项目五液压控制元件和液压基本回路3ppt课件.ppt

1项目五项目五 液压控制元件和液压基本回路液压控制元件和液压基本回路2任务三任务三流量控制阀和速度控制回路流量控制阀和速度控制回路3 3任务目标任务目标l掌握流量控制阀的作用及分类；掌握流量控制阀的作用及分类；l掌握流量控制阀的流量控制原理；掌握流量控制阀的流量控制原理；l了解节流阀的作用、结构和工作原理；了解节流阀的作用、结构和工作原理；l掌握调速阀的工作原理；掌握调速阀的工作原理；l了解流量控制阀的常见故障现象及排除方了解流量控制阀的常见故障现象及排除方法。法。4 4l流量控制阀简称流量阀，它通过改变流量控制阀简称流量阀，它通过改变节流口通流节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度。动速度。l分类：分类：节流阀、调速阀节流阀、调速阀。l要求：要求：具有足够的调节范围；能保证稳定的最小具有足够的调节范围；能保证稳定的最小流量；温度和压力变化对流量的影响要小；调节流量；温度和压力变化对流量的影响要小；调节方便，泄漏小等。方便，泄漏小等。5 5一、流量控制阀特性一、流量控制阀特性1.节流口流量特性及形式节流口流量特性及形式l（1）节流口的流量特性）节流口的流量特性q=CAT(p)m 式中：式中：q流经节流口的流量；流经节流口的流量； C由节流口形状、流动状态、油液性质等因由节流口形状、流动状态、油液性质等因素决定的系数；素决定的系数； AT节流口通流截面面积；节流口通流截面面积； p节流口前后压力差；节流口前后压力差； m节流指数，对于薄壁小孔节流指数，对于薄壁小孔m0.5；对于细；对于细长小孔，长小孔，m1。6 6l 节流口宜制成薄壁孔；节流口宜制成薄壁孔；l 油温变化会引起工作油液黏度发生变化，从而油温变化会引起工作油液黏度发生变化，从而对流量产生影响，簿壁孔受温度的影响较小；对流量产生影响，簿壁孔受温度的影响较小；l 每个节流阀都有一个能正常工作的最小流量限每个节流阀都有一个能正常工作的最小流量限制，称为节流阀的最小稳定流量。制，称为节流阀的最小稳定流量。7 7l节流阀的结构主要取决于节流口的形式，常见节流口的节流阀的结构主要取决于节流口的形式，常见节流口的形式主要以下几种。形式主要以下几种。8 8二、节流阀二、节流阀（1）节流阀工作原理）节流阀工作原理9 9（2）节流阀的应用：普通节流阀的流量调）节流阀的应用：普通节流阀的流量调节仅靠一个节流口调节，其流量的稳定性节仅靠一个节流口调节，其流量的稳定性受压力和温度影响较大。受压力和温度影响较大。l 进口节流调速进口节流调速l 出口节流调速出口节流调速l 旁路节流调速旁路节流调速l 作为背压阀用作为背压阀用l 组成容积节流调速回路组成容积节流调速回路1010三、调速阀三、调速阀l通过节流阀的流量受其进出口两端压差变化影响。通过节流阀的流量受其进出口两端压差变化影响。l带压力补偿的流量阀称为调速阀。带压力补偿的流量阀称为调速阀。l分类：分类：l将将定差减压阀与节流阀串联定差减压阀与节流阀串联，称之为，称之为；l将将溢流阀与节流阀并联溢流阀与节流阀并联，称之为，称之为。1111（1）调速阀）调速阀l 由定差减压阀和节流阀两部分组成由定差减压阀和节流阀两部分组成。l定差减压阀可以串联在节流阀之前，也可串联在定差减压阀可以串联在节流阀之前，也可串联在节流阀之后。节流阀之后。l 调速阀的应用：调速阀的应用与节流阀相似，调速阀的应用：调速阀的应用与节流阀相似，凡是节流阀能应用的场合，调速阀均可应用。与凡是节流阀能应用的场合，调速阀均可应用。与普通节流阀不同的是，普通节流阀不同的是，调速阀应用于对速度稳定调速阀应用于对速度稳定性要求较高的液压系统中性要求较高的液压系统中。1212负载变化，负载变化，p3变化，变化，p2随之变化，则随之变化，则p2-p3的压差值基本保持恒定，实现压力补偿。的压差值基本保持恒定，实现压力补偿。1313（2）溢流节流阀）溢流节流阀l 溢流阀与节流阀并联而成的组合阀溢流阀与节流阀并联而成的组合阀，它也能，它也能补偿因负载变化而引起的流量变化。补偿因负载变化而引起的流量变化。1414压力差被弹簧力平衡保持基本不变。压力差被弹簧力平衡保持基本不变。四、速度控制回路四、速度控制回路l速度控制回路的功用是使执行元件获得能速度控制回路的功用是使执行元件获得能满足工作需求的运动速度。满足工作需求的运动速度。l包括调速回路、快速回路、速度换接回路包括调速回路、快速回路、速度换接回路等。等。1.调速回路调速回路l（1）节流调速回路）节流调速回路la.节流阀节流调速回路节流阀节流调速回路-进油节流调速进油节流调速多用于轻载、低速、负载变化不大和对速度稳定性要求不高的小功率液压系统。如车床、镗床、钻床、组合机床等机床的进给运动和辅助运动。1.调速回路调速回路l（1）节流调速回路）节流调速回路la.节流阀节流调速回路节流阀节流调速回路-回油节流调速回油节流调速进油节流调速和回油节流调速的比较进油节流调速和回油节流调速的比较进油节流调速进油节流调速回油节流调速回油节流调速承受负值负载承受负值负载的能力的能力需在执行元件回油路增加背需在执行元件回油路增加背压阀压阀回油腔背压，能承受一定回油腔背压，能承受一定负值负载负值负载运动平稳性运动平稳性无背压无背压回油背压（运动平稳性好）回油背压（运动平稳性好）低速不易爬行，高速不易低速不易爬行，高速不易振动振动油液发热对回油液发热对回路影响路影响热量热量=元件散出元件散出+进入液压缸，进入液压缸，增加泄漏，速度稳定性不好增加泄漏，速度稳定性不好热量随油液回油箱，经冷热量随油液回油箱，经冷却再进入系统，影响小却再进入系统，影响小压力控制的方压力控制的方便性便性进油压力随负载变化进油压力随负载变化回油腔压力随负载变化，回油腔压力随负载变化，不便于实现压力控制不便于实现压力控制启动性能启动性能再启动时关小节流阀可避免再启动时关小节流阀可避免启动冲击启动冲击关闭后，回油腔油会泄露关闭后，回油腔油会泄露回油箱，重启时背压消失，回油箱，重启时背压消失，会产生瞬间冲击会产生瞬间冲击 进油路、回油路节流调速回路结构简单，价格低廉，但效率较低，只宜用在负载变化不大，低速、小功率场合，如某些机床的进给系统中。1.调速回路调速回路l（1）节流调速回路）节流调速回路la.节流阀节流调速回路节流阀节流调速回路-旁路节流调速旁路节流调速旁路节流调速只有节流损失，而无溢流损失，因而功率损失比前两种调速回路小，效率高。这种调速回路一般用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合。1.调速回路调速回路l（1）节流调速回路）节流调速回路lb.调速阀、溢流阀节流调速回路调速阀、溢流阀节流调速回路调速阀调速阀调速阀节流调速回路在低速稳定性、速度刚度、调速范围等方面优于节流调速回路。1.调速回路调速回路l（2）容积调速回路）容积调速回路-改变液压泵或液压马改变液压泵或液压马达排量调速达排量调速（适于高速、大功率系统适于高速、大功率系统）液压缸活塞杆运动速度由变量泵1调节变量泵3调节液压马达5的转速；溢流阀4防止泵3回路过载；液压泵1是低压辅助泵用于补油，压力由溢流阀6调定。调节液压马达5的排量实现液压马达旋转速度调节。调速范围=变量泵调节范围X变量马达调节范围用于矿山机械、起重机械及大型机床2.快速运动回路快速运动回路l快速运动回路又称增速回路，其功能在于快速运动回路又称增速回路，其功能在于使执行元件获得必要的高速，以提高系统使执行元件获得必要的高速，以提高系统的工作效率或充分利用功率。的工作效率或充分利用功率。l（1）差动连接快速运动回路 l 结构简单，价格低廉，应用普遍结构简单，价格低廉，应用普遍，但，但液压缸的速度加快有限，有时仍不能满足液压缸的速度加快有限，有时仍不能满足快速运动的要求，常常要求和其它方法（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。如限压式变量泵）联合使用。 快进快进：1左电磁左电磁+ 和和3右电磁右电磁- 4-1左左-5左左 5右右-3左左-5左左工进工进：1左电磁左电磁+ 和和3右电磁右电磁+4-1左左-5左左 5右右-3右右-2节节-1左左-油箱油箱快退快退：1右电磁右电磁+和和3右电磁右电磁+4-2单单-3右右-5右右 5左左-1右右-油箱油箱456l（2 2）双泵供油的快速运动回路）双泵供油的快速运动回路 l 这种回路功率这种回路功率利用合理，效率较高利用合理，效率较高，缺点是缺点是回路较复杂，成本较高回路较复杂，成本较高，常用在执，常用在执行元件快进和工进速度相差较大的组合机行元件快进和工进速度相差较大的组合机床、注塑机等设备的液压系统中。床、注塑机等设备的液压系统中。1-低压大流量泵低压大流量泵2-高压小流量泵高压小流量泵3-顺序阀顺序阀4-单向阀单向阀5-溢流阀溢流阀6-二位三通电磁换向阀二位三通电磁换向阀7-节流阀节流阀快进快进：1-4和和2缸左缸左 缸右缸右-6右右-油箱油箱工进工进：阀：阀6左位工作，节流阀左位工作，节流阀7工作，背压工作，背压 系统压力升高，阀系统压力升高，阀3控制口压力升高控制口压力升高 阀阀3打开，泵打开，泵1卸荷，泵卸荷，泵2供油供油l（3 3）采用蓄能器的快速运动回路）采用蓄能器的快速运动回路l 采用蓄能器的目的是可以用流量较小采用蓄能器的目的是可以用流量较小的液压泵。的液压泵。 快进快进：蓄能器：蓄能器4和泵和泵1同时供油给液压缸同时供油给液压缸蓄能蓄能：液压缸不动，阀：液压缸不动，阀5位于中位，泵位于中位，泵1为为4蓄能，压力超过卸荷阀蓄能，压力超过卸荷阀1调定值后，泵调定值后，泵1卸荷卸荷l（4 4）用增速缸的快速运动回路）用增速缸的快速运动回路l 这种回路不需要增大泵的流量，就可获得这种回路不需要增大泵的流量，就可获得很大的速度，常被用于液压机的系统中。很大的速度，常被用于液压机的系统中。快进快进：阀：阀5左位工作左位工作泵泵-5左左-1小腔小腔-B A经经3从油箱吸入从油箱吸入 1右右-5左左-油箱油箱工进工进：负载增加：负载增加-系统压力升高系统压力升高-阀阀4开启开启-充压阀充压阀3关闭关闭-高压油进入高压油进入1大腔大腔-活塞变慢活塞变慢-推力增大推力增大退回退回：阀：阀5右位工作右位工作泵泵-5右右-右腔右腔 同时同时3的的k口通油，口通油，3打开双向流通，打开双向流通，A腔油从腔油从3流回油箱流回油箱53速度换接回路速度换接回路l设备的工作部件在自动循环工作过程中，设备的工作部件在自动循环工作过程中，需要进行速度转换，速度换接要求平稳。需要进行速度转换，速度换接要求平稳。l常用速度换接回路有快速与慢速的换接回常用速度换接回路有快速与慢速的换接回路和两种慢速的换接回路两种。路和两种慢速的换接回路两种。快慢速切换回路快慢速切换回路 1-单向定量液压泵单向定量液压泵2-两位四通手动换向阀两位四通手动换向阀3-双作用双活塞杆液压缸双作用双活塞杆液压缸4-两位两通机动换向阀（行程阀两位两通机动换向阀（行程阀）5-单向阀单向阀6-调速阀调速阀7-溢流阀溢流阀活塞向右运动活塞向右运动进油：油箱进油：油箱12右位右位3左腔左腔 出油：出油：3右腔右腔4右位右位2右位右位油箱油箱 活塞向右快速运动活塞向右快速运动（快进）（快进）活塞向右运动（活塞碰到行程阀，活塞向右运动（活塞碰到行程阀，4换位）换位）进油：油箱进油：油箱12右位右位3左腔左腔 出油：出油：3右腔右腔6（调速阀）（调速阀）2右位右位油箱油箱 活塞向右运动活塞向右运动（工进）（工进）活塞向左运动（操纵手柄，活塞向左运动（操纵手柄，2手动换向）手动换向）进油：油箱进油：油箱12左位左位5-3右腔右腔 出油：出油：3左腔左腔2左位左位油箱油箱 活塞向左快速运动活塞向左快速运动（快退）（快退）2022-5-20液压缸液压缸状态状态1YA2YA3YA 4YA静止静止快进快进一次一次调速调速二次二次调速调速+2022-5-20液压缸液压缸状态状态1YA2YA3YA4YA快退快退+2022-5-20液压缸液压缸状态状态1YA2YA3YA4YA静止静止快进快进一次一次调速调速二次二次调速调速+2022-5-20液压液压缸状缸状态态1YA2YA3YA4YA快退快退+ 液压缸易出现突然前液压缸易出现突然前冲现象，不适宜于工作冲现象，不适宜于工作过程中的速度切换。过程中的速度切换。例例1l液压吊在工作时，起重吊臂液压吊在工作时，起重吊臂的伸出与返回是由液压缸驱的伸出与返回是由液压缸驱动的，根据工作要求，运行动的，根据工作要求，运行时，时，吊臂的速度必须能进行吊臂的速度必须能进行调节调节。试设计控制吊臂速度。试设计控制吊臂速度的液压回路。的液压回路。任务分析任务分析l液压缸液压缸l单杆？双杆？单作用？双作用？单杆？双杆？单作用？双作用？l液压缸能换向液压缸能换向l换向阀？换向阀？l活塞杆伸出速度可调，缩回速度正常活塞杆伸出速度可调，缩回速度正常l节流阀？单向节流阀？节流阀？单向节流阀？l液压系统安全运行液压系统安全运行l溢流阀？溢流阀？作业作业l完成课后练习题完成课后练习题4545