changtongli 发表于 6 天前

DeepSeek回答游老师的有奖问题之系统:2、液压缸速度为1500mm/s时,应用什么速度控制

十个有奖的液压技术问题
https://www.iyeya.cn/thread-27173-1-1.html
(出处: 液压圈)


问题:
液压缸速度为1500mm/s时,应用什么速度控制

DeepSeek回答:

嗯,我现在要解决的问题是,当液压缸的速度达到1500mm/s时,应该使用什么样的速度控制回路。首先,我需要回忆一下液压系统中常见的速度控制回路有哪些,以及它们各自的优缺点和适用场景。

首先,液压系统的速度控制回路主要有节流调速回路、容积调速回路和容积节流调速回路。其中,节流调速回路又分为进口节流、出口节流和旁路节流三种方式。容积调速回路则是通过改变泵或马达的排量来调节速度,而容积节流调速则是结合了容积和节流两种方式。

现在的问题是液压缸的速度要求很高,达到1500mm/s。这个速度是否属于高速范围呢?一般来说,液压缸的速度范围因应用而异,但1500mm/s相当于1.5米每秒,这在很多工业应用中算是比较高的速度了。例如,注塑机、快速进给的机床等可能需要这样的高速运动。

接下来,我需要考虑不同的调速回路是否能满足这样的速度要求,以及它们的优缺点。首先,节流调速回路,无论是进口、出口还是旁路,都是通过调节流量来控制速度的。但节流调速的效率较低,因为会有较大的压力损失,导致发热问题,尤其是在高速大流量情况下,发热可能更严重。此外,节流阀的调速范围可能有限,能否在这么高的速度下保持稳定需要确认。

然后是容积调速回路,这种回路通过改变泵的排量来调节执行元件的速度,通常效率较高,因为减少了节流损失。容积调速适用于大功率和高速的应用,因为它可以更有效地处理大流量,同时减少能量损失。例如,变量泵和变量马达的组合可以在较宽范围内调节速度,可能更适合高速情况。

容积节流调速则是结合了两种方式,可能在某些情况下平衡效率和速度稳定性,但可能结构更复杂,成本更高。

另外,还需要考虑系统的其他因素,比如负载变化情况、对速度稳定性的要求、系统的功率需求以及成本预算等。如果负载变化较大,可能需要更稳定的速度控制,这时容积调速或容积节流可能更合适。而如果系统对效率要求高,尤其是在长时间运行的情况下,容积调速可能更优,因为减少了能量损失和发热。

此外,高速情况下,液压缸的惯性力和冲击可能较大,需要考虑缓冲装置或者更精确的控制方式,比如使用比例阀或伺服阀来实现更精确的速度控制,但这可能属于更高级的控制回路设计,而不仅仅是基本的速度控制回路类型的选择。

再回到问题本身,用户问的是在1500mm/s时应该用什么速度控制回路。根据之前的分析,容积调速回路可能更适合高速大流量的情况,因为它效率高,发热少,而节流调速可能在高速时效率低下,发热严重,甚至可能无法满足流量需求。例如,如果使用节流阀,在如此高的速度下,可能需要非常大的流量,而节流阀的压降会导致泵的输出压力需要更高,从而增加功率消耗和发热。

不过,是否还有其他因素需要考虑?比如系统的响应速度。容积调速通常是通过改变泵的排量来实现调速,变量泵的响应速度是否足够快?如果需要频繁变速,可能需要更快的响应,这时候可能需要结合其他控制元件,比如比例变量泵或者伺服控制。

另外,是否有其他回路结构,比如差动回路,可以在某些情况下提高液压缸的速度。差动回路通常用于单出杆液压缸,通过将有杆腔的回油引入无杆腔,从而增加伸出速度。不过差动回路的速度提升有限,是否能达到1500mm/s还需要具体计算,但可能这种方法属于特定应用,而不是通用的速度控制回路类型。

总结一下,可能的思路是:高速情况下,容积调速回路更适合,因为它可以高效地处理大流量,减少能量损失。而节流调速回路可能因为效率低和发热问题不适合。此外,可能需要配合使用其他元件如比例阀或伺服阀来实现精确控制,但基本的速度控制回路类型应为容积调速。

不过,我需要确认一下容积调速是否确实适用于这么高的速度。例如,变量泵是否能提供足够的流量,以及系统设计是否允许。假设泵的排量可以调节到足够大的流量,那么容积调速是可行的。另外,如果系统需要保持速度稳定,不受负载变化的影响,可能需要压力补偿或其他控制机制,这可能属于容积调速回路中的一部分。

另外,是否有其他类型的回路,例如快速回路(快速运动回路),这类回路可能通过蓄能器或者双泵供油来实现高速运动,当需要高速时,蓄能器或辅助泵与大泵同时供油,增加流量。这种情况下,可能属于容积调速的一种变种,或者特殊的回路设计。但通常快速回路可能属于应用特定的设计,而速度控制回路的基本类型还是节流、容积、容积节流三种。

因此,回到问题,用户可能希望知道在这样高的速度下,应该选择哪种基本类型的速度控制回路,答案可能是容积调速回路,因为其适合大流量、高效率的需求,而节流调速可能无法满足或者效率太低。同时,可能需要考虑使用变量泵和闭式回路,或者开式回路中的容积调速方式。

不过,也有可能在某些情况下,使用旁路节流或者特殊的节流方式也能达到高速,但需要权衡效率和发热问题。例如,如果系统的工作周期较短,发热可能不是主要问题,那么节流调速可能也可以应用,但长期运行的话,容积调速更优。

另外,需要考虑液压缸的尺寸,因为速度是流量除以有效面积。如果液压缸的直径较小,那么所需的流量可能并不特别大,但1500mm/s的速度即使对于小缸径来说,流量需求可能还是较高的。例如,假设缸径为50mm(面积约为1963.5 mm²),那么流量Q=速度×面积=1500mm/s × 1963.5 mm² = 2,945,250 mm³/s = 约176.7 L/min。这样的流量对于一般的工业液压系统来说是比较大的,可能需要大流量泵或者蓄能器辅助。

在这种情况下,如果使用节流调速,泵需要提供足够的流量,同时经过节流阀会有较大的压力损失,导致系统效率低。而容积调速通过变量泵直接调节输出流量,可以更高效地提供所需流量,减少能量损失。

因此,综合来看,答案应该是容积调速回路,可能结合变量泵的使用,以适应高速大流量的需求,同时保持较高的系统效率。

在液压缸速度为1500mm/s的高速工况下,推荐使用容积调速回路。以下是详细分析:

1. 容积调速回路的优势
高效节能:通过调节变量泵的排量直接控制流量,减少节流损失,降低发热,适合大流量、高速场景。
宽调速范围:变量泵可灵活匹配液压缸的高速需求(如1500mm/s),尤其适合大功率系统。
稳定性:在负载变化时,结合压力补偿功能可保持速度稳定。
2. 其他调速方式的局限性
节流调速回路(进口/出口/旁路):
依赖节流阀调节流量,高速时压降大、效率低,易导致系统过热。
难以满足大流量需求(如1500mm/s对应的流量可能高达数百升/分钟)。
容积节流调速:虽平衡了效率与稳定性,但结构复杂,成本较高,通常用于中低速精密控制。
3. 补充设计建议
变量泵选择:优先选用轴向柱塞变量泵,响应快且耐高压,适合高速调节。
快速运动回路:若需瞬时高速,可结合蓄能器或双泵(低压大流量泵+高压小流量泵)提升瞬时供油能力。
缓冲与冲击控制:高速液压缸需配置缓冲装置或采用比例阀/伺服阀,减少惯性冲击,确保定位精度。
结论
对于1500mm/s的高速液压缸,**容积调速回路(如闭式回路搭配变量泵)**是最优选择,兼顾效率、速度范围与系统稳定性。若工况对动态响应要求极高,可进一步集成比例或伺服控制技术。

「tokens: 1713, speed: 16.96 tokens/s」

slyyqd 发表于 5 天前

DeepSeek的回答已经非常到位,看来市场上又将诞生一批“液压工程师了”

slyyqd 发表于 5 天前

DeepSeek的回答已经非常到位,看来又将出现一大批“液压工程师”了{:10_205:}

游勇 发表于 4 天前

这只能是刚畢业的学生水平,只懂液压,对应用不懂。在1500mm/s速度下,只有出口节流才能满足应用需要。

709366750 发表于 3 天前

支持4楼!1500mm/S时,回路冲击大,只有出口节流能保持良好的稳定性。具体采用什么元件要看具体要求,如响应速度、负载情况等。
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