文档介绍：速度控制回路
1/18
速度控制回路
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。
2/18
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
3/18
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 m=1/2。
4/18
进、回油节流调速回路
qp=q1+Δq
p1A1=F
q1=KATΔp1/2
=KAT(pp- F/A1)1/2
V =q1/A1
=KAT(pp- F/A1)1/2/A1
qp=q1+Δq
ppA1=p2A2+F
q2=KATp21/2
=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2
V =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
5/18
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/tgθ=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。η=(Pp-ΔP )/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
6/18
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。
7/18
旁路节流调速回路
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=〔q t-λp(F/A1)-KAT(F/A1)1/2〕/A1
8/18
改善节流调速负载特性的回路
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,通过节流阀的流量均变化,故回路的速度负载特性比较差。若用调速阀代替节流阀,回路的负载特性将大为提高。
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,由于定差减压阀的作用,通过调速阀的流量基本稳定。
旁路节流调速回路的最大承载能力不因AT增大而减小。
由