式中Q-输入执行元件的流量;A-液压缸的有效面积;qm-液压马达的排量。 液压缸:一般用改变流量Q的办法变速。
液压马达:既可用改变输入流量也可用改变马达排量的方法来变速。 流量控制阀包括节流阀、调速阀和溢流节流阀等,其中以节流阀最为简单。 节流阀是借助改变阀口通流面积或通道长度来改变阻力的可变液阻。 在液压回路中,液阻对通过的流量起限制作用,因此节流阀可以调速。
图 3-1
采用节流阀的节流调速回路
根据节流阀在油路中的位置的不同,调速回路有以下三种基本形式: (1)进油路节流调速:节流阀串联在进入液压缸的油路上。(图3-1) (2)回油路节流调速:节流阀串联在液压缸
的回油路上。(图3-2)
(3)旁油路节流调速:节流阀装在与执行元 件并联的支路上。
节流阀串联在液压缸的回油路上,用节流阀来调节液压缸排油量Q2,也就调节了进油量Q1。定量泵多余的油液经溢流阀流回油箱。
特性:进油路节流调速和回油路节流调速的速度负载特性、刚度、最大承载能力、功率特性基本相同。(如果A1=A2,则完全相同)
差别如下:
1.承受负值负载能力不同
负值负载:负载作用力方向和执行元件运动方向相同。进油路节流调速回路不能承受负值负载,若要使其承受负值负载,须在回油路上加背压阀。 2. 低速平稳性有差异
回油路节流调速中,液压缸回油腔的背压是一种阻尼力,有限速作用,且对运动部件的振动有抑制作用,有利于提高执行元件的运动平稳性。 3. 回油腔压力
回油路节流调速:回油腔压力较高,特别是在负负载时,回油腔压力有可能比进油腔压力还要高,这会使密封摩擦力增加,降低密封件寿命,并使泄漏增加,效率降低。
4. 油液发热对泄漏的影响
回油路节流调速中,油液流经节流阀时能量损失且发热,然后回油箱,通过油箱散热冷却后再重新进入泵和液压缸;而进油路节流调速回路中,经节流阀后发热的油液直接进入液压缸,对液压缸泄漏影响较大,影响速度的稳定性。
5、起动时前冲
回油路节流调速中,若停车时间较长,液压缸回油腔中要漏掉部分油液,形成空隙。重新启动时,液压泵全部流量进入液压缸,使活塞以较快的速度前冲一段距离,直到消除回油腔中的空隙并形成背压为止。这种现象可能损坏机件。
旁油路节流调速回路(图3-3)
节流阀装在与液压缸并联的支路上, 调节通过旁路节流阀流量,Q,就能调节进
入液压缸的流量Q1,也就调节了活塞运动 速度。
这里溢流阀作安全阀用,其调定压力 应大于克服最大负载所需的压力。正常工 作时溢流阀处于关闭状态。 节流调速特性 1. 速度负载特性:
节流阀通流面积一定而负载增加时,速度 显著下降。负载越大,速度刚度越大。 当负载一定时,节流阀通流面积越小,速 度刚度越大。
可知,旁油路节流调速回路在高速重载时,速度刚度较高,这与前两种调速回路恰好相反。
2. 最大承载能力:
旁油路节流调速回路能够承受的最大负载随着节流阀面积a的增大而减小。当Fmax=(Qp/Ka)2A1时,液压缸的速度为零,这时泵的全部流量Qp都经节流阀回油箱。继续增大节流阀通流面积已不起调节作用,只是使系统压力降低,其最大承载能力也随之下降。因此这种调速回路在低速时承载能力低,调速范围也小。
3.功率特性:
液压泵输出功率:Np=ppQp
液压缸输出功率:N1=Fv=p1A1v=p1Q1
故功率损失为: ,N=Np-N1=p1Qp-p1Q1=p1Q2 回油效率 ,=N1/Np
只有流量损失而无压力损失,故比前两种调速回路功率损失小,效率高。结论:旁油路节流调速回路速度负载特性较差,一般用于功率较大且对速度稳定要求不高的场合。
4、其它流量阀
同步阀 :同步阀根据用途不同,可分为:
(1)分流阀:将压力油按一定流量比率分配给两个液压缸和液压马达,而不管它们的载荷怎样变化。
(2)集流阀:将压力不同的两个分支管路的流量按一定的比率汇集起来。 (3)分流集流阀:兼有分流阀和集流阀机能。
如图所示的液压系统,两个一样大小的液压缸,由一个泵供油,共同顶升重物。由于重物的位置不在中间,使两个缸受
力不相等。在这种情况下,要求两液压缸同速