《液壓與氣壓傳動技術(shù)》主講教師：陳敏捷項目五：數(shù)控車床液壓基本回路的搭建與分析任務(wù)3：速度控制回路的搭建與分析調(diào)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(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)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(diào)速回路用定量泵供油，用流量閥調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行元件的流量容積調(diào)速回路調(diào)節(jié)變量泵的供油流量或改變變量馬達(dá)的排量，以實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)容積節(jié)流調(diào)速回路用變量泵和流量閥相配合的調(diào)速方法，又稱聯(lián)合調(diào)速。調(diào)速回路的搭建與分析1.節(jié)流調(diào)速回路回路組成定量泵、流量控制閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥）、溢流閥、執(zhí)行元件按流量控制閥安放位置分為：調(diào)速回路的搭建與分析回油節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路（1）進(jìn)油節(jié)流調(diào)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(shù)之間關(guān)系P1=F/A，p2=0Pp固定，為溢流閥調(diào)定壓力Δp=pp-p1qvp=qv1+qvv調(diào)速回路的搭建與分析在回路中調(diào)速元件調(diào)速值不變的情況下，負(fù)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(shè)液壓泵的供油壓力為pp，則節(jié)流閥進(jìn)出口的壓力差為由小孔流量公式可知，流經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的流量為故液壓缸的運動速度為速度—負(fù)載特性調(diào)速回路的搭建與分析（1）進(jìn)油節(jié)流調(diào)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(fù)載F有關(guān)。若以υ為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，AT為參變量，可由方程繪出其負(fù)載特性曲線，速度υ隨負(fù)載F變化的程度稱為速度剛性，體現(xiàn)在速度負(fù)載特性曲線的斜率上。調(diào)速回路的搭建與分析（1）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路該調(diào)速回路的輸入功率，即液壓泵輸出功率PP=pPqP=常數(shù)。該調(diào)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(fù)載、負(fù)載變化不大的場合調(diào)速回路的搭建與分析（1）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路回路中元件連接將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上，調(diào)節(jié)AT，可調(diào)節(jié)流量以改變速度，仍應(yīng)和溢流閥聯(lián)合使用。泵的出口壓力為溢流閥調(diào)定壓力調(diào)速回路的搭建與分析（2）回油節(jié)流調(diào)速回路回油節(jié)流與進(jìn)油節(jié)流比較速度負(fù)載特性相同回油節(jié)流p2=Δp≠0，能承受負(fù)值負(fù)載，運動平穩(wěn)性好；進(jìn)油節(jié)流在負(fù)值負(fù)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(jìn)油節(jié)流起動沖擊較小進(jìn)油節(jié)流，缸運動到底停止，進(jìn)油壓力上升，可用壓力繼電器，易于實現(xiàn)壓力控制調(diào)速回路的搭建與分析（2）回油節(jié)流調(diào)速回路回路中元件連接正常工作時，節(jié)流閥起溢流和調(diào)節(jié)流量作用，溢流閥為安全閥泵的出口壓力取決于負(fù)載參數(shù)之間關(guān)系qvp=qv1+qvTPp=P1=F/A=Δp調(diào)速回路的搭建與分析（3）旁路節(jié)流調(diào)速回路旁路節(jié)流調(diào)速回路的速度—負(fù)載特性方程為繪出的速度—負(fù)載特性曲線如圖所示速度—負(fù)載特性較軟，低速承載能力差調(diào)速回路的搭建與分析（3）旁路節(jié)流調(diào)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(jìn)油、回油回

路效率高負(fù)載F升高，節(jié)流損失Δp升高應(yīng)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(jī)械液壓系統(tǒng)等調(diào)速回路的搭建與分析（3）旁路節(jié)流調(diào)速回路速度穩(wěn)定性好增加減壓閥上損失，效率η較低調(diào)速回路的搭建與分析（4）采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路是通過改變液壓泵(馬達(dá))的排量調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度或轉(zhuǎn)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(dá)；容積調(diào)速回路1.變量泵與定量執(zhí)行元件(液壓缸或馬達(dá))；2.定量泵與變量馬達(dá)；調(diào)速回路的搭建與分析2.容積調(diào)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(zhì)沉淀，油氣隔絕差閉式油路

無油箱，設(shè)輔助泵補(bǔ)油，結(jié)構(gòu)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(diào)速回路的搭建與分析2.容積調(diào)速回路vR安全閥變量泵開式回路vR安全閥變量泵補(bǔ)油油箱單向閥閉式回路調(diào)速回路的搭建與分析2.容積調(diào)速回路回路組成變量泵，qvtp可調(diào)溢流閥為安全閥，關(guān)閉PY=（1.1-1.2）p1

調(diào)速回路的搭建與分析（1）泵-缸式容積調(diào)速回路調(diào)速調(diào)節(jié)qvtp→調(diào)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(yīng)用用于大功率系統(tǒng)

調(diào)速回路的搭建與分析（1）泵-缸式容積調(diào)速回路調(diào)速回路的搭建與分析（2）泵—馬達(dá)式容積調(diào)速回路泵—馬達(dá)容積調(diào)速回路三種：變量泵—定量馬達(dá)調(diào)速回路定量泵—變量馬達(dá)調(diào)速回路變量泵—變量馬達(dá)調(diào)速回路方法：調(diào)節(jié)泵或馬達(dá)的排量。

1）變量泵—定量馬達(dá)容積調(diào)速回路常數(shù)

結(jié)論：該調(diào)速法為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速

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

2）定量泵—變量馬達(dá)容積調(diào)速回路常數(shù)

結(jié)論：該調(diào)速法為恒功率調(diào)速

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

3）變量泵—變量馬達(dá)容積調(diào)速回路

結(jié)論：上述二種調(diào)速法的組合。用于：礦山機(jī)械等。變量泵——變量馬達(dá)容積調(diào)速回路調(diào)速回路的搭建與分析（2）泵—馬達(dá)式容積調(diào)速回路

工作原理：采用壓力補(bǔ)償變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸

流量或調(diào)節(jié)由液壓缸流出的流量，從而調(diào)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(yīng)，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(diào)速回路好。應(yīng)用：速度范圍大、中小功率的場合，如組合機(jī)床系統(tǒng)等。

調(diào)速回路的搭建與分析3.容積節(jié)流調(diào)速回路

限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路

調(diào)速回路的搭建與分析（1）限壓式變量泵和調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速回路

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

（1）節(jié)流調(diào)速與容積調(diào)速的選擇。（2）節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速與調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速的選擇。（3）進(jìn)油、出油、旁路節(jié)流調(diào)速回路的選擇。（4）容積調(diào)速時，變量泵與變量馬達(dá)的選擇。（5）功率不大，但要求發(fā)熱小、調(diào)速范圍寬、速度—負(fù)載特性好時，可采用容積節(jié)流調(diào)速。調(diào)速回路的搭建與分析4.調(diào)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(jù)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(jìn)慢速右進(jìn)

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(jìn)：p低，閥4關(guān)閉，雙泵

同時供油工進(jìn)：p增大，閥4打開，泵2

卸荷，泵1供油特點η高，系統(tǒng)復(fù)雜快速動作回路的搭建與分析動畫演示快速右進(jìn)慢速右進(jìn)快速動作回路的搭建與分析快速左進(jìn)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(jìn)，閥4斷工進(jìn)，閥4通特點不增加泵qV,能得到很大v缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜快速動作回路的搭建與分析動畫演示快速右進(jìn)慢速右進(jìn)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(jìn)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(shè)備在自動工作循環(huán)中實現(xiàn)平穩(wěn)地速度切換應(yīng)用舉例機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)快進(jìn)——工進(jìn)——快退快進(jìn)——第一次工進(jìn)——第二次工進(jìn)——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(jìn)擋塊壓下閥4，工進(jìn)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(jìn)：進(jìn)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(jìn)：進(jìn)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(jìn)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(jìn)電磁閥4未通電，工進(jìn)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(jìn)+-+工進(jìn)快退進(jìn)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(jìn)+-+工進(jìn)+--快退進(jìn)油：油箱——泵1——三位四通電磁換向閥3左位——調(diào)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(jìn)+-+工進(jìn)+--快退-++進(jìn)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(diào)速閥并聯(lián)的兩慢速換接回路兩調(diào)速閥串聯(lián)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(diào)速閥串聯(lián)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(diào)速閥串聯(lián)的兩慢速換接回路

電磁鐵動作1YA2YA3YA慢速1+--慢速2+-+快退-+