液压与气压传动第6章 液压基本回路.ppt

调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求，在不考虑压 油的压缩性和泄漏的情况下，缸的运动速度υ由进入（或流出）缸 的流量q和有效工作面积A决定，即： 马达的转速n由进入马达的流量q和马达的单转排量VM决定： 由上述两式可知，改变流入（或流出）执行元件的流量q，或改 变缸的有效工作面积A、马达的排量V，都可调节执行元件的运动速 度。一般来说，改变缸的有效工作面积比较困难，所以，常常通过 改变流量q或排量V来调节执行元件速度，并由此构成不同方式的调 速回路。改变流量有两种办法，其一是在定量泵和流量阀组成的系 统中用流量控制阀调节，其二是在变量泵或变量马达组成的系统中 用变量泵或变量马达的排量调节。 调速回路按改变流量的方法不同可分为三类：节流调速回流、 容积调速回路和容积节流调速回路。 节流调速回路是由定量泵和流量阀组成的调速回路，它可以通过调节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，以此来调节执行元件的运动速度。 节流调速回路有不同的分类方法。按流量阀在回路中位置的不同，可分为进油节流调速回路、回油节流调速回路和旁路节流调速回路；按流量阀的类型不同可分为普通节流阀节流调速回路和调速阀节流调速回路；按定量泵输出的压力是否随负载变化，又可分为定压式节流调速回路和变压式节流调速回路。进油、回油节流调速回路就是定压式节流调速回路；旁路节流调速回路就是变压式节流调速回路。 回路结构如图所示，节流阀串联在泵与执行元件之间的进油路上。它由定量泵、溢流阀、节流阀及液压缸（或液压马达）组成。通过改变节流阀的开口量（即通流截面积AT）的大小，来调节进入液压缸的流量q1，进而改变液压缸的运动速度。定量泵输出的多余流量由溢流阀溢流回油箱。为完成调速功能，不仅节流阀的开口量能够调节，而且必须使溢流阀始终处于溢流状态。在该调速回路中，溢流阀的作用一是调整并基本恒定系统压力；二是将泵输出的多余流量溢流回油箱。 缸在稳定工作时，其受力平衡方程为 式中p1、p2分别为液压缸进油腔和回油腔的压力，由于回油腔通油箱，p2≈0；F为液压缸的负载；A1、A2分别为液压缸无杆腔和有杆腔的有效面积。 所以 p1 ＝F/A1 因为某液压泵的供油压力pp为定值，则节流阀两端的压力差为 △p＝pp－p1＝pp－F/A1 经节流阀进入液压缸的流量为 故液压缸的运动速度为 上式即为进油路节流调速回路的负载特性方程，由该式可知，液压缸的运动速度v和节流阀通流面AT成正比。调节AT可实现无级调速，这种回路的调速范围较大（速比最高可达100）。当AT调定后，速度随负载的增大而减小，故这种调速回路的速度负载特性较“软”。 若按式（6－3）选用不同的AT值作V－F坐标曲线图，可得一组曲线，即为该回路的速度负载特性曲线，如右图所示。速度负载特性曲线表明液压缸运动速度随负载变化的规律，曲线越陡，说明负载变化对速度的影响较大，即速度刚性差。由式（6－3）和右图还可看出，当节流阀通流面积AT一定时，重载区域比轻载区域的速度刚性差；在相同负载条件下，节流阀通流面积大的比小的速度刚性差，即速度高时速度刚性差。所以这种调速回路适用于低速轻载的场合。 由式（6－3）可知，无论节流阀的通流面积AT为何值，当F=ppA1时，节流阀两端压差为△p为零，活塞运动也就停止，此时液压泵输出的流量全部经溢流阀流回油箱。所以该点的F值即为该回路的最大承载值即 Fmax=ppA1 调速回路的功率特性包括回路的输入功率、输出功率， 效率特性包括损失功率和回路效率。进油节流调速回路中液压泵的输出功率为Pp=ppqp=常量；而液压缸的输出功率为 所以该回路的功率损失为 式中，△q为通过溢流阀的的溢流量，△q＝qp-q1。 由上式可知该回路的损失功率由两部分组成。一是溢流损失 ；二是节流损失 回路的效率η为：