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流量控制阀


第五章 液压控制元件
5.4 流量控制阀
本节主要内容为 :

? 节流口的流量特性; ? 节流阀和调速阀的工作原理、结构、 主要性能和应用; ? 节流调速回路
本节重点是节流口的流量特性、节流阀和 调速阀的工作原理和性能,节流调速回路。
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流量控制阀简称流量阀,它通过改变节流口通

面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小, 液体在圆管中作层流流 从而实现对流量的控制,进而改变执行机构的运动 动时的沿程损失: 速度。流量控制阀包括节流阀、调速阀、分流集流 △p = 32μlv/d2 阀等。 由第二章可知,小孔或缝隙等对液体的流动会 产生阻力(即形成压力降或压力损失),通流面积

和通流长度不同,其阻力也不同,这种阻力称为液
阻。流量阀是利用改变阀口(也称节流口)通流截 面积以形成可变液阻,由于液阻对通过的流量起限 制作用,因此,节流口可以调节通过流量的大小。
2

对流量控制阀的主要性能要求是:

l)阀的压力差变化时,通过阀的流量变化小。
2)油温变化时,流量变化小。

3)流量调节范围大,在小流量时不易堵塞,能
得到很小的稳定流量。

4)当阀全开时,通过阀的压力损失要小。
5)阀的泄漏量要小。对于高压阀来说,还希望 其调节力矩要小。
3

5.4.1 节 流 阀
5.4.1.1 节流口的流量特性 1. 节流口流量公式 对于节流孔口来说,可将流量公式写成下列形式:

q ? C ? AT ? ?p?
式中: q 阀口通流面积; 阀口前、后压差; 由节流口形状和结构决 定的指数,0.5<?<l ; 节流系数。

(7.1)
细长孔

? =1

?p

A

?

簿壁口 ? =0.5

C

图7.1 节流口的 流量-压力特性

Δp
4

在流体力学中,我们遇到过两大类节流口。 ? 一类是细长孔, =1。在液压工程中,往往把这类节 流口当作固定(不可调)节流器使用。 另一类是薄壁节流口, ? =0.5。用紊流计算这一类节流 口的流量。常常把它们作为节流阀阀口使用。 关于薄壁节流口的流量公式,在流体力学中已然推导 和证明过,我们只引用其结论即可。令 C ? Cq 2 / ? , ? =0.5流过薄壁小孔的流量公式变为:

q ? Cq ? AT ?

2

?

( p1 ? p2 )

q

? =1
细长孔 簿壁口 ? =0.5

式中: Cq—流量系数; ρ—油液密度。

Δp 5

上式也可写成

q ? Cq AT ( ?p)

2

?
?

在上式中若? 为常数,且 ?(2 / ? )?p ? 也是常数,调节AT, 则可调节通过节流阀的流量q。 需要说明的是流量系数Cq并不是常数,节流口的结构、

?

形状、压力差、油温都对Cq有影响。精确的Cq值需靠试验
确定。一般Cq=0.6~0.8。 值也受多种因素影响,一般 ? ? =0.5~1。一般薄壁节流口的?为0.5左右。尽管公式包含着 一些非确定因素,但它毕竟给我们提供了一个对流量进行 概略计算的简明表达式。

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2. 影响流量稳定性的因素
液压系统在工作时,希望节流口大小调节好 后,流量q稳定不变。但实际上流量总会有变化, 特别是小流量时,影响流量稳定性与节流口形状、

节流压差以及油液温度等因素有关。
(1)压差变化对流量稳定性的影响
当节流口前后压差变化时,通过节流口的流量将

随之改变,节流口的这种特性可用流量刚度kv来表征。


q ? Cq AT ( ?p) 求偏导数,得 kv ? 1 /( ?q ) ? 1 ?P
?

2

?

??P

? q

7

1 ??p 1 kv ? ? ? ??q ??q tg? 下: 当△p有某一增量 ??p
刚度的物理意义如 时,q值相应的也有某一 增量,q的增量值越大,
细长孔

说明流量的变化也就越
大,刚度就越小。反之, 则刚度大。 三种结构形式的节流口 中,通过薄壁小孔的流量受 到压差改变的影响最小

q
3

? =1
?3 ?2 ?1
1
2 簿壁孔

? =0.5
Δp
8

Δp1

Δp2

1 ??p 1 kv ? ? ? ??q ??q tg? 结论: ??p

?q 1 ?P kv ? 1 /( )? ??P ? q

?流量刚度与节流口压差成正比,压差越大,刚度越大; ?压差一定时,刚度与流量成反比,流量越小,刚度越大; ?系数ψ越小,刚度越大。薄壁孔( ?=0.5)比细长 (? =1)的流量稳定性受ΔP变化的影响要小。因此,为了获 得较小的系数 ? ,应尽量避免采用细长孔节流口,应使节流
口形式接近于薄壁孔口,以获得较好的流量稳定性。

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(2)油温变化对流量稳定性的影响

q?

?d

4

128 ?l

?p

油温升高,油液粘度降低。对于细长孔, 当油温升高使油的粘度降低时,流量q就会增加。 所以节流通道长时温度对流量的稳定性影响大。 对于薄壁孔,油的温度对流量的影响是较小 的,这是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状 态,其流量与雷诺数无关,即不受油液粘度变化 的影响;节流口形式越接近于薄壁孔,流量稳定 性就越好。
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(3)阻塞对流量稳定性的影响

节流阀的阻塞现象
一般节流阀,只要保持油足够清洁,不会出 现阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢,节流 阀的开口只能很小,于是导致阻塞现象的出现。 此时,通过节流阀的流量时大时小,甚至断流。 流量小时,流量稳定性与油液的性质和节流 口的结构都有关。
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产生堵塞的主要原因是:
①油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积

在节流缝隙处;
②由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分

子,被吸附到缝隙表面,形成牢固的边界吸附层,
因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增

长到一定厚度时,会被液流冲刷掉,随后又重新附
在阀口上。这样周而复始,就形成流量的脉动;

③ 阀口压差较大时容易产生堵塞现象。
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减轻堵塞现象的措施有:
· 采用大水力半径的薄刃式节流口。一般通流 面积越大、节流通道越短、以及水力半径越大时, 过水断面积与湿周之比即为水 节流口越不易堵塞。 力半径。表达式为:R=A/X,湿周 · 适当选择节流口前后的压差,用多个节流口串 为过水断面上水流所湿润的边界长 联。一般取ΔP=0.2~0.3MPa。 度。这样计算的话圆管的水力半径 就是圆管半径的一半。 · 精密过滤并定期更换油液。在节流阀前设置 单独的精滤装置,为了除去铁屑和磨料,可采用 磁性过滤器。

· 节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的 金属,以减小吸附层的厚度。
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3. 节流口的形式与特征
节流口是流量阀的关键部位,节流口形式及

其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。
(1) 直角凸肩节流口
B h
D

本结构的特点是过流 面积和开口量呈线性结构 关系,结构简单,工艺性 好。但流量的调节范围较 小,小流量时流量不稳定, 一般节流阀较少使用。

h≤B;B — 阀体沉割槽的宽度。

直角凸肩节流口
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(2) 针阀式(锥形凸肩)节流口
特点:当针阀阀芯作 轴向移动时,即可改变环 形节流口的通流面积。优 点是结构简单,制造容易。
h

但节流通道较长, 水力
半径较小,小流量时易堵 塞,温度对流量的影响较 大。一般用于要求较低的 场合 。

D

θ

(a)
针阀(锥形)节流口
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(3) 偏心式节流口
图中为偏心槽式结构。阀芯上开有截面为三角形 的偏心槽,转动阀芯即可改变通流面积的大小。其节 流口的水力直径较针阀式节流口大,因此其防堵性能 优于针阀式节流口,其它特点和针阀式节流口基本相 同。这种结构形式 阀芯上的径向力不 平衡,旋转时比较 费劲,一般用于压 力较低,对流量稳 定性要求不高的场 合。
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(4) 轴向三角槽式节流口

沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯作轴向移动时, 即可改变开口量h,从而改变过流断面面积。这种节流 口结构简单,工艺性好,水力直径中等,可得较小的稳 定流量(稳定流量为50ml/min)。 调节范围较大。由于几 条三角槽沿周围方向均匀分布,径向力平衡,故调节时 所需的力也较小。但节流通道有一定长度,油温变化对 流量有一定影响。这是一种目前应用很广的节流口形式。
l

h

D

α

φ

三角槽式节流口

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(5) 周向缝隙式节流口
在阀芯圆周方向上开有一狭缝,旋转阀芯就可改变通 流面积的大小。所开狭缝在圆周上的宽度是变化的,尾部 宽度逐渐缩小,在小流量时其通流截面是三角形,水力直 径较大,因此有较小的稳定流量。节流口是薄壁结构,油 温变化对流量影响小。但阀芯所受径向力不平衡。这种节 流阀应用于低压小流量系统时,能得到较为满意的性能。

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周向缝隙式节流口

(6) 轴向缝隙式节流口 在阀芯衬套上先铣出一个槽,使该处厚度减薄, 然后在其上沿轴向开有节流口。当阀芯轴向移动时, 就改变了通流面积的大小。开口很小时通流面积为正 方形,水力直径大,不易堵塞,油温变化对流量影响 小。这种结构的性能与周向隙缝式节流口的相似。

轴向缝隙式节流口

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5.4.1.2 节流阀
5.4.1.2.1 节流阀 液流从进油口流入 经节流口后,从阀的出 油口流出。本阀的阀芯 3的 锥 台 上 开 有 三 角 形 槽 。 转 动 调 节 手 轮 1, 阀 芯 3产 生 轴 向 位 移 , 节流口的开口量即发生 变化。阀芯越上移开口 量就越大。

调节 手轮 螺帽 阀芯

阀体

(a)
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流量控制阀的图形符号 流量控制阀 的图形符号中的 直线线段表示油 路,直线线段两 侧的峡口形状即 表示节流,峡口 形状上斜着的箭 头表示可调式。
调节 手轮 螺帽 阀芯

阀体

(a)
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当节流阀的进 出口压力差为定值 时,改变节流口的 开口量,即可改变 流过节流阀的流量。 节流阀和其它 阀,例如单向阀、 定差减压阀、溢流 阀,可构成组合节 流阀。
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本节流阀具有 螺旋曲线开口和薄 刃式结构的精密节 流阀。转动手轮和 节流阀芯后,螺旋 曲线相对套筒窗口 升高或降低,改变 节流面积,即可实 现对流量的调节。
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5.4.1.2.3

单向节流阀

单向节流阀

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5.4.1.2.2 单向节流阀
流体正向流动 时,与节流阀一样, 节流缝隙的大小可 通过手柄进行调节; 当流体反向流动时, 靠油液的压力把阀 芯4(即下阀芯)压下, 下阀芯起单向阀作 用,单向阀打开, 可实现流体反向自

节流阀芯分成了上 阀芯和下阀芯两部分。
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由流动。

5.4.2 调 速 阀
采用上述节流阀存在着的问题:由于负载的变化
引起节流阀前、后压差的变化,这导致执行元件的速 度也相应的发生变化。为使速度稳定,就要使节流阀 前后压差在负载变化情况下保持不变,从而使通过节 流阀的流量由节流阀的开口大小来决定。把具有这一

作用的阀和节流阀组合在一起,就构成能保持速度不
随负载而变化的流量调节阀。常用的有两类:调速阀 和溢流节流阀 。 节流阀适用于一般的系统,而调速阀适用于执行元 件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中。
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5.4.2.1 串联减压式调 速阀的工作原理 串联减压式调速阀是 由定差减压阀1和节流阀2 串联而成的组合阀。 主油路:
泵出口 减压阀1进油口 减压阀的出油口(压力为p2,同 时也是节流阀的进口油压) 节流口(Δp)压力变为p3 油缸的左腔(p3),油缸的右 腔与油箱相通,所以左腔压力 只与活塞杆上负F和活塞的有 效工作面积有关。

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控制油路:对减压阀
减压阀的阀芯底部和中部(油 压都为p2)作用面积为A1+A2 减压阀的阀芯顶部(油压都为 p3)作用面积为A,且A=A1+A2 油液通过节流阀产生的压差: Δp=p2-p3 ⑴当负载F 减压 p3 阀阀芯下移,减压阀阀口开度 p2 保持Δp=p2-p3基本不变 ⑴当负载F 减压 p3 阀阀芯上移,减压阀阀口开度 p2 保持Δp=p2-p3基本不变

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列减压阀阀芯的力平衡方程式: 当减压阀芯在弹簧力Fs、液压力p2和p3的 作用下处于某一平衡位置时有: p2A1+p2A2=p3A+Fs 式中A、A1和A2分别为上 腔、中部和下腔内 压力油作用于阀芯的有效面积,且A=A1+A2。 故 p2-p3=?p=Fs/A=K(X0+X1)/A≈KX0/A 因为弹簧刚度较低,且工作过程中减压阀 阀芯位移较小,可认为Fs基本保持不变,故节 流阀两端的压差为定值。这就保证了通过节流 阀的流量稳定。
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c

d

A2 p3 1 p2 p1

(b)符号原理

e b 2

p2

A2
p1

a

p3

p1

(c) 简化符号

g

h
图调速阀工作原理 1-减压阀芯; 2-节流阀芯
30

( a ) 结构原理

5.4.2.2 温度补偿调 速阀(节流阀)

温度补偿调速阀减压阀部 分的原理和普通调速阀相同。 节流阀芯 杆2由热膨胀 系数较大的材 料制成,当油 温升高时,芯 杆热膨胀使节 流阀口关小, 能抵消由于粘 性降低使流量 增加的影响。
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5.4.2.3 溢流节流阀

先不考虑安全阀

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7.2 调速回路
7.2.1 调速方法概述

液压系统常常需要调节液压缸和液压马达的 运动速度,以适应主机的工作循环需要。液压 缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。
液压缸的速度为: 液压马达的转速: 式中
q ?? A

q n? VM

q — 输入液压缸或液压马达的流量; A — 液压缸的有效面积(相当于排量); VM — 液压马达的每转排量。

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由以上两式可以看出,要控制缸和马达的 速度,可以通过改变流入流量来实现,也可以 通过改变排量来实现。 对于液压缸来说,通过改变其有效作用面 积A(相当于排量)来调速是不现实的,一般 只能用改变流量的方法来调速。 对变量马达来说,调速既可以改变流量, 也可改变马达排量。

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目前常用的调速回路主要有以下几种: (1)节流调速回路 采用定量泵供油,通过改变 回路中节流面积的大小来控制流量,以调节其速度。 (2)容积调速回路 通过改变回路中变量泵或变

量马达的排量来调节执行元件的运动速度。 (3)容积节流调速回路(联合调速) 下面主要讨论节流调速回路 7.2.2 采用节流阀的节流调速回路 节流调速回路有进油路节流调速,回油节路

流调速,旁路节流调速三种基本形式。
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7.2.2.1 进油路节流调速回路
V

节流阀串联 在泵和缸之间

注意
ΔpT

进油节流调速回路正 常工作的条件:泵的出 口压力为溢流阀的调 定压力并保持定值。 所以该回路又称定压 式节流调速回路。

图7.16进油路节流调速回路

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(1)速度负载特性
当不考虑泄漏和压缩时,
活塞运动速度为:
q1 ?? A1

V

活塞受力方程为 : p1 ?

F A1

式 中 : — 外负载力; F p2 — 液压缸回油腔 压力,p2?0。 缸的流量方程为:
图7.16进油路节流调速回路

q1 ? CAT (?pT ) ?
q1 ? CAT ( p p ? p1 )? = CAT ( p p ? F )?
A1
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于是

CAT ?? ? 1?? ( p p A1 ? F )? A1 A1

q1

式中

C —与油液种类等有关的系数; AT —节流阀的开口面积;

? ?pT —节流阀前后的压强差, pT ? p p ? p1

?

—为节流阀的指数;当为薄壁孔口时,? =0.5。

38

CAT ?? ? 1?? ( p p A1 ? F )? A1 A1

q1

公式为进油路节流 调速回路的速度负载特 性方程。以v为纵坐标 ,FL为横坐标,将公式按 不同节流阀通流面积AT 作图,可得一组抛物线, 称为进油路节流调速回 路的速度负载特性曲线。
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当F=ppA1时,节流阀两端压差为零,活塞运动也就停止, 液压泵的流量全部经溢流阀流回油箱。这种调速回路的速度 负载特性较软(即kv值小)。通常用速度刚度kv表示负载变化 对速度的影响程度:kv=- F/ ? =-1/tg? =-ctg? v ?

CAT ?? ? 1?? ( p p A1 ? F )? 再由式 A1 A1

q1

可得出:

CAT ?F ? ?1 1 ? 1?? ? ( p p A1 ? F ) (? ) A1 ?V
1 p p A1 ? F ?F A1 ?? kv ? ? ? ? ? ?1 ?v CAT ? ( p p A1 ? F ) v?

由上式可以看出: (1)当节流阀通流面积一定时,负载越小,速度刚度kv越大。 (2)当负载一定时,节流阀通流面积越小,速度刚度kv越大。 (3)适当增大液压缸有效面积和提高液压泵供油压力可提高 40 速度刚度。

θ3

? ?

q1 A 1

?

CA T ( p p A ? F )? 1 A1?? 1

1 ?F A1 ?? 1 kv ? ? ? ?? ?v CAT ? ( p p A1 ? F )? ?1 tg?

θ4 kv1<kv2 θ2 ∵F11< F21 在p 已调定的情 1>k 1 p ∴ kv1 v2 况下,不论节流阀通 流面积怎样变化,其 -1/tgθ4>-1/tgθ2 最大承载能力是不变 tgθ4的,即Fmax= pp A1。 >tgθ2 故称这种调速方式为 1<θ 1 θ1 恒推力调速。 2 图7.17 进油路节流调速回路速度-负载特性曲
线

-1/tgθ3<-1/tgθ4 曲线1 tgθ3<tgθ4 θ1>θ11 曲线2

? 在0.5~1之间取值。 -1/2≤( ? -1)≤0 41

(2)功率特性 液压泵输出功率即为该回路的输入功率为:
Pp ? p p q p
而缸的输出功率为:

q1 P ? F? ? F ? p1q1 1 A1
回路的功率损失为:

?P ? Pp ? P1 ? p p q p ? p1q1
= p p ( q1 ? ?q) ? ( p p ? ?pT ) q1

= p p ?q ? ?pT q1
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?P ? p p ?q ? ?pT q1
式中 ?q —溢流阀的溢流量, q ? q p ? q1 。 ?

进油路节流调速回路的功率损失由两部分组成:溢流 功率损失 ?P ? p p ?q 和节流功率损失 ?P ? ?pT q1 1 2
V

??

Pp ? ?P Pp

p1q1 ? ppq p

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7.2.2.2 回油路节流调速回路
采用同样的分析方 法可以得到与进油 路节流调速回路相 似的速度负载特性.
Δq 回油节流调速回路中, 泵的出口压力为溢流阀 的调定压力并保持定值。 所以该回路又称定压式 节流调速回路 节流阀串联在液 压缸的回油路上
图7.18回油路节流调速回路
44

⑴ 缸的流量方程为:

q2 ? CAT (?pT ) ?

? CAT ( p2 ) ?
A1 F ? ? CAT ( p1 ? ) A2 A2
⑵ 当不考虑泄漏和压缩 时,活塞运动速度为:
图7.5回油路节流调速回路 Δq

q2 q1 ?? ? ? A2 A1

CAT ( p p A1 ? F )?
1 A2??
45

⑶ 速度刚度kv
1 p p A1 ? F ?F A2?? kv ? ? ? ? ? ?1 ?v CAT ? ( p p A1 ? F ) v?

⑷ 功率特性 液 压 泵 输 出 功率 即 为 该回路的输入功率为:
Pp ? p p q p
Δq

而缸的输出功率为:
P ? F? ? ( p p A1 ? p2 A2 ) 1 q2 A2
图7.5回油路节流调速回路
46

回路的功率损失为:
?P ? Pp ? P ? p p q p ? Fv 1
? p p q p ? ( p p A1 ? p2 A2 )v ? p p q p ? p p q1 ? p2 q2

? p p (q p ? q1 ) ? p2 q2

= p p ?q ? ?pT q2
⑸ 回路效率 p p q1 ? p2 q2 Fv ?? ? ppq p ppqp
( pp ? A1 ? ?pT ) q2 A2 ppqp

Δq

图7.5回油路节流调速回路
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进油路和回油路节流调速的比较
进、回油路节流调速回路在速度负载特性、承载 能力和效率等方面性能是相同的,差别如下: ⑴ 承受负值负载能力
所谓负值负载就是负载 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。如 果要使其承受负值负载,就 得在回油路上加背压阀(见 图,背压阻止工作部件在负 值负载的作用下前冲),使 执行元件在承受负值负载时 其进油腔内的压力不致下降 到零,以免液体“拉断”。

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⑵ 运动平稳性

q1 q2 CAT ( p2 )? ?? ? ? A1 A2 A2

在回油路节流调速回路中,液压缸回油腔的背 压p2与运动速度的平方成正比,是一种阻尼力。阻 尼力不但有限速作用,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。因此, 就低速平稳性而言,回油路调速优于进油路调速, 回油路节流调速的最低稳定速度较进油路调速低。

⑶ 回油腔压力
回油路节流调速回路中回油腔压力P2较高,特 别是在负载时,回油腔压力有可能比进油腔压力P1 还要高。这样就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。
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⑷ 油液发热对泄漏的影响
回油路节流调速回路中,油液流经节流阀时产生 能量损失并且发热,然后回油箱,通过油箱散热冷却 后再重新进入泵和液压缸;而在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,从而影响速度的稳定性。

⑸ 起动时前冲
回油路节流调速回路中,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。这种启动时的前冲现象可能损坏机件。 进油路、回油路节流调速回路结构简单,但效率 较低,只宜用在负载变化不大,低速、小功率场合, 50 如某些机床的进给系统中。

7.2.2.3 旁油路节流调速回路 溢流阀作安全 阀用,液压泵 的 供 油 压 力 Pp 取决于负载。

旁路节流调速回路 中,泵的出口压力 随负载而变化,所 以该回路又称变压 图7.6 式节流调速回路。

节流阀装在与 液压缸并联的支 路上,利用节流 阀把液压泵供油 的一部分排回油 箱实现速度调节。
旁油路节流调速回路
51

(1)速度负载特性
考虑到泵的工作压力随负载变化,泵的输出流量 qp应计入泵的泄漏量随压力的变化 ? q p ,采用与前述相

同的分析方法可得速度表达式为:

q pt ? ?q p ? ?q q1 v? ? A1 A1 F F m q pt ? k ( ) ? CAT ( ) A1 A1 v? A1
式中 qpt—泵的理论流量; k—泵的泄漏系数,其余符号意义同前。
52

(2)功率特性 回路的输入功率

Pp ? p1q p

旁路节流调速只有节 流损失,无溢流损失, 功率损失较小。

回路的输出功率 P ? F? ? p1 A1? ? p1q1 1

回路的功率损失

?P ? Pp ? P ? p1q p ? p1q1 ? p1?q 1
回路效率

P p1q1 q1 1 ?? ? ? Pp p1 q p qp

用于功率较大且对速度 稳定性要求不高的场合

注意:节流调速回路速度负载特性比较软,变载荷下的运动平稳

性比较差。为了克服这个缺点,回路中的节流阀可用调速阀来代替。 53

三种节流调速回路主要性能比较

主要性能
速度刚度 机械性能

进油节流


回油节流


旁路节流
很差

承载能力







较差


调速特性(调速范围)

效率
功率特性 发热 承受负向载 荷能力 使用特性 起动冲击 压力控制


大 不能,需 加背压阀 无 方便


大 能 有 不方便

较高
较小 不能,需 加背压阀 有 方便
54

使用调速阀的节流调速回路

使用节流阀的节流调速回路,变载荷下的运动平稳性 都比较差,为了克服这一缺点,回路中的节流阀可用调速 阀来代替。由于调速阀能在载荷变化的条件下保证节流口 进、出油口间的压差基本不变,因而使用调速阀后,节流 调速回路的速度-负载特性将得到改善,如下图:

v AT1 AT2 O

调速阀 节流阀

v
q1 /A1 调速阀 节流阀

⑴ 进油节流调速回路

Fmax

F

O

AT1

AT2
55

F

⑵ 旁路节流调速回路

7.2.3

容积调速回路

容积调速回路有泵缸式回路和泵-马达式回 路。这里主要介绍泵-马 达式容积调速回路。 7.2.3.1 变量泵-定量马达 式容积调速回路 马达为定量,改变泵排量 VP 可 使 马 达 转 速 nM 随 之 成比例地变化.
56

防止回 路过载 辅助泵使低压 管路始终保持 一定压力, 改 善了主泵的吸 油条件,且可 臵换部分发热 油液,降低系 统温升。

调定油泵1 的供油压力

补偿泵3和马 达5的泄漏

图7.7变量泵-定量马达容积调速回路

57

防止回 路过载

调定油泵1 的供油压力

补偿泵3和马 达5的泄漏
图7.8变量泵-定量马达容积调速回路 工作特性曲线

图7.7变量泵-定量马达容积调速回路

58

7.2.3.2定量泵-变量马达 式容积调速回路

59

7.2.3.3 变 量 泵 - 变 量 马达式容积调速回路
5 6



4

7

3

8
60





调速阀和分流阀是根据流量负反馈原理工作的,用于调 节和稳定流量。流量负反馈的核心是将被控流量转化为力信号 与指令力比较,指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生,比较 元件一般是流量调节阀芯或先导阀。

流量负反馈比压力负反馈更为复杂,关键在于要将流量 转化成便于比较的力以后,再反馈到阀芯上。将流量转化成 力的过程称为流量的传感测量,转换部件称为流量传感器。 流量阀的流量测量方法有两种:“压差法”和“位移法”。 用“压差法”测量时,先将流量转化成压力差,再用测压法 测量,因此用于稳定流量的调速阀被称为“定差”阀。“位 移法”测量时,先将流量转化成位移,再用弹簧将其转化为 反馈力。





节流阀没有流量负反馈,因此无法自动稳定流量,但 用于节流调速系统时功率损失比调速速阀小。轴向三角槽 式节流口的水力半径较大,加工简单,应用较广。 电液比例阀能按输入的电气信号连续地、比例地控制压 力或流量,与电液伺服阀相比,响应速度和精度低一些,多 用于开环比例控制。 电液伺服阀精度高、响应快,多用于闭环控制。 插装阀可组成方向阀、压力阀、流量阀,它相当于电 液动阀,流量大、密封好,常用于大流量系统中。

教材P245页,习题7-26 已知:qp=10L/min,pr=2.4MPa, A1=50cm2, A2=25cm2
由连续性方程得:qp=qy+q油缸

A1

A2

F

F=10kN,Cq=0.62,ρ=900kg/m3 解:该调速回路为回油路调速回路。 ⑴ AT=0.05cm2时

AT

活塞的力平衡方程为:ppA1=p2A2+F pp=pr=2.4MPa p2=(prA1-F)/A2 =(2.4×106×50×106 -10×103)/(25×10-4)=0.8MPa 节流阀前后的压差为: Δp=p2 - 0= 0.8 MPa
63

已知:qp=10L/min,pr=2.4MPa,

A1=50cm2, A2=25cm2

F=10kN,Cq=0.62,ρ=900kg/m3 因为节流口为薄壁孔,所以通过节流阀的流量为:
q节 ? CqAT 2 ?p

q节 0.1307 ?10 ?3 活塞的运动速度: v ? ? ? 312 .68cm / min ?4 A2 25 ?10 进入到液压缸左腔的流量: 由连续性方程得:qp=qy+q油缸

?

2 ? 0.8 ?10 6 ? 0.62 ? 0.05 ?10 ? ? 0.1307 ?10?3 m3 / s 900
?4

q ? vA1 ? 312 .68 ? 50 ?10 ?4 ? 15684 cm3 / min ? 15.68 L / min ? 10 L / min

可知,节流阀的开口太大,不起节流作 用,活塞实际运动速度为: q 10 ?10 ?3
v?
p

(不成立)
?4

A1

?

60 ? 50 ?10

? 200 cm / min

通过节流阀的实际流量为: q节 ? vA2 ? 200 ? 25 ? 5L / min
64

已知:qp=10L/min,pr=2.4MPa, F=10kN,Cq=0.62,ρ=900kg/m3 节流阀前后的压差由 得:
? q ?p ? ? ? C qA T ?
2

A1=50cm2, A2=25cm2
q节 ? CqAT
2

2 ?p

?

? ? ? ? 900 5 ? 10 ?3 ? ? ? ?? ? 3.25 ? 10 5 Pa ? 2 60 ? 0.62 ? 0.05 ? 10 ? 4 ? 2 ? ? ?

液压缸右腔的压力: 液压缸左腔的压力:

Δp=p2 - 0= 3.25×105Pa

(溢流阀呈关闭 Δ 溢流阀损失为: pr=pp - 0= 2.16MPa 状态,作安全阀)
Fv 10 ?10 3 ? 200 ?10 ?2 ? 60 回路的效率为: ? ? ? ? 0.926 6 ?3 p p q p 2.16 ?10 ?10 ? 10 ? 60
65

F ? p2 A2 10 ?10 ?3 ? 3.25 ?10 5 ? 25 ?10 ?4 pp ? ? ? 2.16 MPa ? 2.4MPa ?4 A1 50 ?10

已知:qp=10L/min,pr=2.4MPa,

A1=50cm2, A2=25cm2

F=10kN,Cq=0.62,ρ=900kg/m3 ⑴ AT=0.01cm2时 节流阀前后的压差为: Δp=p2 - 0= 0.8 MPa 通过节流阀的流量为:
q节 ? CqAT 2 ?p
2 ? 0.8 ?10 6 ? 0.62 ? 0.01 ?10 ? 4 ? 900

?

? 26.14 ?10 ?6 m3 / s

q节 26 .14 ?10 ?6 活塞的运动速度: v ? ? ? 62.7cm / min ?4 A2 25 ?10

进入到液压缸左腔的流量:
q ? vA1 ? 62.7 ? 50 ?10 ?4 ? 3135 cm3 / min ? 2.135 L / min ? 10 L / min

可知,活塞运动时,溢流阀处于工作状态(即稳压溢流) pp=pr = 2.4 MPa
66

已知:qp=10L/min,pr=2.4MPa, F=10kN,Cq=0.62,ρ=900kg/m3

A1=50cm2, A2=25cm2

溢流阀损失为:Δpr=pr - 0= 2.4MPa

Fv 10 ?10 3 ? 62.7 ?10 ?2 ? 60 ? ? 0.26 回路的效率为: ? ? 5 ?3 ppqp 2.4 ?10 ?10 ?10 ? 60

⑵ AT=0.01cm2时,负载F=0N
活塞的力平衡方程为: p1A1=p2A2(取p1=pp=pr=2.4MPa) p2 = 4.8 MPa 通过节流阀的流量为:
q节 ? CqAT 2 ?p
2 ? 4.8 ?10 6 ? 0.62 ? 0.01 ?10 ? ? 0.128066 ?10 ?6 m3 / s 900
?4

?

活塞的运动速度:

q节 0.128066 ?10 ?6 v? ? ? 0.00512264 m / s ?4 67 A2 25 ?10

已知:qp=10L/min,pr=2.4MPa, F=10kN,Cq=0.62,ρ=900kg/m3 进入到液压缸左腔的流量:

A1=50cm2, A2=25cm2

q ? vA1 ? 0.00512264 ? 50 ?10 ?4 ? 0.256132 ?10 ?4 m3 / s ? 1.536 L / min ? 10 L / min

可知,活塞空载运动时,溢流阀处于工作 状态(即稳压溢流) p1=pp=pr = 2.4 MPa; p2=Δp = 4.8 MPa ⑶ F=10kN,qmin=50×10-3L/min 由第⑴问,知节流阀前后的压差为: p2=Δp = 0.8 MPa
由q节 ? CqAT 2?p

?

得: AT ?
Cq

q ? 2?p

50 ?10 ?3 2 ? 0.8 ?10 6 0.62 900

? 3.187 ?10 ?8 m 2

?

68

已知:qp=10L/min,pr=2.4MPa, F=10kN,Cq=0.62,ρ=900kg/m3

A1=50cm2, A2=25cm2

q节 50 ?10 ?3 ?10 ?3 ? ? 0.33 ?10 ?3 m / s 活塞的运动速度: v ? A2 60 ? 25 ?10 ? 4

若改为进口节流调速回路,则活塞的力平衡方程为: p1A1=0+F p1=F/A1=10×103/50×10-4=2MPa 节流阀前后的压差为: Δp=pr - p1= 0.4 MPa
由q节 ? CqAT 2?p
q ? 2?p 50 ?10 ?3 2 ? 0.4 ?10 6 0.62 900

?

得: AT ?
Cq

? 4.508 ? 10 ?8 m 2

?

q节 50 ?10 ?3 ?10 ?3 ? ? 0.167 ?10 ?3 m / s 活塞的运动速度:v ? A1 60 ? 50 ?10 ? 4
69

教材P245页,习题7-27 已知:各液压缸完全相同,F2>F1 不计压力损失 解:对图(a),为进油路节流调速回路 对缸A: 对缸B:

A B

F1 F2

pA A1=F1,得 pA= F1/A1 pB A1=F2,得 pB= F2/A1

∵F2>F1, ∴pB>pA 所以缸A先动,缸B不动。此时通过节 流阀的流量为 q节 ? CqAT ??p1 ?? (Δp1=pp - pA)
q节 Cq AT ? p p ? p A ? 缸A的运动速度: v A ? ? A1 A1

70

教材P245页,习题7-27 已知:各液压缸完全相同,F2>F1 不计压力损失 当缸A运动到终端后,缸B才运动,此时 流过节流阀的流量为:
q节 Cq AT ? p p ? p B ? 缸B的运动速度: vB ? ? A1 A1

A B

F1 F2

q节 ? CqAT ??p2 ? (Δp2=pp - pB)
?

∵pB>pA, ∴pp-pA>pp-pB 所以vA>vB ,即缸A的运动速度快。
71

教材P245页,习题7-27 已知:各液压缸完全相同, 不计压力损失,F2>F1 解:对图(b),为回油路 节流调速回路。

A

F1

B

F2

活塞的力平衡方程为:
pyA1=F+ΔpA2(对缸A和缸B都成立) 且F2>F1

因为回油路节流调速回路进油腔压力始终保持为 溢流阀的调定压力值py,故在平衡状态时,负载小的 产生的背压力高,这个背压力又加在负载大的液压缸 B的有杆腔,直到液压缸A的活塞运动到终点,背压 力减小,液压缸B的活塞才开始运动。
72

教材P245页,习题7-27 缸A先动,缸B不动,此时, 节流阀的压降为: Δp1=p2=(pyA1-F1)/A2
q节 ? CqAT ??p1 ?
?

A

F1

B

F2

缸A的运动速度:
q节 Cq AT ? p y A1 ? F1 ? ? ? vA ? ? ? ? A2 A2 ? A2 ?
?

缸B的运动速度:
q节 Cq AT vB ? ? A2 A2 ? p y A1 ? F2 ? ? ? ? ? A2 ? ?
?

缸A运动到终端后,缸B开始 运动,此时节流阀上的压降 为: 2=p2=(pyA1-F2)/A2 Δp 因为F2>F1 所以vA>vB
73

教材P245页,习题7-28 已知:F=9000N,pb=0.5MPa,q=30L/min, A1=50cm2, A2=20cm2, 不计管道和换向 阀的压力损失。

v

F

解:⑴液压缸运动速度恒定,不计调压偏差。 回路为进油路节流加背压阀的调速回路 活塞的力平衡方程为: p1A1=F+p2A2 (p2=pb=0.5MPa) p1=(F+p2A2)/A1 =(9000+0.5×106)/(50×10-4)=2MPa 取调速阀的最小工作压差为: Δp2=0.5MPa 所以溢流阀的最小调定压力为:pr=pp=p1+ Δp2=2.5MPa
74

教材P245页,习题7-28 已知:F=9000N,pb=0.5MPa,q=30L/min, A1=50cm2, A2=20cm2, 不计管道和换向 阀的压力损失。 解:⑵液压泵卸荷。 液压泵卸荷时,液压油经右侧 的背压阀回油箱,所以泵的出 口压力为0.5MPa。 卸荷时的能量损失为: P=pq=(0.5×106×30×10-3)/60 =250W

v

F

75

教材P245页,习题7-28 已知:F=9000N,pb=0.5MPa,q=30L/min, A1=50cm2, A2=20cm2, 不计管道和换向 阀的压力损失。 解:⑶背压阀增加了Δpb。 活塞的力平衡方程为: p1A1=F+(pb+Δpb)A2 pp=pr1=0.5+[F+(pb+Δpb)A2]/A1 溢流阀调定压力的增量为: Δpr1=pr1-pr

v

F

=0.5+[F+(pb+Δpb)A2]/A1 -0.5+(F+pbA2)/A1 =ΔpbA2/A1=2Δpb/5=0.4Δpb

76

A2 F 教材P245页,习题7-29 A1 已知:q1=16L/min,q2=4L/min, A D A1=100cm2, A2=60cm2, Δp=0.25MPa ρ=900kg/m3,d=1.8m ,F=1kN C υ=20×10-6m2/s,L=3m B 只考虑沿程损失 解:⑴液压缸快进时 1 2 液压缸快进时,换向阀的电 磁铁断电,换向阀处于左位,液 压缸差动联接。液压泵1和液压泵2同时向液压缸供油: 由连续性方程得: vA1= qp+vA2

v

? (16 ? 4) ? 10 ?3 ? 1 1 ? ?? v? ? ?4 ? ? 12 ? 0.083 m / s A1 ? A2 (100 ? 60 ) ?10 ? 60 ? qp
77

教材P245页,习题7-29 A1 已知:q1=16L/min,q2=4L/min, D 2, A =60cm2, Δp=0.25MPa A1=100cm 2 ρ=900kg/m3,d=1.8cm,F=1kN C υ=20×10-6m2/s,L=3m 只考虑沿程损失
解:动力粘度μ=υρ μ=υρ=20×10-6×900 =18×10-3kgm/s (Ns) 管路的沿程压力损失为:
?3

v

A2 F A

B

1

2

1 32 ?18 ?10 ? 3 ? 32 ?lv 12 ? 8000 Pa ?p沿 ? ? 2 d (1.8 ?10 ? 2 ) 2 18

78

教材P245页,习题7-29 A1 已知:q1=16L/min,q2=4L/min, D 2, A =60cm2, Δp=0.25MPa A1=100cm 2 ρ=900kg/m3,d=1.8cm F=1kN C υ=20×10-6m2/s,L=3m 只考虑沿程损失

v

A2 F A

B

1 解:活塞的受力平衡方程为: 2 p1A1=F+p2A2 所以 p2-p1=Δp沿+Δp方向阀 p1A1=F+(p1+Δp沿+Δp方向阀)A2
F ? (?p沿 ? ?p方向阀)A2 p1 ? A1 ? A2 8000 1000 ? 0.25 ?10 6 ? ( ) 60 ?10 ?4 ? 18 ? ? 6.25 ?10 5 Pa (100 ? 60) 10 ?4 ?

79

A2 F 教材P245页,习题7-29 A1 已知:q1=16L/min,q2=4L/min, A D A1=100cm2, A2=60cm2, Δp=0.25MPa ρ=900kg/m3,d=1.8cm F=1kN C υ=20×10-6m2/s,L=3m B 只考虑沿程损失 解:⑵液压缸工进时 1 2 液压缸工进时,换向阀的电 磁铁得电,换向阀处于右位,液 回路为出口节流。泵1卸荷,只有泵2向液压缸供油: p1A1=F+p2A2 活塞的受力平衡方程为: 此时回路承受的负载: F=p1A1-p2A2 (p2=0.5MPa) F=p1A1-p2A2=8×106×100×10-4-0.5×106×60×10-4 80 = 80000-3000=77000N

v

教材P245页,习题7-29 A1 已知:q1=16L/min,q2=4L/min, D 2, A =60cm2, Δp=0.25MPa A1=100cm 2 ρ=900kg/m3,d=1.8cm F=1kN C υ=20×10-6m2/s,L=3m 只考虑沿程损失

v

A2 F A

B

1 解:液压缸由快进时,泵1和 2 泵2同时向液压缸供油,此时 泵的出口压力为6.25×105Pa。 液压缸工进时,顺序阀开启,泵1经顺序阀卸荷,只 有泵2向液压缸供油。所以此时泵的出口压力略大于 6.25×105Pa。 即顺序阀的调定压力略大于6.25×105Pa。 溢流阀的调定压力至少比顺序阀的调定压力大10%~20%。
81

教材P245页,习题7-30 回路为进油节流调速 已知:Vp=105ml/r,np=1000r/min,

ηpv=0.95,pr=7MPa,

AT

Cq=0.62,ρ=900kg/m3 Vm=160ml/r, ηmv=0.95,ηmm=0.8 ATmax=0. 2cm2, T=16Nm q 解:⑴ 对液压泵: t=Vpnp=105×1000=105×103ml/min qn=qtηpv=105×103×0.95=99.75×103mL/min =0.0016625m3/s 液压泵的出口压力: pp=pr=7 MPa = p节流阀进口压力 节流阀的出口压力为液压马达的进口压力pm 2(7 ? pm ) ? 10 6 2?p ?4 ? 0.62 ? 0.2 ? 10 节流阀的流量: q节 ? CqAT max
?
900 82

教材P245页,习题7-30 已知:Vp=105ml/r,np=1000r/min, ηpv=0.95,pr=7MPa,

AT

Cq=0.62,ρ=900kg/m3 Vm=160ml/r, ηmv=0.95,ηmm=0.8 ATmax=0. 2cm2, T=16Nm 经过节流阀的流量全部进入液压马达,即液压马达 的实际流量为: 2(7 ? pm ) ?10 6 ?4
qn ? q节 ? 0.62 ? 0.2 ?10

液压马达的理论流量: qt=qnηpv=q节×0.95=Vmnm ①式 液压马达的效率为:

900

?=

P实际输出 P实际输入

16 ? 2?nm T? ? ? ? ? mv? mm ? 0.76 ②式 pm qm pm q节
83

教材P245页,习题7-30 已知:Vp=105ml/r,np=1000r/min, ηpv=0.95,pr=7MPa, Cq=0.62,ρ=900kg/m3 Vm=160ml/r, ηmv=0.95,ηmm=0.8 ATmax=0. 2cm2, T=16Nm 联立①式和②式得: q节 16 ? 2? ? pm=0.826×106Pa
0.76 ?

AT

160 ? 10 ?6 pm q节 液压马达的理论流量:
?4

qt ? q节? pv ? 0.62 ? 0.2 ?10

2(7 ? 0.826 ) ?10 6 ? 0.95 ? 0.00145 m 3 / s 900

液压马达的最大转速为:n = qt ? 0.00145 ? 9.0625 r / s m ?6

Vm

160 ?10

84

教材P245页,习题7-30 已知:Vp=105ml/r,np=1000r/min, ηpv=0.95,pr=7MPa, Cq=0.62,ρ=900kg/m3 Vm=160ml/r, ηmv=0.95,ηmm=0.8 ATmax=0. 2cm2, T=16Nm 回路的输出功率为: P出=Tω=2πnT=910.6W 回路的效率为:= P实际输出 ? T? ? 910 .6 ? 0.95 ?
P实际输入 pP qP
6

AT

7 ?10 ? 0.0016625

? 0.074

回路效率低的原因:有两部分功 率损失,溢流损失和节流损失。

⑵当py=8.5MPa时, 回路的效率:

?=

P实际输出 P实际输入

T? 910 .6 ? 0.95 ? ? ? 0.061 6 85 pP qP 8.5 ?10 ? 0.0016625

教材P245页,习题7-30 已知:Vp=105ml/r,np=1000r/min, ηpv=0.95,pr=7MPa,

AT

Cq=0.62,ρ=900kg/m3 Vm=160ml/r, ηmv=0.95,ηmm=0.8 ATmax=0. 2cm2, T=16Nm 16 ? 2? ? 0.95 联立①式和②式得: pm ? ? 7.85 ?10 3 Pa 0.76 ?160 ?10 ?6 2(7 ? pm ) ?10 6 ?4 液压马达的最大转速: q节 ? 0.62 ? 0.2 ?10 ? Vm nm
900

nm=9.66r/s

上式中,AT取最大数值,则nm最大。
P实际输出 P实际输入 T? 606 .6 ? ? 3 pm qm 7.85 ?10 ? 0.0016625

回路的输出功率为: P出=Tω=2πnT=606.6W

回路的效率为: = ?

?

86

教材P245页,习题7-33 已知:qp=10L/min,py=2MPa, AT1=0.02cm2, AT2=0.01cm2, Cq=0.67,ρ=900kg/m3

2 1 A T1 A T2 pr

解:⑴经过节流阀1、2的压差分别为: 节流阀1的压差: Δp1=pp-p1 qp 节流阀2的压差: Δp2=p1-0 经过节流阀1、2的流量分别为: 节流阀1的流量: 节流阀2的流量:
q1 ? CqAT 1
q2 ? CqAT 2

2?p1

?

? CqAT 1
? CqAT 1

2( p p ? p1 )

?
2 p1

2 ?p 2

?

?

87

教材P245页,习题7-33 已知:qp=10L/min,py=2MPa, Cq=0.67,ρ=900kg/m3 AT1=0.02cm2, AT2=0.01cm2,

2 1 A T1 A T2 pr

解:要使液压缸无杆腔的工作压力 最大,则: qp
q2 ? CqAT 1 2 p1

? (该式中q2最大)

由连续性方程得: q1=q2+q液压缸
CqAT 1 2( p p ? p1 )

?

? CqAT 1

(该式中q液压缸为0) 2 p1 ? q液压缸 ?
88

教材P245页,习题7-33 已知:qp=10L/min,py=2MPa, Cq=0.67,ρ=900kg/m3 AT1=0.02cm2, AT2=0.01cm2, 解:
CqAT 1 2( p p ? p1 )

2 1 A T1 A T2 pr

?

? CqAT 1

2 p1

?

qp
(该式中q2最大)

得: p1=4pp/5=8/5=1.6MPa ⑵由连续性方程得: qp=q1+q溢流阀 要使溢流阀出现最大溢流量,即q溢流阀最大,则q1为最小:
89

2(2 ? p1 ) 2 p1 Cq ? 0.02 ? Cq ? 0.01 900 900

教材P245页,习题7-33 已知:qp=10L/min,py=2MPa, Cq=0.67,ρ=900kg/m3 AT1=0.02cm2, AT2=0.01cm2, 解:q1 ? CqAT 1
2( p p ? p1 )

2 1 qp A T1 A T2 pr

?

要使q1为最小,则p1为最大。 即: p1=1.6MPa
q1 ? 0.67 ? 0.02 ? 10 ? 4 2(2 ? 1.6) ?10 6 ? 3.216 L / min 900

溢流阀的最大溢流量为: q溢流阀 =qp-q1=10-3.216=6.7L/min
90

教材P245页,习题7-34
1QS ① ④ ②

行程 开关



2Q S

1P D

2PD

1DT

2 DT 3DT

4D T

已知:如图,用压力继电器实现① ② 序动作。



④的顺
91

教材P245页,习题7-34
按下启动按钮 1DT得电 油缸甲右行 油缸乙右行
油缸乙左行 油缸甲左行 后续循环
① 1QS 甲 1PD ④ 乙 ② ③ 2QS

2PD

油缸甲右行到终端后,油缸甲 左腔的压力升高,压力达到压力继 4DT 1DT 2DT 3DT 电器1的调定压力时,1PD发信号, 油缸乙右行到终端后,油缸乙 3DT得电。 活塞杆上的挡块撞击行程开关2QS, 3DT断电,4DT得电。 油缸乙左行到终端后,油缸乙
右腔的压力升高,压力达到压力继 电器2的调定压力时,2PD发信号, 油缸甲右行到终端后,油缸甲活 4DT、1DT断电,2DT得电。 塞杆上的挡块撞击行程1QS,2DT断

电,油缸甲停止运动。(若要后续循 环,则可以使2DT断电,1DT得电)。
92

教材P245页,习题7-34
1QS 1PD ① ④ 2PD 2QS ② ③ 2QS

1DT

2DT 3DT

4DT

已知:如图,用压力继电器实现① 动作。

② ④ ③的顺序
93

教材P245页,习题7-34
按下启动按钮 1DT得电
1PD 1QS ① ④ 2PD 2QS ② ③ 2QS

油缸甲右行 油缸乙右行
油缸甲左行 油缸乙左行 后续循环

油缸甲右行到终端后,油缸甲 左腔的压力升高,压力达到压力继 4DT 1DT 2DT 3DT 电器1的调定压力时,1PD发信号, 油缸乙右行到终端后,油缸乙左 3DT得电。 腔的压力升高,压力达到压力继电 器2的调定压力时,2PD发信号, 油缸甲右行到终端后,油缸甲 1DT断电,2DT得电。 活塞杆上的挡块撞击行程开关1QS, 2DT、3DT断电,4DT得电。 油缸乙右行到终端后,油缸乙活 塞杆上的挡块撞击行程2QS,4DT断 电,油缸乙停止运动。(若要后续循 环,则可以使4DT断电,1DT得电)。
94

教材P245页,习题7-35 已知:如图的液压回路能否 实现“夹紧缸Ⅰ先夹紧工 件,然后进给缸Ⅱ再移动” 的要求(夹紧缸Ⅰ的速度 必须能调节) 解:不能,节流阀的存在 要求部分液压油通过溢流 阀,于是回路压力为py,而 顺序阀的调定压力px<py, 顺序阀必然打开,两缸同 时动作。改进办法是用夹 紧缸压力来控制顺序阀。



px



py

95

教材P245页,习题7-35



已知:如图的液压回路能否 实现“夹紧缸Ⅰ先夹紧工 件,然后进给缸Ⅱ再移动” 的要求(夹紧缸Ⅰ的速度 必须能调节)
解:改进后的回路如右图。 将顺序阀有内控式该为外控 式;将双作用油缸该为单作 用油缸,在油液压力作用下 油缸是工作行程,油缸在弹 簧弹力的作用下回程。

px



py

96

教材P245页,习题7-36 已知:液压回路可以实现 “快进 工进 快退” 动作回路(活塞右行为 “进”,左行为 “退”)。设臵压力继 电器的目的是控制活塞 换向。 解:调速阀的图形符号没有画对。 快进—快速接近工件(活塞向右的运 动速度快,进入液压缸无杆腔的液压油的流量大)。 工进—工作进给(活塞向右的运动速度较慢,进入 液压缸无杆腔的液压油的流量较小)。 快退—快速退回原位(活塞向左的运动速度快,进 入液压缸有杆腔的液压油的流量大)。 97

教材P245页,习题7-36 已知:液压回路可以实现“快进 工进 快退”动作回 路(活塞右行为“进”,左行为“退”)。设臵压力 继电器的目的是控制活塞换向。
也可用节流阀

1DT
2DT 3DT 2DT 3DT

1DT

方案1

4DT

方案2

4DT

98

也可用节流阀 教材P245页,习题7-36 已知:液压回路可以实现 “快进 工进 快退” 动作回路(活塞右行为 1DT 有的情况下工进分工进Ⅰ “进”,左行为 和工进Ⅱ,工进Ⅱ时的速度比 2 DT 3DT “退”)。设臵压力继 工进Ⅰ速度更慢。 电器的目的是控制活塞 换向。 解:改正后的液压回路如图所示: 快进—1DT,2DT都得电,油缸左腔 4DT 进油,右腔经过二位阀回油箱,活塞 快速向右运动。 工进—1DT断电,油缸左腔进油,油缸右腔的液压 油经过调速阀回油箱,活塞慢速向右运动。
99

教材P245页,习题7-36 已知:液压回路可以实现 “快进 工进 快退” 动作回路(活塞右行为 “进”,左行为 2 DT “退”)。设臵压力继 电器的目的是控制活塞 换向。 解:改正后的液压回路如图所示:

1DT 3DT

快退—活塞向右运动到终端后,油 4DT 缸左腔压力升高,当压力达到压力 继电器的调定压力时,压力继电器 发信号,2DT断电,3DT得电,三位换向阀处于右位, 液压油经单向阀进入油缸的右腔,油缸的左腔直接回 油箱。活塞快速退回。 100

教材P245页,习题7-36 已知:液压回路可以实现 “快进 工进 快退” 动作回路(活塞右行为 “进”,左行为 2 DT “退”)。设臵压力继 电器的目的是控制活塞 换向。 解:改正后的液压回路如图所示: 液压泵卸荷— 3DT、4DT断 电,三位换向阀处于中间位 臵,液压泵的出口经溢流阀 的遥控口K、二位换向阀直 接回油箱。
4DT

1DT 3DT

101


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