《流量阀和节流调速回路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流量阀和节流调速回路（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、调速方法概述 节流阀 采用节流阀的节流调速回路 节流调速的速度稳定 其它流量阀 同步回路,第八章 流量阀和节流调速回路,一般液压传动机构都需要调节执行元件运动速度。在液压系统中,执行元件液压缸或马达。在不考虑液压油的压缩性和泄漏性的情况下，液压缸的运动速度为 V=Q/A ; 液压马达的转速为 n=Q/qm。 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。 从上两式可知，改变输入液压缸的流量Q或改变液压缸有效面积A，都可以达到改变速度的目的。但对于特定的液压缸来说，一般用改变输入液压缸流量Q的办法来变速。而对于液压马达，既可用改变输入流量也可用改变马达排量的方法来变速
2、。, 8-1 调速方法概述,概括起来，调速方法可分以下几种： 1、节流调速。即用定量泵供油，采用节流元件调节输入执行元件的流量Q来实现调速； 2、容积调速。即改变变量泵的供油量Q和改变变量液压马达的排量qm来实现调速； 3、容积节流调速。用自动改变流量的变量泵及节流元件联合进行调速。 本章介绍以节流元件为基础的各种流量控制阀的结构、原理以及节流调速回路的性能。,返回,结束, 8-2 节流阀,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。,一、节流阀的作用,二、节流阀的特性,三、节流口的形式和节流阀的典型结构,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
3、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。如图所示,将节流阀串联在液压泵与执行元件之间, 同时在节流阀与液压泵之间 并联一个溢流阀.调节节流 阀,可使进入液压缸的流量 改变.由于系统中采用定量 泵供油，多余的油从溢流阀 溢出。这样节流阀就能达到 调节液压缸速度的目的。,一、节流阀的作用,1、节流阀的节流口有三种形式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔。他们的流量特性各不相同。 薄壁小孔的特性方程为： Q=Cqa(2P/)1/2=K.a(P)1/2 式中 K=Cq(2/)1/2. 细长小孔的流量特性方程为：Q=d4P/128l=K.aP 式中 K=d2/32l; a=d2/4. 厚壁小
4、孔的流量特性方程为: Q=K.apm 式中 k-系数；a-小孔截面积;p-小孔两端压差；m-指数。,二、节流阀的特性,2、流量稳定性,（1）压差对流量的影响 当节流阀两端压差p改变时，通过它的流量也要发生变化。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，见下图。,（3）最小稳定流量 为了得到小流量，节流阀需要在小开口条件下工作。实验表明：虽然节流阀的前后压差、开口和油液的粘度均保持不变，但在小开口时，通过节流阀的流量会出现时大时小的周期性脉动现象。开口越小，脉动现象越严重，最后甚至断流。这种现象称为节流阀的堵塞。,（2）温度对流量的影响,温度对薄壁小孔的流量没有影响。至于
5、细长小孔，通过它的流量受粘度的影响，而油液粘度对温度很敏感。因此，通过细长小孔的流量对温度变化很敏感。,三、节流口的形式和节流阀的典型结构,a、针阀式 图中为针阀式节流元件。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。其优点是结构简单、制造容易。但节流通道较长，水力直径小，易堵塞，温度 变化对流量稳定性 影响较大.一般用于 对性能要求不高的 场合。,1、节流口的结构形式,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
6、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。,b、偏心槽式,图中为轴向三角槽式节流口。阀芯作轴向移动时，改变了通流面积的大小。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，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。,c、轴向三角槽式,图中为周向隙缝式节流口。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
7、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。,d、周向隙缝式,图中为轴向隙缝式节流口。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。,e、轴向隙缝式,（1）节流阀 图中是节流阀的结构和图形符号.结构中的节流口是轴向三角槽式,油液从进油口P1进入,经阀芯上的三角槽节流 口后,由出油口P2 流出。转动把手可 使阀芯
8、作轴向移动, 以改变节流口的通 流面积。,2、节流阀的典型结构,（2）单向节流阀,图中为其结构和图形符号。当压力油从油口P1进入，经阀芯上三角槽节 流口，然后从油口P2 流出， 这时 起溢流阀作用。旋转 螺帽 即可改变阀的轴向位 置，从而使通流面积相应 的变化。当压力油从油口 P2进 入时，在压力油的作 用下阀芯克服软弹簧的作 用力而下移，油液不再经 过节流口而直接从油口P1 流出， 这时起单向阀 作用。,（3）单向行程节流阀,如图所示，图中分别为原理图，结构图和图形符号。单向行程节流阀由单向阀和用机械操纵的节流阀组合而成。这种阀常用于需要实现快进慢进快退的工作循环，也用来使执行元件在行程末端
9、减速，起缓 冲作用。,下图为双单向节流阀结构图,返回,结束,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： 进油路节流调速。节流阀串联在进入液压缸的油路上。 回油路节流调速。节流阀串联在液压缸的回油路上。 旁油路节流调速。节流阀装在与执行元件并联的支路上。, 8-3 采用节流阀的节流调速回路,一、进油路节流调速回路,二、回油路节流调速,三、进、回油路节流调速回路比较,四、旁油路节流调速回路,一、进油路节流调速回路,1、速度负载特性,从图中可看出，活塞运动速度取决于进入液压缸的流量Q1和液压缸进油腔的有效面积A1，既： V=Q1/A1 根据连续性方程，进入液压 缸的流量等于通过节流
10、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 Q1=Ka(P1)1/2=Ka(Ps-P1) 式中 Ps-液压泵出口压力。,当活塞以稳定的速度运动时，作用在活塞上的力平衡方程为： p1A1=p2+FL 式中 FL负载力；p2液压缸回油腔压力。 所以P1=FL/A1=PL,PL为克服负载所需的压力，称为负载压力。再将P1代入前式得： Q=K.a(Ps-FL/A1)1/2=(Ka/A11/2).(PsA1+PL) V=Q1/A1=（K.a/A13/2).(Ps.A-FL)1/2 上式即为进油路节流调速回路的速度负载特性方程，他它反映了速度v和负载FL的关系。若活塞运动速度为v为
11、纵坐标，负载为横坐标，将上式按不同节流阀通流面积a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。,下图即为该回路的速度负载特性，从图中可看出，当其它条件不变时，活塞运动速度v与节流阀通流面积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。由于薄壁小孔节流阀最小稳定流量很小，故能得到较 低的稳定速度。这种调速 回路和调速范围大，一般 可超过100。从前式和图中 还能看出，当节流阀通流 面积a一定时,随着负载FL 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FL=psA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
12、种调速回路的速度负载特性较软。通常用速度刚度T表示负载变化对速度的影响程度。 T=-dFL/dv=ctg 再由前式可得出： -dFL/dv=(2A13/2/K.a)(Ps-A1-FL) =2(Ps-A1-FL)/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T越大。 （2）当负载一定时，节流阀通流面积越小，速度刚度T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速度刚度。,2、最大承载能力,在Ps已调定的情况下，不论节流阀通流面积怎样变化，其最大承载能力是不变的，即FLmax=Ps.A1。故称这种调速方式为恒推力调速。,3、功率特性,液压泵输出的功率为：Np=ps.Qp=常数 液压缸输出有效功率为: N1=FL.v=FLQL/A1=pL.QL 式中 QL称为负载流量，即进入液压缸的流量，这里QL=Q1。回路的功率损失为： N=Np-N1=psQp-pLQL=(QL+ Q)ps
