液压传动第13讲流量阀2

(a)温度补偿原理图 (b)符号图
l-手柄；2-温度补偿杆；3-节流口；4-节流阀芯
3、溢流节流阀 溢流节流阀与负载相并联，采用并联溢流式流量负 反馈,可以认为它是由定差溢流阀和节流阀并联组成的组 合阀。其中节流阀充当流量传感器，节流阀口不变时，通 过自动调节起定差作用的溢流口的溢流量来实现流量负反 馈，从而稳定节流阀前后的压差，保持其流量不变。与调 速阀一样，节流阀（传感器）前后压差基本不变，调节节 流阀口时，可以改变流量的大小。溢流节流阀能使系统压 力随负载变化，没有调速阀中减压阀口的压差损失，功率 损失小，是一种较好的节能元件，但流量稳定性略差一些， 尤其在小流量工况下更为明显。因此溢流节流阀一般用于 对速度稳定性要求相对较高，而且功率较大的进油路节流 调速系统。
调速阀并联的速度换接回路：如图所示。换向阀处 于左位时，输入缸4的流量油调速阀1调节。换向阀右 位接入时，则由调速阀2调节，两个调速阀的调节互不 影响。但是，一个调速阀工作是另一个调速阀内无油 通过，它的减压阀处于最大开口位置，速度换接时大 量油液通过该处将使工作部件产生突然前冲现象。因 此它不宜用于在工作中的速度换接，只可用在速度预 选的场合。
液压传动
黄朗宁
模块六 流量控制阀
课题二 半自动车床进给速度控制
知识点 调速阀的结构及工作原理 调速阀与节流阀的区别
技能点 正确连接和安装速度控制回路 执行元件速度的调节
一、任务的引入
在液压半自动车床液压进给系统中，液压缸带动进给机构完成 进给运动。车床工作时要求液压传动系统所控制的进给机构能按加 工时机床的进给要求调节速度，同时，为了保证机床加工工件的加 工精度，还要求在进行调速时不受切削量变化产生的进给负载变化 的影响，这时该如何选择速度控制元件呢？这些元件又是通过什么 方式来控制液压缸的速度的呢？
下面一起来认识调速阀的种类，及其在液压传动系 统中的调速方法。
三、相关知识
(一) 概述 节流阀的上游和恒压能源相连；下游和液压缸相连。保 持某一开口量，若液压缸的负载是常数，则液压缸以某个 速度运动。若缸的负载变化了，此时即使开口量不变缸的 运动速度也会变化。例如负载压力增加了上游的恒压能源 压力可认为基本上没变，Δp变小，此时即使过流断面面积 未变，流过节流阀的流量减小了，相应地缸活塞的运动速 度也变小。如果系统对缸的运动速度要求不严格，速度小 点凑和着便罢，自然就没问题了。若对速度要求严格，则 要重新调整节流阀的开度，才能使缸的活塞保持原来的速 度，这就非常不方便。 能否在负载压力变动或供油压力波动时，使执行件的速 度一调定后便保持不变？
c
d A2
p3
p2
p1
1
e
p2
A2
b 2
p1
a
gh
(b)
( a )调速阀工作原理 1-减压阀芯； 2-节流阀芯
cd
节流阀
p3 e b
p2
2
减压阀
A1
k
1
A2 p1
a
g
h A3
注：使用调速阀时，只能按图示的油流方向使用，油路反向流动时，调速阀不起 作用。
2、温度补偿调速阀
(a)结构图；(b)详细符号；(c)简化符号； 1-安全阀；2-节流阀；3一溢流阀
四、任务实施
通过以上的学习，液压 半自动车床进给速度控制系 统的速度控制可以利用调速 阀来实现，具体的液压回路 如图所示。
【知识链接】
典型的速度控制回路
在液压传动系统中，有时需要完成一 些特殊的运动，比如快速运动、速度变换 等，要完成这些任务，需要由特殊的控制 回路来完成，下面一起学习几种典型的速 度控制回路。
(二)工作原理 1、串联减压式调 速阀的工作原理
采用“压差法”测量流量 的串联减压式调速阀是由定 差减压阀2和节流阀4串联而 成的组合阀，其工作原理及 职能符号如图所示。节流阀4 充当流量传感器，节流阀口 不变时，定差减压阀2作为流 量补偿阀口，通过流量负反 馈，自动稳定节流阀前后的 压差，保持其流量不变。
二、任务分析
前已经学习了用节流阀来调节速度，但节流阀的进、 出油口的压力随负载变化而变化，影响节流阀流量的均 匀性，使执行机构的速度不稳定。
分析该任何不难看出，在液压半自动车床的液压进 给系统中采用节流阀来进行调速是不能满足要求的。那 么该如何解决这一问题呢？
实际上，只要设法使节流阀的进、出油口压力差保 持不变，执行机构的运动速度也就可以相应地得到稳定， 具有这种功能的液压元件是调速阀。
1、调速阀：调速阀是进行了压力补偿的节流阀。 在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定
值。这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力
如何变化，都能保持通过节流阀的流量不变，从而 使执行元件的运动速度稳定的流量控制阀。
2、调速阀类型 1）串联减压式调速阀 2）温度补偿调速阀 3）溢流节流阀
(a)结构原理图；(b)符号；(c)简化符号
液量，使活塞快速向右运动。这种回路比较简单也比较经济，
但液压缸的速度加快有限，差动连接与非差动连接的速度之 比为 ，有时仍不能满足快速运动的要求，常常要求和其它方
法（如限压式变量泵）联合使用。值得注意的是：在差动回
路中，泵的流量和液压缸有杆腔排出的流量合在一起流过的
阀和管路应按合流流量来选择其规格，否则会产生较大的压 力损失，增加功率消耗。
（一）快速运动回路：快
速运动回路的功用在于使执行 元件获得尽可能大的工作速度， 以提高劳动生产率并使功率得 到合理的利用。
实现快速运动可以有几种方 法：
1、液压缸差动连接的快速 运动回路
如上图所示，换向阀2处于原位时，液压泵1输出的液压油 同时与液压缸3的左右两腔相通，两腔压力相等。由于液压 缸无杆腔的有效面积A1大于有杆腔的有效面积A2，使活塞受 到的向右作用力大于向左的作用力，导致活塞向右运动。于 是无杆腔排出的油液与泵1输出的油液合流进入无杆腔，亦 即相当于在不增加泵的流量的前提下增加了供给无杆腔的油
1）两个调速阀并联的速度换接回路
2）两个调速阀串联的速度换接回路
普通调速阀的流量虽然已能基本上不受外部载荷变化 的影响，但是当流量较小时，节流口的通流面积较小，这 时节流孔因油的粘度变化对流量变化的影响也增大，所以 当油温升高后油的粘度变小时，流量仍会增大。为了减小 温度对流量的影响，常采用带温度补偿的调速阀。温度补 偿调速阀也是由减压阀和节流阀两部分组成。减压阀部分 的原理和普通调速阀相同。节流阀部分在结构上采取了温 度补偿措施，其特点是节流阀的芯杆（即温度补偿杆）2由 热膨胀系数较大的材料（如聚氯乙烯塑料）制成，当油温 升高时，芯杆热膨胀使节流阀口关小，正好能抵消由于粘 性降低使流量增加的影响。
1、快速转慢速的换接回路
用行程阀的速度换接回路：如图所示。换向阀2处于图示位置， 液压缸7活塞处于快进状态。当活塞所连接的挡块压下行程阀6 时，行程阀关闭，液压缸右腔的油液必须通过节流阀5流回油箱， 活塞运动速度转为慢速运动。当换向阀2左端接入回路时，压力 油经单向阀4和节流阀5同时进入液压缸右腔，活塞快速向右返 回。
这种回路的快慢速换接过程比较平稳，换接点的位置比较准 确，缺点是行程阀的安装位置不能任意布置，管路连接较为复 杂。若将行程阀改为电磁阀，安装连接比较方便，但速度换接 的平稳性、可靠性以及换精度都较差。
2、慢速的换接回路 对于某此自动机床、注塑机等，需要在自动工作循
环中变换两种以上的工作进给速度，这时需要采用两 种或多种工作进给速度换接回路。
2、双泵供油的快速运动回路 如下图所示，由低压大流量泵1和高压小流量泵2组成 的双联泵作为动力源。外控顺序阀3和溢流阀5分别设定双 泵供油和小泵2单独供油时系统的最高工作压力。当换向阀 6处于图示位置，并且由于外负载很小，使系统压力低于顺 序阀3的调定压力时，两个泵同时向系统供油，活塞快速向 右运动；当换向阀6的电磁铁通电，右位工作，液压缸有杆 腔经节流阀7回油箱，当系统压力达到或超过顺序阀3的调 定压力，大流量泵1通过阀3卸荷，单向阀4自动关闭，只有 小流量泵2单独向系统供油，活塞慢速向右运动，小流量泵 2的最高工作压力由溢流阀5调定。这里应注意，顺序阀3的 调定压力至少应比溢流阀5的调定压力低10%~20%。大流量 泵1的卸荷减少了动力消耗，回路效率较高。 这种回路常用在执行元件快进和工进速度相差较大的
场合，特别是在机床中得到了广泛的应用。
3、蓄能器供油快速换接回路
4、增速缸快速换接回路
（二）速度换接回路
速度换接回路的功用是使液压执行机构在一个工作循环中从一 种运动速度换到另一种运动速度，因而这个转换不仅包括快速转 慢速的换接，而且也包括两个慢速之间的换接。
实现这些功能的回路应该具有较高的速度接换平稳性