液压与气压传动技术（微课版）课件 任务4.3 搭建液压速度回路

4.3搭建液压速度回路任务4.3搭建液压速度回路知识目标：1.能根据结构描述速度控制的原理；2.能识别出流量控制阀的图形符号。学习目标能力目标：1.能根据动作要求选择流量控制阀；2.能画出流量控制阀的图形符号；3.能规范连接液压回路并调试。素质目标：1.培养学生的职业素养和安全能力；2.培养学生脚踏实地、精益求精的工匠精神。

任务4.2中你改进的液压尾座回路，在调试中发现尾座套筒在夹紧工件的过程中运动速度过快，容易撞到工件。现车间技术人员又提出在尾座套筒运动过程中，增加速度控制的要求，以免与工件发生碰撞，请你改进油路图。子任务描述子任务4.3.1读任务回路图

请根据任务描述，分析以下问题：1．本任务中液压尾座回路增加的功能是什么？2．实现本任务液压尾座回路功能的核心元件是什么？3．本任务中这种功能的回路都有哪些类型？4．该液压尾座回路的调整要遵循什么规范？5．为解决以上问题，你打算怎么做？子任务描述任务4.3搭建液压速度回路子任务分析2．分析液压尾座回路图子任务4.3.1读任务回路图1．了解液压尾座的工作要求在液压传动系统中，调节和控制流量的液压元件称为流量控制元件（阀），简称流量阀。本任务实现尾座套筒运动速度控制功能的核心元件是流量阀。（解决问题1和问题2）图4-2-33液压尾座改进后的液压回路一、液压流量阀的功能和类型相关知识常用的流量阀有节流阀、调速阀、溢流节流阀等，其中节流阀、调速阀是最常见的流量阀。通过改变阀口通流截面积或通流通道的长短来调节通过阀的流量，从而控制执行元件的运动速度。功能类型子任务4.3.1读任务回路图二、液压调速阀1．调速阀相关知识调速阀中节流阀调节流量，定差减压阀保证节流阀前、后的压力差Δp不受负载变化的影响，从而使通过节流阀的流量保持稳定。（1）工作原理：子任务4.3.1读任务回路图压力补偿的办法：一种是将定差减压阀与节流阀串联，构成调速阀；另一种是将溢流阀与节流阀并联，构成溢流节流阀。二、液压调速阀1．调速阀相关知识（1）工作原理：子任务4.3.1读任务回路图图4-3-1调速阀1—定差减压阀；2—节流阀二、液压调速阀1．调速阀相关知识（2）图形符号：子任务4.3.1读任务回路图图4-3-2调速阀的图形符号简化图形符号注意：调速阀具有方向性，不能反接使用。二、液压调速阀1．调速阀相关知识（3）调速阀与节流阀的流量特性比较子任务4.3.1读任务回路图图4-3-3调速阀和节流阀的流量特性曲线1—调速阀；2—节流阀（4）调速阀的应用调速阀常用于执行元件负载变化较大、运动速度稳定性要求较高的液压传动系统，如各类组合机床、车床、铣床等设备的液压传动系统。二、液压调速阀2．溢流节流阀相关知识子任务4.3.1读任务回路图图4-3-4溢流节流阀1—液压缸；2—安全阀；3—溢流阀；4—节流阀溢流节流阀由节流阀和压差式溢流阀并联组合而成。节流阀调节流量，溢流阀保证节流阀进、出油口压差基本保持不变。溢流节流阀具有方向性，必须区分溢流节流阀的进、出油口，在图形符号上，用进、出油口之间的箭头表示。三、液压节流阀常用节流阀有普通节流阀、单向节流阀等。相关知识1．普通节流阀图4-3-5节流阀1—阀芯；2—推杆；3—手轮；4—弹簧；5—阀体子任务4.3.1读任务回路图双向节流，不用区分进、出油口。三、液压节流阀相关知识1．普通节流阀图4-3-6节流阀流量-压力特性曲线子任务4.3.1读任务回路图（1）节流阀的流量特性a.节流口前、后压力差Δp对流量的影响b.温度对流量的影响c.温度对流量的影响三、液压节流阀相关知识1．普通节流阀图4-3-7典型节流口的结构形式子任务4.3.1读任务回路图（2）节流口的形式三、液压节流阀相关知识1．普通节流阀子任务4.3.1读任务回路图（3）节流阀的特点结构简单，制造容易，体积小，使用方便，成本低，可实现双向节流作用，可反接使用；负载和温度变化对流量稳定性影响较大，因此只适用于负载和温度变化不大或速度稳定性要求不高的液压传动系统。三、液压节流阀相关知识2．单向节流阀图4-3-8单向节流阀子任务4.3.1读任务回路图（3）节流阀的特点三、液压节流阀相关知识3．节流阀的应用图4-2-19先导式溢流阀实现的单级调压回路子任务4.3.1读任务回路图为液压尾座液压回路选择合适的液压流量控制阀子任务实施子任务4.3.1读任务回路图本任务中尾座套筒在快速运动时几乎是空载的，在即将接触工件时要将速度减慢，在运动过程中对速度的稳定性要求也不高。结合节流阀和调速阀调节流量特性及应用场合，本任务选用节流阀调节流量即可满足控制要求。考虑到尾座套筒在返回时不需要调速，所以应选择一个单向节流阀。子任务分析本任务的回路增加的功能是调速，因此要搭建调速回路。前面已经选用了合适的流量控制阀，但如何搭建符合功能要求的调速回路呢？搭建调速回路要解决的问题包括选用合适的流量控制阀、流量控制阀的安装位置及如何连接油路等。本任务主要讲解调速回路的搭建。子任务4.3.2改进任务回路图一、液压速度控制回路相关知识用来控制执行元件运动速度的回路称为速度控制回路。子任务4.3.2改进任务回路图调速回路分类快速运动回路速度换接回路相关知识二、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图液压缸的运动速度为:v=q/A液压马达的转速为:n=q/VM

1．节流调速回路进油节流调速回路分类回油节流调速回路旁油路节流调速回路节流阀串联在执行元件进油路上的节流调速回路。将节流阀放置在回油路上，控制液压缸回油流量，从而控制进入执行元件的流量，达到调速目的。节流阀并联在液压缸支路上（泵出口）。采用定量泵供油，通过节流阀或调速阀改变进入或流出执行元件的流量实现调速。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。相关知识二、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图（1）进油节流调速回路图4-3-9进油节流调速回路及其速度-负载特性曲线通过调节节流阀开口面积，改变进入液压缸的流量，即可调节液压缸的运动速度。相关知识二、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图（2）回油节流调速回路图4-3-10回油节流调速回路节流阀放置在回油路上，控制液压缸回油流量，从而控制进入执行元件的流量，达到调速目的。相关知识二、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图图4-3-10回油节流调速回路区别回油节流调速回路进油节流调速回路运动平稳性回油路上有较大的背压，在外负载变化时可起缓冲作用，运动的平稳性要好。使用单活塞杆式液缸，有杆腔进油。无杆腔进油，通流面积大，不易堵塞，能获得更低的稳定速度。发热和泄漏的影响温度升高的油液直接流回油箱，散热容易。经节流阀发热后的油液直接进入液压缸。停车后的启动性能不同进油路上没有节流阀控制流量，即使回油路上节流阀关得很小，也会使活塞前冲；进油路上有节流阀控制流量，故活塞前冲很小，甚至没有前冲。压力控制方便性回油腔压力随负载变化而变化，进油腔压力随负载变化而变化，易于实现压力控制。承受负值负载能力节流阀或调速阀使缸回油腔形成一定的背压，在负值负载时，背压能阻止液压缸的前冲，因而能承受一定的负值负载由于回油路没有背压，因而不能承受负值负载。相关知识二、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图（3）旁油路节流调速回路图4-3-11旁油路节流调速回路及速度-负载特性曲线节流阀调节油液溢回油箱的流量，从而控制进入液压缸的流量，实现调速。无溢流损失，只有节流损失，效率高。相关知识二、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图2．容积调速回路通过改变液压泵或液压马达的排量实现调速的回路。优点功率损失小（没有溢流损失和节流损失）、系统效率高、且工作压力随负载变化而变化。缺点稳定性比节流调速回路要差，结构复杂，成本较高。广泛用于高速、大功率的液压传动系统，如液压压力机、工程机械、矿山机械等。应用相关知识三、搭建液压调速回路变量泵和定量执行元件（液压缸和定量马达）的容积调速回路容积调速回路定量泵和变量液压马达的容积调速回路变量泵和变量液压马达的容积调速回路2．容积调速回路子任务4.3.2改进任务回路图相关知识三、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图图4-3-12变量泵和定量执行元件的容积调速回路1—变量泵；2—辅助泵；3—安全阀；4—低压溢流阀；5—定量液压马达

（1）变量泵和定量执行元件的容积调速回路2．容积调速回路相关知识三、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图图4-3-13定量泵和变量液压马达的容积调速回路1—主泵；2—辅助泵；3—安全阀；4—低压溢流阀；5—变量液压马达

（2）定量泵和变量液压马达的容积调速回路2．容积调速回路相关知识三、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图图4-3-14变量泵和变量液压马达的容积调速回路

（3）变量泵和变量液压马达的容积调速回路2．容积调速回路1—双向变量泵；2—双向变量马达；3—安全阀；4—辅助泵；5—低压溢流阀；6、7、8、9—单向阀相关知识三、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图工作原理3．容积节流调速回路没有溢流损失，只有节流损失，回路的效率较高，且回路的调速性能取决于流量控制阀的调速性能，速度稳定性比容积调速回路好，常用在调速范围大、中小功率的场合。用压力补偿型变量泵供油，用流量控制阀调节流入或流出执行元件的流量来调节速度，变量泵的输出流量与液压缸所需流量相匹配。特点常用容积节流调速回路限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路差压式变量泵与节流阀组成的容积节流调速回路相关知识三、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图3．容积节流调速回路（1）限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路图4-3-15限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路

1—变量泵；2—调速阀；3—背压阀调速阀安装在进油路或回油路上。液压缸的运动速度由调速阀控制，变量泵输出的流量qp与进入液压缸的流量q1相适应。调速阀使进入液压缸的流量保持恒定，且使泵的输出流量恒定并与液压缸所需要的流量相匹配。泵的供油压力基本恒定不变，又称为定压式容积节流调速回路。承载能力、运动平稳性、速度刚性与对应的节流调速回路相同。没有溢流损失，但仍然有节流损失，其损失的大小与液压缸的工作腔压力p1有关。相关知识三、搭建液压调速回路子任务4.3.2改进任务回路图3．容积节流调速回路（2）差压式变量泵与节流阀组成的容积节流调速回路图4-3-16差压式变量泵与节流阀组成的容积节流调速回路

1、2-控制柱塞；3-节流阀；4-安全阀；5-阻尼孔

当节流阀开口量调定后，输入液压缸的流量q1基本不受负载变化的影响而保持恒定。这是因为稳流量泵的控制回路能保证节流阀的工作压差不变，并且具有自动补偿泄漏的功能。只有节流损失，无溢流损失。节流阀工作压差不变，故在变载情况下，节流损失比限压式变量叶片泵―调速阀容积节流调速回路小得多，因此，回路效率高，发热少。相关知识三、搭建液压快速运动回路子任务4.3.2改进任务回路图快速运动回路的功能当泵的流量一定时，使液压执行元件获得尽可能大的工作速度，同时使液压系统的输出功率尽可能小，实现系统功率的合理匹配，以提高系统的工作效率。常用快速运动回路差动连接快速运动回路蓄能器供油的快速运动回路双泵供油的快速运动回路增速缸的快速运动回路相关知识三、搭建液压快速运动回路子任务4.3.2改进任务回路图1．差动连接快速运动回路1—三位四通换向阀；2—单向节流阀；3—二位三通换向阀图4-3-17差动连接快速运动回路

回路比较简单也比较经济，但液压缸的速度加快有限，差动连接与非差动连接的速度之比为:有时仍不能满足快速运动的要求，常常要求和其它方法（如限压式变量泵）联合使用。

相关知识三、搭建液压快速运动回路子任务4.3.2改进任务回路图2．蓄能器供油的快速运动回路1—液压泵；2—卸荷阀；3—单向阀；4—蓄能器；5—主换向阀图4-3-18蓄能器供油的快速运动回路

适用于短时间内需要大流量的场合，并可用小流量的液压泵使液压缸获得较大的运动速度。在液压缸的一个工作循环内，须有足够的停歇时间使蓄能器充液。注意相关知识三、搭建液压快速运动回路子任务4.3.2改进任务回路图3．双泵供油的快速运动回路图4-2-15

双泵供油的快速运动回路

具有功率利用合理、效率高且速度换接较平稳的优点，但回路复杂。适用于快、慢速差别较大的液压系统。1—低压大流量泵2—高压小流量泵3—顺序阀4—单向阀5—溢流阀6—换向阀7—节流阀相关知识三、搭建液压快速运动回路子任务4.3.2改进任务回路图4．增速缸的快速运动回路1—增速缸小腔；2—增速缸大腔；3—充液阀；4—顺序阀；5—活塞图4-3-19增速缸快速运动回路

相关知识四、搭建液压速度换接回路子任务4.3.2改进任务回路图速度换接回路的功能：使液压执行机构在一个工作循环中，从一种运动速度转换到另一种运动速度。1．快速与慢速的速度换接回路采用行程控制的方式快速与慢速速度换接的方法采用压力控制的方式采用时间控制的方式相关知识四、搭建液压速度换接回路子任务4.3.2改进任务回路图图4-3-20采用行程阀的快速-慢速换接回路1．快速与慢速的速度换接回路（1）行程控制实现的快速与慢速的速度换接回路1—行程阀；2—二位三通换向阀；3—单向节流阀换接过程比较平稳，换接点的位置精度高，但行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂。相关知识四、搭建液压速度换接回路子任务4.3.2改进任务回路图图4-3-21压力控制的快速与慢速的速度换接回路1．快速与慢速的速度换接回路（2）压力控制实现的快速与慢速的速度换接回路1—主换向阀；2—二位三通电磁换向阀；3—调速阀；4—压力传感器

换接过程比较平稳，换接点的位置精度高，但行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂。相关知识四、搭建液压速度换接回路子任务4.3.2改进任务回路图图4-3-22两种慢速的速度换接回路2．两种慢速的速度换接回路后经过的调速阀的开口要小于先经过的调速阀的开口，缸才能获得更低的稳定速度。

调速阀并联的速度换接回路不宜用在加工过程中的速度换接，只可用在速度预选的场合。调速阀串联的速度换接回路的速度换接平稳性比较好，但是能量损失大。注意搭建符合功能要求的回路图子任务实施图4-3-23液压尾座改进后的液压回路子任务4.3.2改进任务回路图子任务4.3.3油路调整子任务分析搭建的液压尾座的液压回路，经过仿真，功能符合要求。接下来在数控车床上搭建实际的液压回路。主要工作是液压回路的调压元件——单向节流阀的安装。在安装操作中，必须熟知安全规范，并能按照操作规范，