第七章速度控制回路.ppt
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1、1,速度控制回路,功用:改变执行元件的运动速度,分类:调速*、换速、增速回路等,2,原理:改变q 、 Vm、A,方法:节流调速、容积调速、 容积节流调速,要求:调速范围大、速度稳定性好、效率高,调速回路,3,节流调速回路分类,节流阀节流调速 按采用流量阀不同 调速阀节流调速 进油路 按流量阀安装位置不同 回油路 旁油路,4,如图a,b所示,节流阀同样串联在液压泵和执行元件之间,调节节流阀的通流面积,能否改变执行元件的运动速度?为什么?,5,节流调速回路,通过改变节流口的通流截面积来调节流量。,1.系统组成: 定量泵、节流阀、溢流阀 和执行元件。进油路串联流量阀。 2.工作原理: 定量泵供油,泵
2、的压力由溢流阀调定,溢流阀不溢流则不能调速。,一、进油节流调速回路,动画演示7.1.1,6,液压缸稳定工作时的受力平衡方程,p1A = F + p2A p2T pp = pS = C p2 = 0 p1 = F/A 故 节流阀两端的压力差为 p=pP-p1=pP-F/A 经节流阀进入液压缸的流量为: qv1 =CATp=CAT(PP-F/A),7,液压缸的运动速度,v = qv1/A = CAT (pP-F/A)/A 结论:vAT 改变AT ,即可改变q1 ,改变v。A T 调定,v随F变化而变化。,8,速度-负载特性,速度刚度: 曲线上某点斜率的倒数。 曲线越陡,负载变化对速度的影响越大,速
3、度刚度低。结论:通流面积不变,负载小时速度刚度好;负载不变,通流面积小、速度低时速度刚度好。,9,功率和效率,a. 功率损失P :由两部分组成,溢流损失:,节流损失:,回路功率损失:,b.回路效率,回路输入功率(泵输出):,回路输出功率(缸输入):,溢流量越少,效率越高。由于存在两部分功率损失,回路的效率较低。,10,最大承载能力,多条速度负载特性曲线均汇于一点:该点对应的F值为最大负载。 最大承载能力与速度调节无关:FMAXPpA 进油节流调速回路特点: 优点:结构简单、价格低廉。 缺点:效率低。 应用:负载变化不大,低速、小功率的场合。,11,二、回油节流调速回路,特点: 速度-负载特性同
4、进油节流调速回路。特性同前。 区别: 1.有背压,能承受负值负载,运动平稳性好。 2.进油路节流比回油路节流更易实现压力控制。 3.若执行元件使用单杆缸,进油节流调速回路能获得更低的稳定速度。 4.回油路节流发热影响小。,动画演示7.1.2,12,三、旁路节流调速回路,工作特点:流量阀与执行元件并联,通过节流阀调节流回油箱的流量,从而控制进入缸的流量,溢流阀不打开,为安全阀。 调节AT , qvt 变,v变。 节流阀两端压差随负载变化而变化,P =P1=F/A,动画演示7.1.3,13,速度负载特性,重复进油路节流调速回路的推导步骤,可得本回路的速度负载特性方程,但应考虑泵的泄漏量影响。,q1
5、= qP-qT=(qtP-qP)-qT=(qtP-kLpP)-CATp =qtp-kL(F/A)-CAT(F/A) 故 液压缸的工作速度为: v = q1/A=qtp-kL(F/A)-CAT(F/A)/A 结论: AT=C,F,v,F,v,即vF特性更软 F=C,AT,v; ATv,即速度随AT而变化,14,最大承载能力,AT,阻力,Fmax,即低速承载能力差。,15,功率和效率, pP随F变化而变化, 只有P节,而无P溢 高,发热少。,16,回路应用, vF特性较软,低速承载能力差。 一般用于高速、重载、对速度平 稳性要求很低的较大功率场合,如:牛头刨床主运动系统、输送机械 液压系统、大型拉
6、床液压系统、 龙门刨床液压系统等。,17,采用调速阀的节流调速回路,采用调速阀代替节流阀调速,可以改善速度-负载特性,解决速度稳定性,但增加减压阀的损失,回路效率比节流调速低,其它特性同节流阀调速一样。,18,容积调速回路,通过改变变量泵或变量马达的排量来调节执行元件的速度。 优点:没有溢流损失和节流损失,效率高、发热小。 缺点:结构复杂,成本高。 应用:大功率液压系统。,19,按油液循环方式分: 开式回路:执行元件排油回油箱,通过油箱进行油液循环。易散热,杂质沉淀。 闭式回路:泵吸油口与执行元件回油口直接连接,回油直接进泵吸口。结构紧凑,油气隔绝,运动平稳。采用副油箱补油。,容积调速回路分类
7、,泵缸式 按所用执行元件不同 变定 泵马达式 定变 变变,20,泵-缸式容积调速回路,改变泵的排量可调节活塞速度。 速度-负载特性曲线: 负载增加,速度下降。原因:压力增加,泵、马达的容积效率下降,泄漏增加,速度下降。 低速承载能力差,且受最大负载的限制。 速度-负载特性较软,回路的速度刚度较节流调速回路高,造成原因与节流调速回路不同(压差变化)。 回路没有溢流损失,也没有节流损失,系统的效率高。,21,变量泵-定量马达式容积调速回路,动画演示7.1.5,nM = qP/VM VM = 定值 调节qP即可改变nM 若不计损失,在调速范围内, T = pPVM/2=C 称恒转矩容积调速,22,定
8、量泵-变量马达式容积调速回路, nM与VM成反比 TM与VM成正比 VM,nM,TM; VM,nM,TM, 以致带不动负载, 使马达“自锁” 。 故 这种回路很少单独使用,23,变量泵-变量马达式容积调速回路,分两段调节: 第一段 先将VM调至最大并固定,然后将VP由小大, nM从0 nM (变定) 第二段:将VP固定至最大,VM由大小, nM从nMnMmax(定变) 调速范围大,可达100。,24, nM低时TM大,nM高时TM小 正好符合大部分机械要求 故 多用于机床主运动、纺织机械、矿山机械,变量泵变量马达式容积调速回路特点,25,容积节流调速,采用变量泵和流量阀联合调节执行元件的速度。
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