液压系统回路设计doc2026-07-13 22:38:28
液压系统回路设计 主干回路设计 对于任何液压传动系统来说，调速回路都是它的核心部分。这种回路可以通过事先的调整或在工作过程中通过自动调整来改变元件的运行速度，但它的主要功能却是在传递动力（功率）。 根据伯努力方程： （1-1） 式中 ——主滑阀流量 ——阀流量系数 ——阀芯流通面积 ——阀进出口压差 ——流体密度 其中和为常数，只有和为变量。 液压缸活塞杆的速度： （1-2） 式中为活塞杆无杆腔或有杆腔的有效面积 一般情况下，两调平液压缸是完全一样的，即可确定和所以要保证两缸同步，只需使，由式（1-2）可知，只要主滑阀流量一定，则活塞杆的速度就能稳定。又由式（1-1）分析可知，如果为一定值，则主滑阀流量与阀芯流通面积成正比即：,所以要保证两缸同步，则只需满足以下条件： ，且 此处主滑阀选择三位四通的电液比例方向流量控制阀，如图1-1所示。 图1-1 三位四通的电液比例方向流量控制阀 它是一种按输入的电信号连续地、按比例地对油液的流量或方向进行远距离控制的阀。比例阀一般都具有压力补偿性能，所以它输出的流量可以不受负载变化的影响。与手动调节的普通液压阀相比，它能提高系统的控制水平。它和电液伺服阀的区别见表1-1。 表1-1 比例阀和电液伺服阀的比较 项目 比例阀 伺服阀 电位移转换器 功率较大（约50w）的比例电磁铁，用来直接驱动阀芯或压缩弹簧 功率较小（约0.1~0.3w）的力矩马达，用来带动喷嘴挡板或射流管放大器。其先导级输出功率约为100w 过滤要求 约25 由于是由普通阀发展起来的，没特性要求 1~5 为了保护精密断面（零遮盖），要求进口过滤 线）下工作，通过较大流量时，阀体内部的阻力对线性度有影响（饱和） 在高压降（7）下工作，阀体内部的阻力对线性度影响不大 滞环 约1% 约0.1% 遮盖 20% 一般精度，可以互换 0 极高精度，单件配作 响应时间 40~60ms 5~10ms 频率响应 2~10Hz 10~300Hz或更高 电子控制 电子控制板与阀一起供应，比较简单 电子电路针对应用场合专门设计，包括整个闭环电路 应用领域 执行元件开环控制 执行元件闭环控制 价格 约为普通阀的3~6倍 约为普通阀的10倍以上 与电液伺服阀相比，它虽在某些性能方面稍逊色些，但它的结构简单，成本低，所以它被广泛应用于要求对液压参数进行连续远距离控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。 又因为在整个举身或收回过程中，单缸负载变化范围变化比较大（0~50T），而且举身和收回时是匀速运动，所以调平缸的功率为，为变功率调平，为达到节能效果，选择变量泵。 综上所可得，主干调速回路选用容积节流调速回路。容积节流调速回路没有溢流损失，效率高，速度稳定性也比单纯容积调速回路好。 为保证值一定，可采用负荷传感液压控制，其控制原理图如图1-2所示。它主要利用负荷传感和压力补偿技术，可用单泵（或一组泵）驱动多个执行元件，各执行元件运动速度仅依赖于各节流阀开启度，而与各执行元件的负载压力和其它执行元件的工作状态无关。即使当泵的输出流量达不到实际需要时，各执行元件运动速度的比例关系仍然可以得到保持。此系统的这一特有的独立调速功能大大减少了作业中操纵者协调各执行元件动作所花费的时间，不但显著提高了作业效率，而且有效减轻了操作者的劳动强度。另外，能够以最节省能量的方式实现调速，系统无溢流损失，并以推动执行元件动作所需的最低压力供油。在工作间隙(发动机不停机，各执行元件处于无载状态，不动作)，系统自动调节泵的排量到
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