速度控制回路.pptx

按流量控制阀安放位置的不同分：按流量控制阀安放位置的不同分：进油路上进油路上进油节流调速进油节流调速回路回路 回油路上回油路上回油节流调速回油节流调速回路回路 旁油路上旁油路上旁路节流调速旁路节流调速回路回路节流调速回路按使用流量阀分为：节流阀节流阀式节流调速回路 调速阀调速阀式节流调速回路 通过调节流量阀通流面积（AT）控制执行元件运动速度的回路，第1页/共22页调速方式：由调速方式：由 ，调节，调节A AT T调速调速结论：进回油节流调速回路的速 度负载特性及功率特性速度负载特性方程：节流阀式进油路节流调速回路调速特性：第2页/共22页节流进油节流调速回路的速度负载特性及功率特性：节流进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调节节流阀通流面积A AT T可无级调节液压缸活可无级调节液压缸活塞速度，塞速度，v v与与A AT T成正比。当成正比。当A AT T一定时，速度随负载一定时，速度随负载的增加而下降。当的增加而下降。当v v=0=0时，最大承载能力时，最大承载能力F Fmaxmax=A A1 1 p p；速度随负载变化而变化的程度，表现为速度；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，常用速度刚性负载特性曲线的斜率不同，常用速度刚性 k kv v 来评来评价。价。K Kv=v=d dF F/d/dv v=1/tan1/tan=2=2 (p pA A1 1F FL L)/)/v v ，它表示负载变化时回路阻抗速度变化的能力；液压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，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；回油节流调速回路既有溢流即回路的速度刚性差；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。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。大和对速度稳定性要求不高的小功率场合。返回第3页/共22页节流阀式回油路节流调速回路调速方式：由 ，调节AT调速调速特性：结论：1、其速度负载特性及功率特 性同进油路节流调速回路 2、与进油路节流调速区别速度负载特性方程：第4页/共22页 进、回油节流调速回路的不同之处：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。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。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，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。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。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，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。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，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。并在回油路上加背压阀。返回第5页/共22页调速方式：由 ，调节AT调速调速特性：节流阀式旁油路节流调速回路速度负载特 性方程：结论：结论：1.速度受负载变化的影响大，在小负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。载或低速时，曲线陡，回路的速度刚性差。2.2.在不同节流阀通流面积下，回路在不同节流阀通流面积下，回路有不同的最大承载能力。有不同的最大承载能力。A AT T越大，越大，F Fmaxmax越小，越小，回路的调速范围受到限制。回路的调速范围受到限制。3.3.只有节流功率损失，无溢流功率只有节流功率损失，无溢流功率损失，回路效率较高。损失，回路效率较高。溢流阀关闭，起安全阀作用第6页/共22页调速阀式进油路节流调速回路在节流阀调速回路中，当负载变化时，因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。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，回路的负载特性若用调速阀代替节流阀，回路的负载特性将大为提高。将大为提高。调速阀可以装在回路的进油、回油或旁路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，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，通过调速阀的流由于定差减压阀的作用，通过调速阀的流量基本稳定（如图以进油路调速为例）。量基本稳定（如图以进油路调速为例）。旁路节流调速回路的最大承载能力不旁路节流调速回路的最大承载能力不因因A AT T增大而减小。增大而减小。由于增加了定差减压阀的压力损失，由于增加了定差减压阀的压力损失，回路功率损失较节流阀调速回路大。回路功率损失较节流阀调速回路大。调速阀正常工作必须保持调速阀正常工作必须保持0.51MPa的压差。的压差。第7页/共22页容积调速回路 容积调速回路通过改变液压泵和液压马达的排量来调节执行元件的速度。由于没有节流损失和溢流损失，回路效率高，系统温升小，适用于高速、大功率调速系统。根据变量装置分为：变量泵与定量马达（缸）组成的容积调速回路定量泵与变量马达组成的容积调速回路变量泵与变量马达组成的容积调速回路第8页/共22页原理：原理：变量泵变量泵定量马达闭式调速回路定量马达闭式调速回路 安全阀安全阀2 2防止回路过载，防止回路过载，辅助泵辅助泵 8 8补充主泵和马达的泄漏，改善主泵的吸油条件，置换部补充主泵和马达的泄漏，改善主泵的吸油条件，置换部分发热分发热 油液以降低系统温升。调速特性方程如下：油液以降低系统温升。调速特性方程如下：变量泵与定量马达（缸）组成的容积节流调速回路 特点：泵的转速 np 和马达排量VM 视为常数，改变泵 的排量Vp可使马达转速 nM 和输出功率 PM 随之 成比例的变化。马达的输出转矩 TM 和回路的 工作压力p 取决于负载转矩，不会因调速而 发生变化，所以这种回路常称为恒转矩调速回路。回路的速度刚性受负载变化影响的原因：随着负载增加，因泵和马达的泄漏增加，致使马达输出转速下降。第9页/共22页定量泵与变量马达组成的容积节流调速回路原理：原理：变量泵变量泵定量马达闭式调速回路定量马达闭式调速回路 安全阀安全阀3 3防止回路过载，防止回路过载，辅助泵辅助泵 4 4补充主泵和马达的泄漏，改善主泵的吸油条件。补充主泵和马达的泄漏，改善主泵的吸油条件。调速特性方程如下：调速特性方程如下：特点：泵的流量qp 视为常数，改变泵马达的排量 VM可使马达转速 nM 和输出转矩 TM 随之 成比例的变化。马达的输出功率PM取决于 泵的功率，不会因调速而发生变化，所以 这种回路常称为恒功率调速回路。回路的速度刚性受负载变化影响的原因：随着负载增加，因泵和马达的泄漏增加，致使马达输出转速下降。第10页/共22页变量泵与变量马达组成的容积节流调速回路原理：原理：变量泵变量泵变量马达闭式调速回路，元件对称布置，变换泵的变量马达闭式调速回路，元件对称布置，变换泵的供供 油油 方向，即可实现马达正反向旋转。单向阀方向，即可实现马达正反向旋转。单向阀4 4、5 5 用于辅助泵用于辅助泵 3 3 双向补油，单向阀双向补油，单向阀6 6、7 7 使溢流阀使溢流阀8 8 在两个方向起过载在两个方向起过载保护作。保护作。在低速段，先将马达排量调至最大，用变量泵调速，当泵的在低速段，先将马达排量调至最大，用变量泵调速，当泵的排量由小变大，直至最大，马达转速随之升高，输出功率也随排量由小变大，直至最大，马达转速随之升高，输出功率也随之线性增加。此时因马达排量最大，马达能获得最大输出转矩，之线性增加。此时因马达排量最大，马达能获得最大输出转矩，且处于恒转矩状态（恒转矩调节）。且处于恒转矩状态（恒转矩调节）。高速段，泵为最大排量，用变量马达调速，将马达排量由大高速段，泵为最大排量，用变量马达调速，将马达排量由大调小，马达转速继续升高，输出转矩随之降低。此时因泵处于调小，马达转速继续升高，输出转矩随之降低。此时因泵处于最大输出功率状态不变，故马达处于恒功率状态（恒功率调节）最大输出功率状态不变，故马达处于恒功率状态（恒功率调节）。由于泵和马达的排量都可调，扩大了回路的调速范围，一般Re100。特点：第11页/共22页 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容积节流调速回路 容积节流调速回路用压力补偿泵供油，用流量容积节流调速回路用压力补偿泵供油，用流量控制阀调定进入或流出液压缸的流量来调节液压缸的控制阀调定进入或流出液压缸的流量来调节液压缸的速度；并使变量泵的供油量始终随流量控制阀调定流速度；并使变量泵的供油量始终随流量控制阀调定流量作相应的变化。这种回路无溢流损失，效率较高，量作相应的变化。这种回路无溢流损失，效率较高，速度稳定性比容积调速回路好。按变量泵和流量阀分速度稳定性比容积调速回路好。按变量泵和流量阀分为：为：以限压式变量泵和调速阀的调速回路为例介绍该方式调速特性第12页/共22页限压式变量泵与调速阀组成容积节流调限压式变量泵与调速阀组成容积节流调速速 该回路中包含限压式变量泵、调速阀和背压阀，变量泵流量与调速阀相适应，无溢流损失；背压法增强回路运动平稳性。这种回路无溢流损失，但有节流损失，其大小与液压缸的工作压力有关。回路效率：p1q1/ppqp=p1/pp特点：返回第13页/共22页 在负载不大或空载时，实现快速运动，以提高在负载不大或空载时，实现快速运动，以提高生产率或充分利用功率。生产率或充分利用功率。快速运动回路 油缸差动连接快速回路 将液压缸有杆腔回油和液压泵供油合在一起进入液压缸无杆腔，活塞将快速向右运动，差动连接与非差动连接的速度之比为 v 1/v1A1/(A1-A2)注：在差动回路中，泵的流量和缸的有杆腔排出的流量合在一 起流过的阀和管道应按合成流量来选择规格，否则会导致 压力损失过大，泵空载时供油压力过高。第14页/共22页双泵供油快速回路 外控顺序阀外控顺序阀3 3（卸荷（卸荷阀）和溢流阀阀）和溢流阀5 5分别设定双分别设定双泵供油和小流量泵泵供油和小流量泵2 2供油时供油时系统的最高工作压力。当系统的最高工作压力。当系统压力低于阀系统压力低于阀3 3调定压力调定压力时，两个泵同时向系统供时，两个泵同时向系统供油，活塞快速向右运动；油，活塞快速向右运动；系统压力达到或超过阀系统压力达到或超过阀3 3调调定压力时，大流量泵定压力时，大流量泵1 1通过通过阀阀3 3卸载，单向阀卸载，单向阀4 4自动关自动关闭，只有小流量泵向系统闭，只有小流量泵向系统供油，活塞慢速向右运动。供油，活塞慢速向右运动。注：卸载阀3的调定压力至少应比溢流阀5的调定压力低1020。大流量泵卸载减少了动力消耗，回路效率较高。这种回路常用在执行元件快进和工进速度相差较大的场合。第15页/共22页采用蓄能器的快速回路当系统停止工作时，1YA A通电，换向阀处于右位，这时液压缸便经单向阀向蓄能器7充油。蓄能器油压达到规定值时，换向阀1YA A左位工作，液压泵和蓄能器7共同向主系统供油，实现快速运动。由于采用蓄能器和液压泵同时向系统供油，故可以用较小流量的液压泵来获得快速运动。注：这种回路适用于系统短期需要大流量的场合。第16页/共22页采用增速缸的快速回路 增速缸由活塞缸与柱塞缸复合而成。换向阀2处于左位，压力油经柱塞6内孔进入增速缸小腔，推动活塞快速向右移动，活塞缸7左腔所需油液由液控单向阀5从油箱4吸取，活塞缸右腔油液经换向阀回油箱。当执行元件接触工件，工作压力升高，换向阀3通电右位工作，单向阀5关闭，压力油同时进入增速缸的大小腔，活塞转换成慢速运动，且推力增大。换向阀2处于右位，压力油进入活塞缸右腔，同时打开液控单向阀5，大腔回油排回油箱，活塞快速向左退回。注：这种回路大多用在空行程速 度要求较快的卧式液压机上。第17页/共22页自重充液的快速回路 活塞向下运动时，由于运动部件的自重，活塞快速下降，由单向节流阀控制下降速度。此时因液压泵供油不足，液压缸上腔出现负压，充液油箱4 通过液控单向阀3（充液阀）向缸的上腔补油；当运动部件接触工件负载增加时，缸的上腔压力升高，阀3关闭，此时只靠液压泵供油，活塞运动速度降低。回程时，液压缸上腔一部分回油通过阀3进入充液油箱，一部分回油直接回油箱。注：回路用于垂直运动部件质量较 大的液压机系统。第18页/共22页速度换接回路 用于切换执行元件的速度。换接过程要求平稳，换接精度要求高。按切换前后速度的不同，有快速工作速度、两种工进速度的换接。快速运动和工作进给的换接回路用行程阀的速度换接回路用行程阀的速度换接回路 换向阀右位工作，液压缸活塞快进到预定位置，活塞杆上挡块压下行程阀1，行程阀断开，缸右腔油液必须经过节流阀2 才能回油箱，活塞转为慢速工进。换向阀左位工作，压力油经单向阀3 进入缸右腔，活塞快速向左返回。速度切换过程比较平稳，换接点位置准确。但行程阀必须安装在运动部件附近，有时管路要接得很长，压力损失较大。第19页/共22页液压马达并联双速换接回路液压马达并联双速换接回路 电磁换向阀左位，压力油只驱动马达1，马达2空转；电磁换向阀 右位，两马达并联，故进入每个马达的流量减少一半，转速相应降低一半，转矩增加一倍。两种情况回路输出功率相同。两液压马达的主轴刚性连接在一起（一般为同轴双排柱塞马达）第20页/共22页两种工进速度换接回路调速阀串联的二级调速回路调速阀串联的二级调速回路调速阀并联的二级调速回路 只能用于第二进给速度小于第一进给速度的场合，故调速阀B 的开口小于调速阀A。回路速度换接平稳性好。两个进给速度可以分两个进给速度可以分别调整，互不影响。但在别调整，互不影响。但在速度换接瞬间，会造成进速度换接瞬间，会造成进给部件突然前冲。不宜用给部件突然前冲。不宜用在同一行程两次进给速度在同一行程两次进给速度的转换上，只可用在速度的转换上，只可用在速度预选的场合。预选的场合。第21页/共22页感谢您的观看！第22页/共22页