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湖南工學(xué)院
讀 書 筆 記
院 系: 機(jī) 械 工 程 系
班 級(jí) 05級(jí)數(shù)控0503班
學(xué) 號(hào) 206050331
學(xué)生姓名 瞿建文
第一章 液壓傳動(dòng)的工作原理
一 液壓傳動(dòng)定義
傳動(dòng)——傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的方式
???????????????機(jī)械
?常見傳動(dòng)〈?? 電氣
?????????????????????????氣體
???????????????流體〈 ???液力—流力(動(dòng)量矩定理)
?????????????????????????液體〈
??????????????????????????????????液壓*—物理(帕斯卡原理)
液壓傳動(dòng)——利用液體壓力能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)方式
氣壓傳動(dòng)——利用氣體壓力能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)方式??
二?? 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理
????? 特點(diǎn):(1) 用具有一定壓力的液體來傳動(dòng);
??? ????????(2) 傳動(dòng)過程中必須經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換;
(3) 傳動(dòng)必須在密封容器內(nèi)進(jìn)行,而且容積要進(jìn)行變化 ???
其中(3)是機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓與氣壓能必要條件:
??????????? ?????????? a 在密封容器內(nèi)進(jìn)行
?????????????????????? b V密可周而復(fù)始發(fā)生變化
????????????????????????? 內(nèi)帶漏氣--氣的壓力上不去(不密封)
???????????如:自行車加氣〈??
??????????????????????? ??內(nèi)帶雖好,但氣筒無往復(fù)運(yùn)動(dòng),仍加不上氣(v密不變化)
???????????同樣:液壓與氣壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能也必須滿足上述條件
1液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):獨(dú)特之處--力大無窮(P=32MP 以上)
? ?如:所拿液壓千斤頂,可頂起1.6噸重物,若每位男同學(xué)體重為128斤,可舉起25位男同學(xué)。
缺點(diǎn): ???????????? ??不宜遠(yuǎn)距離傳遞
1) 泄漏嚴(yán)重〈 不宜保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比
???????????????? ?????污染地面
2) 對(duì)T變化敏感
3) 難于檢查故障
取之不盡,用之不竭,且無污染,低成本,綜合自動(dòng)化,但功率較小。
2液壓與氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用和發(fā)展
???發(fā)展應(yīng)用:
1) 液壓傳動(dòng)從17世紀(jì)帕斯卡提出靜壓傳遞原理、1795年世界上第一臺(tái)水壓機(jī)誕生,已有200多年的歷史, 但由 于沒有成熟的 液壓傳動(dòng)技術(shù)和液壓元件,且工藝制造水平低下發(fā)展緩慢,幾乎停滯 氣壓傳動(dòng)早在公元前,埃及人就開始采用風(fēng)箱產(chǎn)生壓縮空氣助燃。從18世紀(jì)的產(chǎn)業(yè)革命開始逐漸應(yīng)用于各類行業(yè)中。
2)上世紀(jì)30年代,由于工藝制造水平提高,開始生產(chǎn)液壓元件,并首先應(yīng)用于機(jī)床。
3)上世紀(jì)50、60、70年代,工藝水平很大提高,液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)也迅速發(fā)展,國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域,從藍(lán)天到水下,從軍用到民用,從重工業(yè)到輕工業(yè),到處都有液壓與氣壓傳動(dòng)術(shù),且其水平高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。
? ?如:火炮跟蹤、飛機(jī)和導(dǎo)彈的動(dòng)、炮塔穩(wěn)定、海底石油探測(cè)平臺(tái)固定、煤礦礦井支承、?礦山用的風(fēng)鉆、火車的剎車裝置、液壓裝載、起重、挖掘、軋鋼機(jī)組、數(shù)控機(jī)床、多工位組合機(jī)床、全自動(dòng)液壓車床、液壓機(jī)械手等等。
???我國(guó)液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)從60年代開始發(fā)展較快,但其發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于同期發(fā)展的日本,主要由于工藝制造水平跟不上,新產(chǎn)品研制開發(fā)和發(fā)達(dá)國(guó)家不差上下,但制造比較困難,希望在坐各位能用自己所學(xué)為液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)作出貢獻(xiàn)。
????發(fā)展趨勢(shì): 向高壓、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪聲、低能耗、經(jīng)久耐用、高度集成化方向發(fā)展,向用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電一體化方向發(fā)展。
第二章 系統(tǒng)的組成及圖形符號(hào)
1 ?機(jī)床工作臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)舉例
???????? 工作原理;油路--圖示、左位、右位
???????????????? ?換向--換向閥
??????????????????調(diào)速--節(jié)流閥
??????????????? ??調(diào)壓--溢流閥
2 ???液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及作用
1)?? 動(dòng)力元件--液壓泵,將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體或氣體的壓力能,作為系統(tǒng)供油能源或氣源裝置。
2)?? 控制調(diào)節(jié)元件--各種控制閥,用以控制流體的方向、壓力和流量,以保證執(zhí)行元件完成預(yù)期的工作任務(wù)。
3) ??執(zhí)行元件--缸(或馬達(dá)),將流體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,而對(duì)負(fù)載作功。
4) ??輔助元件--油箱、油管、濾油器、壓力表、冷卻器、分水濾水起、油霧器、消聲器、管件、管接頭和各種信號(hào)轉(zhuǎn)換器等,創(chuàng)造必要條件,保證系統(tǒng)正常工作。
5) ??工作介質(zhì)--液壓油或壓縮空氣
3 ? 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的圖形符號(hào)
??? 結(jié)構(gòu)或半結(jié)構(gòu)式圖形--表示結(jié)構(gòu)原理,直觀性強(qiáng),易理解,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 表示方法 :圖形符號(hào)*--只表示元件功能,不表示元件結(jié)構(gòu)和參數(shù), 簡(jiǎn)單明了, ?
液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用
第三章 液壓回路
定義:由有關(guān)元件組成,用來完成某種特定功能的單元(或典型)管路結(jié)構(gòu)。
?
要求:∵ 再?gòu)?fù)雜的系統(tǒng)總是由多個(gè)基本回路組成
∴ 基本回路可以說是"麻雀雖小,五臟俱全"的系統(tǒng),五個(gè)組成部分缺
一不可。
故 回路既是元件的深入,又是系統(tǒng)的基礎(chǔ),不但要搞清每個(gè)元件在
回路中的名稱、功用和特點(diǎn),還要搞清組成這個(gè)回路的主要元件
是哪個(gè)?即哪個(gè)元件在這個(gè)回路中起主要作用。
1 方向控制回路
定義:液壓系統(tǒng)中,通過控制液流的通、斷及改變流向,使執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止(包括鎖緊)及變換運(yùn)動(dòng)方向的回路。分類:一般方向控制回路、復(fù)雜方向控制回路
一般方向控制回路:
功用:控制執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止和換向。
組成:各種控制方式的換向閥或雙向變量泵皆可,使執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止(包括鎖緊)及變換運(yùn)動(dòng)方向的回路。
性能特點(diǎn):
手動(dòng)換向閥:換向精度和平穩(wěn)性不高,常用于換向不頻繁且無需自動(dòng)化的場(chǎng)合,如一 般機(jī)床夾具、工程機(jī)械等。
機(jī)動(dòng)換向閥:換向精度高,沖擊較小,一般用于速度和慣性較大的系統(tǒng)中。
磁換向閥:使用方便,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但換向時(shí)間短,沖擊大,交流電磁鐵尤甚,一般用于小流量、 平穩(wěn)性要求不高處。
液動(dòng)閥和電液換向閥:流量超過63L/min、對(duì)換向精度與平穩(wěn)有一定要求的液壓系統(tǒng)。
操縱箱: 換向有特殊要求處,如磨床液壓系統(tǒng)。
復(fù)雜方向控制回路:
1 時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路
組成: 24的機(jī)動(dòng)換向閥作先導(dǎo)閥、34的液 動(dòng)閥作主閥
工作原理:圖示,液壓缸右行,其油路為
進(jìn)油路:泵 主閥3左位 缸左腔
主油路 <
回油路:缸右腔 節(jié)流閥1 T
液壓缸右行撥塊撥動(dòng)先導(dǎo)閥2移向左端
進(jìn)油路:泵 I2 主閥3右端 控制油路
主油路 <
回油路:主閥3左端 J1 T
特點(diǎn): ∵ 換向閥閥芯移動(dòng)L距離所需時(shí)間取決于J1的開度
∴ 當(dāng)J1開度確定后制動(dòng)時(shí)間就確定
故 稱為時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路
應(yīng)用:工作部件運(yùn)動(dòng)速度高,換向平穩(wěn)無沖擊,但換向精度要求不高的場(chǎng)合如平面磨床。
2 行程控制制動(dòng)式換向回路
組成: 24的機(jī)動(dòng)換向閥作先導(dǎo)閥、34的液動(dòng)閥作主閥
工作原理:圖示,液壓缸右行,其油路為
進(jìn)油路:泵 主閥3左位 缸左腔
主油路 <
回油路:缸右腔 主閥3左位 先導(dǎo)閥2 節(jié)流閥1 T液壓缸右行撥塊撥動(dòng)先導(dǎo)閥2移向左端, 先導(dǎo)閥閥芯制動(dòng)錐逐漸關(guān)小
回油通道,液壓缸運(yùn)動(dòng)速度減小,此時(shí),液動(dòng)閥開始換向,其
進(jìn)油路:泵 I2 主閥3右端 控制油路
主油路 <
回油路:主閥3左端 J1 T
液動(dòng)閥閥芯左移到切斷主油路,活塞停止運(yùn)動(dòng),并隨即在相反方向啟動(dòng)
特點(diǎn): ∵ 無論液壓缸運(yùn)動(dòng)速度快慢,先導(dǎo)閥閥芯總是移動(dòng)L距離使工作部件預(yù)制動(dòng)
后,再由換向閥來使它實(shí)現(xiàn)終制動(dòng)并換向.
∴ 制動(dòng)行程始終為定值
故 稱為行程控制制動(dòng)式換向回路
應(yīng)用:換向精度高,但工作部件運(yùn)動(dòng)速度高時(shí)換向時(shí)間短,換向沖擊大,用于工作部 件運(yùn)動(dòng)速度不高而換向精度要求較高的場(chǎng)合如外圓磨床等。
鎖緊回路:
功用:使液壓缸能在任意位置停留,且停留后不會(huì)在外力作用下移動(dòng)位置。
1 采用液控單向閥的鎖緊回路
組成:泵、溢流閥、34D、液控單向閥、缸等
工作原理:圖示,液壓缸鎖緊。
YA+, 液壓缸左、右行。
性能特點(diǎn):為使控制油壓卸壓,換向閥應(yīng)采用 H.Y型,又因IY密封性好,所以鎖緊
汽車起重機(jī)支腿
性能好,主要用于 < 飛機(jī)起落架鎖緊
礦山采掘機(jī)械液壓支架鎖緊等
2 采用換向閥O、M機(jī)能的鎖緊回路
特點(diǎn): ∵ 滑閥式換向閥泄漏不可避免
∴ 鎖緊效果差
故 只能用于鎖緊時(shí)間短,鎖緊要求不高的場(chǎng)合。
壓力控制回路
功用:控制系統(tǒng)整體或系統(tǒng)某一部分的壓力,滿足執(zhí)行元件對(duì)力或力矩所提出的要求。
分類:調(diào)壓、卸荷、釋壓、保壓、增壓、減壓、平衡等多種回路。
一 調(diào)壓回路
功用:對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或某一局部的壓力進(jìn)行控 制,使之既滿足使用要求,又↓△P↓發(fā)熱。
分類: 單級(jí)、遠(yuǎn)程 、 安全保護(hù)、多級(jí)、單級(jí)調(diào)壓回路等
1 單級(jí)調(diào)壓回路
組成: 泵、溢流閥、節(jié)流閥、24D、液壓缸等
單級(jí)調(diào)壓回
工作原理:圖示,用節(jié)流閥調(diào)節(jié)速度時(shí),溢流閥穩(wěn)壓溢流調(diào)節(jié)泵壓。
特點(diǎn): 回路簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)方便,若將溢流閥換為比例溢流閥,則可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)壓,還可遠(yuǎn)距離
控制,但無功損耗較大。
2 雙級(jí)調(diào)壓回路
1) 二級(jí)調(diào)壓回路
組成:
工作原理:圖示,由溢流閥2調(diào)壓,壓力較高
YA+,由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥4調(diào)壓,壓力較低
工作原理:圖示,由閥1調(diào)壓,壓力較高。
YA+,由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥調(diào)壓,壓力較低。
2) 三級(jí)調(diào)壓回路
組成:
工作原理:圖示,由閥1調(diào)壓,壓力較高。
YA+,由閥2或3調(diào)壓,壓力較低。
特點(diǎn): 為獲得多級(jí)壓力,閥2或3的調(diào)定壓力必須小于閥1的調(diào)定壓力,否則,閥1將不起作用。
二 減壓回路
功用:zz使某一支路獲得低于泵壓的穩(wěn)定壓力。
單級(jí)減壓——用一個(gè)減壓閥即可
分類 〈
多級(jí)減壓——減壓閥+遠(yuǎn)程調(diào)壓閥即可
單級(jí)減壓回路舉例:
組成:
工作原理:
特點(diǎn): 0、5MPa
p自重
又∵ 自重較大時(shí),p 順較高,
∴ △P較大,一般用于自重不大的場(chǎng)合,為防止泄漏而造成缸下移,可裝一液控單向
閥。為減小無功損耗,可將單向順序閥換為外控單向順序閥,但:
∵ 外控單向順序閥開啟后,缸下行,缸上腔壓力下降,順序閥關(guān)閉, 缸停止,而后
壓力上升,順序閥又打開。
∴ 液壓缸斷續(xù)下行
又∵ 順序閥的泄漏
∴ 運(yùn)動(dòng)部件在懸浮過程中總要緩緩下降。
故 可在其控制油路上裝一節(jié)流閥,且一般用于停止時(shí)間不長(zhǎng)的系統(tǒng)
2 采用液控單向閥的平衡回路
組成:
工作原理:圖示,缸停止。
左位,缸下行,因有節(jié)流閥而不會(huì)出現(xiàn)超速運(yùn)動(dòng)。
右位,油經(jīng)單向閥進(jìn)入缸下腔,缸上行。
特點(diǎn):∵ 液控單向閥錐面密封
∴ 可用于停留時(shí)間長(zhǎng)或要求停止位置準(zhǔn)確的系統(tǒng)。
又∵ 缸下行時(shí),上腔壓力下降,液控單向閥關(guān)閉,待壓力重建后才能再打開。
∴ 會(huì)造成下行運(yùn)動(dòng)時(shí)斷時(shí)續(xù)和強(qiáng)烈振動(dòng)的現(xiàn)象。
故 在回路中設(shè)置單向節(jié)流閥以減小影響。
七 釋壓回路
功用:使液壓缸高壓腔的壓力能在換向前緩慢釋放,以緩和沖擊。
組成:
工作原理:圖7——15,工作行程結(jié)束后,M型換向閥首先切換至中位,泵卸荷,液壓缸上腔通
過節(jié)流閥釋壓。
速度控制回路
功用:用來改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度
分類:調(diào)速*、換速、增速回路等
一 ?調(diào)速回路
? 液壓缸: v = qV/A
調(diào)速原理 〈
? 液壓馬達(dá):n = qV/V
由上兩式知:∵?? 改變q、 V、A,皆可改變v或n,一般A是不可改變的。
液壓缸:改變q,即可改變v
∴〈
液壓馬達(dá):既可改變q,又可改變V。
? 節(jié)流調(diào)速--改變q
調(diào)速方法 〈 容積調(diào)速--改變泵和馬達(dá)的V
? ?容積節(jié)流調(diào)速--既可改變q,又可改變V。
對(duì)調(diào)速回路的要求: 調(diào)速范圍大、速度穩(wěn)定性好、效率高。
(一) 節(jié)流調(diào)速回路
組成:定量泵、流量閥、溢流閥、執(zhí)行元件等。
工作原理:通過改變流量控制閥閥口的通流面積來控制流進(jìn)或流出執(zhí)行元件的流量,以
調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度。
分類: 節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速
按采用流量閥不同 〈
調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速
進(jìn)油路
按流量閥安裝位置不同〈 回油路
旁油路
1 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路
組成:
特征 :將節(jié)流閥串聯(lián)在進(jìn)入液壓缸的油路上,即串聯(lián)在泵和缸之間,調(diào)節(jié)A節(jié),即可改變q,從而改變速度,且必須和溢流閥聯(lián)合使用。
油路: 節(jié)流閥 →液壓缸
q 〈
溢流閥 →油箱
工作特性分析:
(1) 速度負(fù)載特性
液壓缸穩(wěn)定工作時(shí)的受力平衡方程: p1A = F + p2A
∵ p2→T pp = pS = C
∴ p2 = 0 p1= F/A
故 節(jié)流閥兩端的壓力差為 △ p = Pp-p1 =Pp-F/A
經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的流量為: q1 = CAT△pφ = CAT(PP- F /A)φ
液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度: v = q1/A = CATA(Pp-F/A)φ
結(jié)論: v∝AT 改變 AT ,即可改變q,改變v。
AT調(diào)定,v隨F↑而↓
速度負(fù)載特性曲線:(如圖)
曲線越陡,F(xiàn)變化對(duì)v影響越大,則剛性差
曲線表明了v隨F變化的規(guī)律〈
曲線越平緩,剛性好
結(jié)論:① AT = C,F↑,v↓,∴ 速度負(fù)載特性軟,即輕載時(shí)剛性好。
② F = C,AT越小, v剛性越好,即低速時(shí)剛性好。
?。?) 最大承載能力 ∵ PP = pS = C,
∴ 不論A如何變化,其最大承載能力不變,即Fmax =P p AT
故 稱為恒推力調(diào)速(或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速)
?。?) 功率和效率
液壓泵的輸出功率:PP = Ppq1 = 常數(shù)
液壓缸的輸出功率:P1 = F v = F q1/A = p1 q1
回路的功率損失: △p = Pp- p1 = Ppqp- p1q1 = Pp(q1 + qY)- (Pp-△p) q1
= Pp qY +△p q1
qY = qp- q1
溢流損失: △pY = Pp qY
節(jié)流損失: △pT = △p q1
回路的效率: η= p1/p△p q1 = Fv/Ppqp = p1q1/Ppqp
∵ 存在兩部分功率損失
∴ 這種調(diào)速回路效率較低
故 進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路適用于輕載、低速、負(fù)載變化不大和速度穩(wěn)定
性要求不高的小功率液壓系統(tǒng)。
?。病?回油節(jié)流調(diào)速回路
組成:
特征:將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上,即串聯(lián)在缸和油箱之間,調(diào)節(jié)AT,可調(diào)節(jié)q2以改
變速度,仍應(yīng)和溢流閥聯(lián)合使用,Pp = pS。
工作特性分析:
?。?) 速度負(fù)載特性
液壓缸穩(wěn)定工作時(shí)的受力平衡方程: p1A = F + p2A
∵ p2 ≠ 0 p1 = Pp
故 節(jié)流閥兩端的壓力差為△ p = p2 =P p-F/A
經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的流量為: q1 = CAT△pφ = CAT(Pp- F /A)φ
液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度: v = q1/A = CAT(Pp-F/A)φ
∵ 上式所得結(jié)果與進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速回路完全一樣
∴ 上邊所得結(jié)論都適用于本回路
比較:相同處: ∵ v-F特性基本與進(jìn)油節(jié)流相似
∴ 上述結(jié)論都適用于此
不同處:1)承受負(fù)值負(fù)載能力
∵ 回油路節(jié)流閥使缸有一定背壓
∴ 能承受負(fù)值負(fù)載,并↑v穩(wěn)定性,而進(jìn)油路則需在回油路上增加背
壓閥方可承受,△N↑。
2)實(shí)現(xiàn)壓力控制的方便性
∵進(jìn)油路調(diào)速中工作臺(tái)碰到死擋鐵后,活塞停止,缸進(jìn)油腔油壓上升至pS
∴便于實(shí)現(xiàn)壓力(升壓)控制,而回油路調(diào)速在上述工況時(shí),進(jìn)油腔壓
力變化很小,無法控壓,而回油腔p↓0,可降壓發(fā)訊,但電路復(fù)雜。
?。常┳畹头€(wěn)定速度
∵若回路使用單桿缸,無桿腔進(jìn)油量大于有桿腔回油流量
∴在缸徑、缸速相同的情況下,進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的流量閥開口較大,
低速時(shí)不易堵塞。
故 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路能獲得更低的穩(wěn)定速度為了提高回路的綜合性能,實(shí)
踐中常采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路,并在回油路加背壓閥(用溢流閥、順序
閥或裝有硬彈簧的單向閥串接于回油路),因而兼有兩回路的優(yōu)點(diǎn)。
?。场∨月饭?jié)流調(diào)速回路
組成:
特征:將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上,即串聯(lián)在缸和油箱之間,調(diào)節(jié)AT,可調(diào)節(jié)q2以改
變速度,仍應(yīng)和溢流閥聯(lián)合使用,Pp = pS。
工作特性分析:
?。?) 速度負(fù)載特性
液壓缸穩(wěn)定工作時(shí)的受力平衡方程: p1A = F + p2A
∵ p2 ≠ 0 p1 = Pp
故 節(jié)流閥兩端的壓力差為△ p = p2 =P p-F/A
經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的流量為: q1 = CAT△pφ = CAT(Pp- F /A)φ
液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度: v = q1/A = CAT(Pp-F/A)φ
∵ 上式所得結(jié)果與進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速回路完全一樣
∴ 上邊所得結(jié)論都適用于本回路
比較:相同處: ∵ v-F特性基本與進(jìn)油節(jié)流相似
∴ 上述結(jié)論都適用于此
不同處:1)承受負(fù)值負(fù)載能力
∵ 回油路節(jié)流閥使缸有一定背壓
∴ 能承受負(fù)值負(fù)載,并↑v穩(wěn)定性,而進(jìn)油路則需在回油路上增加背
壓閥方可承受,△N↑。
2)實(shí)現(xiàn)壓力控制的方便性
∵進(jìn)油路調(diào)速中工作臺(tái)碰到死擋鐵后,活塞停止,缸進(jìn)油腔油壓上升至pS
∴便于實(shí)現(xiàn)壓力(升壓)控制,而回油路調(diào)速在上述工況時(shí),進(jìn)油腔壓
力變化很小,無法控壓,而回油腔p↓0,可降壓發(fā)訊,但電路復(fù)雜。
?。常┳畹头€(wěn)定速度
∵若回路使用單桿缸,無桿腔進(jìn)油量大于有桿腔回油流量
∴在缸徑、缸速相同的情況下,進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的流量閥開口較大,
低速時(shí)不易堵塞。
故 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路能獲得更低的穩(wěn)定速度為了提高回路的綜合性能,實(shí)
踐中常采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路,并在回油路加背壓閥(用溢流閥、順序
閥或裝有硬彈簧的單向閥串接于回油路),因而兼有兩回路的優(yōu)點(diǎn)。
?。场∨月饭?jié)流調(diào)速回路
組成:
特征:將節(jié)流閥裝在與執(zhí)行元件并聯(lián)的支路上,即與缸并聯(lián),溢流閥做安全閥,Pp取決于負(fù)載,
P p= p1=△p = F/A
油路: 缸(q1)
q 〈
節(jié)流閥 T
工作特性分析:
?。?) 速度負(fù)載特性
重復(fù)進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的推導(dǎo)步驟,可得本回路的速度負(fù)載特性方程,但應(yīng)考慮泵的泄漏量影響。
q1 = qP- qT = (qtP- △qP)- qT = (qtP- kLpP)-CAT△pφ = qtP-kL(F /A)-CAT(F/A)φ
故 液壓缸的工作速度為:
v = q1/A = qtP-kL(F /A)-CAT(F/A)φ/A
其特性曲線: q
AT1 > AT2> AT3
結(jié)論:?、?AT=C,F(xiàn)↑,v↓,F↓,v↑,即v-F特性更軟。
② ↑AT,v↓; ↓AT,↑v,即速度隨AT↑而↓。
(2) 最大承載能力
AT↑,阻力↓,F(xiàn)max↓,即低速承載能力小,
AT至一定值時(shí),即使F很小,qV→ 節(jié)→ T,V=0
(3) 功率和效率
∵ Pp隨F變化而變化,只有△P節(jié),而無△P溢
∴ η高,發(fā)熱少。
應(yīng)用: ∵ v-F特性較軟,低速承載能力差。
∴ 一般用于高速、重載、對(duì)速度平穩(wěn)性要求很低的較大功率場(chǎng)合,
如:牛頭刨床主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、輸送機(jī)械液壓系統(tǒng)等。
4 采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路
∵ 以上所講三種回路,因F變化使△P節(jié),從而使q變化
∴ 在負(fù)載變化較大,v穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)合,則用調(diào)速閥替代節(jié)流閥,
*進(jìn)油路
按調(diào)速閥安裝位置 〈 回油路
旁油路
當(dāng)△P > △P min,q不隨△P而變化,所以速度剛性明顯優(yōu)于節(jié)流閥調(diào)速。
特點(diǎn):雖解決了速度穩(wěn)定性問題,但因既有△P溢,又有△P節(jié),還有△P減,所以,△P更大,
一般用于功率較小,但F變化較大而v穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)合。
?。ǘ?容積調(diào)速回路
∵ 節(jié)流調(diào)速回路效率低、發(fā)熱大,只適用于小功率場(chǎng)合。
∴ 而容積調(diào)速回路,因無節(jié)流損失或溢流損失,效率高,發(fā)熱小,一般用于大功率場(chǎng)合。
分類:
開式
按油路循環(huán)方式 〈
閉式
泵-缸式
按所用執(zhí)行元件不同〈 變-定
泵-馬達(dá)式 〈 定-變
變-變
1 泵-缸式容積調(diào)速回路
組成:
工作特性: v = [qtp-k(F/ A)] /A
特點(diǎn):∵ 變量泵△qVt隨p↑而增大
∴ 仍存在特性較軟和低速承載能力較差的問題
故 調(diào)速范圍不大
應(yīng)用:推土機(jī)、升降機(jī)、插床、拉床等大功率系統(tǒng)常用。
2 泵--馬達(dá)式容積調(diào)速回路
?。?) 變量泵-定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路(恒轉(zhuǎn)矩)
組成:
工作特性:① nM = qp/VM ∵ VM = 定值
∴ 調(diào)節(jié)qP即可改變nM
?、?若不計(jì)損失,在調(diào)速范圍內(nèi),其T = PpVM/2π,功率P = PVMnM
?。?) 定量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路(恒功率)
組成:
工作特性:nM = qP/VM ∵ qP = 定值
∴ 調(diào)節(jié)VM即可改變nM
特點(diǎn): ∵ nM與VM成反比,TM與VM成正比
∴ VM↑,nM↓,TM↑; VM↓,nM↑,TM↓,以致帶不動(dòng)負(fù)載,
造成馬達(dá) "自鎖"現(xiàn)象。
故 這種回路很少單獨(dú)使用
(3) 變量泵--變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路
組成:
工作原理:
第一段:先將VM調(diào)至最大并固定,然后將VP由小 大,nM從0 nM'(變--定)
分兩段調(diào)節(jié)〈
第二段:將VP固定至最大,VM由大 小,nM' nMmax。(定--變)
∴ 調(diào)速范圍大,可達(dá)100
特點(diǎn): ∵ nM低時(shí)TM大,nM高時(shí)TM小
∴ 正好符合大部分機(jī)械要求
故 多用于機(jī)床主運(yùn)動(dòng)、紡織機(jī)械、礦山機(jī)械等。
(二) 容積節(jié)流調(diào)速回路
∵ 容積調(diào)速回路雖然效率高,發(fā)熱小,但仍存在速度負(fù)載特性較軟的問題(主要由于泄漏所引起)
∴ 在低速、穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)合(如機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中),常采用容積節(jié)流調(diào)速回路。
特點(diǎn):1 qP自動(dòng)與流量閥調(diào)節(jié)相吻合,無△P溢,η高。
2 進(jìn)入執(zhí)行元件的qV與F變化無關(guān),且自動(dòng)補(bǔ)償泄漏,速度穩(wěn)定性好。
3 因回路有節(jié)流損失,所以η<η容
4 便于實(shí)現(xiàn)快進(jìn)-工進(jìn)-快退工作循環(huán)
1 定壓式容積節(jié)流調(diào)速回路(限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的調(diào)速回路)
組成:
工作原理:快速時(shí),qPmax
工進(jìn)時(shí),聯(lián)合調(diào)速,v由調(diào)速閥調(diào)定,qP與qV自動(dòng)適應(yīng)。
qP> q1,Pp↑,通過反饋,q1↓
〈 〉v=c
qP< q1,P p↓,qP↑,qP = q1
特性曲線:
0、5MPa 過大,△P大易發(fā)熱
△p = Pp - p1= 〈 正常工作,△P最小, 若△P〈 1 Mpa 過小,v穩(wěn)定性不好
特點(diǎn): ∵ 本回路的pP為一定值
∴ 稱定壓式容積節(jié)流調(diào)速回路
又∵ 若發(fā)負(fù)載變化大時(shí),節(jié)流損失大,低速工作時(shí),泄漏量大,系統(tǒng)效率降低。
∴ 用于低速、輕載時(shí)間較長(zhǎng)且變載的場(chǎng)合時(shí),效率很低。
故 本回路多用于機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中。
2 變壓式容積節(jié)流調(diào)速回路
組成:
工作原理:快速時(shí),油經(jīng)22V →缸
YA+后轉(zhuǎn)變?yōu)楣みM(jìn),節(jié)流閥調(diào)q1,qP與之適應(yīng)。
qP> q1時(shí),Pp↑,定子右移,e↓,qP↓
〈 直至qP = q1,v=c。
qP < q1時(shí),Pp↓,定子左移,e↑,qP↑
特點(diǎn): 1) 雖用了節(jié)流閥,但具有調(diào)速閥的性能,即qV1不受負(fù)載變化影響
∵ 定子受力平衡方程 PpA1+Pp(A2-A1) = p1A2+FS
∴ △p = Pp-p1 = FS/A2 = c
又∵ Pp隨負(fù)載變化而變化,p1也變化,
∴ 稱變壓式容積節(jié)流調(diào)速回路,且△qP 小,η高。
2) 因采用了固定阻尼孔,可防止定子因移動(dòng)過快而發(fā)生振動(dòng)。
應(yīng)用: 適用于負(fù)載變化大、速度較低的中小功率系統(tǒng)。
二 增速回路(快速運(yùn)動(dòng)回路)
功用:使執(zhí)行元件獲得必要的高速,以提高效率,充分利用功率。
雙泵供油增速
分類 〈 蓄能器供油增速
變量泵供油增速
液壓缸差動(dòng)連接增速*
三 速度換接回路
功用:完成系統(tǒng)中執(zhí)行元件依次實(shí)現(xiàn)幾種速度的換接。實(shí)質(zhì)上是一種分級(jí)(或有級(jí))調(diào)速回路,
但速度是根據(jù)需要事先調(diào)好,這是和調(diào)速回路的不同之處。
快速與慢速的換接
分類〈
兩種慢速的換接
1 快速與慢速的換接回路
各種增速回路
速度換接方法〈 電磁閥的換接回路
行程閥的換接回路*
舉例:采用行程閥的快慢速換接回路
組成:
工作原理:圖示,液壓缸快進(jìn),壓下行程閥,液壓缸工進(jìn)24S左位,液壓缸快退。
特點(diǎn):速度換接平穩(wěn),動(dòng)作可靠,但行程閥必須安裝在液壓缸附近,若將行程閥換成電磁閥,安
裝連接比較方便,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,但速度換接平穩(wěn)性和可靠性以及換接精度都不前者。
2 兩種慢速的換接回路
?。?) 調(diào)速閥串聯(lián)的換接回路
組成:
工作原理:
特點(diǎn):v1>v2,否則2不起作用
?。?) 調(diào)速閥并聯(lián)的換接回路
組成:
工作原理:
特點(diǎn):v1、v2互不影響,但因A、B任意一個(gè)工作時(shí),另一個(gè)減壓閥閥口最大,一旦換接易前沖?! ∷愿臑椋╞)圖所示,可避免前沖,但△P↑。
多缸工作控制回路
定義:液壓與氣壓系統(tǒng)中,兩個(gè)或兩個(gè)以上(多)缸按照各缸之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系要求進(jìn)行
控制,完成預(yù)定功能的回路。
分類:順序運(yùn)動(dòng)回路、同步運(yùn)動(dòng)回路、互不干擾回路
一 順序運(yùn)動(dòng)回
定義:各執(zhí)行元件嚴(yán)格按預(yù)定順序運(yùn)動(dòng)的回路稱為順序運(yùn)動(dòng)回路。如組合機(jī)床回轉(zhuǎn)工作
臺(tái)的抬起和轉(zhuǎn)位、定位夾緊機(jī)構(gòu)的定位和夾緊、進(jìn)給系統(tǒng)的先夾緊后進(jìn)給等
行程控制
分類:按照控制方式不同 〈 壓力控制 〉順序運(yùn)動(dòng)回路
時(shí)間控制
1 行程控制的順序運(yùn)動(dòng)回路
行程控制--利用執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)到一定位置(或行程)時(shí),使下一個(gè)執(zhí)行元件開始運(yùn)動(dòng)的
控制方式
(1) 用行程換向閥(機(jī)動(dòng)換向閥)控制的順序動(dòng)作回路
組成: ① ②
動(dòng)作順序: 1 ③ 2 ④
工作原理:圖示,兩缸皆在左位。
24D的YA+: 1缸右行實(shí)現(xiàn)動(dòng)作①,擋塊壓下行程閥4, 2缸右行實(shí)現(xiàn)動(dòng)作②
24D的YA-: 1缸左行實(shí)現(xiàn)動(dòng)作③,擋塊松開行程閥D, 2缸左行實(shí)現(xiàn)動(dòng)作④
特點(diǎn): ∵ 采用行程閥實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作換接
∴ 換接平穩(wěn)可靠,換接位置準(zhǔn)確,但行程閥必須安裝在運(yùn)動(dòng)部件附近,改變運(yùn)動(dòng)
順序較難
(2) 用行程開關(guān)和電磁閥控制的順序運(yùn)動(dòng)回路
組成: ① ②
動(dòng)作順序: 6 ③ 5 ④
工作原理: 1YA+,6缸右行完成順序運(yùn)動(dòng)①,6缸右行至觸動(dòng)行程開關(guān)2ST,使
2YA+,5缸右行實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作②,5缸右行至觸動(dòng)行程開關(guān)4ST,使
1YA-,6缸左行實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作③,6缸左行至觸動(dòng)行程開關(guān)1ST,使
2YA-,5缸左行實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作④, 最后觸動(dòng)行程開關(guān)3ST使完成下一個(gè)動(dòng)作循環(huán)。
特點(diǎn): ∵ 采用電磁換向閥換接
∴ 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,安裝位置不受限制,改變動(dòng)作順序比較靈活。
如果動(dòng)作順序改變?yōu)椋? ① ②
6 ③ 5 ④
思考:應(yīng)如何改變?
2 壓力控制的順序運(yùn)動(dòng)回路
壓力控制:利用系統(tǒng)工作過程中壓力的變化使執(zhí)行元件按順序先后動(dòng)作。
分類: 順序閥控制
按照采用壓力閥的不同 〈
壓力繼電器控制
(1) 用順序閥控制的順序運(yùn)動(dòng)回路
組成: ① ②
動(dòng)作順序: A ④ B ③
工作原理:圖示位置:液壓缸停止運(yùn)動(dòng)
左YA+,A缸右行完成順序動(dòng)作①,當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到順序閥D的調(diào)定壓力并
大于A缸前進(jìn)的pmax時(shí)發(fā)出信號(hào),使B缸右行完成順序動(dòng)作②
右YA+,B缸左行完成順序動(dòng)作③,當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到順序閥C的調(diào)定壓力并
大于B缸退回的pmax時(shí)發(fā)出信號(hào),使A缸右行完成順序動(dòng)作④。
特點(diǎn): ∵為了保證嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)順序,防止順序閥亂發(fā)信號(hào)
∴p先動(dòng)缸max+(0.3-0.5)Mpa
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