节流阀进出口调速回路系统分析
- 格式:docx
- 大小:165.05 KB
- 文档页数:10
第八章液压基本回路(二)§4 速度控制回路在很多液压装置中,要求能够调节液动机的运动速度,这就需要控制液压系统的流量,或改变液动机的有效作用面积来实现调速。
一、节流调速回路在采用定量泵的液压系统中,利用节流阀或调速阀改变进入或流出液动机的流量来实现速度调节的方法称为节流调速。
采用节流调速,方法简单,工作可靠,成本低,但它的效率不高,容易产生温升。
1.进口节流调速回路(如下图)节流阀设置在液压泵和换向阀之间的压力管路上,无论换向阀如何换向,压力油总是通过节流之后才进入液压缸的。
它通过调整节流口的大小,控制压力油进入液压缸的流量,从而改变它的运动速度。
2.出口节流调速回路(如下图)节流阀设置在换向阀与油箱之间,无论怎样换向,回油总是经过节流阀流回油箱。
通过调整节流口的大小,控制液压缸回油的流量,从而改变它的运动速度。
3.傍路节流调速回路(如下图)节流阀设置在液压泵和油箱之间,液压泵输出的压力油的一部分经换向阀进入液压缸,另一部分经节流阀流回油箱,通过调整傍路节流阀开口的大小来控制进入液压缸压力油的流量,从而改变它的运动速度。
4.进出口同时节流调速回路(如下图)在换向阀前的压力管路和换向阀后的回油管路各设置一个节流阀同时进行节流调速。
5.双向节流调速回路(如下图)在单活塞杆液压缸的液压系统中,有时要求往复运动的速度都能独立调节,以满足工作的需要,此时可采用两个单向节流阀,分别设在液压缸的进出油管路上。
图(a)为双向进口节流调速回路。
当换向阀1处于图示位置时,压力油经换向阀1、节流阀2进入液压缸左腔,液压缸向右运动,右腔油液经单向阀5、换向阀1流回油箱。
换向阀切换到右端位置时,压力油经换向阀1、节流阀4进入液压缸右腔液压缸向左运动,左腔油液经单向阀3、换向阀1流回油箱。
图(b)为双向出口节流调速回路。
它的原理与双向进口节流调速回路基本相同,只是两个单向阀的方向恰好相反。
6.调速阀的桥式回路(如下图)调速阀的进出油口不能颠倒使用,当回路中必须往复流经调速阀时,可采用如图所示的桥式联接回路。
节流调速回路的特点
节流调速回路的特点如下:
1.简单可靠:节流调速回路结构简单,没有电子控制器等复杂部件,
工作可靠性高。
2.调速范围窄:由于节流调速回路依赖于油液的阻力调速,因此其调
速范围相对较窄。
3.承载能力差:相较于其他调速方式,节流调速方式的承载能力较差,不能应对大负载的工作。
4.能耗高:节流调速方式的稳压节流装置需要经常调节节流阀的开度
以达到稳定的调速效果,因此会消耗较多的能量。
5.适用范围有限:节流调速回路适用于低速大扭矩传动,如液压机械等,不适用于高速运转的机械设备。
中北大学节流调速性能实验报告
一、实验目的
节流调速回路由定量泵、流量控制阀和执行元件等组成。
节流调速回路按流量控制阀安放位置的不同,有进口节流、出口节流和旁路节流三种。
流量控制阀采用节流阀或调速阀时其性能各有特点。
因学时有限,只选作“采用节流阀的进口节流调速回路”和“采用调速阀的进口节流调速回路”两项内容。
通过对节流阀和调速阀进口节流调速回路的对比实验,分析比较它们的调速性能,即了解调速阀、节流阀的速度一负载特性。
二、实验内容
1.采用节流阀的进口节流调速回路的调速性能。
2.采用调速阀的进口节流调速回路的调速性能。
进口节流调速回路是将流量调速阀安装在执行元件的进油路上的。
当流量阀的结构形式和液压缸的尺寸确定以后,液压缸活塞杆的工作速度v与流量阀的通流面积A、溢流阀的调定压力及负载F有关。
每次按不同数值调定节流阀、溢流阀开度(A),选定溢流阀2的压力(P4),调节溢流
阀11的压力(P21)以改变负载F的大小,同时测出相应的工作缸活塞杆的运动时间t,根据活塞运动行程和运行时间求出运行速度v。
根据测得的数据及计算后的数据,作出各自的速度一负载曲线。
三、实验报告
1.实验记录
2.绘出采用两种不同阀时的速度一负载特性曲线
(用exce1绘制曲线,要求标明坐标轴名称、单位,刻度应合适,图形清楚、美观。
在四条曲线的下方注明学号、姓名,上述内容打印在一页A4纸上,附在实验一后。
)
3.分析比较节流阀、调速阀进口节流调速回路的性能。
进油回油节油调速回路原理
进油节流调速回路和回油节流调速回路是液压与气压传动中的两种节流调速回路。
进油节流调速回路的工作原理是:节流阀串联安装在定量液压泵出口和液压缸入口之间,定量液压泵输出的油液一部分经过节流阀流入液压缸的无杆腔,推动活塞运动,另一部分油液通过与定量液压泵并联的溢流阀流回液压油箱。
调节节流阀的开口面积,即可改变通过节流阀的流量,从而调节了液压缸活塞的运动速度。
而回油节流调速回路的工作原理是:将节流阀安装在液压缸的回油路上,与进油路并联一个溢流支路,通过调节液压缸回油量来调节液压缸的进油量,这种调速回路称为回油节流调速回路。
这两种调速回路虽然不同,但它们都是通过改变流量控制元件通流截面积的大小来控制流入或流出液压执行元件的流量,以调节其运动速度。
以上信息仅供参考,如需了解更多信息,建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
实验报告5:节流调速回路的装调
一、实验描述
通过对三种节流调速回路的组装和观察,加深对节流调速回路工作原理的理解,能对三种不同节流调速回路——进油路节流调速回路、回油路节流调速回路、旁油路节流调速回路进行性能比较与分析。
二、实验目标
(1)正确选取液压元件;
(2)准确进行元件的连接、回路的组建;
(3)掌握节流调速回路的工作原理;
(4)能够对三种节流调速回路的性能进行比较和分析。
三、实验分析
(1)进口节流调速回路中,经节流阀发热的油液进入液压缸,增大液压缸泄漏。
图1 进口节流调速回路
(2)回油节流调速回路中,回油路有背压力,活塞运动速度平稳。
经节流阀发热的油液排回油箱,对液压缸的泄漏、效率无影响。
图2 回油节流调速回路
(3)旁路节流调速回路中,承载能力随节流口通流面积的增大而减小,低速时承载能力差,调速范围小,速度稳定性受液压泵泄漏的影响,故速度稳定性不如前两种,回路只有节流功率损失,无溢流功率损失,回路效率高于前两种。
图3旁路节流调速回路
四、实验实施
(1)组装节流调速回路;
(2)全部打开溢流阀;
(3)旋紧节流阀;
(4)启动液压泵,调节溢流阀的手柄到一定位置,两个电磁换向阀交替通断电,观察液压缸的往返运动速度;
(4)节流阀调到一定位置(大、中、小),两个电磁换向阀交替通电,观察液压缸的往返速度的变化。
五、实验总结
液压基本回路是为了实现特定的功能而把某些液压元件和管道按一定的方式组合起来的油路结构。
在实验报告中简述液压基本回路——节流调速回路安装调试的步骤及注意事项。
简述节流调速回路的工作原理
随着现代工业的发展,越来越多的机械设备需要实现精确的调速控制,而节流调速回路正是一种常用的控制方式。
本文将从节流调速回路的工作原理入手,对其进行简要介绍。
一、节流调速回路的基本组成
节流调速回路通常由节流阀、液压缸、油箱、油泵、油管等组成。
其中,节流阀是实现调速的关键部件,它可以根据控制信号调整油液流量,从而实现液压缸的运动控制。
二、节流调速回路的工作原理
节流调速回路的工作原理基于能量守恒定律。
当液压缸运动时,需要消耗一定的能量,而节流阀则可以通过调整油液流量,实现能量的平衡控制。
具体来说,节流阀可以限制油液的流速,从而使得液压缸的速度降低,达到调速的目的。
在节流调速回路中,节流阀的开度是关键的控制因素。
通常情况下,节流阀的开度越小,液压缸的速度就越慢,反之则越快。
因此,通过控制节流阀的开度,可以精确地调节液压缸的速度。
除了节流阀的开度外,节流调速回路还需要考虑其他因素对速度控制的影响。
例如,油液的粘度、温度、压力等因素都会影响液压缸的速度,因此需要在设计时充分考虑这些因素,并进行相应的控制。
三、节流调速回路的应用
节流调速回路广泛应用于各种机械设备中,例如起重机、挖掘机、注塑机等。
在这些设备中,节流调速回路可以实现精确的运动控制,
从而提高设备的工作效率和安全性。
总之,节流调速回路是一种常用的控制方式,其工作原理基于能量守恒定律,通过调节节流阀的开度实现液压缸的速度控制。
在实际应用中,需要充分考虑各种因素对速度控制的影响,并进行相应的控制。
节流调速性能实验一、实验目的机械设备的液压系统中,调速回路占有重要的位置,尤其对于运动速度要求较高的的机械设备,调速回路往往起着决定性的作用,在调速回路中,节流调速回路结构简单,成本低,使用维护方便,是一种常用的调速方法。
节流调速回路是由定量泵,流量控制阀,溢流阀和执行元件等组成,通过改变流量控制阀阀口的开度,改变进入执行元件的流量,达到调节元件的目的,常用流量控制阀有节流阀和调速阀两种,视其在回路中安放位置不同,有进油路节流调速,回油路节流调速和旁油路节流调速。
通过本实验主要达到以下目的:1、分析、比较采用节流阀的进油路节流调速回路中,节流阀具有不同的阀口开度时速度负载特性;2、分析、比较采用节流阀分析、比较的进、回、旁三种调速回路的速度负载特性;3、分析、比较节流阀和调速阀的调速特性;4、进一步加深对调速回路的理解、掌握有关的实验方法。
二、实验内容1、测试采用节流阀的进油路节流调速回路的速度负载特性;2、测试采用节流阀的回油路节流调速回路的速度负载特性;3、测试采用节流阀的旁油路节流调速回路的速度负载特性;4、测试采用调速阀的进油路节流调速回路的速度负载特性。
三、实验装置QCS003B型液压试验台四、实验方法及原理实验原理图如图2-5所示。
图2-5中左半部为调速回路,右半部为加载回路。
在加载回路中液压油进入加载缸18右腔时,由于加载缸活塞杆与调速回路中液压缸17的活塞杆将处于同心对顶,且缸筒都固定在工作台上,因此工作缸17的活塞杆受到一向右的作用力F L(即为负载),调节溢流阀9就可以改变F L的大小。
在调速回路中,工作液压缸17的活塞杆的工作速度v与节流阀的通流截面,溢流阀的调定压力(泵1的供油压力)及负载F L有关。
而在一次工作过程中,前二项参数都预先调定不再变化,此时活塞杆运动速度v只与负载F L有关,活塞杆工作速度v与负载F L之间的关系,称为节流调速回路的速度负载特性。
当节流阀通流截面和调定压力确定后,改变负载F L的大小,同时测出相应的工作液压缸活塞杆速度v,就可测出一条速度负载特性曲线。
节流阀的工作原理解析1前言流量控制阀简称流量阀,它是通过改变各阀通流面积的大小来进行调节液阻和输出流量,从而控制执行元件的运动速度,即。
常用的流量控制阀有节流阀和调速阀。
本文将重点分析流量阀中的节流阀,对节流阀的结构、性能及应用展开分析。
2 节流阀的结构和工作原理如图1(a)图所示,节流阀主要有阀体、阀芯、弹簧和调节手轮等零部件组成,通过调节手轮来控制节流阀阀口的开大与关小,即调节手轮,从而移动节流阀的阀芯,导致节流阀阀口面积发生改变,从而就控制了通过节流阀往外液体的输出流量,又由于执行元件液压缸一旦安装好,其面积不可改变,通过,最终来调节执行元件液压缸的运动速度。
图1 节流阀结构图及简图3节流阀的流量特性如图2所示为节流阀进口节流调速回路,在此回路中由于所使用的动力装置为定量泵,并且节流阀要起到节流作用,所以溢流阀的阀口是处于常开状态的,假设溢流阀的调节压力为p y,定量泵出口的压力为p p,根据油液的液力在管道当中等值传递,在此p p=p y并且还等于节流阀进口压力,节流阀出口的压力就等于p1,而p2=0。
图2 节流阀进口节流调速回路假设定量泵的流量为q p,通过溢流阀的流量为△q,通过节流阀的流量为q1,执行元件液压缸左腔面积为A1,右腔面积为A2,而本回路中节流阀控制执行元件液压缸左腔的进油流量,所以执行元件液压缸运动速度为(1)在公式(1)中,A1的面积在此回路中是无法改变的,所以调节通过节流阀的流量q1即可调节执行元件液压缸的运动速度v,而节流阀流量计算公式为(2)假设节流阀的口为薄壁小孔,那么(2)式中的C=cq A T为节流阀口的通流面积,△p为节流阀进出口两端之间的压力差,根据前面分析△p=py-p1,m=0.5,由此将以上分析的内容带入到公式(2)中,得(3)在此公式中c q为流量系数,其都有固定取值,ρ=900,p y为固定取值,即式中可变的是A T和p1,而p1与负载F的大小有关系,即:(4)现在将公式(4)代入到(3)中可得:(5)将公式(5)代入(1)中可得:(6)在公式(6)中,影响执行元件液压缸运动速度的可变值为A T和F,假设节流阀口的面积A T不变,那么F增大时,执行元件液压缸的运动速度v将下降;反之,当F减小时,执行元件液压缸的运动速度v将上升。
1 气压传动与控制讨论课: 进/出口节流调速回路系统分析
汇报人: 赵俊伟 090101010221 夏子青 090101010215 刘宝 090107020028 马牙川 090101010228 指导教师: 吴晓明 教师
燕山大学机械工程学院机电控制系 2012年11月 2
目录 一、气动技术简介........................................................................................................ 3 二、气缸简介................................................................................................................ 3 1. 气缸简介................................................................................................................... 3 2.气缸的工作原理......................................................................................................... 4 3.气缸的分类................................................................................................................. 4 4.典型气缸的结构及工作原理..................................................................................... 4 5.气缸的爬行................................................................................................................. 5 6.气缸的自走................................................................................................................. 6 三、节流阀简介............................................................................................................ 7 1.对节流阀的性能要求................................................................................................. 7 2.节流阀的特点............................................................................................................. 7 3.节流阀的分类............................................................................................................. 7 四、节流阀调速回路分析............................................................................................ 8 1.气压传动节流调速回路原理..................................................................................... 8 2.节流调速回路的两种形式......................................................................................... 9 3.进出口节流调速回路的性能比较........................................................................... 10 五、体会和感想.......................................................................................................... 10 3
一、气动技术简介 气动技术是指以压缩空气为动力源,实现各种生产控制自动化的一门技术,也可以说气动技术是以压缩空气为工作介质进行能量与信号传递的技术。 实现自动化和自动控制有很多种方式,但是由于气动技术是以空气为介质,它具有防火、防爆、防电磁干扰、不受放射线及噪声的影响,且对振动及冲击也不敏感,结构简单、工作可靠、成本低寿命长等优点,所以近年来气动技术得到迅速飞发展及普遍应用。 起动控制已经在汽车制造业、半导体电子及家电行业、加工制造业、介质管道运输送业、包装业、机器人等各个方面得到了广泛的应用。 气动技术的显著特点主要有一下方面: ⑴、气动控制的介质为空气,取之不尽用之不竭; ⑵、使用快速接头可以非常简单地进行配管; ⑶、可安全、可靠的应用于易燃、易爆场所; ⑷、流动阻力小,压力沿程损失小,可用于远距离输送; ⑸、做完功的空气直接排入大气,无需回程管道,不会造成环境污染; ⑹、动作迅速反应快,允许一定的超载运行,不易发生过热; ⑺、气压具有较高的自保持能力; ⑻、由于空气的可压缩性,给位置控制和速度控制精度带来较大的影响; ⑼、工作压力低,所以气动系统输出力小; ⑽、噪声大,在超声速排气时,需要加消声器; ⑾、工作介质空气本身没有润滑性。 气动技术的特点使其得到快速发展和应用,但同时也决定了其局限性,给出了其发展趋势。气动技术必定会朝着无给油化、节能化、小型化与轻量化、位置控制的高精度化、电气一体化、集成化、系统省配线化的方向发展。通过对于系统本身的优化以及与其他控制系统相互匹配,以获得更加优良的控制性能,使气动技术得到更加广泛的应用。
二、气缸简介
1. 气缸简介 气动的执行元件将压缩空气的压力能转化为机械能,驱动机构实现运动。气动执行元件分为气动缸与气动马达两大类。 气缸一般由缸体、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。 近年来,因为气缸具有动作迅速反应快、环境友好性、安全可靠、组装维护简单、成本较低等一系列优点,使得它得到了迅速的发展和普遍的应用。目前,气动装置在汽车制造业、半导体电子及家电行业、加工制造业、包装业、工业机器人等工业生产领域和车辆装置中有普遍的应用。 4
2.气缸的工作原理 气动缸的基本工作原理是:压力空气使活塞移动,通过改变进气方向,改变活塞杆的移动方向。
3.气缸的分类 气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。气缸有做往复直线运动的和做往复摆动的两类(见图)。做往复直线运动的气缸又可分为单作用、双作用、膜片式和冲击气缸4种。 ①单作用气缸:仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气聚能产生气压,气压推动活塞产生推力伸出,靠弹簧或自重返回。 ②双作用气缸:从活塞两侧交替供气,在一个或两个方向输出力。 ③膜片式气缸:用膜片代替活塞,只在一个方向输出力,用弹簧复位。它的密封性能好,但行程短。 ④冲击气缸:这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10~20米/秒)运动的动能,借以做功。冲击气缸增加了带有喷口和泄流口的中盖。中盖和活塞把气缸分成储气腔、头腔和尾腔三室。它广泛用于下料、冲孔、破碎和成型等多种作业。做往复摆动的气缸称摆动气缸,由叶片将内腔分隔为二,向两腔交替供气,输出轴做摆动运动,摆动角小于 280°。此外,还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。
4.典型气缸的结构及工作原理 以气动系统中最常使用的单活塞杆双作用气缸为例来说明,气缸典型结构如下图1所示。它由缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。双作用气缸内部被活塞分成两个腔。有活塞杆腔称为有杆腔,无活塞杆腔称为无杆腔。 当从无杆腔输入压缩空气时,有杆腔排气,气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动,使活塞杆伸出;当有杆腔进气,无杆腔排气时,使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气,活塞实现往复直线运动。
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 5
图2-1 单活塞杆双作用气缸 1-缓冲柱塞 2-活塞 3-缓冲柱塞 4-缸筒 5-导向套 6-防尘圈7-前端盖 8-气口 9-传感器 10-活塞杆11-耐磨环 12-密封圈 13-后端盖 14-缓冲节流阀
5.气缸的爬行 气缸的主要失效形式有活塞卡死,不动作;气缸无力,密封圈磨损,漏气等。气缸在低速运动时出现的时走时停或时快时慢的现象叫做气缸的“爬行”。气缸的爬行对于气动控制的速度控制精度有很大的影响。 §5.1 气缸“爬行”出现的机理 造成气缸爬行产生的原因比较复杂,现以单杆双作用气缸活塞杆伸出为例分析气缸爬行现象。气源经A口向气缸无杆腔充气,无杆腔内压力p1上升,有杆腔内气体经曰口排气,有杆腔内压力p2下降。一开始,由于气缸内活塞等处静摩擦力较大,活塞并不运动。当无杆腔内压力上升到使得活塞两侧压力差所产生的作用力刚好能克服活塞等处静摩擦力时,活塞开始移动。一旦活塞起动,静摩擦力变为动摩擦力,而动摩擦力小于静摩擦力,活塞作加速运动,但由于此时无杆腔容积变化增加较大,而供气流量不足,致使无杆腔中的气体压力又进一步下降,同时有杆腔中的气体压力上升,可能使活塞两侧压力差所产生的作用力小于活塞等处摩擦力,此时活塞就停止前进,直到无杆腔继续进气,活塞重新开始向前运动。这一过程的循环出现就形成了气缸的爬行。
§5.2 气缸爬行的原因分析 出现爬行现象的原因有很多,归纳起来,主要有以下几种情况: (1与气体的压缩性有关 气体压缩性体现为传动系统刚度七,当七为无穷大时,传动系统中就不可能有储存及放出能量的过程,滑块与驱动件好象~个刚体,物体只能以v的速度跟着一起运动。分析表明,排气节流与进气节流相比刚度大,稳定性好,不易出现爬行。 (2气源处理不符合要求 因为气缸的工作介质是压缩空气,工作气体的质量会直接影响气缸的相关零件的使用寿命,如工作气体含水分,尘埃太多,会使缸筒内壁活塞杆外表面、活