[工学]7-2速度控制回路A.ppt

第二节 速度控制基本回路 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。 一、调速回路 液压缸的速度 v =q v/A 液压马达的转速 n = q v/v M 调节执行元件的工作速度，可以改变输入执行元件的流量q v或A ；或改变马达的v M 。改变A 实际中是不现实的。因此，常用调速方法有三种： 定量泵供油系统，用流量阀改变q v——节流调速回路； 变量泵或马达系统，改变泵或马达的v M ——容积调速回路； 同时调节泵的排量和流量阀来调速——容积节流调速回路。 工作原理：是通过改变回路中流量阀通流截面积的大小来控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。 组成：定量泵，流量阀（节流阀、调速阀等），溢流阀，执行元件。其中流量阀起流量调节作用，溢流阀起调定压力作用。 分类：按流量阀安放位置的不同分： 进油节流调速回路：将流量阀串联在液压泵与液压缸之间。 回油节流调速回路：将流量阀串联在液压缸与油箱之间。 旁路节流调速回路：将流量阀安装在液压缸并联的支路上。 特点及应用：结构简单，成本低，使用维修方便，在机床液压系统中广泛应用。但其能量损失大，效率低，发热大，一般只用于小功率的场合。 工作原理： 如图所示，节流阀串联在液压泵和液压缸之间。液泵输出的油液一部分经节流阀进入液压缸工作腔，推动活塞运动，液压泵多余的液油经溢流阀排回油箱，这是这种调速回路能够正常工作的必要条件。由于溢流阀有溢流，泵出口压力pp就是溢流阀的调整压力并基本保持恒定（定压）。调节节流阀的流通面积，即可调节通过节流阀的流量，从而调节液压缸的运动速度。 如图：有qp=q1+Δq ， p1A1=F 阀上q1=C ATΔp m=C AT(pp- F/A1) m 则缸活塞速度V =q1/A1 =C AT(pp- F/A1) m/A1 此式即为速度负载特性方程 进油节流调速回路的速度负载特性 速度随负载变化而变化的程度，表现为特性曲线的斜率不同，用速度刚性来评价。曲线越平缓，刚性越好。 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。这种调速刚性较差。 进油节流调速回路的功率和效率 回路的输出功率：P1=F V =F q1/A1 = p1 q1 回路的输入功率：Pp= pp qp =常量 回路的功率损失：ΔP = Pp-P1= pp qp - p1 q1 = pp (q1 +Δq ) - (pp-Δp) q1 = ppΔq +Δp q1 回路的输出功率与回路的输入功率之比称为回路效率。 η= P1 / Pp = p1 q1 /pp qp 进油节流调速回路的特点： 由于存在两部分的功率损失，故这种调速回路的效率较低。当负载恒定或变化很小时，η可达 0.2～0.6；当负载变化时，回路的最大效率为0.385。机械加工设备常有快进→工进→快退的工作循环，工进时泵的大部分流量溢流，所以回路效率极低，而低效率导致温升和泄漏增加，进一步影响了速度稳定性和效率。回路功率越大，问题越严重。 进油节流调速回路的应用： 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。要求负载为正值。 工作原理： 如图所示，节流阀串联在液压缸的回油路上，借助于节流阀控制液压缸的排油量q2来实现速度调节。由于进入液压缸的流量q1受到回油路上排流量q2的限制，因此节流阀来调节液压缸的排油量q2也就调节了进油量 q1 ，定量泵多余的油液仍经溢流阀流回油箱，溢流阀调整压力（ pp ）基本稳定。 如图：有qp=q1+Δq ，p1A1=p2A2+F p1 =pp 阀上q2=C ATp2m=C AT(ppA1 /A2 - F/A2) m 则缸活塞速度V =q1/A1=q2/A2 V =C AT(ppA1 /A2 - F/A2) m/A2 此式即为速度负载特性方程，与进油节流调 速回路的基本相同。若液压缸两腔有效面积 相同（双出杆液压缸），那么两种节流调速