速度控制回路ppt课件

1、7.2 7.2 速度控制回路速度控制回路 速度控制回路包括调速回路、快速运动回路、速速度控制回路包括调速回路、快速运动回路、速度换接回路。度换接回路。按调速方式的不同主要有以下三种调速回路：按调速方式的不同主要有以下三种调速回路：1.1.节流调速回路节流调速回路 回路组成回路组成: : 由定量泵，流量控制阀节流阀、调速阀等，溢流由定量泵，流量控制阀节流阀、调速阀等，溢流阀，执行元件。阀，执行元件。 分类分类: : 按流量控制阀安放位置的不同分三种：按流量控制阀安放位置的不同分三种：进油节流调速回路进油节流调速回路回油节流调速回路回油节流调速回路旁路节流调速回路旁路节流调速回路 分析时忽略油液紧

2、缩性、走漏、管道压力损失和执分析时忽略油液紧缩性、走漏、管道压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁孔，节流口压力行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁孔，节流口压力流量方程中流量方程中 m m1/21/2。进油节流调速回路采用节流阀进油节流调速回路采用节流阀流量延续性方程流量延续性方程qp=q1+qqp=q1+q速度负载特性速度负载特性 活塞受力平衡方程活塞受力平衡方程p1A1=Fp1A1=F211211AFpKApKAqpTT速度负载特性方程速度负载特性方程 21123111FApAAKAqpT 流经节流阀的流量流经节流阀的流量 速度负载特性方程反响了液压缸的速度速度负载特性方程反响了液

3、压缸的速度v v 随负载随负载F F 的变化关系。的变化关系。 调理节流阀通流面积调理节流阀通流面积AT AT 可无级调理液压缸活塞速度，可无级调理液压缸活塞速度，v v 与与AT AT 成正比。成正比。当当AT AT 一定时，速度随负载一定时，速度随负载F F 的添加而下降。当的添加而下降。当v=0v=0 时，最大承载才干时，最大承载才干Fmax=psA1Fmax=psA1。 由公式由公式分析可知分析可知 21123111FApAKAAqpT 当当F F 一定时，一定时， AT AT越小曲线越平直，阐越小曲线越平直，阐明速明速 度在轻低速时，抵抗负载变化的度在轻低速时，抵抗负载变化的才干强，

4、速度刚性好。才干强，速度刚性好。当当ATAT一定时，一定时， F F 越小曲线越平直，说越小曲线越平直，说 明速度在轻载时，抵抗负载变化的明速度在轻载时，抵抗负载变化的能能 力强，速度刚性好。力强，速度刚性好。阐明液压缸在低速和轻载时，速度受负载动摇的影响阐明液压缸在低速和轻载时，速度受负载动摇的影响小，即回路的速度刚性大，速度稳定性好。小，即回路的速度刚性大，速度稳定性好。由负载特性曲线可以看出由负载特性曲线可以看出根据式根据式绘制成如下图负载特性曲线。绘制成如下图负载特性曲线。211231FApAAKpT液压泵的输出功率液压泵的输出功率, ,即回路的输入功率：即回路的输入功率： PP =

5、ppqp PP = ppqp 常数常数 液压缸的输出功率，即回路的输出功率：液压缸的输出功率，即回路的输出功率： P1 = Fv = p1q1 P1 = Fv = p1q1 忽略液压缸的效率损失忽略液压缸的效率损失 回路的功率损失：回路的功率损失： P = PP - P1P = PP - P1 = pp = ppq+q+pq1pq1 回路效率回路效率 回路的输出功率与回路的输入功率之比回路的输出功率与回路的输入功率之比= P1 / PP = P1 / PP p1q1/ppqp p1q1/ppqp 显然，进油节流调速回路既有溢流损失显然，进油节流调速回路既有溢流损失ppppq q ，又有节流损失

6、，又有节流损失pq1pq1，回路效率较低，不适用于大功率的场所。，回路效率较低，不适用于大功率的场所。 功率特性功率特性2 2回油节流调速回路采用节流阀回油节流调速回路采用节流阀流量延续性方程流量延续性方程qp=q1+qqp=q1+q速度负载特性速度负载特性活塞受力平衡方程活塞受力平衡方程ppA1=p2A2ppA1=p2A2F F211212122FApAKApKAqpTT流经节流阀的流量流经节流阀的流量速度负载特性方程速度负载特性方程21123222FApAKAAqpT 由上式可以看出，回油节流调速回路的速度负载特性与进油由上式可以看出，回油节流调速回路的速度负载特性与进油节流调速回路的根本

7、类似，这里不再赘述。节流调速回路的根本类似，这里不再赘述。液压泵的输出功率，即回路的输入功率液压泵的输出功率，即回路的输入功率 PP = ppqp PP = ppqp 常数常数 液压缸的输出功率，即回路的输出功率液压缸的输出功率，即回路的输出功率 P1 = Fv = p1q1 P1 = Fv = p1q1p2q2p2q2 回路的功率损失回路的功率损失: : P = PP - P1P = PP - P1 = pp = pp q q pq2pq2 回路效率回路的输出功率与回路的输入功率之比回路效率回路的输出功率与回路的输入功率之比= P1 / PP = Fv /ppqp = P1 / PP = F

8、v /ppqp 显然，回油节流调速回路既有溢流损失显然，回油节流调速回路既有溢流损失ppppq q ，又有节流损失，又有节流损失pq2pq2，回，回路效率较低，不适用于大功率的场所。路效率较低，不适用于大功率的场所。功率特性功率特性结论：进油路、回油路节流调速回路构造简单，但结论：进油路、回油路节流调速回路构造简单，但效率较低，只宜用在负载变化不大，低速、小功率场所。效率较低，只宜用在负载变化不大，低速、小功率场所。 进、回油节流调速回路的不同之处：进、回油节流调速回路的不同之处： (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。回油节流调速回路运动平稳性好。 (3) (3

9、) 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进油节流调速的油液发热会使缸的内外走漏添加；会使缸的内外走漏添加； 3 3旁路节流调速回路采用节流阀旁路节流调速回路采用节流阀 定油泵输出的流量定油泵输出的流量qpqp，一部，一部分分q1q1进入液压缸，一部分进入液压缸，一部分q q经过经过节流阀流回油箱，无溢流，溢流节流阀流回油箱，无溢流，溢流阀作平安阀作用，以防过载。阀作平安阀作用，以防过载。 溢流阀的调理压力应大于回路正常任务压力，在这溢流阀的调理压力应大于回路正常任务压力，在这种回路中，缸的进油压力种回路中，缸的进油压力p1 p1 等于泵的供油压力等于泵的供油压力pp

10、pp，溢，溢流阀的调理压力普通为缸抑制最大负载所需的任务压力流阀的调理压力普通为缸抑制最大负载所需的任务压力p1maxp1max的的1.11.31.11.3倍。倍。速度受负载变化的影响大，速度受负载变化的影响大，在小负载或低速时，曲线陡，回在小负载或低速时，曲线陡，回路的速度刚性差。不同节流阀通路的速度刚性差。不同节流阀通流面积下，回路有不同的最大承流面积下，回路有不同的最大承载才干。载才干。ATAT越大，越大，FmaxFmax越小，回越小，回路的调速范围遭到限制。只需节路的调速范围遭到限制。只需节流功率损失，无溢流功率损失，流功率损失，无溢流功率损失，回路效率较高。回路效率较高。速度负载特性

11、方程：速度负载特性方程：121111AAFAKqAqvTp结论：结论： 这种回路可用于功率较大，且对速度稳定性要求这种回路可用于功率较大，且对速度稳定性要求不高的场所。不高的场所。4 4改善节流调速回路负载特性的回路改善节流调速回路负载特性的回路采用调速阀采用调速阀在节流阀调速回路中，当负载变化时，因节流阀前在节流阀调速回路中，当负载变化时，因节流阀前后压力差变化，经过节流阀的流量均变化，故回路后压力差变化，经过节流阀的流量均变化，故回路的速度负载特性比较差。假设用调速阀替代节流阀，的速度负载特性比较差。假设用调速阀替代节流阀，回路的负载特性将大为提高。回路的负载特性将大为提高。调速阀可以装在

12、回路的进油、回油或旁路上。负载调速阀可以装在回路的进油、回油或旁路上。负载变化引起调速阀前后压差变化时，由于定差减压阀变化引起调速阀前后压差变化时，由于定差减压阀的作用，经过调速阀的流量根本稳定。的作用，经过调速阀的流量根本稳定。2.2.容积调速回路容积调速回路由于没有节流损失和溢流损失，回路效率高，适用于由于没有节流损失和溢流损失，回路效率高，适用于高速、大功率调速系统。高速、大功率调速系统。按油路循环方式不同，容积调速回路有开式回路和闭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。式回路两种。功用：功用：经过改动液压泵或液压马达的排量来调理执行元件的经过改动液压泵或液压马达的排

13、量来调理执行元件的速度。速度。特点：特点：分类：分类：按油路循环方式不同，容积调速回路有开式回路和闭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。式回路两种。分类：分类：变量泵-定量马达容积调速回路 防止回路过载 补偿泵3和马达5的走漏 调 定 油 泵 1的供油压力辅助泵使低压辅助泵使低压管路一直坚持管路一直坚持一定压力一定压力, , 改改善了主泵的吸善了主泵的吸油条件油条件, ,且可且可置换部分发热置换部分发热油液油液, ,降低系降低系统温升。统温升。闭式回路多为泵闭式回路多为泵马达回路，按变量元件的不同，常马达回路，按变量元件的不同，常分为三种方式：分为三种方式：变量泵变量泵定

14、量马达回路定量马达回路定量泵定量泵变量马达回路变量马达回路变量泵变量泵变量马达回路变量马达回路闭式容积调速回路闭式容积调速回路n1 1变量泵变量泵定量马达回路定量马达回路 速度刚性：受负载变化影响的缘由随着速度刚性：受负载变化影响的缘由随着负载添加，因泵和马达的走漏添加，致负载添加，因泵和马达的走漏添加，致使马达输出转速下降。使马达输出转速下降。死区：因泵和马达的走漏，存在死区。死区：因泵和马达的走漏，存在死区。变量原理：经过改动泵的排量变量原理：经过改动泵的排量VpVp以实现调速。以实现调速。速度特性：速度特性：nM=npVp/VM nM=npVp/VM 阐明马达的转速阐明马达的转速nMnM

15、与变量泵与变量泵VpVp的排量成正的排量成正比比 . .转矩特性：转矩特性：TM=VMp/2 TM=VMp/2 由于由于pp取决于负载转矩，不随调速变化，当取决于负载转矩，不随调速变化，当负载恒定时，马达输出转矩负载恒定时，马达输出转矩TMTM实际上是恒定的，回路为恒转矩调速回路。实际上是恒定的，回路为恒转矩调速回路。功率特性：功率特性：PM= TM 2nM= TM 2 npVp/VM PM= TM 2nM= TM 2 npVp/VM 阐明输出功率阐明输出功率PMPM与变与变量泵量泵VpVp的排量成正比的排量成正比 。 调速范围调速范围: Rc40: Rc40n2 2定量泵定量泵变量马达回路变

16、量马达回路 变量原理：经过改动马达的排量变量原理：经过改动马达的排量VMVM以实现调速。以实现调速。速度特性：速度特性：nM=npVp/VM nM=npVp/VM 阐明马达的转速阐明马达的转速nMnM与变量马达的与变量马达的VMVM的排量成反比的排量成反比 . .转矩特性：转矩特性：TM=VMp/2 TM=VMp/2 阐明马达输出转矩阐明马达输出转矩TMTM与变量马达的与变量马达的VMVM的排量成正比。的排量成正比。功率特性：功率特性：PM= TM 2nM= pnpVp PM= TM 2nM= pnpVp pqp pqp 由于由于pp不随调速而变化，不随调速而变化，qpqp也为也为常常 数，故

17、该回路为恒功率调理。数，故该回路为恒功率调理。 调速范围调速范围: Rc3: Rc34 4 速度刚性和死区：同前分析。速度刚性和死区：同前分析。 其它：该调速回路，假设用变量马达来换向，其它：该调速回路，假设用变量马达来换向， 在换向的瞬间要经过在换向的瞬间要经过“高转速高转速零转零转 速速反向高转速的突变过程，所以，反向高转速的突变过程，所以， 不宜用变量马达来实现平稳换向，且不宜用变量马达来实现平稳换向，且 调速范围小，故很少单独运用调速范围小，故很少单独运用3 3变量泵变量泵变量马达回路变量马达回路调速过程：调速过程：在低速段：先将马达排量调至最大，用变量泵调速，相当于变量在低速段：先将

18、马达排量调至最大，用变量泵调速，相当于变量泵泵定量马达回路。处于恒转矩形状恒转矩调理，同时因马达排定量马达回路。处于恒转矩形状恒转矩调理，同时因马达排量最大，马达能获得最大输出转矩；量最大，马达能获得最大输出转矩；高高 速速 段：泵到达最大排量，用变量马达调速，相当于定量泵段：泵到达最大排量，用变量马达调速，相当于定量泵变量马达回路。马达处于恒功率形状恒功率调理。变量马达回路。马达处于恒功率形状恒功率调理。调速范围：由于泵和马达的排量都可调，扩展了调速范围，普通调速范围：由于泵和马达的排量都可调，扩展了调速范围，普通Rc100Rc1003.3.容积节流调速回路容积节流调速回路 容积节流调速回路

19、用压力容积节流调速回路用压力补偿型变量泵供油，用流量控补偿型变量泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的制阀调定进入或流出液压缸的流量来调理液压缸的速度；并流量来调理液压缸的速度；并使变量泵的供油量一直随流量使变量泵的供油量一直随流量控制阀调定流量作相应的变化控制阀调定流量作相应的变化。这种回路无溢流损失，效率。这种回路无溢流损失，效率较高，速度稳定性比容积调速较高，速度稳定性比容积调速回路好。回路好。7.37.3快速运动回路快速运动回路使执行元件获得必要的高速，以提高系使执行元件获得必要的高速，以提高系统的消费率或充分利用功率。统的消费率或充分利用功率。功用：功用： 差动衔接与非差动衔接的

20、速度之比为差动衔接与非差动衔接的速度之比为 v 3/v1 v 3/v1A1/(A1-A2)A1/(A1-A2)1.1.液压缸差动衔接快速运动回路液压缸差动衔接快速运动回路 在差动回路中，泵的流量和缸的有杆在差动回路中，泵的流量和缸的有杆腔排出的流量合在一同流过的阀和管道腔排出的流量合在一同流过的阀和管道应按合成流量来选择液压阀的规格，否应按合成流量来选择液压阀的规格，否那么会导致压力损失过大，泵空载时供那么会导致压力损失过大，泵空载时供油压力过高。油压力过高。 2. 2.双泵供油快速运动回路双泵供油快速运动回路 卸载阀的调定压力至少卸载阀的调定压力至少应比溢流阀的调定压力低应比溢流阀的调定压力低10102020。大流量泵卸载减。大流量泵卸载减少了动力耗费，回路效率较少了动力耗费，回路效率较高。高。