气液压传动及控制9.doc

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1、液气压传动及控制第九章液压回路的计算与分析（HydraulicCircuitDesignandAnalysis）9.1概述（INTRODUCTION）液压回路是将一组像油泵、执行元件、控制阀和管道这样的元件进行排列以完成所需要的工作。当分析或计算液压回路时，以下三个重要的因素必须得到重视：✵使用的安全性；✵所需部件的性能；✵使用的经济性。了解元件的工作过程以及在回路中如何进行应用这对于从事液压传动的技术人员或设计者是非常重要的。液压回路是通过使用所有元件的职能（图形）符号来表现的。在了解液压回路之

2、前，掌握这些符号是必要的。9.2压力控制回路（PRESSURECONTROLCIRCUIT）一、调压、限压回路1.定量泵调压限压回路✵调压回路：✵限压回路：阀的调定压力一般高于系统最高工作压力0.6～0.8MPa。2.变量泵限压回路3.限制系统最低压力回路也可用开启压力较高的单向阀或顺序阀代替溢流阀。4.多级调压回路要求：p1＞p2，溢流阀1作安全阀用。73液气压传动及控制调整时应使pA＜pC，pB＜pC以保证三级调压。5.多泵压力调节回路二、卸荷回路1.用三位换向阀的卸荷回路2.用二位换向阀的卸

3、荷回路3.用溢流阀的卸荷回路4.变量泵的卸荷回路73液气压传动及控制5.用压力继电器的卸荷回路6.用多路换向阀的卸荷回路三、减压回路73液气压传动及控制四、增压回路1.用增压缸的增压回路2.用增压器的增压回路五、保压回路1.变量泵保压回路2.用蓄能器的保压回路3.用液控单向阀的保压回路六、卸压回路1.用节流阀卸压的回路2.用二级液控单向阀卸压的回路73液气压传动及控制七、平衡限速与闭锁回路1.平衡限速回路✵采用单向顺序阀（自控平衡阀）的平衡回路✵采用液控顺序阀（远控平衡阀）的平衡回路2.闭锁回路✵

4、用单向液压锁的闭锁回路✵用双向液压锁的闭锁回路八、液压缸自动往复运动回路73液气压传动及控制9.3速度控制回路（SPEEDCONTROLCIRCUIT）一、调速方法和要求1.调速方法在不考虑泄漏时，液压缸和马达运动速度分别为：（9－1）（9－2）式中Q－进入液动机（执行元件）的流量；v－液压缸的运动速度；A－液压缸的面积；qM－液压马达的排量。可见改变Q、qM均可改变液动机速度。改变Q的方法包括：改变泵的排量；改变泵的转速（用变频技术）而改变泵的输出流量；用节流阀限制进入液动机的流量大小；也可用改

5、变qM（即变量马达）来改变马达的转速。2.调速要求✵满足工作部件调速范围R：✵负载变化引起的工作部件速度变化应在允许范围内，即要求一定的速度刚度。✵效率要高。✵满足工作部件要求的承载能力，并有裕度。✵在稳定工作状态下无振动，运动平稳。✵有关动态特性方面的各种要求。二、节流调速回路1.采用节流阀的调速回路⑴进口节流调速①速度－负载特性活塞的运动速度：（9－3）根据连续性方程，进入液压缸的流量Q1就等于通过节流阀的流量，而通过节流阀的流量可由节流阀的流量特性方程决定。即：（9－4）式中a－节流阀节流口

6、通流面积；pP－液压泵出口压力；p1－液压缸进油腔压力；Δp－节流阀两端压差；K－常数。对于薄壁小孔，。73液气压传动及控制当活塞以稳定的速度运行时，作用在活塞上的力平衡方程为：p1A1＝p2A2+F（9－5）式中F－负载力；p2－液压缸回油腔压力，此处p2≈0。所以将其代入式（9－4）得：（9－6）（9－7）式（9－7）即为进口节流调速回路的速度负载特性方程，它反映了速度v和负载F的关系。右图为进口节流调速回路的速度负载特性曲线。由式（9－7）和右图可看出，当其它条件不变时，活塞的运动速度v与节

7、流阀通流面积a成正比。故调节节流阀通流面积就能调节执行元件的运动速度。由式（9－7）和右图还可看出，当节流阀通流面积一定时，随着负载F的增加，节流阀两端压差减小，活塞运动速度按抛物线规律下降。当F＝p1A1时，节流阀两端差为零，活塞停止运动，液压泵的流量全部经溢流阀回油箱。通常用速度刚度kv来表示负载变化对速度的影响程度。（9－8）由于随着负载的增加，速度下降。为使刚度kv保持正值，在式中加一负号。由式（9－7）可得：（9－9）由上式可以看到：✵当节流阀通流面积a一定时，负载F越小，速度刚度kv越

8、大。✵当负载F一定时，节流阀通流面积a越小，速度刚度kv越大。✵适当增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力pP，可提高速度刚度。②最大承载能力从式（9－7）和图中都可看出，在pP已调定的情况下，不论节流阀通流面积怎样变化，其最大承载能力都不变，即Fmax＝pPA1。故称这种调速回路为恒推力调速（执行元件为液压马达时为恒转矩调速。）③功率特性液压泵提供的功率为：73液气压传动及控制PP＝pPQP＝常量式中QP－定量泵的输出流量。液压缸输出的有效功率为：式中Q1称为负载流量，即进入液压