第二章液壓系統(tǒng)基本組成

第二章液壓系統(tǒng)基本組成

液壓系統(tǒng)基本組成流體力學基礎及能量分析基本回路控制系統(tǒng)操控手段一、粘性

隨溫度和壓力變化而變化，影響效率和動態(tài)響應特性等。溫度升高，粘度降低。壓力降低，粘度降低。二、三大方程1、伯努利方程-能量守恒與能量轉(zhuǎn)化，解決速度變化與壓力變化的關系；空穴現(xiàn)象。2、連續(xù)性方程-質(zhì)量守恒，獲取速度。3、動量方程-流體與固體作用力與反作用力，沖擊等。流體力學基礎三、液壓傳動重要方程1、泵流量：2、閥口流量：3、效率：流體力學基礎液壓系統(tǒng)基本回路壓力控制回路方向控制回路速度控制回路多缸動作回路閉式回路

壓力控制回路調(diào)壓回路減壓回路平衡回路保壓泄壓回路緩沖制動回路壓力控制回路卸荷回路

壓力控制回路

調(diào)壓回路單級調(diào)壓二級調(diào)壓三級調(diào)壓

壓力控制回路

平衡回路動態(tài)平衡閥回路雙平衡閥的平衡回路

壓力控制回路

FD平衡閥平衡回路

FD平衡閥原理圖

壓力控制回路減壓回路一級減壓回路二級減壓回路

壓力控制回路卸荷回路閥中位卸荷溢流閥+順序閥卸荷溢流閥遠控卸荷

壓力控制回路保壓泄壓回路蓄能器保壓回路蓄能器卸壓回路

壓力控制回路緩沖補油回路方向控制回路換向回路方向控制回路鎖緊回路方向控制回路換向回路電磁換向閥換向回路電液換向閥換向回路比例換向閥換向回路方向控制回路換向回路方向控制回路

鎖緊回路單向鎖緊回路制動器鎖緊回路液壓鎖回路速度控制回路節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路

快速運動回路

速度換接回路速度控制回路速度控制回路節(jié)流調(diào)速回路進口節(jié)流調(diào)速出口節(jié)流調(diào)速

旁路節(jié)流調(diào)速速度控制回路

容積調(diào)速回路變量泵-定量馬達定量泵-變量馬達速度控制回路

變量泵-變量馬達速度控制回路快速運動回路1、液壓缸差動連接快速運動回路速度控制回路

2、通過雙泵供油來實現(xiàn)快速運動的回路1、大流量泵2、卸荷閥3、單向閥4、換向閥5、節(jié)流閥6、溢流閥

7、小流量泵速度控制回路3、通過增速缸來實現(xiàn)快速運動的回路1、溢流閥2、換向閥3、換向閥4、副油箱5、液控單向閥6、柱塞式增速缸7、活塞缸速度控制回路4、通過使用蓄能器來實現(xiàn)快速運動的回路1、卸荷閥2、單向閥3、蓄能器4、換向閥5、柱塞6、導閥7、調(diào)節(jié)螺釘8、導閥彈簧9、主閥彈簧10、主閥11、中心孔12、阻尼孔a)回路圖b)卸荷閥結構圖速度控制回路速度換接回路

1、用行程閥（或電磁閥）來實現(xiàn)快慢速換接回路：1、換向閥2、行程閥3、節(jié)流閥4、單向閥5、溢流閥速度控制回路2、用兩個調(diào)速閥來實現(xiàn)不同工進速度的換接回路1、溢流閥2、調(diào)速閥3、調(diào)速閥4、換向閥并聯(lián)串聯(lián)多執(zhí)行器動作回路1順序動作回路2同步動作回路

多執(zhí)行器動作回路順序閥控制順序動作回路順序動作回路：a、壓力控制順序動作回路b、行程控制順序動作回路c、時間控制順序動作回路多執(zhí)行器動作回路

采用同步液壓馬達的同步動作回路

3241同步動作回路機械聯(lián)接同步回路采用同步液壓缸的同步動作回路采用流量控制閥控制的同步動作回路閉式液壓系統(tǒng)閉式液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)（液壓油或其他）從執(zhí)行機構直接回到泵閉式液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)都需要安全保護元件——安全閥任何液壓泵和馬達工作時都有漏損（散熱，潤滑）——增加泄油管路閉式液壓系統(tǒng)因為漏損且為保證執(zhí)行機構連續(xù)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)需要補油——增加補油泵和補油閥閉式液壓系統(tǒng)增加變量機構以實現(xiàn)泵的排量和輸出方向的變化——增加變量控制閥及變量活塞閉式液壓系統(tǒng)閉式系統(tǒng)易發(fā)熱，故對于大排量泵和馬達構成的閉式系統(tǒng)，常常會增加沖洗油路以加速熱交換——增加沖洗閥閉式液壓系統(tǒng)閉式液壓系統(tǒng)方向控制閥：規(guī)格小=>僅進行先導控制；

（開式系統(tǒng)中的規(guī)格大）過濾器和散熱器：規(guī)格小=>只需與補油泵的流量匹配；液壓油箱：小尺寸=>只需與補油泵流量匹配；運轉(zhuǎn)速度：補油泵限制安裝位置：任意位置驅(qū)動：可逆的=>泵馬達工況可逆，可實現(xiàn)靜壓制動閉式液壓系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)液壓傳動系統(tǒng)-傳遞動力為主，傳遞信息為輔，多為開環(huán)控制液壓控制系統(tǒng)-傳遞信息為主，傳遞動力為輔，采用伺服閥等控制閥，多為閉環(huán)控制。液壓泵手柄流量控制閥換向閥液壓缸工作臺液壓泵手柄伺服閥液壓缸工作臺檢測反饋元件+-

液壓系統(tǒng)控制原理傳動與控制系統(tǒng)的主要功能是控制系統(tǒng)的在液壓系統(tǒng)中相對應參數(shù)是：位置Position速度Velocity加減速度Acceleration/deceleration加減速度的變化Jerk輸出力Force位置——位置和位移速度——流量Flow和結構尺寸加、減速度——閥門開啟速度Ramp加、減速度的變化Jerk——閥門開啟速度的變化輸出力Force——壓力Pressure在選擇電液控制系統(tǒng)時，先要確定液壓系統(tǒng)中需要控制什麼參數(shù)流量q–到驅(qū)動元件的流量,并不考慮驅(qū)動元件的運動方向，流量q=Cd*A*ΔP壓力p–用以設定系統(tǒng)中不同驅(qū)動元件的工作壓力速度v–可控制驅(qū)動元件的運動方向及速度位置S–控制驅(qū)動元件的停止位置加速度a–加速度的控制一般用于模擬器或試驗臺按精確度及反應的要求來決定是否采用閉環(huán)系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)控制原理液壓比例控制系統(tǒng)

以比例控制元件完成動力與運動方向控制，分為比例壓力閥、比例流量閥、比例方向閥及比例方向流量閥，可為模擬量輸入或數(shù)字量輸入，視是否帶反饋分為開環(huán)控制與閉環(huán)控制，一般獲得頻率不是很高（10HZ）以內(nèi)，高頻響閥可實現(xiàn)較高頻率。

液壓系統(tǒng)控制原理若精度要求不高可考慮使用電液比例控制系統(tǒng)，一般電液比例控制系統(tǒng)可達至以下精度位置精度–3mm速度精度帶壓力補償器–3%加減速斜坡時間–0.5秒壓力帶位移傳感器的產(chǎn)品–比例壓力閥最高設定的0.3%（如最高壓力設定為200bar，精度可達0.6bar）

液壓系統(tǒng)控制原理一般的多驅(qū)動器液壓系統(tǒng)皆要求流量及壓力控制,提供比例壓力及流量控制系統(tǒng)開環(huán)式比例壓力及流量控制可用于定量泵及變量泵系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)控制原理定量泵系統(tǒng)變量泵系統(tǒng)速度和流量比例控制的分別是：

流量控制只控制供油量,并不控制驅(qū)動元件的運動方向；

若系統(tǒng)負載及變速要求高,則要使用速度控制系統(tǒng)。速度比例控制多用于自動化控制、注塑機、壓力機等

液壓系統(tǒng)控制原理使用閉環(huán)的主要原因：保持設定值不受外來干擾所影響在不同的工作壓力下保持穩(wěn)定的速度在不同的輸出力下保證相同位置在帶偏載的情況下作同步移動提高精度要求位置誤差低于1mm壓力誤差低于1bar需要控制加減速度高動態(tài)要求的系統(tǒng)模擬應用測驗應用

液壓系統(tǒng)控制原理機械式液壓閉環(huán)控制電控式液壓閉環(huán)控制

液壓系統(tǒng)控制原理閥有三個可選的特牲:閥口的流量壓降閥芯的反應時間閥芯的功能閥的選擇受系統(tǒng)需要、成本預算等影響

液壓系統(tǒng)控制原理使用蓄能器來改善動態(tài)響應注意：在回油管中的液壓油的質(zhì)量對系統(tǒng)

的動態(tài)性能是有很大影響的。

液壓系統(tǒng)控制原理

液壓系統(tǒng)控制原理液壓伺服控制系統(tǒng)

以伺服控制元件完成動力與運動方向控制，綜合壓力、流量、方向控制為一體，利用偏差控制進行糾偏，以滿足精度控制需要，必須為閉環(huán)控制，可實現(xiàn)較高頻率（100HZ以上），有滑閥式、噴嘴擋板式、射流管式等，常采用機械伺服、電液伺服、氣液伺服。1－齒條；2－齒輪；3－測速發(fā)電機；4－給定電位計；5－放大器；6－電液伺服閥；7－液壓缸

閥控油缸閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖

液壓系統(tǒng)控制原理速度伺服系統(tǒng)速度伺服系統(tǒng)職能方框圖

液壓系統(tǒng)控制原理

液壓伺服系統(tǒng)分類：（1）按輸入的信號變化規(guī)律分類：定值控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)三類。當系統(tǒng)輸入信號為定值時，稱為定值控制系統(tǒng)，其基本任務是提高系統(tǒng)的抗干擾能力。當系統(tǒng)的輸入信號按預先給定的規(guī)律變化時，稱為程序控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)也稱為隨動系統(tǒng)，其輸入信號是時間的未知函數(shù)，輸出量能夠準確、迅速地復現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律。（2）按輸入信號的不同分類：機液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、氣液伺服系統(tǒng)等。（3）按輸出的物理量分類：位置伺服系統(tǒng)、速度伺服系統(tǒng)、力（或壓力）伺服系統(tǒng)等。（4）按控制元件分類：閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)。在機械設備中，閥控系統(tǒng)應用較多。

液壓系統(tǒng)控制原理液壓伺服系統(tǒng)的特點如下：（1）反饋。把輸出量的一部分或全部按一定方式回送到輸入端，并和輸入信號進行比較，這就是反饋。在上例中，反饋（測速裝置輸出）電壓和給定（輸入信號）電壓是異號的，