针对液压系统节流调速回路分析及应用

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1、2010年2月机床与液压Feb．2010第38卷第4期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．38No．4DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．04．020液压系统节流调速回路分析及应用陈子建，王振涛，赵华(总后军事交通运输研究所，天津300161)摘要：在分析3种常见节流调速回路的速度一负载特性基础上，对这3种节流调速回路的优劣进行了比较，据此分析它们的应用场合，并提出了两种简单可行的改进方法。关键词：液压系统；节流调速回路；特性分析；优化中图分类号：

2、TH137文献标识码：B文章编号：1001—3881(2010)4—058—3节流调速是液压传动控制系统的重要组成部分，孔口截面积；C为流量系数；P、分别为液体密度由于其回路结构简单、成本低、使用维护方便，在工和动力黏度；d、L分别为细长孔直径和长度；K为程机械中得到了广泛的应用。它的调速特性主要包节流系数(对薄壁孔K=C／p，对细长孔K=d2／括速度一负载特性和由此演变出的速度刚度。节流32／．t／,)；m为由孔形状决定的指数(0．5≤m≤1)(对调速的速度一负载特性是反映执行元件运行速度随薄

3、壁孔m=0．5，对细长孔m=1)，则缸的运动速负载变化稳定性好坏的重要指标，它对液压设备节度为：流调速系统的实际使用具有重要的指导意义。q】KAT，F、⋯p一L，1节流调速回路特性分析节流调速回路是指用定量泵供油，用节流阀式(1)即为进油节流阀调速回路的负载特性(或调速阀)改变进入执行元件的流量使之变速。根方程。据流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流阀调按式(1)选用不同的A值，可作出一组速速、回油节流阀调速和旁通节流阀调速3种回路。度一负载特性曲线，见图1(b)。曲线表明速度随负1．1进油节

4、流阀调速回路载变化的规律，曲线越陡，表明负载变化对速度的影将节流阀串联在泵与缸之间，即构成进油节流响越大，即速度刚度越小。由图1(b)可以看出：阀调速回路，见图1(a)。泵输出的油液一部分经节①当节流阀通流面积A一定时，重载区比轻载区的流阀进人缸的工作腔，泵多余的油液经溢流阀回油速度刚度小；②在相同负载下工作时，节流阀通流面箱。由于溢流阀有溢流，泵的出口压力P。保持恒定。积大的比小的速度刚度小，即速度高时速度刚性差；调节节流阀通流面积，即可改变通过节流阀的流量，③多条特性曲线汇交于横坐标轴上的一

5、点，该点对从而调节缸的速度。应的F值即为最大负载，这说明最大承载能力，一与速度调节无关，因最大负载时缸停止运动(=0)，故由式(1)可知该回路的最大承载能力为F一=ppAl。1．2回油节流阀调速回路如图2所示，将节流阀串接在缸的回油路上，即构成回油节流阀调速回路(泵的出口压力恒定)。用节流阀调节缸的回油流量，实现调速。缸的运动速(a)回路(b)速度-负载特性曲线度为q2KATA】F、，、图1进油节流阀调速回路，p一LzJ设P。、P：分别为缸的进油腔和回油腔的压力式中：A为缸有杆腔的有效面积；q：

6、为通过节流阀(由于回油通油箱，P：一0)；F为缸的负载；通过节的流量；其他符号意义与式(1)同。流阀的流量为q。；泵的出口压力为P；A为节流阀比较式(2)和式(1)可以发现，回油节流阀收稿日期：2009一o2—26作者简介：陈子建(1983一)，男，助理工程师，主要从事船舶机械研究。电话：022—84656983，13820950726。E-mail：chenzijianl111@sina．com。第4期陈子建等：液压系统节流调速回路分析及应用·59·调速与进油节流阀调速的速度一负载特性及速度刚

7、们也都是一致的，但在实际应用中两种回路也有许度基本相同，若缸两腔有效面积相同(双出杆缸)，多不同之处：则两种节流阀调速回路的速度一负载特性和速度刚(1)回油节流阀调节回路的节流阀使缸的回油度就完全一样。因此，前面对进油节流阀调速回路腔形成一定的背压(p≠0)，因而能承受负值负载，的分析和结论都适用于该回路。并提高了缸的速度平稳性。(2)进油节流阀调速回路容易实现压力控制。当工作部件在行程终点碰到死挡铁后，缸的进油腔油压会上升到等于泵压，利用这个压力变化，可使并联于此处的压力继电器发出讯号，对系统

8、的下步动作实现控制。而在回油节流阀调速时，进油腔压力没有变化，不易实现压力控制。虽然工作部件碰到死挡铁后，缸的回油腔压力下降为0，可利用这个变化值使压力继电器失压发出讯号，对系统的下步动作实图2回油节流阀调速回路现控制，但可靠性差，一般不采用。1．3旁路节流阀调速回路(3)若回路使用单杆缸，无杆腔进油流量大于如图3(a)所示，这种回路是把节流阀接在与有杆腔回油流量。故在缸径、缸速相同的情况下，进执行元件并联的旁油路上。通过调节节流阀的通流油节流阀调速回路的节流阀开口较大，低速时不易面积，来控制泵