流体机械调节与控制技术2.pptx
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1、24学时机电操作工程(24学时)Dr.3.4恒功率操作流 量 乘 以 压 力 代 表 功 率,pq=常 数 的 双 曲 线(q为 泵 的 体 积流 量)就 是 恒 功 率 曲 线。但 在 大 多 数 情 况 下,系 统 中 的 泵 均在 较 恒 定 的 转 速 下 运 转,且 泵 的 容 积 效 率 较 高,因 此 常 用pV=常数(V 为泵的排量),即恒转矩来代替恒功率。恒 功 率 泵 是 一 种 具 有 双 曲 线 特 性 的 功 率 操 作 泵,即 泵 的输出功率在负载压力或负载流量变化时保持常数。恒 功 率 操 作 调 节 泵 的 排 量 依 赖 于 工 作 压 力,因 此 给 定 的
2、驱 动 功 率 在 恒 速 驱 动 速 度 下 是 不 会 超 出 的。由 于 具 有 精 确的 双 曲 线 操 作 特 性 的 操 作,这 种 泵 提 供 一 个 最 优 的 可 获 得的功率的利用。3.4.1 LR 型恒功率操作恒 功 率 变 量 泵 主 要 由 变 量 操 作 阀,变 量 缸 和 变 量 杠杆组成。如 果 这 种 泵 用 于 开 式 回 路,一 般 其 泵 变 量 的 动 力 来自本身的排油口压力,属于自控式变量。变 量 缸 的 原 始 位 置 处 于 排 量 最 大 位 置,此 时 变 量 阀处于原始的右位,大变量缸3与油箱相通。中 间 的 垂 直 活 塞4依 靠 来
3、自 泵 排 油 口 的 油 压,将 其 头部 顶 在90度 杠 杆5的 水 平 杆 上,杠 杆5的 几 何 长 度 分别 为a 和b。在 活 塞 移 动 时 垂 直 活 塞4可 以 左 右 移 动,其 离 开 原 始 位 置 的 距 离a,就 表 示 泵 排 量 的 大 小。垂直活塞底部作用着泵的排油口压力p。3.4.1 LR 型恒功率操作图3-41 LR 操作变量泵原理图M测压油口(堵死)A压力油口 S吸油油口 G测压油口(堵死)R泄漏油口(堵死)T1、T2回油油口(堵死)M1 测压油口(堵死)油口 1变量操作阀 2小变量缸 3大变量缸 4垂直活塞 5-杠杆带p+x 反响的功率调节泵现场可调
4、的功率调节泵3.4.1 LR 型恒功率操作其工作原理是:当 泵 功 率 未 到 达 调 定 的 恒 功 率 值 时,p、A 和a的 乘 积(力 矩)小 于 输 入 的Fb(F 为 弹 簧 设 定 值 产 生 的 弹 性 力),变 量 阀1处 于右 位,排 量 最 大,此 时 泵 输 出 最 大 的 排 量。假 设 工 作 压 力 超 过了 弹 簧 的 设 定 值,即 当pAa 大 于Fb 时,作 用 在90度 杠 杆5上 的 顺时 针 力 矩 大 于 逆 时 针 力 矩,缸 杆 使 变 量 阀 芯 移 动,压 力 油 进 入大 变 量 缸2,使 排 量 有 所 减 少,在 摇 杆 处 的 杠
5、杆 长 度 被 减 小,直至 重 新 回 到 逆 向 力 矩 等 于 小 于 顺 向 力 矩 的 状 态。工 作 压 力 可 以按 排 量 减 少 的 量 的 相 同 比 例 增 加,使 驱 动 功 率 不 会 被 超 过,从而保持泵的输出功率为常数。变 量 到 位 时,变 量 阀 处 于 中 位(图 上 未 画 出),大 变 量 缸 油 口封闭,变量泵处于某稳定点。3.4.2 LR3 遥控恒功率操作 图3-43 LR3 调节原理职能原理图 3.4.2 LR3 遥控恒功率操作a)b)图3-44 LR3 静态特性曲线a)特性曲线 b)先导压力和功率之间的关系 LR3 可 以 通 过 油 口XLR
6、接 入 外 部 先 导 压 力pp,加 至 功 率 阀 的 弹 簧 腔,可 对 泵 输 出 的 功 率 进 行 遥 控 调 节,改 变 先 导 压 力pp可 以 使 泵 的 功 率 特 性 曲线 向 右 上 平 移。操 作 原 理 同 上,改 变 先 导 压 力 相 当 于 改 变 了 弹 簧 的 设 定 值。这种变量泵在无压的初始位置是排量最大(Vgmax)。3.4.3 LR.D 带压力操作的恒功率操作 图3-45 LR.D 调节原理职能原理图图3-46 LR.D 静态特性曲线压力控制优先于功率控制3.4.3 LR.D 带压力操作的恒功率操作压 力 操 作 阀 的 可 变 阀 口 与 固 定
7、 节 流 孔5组 成 了 一 个C 型 半 桥,用来操作变量泵活塞腔的压力。在无压工况,泵处在排量最大Vgmax的初始位置。这 种 操 作 方 式,压 力 操 作 优 先 于 功 率 操 作,也 就 是 在 工 作 压 力低 于 设 定 压 力 情 况 下,变 量 泵 变 量 操 作 装 置 跟 随 功 率 操 作 功 能。一 旦 泵 的 输 出 压 力 到 达 了 压 力 操 作 设 定 值,此 时 压 力 阀4下 位工 作,泵 出 口 压 力 油 经 阀 口 进 入 变 量 活 塞 的 右 腔,使 泵 的 排 量减 少,泵 进 入 压 力 操 作 模 式,并 仅 仅 输 送 所 需 要 的
8、 流 量 来 保 持这个压力。一 般 这 个 压 力 有 一 个 设 定 范 围,标 准 的 设 定 值 为35MPa。也 就是 如 果 工 作 压 力 不 超 过35MPa,为 恒 功 率 泵,一 旦 压 力 超 过 了35MPa,就 为 恒 压 泵,其 输 出 特 性 曲 线 参 见 图3-46。其 中 功 率变 量 的 起 始 点 由 功 率 操 作 阀2的 弹 簧 调 定,最 高 的 工 作 压 力 由压力阀4的弹簧调定。3.4.4 LR.G 带遥控压力操作的恒功率操作 图3-47 LRG 操作职能原理图1变量泵主体 2功率操作阀 3、6固定节流孔 4压力操作阀 5遥控压力溢流阀 图3
9、-48 LRG 操作静态特性曲线3.4.4 LR.G 带遥控压力操作的恒功率操作 固 定 节 流 孔6与 压 力 溢 流 阀5的 可 变 节 流 口 一 起 构 成B 型 半 桥,改 变 压 力 溢 流 阀 的 设 定 压 力 就 可 调 整 压 力 操 作 阀4 的 弹 簧 腔 的 压力。一 旦 系 统 压 力 操 作 级 别 溢 流 阀 设 定 值 加 上 压 力 操 作 阀4的阀 口 的 压 差 到 达,泵 就 会 进 入 压 力 操 作 模 式,可 以 通 过 改 变 压力溢流阀调控压力,实现远程压力遥控。注 意,对 于 遥 控 压 力 的 设 定 值 是 单 独 的 溢 流 阀 设
10、定 值 加 上在 压 力 操 作 阀 阀 口 两 端 的 压 差p之 和。例 如,外 部 的 压 力 溢 流阀 设 定 值 是33MPa,操 作 阀 阀 芯 两 端 的 压 差 是2MPa,遥 控 压 力的改变值为33+2=35MPa。3.4.5 LRM 型带行程限制器的恒功率操作 图3-49 LRM 操作职能原理图 图3-50 LRM 操作静态特性曲线 3.4.5 LRM 型带行程限制器的恒功率操作 LRM 型 带 行 程 限 制 器 的 恒 功 率 操 作 原 理 见 图3-49,它 是在 原 恒 功 率 操 作 变 量 泵 的 基 础 上 增 加 了 机 械 行 程 限 制 器8,这 种
11、 型 式 的 变 量 泵 除 了 功 率 操 作 功 能 之 外,通 过 调 节 一 个 机械 限 位 螺 钉 可 以 无 级 地 限 制 泵 的 最 大 排 量Vgmax,调 整 行 程 限位 螺 钉 时 必 须 在 无 压 的 条 件 下 进 行。这 种 变 量 泵 在 无 压 条 件下的初始位置仍然是最大排量Vgmax位置。行 程 限 制 器 的 调 整 排 量 设 定 范 围 为0%Vgmax%(最 大 可 以 到104%Vgmax),标 准 设 定 通 常 是Vgmax。见 图3-50,改 变 机 械行 程 限 位 器 的 设 定,会 使 静 态 特 性 曲 线 横 轴 的 最 大
12、排 量 值 发生改变。3.4.6 LRZ 型液压两点恒功率操作 图3-51 LRZ 液压2点操作1主泵2功率操作阀 3换向阀 4辅助泵3.4.6 LRZ 型液压两点恒功率操作这 种 操 作 方 式 泵 的 原 理 见 图3-51,是 在 原 有 恒 功 率 操 作 泵 的基 础 上 增 加 了 一 台 换 向 阀3和 辅 助 泵4组 成。具 有 这 种 操 作 方式 的 泵,在 泵 重 新 起 动 时,可 以 减 少 起 动 转 矩,通 常 需 要 外部 的 先 导 操 作 压 力。此 泵 初 始 位 置 是 无 压 条 件 下(油 口Rkv 无压)排 量 处 在 最 大 位 置。在 功 率
13、操 作 和 压 力 操 作 时,油 口Rkv必须接油箱。Rkv油 口 加 压 引 起 操 作 装 置 朝 着 排 量 变 小 方 向 调 节。假 设 将 油口Rkv卸 载 到 油 箱,能 使 泵 执 行LR2(3)恒 功 率 操 作 功 能。很 显然,这 需 要 在 起 动 时 接 通 外 控 先 导 压 力。Rkv接 通 压 力 油 后,使 泵 的 排 量 最 小,有 利 于 泵 电 动 机 顺 利 起 动,一 旦 起 动 过 程 结束,就应该是油口Rkv回油箱。3.4.7 LRY 型具有内部先导压力的电气2点恒功率操作图3-52 LRY 型操作职能原理图1主泵2功率操作阀 3电磁换向阀 4
14、连接板这 种 操 作 方 式 的 泵 是 在 原 恒 功 率 操 作 的 基 础 上 增 加 了 一 台 电 磁 换向 阀。在 无 压 和 电 磁 换 向 阀 通 电 的 条 件 下 泵 处 在 其 初 始 点 位 置,这时泵输出最大排量。当 电 磁 换 向 阀 不 通 电 时,泵 起 动 后,一 旦 工 作 压 力 接 近 大 约0.41MPa 时,泵 的 斜 盘 就 朝 着 最 小 排 量Vgmin 方 向 摆 动,输 出 流 量 接近 于 零,容 易 起 动。一 旦 电 磁 换 向 阀 通 电,泵 则 工 作 于 恒 功 率 操作模式。3.4.7 LRY 型具有内部先导压力的电气2点恒功
15、率操作3.4.8 LRH1型带液压行程限制器的恒功率操作 图3-53 LRH1 型操作职能原理图1主泵 2功率操作阀 3变量操作缸 4排量反响杠杆 5 先导排量操作阀 负排量操作功率优先3.4.8 LRH1型带液压行程限制器的恒功率操作 这 种 变 量 操 作 方 式 的 泵 是 在 原 恒 功 率 操 作 基 础 上,增 加 了 先导 排 量 操 作 阀5和 排 量 反 响 杠 杆4。这 种 操 作 需 要 一 个 外 部 的先 导 操 作 压 力 加 到X1 油 口。液 压 行 程 限 制 器 可 用 于 在 整 个操 作 范 围 内,连 续 地 改 变 或 限 制 泵 的 排 量,泵 的
16、 排 量 大 小 由先 导 压 力 决 定,先 导 压 力pst最 高 为4MPa,先 导 操 作 压 力 通过油口X1 引入。操 作 压 力 增 加,先 导 排 量 操 作 阀5左 位 与 压 力 油 路 接 通,液压油经功率操作阀2通往变量缸,使最大排量减小。负 流 量 操 作 方 式:即 随 着 操 作 压 力 的 增 加,最 大 的 排 量 设 定 值减小。3.4.8 LRH1 型带液压行程限制器的恒功率操作 泵 排 量 减 少 的 同 时,通 过 排 量 反 响 杠 杆4,使 先 导 排 量 操 作 阀5的 阀 芯 向 左 移 动,关 闭 进 入 到 泵 排 量 操 作 缸3大 端
17、的 油 口,使 主泵1的排量为一调定值。减小的排量值与操作压力成正比。这种操作方式中功率操作优先于液压行程限制器操作,例如,在双曲功率操作曲线以下,排量由先导压力操作,当一个设定的流量或者负载压力超过了功率曲线,功率操作优先沿着双曲特性曲线减少泵的排量。3.4.8 LRH1 型带液压行程限制器的恒功率操作 图3-55 LRH1 操作先导压力与排量之间的关系3.4.8.1 LRDH 操作 图3-56 LRDH1 操作职能原理图LRDH 操作 增 设 的 压 力 切 断 阀2设 定 了 主 泵 的 最 高 压 力,一 旦 系 统压 力 超 过 了 压 力 切 断 阀2 左 边 弹 簧 的 设 定
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