液压传动与控制第6-7章

1、DTPy1Py2第六章第六章 辅助装置辅助装置 辅助装置的性能直接影响到液压系统性能的好坏。 管件 蓄能器 滤油器 油箱 热交换器第一节第一节 油管与管节头油管与管节头一、油管连接各个液压元件的管路。1、分类硬管：钢管、紫铜管、铝管软管：塑料管、尼龙管、橡胶管。2、选用硬管：用于连接相对位置不变的固定元件。 钢管能承受高压，便宜，但弯曲困难； 紫铜管、铝管相反；软管：用于两个相对运动元件之间的连接； 元件相对位置变化的连接。 如：较远距离控制的时候 橡胶管分低压和高压，其它软管用于低压 低压的情况如：回油路注意： 装配时，管线的弯曲应避免小于90度，管线之间应有一定的距离，防止振动时相互碰撞磨

2、损。3、油管直径的确定 4Qdv其中，Q：油管中的流量 可根据执行元件所需的流量确定。V：油管中流体的速度 理论分析和使用经验，供设计参考： 吸油管道：V2m/s； 压油管道：V6m/s； 回油管道： Vp1。 p泵= p节+p1= p节+F/A1 p节= p泵-F/A1 （3） d、根据节流阀的压力流量特性)4(1）（泵节节节节AFpcApcAQe、活塞运动速度)5(1111）（泵节AFpAAcAQv 速度是载荷的函数，称为速度负载特性，反映了速度随外载变化的特性，可用速度刚度进行描述f、速度刚度 速度负载特性曲线上某一点切线斜率的负倒数： vFtgT1（6）意义：反映了负载变化时，速度保持

3、不变的程度，保持不变或变化小，说明了系统速度稳定性好，也可以说速度刚度大，反之，差。)7()(11111节泵泵进或cAFpAAvFApT2）工作特性速度负载特性F 恒定vmaxF变化功率特性和回路效率 P泵=p泵Q泵 P缸=p1Q1 p1A1v=Fv 不计管路等的损失，回路的功率损失 P= P泵-P缸= p泵Q泵- p1Q1 = P泵Q + p节Q1 可见，有两部分组成： P= P泵Q溢流损失 P= p节Q1 节流损失 都转化为热能回路效率调速范围即最高工作速度与最小稳定工作速度之比：)11111QQpQpQpQp（泵泵泵进minmaxminmax节节AAvv泵泵节cpQAmax2、节流阀的回

4、油路节流调速回路 1)基本方程vFApvFTpAFApCAAQvAFAppQQ0()(泵回泵节泵泵2)回油节流调速回路的特性速度负载特性功率特性和回路效率(规律和进油一样) 功率损失： P= P泵-P缸= P泵Q + p2Q2 可见，有两部分组成： P= P泵Q溢流损失 P= p2Q2 节流损失 回路效率122122QpQpQpQpQpQp泵泵泵泵泵泵回调速范围即最高工作速度与最小稳定工作速度之比： 由于装在回油路上，有背压，A节min较小时也能获得较低的稳定速度，故调速范围稍大。minmaxminmax节节AAvv其它 回油节流调速回路因流量阀装在回油路上，节流阀的

5、阻尼作用相当于在执行元件的回油路上产生背压力，所以能承受负值负载。负值负载F=p2A2。 进油节流调速回路通过节流阀而发热的油直接进入液压缸，会使缸内泄漏增加。而回油节流调速回路，通过节流阀的油流回油箱，得到充分冷却。 进油节流调速路因流量阀装在缸的进油路上，可避免启动时的前冲现象 回油节流调速回路中液压缸回油腔的压力p2有时比进油腔的压力p1还要高得多。由缸的力平衡方程可得p2=（p1A1-F），当负载F=0、A1/A2=2（即差动缸）时，p2=2p1。这样就会增加密封摩擦、降低密封件的寿命，引起泄漏增加，效率降低。 3、节流阀的旁路节流调速回路 )111111111vAQFAvFTAAFC

6、AQAQQvFApApQQQ泵旁节泵泵泵泵（1)基本方程2）工作特性速度负载特性111max, 0)(ApAACAQF泵节节泵决定：由溢流阀所调定的压力极限：功率特性和回路效率 功率特性: P泵=p泵Q泵p1 Q泵 P缸=p1Q1 p1（ Q泵 Q ） 不计管路等的损失，回路的功率损失 P= P泵-P缸= p1Q泵- p1Q1 = p1Q 可见， P= p1 Q1 节流损失回路效率: 泵泵旁QQQ调速范围即最高工作速度与最小稳定工作速度之比：A节max较大时，速度不稳定；p泵变化时（受负载影响），泄漏会使Q泵变化，引起速度变化，因而速度刚度差，调速范围小。minmaxminmax节节AAvv

7、4采用调速阀的节流调速回路 前面分析的节流阀调速回路三种基本形式的静特性中，看出一个共同的缺点，就是回路速度稳定性（速度刚度）随负载的变化而变化。其原因均在于使节流阀的流量（或）变化，这样就引起活塞的运动速度随负载的变化而变化。因此，这种回路只能用于负载变化很小、或速度稳定性不高的场合。对速度稳定性要求较高，或负载变化较大的液压系统，就需采用调速阀。 （1）采用调速阀的进油节流调速回路constppcAQ节节节1 当负载在一定范围内变化时，使调速阀中节流阀前后压差保持不变，从而使流经调速阀中节流阀流量也保持不变，活塞的工作速度也就不受负载变化的影响而保持恒定，即v=const。 vFTvFA节

8、1A节2A节2A节3A节1A节2A节3刚度比前两种低承载能力高pQ（二）容积调速回路 根据上面的分析,我们知道,节流调速的一个很严重的缺陷就是多余流量经溢流阀回油箱.造成能量损失和油温升高.特别在执行元件低速运行运行便为严重.所以,针对这种情况,便提出了能耗较低,效率较高的容积调速.容积调速回路：是通过改变回路中泵或马达的排量来实现调速。主要优点 是没有节流损失和溢流损失，因而，油温升小，适用于高速、大功率调速系统。缺点是变量泵和变量马达的结构较复杂，成本较高。 根据油路的循环方式，容积调速可以联接成开式回路或闭式回路。在开式回路中泵从油箱吸油。执行元件的回油直接回油箱。结构简单，油液能得到充

9、分冷却，但油箱体积较大，空气和脏物易进入回路。在闭式回路中，执行元件的回油直接与泵的吸油腔相联，结构紧只需很小的补油箱。空气和脏物不易进入回路，但油的冷却条件差，需附设辅助泵补油、冷却和换油。 容积调速回路通常有三种基本形式：变量泵和定量液动机（执行元件）组成的调速回路；定量泵和变量马达组成的容积调速回路；变量泵和变量马达组成的调速回路。1变量泵和定量马达或油缸组成的容积调速回路 主要工作特性如下： （1）速度特性及调速范围。速度特性反映的是执行元件的速度（或）与变量泵调节参数（排量）的关系。 当不考虑回路容积效率时，执行元件的速度为2112211qnqqQnAnqAQv泵泵MnMPnvq1（

10、2）转矩和功率特性。即执行元件输出转矩和输出功率与变量泵调节参数（排量）之间的关系。 当不考虑回路的损失时，液压马达的输出转矩（或缸的输出推力）为 )(2)(020ppAFqppMMPM PGMPnvq1执行元件的输出功率为 1101101100)qnppAqnppAFvPqnppppQPGM（泵MPM PGMPnvq12定量泵和变量马达组成的容积调速回路主要工作特性如下： （1）速度特性及调速范围 当不考虑回路容积效率时，液压马达的转速为21122qnqqQn泵（2）转矩和功率特性。 当不考虑回路的损失时，液压马达的输出转矩为 2)(20qppM液压马达的输出功率为11002)qnppppQ

11、MnPM（泵 3变量泵和变量马达容积调速回路 由于此回路中既可用变量泵调速，又可用变量马达调速，可扩大调速范围，一般采用分段调速的方法。 在第一阶段将变量马达的排量调到最大并使之恒定，然后调节变量泵的排量从最小逐渐加大到最大值，则马达的转速便从最小逐渐升高到相应的最大值。这一阶段相当于变量泵定量马达的调速回路，属于恒转矩调速。 在第二阶段将变量泵的排量固定在上述已调好最大值，然后调节变量马达的排量使之由最大值逐渐减小，马达的转速进一步逐渐升高，直到允许的最大转速。这一阶段相当于 定量泵变量马达调速回路，属于功率调节。 （三）容积节流调速回路 前述节流调速回路因有节流损失，因而效率低、温升大；但

12、结构简单，使用方便，能获得较低的稳定速度。容积调速回路具有效率高（因无节流损失和溢流损失），温升小，可以接成闭式回路，因而大大减轻整个系统的重量；但结构复杂，负载变化时引起泄漏等因素的变化，影响低速稳定性。 容积节流调速回路由是采用特定的变量泵和调速阀（或节流阀）所组成，它兼有上述两种调速回路的优点 。 根据所采用变量泵的形式不同，常用的容积节流调速回路有：限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路；稳流式变量泵和节流阀组成和容积节流调速回路。 1限压式变量泵和调速阀的调速回路 2、差压式变量泵和节流阀调速回路aFppapapFap2111212二、快速运动回路 液压装置的工作机构在一个工作循

13、环的过程中，常常在不同的工作阶段要求不同的运动速度和承受不同的负载。例如，许多机构的空行程要求快速运动，而负载轻；工作行程要求慢速运动，而负载重。因此，进行液压系统的设计时，通常是根据工作进程要求的运动速度和所承受的负载来决定主油泵的流量和压力，然后在不增加功率消耗的情况下采用快速运动回路来提高工作机构的空行程速度。常见的快速运动回路有以下几种。 (一)、双泵并联快速运动回路（二）、用蓄能器的快速运动回路 （三）、用增速缸的快速运动回路 三、速度换接回路 机床切削加工过程中，刀架在完成一个自动工作循环时，需要不同的运动速度，如快速接近工件换接为慢速工作进给，第一种工作进给速度换接为第二种工作进

14、给速度等。速度换接回路就是为了满足这个要求的。对加工精度要求较高的机床上不允许速度换接过程中出现前冲现象，对这种回路提出了速度换接平稳性的要求。 （一）、快速运动和工作进给运动的换接回路 （二）、两种工作进给速度的换接回路 1.在变量泵与变量马达组成的容积调速回路中，通常的调速方法是什么？说明其调速特性？ 2.说明容积节流调速回路的特点？3.什么是液压基本回路？什么是方向控制、压力控制、速度控制回路？4.何为速度刚度，其物理意义是什么？在节流阀的进油节流调速回路中，负载小时，速度稳定性如何？5.容积调速的三中基本形式是什么？6.在所学习的调速回路中，什么回路既有溢流损失，又有节流损失；什么回路

15、只有节流损失；什么回路既无溢流损失，又无节流损失？ 7.图为差压式变量叶片泵与节流阀组成的容积节流调速回路，试简单分析系统调速特性。 e图6a1a2a1a28、完成下表 回路条目 节流阀的进油节流调速节流阀的出口节流调速节流阀的旁路节流调速工作原理图 速度负载曲线 特点及比较 回路中溢流阀状态 9、如图两个减压阀并联，已知减压阀的调整压力分别为：pj1=2.0Mpa，pj2=3.5Mpa，溢流阀的调整压力为py=4.5Mpa，活塞运动时，负载力F=1200N，活塞面积A=15cm2，系统的各种损失不计，试确定：1.活塞运动时和到达终点时，A、B、C各点处的压力为多少？2.若负载力增加到F=4200N，A、B、C各点处的压力又为多少？ ACBF图41DT2DT3DT4DT10、如图为一液压系统图，完成下表。注：填“+”或“-”，“+”