3.1液體流經(jīng)孔口-縫隙的流量-壓力特性3.2動(dòng)力元件3.3流量控制閥3.4案例分析模塊三速度控制回路模塊三

速度控制回路第一節(jié)液體流經(jīng)孔口-縫隙的流量-壓力特性一、小孔流量

孔口分類(lèi)

①l/d≤0.5時(shí)，稱(chēng)為薄壁小孔②0.5＜l/d≤4時(shí)，稱(chēng)為短孔③l/d＞4時(shí)，稱(chēng)為細(xì)長(zhǎng)孔。模塊三

速度控制回路式中Cq——流量系數(shù)，可由實(shí)驗(yàn)確定；

AT——小孔過(guò)流斷面面積(mm2)；

Δp——小孔前后的壓力差(Δp=p1-p2)MPa。圖3-1所示為進(jìn)口邊做成銳緣的典型薄壁孔。利用伯努利方程，可以計(jì)算出通過(guò)薄壁孔的流量為：模塊三

速度控制回路圖3-1模塊三

速度控制回路流經(jīng)短孔的流量依然使用上式計(jì)算，但流量系數(shù)Cq不同。

流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)孔的液流，由于粘性而流動(dòng)不暢，故多為層流。其流量計(jì)算可以作為圓管層流流量推導(dǎo)出來(lái)，結(jié)果為：式中d——小孔內(nèi)徑(mm)；

μ——液體動(dòng)力粘度(Pa·s)；

l——小孔長(zhǎng)度(mm)；

Δp——小孔前后的壓力差(Δp=p1-p2)(MPa)。

模塊三

速度控制回路小孔流量通用公式常用于分析小孔的流量壓力特性。綜合各小孔流量計(jì)算公式，歸納通用公式，即：模塊三

速度控制回路二、縫隙流量

液壓裝置的各零件之間，特別是有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的各零件之間存在著一定的縫隙(或稱(chēng)間隙)，液流流經(jīng)縫隙就會(huì)產(chǎn)生泄漏，這就是縫隙流量。圖3-2流經(jīng)固定平行平板縫隙的流量。

縫隙流動(dòng)有兩種情況：一種是由縫隙兩端的壓力差造成的流動(dòng)，稱(chēng)為壓差流動(dòng)；另一種是形成縫隙的兩壁面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)所造成的流動(dòng)，稱(chēng)為剪切流動(dòng)。這兩種流動(dòng)經(jīng)常同時(shí)存在。模塊三

速度控制回路1.平行平板縫隙的流量

(1)流過(guò)固定平行平板縫隙的流量圖3-2所示若其縫隙高度為h，寬度為b，長(zhǎng)度為l，經(jīng)理論推導(dǎo)可得：從上式可以看出，在壓差作用下，流過(guò)縫隙的流量與縫隙高度的三次方成正比，這說(shuō)明液壓元件內(nèi)縫隙的大小對(duì)其泄漏量的影響是很大的。模塊三

速度控制回路圖3-2模塊三

速度控制回路(2)流過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)平行平板縫隙的流量為在一般情況下，相對(duì)運(yùn)動(dòng)平行平板縫隙中既有壓差流動(dòng)，又有剪切流動(dòng)。因此，流過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)平板縫隙的流量為壓差流量和剪切流量的代數(shù)和，即“±”號(hào)的確定方法如下：剪切流動(dòng)和壓差流動(dòng)方向相同時(shí)取“+”，相反時(shí)取“-”。模塊三

速度控制回路2.圓環(huán)縫隙

圖3-3同心圓環(huán)縫隙的液流在液壓元件中，液壓缸的活塞和缸體內(nèi)孔之間，液壓閥的閥芯和閥孔之間，都存在圓環(huán)縫隙。圓環(huán)縫隙有同心和偏心兩種情況，它們的流量公式是有所不同的。

(1)同心圓環(huán)縫隙的流量圖3-3所示為同心圓環(huán)縫隙的流動(dòng)。同心圓環(huán)縫隙流量公式：模塊三

速度控制回路圖3-3模塊三

速度控制回路(2)偏心圓環(huán)縫隙的流量若圓環(huán)的內(nèi)外圓不同心，偏心距為e，則形成偏心圓環(huán)縫隙。其流量公式為式中δ——內(nèi)外圓同心時(shí)的縫隙厚度(mm)；

ε——相對(duì)偏心率，

由上式可以看出，當(dāng)ε＝0時(shí)，即為同心圓環(huán)縫隙流量。隨著偏心量的增加，通過(guò)的流量也隨之增加。當(dāng)ε＝1，即e=δ時(shí)，為最大偏心狀態(tài)，其壓差流量為同心圓環(huán)縫隙壓差流量的2.5倍?？梢?jiàn)在液壓元件中，為了減少圓環(huán)縫隙的泄漏，應(yīng)盡量使相互配合的零件處于同心狀態(tài)。模塊三

速度控制回路第二節(jié)動(dòng)力元件

液壓泵：是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成液壓能的裝置,為系統(tǒng)提供一定壓力、一定流量的液體

。一、液壓泵模塊三

速度控制回路液壓泵定量泵變量泵齒輪泵葉片泵軸向柱塞泵徑向柱塞泵螺桿泵葉片泵軸向柱塞泵徑向柱塞泵1、液壓泵分類(lèi)：模塊三

速度控制回路

單向定量泵雙向定量泵

單向變量泵雙向變量泵2.液壓泵的職能符號(hào)模塊三

速度控制回路3.液壓泵的工作原理（1）具有周期性變化的密封容腔，密封容腔由小變大時(shí)吸油，由大變小時(shí)壓油。（2）具有配流裝置。它保證密封容腔由小變大時(shí)只與吸油管接通；密封容腔由大變小時(shí)只與壓油管相通。

容積式泵的工作原理圖模塊三

速度控制回路4.液壓泵的主要性能參數(shù)工作壓力：額定壓力:最高壓力：排量（q）：泵的理論流量(QT)：泵的額定流量：容積效率ηpv：總效率η總：模塊三

速度控制回路1-殼體2-前端蓋3-傳動(dòng)軸4,5-軸承套6-后端蓋7-主動(dòng)齒輪8-從動(dòng)齒輪9-密封圈

二、齒輪泵1、外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)

模塊三

速度控制回路2、齒輪泵的工作原理

模塊三

速度控制回路單作用非卸荷式—變量泵分類(lèi)<

雙作用卸荷式—定量泵三、葉片泵模塊三

速度控制回路1、單作用葉片泵模塊三

速度控制回路改變定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量e，就可改變泵的排量(變量泵)轉(zhuǎn)子受有不平衡的徑向液壓力,且徑向不平衡力隨泵的工作壓力提高而提高，因此這種泵的工作壓力不能太高排量和流量:

流量脈動(dòng).理論分析表明，葉片數(shù)為奇數(shù)時(shí)脈動(dòng)率較小，故一般葉片數(shù)為13或15

模塊三

速度控制回路1-傳動(dòng)軸2-葉片3-配流盤(pán)4-轉(zhuǎn)子5-定子123452、雙作用液片泵模塊三

速度控制回路雙作用液片泵工作原理模塊三

速度控制回路第三節(jié)流量控制閥

功用：通過(guò)改變閥口過(guò)流面積來(lái)調(diào)節(jié)輸出流量，從而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。節(jié)流閥調(diào)速閥分流閥模塊三

速度控制回路節(jié)流閥1、節(jié)流閥組成：閥體、閥芯、彈簧、調(diào)節(jié)手輪等2、工作原理：調(diào)節(jié)手輪，閥芯移動(dòng)，

A變化，q變化。模塊三

速度控制回路特點(diǎn)：∵進(jìn)口壓力油通過(guò)彈簧腔徑向小孔和閥體上的斜孔同時(shí)作用在閥芯的上下兩端。∴即使在高壓下，調(diào)節(jié)閥口比較方便。節(jié)流閥特點(diǎn)模塊三

速度控制回路調(diào)速閥

∵q=CA△pφ

F變化，△p變化，

A=C，q仍變化

∴v穩(wěn)定性要求較高時(shí)，用調(diào)速閥

模塊三

速度控制回路調(diào)速閥的組成

組成：定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成模塊三

速度控制回路調(diào)速閥的工作原理模塊三

速度控制回路調(diào)速閥的流量特性∵對(duì)調(diào)速閥，當(dāng)△p<Ft/A時(shí)，X最大，不減壓，

>△p——相當(dāng)于節(jié)流閥中低壓，=0.5MPa

最小壓差△pmin

<

△pmin<

<△p——流量不變高壓，=1Mpa0.5MPa∴正常工作時(shí)，△pmin>1Mpa∵調(diào)速閥雖然解決了負(fù)載變化對(duì)流量的影響，但溫度變化

對(duì)流量仍有影響。

模塊三

速度控制回路第四節(jié)案例分析節(jié)流調(diào)速回路：通過(guò)改變節(jié)流口的通流截面積來(lái)調(diào)節(jié)流量。1.系統(tǒng)組成定量泵、節(jié)流閥、溢流閥和執(zhí)行元件。2.工作原理一、進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路定壓式節(jié)流調(diào)速回路

節(jié)流調(diào)速回路模塊三

速度控制回路3.回路特性1)機(jī)械特性液壓缸速度與外負(fù)載的關(guān)系。分子分母同乘Aφ

模塊三

速度控制回路速度-負(fù)載特性方程v與AT，pP

，F(xiàn)有關(guān)，當(dāng)AT一定，F(xiàn)↑，v↓；同樣F，AT↑，v↑。速度-負(fù)載特性曲線速度剛度：曲線上某點(diǎn)斜率的倒數(shù)模塊三

速度控制回路速度剛度當(dāng)AT一定,F

↓

kv

↑；當(dāng)F=C,AT↓kv

↑；pP↑,A1↑，φ↓,

kv

↑。結(jié)論：在速度低、負(fù)載小時(shí)速度剛度好。模塊三

速度控制回路2)功率特性a.功率損失ΔP

溢流損失：節(jié)流損失：回路功率損失：

b.回路效率

損失的功率變成熱，使油溫升高。

回路輸入功率（泵輸出）：

回路輸出功率（缸輸入）：

模塊三

速度控制回路溢流量越少，效率越高。負(fù)載越大，效率越高?；芈沸?模塊三

速度控制回路缸在恒載下工作時(shí):（定量泵qP不變，pP一定）總功率：功率特性圖有效功率：P1∝q1，q1↑,P1↑。溢流損失：節(jié)流損失：q1↑,ΔP節(jié)↑q1↑,ΔP溢↓不變。AT↑,q1↑,v↑。模塊三

速度控制回路缸在變載下工作時(shí)油缸流量隨載荷增加而下降。有用功有極值總效率低。變。模塊三

速度控制回路液壓缸最大速度和最小速度之比?；芈返恼{(diào)速范圍取決于節(jié)流閥的調(diào)節(jié)范圍。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：效率低。應(yīng)用：負(fù)載變化不大，低速、小功率的場(chǎng)合。模塊三

速度控制回路二、出口節(jié)流調(diào)速回路定壓式節(jié)流調(diào)速回路

特點(diǎn)：速度-負(fù)載特性同進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路一樣。區(qū)別：1.有背壓，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好。2.能承受負(fù)值負(fù)載。3.發(fā)熱影響小。模塊三

速度控制回路進(jìn)出口節(jié)流調(diào)速回路定壓式節(jié)流調(diào)速回路

模