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快速运动回路的四种常见回路类型
快速运动回路的功用是使执行元件获得尽可能大的工作速度,以提高生产率或充分利用功率。例如,机床上工作部件的空行程一般需作快速运动。常见的快速运动回路有以下几种:
1、差动连接快速运动回路
液压缸差动连接快速运动回路的换向阀处于右位时,液压缸有杆腔的回油和液压泵的供油合在一起进入液压缸无杆腔,使活塞快速向右运动。差动连接与非差动连接的速度之比为v'/v = A1/(A1-A2) 。这种回路比较简单,应用较多,但液压缸的速度加快有限。在使用差动回路时必须注意所应用的阀和管路应按差动时的合成流量来选择其规格,否则会因流动的阻力太大,使泵的部分油液从溢流阀流回油箱,甚至起不到差动作用。
2、双泵供油快速运动回路
双泵供油快速运动回路主要由低压大流量泵和高压小流量泵组成的双联泵作动力源。外控顺序阀(卸荷阀)设定双泵供油时系统的最高工作压力,溢流阀设定小流量泵单独供油时系统的最高工作压力。液压缸快速向右运动(即换向阀处于左位)时,负载小而需要的流量大,由于系统压力低,这时大、小两泵同时向系统供油;液压缸慢速向右运动(即换向阀处于右位)时,负载大而需要的流量小,由于系统的压力升高,卸荷阀打开,大流量泵输出的压力油经阀流回油箱,大流量泵卸荷(此时单向阀关闭),系统由小流量泵单独供油。卸荷阀的调定压力至少应比溢流阀的调定压力低10%~20%,大流量泵卸荷减少了动力消耗,回路效率较高。该回路常用在执行元件快进和工进速度相差较大的场合。
3、充液快速运动回路
(1)自重充液快速运动回路。此回路用于垂直运动部件且质量较大的液压机系统。手动换向阀右位接入回路,由于运动部件的自重,活塞快速下降,由单向节流阀控制下降速度。此时因液压泵供油不足,液压缸上腔出现负压,充液油箱通过液控单向阀(充液阀)向液压缸上腔补油;当运动部件接触工件负载增加,液压缸上腔压力升高,充液阀关闭,此时只靠液压泵供油,活塞运动速度降低。回程时,换向阀左位接入回路,压力油进入液压缸下腔,同时打开充液阀,液压缸上腔一部分回油进入充液油箱。为防止活塞快速下降时液压缸上腔吸油不充分,充液油箱常被充压油箱代替,实现强制充液。
(2)采用增速缸的快速运动回路。对于卧式液压缸不能利用运动部件自重充液做快速运动,而采用增速缸或辅助缸的方案。增速缸由活塞缸与柱塞缸复合而成。当换向阀左位接入回路,压力油经柱塞孔进入增速缸小腔,推动活塞快速向右移动,大腔所需油液由充液阀从油箱吸取,活塞缸右腔的油液经换向阀回油箱。当执行元件接触工件负载增加时,回路压力升高,使顺序阀开启,高压油关闭充液阀,并进入增速缸大腔,活塞转换成慢速运动,且推力增大。换向阀右位接入回路,压力油进入活塞缸右腔,同时打开充液阀,大腔的回油排回油箱,活塞快速向左退回。这种回路功率利用比较合理,但增速比受增速缸尺寸的限制,结构比较复杂。
(3)采用辅助缸的快速运动回路。当泵向成对设置的辅助缸供油时,带动主缸的活塞快速向左运动,主缸右腔由充液阀从充液油箱补油,直至压板触及工件后,油压上升,压力油经顺序阀进入主缸,转为慢速左移。此时主缸和辅助缸同时对工件加压。主缸左腔油液经换向阀回油箱。回程时压力油进入主缸左腔,主缸右腔油液通过充液阀排回充液油箱,辅助缸回油经换向阀回油箱。这种回路简单易行,常用于冶金机械。
4、蓄能器快速运动回路
蓄能器快速运动回路是通过增加输入到执行元件流量的方法来实现快速运动的。当液压缸停止工作时,液压泵向蓄能器充液,储存能量,当蓄能器的压力升高到外控顺序阀的调定压力时,阀打开,液压泵卸荷。在液压缸要求快速运动时,由泵和蓄能器同时向液压缸供油,使活塞获得较高的运动速度。这种回路应用于短时间内需要大流量的场合。