【正文】 不易污染，延長(zhǎng)液壓元件和油液的使用壽命。 泵 馬達(dá) 2組成主回路。 補(bǔ)償泄漏造成的容積損失，設(shè)置輔助泵，負(fù)責(zé)向主泵補(bǔ)油 油溫上升。設(shè)置液動(dòng)換向閥 5(熱交換閥或梭形閥 )，使馬達(dá)回油中的小部分液體經(jīng)低壓溢流閥 6(背壓閥 )和冷卻器 7流回油箱。 系統(tǒng)減少的油液由輔助泵 3進(jìn)行補(bǔ)充。 溢流閥 8是限制系統(tǒng)最高壓力的高壓安全閥，與輔助泵并聯(lián)的低壓溢流閥 4調(diào)定壓力略高于背壓閥 6，以保證熱交換正常進(jìn)行。 Eickhoff Shearer Loader 二、按系統(tǒng)的回路組合方式分類(lèi) 1．獨(dú)立式系統(tǒng) 液壓泵僅驅(qū)動(dòng)一個(gè)執(zhí)行元件。 2．并聯(lián)系統(tǒng) 液壓泵排出的壓力油同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)以上的執(zhí)行元件，回油共同流回油箱。 執(zhí)行元件可單獨(dú)操作也可同時(shí)操作。當(dāng)同時(shí)操作幾個(gè)執(zhí)行元件時(shí)，各執(zhí)行元件中的油液壓力相等。 滿(mǎn)載時(shí)，各執(zhí)行元件中的壓力都等于液壓泵的調(diào)定壓力；沒(méi)有滿(mǎn)載時(shí)，系統(tǒng)壓力由外載荷最小的執(zhí)行元件決定 —— 液體首先進(jìn)入外載荷最小的執(zhí)行元件。 并聯(lián)系統(tǒng) 中各執(zhí)行元件的流量之和等于液壓泵輸出的流量，各執(zhí)行元件間的流量分配隨負(fù)載的變化而異，任一執(zhí)行元件負(fù)載的變化都會(huì)引起流量的重新分配，導(dǎo)致各執(zhí)行元件的速度不穩(wěn)定。 Eickhoff Shearer Loader 串聯(lián)系統(tǒng)中流過(guò)各執(zhí)行元件的流量等于泵的流量，可用小流量的液壓泵供液，且執(zhí)行元件的流量不受負(fù)載影響，速度也較平穩(wěn)，適用于速度要求穩(wěn)定的設(shè)備。 3. 串聯(lián)系統(tǒng) 液壓泵排出的壓力油進(jìn)入第一個(gè)執(zhí)行元件 —— 回油作為下一個(gè)執(zhí)行元件的進(jìn)油，直到最后一個(gè)執(zhí)行元件。 系統(tǒng)中的執(zhí)行元件可單獨(dú)操作也可同時(shí)操作。 按功能對(duì)液壓基本回路進(jìn)行分類(lèi)： 用來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路 —— 調(diào)速回路； 用來(lái)控制系統(tǒng)或某支路壓力的回路 —— 壓力控制回路； 用來(lái)控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的回路 —— 方向控制回路； 用來(lái)控制多個(gè)液壓缸運(yùn)動(dòng)的回路 —— 多缸運(yùn)動(dòng)回路。 …… Eickhoff Shearer Loader 第二節(jié) 調(diào)速回路 ? 液壓缸速度 v =q /A ? 液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速 n = q /VM 調(diào)節(jié)執(zhí)行元件工作速度： —— 改變輸入執(zhí)行元件的流量或由執(zhí)行元件輸出的流量；或改變執(zhí)行元件的幾何參數(shù)。 對(duì)于定量泵供油系統(tǒng)，可以用流量控制閥來(lái)調(diào)速 —— 節(jié)流調(diào)速回路。 ? 按流量控制閥安放位置不同分： ?進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 ?回油節(jié)流調(diào)速回路 ?旁路節(jié)流調(diào)速回路 ? 對(duì)于變量泵 (馬達(dá) )系統(tǒng)，可以改變液壓泵 (馬達(dá) )的排量來(lái)調(diào)速 —— 容積調(diào)速回路。 ? 變量泵 定量馬達(dá)閉式調(diào)速回路 ? 變量泵 變量馬達(dá)閉式調(diào)速回路 ? 調(diào)節(jié)泵的排量和流量控制閥來(lái)調(diào)速 —— 容積節(jié)流調(diào)速回路。 ? 限壓式變量泵和調(diào)速閥的調(diào)速回路 ? 差壓式變量泵和節(jié)流閥的調(diào)速回路 Eickhoff Shearer Loader ? 分析節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性、功率特性 ? 分析時(shí)忽略油液壓縮性、泄漏、管道壓力損失和執(zhí)行元件的機(jī)械摩擦等。 ? 設(shè)節(jié)流口為薄壁小孔，節(jié)流口壓力流量方程中 m＝ 1/2。 1. 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 F， v 定量泵，執(zhí)行元件所需流量變化，多余油液通過(guò)溢流閥流回油箱 —— 總有一部分能量損失掉。 節(jié)流調(diào)速回路適用于小功率系統(tǒng)。 Eickhoff Shearer Loader 2. 回油節(jié)流調(diào)速回路 F,v 流量連續(xù)性方程 活塞受力平衡方程 節(jié)流閥壓力流量方程 速度負(fù)載特性方程 qp=q1+Δq ppA1=p2A2+F q2=CATp21/2=CAT(ppA1/A2F/A2)1/2 V =q2/A2=CAT(ppA1/A2F/A2)1/2/A2 Eickhoff Shearer Loader ? 進(jìn)、回油節(jié)流調(diào)速回路 不同之處： ? 回油節(jié)流調(diào)速回路回油腔有一定背壓，液壓缸能承受負(fù)值負(fù)載，且運(yùn)動(dòng)速度比較平穩(wěn)。 ? 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路容易實(shí)現(xiàn)壓力控制。工作部件運(yùn)動(dòng)碰到擋鐵后，液壓缸進(jìn)油腔壓力上升至溢流閥調(diào)定壓力，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，可控制下一步動(dòng)作。 ? 回油節(jié)流調(diào)速回路中，油液經(jīng)節(jié)流閥發(fā)熱后回油箱冷卻，對(duì)系統(tǒng)泄漏影響小。 F， v F,v Eickhoff Shearer Loader ? 在組成元件相同條件下，進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路在同樣的低速時(shí)節(jié)流閥不易堵塞。 ? 回油節(jié)流調(diào)速回路回油腔壓力較高，特別是負(fù)載接近零時(shí)，壓力更高，對(duì)回油管的安全、密封及壽命均有影響。 ? 為提高回路綜合性能，一般采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路上加背壓閥。 F， v F,v Eickhoff Shearer Loader 3. 旁路節(jié)流調(diào)速回路 F,v ? 溢流閥關(guān)閉，起安全閥作用。 速度負(fù)載特性方程 V=q1/A1=[q tkl(F/A1)CAT(F/A1)1/2]/A1 v Eickhoff Shearer Loader F,v ? 速度受負(fù)載變化影響大，在小負(fù)載或低速時(shí)，曲線(xiàn)陡，回路的速度剛性差。 ? 在不同節(jié)流閥通流面積下，回路有不同的最大承載能力。AT越大， Fmax越小，回路的調(diào)速范圍受到限制。 ? 只有節(jié)流功率損失，無(wú)溢流功率損失，回路效率較高。 v Eickhoff Shearer Loader ? 在節(jié)流閥調(diào)速回路中，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，因節(jié)流閥前后壓力差變化，通過(guò)節(jié)流閥的流量均變化 → 回路的速度負(fù)載特性比較差。 ? 用調(diào)速閥代替節(jié)流閥，回路的負(fù)載特性提高。 ? 調(diào)速閥可以裝在回路的進(jìn)油、回油或旁路上。 ? 負(fù)載變化引起調(diào)速閥前后壓差變化時(shí)，由于定差減壓閥的作用，通過(guò)調(diào)速閥的流量基本穩(wěn)定。 改善節(jié)流調(diào)速負(fù)載特性的回路 Eickhoff Shearer Loader 4. 容積調(diào)速回路 ? 容積調(diào)速回路通過(guò)改變液壓泵和液壓馬達(dá)的排量來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。 ? 沒(méi)有節(jié)流損失和溢流損失，回路效率高，系統(tǒng)溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。 根據(jù)采用的液壓泵和液壓馬達(dá)或液壓缸不同，容積式調(diào)速回路有 變量泵 定量馬達(dá) (液壓缸 )調(diào)速回路 定量泵 變量馬達(dá) 調(diào)速回路 變量泵 變量馬達(dá) 調(diào)速回路 Eickhoff Shearer Loader ? 變量泵 — 定量馬達(dá) 閉式調(diào)速回路 安全閥 4防止回路過(guò)載，輔助泵 1補(bǔ)充主泵和馬達(dá)的泄漏，改善主泵的吸油條件，置換部分發(fā)熱油液以降低系統(tǒng)溫升。 ? 泵的轉(zhuǎn)速 np 和馬達(dá)排量 VM 視為常數(shù)，改變泵的排量 Vp可使馬達(dá)轉(zhuǎn)速 nM 和輸出功率 PM 隨之成比例變化。 ? 馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩 TM 和回路工作壓力 Δp 取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，不因調(diào)速而發(fā)生變化 —— 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路。 Eickhoff Shearer Loader (1)不計(jì)容積損失，液壓缸活塞速度 v和液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速 nM AnVAqv ??MMM VnVVqn ?? 液壓泵轉(zhuǎn)速、活塞有效面積和馬達(dá)排量不變 —— 液壓缸和液壓馬達(dá)的速度與液壓泵排量 V成正比。 液壓缸 (馬達(dá) )最大速度僅取決于變量泵最大排量；最小速度取決于變量泵的最小排量和馬達(dá)的低速穩(wěn)定性能。 變量泵 定量馬達(dá) 容積調(diào)速回路的馬達(dá)調(diào)速范圍 (nMmax /nMmin)較大，達(dá) 40左右。 Eickhoff Shearer Loader (2)當(dāng)變量泵最高工作壓力 (安全閥確定 )為 ps時(shí)，液壓缸能產(chǎn)生的最大推力和液壓馬達(dá)能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩分別為 ApF s?m a xm a x 2MmMpVM ???? 不論液壓缸 (馬達(dá) )速度如何，最大推力或最大轉(zhuǎn)矩不變 —— 恒推力和恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 (3)在 不計(jì)容積損失、壓力損失情況下，執(zhí)行元件最大輸出功率 m a xM V M M M V MN pq pV n??? ? ? ? 負(fù)載一定 (工作壓力為常數(shù) )，執(zhí)行元件的輸出功率只隨液壓泵流量 (即排量 )改變，且呈線(xiàn)性關(guān)系。 Eickhoff Shearer Loader ．定量泵 變量馬達(dá)調(diào)速回路 定量泵 1的流量 q不變，液壓馬達(dá) 2的排量可以改變。安全閥 3限定系統(tǒng)的最高工作壓力。 (1)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速 MM Vqn ? 減小排量使馬達(dá)轉(zhuǎn)速提高；反之，降低馬達(dá)轉(zhuǎn)速。 馬達(dá)最大和最小排量分別決定馬達(dá)的最小和最大轉(zhuǎn)速。 Eickhoff Shearer Loader (2)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)矩與排量成正比 —— 對(duì)馬達(dá)最小排量限制 → 轉(zhuǎn)矩過(guò)小帶不動(dòng)負(fù)載 —— 馬達(dá)最高轉(zhuǎn)速限制 → 調(diào)速范圍較小， 3～ 4。 T T P P Eickhoff Shearer Loader (3)液壓泵流量 q不變，液壓泵最高壓力不變 (安全閥調(diào)定 )—— 液壓泵輸出功率 ( sN p q?)不變。 若不計(jì)系統(tǒng)效率，功率等于馬達(dá)輸出功率且與馬達(dá)轉(zhuǎn)速 (排量 )無(wú)關(guān) → 馬達(dá)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)輸出的最大功率是定值 —— 恒功率調(diào)速。 (4) 要改變馬達(dá)轉(zhuǎn)向，不允許馬達(dá)變量機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)零位 → 當(dāng) VM=0時(shí)，從理論上講馬達(dá)轉(zhuǎn)速將會(huì)無(wú)限增加，而馬達(dá)轉(zhuǎn)矩等于零 —— 換向閥實(shí)現(xiàn)馬達(dá)換向。 T T P P Eickhoff Shearer Loader ．變量泵 變量馬達(dá)調(diào)速回路 雙向變量泵可以改變流量大小和改變供油反向 → 實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的調(diào)速和換向。 液壓泵和液壓馬達(dá)的排量都可以改變 → 回路調(diào)速范圍擴(kuò)大，可達(dá) 100左右。 Eickhoff Shearer Loader 馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速由低向高調(diào)節(jié)時(shí)，分 兩階段： 第一階段 在低速段改變泵的排量來(lái)調(diào)速 首先 將馬達(dá)排量調(diào)到最大值，使馬達(dá)具有較大起動(dòng)力矩 然后 增大液壓泵排量，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速由低到高逐漸增加，直到液壓泵排量達(dá)到最大值。在此調(diào)速過(guò)程中，液壓馬達(dá)的最大輸出轉(zhuǎn)矩不變。 m a x 2MpVM???輸出功率逐漸增加 —— 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 Eickhoff Shearer Loader 第二階段 ，在高速段改變變量馬達(dá)排量來(lái)調(diào)速。 首先 使液壓泵排量固定在最大值。 然后 調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的排量，使其從最大值逐漸減小到最小值。此時(shí)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，直到液壓馬達(dá)容許的最高轉(zhuǎn)速為止。 此過(guò)程中，液壓馬達(dá)最大輸出轉(zhuǎn)矩由大變小，輸出功率保持不變 —— 恒功率調(diào)速。 Eickhoff Shearer Loader ? 通過(guò)控制進(jìn)入執(zhí)行元件液流的通、斷或變向，來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止或改變運(yùn)動(dòng)方向的回路稱(chēng)為方向控制回路。 ? 常用方向控制回路： ? 換向回路 ? 鎖緊回路 ? 制動(dòng)回路。 第三節(jié) 方向控制回路 ? 1. 換向回路 ? 采用換向閥的換向回路 ? 采用二位四通換向閥、三位四通換向閥都可以使雙作用執(zhí)行元件換向。二位閥只能使執(zhí)行元件正、反向運(yùn)動(dòng)，三位閥有中位，不同中位機(jī)能可使系統(tǒng)獲得不同性能。 Eickhoff Shearer Loader 2. 鎖緊回路 ? 功用 通過(guò)切斷執(zhí)行元件進(jìn)油、出油通道而使執(zhí)行元件準(zhǔn)確的停在確定的位置，并防止停止運(yùn)動(dòng)后因外界因素而發(fā)生竄動(dòng)。 ? 利用三位四通換向閥的 M型、 O型中位機(jī)能的鎖緊回路 由于滑閥的泄漏，活塞不能長(zhǎng)時(shí)間保持停止位置不動(dòng)，鎖緊精度不高。 ? 用液控單向閥的鎖緊回路 在缸的兩側(cè)油路上串接一液控單向閥 (液壓鎖 )，活塞可在行程的任何位置上長(zhǎng)期鎖緊，鎖緊精度只受缸的泄漏和油液壓縮性的影響。 為保證鎖緊迅速、準(zhǔn)確，換向閥應(yīng)采用 H型或 Y型中位機(jī)能。 Eickhoff Shearer Loader 3. 制動(dòng)回路 ? 功用 使液壓執(zhí)行元件平穩(wěn)地由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為靜止?fàn)顟B(tài)，制動(dòng)快，沖擊小，制動(dòng)過(guò)程中油路出現(xiàn)的異常高壓和負(fù)壓能自動(dòng)有效地被控制。 ? 用溢流閥的液壓缸制動(dòng)回路 ?在缸兩側(cè)油路上設(shè)置有反應(yīng)靈敏的小型直動(dòng)型溢流閥 4 和 5，換向閥切換時(shí)，活塞在溢流閥 4 和 5 調(diào)定壓力下實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。如活塞向右運(yùn)動(dòng)換向閥突然切換，缸右腔油液由于運(yùn)動(dòng)部件的慣性而突然升高，當(dāng)壓力超過(guò)閥 4 的調(diào)定壓力，閥 4 打開(kāi)溢流，緩和管路中的液壓沖擊，同時(shí)缸的左腔通過(guò)單向閥 7 補(bǔ)油。 ? 活塞向左運(yùn)動(dòng)，溢流閥 5和單向閥 6起緩沖和補(bǔ)油