液压与气压传动技术任务速度控制回路的搭建与分析项目五数控

《液压与气压传动技术》主讲教师：陈敏捷项目五：数控车床液压基本回路的搭建与分析任务3：速度控制回路的搭建与分析调速回路的搭建与分析目录Contents01快速动作回路的搭建与分析02速度换接回路的搭建与分析03速度控制回路的搭建与分析调速回路节流调速回路容积调速回路容积节流调速回路快速动作回路速度换接回路快速慢速换接回路慢速慢速换接回路节流调速回路用定量泵供油，用流量阀调节进入执行元件的流量容积调速回路调节变量泵的供油流量或改变变量马达的排量，以实现速度调节容积节流调速回路用变量泵和流量阀相配合的调速方法，又称联合调速。调速回路的搭建与分析1.节流调速回路回路组成定量泵、流量控制阀（节流阀、调速阀）、溢流阀、执行元件按流量控制阀安放位置分为：调速回路的搭建与分析回油节流调速回路旁路节流调速回路进油节流调速回路（1）进油节流调速回路回路中元件连接正常工作时溢流阀

开启，溢流稳压参数之间关系P1=F/A，p2=0Pp固定，为溢流阀调定压力Δp=pp-p1qvp=qv1+qvv调速回路的搭建与分析在回路中调速元件调速值不变的情况下，负载变化所引起速度变化的性能。液压缸在稳定工作时，其受力平衡方程式为

设液压泵的供油压力为pp，则节流阀进出口的压力差为由小孔流量公式可知，流经节流阀进入液压缸的流量为故液压缸的运动速度为速度—负载特性调速回路的搭建与分析（1）进油节流调速回路

液压缸的工作速度υ主要与节流阀通流面积AT和负载F有关。若以υ为纵坐标，F为横坐标，AT为参变量，可由方程绘出其负载特性曲线，速度υ随负载F变化的程度称为速度刚性，体现在速度负载特性曲线的斜率上。调速回路的搭建与分析（1）进油节流调速回路该调速回路的输入功率，即液压泵输出功率PP=pPqP=常数。该调速回路的输出功率，即液压缸的输入功率P1=P1q1。回路的功率损失：回路效率为：功率与效率效率较低适合：小功率、小负载、负载变化不大的场合调速回路的搭建与分析（1）进油节流调速回路回路中元件连接将节流阀串联在液压缸的回油路上，调节AT，可调节流量以改变速度，仍应和溢流阀联合使用。泵的出口压力为溢流阀调定压力调速回路的搭建与分析（2）回油节流调速回路回油节流与进油节流比较速度负载特性相同回油节流p2=Δp≠0，能承受负值负载，运动平稳性好；进油节流在负值负载作用下失控和前冲，运动运动平稳性较差，需增加背压阀回油节流有较大的起动超速前冲，进油节流起动冲击较小进油节流，缸运动到底停止，进油压力上升，可用压力继电器，易于实现压力控制调速回路的搭建与分析（2）回油节流调速回路回路中元件连接正常工作时，节流阀起溢流和调节流量作用，溢流阀为安全阀泵的出口压力取决于负载参数之间关系qvp=qv1+qvTPp=P1=F/A=Δp调速回路的搭建与分析（3）旁路节流调速回路旁路节流调速回路的速度—负载特性方程为绘出的速度—负载特性曲线如图所示速度—负载特性较软，低速承载能力差调速回路的搭建与分析（3）旁路节流调速回路功率和效率无溢流损失，有节流损失Δp，

回路效率η较进油、回油回

路效率高负载F升高，节流损失Δp升高应用场合高速、重载、对速度稳定性要求不高的大功率系统，如刨床、输送机械液压系统等调速回路的搭建与分析（3）旁路节流调速回路速度稳定性好增加减压阀上损失，效率η较低调速回路的搭建与分析（4）采用调速阀的节流调速回路容积调速回路是通过改变液压泵(马达)的排量调节执行元件的运动速度或转速的回路。这种回路不需节流和溢流，压力损失小，能量利用较合理，效率高，发热少，常用于大功率液压系统。3.变量泵与变量马达；容积调速回路1.变量泵与定量执行元件(液压缸或马达)；2.定量泵与变量马达；调速回路的搭建与分析2.容积调速回路油路的循环方式开式油路

通过油箱，冷却好，便于杂质沉淀，油气隔绝差闭式油路

无油箱，设辅助泵补油，结构紧凑，油气隔绝好，散热

差泵的出口执行元件泵的入口泵的出口执行元件油箱泵的入口调速回路的搭建与分析2.容积调速回路vR安全阀变量泵开式回路vR安全阀变量泵补油油箱单向阀闭式回路调速回路的搭建与分析2.容积调速回路回路组成变量泵，qvtp可调溢流阀为安全阀，关闭PY=（1.1-1.2）p1

调速回路的搭建与分析（1）泵-缸式容积调速回路调速调节qvtp→调节ν一组平行线ν-F特性F↑→ν↓，特性较软qvtp较小时，ν=0，流量全部泄露

应用用于大功率系统

调速回路的搭建与分析（1）泵-缸式容积调速回路调速回路的搭建与分析（2）泵—马达式容积调速回路泵—马达容积调速回路三种：变量泵—定量马达调速回路定量泵—变量马达调速回路变量泵—变量马达调速回路方法：调节泵或马达的排量。

1）变量泵—定量马达容积调速回路常数

结论：该调速法为恒转矩调速

变量泵——定量马达容积调速回路调速回路的搭建与分析（2）泵—马达式容积调速回路

2）定量泵—变量马达容积调速回路常数

结论：该调速法为恒功率调速

定量泵——变量马达容积调速回路调速回路的搭建与分析（2）泵—马达式容积调速回路

3）变量泵—变量马达容积调速回路

结论：上述二种调速法的组合。用于：矿山机械等。变量泵——变量马达容积调速回路调速回路的搭建与分析（2）泵—马达式容积调速回路

工作原理：采用压力补偿变量泵供油，用流量控制阀调节进入液压缸

流量或调节由液压缸流出的流量，从而调节液压缸的运动速度，并使变量泵的输出流量自动地与液压缸所需的流量相适应，特点：没有溢流损失，效率较高，速度稳定性也比单纯的容积调速回路好。应用：速度范围大、中小功率的场合，如组合机床系统等。

调速回路的搭建与分析3.容积节流调速回路

限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路

调速回路的搭建与分析（1）限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路

差压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路调速回路的搭建与分析（2）差压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路

（1）节流调速与容积调速的选择。（2）节流阀节流调速与调速阀节流调速的选择。（3）进油、出油、旁路节流调速回路的选择。（4）容积调速时，变量泵与变量马达的选择。（5）功率不大，但要求发热小、调速范围宽、速度—负载特性好时，可采用容积节流调速。调速回路的搭建与分析4.调速回路的选择功用在提高系统η或充分利用P前提下，使执行元件获得高速，用于快速运动快速动作方法根据v=q/A，q或A常见快速动作回路差动快速运动回路双泵供油快速运动回路增速缸快速运动回路蓄能器快速运动回路快速动作回路的搭建与分析差动快速运动回路快速动作回路的搭建与分析动画演示快速右进慢速右进

双泵供油快速运动回路工作原理泵2大流量泵，泵1小流量泵快进：p低，阀4关闭，双泵

同时供油工进：p增大，阀4打开，泵2

卸荷，泵1供油特点η高，系统复杂快速动作回路的搭建与分析动画演示快速右进慢速右进快速动作回路的搭建与分析快速左进快速动作回路的搭建与分析

增速缸快速运动回路工作原理增速缸有3个腔快进，阀4断工进，阀4通特点不增加泵qV,能得到很大v缸结构复杂快速动作回路的搭建与分析动画演示快速右进慢速右进快速动作回路的搭建与分析向左退回

蓄能器快速运动回路工作原理阀5中位，缸停止，蓄能器1

充液储能充好后，阀2打开，泵卸荷阀5左位或右位，缸快速运动，

泵和蓄能器同时供油特点小流量泵，短时供大流量要有足够时间充液快速动作回路的搭建与分析动画演示右进活塞运动到缸底，蓄能快速动作回路的搭建与分析蓄能完毕，溢流快速向左退回快速动作回路的搭建与分析功用使设备在自动工作循环中实现平稳地速度切换应用举例机床进给系统快进——工进——快退快进——第一次工进——第二次工进——快退类型快速慢速换接回路慢速慢速换接回路速度换接回路的搭建与分析

行程阀控制的快慢速度换接回路1.快速慢速换接回路行程阀123465核心元件行程阀4，挡块工作原理挡块未压下阀4，快进挡块压下阀4，工进特点换接平稳、精度高安装受限制、管路长速度换接回路的搭建与分析

行程阀控制的快慢速度换接回路快进：进油：油箱——泵1——二位四通电磁换向阀2右位——液压缸3左腔回油：液压缸3右腔——二位二通行程阀4下腔——二位四通电磁换向阀2右位——油箱123465速度换接回路的搭建与分析1.快速慢速换接回路

行程阀控制的快慢速度换接回路慢进：进油：油箱——泵1——二位四通电磁换向阀2右位——液压缸3左腔回油：液压缸3右腔——节流阀5——二位四通电磁换向阀2右位——油箱123465速度换接回路的搭建与分析1.快速慢速换接回路

行程阀控制的快慢速度换接回路快退：进油：油箱——泵1——二位四通电磁换向阀2左位——单向阀6——液压缸3右腔回油：液压缸3左腔——二位四通电磁换向阀2左位——油箱123465速度换接回路的搭建与分析1.快速慢速换接回路

电磁阀控制的快慢速度换接回路核心元件电磁阀4、压力继电器工作原理电磁阀4通电，快进电磁阀4未通电，工进特点速度平稳性、可靠性和换接精度差安装灵活、油路连接方便速度换接回路的搭建与分析1.快速慢速换接回路电磁阀控制的快慢速度换接回路

电磁铁动作1YA2YA3YA快进+-+工进快退进油：油箱——泵1——三位四通电磁换向阀3左位——二位二通换向阀4右位——液压缸7左腔回油：液压缸7右腔——三位四通电磁换向阀3左位——油箱速度换接回路的搭建与分析1.快速慢速换接回路

电磁铁动作1YA2YA3YA快进+-+工进+--快退进油：油箱——泵1——三位四通电磁换向阀3左位——调速阀6——液压缸7左腔回油：液压缸7右腔——三位四通电磁换向阀3左位——油箱速度换接回路的搭建与分析电磁阀控制的快慢速度换接回路1.快速慢速换接回路

电磁铁动作1YA2YA3YA快进+-+工进+--快退-++进油：油箱——泵1——三位四通电磁换向阀3右位——液压缸7右腔回油：液压缸7左腔——二位四通电磁换向阀4右位——三位四通电磁换向阀3右位——油箱速度换接回路的搭建与分析电磁阀控制的快慢速度换接回路1.快速慢速换接回路

两调速阀并联的两慢速换接回路两调速阀串联的两慢速换接回路速度换接回路的搭建与分析2.两种慢速换接回路

两调速阀串联的两慢速换接回路

电磁铁动作1YA2YA3YA慢速1慢速2快退速度换接回路的搭建与分析2.两种慢速换接回路动画演示

两调速阀串联的两慢速换接回路

电磁铁动作1YA2YA3YA慢速1+--慢速2+-+快退-+