液压缸差动控制回路与参数分析
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3 差动液压缸的几何参数 ,可按速比要求来设计 。其 D 、d 尺寸可根据式 (8) 确定 。 4 常用差动液压缸的速比 φ= 1 , 即应满足式 (9) 的条件 。此时 , 液压缸的伸 、缩速度相同 , 推 、拉力相 等。
参考文献 : [ 1 ] 李昌熙. 矿山机械液压传动[ M ] . 北京 :煤炭工业出版社. 1985. [ 2 ] 官忠范. 液压传动系统[ M ] . 北京 :机械工业出版社. 1981. [ 3 ] 雷天觉. 液压工程手册[ M ] . 北京 :机械工业出版社. 1992.
第1期
陈启梅 ,等 :液压缸差动控制回路与参数分析
Q2
=
π 4
(
D2
-
d2) v1
53 (1)
图 1 液压缸的差动控制回路
Q2 返回进入活塞腔 ,使活塞杆伸出时间的总流量为
Q = Q1 + Q2
(2)
则活塞杆伸出速度为
v1
=
4Q πD2
=
4 πD2
(
源自文库Q1
+
Q2)
(3)
将式 (1) 代入式 (3) ,化简可得
2 差动控制液压缸的参数分析
上述三种差动回路控制的液压缸 ,其速度的表达式均相同 。 2. 1 液压缸的伸缩速度 :设供液量相同 ,不计容积效率 。 2. 1. 1 伸出速度 v1 :按差动回路计算 。
在活塞杆伸出时 ,由活塞杆腔排出的流量为
收稿日期 :2000 - 10 - 20
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
显然 ,在采用差动控制回路时 ,与普通液压缸相比 ,其伸出速度 v1 增加 ,但推力 F1 也将相应有所降低 。
2. 3 按速比要求确定差动液压缸的几何尺寸关系
液压缸的速比 ,是指其活塞杆缩回速度与伸出速度之比 ,即 φ= v2/ v1 。在供液量 Q1 相同时 , 对于非差 动控制的单活塞杆双作用液压缸 ,其 φ均大于 1 ;当采用差动控制时 ,φ≤1 。
1 液压缸的差动控制回路
液压缸的差动控制回路 ,实质上是使液压缸活塞杆腔排出的液体返回至液压缸的活塞腔 ,从而增加了 进入活塞腔的流量 ,相应也加大了活塞杆的伸出速度 。
通常 ,实现液压缸差动控制的方法有三种 。 1. 1 采用 OP 型三位四通换向阀构成阀内差动回路 ,如图 1 (a) 所示 。当换向阀左位工作时 ,进入活塞杆腔 的流量为 Q1 ,活塞杆缩回速度为 v2 ;当换向阀右位工作时 ,该位为 P 型机能 ,进入活塞腔的流量 Q = Q1 + Q2 (Q2 为活塞杆腔的排液量) ,活塞杆伸出速度将相应增大 。 1. 2 在液压缸两腔油路之间增设一个交替单向阀 A ,构成阀后差动回路 ,如图 2 ( b) 所示 。此时 ,可采用普 通的 O 型机能三位四通阀 。阀处左位工作时 ,液流经交替单向阀 A 进入活塞杆腔 ,流量为 Q1 , 缩回速度为 v2 ;阀处右位工作时 ,进入液压缸活塞腔的油液使阀 A 中钢球或柱塞动作 ,活塞杆腔排液经阀门 A 返回到活 塞腔的进油管路 ,从而使进入液压缸活塞腔的流量 Q = Q1 + Q2 ,形成差动回路 ,实现 v1 ≥v2 。 1. 3 采用二位三通阀构成阀外差回路 ,如图 1 (c) 所示 。在活塞腔进液时 ,活塞杆腔返回液进入二位三通阀 的阀前管路 ,活塞腔进液量 Q = Q1 + Q2 ,速度为 v1 ;阀换向时 ,进入活塞杆腔流量为 Q1 ,速度为 v2 ,同样形 成差动回路 。
0 引 言
液压缸是液压传动中一种重要的执行元件。在各种机械设备上应用极其广泛 ,尤以双作用单活塞杆式 液压缸的应用甚多 。但由于活塞两侧的有效面积不同 ,这类液压缸的伸 、缩速度不同 。在两腔供液量相同 的情况下 ,其活塞杆的缩回速度均大于伸出速度 。但在一些特殊的使用场合 ,要求活塞杆的伸 、缩速度相 等 ,或伸出速度大于缩回速度时 ,这种液压缸就不能满足需要 。虽然采用双杆液压虹 ,或采用两腔不同供液 量的方法 ,可使其伸 、缩速度相等 ,但结构与系统相应较为复杂 。此时 ,若采用差动控制回路 ,就可以提高单 活塞杆双作用液压缸的伸出速度 ,从而满足伸出速度等于或大于缩回速度的要求 。
F1
=
F2
=
π 4
d
2
P
(10)
3 结 论
1 单活塞杆双作用液压缸 ,在采用差动回路控制时 ,可提高活塞杆的伸出速度 , 从而满足一些特殊的 使用要求 。但其推力将相应有所降低 。
2 实现差动控制的方法有多种 。当有多个执行元件工作时 ,为防止干扰 ,宜采用图 1 (a) 、( b) 的阀内或 阀后差动回路 ;对于单一执行元件 ,可采用图 1 (c) 的阀外差动回路 。
2. 2 液压缸的输出力 :设供液压力相同 ,背压为零 ,不计机械效率 。
2. 2. 1 推力 F1 :按差动回路计算
F1
=
π 4
D
2
P
-
π 4(
D2
-
d2)
P
=
π 4
d2
P
(6)
2. 2. 2 拉力 F2 :按普通液压缸计算
F2
=
π 4
(
D2
-
d2) P
(7)
式中 : P ———系统工作压力 。
v1
=
4 Q1 πd2
(4)
2. 1. 2 缩回速度 v2 :按普通液压缸计算
v2
=
π(
4 Q1 D2 -
d2)
(5)
式中 : Q1 ———泵或系统供液量 。
D 、d ———液压缸的活塞或活塞杆直径 。
由式 (4) 、(5) 可知 ,只要控制 D 、d 的数值 ,就可使液压缸的运动速度 v1 ≥v2 。
The Analysis of Differential Control Circuit of Hydraulic Pressure Cylinder and Its Parameter
CHEN Qi2mei , HU Ying2xi ( School of Resources and Environment , GU T , Guiyang 550003 ,China)
文章编号 :100920193 (2001) 0120052203
液压缸差动控制回路与参数分析
陈启梅 ,胡应曦
(贵州工业大学资环学院 贵州 贵阳 550003)
摘 要 :分析了液压缸差动控制回路的型式和参数 ,并按速比条件导出了活塞与活塞杆直径的 比值关系 。 关键词 :液压缸 ;差动回路 ;速比 中图分类号 : TD4 文献标识码 :A
5 4
贵 州 工 业 大 学 学 报 (自然科学版)
2001 年
差动回路控制的液压缸 ,通常均按速比 φ= 1 ,即 v1 = v2 来确定其几何参数 。此时 , 活塞与活塞杆直径关系 应满足 :
D = 2d
(9)
由式 (6) 、(7) 可知 ,在上述结构尺寸条件下 ,这种差动缸的推 、拉力相等 。即
Abstract :This paper analyses t he differential cont rol circuit of hydraulic pressure cylinder and it s parameter ,and works out t he ratio of piston and t he diameter of piston pole according to t he requirement of speed rate. Key words :hydraulic pressure cylinder ;differential circuit ;speed rate
根据速比关系 : v1φ= v2 ,将式 (4) 代入得
π4 Qd21φ
=
4 Q1 π( D2 -
d2)
可导出满足设定速比要求的 D 、d 关系为
D=d
1
+
1 φ
(8)
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 30 卷 第 2001 年 2
1期 月
J OU RNAL
贵州工业大学学报 (自然科学版)
Vol. 30 No. 1
OF GU IZHOU UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY
February. 2001
(Natural Science Edition)
参考文献 : [ 1 ] 李昌熙. 矿山机械液压传动[ M ] . 北京 :煤炭工业出版社. 1985. [ 2 ] 官忠范. 液压传动系统[ M ] . 北京 :机械工业出版社. 1981. [ 3 ] 雷天觉. 液压工程手册[ M ] . 北京 :机械工业出版社. 1992.
第1期
陈启梅 ,等 :液压缸差动控制回路与参数分析
Q2
=
π 4
(
D2
-
d2) v1
53 (1)
图 1 液压缸的差动控制回路
Q2 返回进入活塞腔 ,使活塞杆伸出时间的总流量为
Q = Q1 + Q2
(2)
则活塞杆伸出速度为
v1
=
4Q πD2
=
4 πD2
(
源自文库Q1
+
Q2)
(3)
将式 (1) 代入式 (3) ,化简可得
2 差动控制液压缸的参数分析
上述三种差动回路控制的液压缸 ,其速度的表达式均相同 。 2. 1 液压缸的伸缩速度 :设供液量相同 ,不计容积效率 。 2. 1. 1 伸出速度 v1 :按差动回路计算 。
在活塞杆伸出时 ,由活塞杆腔排出的流量为
收稿日期 :2000 - 10 - 20
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
显然 ,在采用差动控制回路时 ,与普通液压缸相比 ,其伸出速度 v1 增加 ,但推力 F1 也将相应有所降低 。
2. 3 按速比要求确定差动液压缸的几何尺寸关系
液压缸的速比 ,是指其活塞杆缩回速度与伸出速度之比 ,即 φ= v2/ v1 。在供液量 Q1 相同时 , 对于非差 动控制的单活塞杆双作用液压缸 ,其 φ均大于 1 ;当采用差动控制时 ,φ≤1 。
1 液压缸的差动控制回路
液压缸的差动控制回路 ,实质上是使液压缸活塞杆腔排出的液体返回至液压缸的活塞腔 ,从而增加了 进入活塞腔的流量 ,相应也加大了活塞杆的伸出速度 。
通常 ,实现液压缸差动控制的方法有三种 。 1. 1 采用 OP 型三位四通换向阀构成阀内差动回路 ,如图 1 (a) 所示 。当换向阀左位工作时 ,进入活塞杆腔 的流量为 Q1 ,活塞杆缩回速度为 v2 ;当换向阀右位工作时 ,该位为 P 型机能 ,进入活塞腔的流量 Q = Q1 + Q2 (Q2 为活塞杆腔的排液量) ,活塞杆伸出速度将相应增大 。 1. 2 在液压缸两腔油路之间增设一个交替单向阀 A ,构成阀后差动回路 ,如图 2 ( b) 所示 。此时 ,可采用普 通的 O 型机能三位四通阀 。阀处左位工作时 ,液流经交替单向阀 A 进入活塞杆腔 ,流量为 Q1 , 缩回速度为 v2 ;阀处右位工作时 ,进入液压缸活塞腔的油液使阀 A 中钢球或柱塞动作 ,活塞杆腔排液经阀门 A 返回到活 塞腔的进油管路 ,从而使进入液压缸活塞腔的流量 Q = Q1 + Q2 ,形成差动回路 ,实现 v1 ≥v2 。 1. 3 采用二位三通阀构成阀外差回路 ,如图 1 (c) 所示 。在活塞腔进液时 ,活塞杆腔返回液进入二位三通阀 的阀前管路 ,活塞腔进液量 Q = Q1 + Q2 ,速度为 v1 ;阀换向时 ,进入活塞杆腔流量为 Q1 ,速度为 v2 ,同样形 成差动回路 。
0 引 言
液压缸是液压传动中一种重要的执行元件。在各种机械设备上应用极其广泛 ,尤以双作用单活塞杆式 液压缸的应用甚多 。但由于活塞两侧的有效面积不同 ,这类液压缸的伸 、缩速度不同 。在两腔供液量相同 的情况下 ,其活塞杆的缩回速度均大于伸出速度 。但在一些特殊的使用场合 ,要求活塞杆的伸 、缩速度相 等 ,或伸出速度大于缩回速度时 ,这种液压缸就不能满足需要 。虽然采用双杆液压虹 ,或采用两腔不同供液 量的方法 ,可使其伸 、缩速度相等 ,但结构与系统相应较为复杂 。此时 ,若采用差动控制回路 ,就可以提高单 活塞杆双作用液压缸的伸出速度 ,从而满足伸出速度等于或大于缩回速度的要求 。
F1
=
F2
=
π 4
d
2
P
(10)
3 结 论
1 单活塞杆双作用液压缸 ,在采用差动回路控制时 ,可提高活塞杆的伸出速度 , 从而满足一些特殊的 使用要求 。但其推力将相应有所降低 。
2 实现差动控制的方法有多种 。当有多个执行元件工作时 ,为防止干扰 ,宜采用图 1 (a) 、( b) 的阀内或 阀后差动回路 ;对于单一执行元件 ,可采用图 1 (c) 的阀外差动回路 。
2. 2 液压缸的输出力 :设供液压力相同 ,背压为零 ,不计机械效率 。
2. 2. 1 推力 F1 :按差动回路计算
F1
=
π 4
D
2
P
-
π 4(
D2
-
d2)
P
=
π 4
d2
P
(6)
2. 2. 2 拉力 F2 :按普通液压缸计算
F2
=
π 4
(
D2
-
d2) P
(7)
式中 : P ———系统工作压力 。
v1
=
4 Q1 πd2
(4)
2. 1. 2 缩回速度 v2 :按普通液压缸计算
v2
=
π(
4 Q1 D2 -
d2)
(5)
式中 : Q1 ———泵或系统供液量 。
D 、d ———液压缸的活塞或活塞杆直径 。
由式 (4) 、(5) 可知 ,只要控制 D 、d 的数值 ,就可使液压缸的运动速度 v1 ≥v2 。
The Analysis of Differential Control Circuit of Hydraulic Pressure Cylinder and Its Parameter
CHEN Qi2mei , HU Ying2xi ( School of Resources and Environment , GU T , Guiyang 550003 ,China)
文章编号 :100920193 (2001) 0120052203
液压缸差动控制回路与参数分析
陈启梅 ,胡应曦
(贵州工业大学资环学院 贵州 贵阳 550003)
摘 要 :分析了液压缸差动控制回路的型式和参数 ,并按速比条件导出了活塞与活塞杆直径的 比值关系 。 关键词 :液压缸 ;差动回路 ;速比 中图分类号 : TD4 文献标识码 :A
5 4
贵 州 工 业 大 学 学 报 (自然科学版)
2001 年
差动回路控制的液压缸 ,通常均按速比 φ= 1 ,即 v1 = v2 来确定其几何参数 。此时 , 活塞与活塞杆直径关系 应满足 :
D = 2d
(9)
由式 (6) 、(7) 可知 ,在上述结构尺寸条件下 ,这种差动缸的推 、拉力相等 。即
Abstract :This paper analyses t he differential cont rol circuit of hydraulic pressure cylinder and it s parameter ,and works out t he ratio of piston and t he diameter of piston pole according to t he requirement of speed rate. Key words :hydraulic pressure cylinder ;differential circuit ;speed rate
根据速比关系 : v1φ= v2 ,将式 (4) 代入得
π4 Qd21φ
=
4 Q1 π( D2 -
d2)
可导出满足设定速比要求的 D 、d 关系为
D=d
1
+
1 φ
(8)
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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第 30 卷 第 2001 年 2
1期 月
J OU RNAL
贵州工业大学学报 (自然科学版)
Vol. 30 No. 1
OF GU IZHOU UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY
February. 2001
(Natural Science Edition)