第3章 节流调速回路幻灯片.ppt

第三章节流调速回路分析
调速方法概述
液压系统常常需要调节液压缸和液压马达的运动速度,以适应主机的工作循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。
液压缸的速度为:
液压马达的转速:
式中
q —输入液压缸或液压马达的流量;
A —液压缸的有效面积(相当于排量);
VM —液压马达的每转排量。
由以上两式可以看出,要控制缸和马达的速度,可以通过改变流入流量来实现,也可以通过改变排量来实现。
对于液压缸来说,通过改变其有效作用面积A(相当于排量)来调速是不现实的,一般只能用改变流量的方法来调速。
对变量马达来说,调速既可以改变流量,也可改变马达排量。
定量泵节流调速回路
回路组成:定量泵,流量控制阀(节流阀、调速阀等),溢流阀,执行元件。其中流量控制阀起流量调节作用,溢流阀起压力补偿或安全作用。
按流量控制阀安放位置的不同分:
进油节流调速回路将流量控制阀串联在液压泵与液压缸之间。
回油节流调速回路将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。
旁路节流调速回路将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。
下面分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。分析时忽略油液压缩性、泄漏、管道压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁小孔,节流口压力流量方程中 m=1/2。
进、回油节流调速回路
qp=q1+Δq
p1A1=F
q1=KATΔp1/2
=KAT(pp- F/A1)1/2
V =q1/A1
=KAT(pp- F/A1)1/2/A1
qp=q1+Δq
ppA1=p2A2+F
q2=KATp21/2
=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2
V =q2/A2
=KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2
流量连续性方程
活塞受力平衡方程
节流阀压力流量方程
速度负载特性方程
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。
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。
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。
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。
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。
旁路节流调速回路
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。
在不同节流阀通流面积下,回路有不同的最大承载能力。AT越大,Fmax越小,回路的调速范围受到限制。
只有节流功率损失,无溢流功率损失,回路效率较高。
溢流阀关闭,起安全阀作用。
速度负载特性方程 V=q1/A1=〔q t-λp(F/A1)-KAT(F/A1)1/2〕/A1
改善节流调速负载特性的回路
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,回路的负载特性将大为提高。
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,由于定差减压阀的作用,通过调速阀的流量基本稳定。
旁路节流调速回路的最大承载能力不因AT增大而减小。
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。~1MPa的压差,
旁通型调速阀只能用于进油节流调速回路中。
采用节流阀的节流调速回路
节流调速回路有进油路节流调速,回油节路流调速,旁路节流调速三种基本形式。