液壓基本回路長篇講解 教育學(xué)習(xí)

第六章液壓基本回路,1,優(yōu)質(zhì)材料,目的任務(wù),了解速度控制回路的分類、組成、特點掌握速度控制回路的功用、工作原理,2,優(yōu)質(zhì)材料,基本回路定義,由有關(guān)液壓元件組成，并能完成某一特定功能的典型（簡單）油路結(jié)構(gòu)。,3,優(yōu)質(zhì)材料,基本回路分類,方向控制回路壓力控制回路按功用分速度控制回路多缸工作控制回路,4,優(yōu)質(zhì)材料,7、1速度控制回路,功用分類,5,優(yōu)質(zhì)材料,速度控制回路功用,改變執(zhí)行元件的運動速度,6,優(yōu)質(zhì)材料,速度控制回路分類,調(diào)速*、換速、增速回路等,7,優(yōu)質(zhì)材料,7、1、1調(diào)速回路,調(diào)速原理調(diào)速方法對調(diào)速回路的要求,8,優(yōu)質(zhì)材料,調(diào)速回路調(diào)速原理,液壓缸：v=q/A液壓馬達(dá)：n=q/Vm由上兩式知：改變q、Vm、A，皆可改變v或n，一般A是不可改變的。液壓缸：改變q，即可改變v液壓馬達(dá)：既可改變q，又可改變Vm,9,優(yōu)質(zhì)材料,調(diào)速回路調(diào)速方法,節(jié)流調(diào)速改變q容積調(diào)速改變泵和馬達(dá)的V容積節(jié)流調(diào)速既可改變q，又可改變V,10,優(yōu)質(zhì)材料,對調(diào)速回路的要求,調(diào)速范圍大速度穩(wěn)定性好效率高,11,優(yōu)質(zhì)材料,一節(jié)流調(diào)速回路,組成工作原理分類,12,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流調(diào)速回路組成,定量泵、流量閥、溢流閥、執(zhí)行元件等。,13,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流調(diào)速回路工作原理,通過改變流量控制閥閥口的通流面積來控制流進或流出執(zhí)行元件的流量，以調(diào)節(jié)其運動速度。,14,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流調(diào)速回路分類,節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速按采用流量閥不同調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速進油路按流量閥安裝位置不同回油路旁油路,15,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥進口節(jié)流調(diào)速回路,特征油路工作特性分析,16,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥進口節(jié)流調(diào)速回路特征,將節(jié)流閥串聯(lián)在進入液壓缸的油路上，即串聯(lián)在泵和缸之間，調(diào)節(jié)A節(jié)，即可改變q，從而改變速度，且必須和溢流閥聯(lián)合使用。,17,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥進口節(jié)流調(diào)速回路油路,節(jié)流閥液壓缸qp溢流閥油箱,動畫演示,18,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥進口節(jié)流調(diào)速回路工作特性分析,1）速度負(fù)載特性2）最大承載能力3)功率和效率,19,優(yōu)質(zhì)材料,速度負(fù)載特性,液壓缸穩(wěn)定工作時的受力平衡方程結(jié)論,20,優(yōu)質(zhì)材料,液壓缸穩(wěn)定工作時的受力平衡方程,p1A=F+p2Ap2Tpp=pS=Cp2=0p1=F/A故節(jié)流閥兩端的壓力差為p=pP-p1=pP-F/A經(jīng)節(jié)流閥進入液壓缸的流量為：q1=CATp=CAT（PP-F/A）,21,優(yōu)質(zhì)材料,液壓缸的運動速度,v=q1/A=CAT(pP-F/A)/A結(jié)論：vAT改變AT，即可改變q1改變v。AT調(diào)定，v隨F變化而變化。,22,優(yōu)質(zhì)材料,速度負(fù)載特性結(jié)論,AT=C,F,v速度負(fù)載特性軟，即輕載時剛性好F=C,AT越小，v剛性越好，即低速時剛性好。,23,優(yōu)質(zhì)材料,最大承載能力,PP=pS=C，不論AT如何變化，其最大承載能力不變即Fmax=pPAT故稱為恒推力調(diào)速（或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）,24,優(yōu)質(zhì)材料,功率和效率,液壓泵的輸出功率液壓缸的輸出功率回路的功率損失溢流損失節(jié)流損失回路的效率,25,優(yōu)質(zhì)材料,液壓泵的輸出功率,PP=pPqP=常數(shù),26,優(yōu)質(zhì)材料,液壓缸的輸出功率,P1=Fv=Fq1/A=p1q1,27,優(yōu)質(zhì)材料,回路的功率損失,p=pP-p1=pPqP-p1q1=pP（q1+q）-(pP-p)q1=pPq+pq1q=qP-q1,28,優(yōu)質(zhì)材料,溢流損失,pY=pPq,29,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流損失,pT=pq1,30,優(yōu)質(zhì)材料,回路的效率,=p1/pP=Fv/pPqP=p1q1/pPqP存在兩部分功率損失這種調(diào)速回路效率較低故進油路節(jié)流調(diào)速回路適用于輕載、低速、負(fù)載變化不大和速度穩(wěn)定性要求不高的小功率液壓系統(tǒng)。如磨床液壓系統(tǒng),31,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥出口節(jié)流調(diào)速回路,特征相同處比較不同處,32,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥出口節(jié)流調(diào)速回路特征,將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上，即串聯(lián)在缸和油箱之間，調(diào)節(jié)AT，可調(diào)節(jié)q2以改變速度，仍應(yīng)和溢流閥聯(lián)合使用，pP=pS。,動畫演示,33,優(yōu)質(zhì)材料,與進口節(jié)流調(diào)速回路相同處,vF特性基本與進口節(jié)流相似上述結(jié)論都適用于此,34,優(yōu)質(zhì)材料,與進口節(jié)流調(diào)速回路不同處,1）承受負(fù)值負(fù)載能力2）實現(xiàn)壓力控制的方便性3）最低穩(wěn)定速度,35,優(yōu)質(zhì)材料,承受負(fù)值負(fù)載能力,回油路節(jié)流閥使缸有一定背壓能承受負(fù)值負(fù)載，并v穩(wěn)定性，而進油路則需在回油路上增加背壓閥方可承受，P。,36,優(yōu)質(zhì)材料,實現(xiàn)壓力控制的方便性,進油路調(diào)速中工作臺碰到死擋鐵后，活塞停止，缸進油腔油壓上升至pS便于實現(xiàn)壓力（升壓）控制而回油路調(diào)速在上述工況時，進油腔壓力變化很小，無法控壓，而回油腔p0，可降壓發(fā)訊，但電路復(fù)雜。,37,優(yōu)質(zhì)材料,最低穩(wěn)定速度,若回路使用單桿缸，無桿腔進油量大于有桿腔回油流量在缸徑、缸速相同情況下，進油節(jié)流調(diào)速回路流量閥開口較大，低速時不易堵塞。故進油節(jié)流調(diào)速回路能獲得更低穩(wěn)定速度，為了提高回路綜合性能，實踐中常采用進油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路加背壓閥（用溢流閥、順序閥或裝有硬彈簧的單向閥串接于回油路），因而兼有兩回路優(yōu)點。,38,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路,特征油路工作特性分析應(yīng)用,39,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路特征,將節(jié)流閥裝在與執(zhí)行元件并聯(lián)的支路上，即與缸并聯(lián)，溢流閥做安全閥，pP取決于負(fù)載，pP=p1=p=F/A,動畫演示,40,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路油路,缸（q1）q節(jié)流閥T,41,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路工作特性分析,（1）速度負(fù)載特性（2）最大承載能力（3）功率和效率,42,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性,重復(fù)進油路節(jié)流調(diào)速回路的推導(dǎo)步驟，可得本回路的速度負(fù)載特性方程，但應(yīng)考慮泵的泄漏量影響。q1=qP-qT=(qtP-qP)-qT=(qtP-kLpP)-CATp=qtp-kL(F/A)-CAT(F/A)故液壓缸的工作速度為：v=q1/A=qtp-kL(F/A)-CAT(F/A)/A結(jié)論：AT=C，F(xiàn)，v,F，v，即vF特性更軟F=C,AT，v;ATv，即速度隨AT而變化,43,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路最大承載能力,AT，阻力，F(xiàn)max，即低速承載能力小，AT至一定值時，即使F很小，qp節(jié)T,V=0，所以Fmax既與AT有關(guān)，又受安全閥調(diào)定壓力的限制。,44,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路功率和效率,pP隨F變化而變化，只有P節(jié)，而無P溢高，發(fā)熱少。,45,優(yōu)質(zhì)材料,節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路應(yīng)用,vF特性較軟，低速承載能力差。一般用于高速、重載、對速度平穩(wěn)性要求很低的較大功率場合，如：牛頭刨床主運動系統(tǒng)、輸送機械液壓系統(tǒng)、大型拉床液壓系統(tǒng)、龍門刨床液壓系統(tǒng)等。,46,優(yōu)質(zhì)材料,采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路,按調(diào)速閥安裝位置特點,47,優(yōu)質(zhì)材料,按調(diào)速閥安裝位置,*進油路Pmin，qV不隨P而變化，所以速度剛性明顯優(yōu)于節(jié)流閥調(diào)速。2雖解決了速度穩(wěn)定性問題，但因既有P溢，又有P節(jié)，還有P減，所以，P更大，一般用于P較小，但F變化較大而v穩(wěn)定性要求較高的場合。,49,優(yōu)質(zhì)材料,二容積調(diào)速回路,特點分類,50,優(yōu)質(zhì)材料,容積調(diào)速回路特點,節(jié)流調(diào)速回路效率低、發(fā)熱大，只適用于小功率場合。而容積調(diào)速回路，因無節(jié)流損失或溢流損失故效率高，發(fā)熱小，一般用于大功率場合。,51,優(yōu)質(zhì)材料,容積調(diào)速回路分類,開式按油路循環(huán)方式閉式泵缸式按所用執(zhí)行元件不同變定泵馬達(dá)式定變變變,52,優(yōu)質(zhì)材料,變量泵和定量馬達(dá)容積調(diào)速回路（恒轉(zhuǎn)矩）,組成工作特性,53,優(yōu)質(zhì)材料,變量泵和定量馬達(dá)容積調(diào)速回路組成,動畫演示,54,優(yōu)質(zhì)材料,變量泵和定量馬達(dá)容積調(diào)速回路工作特性,nM=qP/VMVM=定值調(diào)節(jié)qP即可改變nM若不計損失，在調(diào)速范圍內(nèi)，T=pPVM/2=C稱恒轉(zhuǎn)矩容積調(diào)速,55,優(yōu)質(zhì)材料,定量泵變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路（恒功率,工作特性特點,56,優(yōu)質(zhì)材料,定量泵變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路工作特性,nM=qP/VMqP=定值調(diào)節(jié)VM即可改變nM,57,優(yōu)質(zhì)材料,定量泵變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路特點,nM與VM成反比TM與VM成正比VM，nM，TM；VM，nM，TM，以致帶不動負(fù)載，使馬達(dá)“自鎖”。故這種回路很少單獨使用,58,優(yōu)質(zhì)材料,變量泵變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路,工作原理特點,動畫演示,59,優(yōu)質(zhì)材料,變量泵變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路工作原理,第一段：先將VM調(diào)至最大并固定，然后將VP由小大,分兩段調(diào)節(jié)nM從0nM（變定）第二段：將VP固定至最大，VM由大小，nM從nMnMmax（定變）調(diào)速范圍大，可達(dá)100。,60,優(yōu)質(zhì)材料,變量泵變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路特點,nM低時TM大，nM高時TM小正好符合大部分機械要求故多用于機床主運動、紡織機械、礦山機械,61,優(yōu)質(zhì)材料,三容積節(jié)流調(diào)速回路,容積調(diào)速回路雖然效率高，發(fā)熱小，但仍存在速度負(fù)載特性較軟的問題（主要由于泄漏所引起）。在低速、穩(wěn)定性要求較高的場合（如機床進給系統(tǒng)中），常采用容積節(jié)流調(diào)速回路。,62,優(yōu)質(zhì)材料,容積節(jié)流調(diào)速回路特點,1qP自動與流量閥調(diào)節(jié)相吻合，無P溢，高2進入執(zhí)行元件的q與F變化無關(guān)，且自動補償泄漏，速度穩(wěn)定性好。3因回路有節(jié)流損失，所以q1，pP，通過反饋，qpqP=q1v=cqPq1，pP，e,qPqP=q10、5Mpa(中低壓)pmin=pP-p1=調(diào)速閥正常工作，P最小過大，P大易發(fā)熱1Mpa（高壓）若Pq1時，pP，定子右移，e，qPqPq1時，pP，定子左移，e，qP直至qP=q1，v=c。,70,優(yōu)質(zhì)材料,差壓式變量泵和節(jié)流閥調(diào)速回路特點,雖用了節(jié)流閥，但具有調(diào)速閥的性能，即q1不受負(fù)載變化影響定子受力平衡方程pPA1+pP(A2-A1)=p1A2+FSp=pP-p1=FS/A2=c又pP隨負(fù)載變化而變化，p1也變化，稱變壓式容積節(jié)流調(diào)速回路，且qP小高因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移動過快而發(fā)生振動。,71,優(yōu)質(zhì)材料,差壓式變量泵和節(jié)流閥調(diào)速回路應(yīng)用,適用于負(fù)載變化大、速度較低的中小功率系統(tǒng)。,72,優(yōu)質(zhì)材料,7、1、2快速回路,功用分類,73,優(yōu)質(zhì)材料,快速回路功用,使執(zhí)行元件獲得必要的高速，以提高效率，充分利用功率。,74,優(yōu)質(zhì)材料,快速回路分類,雙泵供油增速蓄能器供油增速變量泵供油增速液壓缸差動連接增速*,75,優(yōu)質(zhì)材料,一液壓缸差動連接快速回路,組成工作原理特點,76,優(yōu)質(zhì)材料,液壓缸差動連接快速回路組成,動畫演示,77,優(yōu)質(zhì)材料,液壓缸差動連接快速回路工作原理,電磁鐵動作順序表,78,優(yōu)質(zhì)材料,液壓缸差動連接快速回路特點,實質(zhì)A以v，簡單易行，應(yīng)用廣泛，但因差動時部分qV，管道及閥均應(yīng)大規(guī)格。,79,優(yōu)質(zhì)材料,二、雙泵供油快速回路,組成工作原理特點,動畫演示,80,優(yōu)質(zhì)材料,三、增速缸快速回路,動畫演示,81,優(yōu)質(zhì)材料,四、用蓄能器的快速回路,動畫演示,82,優(yōu)質(zhì)材料,7、1、5速度換接回路,功用分類,83,優(yōu)質(zhì)材料,速度換接回路功用,完成系統(tǒng)中執(zhí)行元件依次實現(xiàn)幾種速度的換接。實質(zhì)上是一種分級（或有級）調(diào)速回路，但速度是根據(jù)需要事先調(diào)