《调速回路A》PPT课件

速度控制回路A调速回路speedcontrolcircuit,速度控制回路speedcontrolcircuit,速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的问题。1、调速回路调节执行元件运动速度的回路。定量泵供油系统的节流调速回路变量泵（变量马达）的容积调速回路容积节流调速回路2、快速回路使执行元件快速运动的回路。3、速度换接回路变换执行元件运动速度的回路。,调速回路,液压缸的速度v=q/A液压马达的转速n=q/vm调节执行元件的工作速度，可以改变输入执行元件的流量或由执行元件输出的流量；或改变执行元件的几何参数。对于定量泵供油系统，可以用流量控制阀来调速节流调速回路；按流量控制阀安放位置的不同分：进油节流调速回路回油节流调速回路旁路节流调速回路对于变量泵（马达）系统，可以改变液压泵（马达）的排量来调速容积调速回路；变量泵定量马达闭式调速回路变量泵变量马达闭式调速回路同时调节泵的排量和流量控制阀来调速容积节流调速回路。限压式变量泵和调速阀的调速回路差压式变量泵和节流阀的调速回路,定量泵节流调速回路,回路组成：定量泵，流量控制阀（节流阀、调速阀等），溢流阀，执行元件。其中流量控制阀起流量调节作用，溢流阀起压力补偿或安全作用。按流量控制阀安放位置的不同分：进油节流调速回路将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。回油节流调速回路将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。旁路节流调速回路将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。下面分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。分析时忽略油液压缩性、泄漏、管道压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁小孔，节流口压力流量方程中m1/2。,Meterin进、meterout回油节流调速回路speedcontrolcircuit,qp=q1+qp1A1=Fq1=KATp1/2=KAT(pp-F/A1)1/2V=q1/A1=KAT(pp-F/A1)1/2/A1,qp=q1+qppA1=p2A2+Fq2=KATp21/2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2V=q2/A2=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2,流量连续性方程活塞受力平衡方程节流阀压力流量方程速度负载特性方程,MeterinSpeedcontrol,MeteroutSpeedcontrol,调速回路作用：调节进入油缸的流量，以适应空载或工进状态不同速度之需要。,方法：采用节流阀、调速阀、变量泵、变量马达或他们的组合来实现。,(一)节流调速回路根据安装位置有进油、回油、旁通节流调速三种由定量泵供油，用节流阀、调速阀改变进入执行元件的流量使之变速。,1、进油节流调速回路：由溢流阀调定泵的供油压力；,通过改变节流阀开口大小来调节流量：开口大油缸进油多溢流阀回油少；,开口小油缸进油少溢流阀回油多。,(1)速度负载特性受力平衡方程：,其中：p1进油腔压力、p2为回油腔压力,当回油直接通油箱时，p2=0F负载、A活塞有效工作面积,泵的供油压力由溢流阀调定为恒值，节流阀两端压力差为：,经节流阀进入油缸的流量为：下式中AT为节流阀的流通面积,液压缸的速度为：,上式称为：速度负载特性方程。,p1,p2,pp,A,此公式曲线称为：速度负载特性曲线,速度与节流阀通流面积AT成正比，连续改变AT可实现无级调速；,调定AT后，载荷增加速度降低。,AT1AT2AT3,特性曲线汇交于横轴上的同一点，这说明Fmax与调速无关。,载荷F=Fmax时，速度v=0,当AT不变时，轻载区比重载区的速度刚度高。,在相同的载荷下工作时，AT小的比大的的速度刚度高。,调速阀的速度刚度优于节流阀。,曲线越陡，载荷变化对速度影响越大，速度刚度越低。曲线平缓，载荷变化对速度影响越小，速度刚度越高。,2、回油节流调速回路在执行元件的回油路上串接一个流量阀，用来调节回油流量，即构成回油节流调速回路,通过改变节流阀开口大小来调节回油流量：开口大油缸回油多进油增多溢流阀回油少；开口小油缸进油少进油减少溢流阀回油多。,进回油节流调速回路的速度负载特性及功率特性调节节流阀通流面积AT可无级调节液压缸活塞速度，v与AT成正比。当AT一定时，速度随负载的增加而下降。当v=0时，最大承载能力Fmax=psA1。速度随负载变化而变化的程度，表现为速度负载特性曲线的斜率不同，常用速度刚性kv来评价。Kv=-dF/dv=-1/tg=2(psA1-FL)/v它表示负载变化时回路阻抗速度变化的能力。液压缸在高速和大负载时，速度受负载变化的影响大，即回路的速度刚性差。回路的输出功率与回路的输入功率之比定义成回路效率。=(Pp-P)/Pp=pLqL/psqp进回油节流调速回路既有溢流损失，又有节流损失，回路效率较低。当实际负载偏离最佳设计负载时效率更低。这种回路适用于低速、小负载、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率场合。,进、回油节流调速回路的不同之处：回油节流调速回路回油腔有一定背压，故液压缸能承受负值负载，且运动速度比较平稳。进油节流调速回路容易实现压力控制。工作部件运动碰到死挡铁后，液压缸进油腔压力上升至溢流阀调定压力，压力继电器发出信号，可控制下一步动作。回油节流调速回路中，油液经节流阀发热后回油箱冷却，对系统泄漏影响小。在组成元件相同的条件下，进油节流调速回路在同样的低速时节流阀不易堵塞。回油节流调速回路回油腔压力较高，特别是负载接近零时，压力更高，这对回油管的安全、密封及寿命均有影响。为了提高回路的综合性能，一般采用进油节流调速回路，并在回油路上加背压阀。,旁路节流调速回路bleedoffspeedcontrolcircuit,速度受负载变化的影响大，在小负载或低速时，曲线陡，回路的速度刚性差。在不同节流阀通流面积下，回路有不同的最大承载能力。AT越大，Fmax越小，回路的调速范围受到限制。只有节流功率损失，无溢流功率损失，回路效率较高。,溢流阀关闭，起安全阀作用。速度负载特性方程V=q1/A1=qt-p(F/A1)-KAT(F/A1)1/2/A1,3、旁路节流调速回路将流量阀安放在与执行元件并联的旁油路上。用来调节泵溢回油箱的流量，从而控制进入油缸的流量，即构成回油节流调速回路。,通过改变节流阀开口大小来调节泄油流量：开口小泄油少进油增多;,开口大泄油多进油减少。,3、旁路节流调速回路,(1)速度负载特性由力平衡方程、流量方程推导可得液压缸的工作速度方程：,速度与节流阀通流面积AT成反比，连续改变AT可实现无级调速；,调定AT后，载荷增加速度降低很明显。速度稳定性差。,Fmax随AT增大而减小。低速时承载能力差，调速范围也小。,存在节流损失，且泵压随负载变化而自动增减，故效率较高。,AT1AT2AT3,最大承载能力,应用：只用于高速、重载、对速度平稳性要求较低的大功率系统。如牛头刨床主运动系统、输送机械液压系统等。,4、采用调速阀的旁路节流调速回路,采用调速阀替代节流阀，调速的平稳性得到能明改善。,AT1AT2AT3,原因：只要调速阀两端压差超过它的最小压差pmin，通过调速阀两端的流量便不再随压差而变化，从使改善了调速的平稳性。一般速度波动量qv1时，泵出口压力上升，通过压力反馈作，使泵的流量自动减小到qvpqv1。,反之，当qvpqv1时，泵出口压力下降，又会使泵的流量自动增大到qvpqv1。,调速阀的作用使泵的输出流量与油缸所需流量自动匹配。,调速特性曲线,两条曲线的交点D为回路的工作点。其位置由开口量AT确定。,调节调速阀开口量AT，工作点D的位置随之改变。,调定后AT，工作点D为一个固定点，泵压和进入缸的流量不受负载的影响，负载特性硬，稳定性好。,当载荷较小时，缸压p1降低，调速阀两端压差p增大，节流损失增大，系统效率降低。,应用：本回路多用于机床进给系统。,A,B,C,2）变压式容积节流调速回路,工作原理：,组成：叶片式稳流量泵、左右控制缸、节流阀、二通阀、背