星期天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)-CAT△pφ=qtp-kL(F/A)-CAT(F/A)φ故液压缸的工作速度为：v=q1/A=[qtp-kL(F/A)-CAT(F/A)φ]/A结论：①AT=C，F↑，v↓,F↓，v↑，即v—F特性更软②F=C,↑AT，v↓;↓AT↑v，即速度随AT而变化第13页,共54页，2024年2月25日，星期天最大承载能力

AT↑，阻力↓，Fmax↓，即低速承载能力差。

第14页,共54页，2024年2月25日，星期天功率和效率∵pP随F变化而变化，只有△P节，而无△P溢∴η高，发热少。

第15页,共54页，2024年2月25日，星期天回路应用∵v—F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。第16页,共54页，2024年2月25日，星期天采用调速阀的节流调速回路采用调速阀代替节流阀调速，可以改善速度-负载特性，解决速度稳定性，但增加减压阀的损失，回路效率比节流调速低，其它特性同节流阀调速一样。第17页,共54页，2024年2月25日，星期天容积调速回路通过改变变量泵或变量马达的排量来调节执行元件的速度。优点：没有溢流损失和节流损失，效率高、发热小。缺点：结构复杂，成本高。应用：大功率液压系统。第18页,共54页，2024年2月25日，星期天按油液循环方式分：开式回路：执行元件排油回油箱，通过油箱进行油液循环。易散热，杂质沉淀。闭式回路：泵吸油口与执行元件回油口直接连接，回油直接进泵吸口。结构紧凑，油气隔绝，运动平稳。采用副油箱补油。容积调速回路分类泵—缸式按所用执行元件不同<变—定泵—马达式<定—变变—变第19页,共54页，2024年2月25日，星期天泵-缸式容积调速回路改变泵的排量可调节活塞速度。速度-负载特性曲线：负载增加，速度下降。原因：压力增加，泵、马达的容积效率下降，泄漏增加，速度下降。低速承载能力差，且受最大负载的限制。速度-负载特性较软，回路的速度刚度较节流调速回路高，造成原因与节流调速回路不同(压差变化)。回路没有溢流损失，也没有节流损失，系统的效率高。第20页,共54页，2024年2月25日，星期天变量泵-定量马达式容积调速回路动画演示7.1.5

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/2π=C∴称恒转矩容积调速第21页,共54页，2024年2月25日，星期天定量泵-变量马达式容积调速回路∵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第22页,共54页，2024年2月25日，星期天变量泵-变量马达式容积调速回路分两段调节:第一段先将VM调至最大并固定，然后将VP由小→大,nM从0↑nM’（变—定）第二段：将VP固定至最大，VM由大→小，nM从nM’↑nMmax（定—变）∴调速范围大，λ可达100。第23页,共54页，2024年2月25日，星期天∵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、矿山机械变量泵—变量马达式容积调速回路特点第24页,共54页，2024年2月25日，星期天容积节流调速采用变量泵和流量阀联合调节执行元件的速度。特点：变量泵供油量接受流量阀的调节并自动适应其流量需求。集节流调速和容积调速的优点：无溢流损失，效率高。有良好的低速稳定性。第25页,共54页，2024年2月25日，星期天容积节流调速回路限压式变量泵+调速阀：(泵压为定值)工进由调速阀通流面积控制流量：保持执行元件速度恒定。保持泵的输出流量与进入缸的流量相适应。qp>q1，泵出口压力上升，通过反馈，使泵的流量减小到q1。qp<q1，泵出口压力下降，通过反馈，使泵的流量增大到q1。差压式变量泵+节流阀：(泵压为变值)节流阀控制进入缸的流量，并使泵的流量自动与缸的流量相匹配。第26页,共54页，2024年2月25日，星期天作业7-97-117-157-16第27页,共54页，2024年2月25日，星期天增速回路(快速运动回路)1.差动连接作用：空载时加快执行元件的运动速度。动画演示7.1.14第28页,共54页，2024年2月25日，星期天2.双泵供油快进：双泵供油工进：左泵卸荷，右泵压力由溢流阀调定快退：双泵供油动画演示7.1.15第29页,共54页，2024年2月25日，星期天动画演示7.1.173.蓄能器供油增速第30页,共54页，2024年2月25日，星期天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、两种慢速的换接第31页,共54页，2024年2月25日，星期天速度换接回路1.采用行程阀的快慢速换接回路作用：在一个工作循环中，实现不同速度的转换。动画演示7.1.19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。第32页,共54页，2024年2月25日，星期天调速阀串联的换接回路2、两工进换接调速动画演示7.1.20特点：v1>v2，否则2不起作用第33页,共54页，2024年2月25日，星期天2、两工进换接调速动画演示7.1.21a

调速阀并联的换接回路第34页,共54页，2024年2月25日，星期天动画演示7.1.21b

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↑。

调速阀并联的换接回路第35页,共54页，2024年2月25日，星期天多缸工作控制回路一个油源驱动多个液压缸，或按顺序，或同步动作，要避免压力、流量的干涉。顺序动作回路同步回路互不干扰回路第36页,共54页，2024年2月25日，星期天作用：控制多缸动作顺序。顺序动作回路1.压力控制1）用顺序阀第37页,共54页，2024年2月25日，星期天2）用压力继电器第38页,共54页，2024年2月25日，星期天2、行程控制的顺序动作回路1)用行程阀控制第39页,共54页，2024年2月25日，星期天2)用行程开关控制第40页,共54页，2024年2月25日，星期天二、同步回路作用：控制多缸同步运动。第41页,共54页，2024年2月25日，星期天第42页,共54页，2024年2月25日，星期天3.带补偿装置的同步回路第43页,共54页，2024年2月25日，星期天三、互不干扰回路作用：防止多缸因速度快慢不同（压力不同）互相干扰。泵1：小流量，控制任一缸工进。泵2：大流量，控制各缸快速进退。各司其职，无干扰。第44页,共54页，2024年2月25日，星期天学习要求(1)熟练掌握换向回路、锁紧回路；重点掌握调压回路和卸荷回路，了解各种压力控制回路；重点掌握节流调速回路的调速原理、速度负载特性、最大承载能力和效率、功率，会进行回路参数计算。第45页,共54页，2024年2月25日，星期天学习要求(2)重点掌握容积调速回路的工作原理、调速性能，会进行回路参数计算；了解容积节流调速回路的工作原理；熟练掌握快速运动回路、速度切换回路、顺序动作回路的工作原理。了解各种各类回路，明白回路中各元件的作用及关系，能正确组合较简单的液压基本回路。第46页,共54页，2024年2月25日，星期天回路参数计算(1)

用回路法计算系统各点压力：根据元件确定已知压力：液压泵：Pp负载缸：P1A=P2A+F油箱：P=0压力阀前后压力：Py、Pj、Px在液压原理图上标注液流走向，从已知点沿管路向前：减去压力损失；沿管路向后，加上压力损失。第47页,共54页，2024年2月25日，星期天回路参数计算(2)用节点法计算系统各点流量：根据元件确定已知流量：液压泵、马达：qp、qm负载缸：q=vA节流阀：q=Cqa(2ΔP/ρ)0.5由已知点推算回路各点流量：液流连续性定律：流入某节点的流量=流出该节点的流量第48页,共54页，2024年2月25日，星期天回路参数计算(3)功率、效率的计算：机械能ηmηv液压能ΔPΔq液压能ηmηv机械能

Mω

PpqpPmqmMωPLqLFv回路效率系统效率第49页,共54页，2024年2月25日，星期天例题：图示液压系统，若A1=0.01cm2，A2=0.02cm2，FL=1X104N，A=50cm2，Py=3.6MPa，泵的V=28ml/r，n=1000r/min，ηv=0.9，管路其它损失不计，求：1、1DT、2DT分别接通后，C点的压力，活塞运动速度，溢流阀溢流量。2、1DT、2DT同时接通后，重新完成(1)问。第50页,共54页，2024年2月25日