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1、第七章第七章基本回路基本回路7、1速度控制回路速度控制回路目的任务目的任务重点难点重点难点提问作业提问作业液压与气压传动第7章液压基本回路目的任务了解速度控制回路的分类、组成、特点掌握速度控制回路的功用、工作原理液压与气压传动第7章液压基本回路重点难点节流阀节流调速原理变变调速回路增速回路换速回路液压与气压传动第7章液压基本回路提问作业74液压与气压传动第7章液压基本回路第七章第七章基本回路基本回路定义定义分类分类液压与气压传动第7章液压基本回路基本回路定义由有关液压元件组成，并能完成某一由有关液压元件组成，并能完成某一特定功能的典型（简单）油路结构。特定功能的典型（简单）油路结构。液压与气压
2、传动第7章液压基本回路基本回路分类方向控制回路方向控制回路压力控制回路压力控制回路按功用分按功用分速度控制回路速度控制回路多缸工作控制回路多缸工作控制回路液压与气压传动第7章液压基本回路7、1速度控制回路功用功用分类分类液压与气压传动第7章液压基本回路速度控制回路功用改变执行元件的运动速度液压与气压传动第7章液压基本回路速度控制回路分类调速调速*、换速、增速回路等、换速、增速回路等液压与气压传动第7章液压基本回路7、1、1调速回路调速原理调速原理调速方法调速方法对调速回路的要求对调速回路的要求液压与气压传动第7章液压基本回路调速回路调速原理液压缸：液压缸：v=q/A液压马达：液压马达：n=q/
3、Vm由上两式知：由上两式知：改变改变q、Vm、A，皆可改变皆可改变v或或n，一般一般A是不可改变的。是不可改变的。液压缸：改变液压缸：改变q，即可改变即可改变v液压马达：既可改变液压马达：既可改变q，又可改变又可改变Vm液压与气压传动第7章液压基本回路调速回路调速方法节流调速节流调速改变改变q容积调速容积调速改变泵和马达的改变泵和马达的V容积节流调速容积节流调速既可改变既可改变q，又可改变又可改变V液压与气压传动第7章液压基本回路对调速回路的要求调速范围大调速范围大速度稳定性好速度稳定性好效率高效率高液压与气压传动第7章液压基本回路一节流调速回路组成组成工作原理工作原理分类分类液压与气压传动第
4、7章液压基本回路节流调速回路组成定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。定量泵、流量阀、溢流阀、执行元件等。液压与气压传动第7章液压基本回路节流调速回路工作原理通过改变流量控制阀阀口的通流面通过改变流量控制阀阀口的通流面积来控制流进或流出执行元件的流积来控制流进或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。量，以调节其运动速度。液压与气压传动第7章液压基本回路节流调速回路分类节流阀节流调速节流阀节流调速按采用流量阀不同按采用流量阀不同调速阀节流调速调速阀节流调速进油路进油路按流量阀安装位置不同按流量阀安装位置不同回油路回油路旁油路旁油路液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀进口节流调速回路特征特征油路油
5、路工作特性分析工作特性分析液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀进口节流调速回路特征将节流阀串联在进入液压缸的油路上，即串联在泵和缸之间，调将节流阀串联在进入液压缸的油路上，即串联在泵和缸之间，调节节A节节，即可改变，即可改变q，从而改变速度，且必须和溢流阀联合使用。从而改变速度，且必须和溢流阀联合使用。液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀进口节流调速回路油路节流阀节流阀液压缸液压缸qp溢流阀溢流阀油箱油箱动画演示动画演示液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀进口节流调速回路工作特性分析1）速度负载特性2）最大承载能力3)功率和效率液压与气压传动第7章液压基本回路速度负载特性液压缸稳定工作时
6、的受力平衡方程液压缸稳定工作时的受力平衡方程结论结论液压与气压传动第7章液压基本回路液压缸稳定工作时的受力平衡方程p1A=F+p2Ap2Tpp=pS=Cp2=0p1=F/A故故节流阀两端的压力差为节流阀两端的压力差为p=pP-p1=pP-F/A经节流阀进入液压缸的流量为：经节流阀进入液压缸的流量为：q1=CATp=CAT（PP-F/A）液压与气压传动第7章液压基本回路液压缸的运动速度v=q1/A=CAT(pP-F/A)/A结论：结论：vAT改变改变AT，即可改变即可改变q1改变改变v。AT调定，调定，v随随F变化而变化。变化而变化。液压与气压传动第7章液压基本回路速度负载特性结论AT=C,F,
7、v速度负载特性软，即轻载时刚性好速度负载特性软，即轻载时刚性好F=C,AT越小，越小，v刚性越好，刚性越好，即低速时刚性好。即低速时刚性好。液压与气压传动第7章液压基本回路最大承载能力PP=pS=C，不论不论AT如何变化，其最大承载能力如何变化，其最大承载能力不变即不变即Fmax=pPAT故故称为恒推力调速（或恒转矩调速）称为恒推力调速（或恒转矩调速）液压与气压传动第7章液压基本回路功率和效率液压泵的输出功率液压泵的输出功率液压缸的输出功率液压缸的输出功率回路的功率损失回路的功率损失溢流损失溢流损失节流损失节流损失回路的效率回路的效率液压与气压传动第7章液压基本回路液压泵的输出功率PP=pPq
8、P=常数常数液压与气压传动第7章液压基本回路液压缸的输出功率P1=Fv=Fq1/A=p1q1液压与气压传动第7章液压基本回路回路的功率损失p=pP-p1=pPqP-p1q1=pP（q1+q）-(pP-p)q1=pPq+pq1q=qP-q1液压与气压传动第7章液压基本回路溢流损失pY=pPq液压与气压传动第7章液压基本回路节流损失pT=pq1液压与气压传动第7章液压基本回路回路的效率=p1/pP=Fv/pPqP=p1q1/pPqP存在两部分功率损失存在两部分功率损失这种调速回路效率较低这种调速回路效率较低故故进油路节流调速回路适用于轻载、进油路节流调速回路适用于轻载、低速、负载变化不大和速度稳定
9、低速、负载变化不大和速度稳定性要求不高的小功率液压系统。性要求不高的小功率液压系统。如磨床液压系统如磨床液压系统液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀出口节流调速回路特征特征相同处相同处比较比较不同处不同处液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀出口节流调速回路特征将节流阀串联在液压缸的回油路上，即将节流阀串联在液压缸的回油路上，即串联在缸和油箱之间，调节串联在缸和油箱之间，调节AT，可调节可调节q2以改变速度，仍应和溢流阀联合使用，以改变速度，仍应和溢流阀联合使用，pP=pS。动画演示动画演示液压与气压传动第7章液压基本回路与进口节流调速回路相同处vF特性基本与进口节流相似特性基本与进口节流相
10、似上述结论都适用于此上述结论都适用于此液压与气压传动第7章液压基本回路与进口节流调速回路不同处1）承受负值负载能力2）实现压力控制的方便性3）最低稳定速度液压与气压传动第7章液压基本回路承受负值负载能力回油路节流阀使缸有一定背压回油路节流阀使缸有一定背压能承受负值负载，并能承受负值负载，并v稳定性，稳定性，而进油路则需在回油路上增加背而进油路则需在回油路上增加背压阀方可承受，压阀方可承受，P。液压与气压传动第7章液压基本回路实现压力控制的方便性进油路调速中工作台碰到死挡铁后，进油路调速中工作台碰到死挡铁后，活塞停止，缸进油腔油压上升至活塞停止，缸进油腔油压上升至pS便于实现压力（升压）控制而回
11、油路便于实现压力（升压）控制而回油路调调速在上述工况时，进油腔压力变化速在上述工况时，进油腔压力变化很小，无法控压，而回油腔很小，无法控压，而回油腔p0，可降压发讯，但电路复杂。可降压发讯，但电路复杂。液压与气压传动第7章液压基本回路最低稳定速度若回路使用单杆缸，无杆腔进油量大于有杆腔回油流量若回路使用单杆缸，无杆腔进油量大于有杆腔回油流量在缸径、缸速相同情况下，进油节流调速回路流量阀开在缸径、缸速相同情况下，进油节流调速回路流量阀开口较大，低速时不易堵塞。口较大，低速时不易堵塞。故故进油节流调速回路能获得更低稳定速度，为了提高回路进油节流调速回路能获得更低稳定速度，为了提高回路综合性能，实践
12、中常采用进油节流调速回路，并在回油综合性能，实践中常采用进油节流调速回路，并在回油路加背压阀（用溢流阀、顺序阀或装有硬弹簧的单向阀路加背压阀（用溢流阀、顺序阀或装有硬弹簧的单向阀串接于回油路），因而兼有两回路优点。串接于回油路），因而兼有两回路优点。液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀旁路节流调速回路特征特征油路油路工作特性分析工作特性分析应用应用液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀旁路节流调速回路特征将节流阀装在与执行元件并联的支路上，即与将节流阀装在与执行元件并联的支路上，即与缸并联，溢流阀做安全阀，缸并联，溢流阀做安全阀，pP取决于负载，取决于负载，pP=p1=p=F/A动画演示动画
13、演示 液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀旁路节流调速回路油路缸（缸（q1）q节流阀节流阀T液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀旁路节流调速回路工作特性分析（1）速度负载特性速度负载特性（2）最大承载能力最大承载能力（3）功率和效率功率和效率液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀旁路节流调速回路速度负载特性重复进油路节流调速回路的推导步骤，可得本回路的速度负载特性方程，但应考虑泵的泄漏量影响。重复进油路节流调速回路的推导步骤，可得本回路的速度负载特性方程，但应考虑泵的泄漏量影响。q1=qP-qT=(qtP-qP)-qT=(qtP-kLpP)-CATp=qtp-kL(F/A)-CAT(F/A
14、)故故液压缸的工作速度为：液压缸的工作速度为：v=q1/A=qtp-kL(F/A)-CAT(F/A)/A结论：结论：AT=C，F，v,F，v，即，即vF特性更软特性更软F=C,AT，v;ATv，即速度随即速度随AT而变化而变化液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀旁路节流调速回路最大承载能力AT，阻力阻力，Fmax，即低速承载能力小，即低速承载能力小，AT至一定值时，即使至一定值时，即使F很小，很小，qp节节T,V=0，所以所以Fmax既与既与AT有关，又受安全阀调有关，又受安全阀调定压力的限制。定压力的限制。液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀旁路节流调速回路功率和效率pP随随F变化而变化
15、，变化而变化，只有只有P节节，而无，而无P溢溢高，发热少。高，发热少。液压与气压传动第7章液压基本回路节流阀旁路节流调速回路应用vF特性较软，低速承载能力差。特性较软，低速承载能力差。一般用于高速、重载、对速度平一般用于高速、重载、对速度平稳性要求很低的较大功率场合，稳性要求很低的较大功率场合，如：牛头刨床主运动系统、输送机如：牛头刨床主运动系统、输送机械械液压系统、大型拉床液压系统、液压系统、大型拉床液压系统、龙门刨床液压系统等。龙门刨床液压系统等。液压与气压传动第7章液压基本回路采用调速阀的节流调速回路按调速阀安装位置按调速阀安装位置特点特点液压与气压传动第7章液压基本回路按调速阀安装位置
16、*进油路进油路Pmin，qV不随不随P而变化，所以速度刚性明显优于节流阀调速。而变化，所以速度刚性明显优于节流阀调速。2虽解决了速度稳定性问题，但因既有虽解决了速度稳定性问题，但因既有P溢溢，又有，又有P节节，还有，还有P减减，所以，所以，P更大，一般用于更大，一般用于P较小，但较小，但F变化较大而变化较大而v稳定性要求较高的场合。稳定性要求较高的场合。液压与气压传动第7章液压基本回路二容积调速回路特点特点分类分类液压与气压传动第7章液压基本回路容积调速回路特点节流调速回路效率低、发热大，只适用于小节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功率场合。功率场合。而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失
17、而容积调速回路，因无节流损失或溢流损失故效率高，发热小，一般用于大功率场合。故效率高，发热小，一般用于大功率场合。液压与气压传动第7章液压基本回路容积调速回路分类开式开式按油路循环方式按油路循环方式闭式闭式泵泵缸式缸式按所用执行元件不同按所用执行元件不同变变定定泵泵马达式马达式定定变变变变变变液压与气压传动第7章液压基本回路变量泵和定量马达容积调速回路（恒转矩）组成组成工作特性工作特性液压与气压传动第7章液压基本回路变量泵和定量马达容积调速回路组成动画演示动画演示液压与气压传动第7章液压基本回路变量泵和定量马达容积调速回路工作特性nM=qP/VMVM=定值定值调节调节qP即可改变即可改变nM若
18、不计损失，在调速范围内，若不计损失，在调速范围内，T=pPVM/2=C称称恒转矩容积调速恒转矩容积调速液压与气压传动第7章液压基本回路定量泵变量马达式容积调速回路（恒功率工作特性工作特性特点特点液压与气压传动第7章液压基本回路定量泵变量马达式容积调速回路工作特性nM=qP/VMqP=定值定值调节调节VM即可改变即可改变nM液压与气压传动第7章液压基本回路定量泵变量马达式容积调速回路特点nM与与VM成反比成反比TM与与VM成正比成正比VM，nM，TM；VM，nM，TM，以致带不动负载，以致带不动负载，使马达使马达“自锁自锁”。故故这种回路很少单独使用这种回路很少单独使用液压与气压传动第7章液压基
19、本回路变量泵变量马达式容积调速回路工作原理工作原理特点特点动画演示动画演示液压与气压传动第7章液压基本回路变量泵变量马达式容积调速回路工作原理第一段：先将第一段：先将VM调至最大并固定，调至最大并固定，然后将然后将VP由小由小大大,分两段调节分两段调节nM从从0nM（变变定）定）第二段：将第二段：将VP固定至最大，固定至最大，VM由大由大小，小，nM从从nMnMmax（定定变变）调速范围大，调速范围大，可达可达100。液压与气压传动第7章液压基本回路变量泵变量马达式容积调速回路特点nM低时低时TM大，大，nM高时高时TM小小正好符合大部分机械要求正好符合大部分机械要求故故多用于机床主运动、纺织
20、机械、矿山机械多用于机床主运动、纺织机械、矿山机械液压与气压传动第7章液压基本回路三容积节流调速回路容积调速回路虽然效率高，发热小，容积调速回路虽然效率高，发热小，但仍存在速度负载特性较软的问题但仍存在速度负载特性较软的问题（主要由于泄漏所引起）（主要由于泄漏所引起）。在低速、稳定性要求较高的场合在低速、稳定性要求较高的场合（如机床进给系统中），常采用容（如机床进给系统中），常采用容积节流调速回路。积节流调速回路。液压与气压传动第7章液压基本回路容积节流调速回路特点1qP自动与流量阀调节相吻合，无自动与流量阀调节相吻合，无P溢溢，高高2进入执行元件的进入执行元件的q与与F变化无关，且自动补偿变
21、化无关，且自动补偿泄漏，速度稳定性好。泄漏，速度稳定性好。3因回路有节流损失，所以因回路有节流损失，所以q1，pP，通过反馈通过反馈，qpqP=q1v=cqPq1，pP，e,qPqP=q10、5Mpa(中低压中低压)pmin=pP-p1=调速阀正常工作，调速阀正常工作，P最小最小过大，过大，P大易发热大易发热1Mpa（高压）高压）若若Pq1时，时，pP，定子右移，定子右移，e，qPqPq1时，时，pP，定子左移，定子左移，e，qP直至直至qP=q1，v=c。液压与气压传动第7章液压基本回路差压式变量泵和节流阀调速回路特点虽用了节流阀，但具有调速阀的性能，即虽用了节流阀，但具有调速阀的性能，即q
22、1不受负载变化影响不受负载变化影响定子受力平衡方程定子受力平衡方程pPA1+pP(A2-A1)=p1A2+FSp=pP-p1=FS/A2=c又又pP随负载变化而变化，随负载变化而变化，p1也变化，也变化，称变压式容积节流调速回路，且称变压式容积节流调速回路，且qP小小高高因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移动过快因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移动过快而发生振动。而发生振动。液压与气压传动第7章液压基本回路差压式变量泵和节流阀调速回路应用适用于负载变化大、速度适用于负载变化大、速度较低的中小功率系统。较低的中小功率系统。液压与气压传动第7章液压基本回路7、1、2快速回路功用功用分类分类液压与气压
23、传动第7章液压基本回路快速回路功用使执行元件获得必要的高速，使执行元件获得必要的高速，以提高效率，充分利用功率。以提高效率，充分利用功率。液压与气压传动第7章液压基本回路快速回路分类双泵供油增速双泵供油增速蓄能器供油增速蓄能器供油增速变量泵供油增速变量泵供油增速液压缸差动连接增速液压缸差动连接增速*液压与气压传动第7章液压基本回路一液压缸差动连接快速回路组成组成工作原理工作原理特点特点液压与气压传动第7章液压基本回路液压缸差动连接快速回路组成动画演示动画演示液压与气压传动第7章液压基本回路液压缸差动连接快速回路工作原理电磁铁动作顺序表电磁铁动作顺序表电磁铁电磁铁动作顺序动作顺序1YA2YA3Y
24、A快进快进+-工进工进+-+快退快退-+原位停止原位停止-液压与气压传动第7章液压基本回路液压缸差动连接快速回路特点实质实质A以以v，简单易行，应用广泛，但因差动时部分简单易行，应用广泛，但因差动时部分qV，管道及阀均应大规格。管道及阀均应大规格。液压与气压传动第7章液压基本回路二、双泵供油快速回路组成组成工作原理工作原理特点特点动画演示动画演示液压与气压传动第7章液压基本回路三、增速缸快速回路动画演示动画演示液压与气压传动第7章液压基本回路四、用蓄能器的快速回路动画演示动画演示液压与气压传动第7章液压基本回路7、1、5速度换接回路功用功用分类分类液压与气压传动第7章液压基本回路速度换接回路功
25、用完成系统中执行元件依次实现几种速度的换接。实质上是一种分级（或有级）完成系统中执行元件依次实现几种速度的换接。实质上是一种分级（或有级）调速回路，但速度是根据需要事先调好，这是和调速回路的不同之处。调速回路，但速度是根据需要事先调好，这是和调速回路的不同之处。液压与气压传动第7章液压基本回路速度换接回路分类快速与慢速的换接快速与慢速的换接两种慢速的换接两种慢速的换接液压与气压传动第7章液压基本回路一快速与慢速的换接回路速度换接方法速度换接方法举例举例液压与气压传动第7章液压基本回路速度换接方法各种增速回路各种增速回路v2，否则否则2不起作用不起作用液压与气压传动第7章液压基本回路调速阀并联的换接回路组成组成工作原理工作原理特点特点动画演示动画演示 液压与气压传动第7章液压基本回路调速阀并联的换接回路特点v1、v2互不影响，但因互不影响，但因A、B任意一个工作时，另一个减压阀阀任意一个工作时，另一个减压阀阀口最大，一旦换接易前冲。所以改为下图所示，可避免前冲，口最大，一旦换接易前冲。所以改为下图所示，可避免前冲，但但P。动画演示动画演示液压与气压传动第7章液压基本回路