速度控制回路二 快速和速度换接回路,快速运动回路,功用 使执行元件获得尽可能大的工作速度，以提高生产率或充分利用功率。,液压缸差动连接快速运动回路 将液压缸有杆腔回油和液压泵供油合在一起进入液压缸无杆腔，活塞将快速向右运动， 差动连接与非差动连接的速度之比为 v 1/v1A1/(A1-A2)在差动回路中，泵的流量和缸的有杆腔排出的流量合在一起流过的阀和管道应按合成流量来选择规格，否则会导致压力损失过大，泵空载时供油压力过高。,双泵供油快速运动回路,外控顺序阀3（卸载阀）和溢流阀5分别设定双泵供油和小流量泵2供油时系统的最高工作压力。当系统压力低于阀3调定压力时，两个泵同时向系统供油，活塞快速向右运动；系统压力达到或超过阀3调定压力时，大流量泵1通过阀3卸载，单向阀4自动关闭，只有小流量泵向系统供油，活塞慢速向右运动。,卸载阀3的调定压力至少应比溢流阀5的调定压力低1020。大流量泵卸载减少了动力消耗，回路效率较高。这种回路常用在执行元件快进和工进速度相差较大的场合。,活塞向下运动时，由于运动部件的自重，活塞快速下降，由单向节流阀控制下降速度。此时因液压泵供油不足，液压缸上腔出现负压，充液油箱4 通过液控单向阀3（充液阀）向缸的上腔补油； 当运动部件接触工件负载增加时，缸的上腔压力升高，阀3关闭，此时只靠液压泵供油，活塞运动速度降低。 回程时，液压缸上腔一部分回油通过阀3进入充液油箱，一部分回油直接回油箱。,充液快速运动回路,自重充液快速运动回路 回路用于垂直运动部件质量较大的液压机系统。,采用增速缸的快速运动回路,换向阀处于右位，压力油进入活塞缸右腔，同时打开充液阀4，大腔回油排回油箱，活塞快速向左退回。,增速缸由活塞缸与柱塞缸复合而成。 换向阀3处于左位，压力油经柱塞孔进入增速缸小腔A ，推动活塞快速向右移动，大腔B所需油液由充液阀4从油箱吸取，活塞缸右腔油液经换向阀回油箱。,当执行元件接触工件，工作压力升高，顺序阀5开启，高压油关闭充液阀4，并同时进入增速缸的大小腔A、B，活塞转换成慢速运动，且推力增大。,采用辅助缸的快速运动回路,当泵向成对设置的辅助缸6 供油时，带动主缸5 的活塞快速向左运动，主缸5 右腔由充液阀7 从充液油箱8 补油，直至压板触及工件，油压上升，压力油经顺序阀4 进入主缸，转为慢速左移，此时主缸和辅助缸同时对工件加压，主缸左腔油液经换向阀回油箱。 回程时压力油进入主缸左腔，主缸右腔油液通过充液阀7 排回充液油箱8 。 这种回路常用于冶金机械。,速度换接回路,功用 用于切换执行元件的速度。换接过程要求平稳，换接精度要求高。按切换前后速度的不同，有快速慢速、慢速慢速的换接。 快、慢速换接回路,用行程阀的速度换接回路换向阀2 右位，液压缸活塞快进到预定位置，活塞杆上挡块压下行程阀4 ，行程阀关闭，缸右腔油液必须经过节流阀5 才能回油箱，活塞转为慢速工进。换向阀2 左位，压力油经单向阀6 进入缸右腔，活塞快速向左返回。速度切换过程比较平稳，换接点位置准确。但行程阀安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂。,将行程阀改用电磁阀，通过挡块压下电气行程开关来操作，也可实现快慢速换接。虽然阀的安装灵活，但速度换接的平稳性、可靠性和换接精度相对较差。,液压马达串、并联双速换接回路 两液压马达的主轴刚性连接在一起（一般为同轴双排柱塞马达）,液压马达并联回路换向阀5 左位，压力油只驱动马达3，马达4空转；换向阀5 右位，两马达并联，因进入每个马达的流量减少一半，转速相应降低一半，转矩增加一倍。两种情况回路输出功率相同。,液压马达串并联回路换向阀4 处于上位，两马达并联， 换向阀4 处于下位，两马达串联。并联时马达低速旋转，输出转矩相应增加，串联时马达高速旋转。两种情况回路输出功率相同。,调速阀并联速度换接回路 两个进给速度可以分别调整，互不影响。但在速度换接瞬间，会造成进给部件突然前冲。不宜用在同一行程两次进给速度的转换上，只可用在速度预选的场合。,两种不同慢速的速度换接回路,调速阀串联速度换接回路只能用于第二进给速度小于第一进给速度的场合，故调速阀B 的开口小于调速阀A。 回路速度换接平稳性好。,流量控制阀,流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。 普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。,节流阀,调速阀,流量控制原理,流经薄壁小孔的流量 q = cdA(2p/)1/2 流经细长孔的流量 q =(d 4/128l )p 综合两式得通用节流方程 q = KLAp m 节流元件的节流口结构有锥形、三角槽形、矩形、三角形等。工业上又将节流口的过流面积A 的倒数称为液阻，将过流面积可调的节流口称为可变液阻。由节流方程知，当压力差一定时，改变开口面积即改变液阻就可改变流量。,节流阀,结构原理 主要零件有阀芯、阀体和螺母。阀体上开有进油口和出油口。阀芯一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀芯即可轴向移动改变阀口过流面积。为平衡液压径向力，三角槽须对称布置。,流量特性方程 q = KLAp m 它反映了流经节流阀的流量q与阀前后压力差p 和开口面积A 之间的关系。 刚性 外负载波动引起阀前后压力差p 变化，即使阀的开口面积A 不变，也会导致流经阀的流量q 不稳定。 定义：阀的开口面积A 一定时 ，T = dp/dq = p1-m/ KLAm 为节流阀的刚性 。 T 越大，节流阀的性能越好。故薄刃口（m=0.5 ）多作节流阀阀口。 p 大有利于提高节流阀刚性，但过大不仅造成压力损失增大，而且可能因阀口太小而堵塞，一般取p （0.150.4 ）MPa。 最小稳定流量 节流阀在很小开口下工作时，流经阀的流量会出现周期性脉动，甚至间歇式断流，这种现象称为节流阀的堵塞现象。为此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制。,节流阀的应用,当节流阀前后p 一定时，改变A 可改变流经阀的流量起节流调速作用，如阀3。 当q 一定时，改变A 可改变阀前后压力差p起负载阻尼作用，如阀1。 当q0 时，安装节流元件可延缓压力突变的影响起压力缓冲作用，如阀2。,调速阀,结构原理 调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成。 压力油p1先经定差减压阀，然后经节流阀流出。节流阀进、出口压力油p2、p3经阀体流道被引至定差减压阀阀芯的两端，(p2-p3)与定差减压阀的弹簧力进行比较，因定差减压阀阀口的压力补偿作用，使得(p2-p3)基本不变。 调速阀工作原理动画 调速阀可以是定差减压阀在前，节流阀在后，也可以是节流阀在前，定差减压阀在后。,调速阀工作时的静态方程 定差减压阀受力平衡方程 p2A= p3A+Ft-Fs 定差减压阀压力流量方程 q1=Cd1d x2（p1-p2）/1/2 节流阀压力流量方程 q2=Cd2 Aj 2（p2-p3）/1/2 通过调速阀的流量 q1=q2=q 流量稳定性分析 调速阀用于调节执行元件运动速度，并保证其速度的稳定。这是因为节流阀既是调节元件，又是检测元件。当阀口面积调定后，它一方面控制流量的大小，一方面检测流量信号并转换为阀口前后压力差反馈作用到定差减压阀阀芯的两端面，与弹簧力相比较，当检测的压力差偏离预定值时，定差减压阀阀芯产生相应位移，改变减压缝隙进行压力补偿，保证节流阀前后的压力差基本不变。但是阀芯位移势必引起弹簧力和液动力波动，因此流经调速阀的流量只能基本稳定。调速阀的速度刚性可近似为。 为保证定差减压阀的压力补偿作用，调速阀的进出口压力差应大于弹簧力Ft 和液动力Fs 所确定的最小压力差。否则无法保证流量稳定。,旁通型调速阀,结构原理该阀又称为溢流节流阀，由节流阀与差压式溢流阀并连而成，阀体上有一个进油口，一个出油口，一个回油口。这里节流阀既是调节元件，又是检测元件；差压式溢流阀是压力补偿元件，它保证了节流阀前后压力差p 基本不变。 动作原理动画,旁通型调速阀用于调节执行元件运动速度只能安装在执行元件的进油路上，其速度刚性较调速阀小，但因此时的系统压力为（负载压力节流阀前后压差p ），是变压系统，与调速阀调速回路相比，回路效率较高。,分流集流阀,分流集流阀是用来保证多个执行元件速度同步的流量控制阀，又称为同步阀。它包括分流阀、集流阀和分流集流阀三种控制类型。 分流阀结构原理：它由两个固定节流孔1、2、阀体、阀芯和两个对中弹簧等组成。阀芯两端台肩与阀体沉割槽组成两个可变节流口3、4。固定节流孔起检测流量的作用，可变节流口起压力补偿作用，其过流面积通过压力p1和p2 的反馈作用进行控制。无论负载压力p3、p4如何变化，都能保证q1q2 。 动作原理动画,