液壓與氣壓傳動技術任務速度控制回路的搭建與分析項目五數控

《液壓與氣壓傳動技術》主講教師：陳敏捷項目五：數控車床液壓基本回路的搭建與分析任務3：速度控制回路的搭建與分析調速回路的搭建與分析目錄Contents01快速動作回路的搭建與分析02速度換接回路的搭建與分析03速度控制回路的搭建與分析調速回路節(jié)流調速回路容積調速回路容積節(jié)流調速回路快速動作回路速度換接回路快速慢速換接回路慢速慢速換接回路節(jié)流調速回路用定量泵供油，用流量閥調節(jié)進入執(zhí)行元件的流量容積調速回路調節(jié)變量泵的供油流量或改變變量馬達的排量，以實現速度調節(jié)容積節(jié)流調速回路用變量泵和流量閥相配合的調速方法，又稱聯合調速。調速回路的搭建與分析1.節(jié)流調速回路回路組成定量泵、流量控制閥（節(jié)流閥、調速閥）、溢流閥、執(zhí)行元件按流量控制閥安放位置分為：調速回路的搭建與分析回油節(jié)流調速回路旁路節(jié)流調速回路進油節(jié)流調速回路（1）進油節(jié)流調速回路回路中元件連接正常工作時溢流閥

開啟，溢流穩(wěn)壓參數之間關系P1=F/A，p2=0Pp固定，為溢流閥調定壓力Δp=pp-p1qvp=qv1+qvv調速回路的搭建與分析在回路中調速元件調速值不變的情況下，負載變化所引起速度變化的性能。液壓缸在穩(wěn)定工作時，其受力平衡方程式為

設液壓泵的供油壓力為pp，則節(jié)流閥進出口的壓力差為由小孔流量公式可知，流經節(jié)流閥進入液壓缸的流量為故液壓缸的運動速度為速度—負載特性調速回路的搭建與分析（1）進油節(jié)流調速回路

液壓缸的工作速度υ主要與節(jié)流閥通流面積AT和負載F有關。若以υ為縱坐標，F為橫坐標，AT為參變量，可由方程繪出其負載特性曲線，速度υ隨負載F變化的程度稱為速度剛性，體現在速度負載特性曲線的斜率上。調速回路的搭建與分析（1）進油節(jié)流調速回路該調速回路的輸入功率，即液壓泵輸出功率PP=pPqP=常數。該調速回路的輸出功率，即液壓缸的輸入功率P1=P1q1。回路的功率損失：回路效率為：功率與效率效率較低適合：小功率、小負載、負載變化不大的場合調速回路的搭建與分析（1）進油節(jié)流調速回路回路中元件連接將節(jié)流閥串聯在液壓缸的回油路上，調節(jié)AT，可調節(jié)流量以改變速度，仍應和溢流閥聯合使用。泵的出口壓力為溢流閥調定壓力調速回路的搭建與分析（2）回油節(jié)流調速回路回油節(jié)流與進油節(jié)流比較速度負載特性相同回油節(jié)流p2=Δp≠0，能承受負值負載，運動平穩(wěn)性好；進油節(jié)流在負值負載作用下失控和前沖，運動運動平穩(wěn)性較差，需增加背壓閥回油節(jié)流有較大的起動超速前沖，進油節(jié)流起動沖擊較小進油節(jié)流，缸運動到底停止，進油壓力上升，可用壓力繼電器，易于實現壓力控制調速回路的搭建與分析（2）回油節(jié)流調速回路回路中元件連接正常工作時，節(jié)流閥起溢流和調節(jié)流量作用，溢流閥為安全閥泵的出口壓力取決于負載參數之間關系qvp=qv1+qvTPp=P1=F/A=Δp調速回路的搭建與分析（3）旁路節(jié)流調速回路旁路節(jié)流調速回路的速度—負載特性方程為繪出的速度—負載特性曲線如圖所示速度—負載特性較軟，低速承載能力差調速回路的搭建與分析（3）旁路節(jié)流調速回路功率和效率無溢流損失，有節(jié)流損失Δp，

回路效率η較進油、回油回

路效率高負載F升高，節(jié)流損失Δp升高應用場合高速、重載、對速度穩(wěn)定性要求不高的大功率系統(tǒng)，如刨床、輸送機械液壓系統(tǒng)等調速回路的搭建與分析（3）旁路節(jié)流調速回路速度穩(wěn)定性好增加減壓閥上損失，效率η較低調速回路的搭建與分析（4）采用調速閥的節(jié)流調速回路容積調速回路是通過改變液壓泵(馬達)的排量調節(jié)執(zhí)行元件的運動速度或轉速的回路。這種回路不需節(jié)流和溢流，壓力損失小，能量利用較合理，效率高，發(fā)熱少，常用于大功率液壓系統(tǒng)。3.變量泵與變量馬達；容積調速回路1.變量泵與定量執(zhí)行元件(液壓缸或馬達)；2.定量泵與變量馬達；調速回路的搭建與分析2.容積調速回路油路的循環(huán)方式開式油路

通過油箱，冷卻好，便于雜質沉淀，油氣隔絕差閉式油路

無油箱，設輔助泵補油，結構緊湊，油氣隔絕好，散熱

差泵的出口執(zhí)行元件泵的入口泵的出口執(zhí)行元件油箱泵的入口調速回路的搭建與分析2.容積調速回路vR安全閥變量泵開式回路vR安全閥變量泵補油油箱單向閥閉式回路調速回路的搭建與分析2.容積調速回路回路組成變量泵，qvtp可調溢流閥為安全閥，關閉PY=（1.1-1.2）p1

調速回路的搭建與分析（1）泵-缸式容積調速回路調速調節(jié)qvtp→調節(jié)ν一組平行線ν-F特性F↑→ν↓，特性較軟qvtp較小時，ν=0，流量全部泄露

應用用于大功率系統(tǒng)

調速回路的搭建與分析（1）泵-缸式容積調速回路調速回路的搭建與分析（2）泵—馬達式容積調速回路泵—馬達容積調速回路三種：變量泵—定量馬達調速回路定量泵—變量馬達調速回路變量泵—變量馬達調速回路方法：調節(jié)泵或馬達的排量。

1）變量泵—定量馬達容積調速回路常數

結論：該調速法為恒轉矩調速

變量泵——定量馬達容積調速回路調速回路的搭建與分析（2）泵—馬達式容積調速回路

2）定量泵—變量馬達容積調速回路常數

結論：該調速法為恒功率調速

定量泵——變量馬達容積調速回路調速回路的搭建與分析（2）泵—馬達式容積調速回路

3）變量泵—變量馬達容積調速回路

結論：上述二種調速法的組合。用于：礦山機械等。變量泵——變量馬達容積調速回路調速回路的搭建與分析（2）泵—馬達式容積調速回路

工作原理：采用壓力補償變量泵供油，用流量控制閥調節(jié)進入液壓缸

流量或調節(jié)由液壓缸流出的流量，從而調節(jié)液壓缸的運動速度，并使變量泵的輸出流量自動地與液壓缸所需的流量相適應，特點：沒有溢流損失，效率較高，速度穩(wěn)定性也比單純的容積調速回路好。應用：速度范圍大、中小功率的場合，如組合機床系統(tǒng)等。

調速回路的搭建與分析3.容積節(jié)流調速回路

限壓式變量泵和調速閥的容積節(jié)流調速回路

調速回路的搭建與分析（1）限壓式變量泵和調速閥的容積節(jié)流調速回路

差壓式變量泵和調速閥的容積節(jié)流調速回路調速回路的搭建與分析（2）差壓式變量泵和調速閥的容積節(jié)流調速回路

（1）節(jié)流調速與容積調速的選擇。（2）節(jié)流閥節(jié)流調速與調速閥節(jié)流調速的選擇。（3）進油、出油、旁路節(jié)流調速回路的選擇。（4）容積調速時，變量泵與變量馬達的選擇。（5）功率不大，但要求發(fā)熱小、調速范圍寬、速度—負載特性好時，可采用容積節(jié)流調速。調速回路的搭建與分析4.調速回路的選擇功用在提高系統(tǒng)η或充分利用P前提下，使執(zhí)行元件獲得高速，用于快速運動快速動作方法根據v=q/A，q或A常見快速動作回路差動快速運動回路雙泵供油快速運動回路增速缸快速運動回路蓄能器快速運動回路快速動作回路的搭建與分析差動快速運動回路快速動作回路的搭建與分析動畫演示快速右進慢速右進

雙泵供油快速運動回路工作原理泵2大流量泵，泵1小流量泵快進：p低，閥4關閉，雙泵

同時供油工進：p增大，閥4打開，泵2

卸荷，泵1供油特點η高，系統(tǒng)復雜快速動作回路的搭建與分析動畫演示快速右進慢速右進快速動作回路的搭建與分析快速左進快速動作回路的搭建與分析

增速缸快速運動回路工作原理增速缸有3個腔快進，閥4斷工進，閥4通特點不增加泵qV,能得到很大v缸結構復雜快速動作回路的搭建與分析動畫演示快速右進慢速右進快速動作回路的搭建與分析向左退回

蓄能器快速運動回路工作原理閥5中位，缸停止，蓄能器1

充液儲能充好后，閥2打開，泵卸荷閥5左位或右位，缸快速運動，

泵和蓄能器同時供油特點小流量泵，短時供大流量要有足夠時間充液快速動作回路的搭建與分析動畫演示右進活塞運動到缸底，蓄能快速動作回路的搭建與分析蓄能完畢，溢流快速向左退回快速動作回路的搭建與分析功用使設備在自動工作循環(huán)中實現平穩(wěn)地速度切換應用舉例機床進給系統(tǒng)快進——工進——快退快進——第一次工進——第二次工進——快退類型快速慢速換接回路慢速慢速換接回路速度換接回路的搭建與分析

行程閥控制的快慢速度換接回路1.快速慢速換接回路行程閥123465核心元件行程閥4，擋塊工作原理擋塊未壓下閥4，快進擋塊壓下閥4，工進特點換接平穩(wěn)、精度高安裝受限制、管路長速度換接回路的搭建與分析

行程閥控制的快慢速度換接回路快進：進油：油箱——泵1——二位四通電磁換向閥2右位——液壓缸3左腔回油：液壓缸3右腔——二位二通行程閥4下腔——二位四通電磁換向閥2右位——油箱123465速度換接回路的搭建與分析1.快速慢速換接回路

行程閥控制的快慢速度換接回路慢進：進油：油箱——泵1——二位四通電磁換向閥2右位——液壓缸3左腔回油：液壓缸3右腔——節(jié)流閥5——二位四通電磁換向閥2右位——油箱123465速度換接回路的搭建與分析1.快速慢速換接回路

行程閥控制的快慢速度換接回路快退：進油：油箱——泵1——二位四通電磁換向閥2左位——單向閥6——液壓缸3右腔回油：液壓缸3左腔——二位四通電磁換向閥2左位——油箱123465速度換接回路的搭建與分析1.快速慢速換接回路

電磁閥控制的快慢速度換接回路核心元件電磁閥4、壓力繼電器工作原理電磁閥4通電，快進電磁閥4未通電，工進特點速度平穩(wěn)性、可靠性和換接精度差安裝靈活、油路連接方便速度換接回路的搭建與分析1.快速慢速換接回路電磁閥控制的快慢速度換接回路

電磁鐵動作1YA2YA3YA快進+-+工進快退進油：油箱——泵1——三位四通電磁換向閥3左位——二位二通換向閥4右位——液壓缸7左腔回油：液壓缸7右腔——三位四通電磁換向閥3左位——油箱速度換接回路的搭建與分析1.快速慢速換接回路

電磁鐵動作1YA2YA3YA快進+-+工進+--快退進油：油箱——泵1——三位四通電磁換向閥3左位——調速閥6——液壓缸7左腔回油：液壓缸7右腔——三位四通電磁換向閥3左位——油箱速度換接回路的搭建與分析電磁閥控制的快慢速度換接回路1.快速慢速換接回路

電磁鐵動作1YA2YA3YA快進+-+工進+--快退-++進油：油箱——泵1——三位四通電磁換向閥3右位——液壓缸7右腔回油：液壓缸7左腔——二位四通電磁換向閥4右位——三位四通電磁換向閥3右位——油箱速度換接回路的搭建與分析電磁閥控制的快慢速度換接回路1.快速慢速換接回路

兩調速閥并聯的兩慢速換接回路兩調速閥串聯的兩慢速換接回路速度換接回路的搭建與分析2.兩種慢速換接回路

兩調速閥串聯的兩慢速換接回路

電磁鐵動作1YA2YA3YA慢速1慢速2快退速度換接回路的搭建與分析2.兩種慢速換接回路動畫演示

兩調速閥串聯的兩慢速換接回路

電磁鐵動作1YA2YA3YA慢速1+--慢速2+-+快退-+