传动放大机构精选PPT.ppt

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1、传动放大机构第1页，此课件共36页哦传动放大机构的作用和分类l调速器发出的转速变化信号很小，不可能直接操纵配汽机构，中间要调速器发出的转速变化信号很小，不可能直接操纵配汽机构，中间要经过多级信号放大和转移，一般采用电子或液压元件，多采用液压式。经过多级信号放大和转移，一般采用电子或液压元件，多采用液压式。l主要包括：滑阀（错油门）、油动机、反馈机构主要包括：滑阀（错油门）、油动机、反馈机构。错油门（滑阀）错油门（滑阀）l 作用：控制油动机的进油方向和油量大小。作用：控制油动机的进油方向和油量大小。l 分类：分类：断流式：滑阀的凸肩切断通往油动机油口，断流式：滑阀的凸肩切断通往油动机油口，只有在

2、变动过程中才开启。只有在变动过程中才开启。节流式：油口有一定的开度，节流式：油口有一定的开度，工况不同，对应的油口开度不同。工况不同，对应的油口开度不同。第2页，此课件共36页哦油动机油动机l作用：放大功率以操纵调速汽阀，改变形式后作为中间放大环节。作用：放大功率以操纵调速汽阀，改变形式后作为中间放大环节。l分类：分类：1 1、往复式：、往复式：断流式滑阀控制：双侧进油、单侧进油断流式滑阀控制：双侧进油、单侧进油 节流式滑阀控制：单侧进油、随动滑阀节流式滑阀控制：单侧进油、随动滑阀2 2、旋转式、旋转式 l双侧进油油动机双侧进油油动机 单侧进油油动机单侧进油油动机油动机的技术指标：油动机的技术

3、指标：l提升力：用于衡量油动机提升力大小。提升力：用于衡量油动机提升力大小。l油动机时间常数：用于衡量油动机动作的快慢，开关要求迅速，特别是关阀。油动机时间常数：用于衡量油动机动作的快慢，开关要求迅速，特别是关阀。（600600MWMW机组高压主汽阀关阀时间机组高压主汽阀关阀时间0.420.42s s）第3页，此课件共36页哦一、断流式滑阀一、断流式滑阀一、断流式滑阀一、断流式滑阀双侧进油油动机双侧进油油动机双侧进油油动机双侧进油油动机第4页，此课件共36页哦1 1、油动机、油动机（1）提升力）提升力 下部油压为下部油压为 ，上部油压为，上部油压为 ，这时上下，这时上下 油压差最大，活塞受油压

4、差最大，活塞受 到的油压作用力最大，到的油压作用力最大，称为最大提升力。称为最大提升力。考虑油口有流动阻力，油动机的提升力考虑油口有流动阻力，油动机的提升力 特点：特点：双侧进油油动机的提升力只与活塞作用面积和上下的压力差有关，而与油动机活塞的位置双侧进油油动机的提升力只与活塞作用面积和上下的压力差有关，而与油动机活塞的位置无关。无关。第5页，此课件共36页哦（2 2）油动机时间常数）油动机时间常数l定义定义 在滑阀油口在滑阀油口a、b全开时，开度为最大全开时，开度为最大 ，油动机活塞在最大进油，油动机活塞在最大进油量量 条件下，走完整个工作行程条件下，走完整个工作行程 所需要的时间，也就是以

5、最大所需要的时间，也就是以最大的进油量，充满油动机时活塞走完全程所需要的时间。的进油量，充满油动机时活塞走完全程所需要的时间。计算公式：计算公式：分析：分析：i）油动机时间常数：衡量油动机动作快慢的指标，一般油动机时间常数：衡量油动机动作快慢的指标，一般 0.10.10.30.3s s 上升上升油动机移动速度下降油动机移动速度下降机组的调节性较差，不能快速适机组的调节性较差，不能快速适应外界负荷变化，在甩负荷时，容易引起超速应外界负荷变化，在甩负荷时，容易引起超速。活塞面积第6页，此课件共36页哦ii ii）减少油动机时间常数的措施减少油动机时间常数的措施l减小活塞作用面积减小活塞作用面积 影

6、响提升力影响提升力 l减小活塞行程减小活塞行程 受调节汽阀开启大小的规定受调节汽阀开启大小的规定l加大滑阀油口宽度加大滑阀油口宽度 受滑阀强度限制受滑阀强度限制l增大滑阀最大行程增大滑阀最大行程 l增大进油压力增大进油压力 首先有利于减小首先有利于减小 ，同时有利于增大提升力。，同时有利于增大提升力。第7页，此课件共36页哦l目前液压调节系统目前液压调节系统 1.21.22.02.0MPaMPa，太高怕漏油造成失火，但机组容太高怕漏油造成失火，但机组容量增大以后，需要的提升力增大，为防止引起火灾，把润滑油和调节量增大以后，需要的提升力增大，为防止引起火灾，把润滑油和调节油分开。油分开。l润滑油

7、润滑油 为了保证轴承润滑，对油质有要求，采用透平油，压力可低于为了保证轴承润滑，对油质有要求，采用透平油，压力可低于1 1MPaMPa。北仑北仑1#机组，压力机组，压力1.571.57MPaMPa相当于国产相当于国产30号透平油，着火点号透平油，着火点汽汽机机转转速速下下降降滑滑阀阀下下移移压压力力油油进进入入油油动动机机下下部部活活塞塞上移上移汽门开大汽门开大汽轮机功率增大汽轮机功率增大l反之，滑阀上移反之，滑阀上移油动机下侧与排油管相油动机下侧与排油管相通通活塞在弹簧力作用下下移活塞在弹簧力作用下下移汽门关汽门关小小汽轮机功率减小汽轮机功率减小 px2、断流式单侧进油油动机第10页，此课件

8、共36页哦（3 3）优缺点）优缺点 优点：优点：l关关闭闭汽汽阀阀靠靠弹弹簧簧力力，即即使使油油管管破破裂裂，依依靠靠弹弹簧簧力力能能关关闭闭阀阀门门，防防止止事事故扩大；故扩大；l汽机汽门开启时可慢一点，关闭时要快，单侧进油油动机加负荷靠油汽机汽门开启时可慢一点，关闭时要快，单侧进油油动机加负荷靠油压，减负荷时靠弹簧，不需要油泵供油，所以主油泵耗油少。压，减负荷时靠弹簧，不需要油泵供油，所以主油泵耗油少。缺点：缺点：开启阀门的有效提升力等于油压向上作用力与弹簧向下作用力之差，开启阀门的有效提升力等于油压向上作用力与弹簧向下作用力之差，提升力的大小与油动机的位置有关提升力的大小与油动机的位置有

9、关。为保证汽门有较大的关闭速度，。为保证汽门有较大的关闭速度，要求弹簧力很大要求弹簧力很大单侧进油油动机尺寸要比双侧进油油动机大单侧进油油动机尺寸要比双侧进油油动机大。l油动机关闭时间常数大油动机关闭时间常数大l自定位能力差：容易受到油压波动的干扰自定位能力差：容易受到油压波动的干扰。第11页，此课件共36页哦3 3、断流式滑阀、断流式滑阀 断断流流，就就是是滑滑阀阀处处于于居居中中位位置置，靠靠凸凸肩肩切切断断通通往往油油动动机机的的进进出出口口油油口口,要要断断流流，凸凸肩肩高高度度应应大大于于油油口口高高度度，1、2、3、4 为为“盖度盖度”。当当滑滑阀阀向向上上移移动动距距离离超超过过

10、1（3）进进油油，超超过过4（2）泄油。）泄油。1(3)进油盖度进油盖度;2(4)出油盖度出油盖度;4（2）油油口口A关关小小 增增大大油油动动机机活活塞塞上上移移z调节汽阀上升调节汽阀上升 汽机功率增大汽机功率增大 第13页，此课件共36页哦（二）带压力变换器的中间放大机构（二）带压力变换器的中间放大机构 应用于北重径向钻孔泵系统，是节应用于北重径向钻孔泵系统，是节流式滑阀与断流式滑阀的组合应用流式滑阀与断流式滑阀的组合应用1、结构、结构（1）径向钻孔泵）径向钻孔泵（2）压压力力变变换换器器节节流流滑滑阀阀，靠靠凸凸肩肩控制油口开度控制油口开度 转转速速n增增大大脉脉冲冲泵泵油油压压p1增增

11、大大滑阀上移滑阀上移油口油口 减小减小px增大增大 节流式滑阀p1脉冲泵一次油压转换成控制油压脉冲泵一次油压转换成控制油压px的变化的变化第14页，此课件共36页哦（3）单侧进油油动机）单侧进油油动机 作用力的平衡（弹簧力，油压作用力的平衡（弹簧力，油压px作用力）作用力）px增大增大活塞上移，把油压变化转换成活塞位移。活塞上移，把油压变化转换成活塞位移。图中图中（1）（）（3）组成了节流式滑阀与单侧进油油动机结构，作为系）组成了节流式滑阀与单侧进油油动机结构，作为系统的一级放大统的一级放大。（4）断流式滑阀）断流式滑阀（5）双侧进油油动机）双侧进油油动机 以上是第二级放大，功率放大以上是第二

12、级放大，功率放大（6）反馈油口）反馈油口（7）控制油路）控制油路第15页，此课件共36页哦1 1、动作原理、动作原理（1）在平衡状态下，）在平衡状态下，n一定一定（2）下下降降n上上升升脉脉冲冲泵泵油油压压 上上升升压压力力变变换换器器滑滑阀阀上上移移 减减小小 增增大大油油动动机机1z增增大大断断流流式式滑滑阀阀z增增大大压压力力油油进入油动机下室进入油动机下室油动机活塞上移油动机活塞上移关小调速汽门关小调速汽门 下降下降（3）油动机活塞上移）油动机活塞上移（反馈）（反馈）反馈油口上升反馈油口上升 减小减小油动油动机机z减小减小断流式滑阀断流式滑阀z减小减小滑阀居中。滑阀居中。第16页，此课

13、件共36页哦1 1、说明、说明（1）控制油压）控制油压 与排油口与排油口 开度与反馈油口开度与反馈油口 开度间的关系如下开度间的关系如下：由固定节流孔由固定节流孔 流入油量流入油量 排出油量排出油量 由于调节结束，断流式滑阀一定要居中由于调节结束，断流式滑阀一定要居中 不变。不变。令令 常数常数第17页，此课件共36页哦 转速变化时，转速变化时，改变改变 ，相应改变相应改变 ，具体见公式推导，具体见公式推导P354 控制油压控制油压 优化设计问题。选择合理的优化设计问题。选择合理的px使同一位移使同一位移下引起的控制下引起的控制油压变化最大油压变化最大，使调节系统动作迅速使调节系统动作迅速。l

14、对对k求导得求导得 lk1 在在 变动时，变动时，变化最大变化最大。可以采用液压联系，取消杠杆，因而布置方便，且动作灵敏，不易可以采用液压联系，取消杠杆，因而布置方便，且动作灵敏，不易损坏节流式油动机损坏节流式油动机。第18页，此课件共36页哦5 5、静态特性、静态特性 l是指各个稳定工况下传动放大系统输入量是指各个稳定工况下传动放大系统输入量x与输出量与输出量m之间的之间的关系，可以根据油口关系，可以根据油口 、的流量变化特点来求的流量变化特点来求。l流过流过 流量变化量流过油口流量变化量流过油口 流量变化量流量变化量l设设 ，常数常数 压力变换器活塞位移 油动机活塞位移 第19页，此课件共

15、36页哦（三（三）差动活塞差动活塞a1a2a3pb1 1、结构：、结构：l外壳外壳l滑阀：滑阀：左侧阀芯面积大，油压有效作用左侧阀芯面积大，油压有效作用面积小面积小右侧阀芯面积小，油压有效作用右侧阀芯面积小，油压有效作用面积大面积大l喷油嘴：喷油嘴：直径为直径为d，间隙为间隙为y0，通流面积通流面积第20页，此课件共36页哦2 2、动作原理、动作原理l差动活塞与高速弹性调速器配套使用。差动活塞与高速弹性调速器配套使用。l在稳定工况下，挡油板位置在稳定工况下，挡油板位置 一定，喷油嘴与挡油板的间隙一定，一定，喷油嘴与挡油板的间隙一定，油压油压 、一定，有一定，有 ，差动活塞稳定不动。，差动活塞稳

16、定不动。l若转速变化：若转速变化：n增大增大挡油板右移挡油板右移y增大增大 增大，排油量增大增大，排油量增大 减减小，小，滑阀右移，滑阀右移y减小减小 减小，排油量减小减小，排油量减小 增大增大 当当y 时，时，成立，差动活塞停止运动。成立，差动活塞停止运动。第21页，此课件共36页哦l稳定工况下，稳定工况下，y 挡油板位移量差动活塞移动量挡油板位移量差动活塞移动量 即即y x 差差动动活活塞塞随随调调速速块块一一起起移移动动，又又称称随随动动活活塞塞。由由油油压压差差（）形形成成的活塞移动作用力放大了调速块移动的作用力。的活塞移动作用力放大了调速块移动的作用力。3、为了提高活塞动作的灵敏度，

17、应合理选择活塞前后的压力比，面积比。、为了提高活塞动作的灵敏度，应合理选择活塞前后的压力比，面积比。通常通常 ，则，则 另外缩小节流孔另外缩小节流孔a1的直径也可提高灵敏度。的直径也可提高灵敏度。第22页，此课件共36页哦4 4、差动活塞的时间常数、差动活塞的时间常数（1）定义：在喷油嘴最大出油条件下，滑阀走完最大行程所需的时间。）定义：在喷油嘴最大出油条件下，滑阀走完最大行程所需的时间。（2）公式：）公式：第23页，此课件共36页哦（四）碟阀放大器（四）碟阀放大器（P355P355）应用于上海汽轮机生产的调速系统，应用于上海汽轮机生产的调速系统，碟阀放大器与旋转阻尼配套使用。碟阀放大器与旋转

18、阻尼配套使用。（P356图图6.2.15(a)）1、结构、结构 碟阀放大器由一端铰链支承的平衡碟阀放大器由一端铰链支承的平衡杠杆，主同步器弹簧，辅同步器弹杠杆，主同步器弹簧，辅同步器弹簧，一次油压波纹管，二次油压碟簧，一次油压波纹管，二次油压碟阀组成。阀组成。pbb波纹管K1 Z1K2 Z2一次油压pp第24页，此课件共36页哦2 2、工作原理、工作原理平衡杠杆受到四个力：平衡杠杆受到四个力：两个弹簧作用力两个弹簧作用力;l 一次油压通入波纹管一次油压通入波纹管(面积面积b)向上作用力向上作用力;l 二次油压靠碟阀建立，高压油由节流针阀流入碟阀，由间隙溢出。二次油压靠碟阀建立，高压油由节流针阀

19、流入碟阀，由间隙溢出。间隙间隙s大，泄油量增加，二次油压大，泄油量增加，二次油压p2降低，通过碟阀面积向上的降低，通过碟阀面积向上的作用力减小。作用力减小。第25页，此课件共36页哦l稳定工况下，四个力达到平衡：稳定工况下，四个力达到平衡：l当转速变化，一次油压增加当转速变化，一次油压增加 ，使碟阀移动，间隙，使碟阀移动，间隙s发生变化，使二次油压变化发生变化，使二次油压变化 ，改变二次油压作用力。改变二次油压作用力。l新的平衡：新的平衡：（1）为为放放大大比比，其其大大小小取取决决于于a、b、l1、l2，靠靠波波纹纹管管的的作作用用面面积积b比比碟碟阀阀a大大，波波纹纹管管的的力力臂臂比碟阀

20、的力臂长来达到放大油压的目的。一般放大倍数比碟阀的力臂长来达到放大油压的目的。一般放大倍数 （2）为负说明一次油压与二次油压的变化方向相反。为负说明一次油压与二次油压的变化方向相反。第26页，此课件共36页哦电液调节油动机电液调节油动机l电电液液调调节节油油动动机机是是数数字字电电液液控控制制系系统统的的执执行行机机构构，将将电电子子控控制制器器产产生生的的调调节节汽汽门门开开度度电电信信号号转转变变为为油油动动机机活活塞塞的的行行程程，由由电电液液转转换换器器（电电液液伺伺服服器器）、油油动动机机、快快速速卸卸载载阀阀、线线性性位位移移差差动动变变送送器等组成。器等组成。第27页，此课件共3

21、6页哦三、反馈机构三、反馈机构三、反馈机构三、反馈机构l反馈机构是调节系统的重要组成部分，讨论机械反馈和液压反馈机构。反馈机构是调节系统的重要组成部分，讨论机械反馈和液压反馈机构。第28页，此课件共36页哦1 1、机械反馈、机械反馈l旋转阻尼调速系统采用杠杆弹簧机械反馈旋转阻尼调速系统采用杠杆弹簧机械反馈从旋转阻尼来的一次油压从旋转阻尼来的一次油压p1经蝶阀放大器放大后成为二次油压经蝶阀放大器放大后成为二次油压p2，作用于继动器的活塞上。作用于继动器的活塞上。l在在稳稳定定工工况况下下，断断流流式式滑滑阀阀处处居居中中位位置置，作作用用在在继继动动器器上上的的压压力力p2与弹簧的作用力相平衡。

22、与弹簧的作用力相平衡。（2）工作原理工作原理ln增增大大p1增增大大p2减减小小继继动动器器活活塞塞上上移移碟碟阀阀间间隙隙增增大大p3减减小小滑滑阀阀上上移移压压力力油油进进入入油油动动机机上上部部油油动动机机下下移移关小汽门关小汽门汽机功率减小汽机功率减小l关小汽门关小汽门杠杆下移杠杆下移继动器活塞下移继动器活塞下移p3增大增大滑阀下移。滑阀下移。l调调节节终终了了，滑滑阀阀居居中中，继继动动器器的的位位置置也也不不变变，p3不不变变，反反馈馈是是通通过过杠杆、弹簧来实现的。杠杆、弹簧来实现的。第29页，此课件共36页哦lp2对继动器作用力的变化弹簧作用力变化对继动器作用力的变化弹簧作用力

23、变化l根据比例关系根据比例关系 l二次油压的改变和油动机位移之间的关系，即为整个传动放大机构的特二次油压的改变和油动机位移之间的关系，即为整个传动放大机构的特性，通过改变弹簧的刚度或反馈杠杆比例，可以改变传递特性。性，通过改变弹簧的刚度或反馈杠杆比例，可以改变传递特性。第30页，此课件共36页哦2 2液压反馈机构液压反馈机构(P362)l即即油油口口反反馈馈，通通过过改改变变反反馈馈油油口口的的开开度度，来来使使整整个个调调节节系系统统达达到到稳稳定定工工作作。高高速速弹弹性性调调速速器器（P363图图6.2.25）和和脉脉冲冲泵泵的的调调节节系系统统（P353图图6.2.12）是是液液压压反

24、反馈馈机机构构。两两者者的的区区别别在在于于前前者者改改变变进进油油窗窗口口面面积积，而而后者改变的是排油口面积，结果都是使控制油压后者改变的是排油口面积，结果都是使控制油压px恢复到原稳定值。恢复到原稳定值。第31页，此课件共36页哦l控制油压控制油压px不变，排油面积不变。不变，排油面积不变。an+am=常数常数 anam0即即 l当当转转速速升升高高脉脉冲冲油油压压增增大大压压力力变变换换器器滑滑阀阀上上移移an关关小小px增增大大油动机上移油动机上移am反馈油口增大负荷变小反馈油口增大负荷变小l改变油口宽度改变油口宽度bn、bm可以改变传动放大特性。可以改变传动放大特性。第32页，此课

25、件共36页哦3 3全液压调节系统全液压调节系统l旋转阻尼调节系统原理图旋转阻尼调节系统原理图第33页，此课件共36页哦液压反馈第34页，此课件共36页哦四传动放大机构的静态特性四传动放大机构的静态特性l静静态态特特性性是是指指在在各各个个稳稳定定工工况况下下，传传动动放放大大机机构构的的输输入入量量p2（油油压压）或或xx（位移）与输出量：油动机活塞位移位移）与输出量：油动机活塞位移mm之间的关系。之间的关系。l机械反馈机械反馈液压反馈液压反馈第35页，此课件共36页哦本节重点：本节重点：l传动放大机构的作用传动放大机构的作用l组成部件滑阀、油动机的类型、作用组成部件滑阀、油动机的类型、作用l

26、油动机的两个技术指标（提升力和时间常数）减小油动机时间常数的措施油动机的两个技术指标（提升力和时间常数）减小油动机时间常数的措施l断流式单侧进油油动机的工作原理断流式单侧进油油动机的工作原理l盖度的定义和盖度对调速系统的影响盖度的定义和盖度对调速系统的影响l节流式滑阀油动机的工作原理节流式滑阀油动机的工作原理l典型中间放大机构的工作原理典型中间放大机构的工作原理l差动活塞的工作原理差动活塞的工作原理l碟阀放大器的工作原理、放大比碟阀放大器的工作原理、放大比l反馈机构的作用、类型反馈机构的作用、类型l机械反馈和液压反馈机构的工作原理分析机械反馈和液压反馈机构的工作原理分析第36页，此课件共36页哦