调速回路调速方法

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6.2速度控制回路液压缸：v=q/A<液压马达：n=q/Vm由上两式知：∵改变q、Vm、A，皆可改变v或n，一般A是不可改变的。液压缸：改变q，即可改变v∴<液压马达：既可改变q，又可改变Vm调速回路调速原理

1调速回路调速方法节流调速——改变q<容积调速——改变泵和马达的V容积节流调速——既可改变q，又可改变V

2一、节流调速回路进口节流调速回路出口节流调速回路旁路节流调速回路

3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积来控制流进或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。

4节流调速回路分类节流阀节流调速按采用流量阀不同<调速阀节流调速进油路按流量阀安装位置不同<回油路旁油路

5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A节，即可改变q，从而改变速度，且必须和溢流阀联合使用。

6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

7速度负载特性液压缸稳定工作时的受力平衡方程结论

8液压缸稳定工作时的受力平衡方程p1A=F+p2A∵p2→Tpp=pS=C∴p2=0p1=F/A故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：q1=CAT△pφ=CAT（PP-F/A）φ

9液压缸的运动速度v=q1/A=CAT(pP-F/A)φ/A结论：v∝AT改变AT，即可改变q1改变v。AT调定，v随F变化而变化。

10速度负载特性结论①AT=C,F↑,v↓∴速度负载特性软，即轻载时刚性好②F=C,AT越小，v刚性越好，即低速时刚性好。

112.回油节流调速回路

12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AT，可调节q2以改变速度，仍应和溢流阀联合使用，pP=pS。

13与进口节流调速回路相同处∵v—F特性基本与进口节流相似∴上述结论都适用于此

14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

15承受负值负载能力∵回油路节流阀使缸有一定背压∴能承受负值负载，并↑v稳定性，而进油路则需在回油路上增加背压阀方可承受，△P↑。

16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，活塞停止，缸进油腔油压上升至pS∴便于实现压力（升压）控制而回油路调速在上述工况时，进油腔压力变化很小，无法控压，而回油腔p↓0，可降压发讯，但电路复杂。

17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∴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。故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串接于回油路），因而兼有两回路优点。

18与进油节流调速回路比较：1）回油节流：承受一定负值负载能力进油节流：在负值负载作用下失控和前冲2）回油节流：运动平稳性较好进油节流：运动平稳性较差，需增加背压阀3）回油节流：对液压缸泄漏的影响较小进油节流：增加液压缸的泄漏4）回油节流：使活塞出现较大的起动超速前冲进油节流：起动冲击小5）回油节流：不易实现压力控制过程进油节流：比较容易实现压力控制过程

19不同之处回油节流阀调节回路的节流阀使缸的回油腔形成一定的背压，因而能承受负值负载，并提高了缸的速度平稳性。进油节流阀调速回路容易实现压力控制。因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讯，对系统的下步动作实现控制，但可靠性差，一般不采用。若回油使用单杆腔，无杆腔进油流量大于有杆腔回油流量。故在缸径缸速相同的情况下，进油节流阀调速回路的节流阀开口较大，低速时不易堵塞。因此，进油节流阀调速回路能获得更低的稳定速度。长期停车后缸内油液会流回油箱，当泵重新向缸供油时，在回油节流阀调速回路中，由于进油路上没有节流阀控制流量，会使活塞向前冲；而在进油节流阀调速回路中，活塞前冲很小，甚至没有前冲。发热及泄漏对进油节流阀调速的影响均大于回油节流阀调速。因为进油节流阀调速回路中，经节流阀发热后的油液直接进入缸的进油腔；而在回油节流阀调速中，经节流阀发热后的油液直接流回油箱冷却。为了提高回路的综合性能，一般采用进油节流阀调速，并在回油路上加背压阀，使其兼具二者的优点。

203.旁路节流调速回路

21节流阀旁路节流调速回路特征油路工作特性分析应用

22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，即与缸并联，溢流阀做安全阀，pP取决于负载，pP=p1=△p=F/A动画演示

23节流阀旁路节流调速回路油路缸（q1）q<节流阀→T

24节流阀旁路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

25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。q1=qP-qT=(qtP-△qP)-qT=(qtP-kLpP)-CAT△pφ=qtp-kL(F/A)-CAT(F/A)φ故液压缸的工作速度为：v=q1/A=[qtp-kL(F/A)-CAT(F/A)φ]/A结论：①AT=C，F↑，v↓,F↓，v↑，即v—F特性更软②F=C,↑AT，v↓;↓AT↑v，即速度随AT而变化

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27节流阀旁路节流调速回路最大承载能力AT↑，阻力↓，Fmax↓，即低速承载能力小，AT至一定值时，即使F很小，qp→节→T,V=0，所以Fmax既与AT有关，又受安全阀调定压力的限制。

28节流阀旁路节流调速回路功率和效率∵pP随F变化而变化，只有△P节，而无△P溢∴η高，发热少。

29节流阀旁路节流调速回路应用∵v—F特性较软，低速承载能力差。∴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，如：牛头刨床主运动系统、输送机械液压系统、大型拉床液压系统、龙门刨床液压系统等。

30采用调速阀的节流调速回路按调速阀安装位置特点

31按调速阀安装位置*进油路<回油路旁油路动画演示

32调速阀的节流调速回路特点1在负载变化较大，v稳定性要求较高的场合，则用调速阀替代节流阀，当△P>△Pmin，qV不随△P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△P溢，又有△P节，还有△P减，所以，△P更大，一般用于P较小，但F变化较大而v稳定性要求较高的场合。

33二容积调速回路特点分类

34容积调速回路特点∵节流调速回路效率低、发热大，只适用于小功率场合。∴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。

35容积调速回路分类开式按油路循环方式<闭式泵—缸式按所用执行元件不同<变—定泵—马达式<定—变变—变

36二、容积调速回路变量泵-定量执行元件容积调速回路定量泵-变量马达容积调速回路变量泵-变量马达容积调速回路

371.变量泵-定量执行元件容积调速回路（恒转矩）

38图a为变量泵－缸容积调速回路，改变变量泵1的可实现对缸的无级调速。单向阀3用来防止停机时油液倒流入油箱和空气进入系统。图b为变量泵－定量马达容积调速回路。此回路为闭式回路，补油泵8将冷油送入回路，而从溢流阀9溢出回路中多余的热油。

39变量泵和定量马达容积调速回路组成动画演示

40变量泵和定量马达容积调速回路工作特性nM=qP/VM∵VM=定值∴调节qP即可改变nM②若不计损失，在调速范围内，T=pPVM/2π=C∴称恒转矩容积调速

412.定量泵-变量马达容积调速回路（恒功率

42定量泵—变量马达式容积调速回路工作特性nM=qP/VM∵qP=定值∴调节VM即可改变nM

43定量泵—变量马达式容积调速回路特点∵nM与VM成反比TM与VM成正比∴VM↑，nM↓，TM↑；VM↓，nM↑，TM↓，以致带不动负载，使马达“自锁”。故这种回路很少单独使用

443.变量泵-变量马达容积调速回路

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46变量泵——变量马达式容积调速回路工作原理特点动画演示

47变量泵—变量马达式容积调速回路工作原理第一段：先将VM调至最大并固定，然后将VP由小→大,分两段调节nM从0↑nM’（变—定）第二段：将VP固定至最大，VM由大→小，nM从nM’↑nMmax（定—变）∴调速范围大，λ可达100。

48变量泵——变量马达式容积调速回路特点∵nM低时TM大，nM高时TM小∴正好符合大部分机械要求故多用于机床主运动、纺织机械、矿山机械

49三容积节流调速回路∵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（主要由于泄漏所引起）。∴在低速、稳定性要求较高的场合（如机床进给系统中），常采用容积节流调速回路。

50容积节流调速回路特点1qP自动与流量阀调节相吻合，无△P溢，η高2进入执行元件的q与F变化无关，且自动补偿泄漏，速度稳定性好。3因回路有节流损失，所以η<η容4便于实现快进—工进—快退工作循环

51三、容积节流调速回路１、限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路

52限压式变量泵和调速阀调速回路组成

53限压式变量泵和调速阀调速回路工作原理联合调速，v由调速阀调定，qP与q1自动适应。qP>q1，pP↑，通过反馈，qp↓qP=q1<>v=cqP

54限压式变量泵和调速阀调速回路特点∵本回路的pP为一定值∴称定压式容积节流调速回路又∵若负载变化大时，节流损失大，低速工作时，泄漏量大，系统效率降低∴用于低速、轻载时间较长且变载的场合时，效率很低。故本回路多用于机床进给系统中。

55２、差压式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路

56差压式变量泵和节流阀调速回路工作原理工进时，节流阀调节q1，qP与之适应。qP>q1时，pP↑，定子右移，e↓，qP↓

57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q1不受负载变化影响∵定子受力平衡方程pPA1+pP(A2-A1)=p1A2+FS∴△p=pP-p1=FS/A2=c又∵pP随负载变化而变化，p1也变化，∴称变压式容积节流调速回路，且△qP小η高因采用了固定阻尼孔，可防止定子因移动过快而发生振动。

58差压式变量泵和节流阀调速回路应用适用于负载变化大、速度较低的中小功率系统。

59快速运动回路又称增速回路,其功用在于使液压执行元件在空载时获得所需的高速,以提高系统的工作效率或充分利用功率。实现快速运动的方法不同有多种方案,下面介绍几种常用的快速运动回路。四、快速运动回路

60对于间歇运转的液压机械，当执行元件间歇或低速运动时，泵向蓄能器充油。而在工作循环中某一工作阶段执行元件需要快速运动时，蓄能器作为泵的辅助动力源，可与泵同时向系统提供压力油。图5－13所示为一补助能源回路。将换向阀移到阀右位时，蓄能器所储存的液压油即释放出来加到液压缸，活塞快速前进。例如活塞在做浇注或加压等操作过程时，液压泵即对蓄能器充压（蓄油）。当换向阀移到阀左位时，此时蓄能器液压油和泵排出的液压油同时送到液压缸的活塞杆端，活塞快速回行。这样，系统中可选用流量较小的油泵及功率较小电动机，可节约能源并降低油温。1．采用蓄能器的快速运动回路

61如图所示:工作行程时，系统压力升高，打开右边卸荷阀，大流量泵卸荷，系统由小流量泵供油；当需要快速运动时，系统压力较低，由两台泵共同向系统供油图中所示。2.利用双泵供油的快速运动回路

623．差动回路其特点为当液压缸前进时，活塞从液压缸右侧排出的油再从左侧进入液压缸，增加进油处的一些油量，即和泵同时供应液压缸进口处的液压油，可使液压缸快速前进，但使液压缸推力变小。

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644．增速缸的快速运动回路

65速度换接回路的功能是使液压执行机构在一个工作循环中从一种运动速度变换到另一种运动速度,因而这个转换不仅包括液压执行元件快速到慢速的换接,而且也包括两个慢速之间的换接。实现这些功能的回路应该具有较高的速度换接平稳性。四、速度换接回路

661.快速与慢速的换接回路：图中所示的为用行程阀来实现快慢速换接的回路。在图示状态下，液压缸快进,当活塞所连接的挡块压下行程阀6时，行程阀关闭,液压缸右腔的油液必须通过节流阀5才能流回油箱，活塞运动速度转变为慢速工进；当换向阀左位接人回路时,压力油经单向阀4进入液压缸右腔，活塞快速向右返回。这种回路的快慢速换接过程比较平稳,换接点的位置比较准确。缺点是行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复杂。若将行程阀改为电磁阀，安装连接比较方便,但速度换接的平稳性、可靠性以及换向精度都较差。四、速度换接回路

672．两种慢速的换接回路：图中所示为用两个调速阀来实现不同工进速度的换接回路。图a中的两个调速阀并联，由换向阀实现换接。两个调速阀可以独立地调节各自的流量.互不影响；但是.一个调速阀工作时另一个调速阀内无油通过，它的减压阀不起作用而处于最大开口位置，因而速度换接时大量油液通过该处将使机床工作部件产生突然前冲现象。因此它不宜用于在工作过程中的速度换接，只可用在速度预选的场合。

682．两种慢速的换接回路：图b所示为两调速阀串联的速度换接回路。当主换向阀D左位接人系统时，调速阀B被换向阀C短接；输入液压缸的流量由调速阀A控制。当阀C右位接入回路时，由于通过调速阀B的流量调得比A小，所以输入液压缸的流量由调速阀B控制。在这种回路中的调速阀A一直处于工作状态,它在速度换接时限制着进入调速阀B的流量,因此它的速度换接平稳性较好，但由于油液经过两个调速阀,所以能量损失较大。

696.３多缸工作控制回路在液压系统中,如果由一个油源给多个液压缸输送压力油,这些液压缸会因压力和流量的彼此影响而在动作上相互牵制,必须使用一些特殊的回路才能实现预定的动作要求,常见的这类回路主要有以下三种。

70顺序动作回路的功用是使多缸液压系统中的各个液压缸严格地按规定的顺序动作。按控制方式不同,可分为压力控制、行程控制和时间控制三大类。一、顺序动作回路

71当换向阀左位接入回路且顺序阀D的调定压力大于液压缸A的最大前进工作压力时，压力油先进入液压缸A的左腔，实现动作①；当液压缸行至终点后，压力上升，压力油打开顺序阀D进入液压缸B的左腔,实现动作②;同样地,当换向阀右位接人回路且顺序阀C的调定压力大于液压B的最大返回工作压力时,两液压缸则按③和④的顺序返回。1.压力控制顺序动作回路

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73显然这种回路动作的可靠性取决于顺序阀的性能及其压力调定值,即它的调定压力应比前一个动作的压力高出0.8～1.0Mpa，否则顺序阀易在系统压力脉冲中造成误动作,由此可见,这种回路适用于液压缸数目不多、负载变化不大的场合。其优点是动作灵敏,安装连接较方便；缺点是可靠性不高,位置精度低。1.压力控制顺序动作回路

74如图所示两个行程控制的顺序动作回路。其中图a所示为行程阀控制的顺序动作回路,在图示状态下,A、B两液压缸活塞均在右端。当推动手柄,使阀C左位工作,缸A左行,完成动作①；挡块压下行程阀D后,缸B左行,完成动作②；手动换向阀复位后,缸A先复位,实现动作③；随着挡块后移,阀D复位,缸B退回实现动作④。至此,顺序动作全部完成。这种回路工作可靠,但动作顺序一经确定,再改变就比较困难,同时管路长,布置较麻烦。2.行程控制顺序动作回路

75图b所示为由行程开关控制的顺序动作回路,当阀E电磁铁得电换向时，缸A左行完成动作①后,触动行程开关S1使阀F电磁铁得电换向,控制缸B左行完成动作②,当缸B左行至触动行程开关S2使阀E电磁铁失电,缸A返回,实现动作③后,触动S3使F电磁铁断电,缸B返回,完成动作④,最后触动S4使泵卸荷或引起其它动作,完成一个工作循环。这种回路的优点是控制灵活方便,但其可靠程度主要取决于电气元件的质量。2.行程控制顺序动作回路

76在液压装置中常需使两个以上的液压缸作用步运动，理论上依靠流量控制即可达到，但若要作到精密的同步，则可采用比例式阀门或伺服阀配合电子感测元件、计算机来达成，以下将介绍几种基本的同步回路。二、同步回路

77如图所示，由于很难调整得使两个流量一致，所以精度较差。1.使用调速阀的同步回路

782.带补偿措施的串联液压缸同步回路

79如图所示，将两支（或若干支）液压缸运用机械装置（如齿齿轮或刚性梁）将其活塞杆连结在一起使它们的运动相互受牵制，因此，即可不必在液压系统中采取任何措施而达到同步，此种同步方法简单，工作可靠，它不宜使用在两缸距离过大或两缸负载差别过大的场合。3.机械连接同步回路

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811.使用液控单向阀的锁紧回路6.4其它回路

826.5典型液压系统分析液压系统的步骤:1.了解设备对液压系统的要求；2.以执行元件为中心，将系统分解为若干块——子系统；3.根据执行元件的动作要求对每个子系统进行分析，搞清楚子系统由哪些基本回路组成；4.根据设备对各执行元件间互锁、同步、顺序动作和防干扰等要求，分析各子系统的联系；5.归纳总结整个系统的特点。

83组合机床动力滑台液压系统概述组合机床能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等加工工序。动力滑台是组合机床的通用部件，上面安装有各种旋转刀具，通过液压系统使滑台按一定动作循环完成进给运动。YT4543型动力滑台液压系统工作原理滑台动作循环：快进—一工进—二工进—死挡铁停留—快退—原位停止YT4543型动力滑台液压系统图

841Y2Y3YYJ行程阀快进+---导通一工进+---切断二工进+-+-切断死挡铁停留+-++切断快退-++--断—通原位停止----导通

851Y2Y3YYJ行程阀快进+---导通一工进+---切断二工进+-+-切断死挡铁停留+-++切断快退-++--断—通原位停止----导通

86组合机床动力滑台液压系统特点采用了限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，保证了稳定的低速运动，有较好的速度刚性和较大的调速范围。回油路上的背压阀使滑台能承受负值负载。采用了限压式变量泵和液压缸的差动连接实现快进，能量利用合理。采用了行程阀和顺序阀实现快进和工进的换接，动作可靠，转换位置精度高。采用了三位五通M型中位机能的电液换向阀换向，提高了换向平稳性，减少了能量损失。