第7章液壓基本回路Hydraulicbasiccircuit目錄/CONTENTS壓力控制回路01速度控制回路02多執(zhí)行元件控制回路04方向控制回路03壓力控制回路7.1pressurecontrolcircuit任何一個(gè)液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路組成的，所謂液壓基本回路是能實(shí)現(xiàn)某種特定功能的液壓元件的組合。液壓系統(tǒng)第7章液壓基本回路基本回路組成實(shí)現(xiàn)某種特定功能按照其在液壓系統(tǒng)中的作用不同，液壓基本回路可分為四部分：（1）壓力控制回路。它控制整個(gè)系統(tǒng)或局部油路的工作壓力。（2）速度控制回路。它控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度。（3）方向控制回路。它控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向的變換和鎖停。（4）多執(zhí)行元件控制回路。它控制幾個(gè)執(zhí)行元件相互間的工作循環(huán)。第7章液壓基本回路壓力控制回路是利用壓力控制閥來(lái)控制系統(tǒng)整體或局部壓力，以使執(zhí)行元件獲得所需的力或轉(zhuǎn)矩，或者保持受力狀態(tài)的回路。這類(lèi)回路主要包括調(diào)壓回路、減壓回路、增壓回路、卸荷回路、保壓回路和平衡回路。1壓力控制回路23利用壓力控制閥4保持受力狀態(tài)的回路7.1壓力控制回路執(zhí)行元件調(diào)壓回路的作用是使液壓系統(tǒng)整體或某一部分的壓力保持恒定或者不超過(guò)某個(gè)數(shù)值。在定量泵系統(tǒng)中，一般通過(guò)溢流閥來(lái)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定液壓泵的工作壓力。在變量泵系統(tǒng)中，用安全閥來(lái)限制系統(tǒng)的最高安全壓力。若系統(tǒng)在不同的工作時(shí)間內(nèi)需要有不同的工作壓力，則可采用二級(jí)或多級(jí)調(diào)壓回路。7.1.1調(diào)壓回路調(diào)壓回路如圖7-1(a)所示，定量液壓泵1和溢流閥2并聯(lián)組成單級(jí)調(diào)壓回路。通過(guò)調(diào)節(jié)閥2的調(diào)定壓力，就可以改變泵1的工作壓力。當(dāng)溢流閥的調(diào)定壓力確定后，定量液壓泵就在溢流閥的調(diào)定壓力下工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓和穩(wěn)壓控制。如果泵1改換為變量泵，這時(shí)溢流閥將作為安全閥來(lái)使用。當(dāng)定量液壓泵的工作壓力低于溢流閥的調(diào)定壓力時(shí)，溢流閥不工作；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，定量液壓泵的工作壓力一旦上升到溢流閥的調(diào)定壓力，溢流閥將開(kāi)啟，將定量液壓泵的工作壓力限制在溢流閥的調(diào)定壓力之下，使液壓系統(tǒng)不至于因壓力過(guò)載而受到破壞。7.1.1調(diào)壓回路1.單級(jí)調(diào)壓回路圖7-1(b)所示為二級(jí)調(diào)壓回路，該回路可實(shí)現(xiàn)兩種不同系統(tǒng)壓力的控制，分別由先導(dǎo)式溢流閥2和直動(dòng)式溢流閥4各調(diào)定一級(jí)。當(dāng)二位二通電磁換向閥3處于圖示位置時(shí)，系統(tǒng)壓力由溢流閥2調(diào)定；當(dāng)換向閥3通電右位工作時(shí)，系統(tǒng)壓力由溢流閥4調(diào)定。但要注意：溢流閥4的調(diào)定壓力一定要小于溢流閥2的調(diào)定壓力，否則不能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)壓力由溢流閥4調(diào)定時(shí)，先導(dǎo)式溢流閥2的先導(dǎo)閥口關(guān)閉，但主閥開(kāi)啟，液壓泵的溢流流量經(jīng)主閥流回油箱，這時(shí)直動(dòng)式溢流閥4處于工作狀態(tài)，并有油液通過(guò)。若將換向閥3與溢流閥4互換位置，仍可進(jìn)行二級(jí)調(diào)壓。7.1.1調(diào)壓回路2.二級(jí)調(diào)壓回路圖7-1(c)所示為三級(jí)調(diào)壓回路，系統(tǒng)的三級(jí)壓力分別由溢流閥1，2，3調(diào)定。當(dāng)電磁鐵1YA、2YA均斷電時(shí)，系統(tǒng)壓力由主溢流閥1調(diào)定。當(dāng)1YA通電，2YA斷電時(shí)，系統(tǒng)壓力由閥2調(diào)定。當(dāng)2YA通電、1YA斷電時(shí)，系統(tǒng)壓力由閥3調(diào)定。在這種調(diào)壓回路中，溢流閥2和溢流閥3的調(diào)定壓力要低于主溢流閥1的調(diào)定壓力，而閥2的調(diào)定壓力與閥3的調(diào)定壓力之間沒(méi)有一定的關(guān)系。當(dāng)閥2和閥3工作時(shí)，它們相當(dāng)于在閥1上的另一個(gè)先導(dǎo)閥。7.1.1調(diào)壓回路3.多級(jí)調(diào)壓回路當(dāng)液壓泵輸出的壓力是高壓而局部回路或支路要求低壓時(shí)，可以采用減壓回路，如機(jī)床液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊回路及液壓元件的控制油路等，它們往往需要比主油路低的壓力。減壓回路較為簡(jiǎn)單，一般是在所需低壓的支路上串接減壓閥。1液壓泵23高壓而局部回路或支路4支路上串接減壓閥7.1.2減壓回路采用減壓回路最常見(jiàn)的單級(jí)減壓回路如圖7-2（a)所示，將定值減壓閥與主油路相連，使支路獲得一個(gè)穩(wěn)定的低壓，回路中的單向閥供主油路在壓力降低(低于減壓閥調(diào)整壓力)時(shí)防止油液倒流，起短時(shí)保壓作用。7.1.2減壓回路1.單級(jí)減壓回路在減壓回路中也可以采用類(lèi)似兩級(jí)或多級(jí)調(diào)壓的方法獲得兩級(jí)或多級(jí)減壓。圖7-2(b)所示為用于工件夾緊的二級(jí)減壓回路，回路中利用先導(dǎo)式減壓閥1的遠(yuǎn)控口接一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2，則可由閥1、閥2各調(diào)定一種低壓。在圖示狀態(tài)下，當(dāng)先導(dǎo)式減壓閥1上外控口連接的二位二通電磁換向閥斷電時(shí)，夾緊壓力由閥1調(diào)定；當(dāng)閥1上外控口連接的二位二通電磁換向閥通電時(shí)，夾緊壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2調(diào)定。但要注意，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2的調(diào)定壓力值一定要低于先導(dǎo)式減壓閥1的調(diào)定壓力值。7.1.2減壓回路2.多級(jí)減壓回路當(dāng)系統(tǒng)或系統(tǒng)的某一支油路需要壓力較高但流量又不大的壓力油時(shí)，如果采用高壓泵不夠經(jīng)濟(jì)或者根本沒(méi)有必要增設(shè)高壓力的液壓泵時(shí)，就可以采用增壓回路。采用增壓回路不僅易于選擇液壓泵，而且系統(tǒng)工作較可靠，噪聲小。增壓回路中提高壓力的主要元件是增壓缸或增壓器。7.1.3增壓回路單作用增壓缸的增壓回路如圖7-3(a)所示，單作用增壓缸中有大、小兩個(gè)活塞，并由一根活塞桿連接在一起。當(dāng)手動(dòng)換向閥3右位工作時(shí)，液壓泵1輸出的壓力油通過(guò)換向閥3進(jìn)入增壓缸4的左邊大腔A，推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)，增壓缸4右邊小腔B的油液經(jīng)換向閥3流回油箱，但增壓缸4右邊小腔B輸出高壓油。該高壓油進(jìn)入工作缸6的上腔，推動(dòng)工作缸6內(nèi)活塞下移（在不考慮摩擦損失與泄漏的情況下，單作用增壓缸的增壓比等于增壓缸大小腔有效面積之比）。當(dāng)手動(dòng)換向閥3左位工作時(shí)，增壓缸4的活塞向左退回，工作缸6的活塞靠彈簧復(fù)位。為補(bǔ)償增壓缸4右邊小腔B和工作缸6的泄漏，可通過(guò)單向閥5由輔助油箱補(bǔ)油。因?yàn)樵摶芈分荒荛g歇增壓，所以稱(chēng)之為單作用增壓缸的增壓回路。7.1.3增壓回路1.單作用增壓缸的增壓回路圖7-3(b)所示為雙作用增壓缸的增壓回路，能連續(xù)輸出高壓油。雙作用增壓缸中有大活塞一個(gè)、小活塞兩個(gè)，并由一根活塞桿連接在一起。當(dāng)活塞處在圖示位置時(shí)，電磁換向閥左位工作，液壓泵輸出的壓力油通過(guò)換向閥左位進(jìn)入增壓缸左端的大、小油腔，推動(dòng)活塞向右移動(dòng)；增壓缸右端大油腔的油液經(jīng)換向閥左位流回油箱，增壓缸右端小油腔的油液經(jīng)單向閥9輸出。此時(shí)單向閥8，10被封閉。當(dāng)活塞移到右端時(shí)，電磁換向閥右位工作，液壓泵輸出的壓力油通過(guò)換向閥右位進(jìn)入增壓缸右端的大、小油腔，推動(dòng)活塞反向向左移動(dòng)；增壓缸左端大油腔的油液經(jīng)換向閥右位流回油箱，增壓缸左端小油腔的油液經(jīng)單向閥8輸出。此時(shí)單向閥7，9被封閉。7.1.3增壓回路2.雙作用增壓缸的增壓回路當(dāng)系統(tǒng)或系統(tǒng)的某一支油路需要壓力較高但流量又不大的壓力油時(shí)，如果采用高壓泵不夠經(jīng)濟(jì)或者根本沒(méi)有必要增設(shè)高壓力的液壓泵時(shí)，就可以采用增壓回路。采用增壓回路不僅易于選擇液壓泵，而且系統(tǒng)工作較可靠，噪聲小。增壓回路中提高壓力的主要元件是增壓缸或增壓器。7.1.4卸荷回路利用諸如M型、H型、K型的三位四通換向閥處于中位時(shí)，使液壓泵輸出的液壓油經(jīng)換向閥的進(jìn)油口P和回油口T直接流回油箱而卸荷。圖7-4（a）所示為利用M型三位換向閥中位機(jī)能的卸荷回路，這種回路在切換時(shí)壓力沖擊小，但回路中必須設(shè)置單向閥，以使系統(tǒng)能保持0.3MPa左右的壓力，供操縱控制油路用。7.1.4卸荷回路1.用換向閥中位機(jī)能的卸荷回路如圖7-4（b）所示，當(dāng)液壓泵出油口左側(cè)的兩位兩通換向閥斷電左位工作時(shí)，液壓泵與油箱連通，實(shí)現(xiàn)卸荷。7.1.4卸荷回路2.利用兩位兩通換向閥的卸荷回路如圖7-5所示，先導(dǎo)式溢流閥2的控制口直接與二位二通電磁閥3相連，便構(gòu)成一種利用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路。當(dāng)閥3通電右位工作時(shí)，液壓泵1與油箱相通，實(shí)現(xiàn)卸荷。這種卸荷回路卸荷壓力小，切換時(shí)沖擊也小。7.1.4卸荷回路3.利用先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路在液壓系統(tǒng)中常要求液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)在一定的行程位置上停止運(yùn)動(dòng)或在有微小的位移下穩(wěn)定地維持住一定的壓力，這就要采用保壓回路。最簡(jiǎn)單的保壓回路是密封性能較好的液控單向閥的回路，但是，閥類(lèi)元件處的泄漏使得這種回路的保壓時(shí)間不能維持太久。1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)23行程位置上4閥類(lèi)元件處的泄漏7.1.5保壓回路采用保壓回路利用液壓泵的保壓回路也就是在保壓過(guò)程中，液壓泵仍以較高的壓力(保壓所需壓力)工作，此時(shí)，若采用定量泵則壓力油幾乎全經(jīng)溢流閥流回油箱，系統(tǒng)功率損失大，易發(fā)熱，故只在小功率的系統(tǒng)且保壓時(shí)間較短的場(chǎng)合下才使用；若采用變量泵，在保壓時(shí)泵的壓力較高，但輸出流量幾乎等于零，因而液壓系統(tǒng)的功率損失小。這種保壓方法能隨泄漏量的變化而自動(dòng)調(diào)整輸出流量，因而其效率也較高。7.1.5保壓回路1.利用輔助泵的保壓回路保壓回路利用蓄能器的保壓回路是指借助蓄能器來(lái)保持系統(tǒng)壓力，補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏的回路。泵卸荷的保壓回路如圖7-6(a)所示，當(dāng)主換向閥在左位工作時(shí)，液壓缸向右前進(jìn)并壓緊工件，進(jìn)油路壓力升高并達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，使電磁閥通電，泵即卸荷，單向閥自動(dòng)關(guān)閉，液壓缸則由蓄能器保壓。當(dāng)液壓缸壓力不足時(shí)，壓力繼電器復(fù)位，使泵重新工作。保壓時(shí)間取決于蓄能器的容量，調(diào)節(jié)壓力繼電器的通斷調(diào)節(jié)區(qū)間即可調(diào)節(jié)液壓缸壓力的最大值和最小值。多缸系統(tǒng)的保壓回路如圖7-6(b)所示，這種回路在主油路壓力降低時(shí)，單向閥3關(guān)閉，支路由蓄能器4保壓并補(bǔ)償泄漏，壓力繼電器5的作用是當(dāng)支路中的壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)發(fā)出信號(hào)，使主油路開(kāi)始工作。7.1.5保壓回路2.利用蓄能器的保壓回路7.1.5保壓回路圖7-6利用蓄能器的保壓回路采用液控單向閥和電接觸式壓力表的自動(dòng)補(bǔ)油式保壓回路如圖7-7所示，其工作原理為：當(dāng)1YA得電，換向閥右位接入回路，液壓缸上腔壓力上升至電接觸式壓力表的上限值時(shí)，上觸點(diǎn)接電，使電磁鐵1YA失電，換向閥處于中位，液壓泵卸荷，液壓缸由液控單向閥保壓。當(dāng)液壓缸上腔壓力下降到預(yù)定下限值時(shí)，電接觸式壓力表又發(fā)出信號(hào)，使1YA得電，液壓泵再次向系統(tǒng)供油，使壓力上升。當(dāng)壓力達(dá)到上限值時(shí)，上觸點(diǎn)又發(fā)出信號(hào)，使1YA失電。因此，這一回路能自動(dòng)地使液壓缸補(bǔ)充壓力油，使其壓力能長(zhǎng)期保持在一定范圍內(nèi)。7.1.5保壓回路3.采用電接觸式壓力表控制的保壓回路平衡回路的作用在于防止垂直或傾斜放置的液壓缸和與之相連的工作部件，在上位停止時(shí)因自重而自行下落或在下行運(yùn)動(dòng)中超速而使運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。通常，在垂直或傾斜放置的液壓缸的下行回油路上串聯(lián)一個(gè)產(chǎn)生適當(dāng)背壓的元件（單向順序閥或液控順序閥），以便與自重相平衡并起限速作用。7.1.6平衡回路采用液控順序閥的平衡回路如圖7-8(b)所示。當(dāng)活塞下行時(shí)，控制壓力油打開(kāi)液控順序閥，背壓消失，因而回路效率較高；當(dāng)停止工作時(shí)，液控順序閥關(guān)閉，以防止活塞和工作部件因自重而下降。這種平衡回路的優(yōu)點(diǎn)是只有上腔進(jìn)油時(shí)活塞才下行，比較安全、可靠；缺點(diǎn)是活塞下行時(shí)平穩(wěn)性較差。這是因?yàn)榛钊滦袝r(shí)，液壓缸上腔油壓降低，將使液控順序閥關(guān)閉。當(dāng)液控順序閥關(guān)閉時(shí)，活塞停止下行，使液壓缸上腔油壓升高，又會(huì)打開(kāi)液控順序閥,液控順序閥始終工作于啟閉的過(guò)渡狀態(tài)，比較影響工作的平穩(wěn)性。因此，這種回路適用于運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量不很大、停留時(shí)間較短的液壓系統(tǒng)中。7.1.6平衡回路2.采用液控順序閥的平衡回路速度控制回路7.2Speedcontrolloop速度控制回路是用于控制、調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的一種液壓基本回路。常用的速度控制回路有調(diào)速回路、快速運(yùn)動(dòng)回路和速度換接回路。1速度控制回路23液壓基本回路4速度換接回路7.2速度控制回路速度控制回路實(shí)現(xiàn)功率傳遞的調(diào)速回路在液壓系統(tǒng)中占有非常重要的地位，在液壓傳動(dòng)裝置中執(zhí)行元件主要是液壓缸和液壓馬達(dá)，其工作速度或轉(zhuǎn)速與輸入的流量和幾何參數(shù)有關(guān)。要調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nm或液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度v，可通過(guò)改變輸入液壓執(zhí)行元件的流量q、改變液壓馬達(dá)的排量Vm和改變液壓缸的有效作用面積A等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于液壓缸的有效面積A是定值，因此只有通過(guò)改變輸入流量q和液壓馬達(dá)的排量Vm的大小來(lái)調(diào)速。改變輸入執(zhí)行元件的流量q，可采用流量控制閥或變量泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。改變液壓馬達(dá)的排量Vm，可采用變量液壓馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了滿(mǎn)足液壓執(zhí)行元件對(duì)工作速度的要求，在不計(jì)液壓油的壓縮性和泄漏的情況下，由液壓馬達(dá)的工作原理可知，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nm由輸入流量q和液壓馬達(dá)的排量Vm決定，即nm=q/Vm

（7-1）液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度v由輸入流量q和液壓缸的有效作用面積A決定，即v=q/A（7-2）因此，根據(jù)改變的輸入執(zhí)行元件的流量，調(diào)速回路分為節(jié)流調(diào)速回路、容積調(diào)速回路和容積節(jié)流調(diào)速回路三類(lèi)。7.2.1調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路是采用定量泵供油，通過(guò)調(diào)節(jié)流量控制閥（節(jié)流閥和調(diào)速閥）的通流截面積大小來(lái)改變進(jìn)入或流出執(zhí)行元件的流量，以調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度的回路。根據(jù)流量控制閥在回路中的位置不同，節(jié)流調(diào)速回路可分為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路、回油節(jié)流調(diào)速回路和旁路節(jié)流調(diào)速回路。前兩種節(jié)流調(diào)速回路中的進(jìn)油壓力由溢流閥調(diào)定而基本不隨負(fù)載變化，又稱(chēng)為定壓式節(jié)流調(diào)速回路；而旁路節(jié)流調(diào)速回路中的進(jìn)油壓力會(huì)隨負(fù)載的變化而變化，又可稱(chēng)為變壓式節(jié)流調(diào)速回路。7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路（1）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路是將流量控制閥串聯(lián)在液壓執(zhí)行元件的進(jìn)油路上來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的回路。如圖7-9（a）所示，將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的進(jìn)油路上，液壓泵輸出的油液大部分經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸工作腔來(lái)推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，多余的油液經(jīng)溢流閥流回油箱。由于溢流閥經(jīng)常處于溢流狀態(tài)，因而就可以保持液壓泵的出口壓力pP基本恒定，形成溢流定壓。只要調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積，就可調(diào)節(jié)通過(guò)節(jié)流閥的流量，從而調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度。7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路①速度-負(fù)載特性\[圖7-9（b）]。液壓缸在穩(wěn)定工作時(shí)的壓力平衡方程為p1A1＝p2A2+F式中，p1、A1分別為液壓缸進(jìn)油腔的壓力和有效作用面積；p2、A2分別為液壓缸回油腔的壓力和有效作用面積；由于液壓缸回油腔通油箱，可設(shè)p2＝0；F為液壓缸的負(fù)載。所以液壓缸進(jìn)油腔的壓力為p1=F/A1經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的流量為q1=KATΔp1/2=KAT(pP－F/A1)1/2式中，AT為節(jié)流閥的通流面積（m2）；K為節(jié)流系數(shù)及孔口形狀決定的指數(shù)；Δp為節(jié)流閥兩端的壓力差，Δp＝pP－p1＝pP－FA1(N)。液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度為v=q1/A1=[KAT(pPA1－F)1/2]/A13/2（7-3）7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路

7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路②最大承載能力。由式（7-3）可知，無(wú)論AT為何值，當(dāng)F＝pPA1時(shí)，節(jié)流閥兩端壓力差Δp為零，活塞停止運(yùn)動(dòng)（v＝0），液壓泵輸出的流量全部經(jīng)溢流閥流回油箱，所以進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的最大載荷Fmax＝pPA1。③功率特性。在進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中，因液壓泵出口壓力pP由溢流閥調(diào)定,基本為一定值，故液壓泵的輸出功率PP為一常量（液壓泵的流量qP也一定）。液壓泵的輸出功率為PP＝pPqP＝常量液壓缸的輸出功率為P1=Fv=Fq1/A1該回路的功率損失為ΔP=PP－P1=pPqP－p1q1=pP(q1+Δq)－(pP－Δp)q1=pPΔq+Δpq1

（7-6）式中，Δq為通過(guò)溢流閥的溢流量，Δq＝qP－q1。由式（7-6）可知,該調(diào)速回路的功率損失由溢流功率損失和節(jié)流功率損失兩部分組成。該回路的效率為η=P1/PP=Fv/pPqP=p1q1/pPqP

（7-7）由于存在兩部分功率損失,該調(diào)速回路的效率較低。當(dāng)負(fù)載恒定或變化很小時(shí)，η可達(dá)0.2～0.6；當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，回路的效率ηmax=0.385。7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路（2）回油節(jié)流調(diào)速回路?；赜凸?jié)流調(diào)速回路是將流量控制閥串聯(lián)在液壓執(zhí)行元件的回油路上來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的回路。如圖7-10所示，將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上，通過(guò)調(diào)節(jié)它的通流面積來(lái)控制從液壓缸回油腔流出的流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度的控制。7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路

7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路（2）回油節(jié)流調(diào)速回路。②功率特性。液壓泵的輸出功率為PP＝pPqP＝常量液壓缸的輸出功率為P1=[pp-(A2/A1)p2]q1=[pp(A1/A2)-P2]q2該回路的功率損失為ΔP=pPΔq+ΔpTq2=ΔP1+ΔP2

（7-10）由式（7-10）可知，該調(diào)速回路的功率損失由溢流功率損失和節(jié)流功率損失兩部分組成。該回路的效率為η=P1/PP=[pP－A2A1ΔpT]q1/pPqP=[(pPA1/A2－ΔpT)q2/pPqP

（7-11）由此看出，式（7-11）與進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路的回路效率表達(dá)式相同，但是負(fù)載壓力F不同，p1=pP－p2A2/A1。由于存在兩部分功率損失，該調(diào)速回路的效率較低。當(dāng)負(fù)載恒定或變化很小時(shí)，η可達(dá)0.2～0.6；當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，回路的效率ηmax=0.385。7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路（3）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路和回油節(jié)流調(diào)速回路的性能差異。①進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路啟動(dòng)沖擊小。系統(tǒng)不工作時(shí)，執(zhí)行元件由于泄漏而產(chǎn)生空腔；系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，回油節(jié)流調(diào)速回路中進(jìn)油路無(wú)阻力，而回油路有阻力，導(dǎo)致活塞突然向前運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生沖擊；而進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中，進(jìn)油的節(jié)流閥對(duì)進(jìn)入液壓缸的液體產(chǎn)生阻力，可減緩沖擊。②回油節(jié)流調(diào)速回路可承受一定的負(fù)方向載荷（超越負(fù)載）。因回油路有背壓，當(dāng)負(fù)載減小、速度增加時(shí)，背壓增大，故可使運(yùn)動(dòng)變化平緩。對(duì)于雙桿液壓缸，可獲得較低的穩(wěn)定速度；對(duì)于單桿液壓缸，若進(jìn)油路為無(wú)桿腔，因相同速度下進(jìn)油腔所需流量大，可獲得較低的最小穩(wěn)定速度。如果要獲得較低的穩(wěn)定速度，在結(jié)構(gòu)允許時(shí)，最好把有桿腔作為回油腔，并采用回油節(jié)流調(diào)速。③進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路容易實(shí)現(xiàn)壓力控制。工作部件在行程終點(diǎn)碰到擋塊后，缸的進(jìn)油腔油壓會(huì)上升到等于泵的壓力，利用這個(gè)壓力變化，可使并聯(lián)于此處的壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)，對(duì)系統(tǒng)的下步動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制。而在回油節(jié)流調(diào)速時(shí)，進(jìn)油腔壓力沒(méi)有變化，不易實(shí)現(xiàn)壓力控制。因此為了提高回路的綜合性能，一般常采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，并在回路上加上背壓閥，使其兼具二者優(yōu)點(diǎn)；但會(huì)增加一定的功率消耗，增大油液的發(fā)熱量。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路、回油節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但是效率低，只宜在負(fù)載變化不大，低速、小功率的場(chǎng)合中使用，如某機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中。7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路（4）旁路節(jié)流調(diào)速回路。旁路節(jié)流調(diào)速回路是將流量控制閥安裝在液壓執(zhí)行元件的進(jìn)油路和回油路之間來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的回路。采用節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路如圖7-11（a）所示，節(jié)流閥安裝在與液壓缸并聯(lián)的旁油路上。節(jié)流閥調(diào)節(jié)了液壓泵溢流回油箱的流量，控制了進(jìn)入液壓缸的流量，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)液壓缸的調(diào)速。液壓泵輸出的流量分為兩部分，一部分進(jìn)入液壓缸，另一部分通過(guò)節(jié)流閥流回油箱。溢流閥起安全閥作用，回路正常工作時(shí)，溢流閥關(guān)閉；當(dāng)供油壓力超過(guò)正常工作壓力時(shí)，溢流閥才打開(kāi)，以防過(guò)載。溢流閥的調(diào)節(jié)壓力為最大工作壓力的1.1～1.2倍。液壓泵輸出的壓力取決于負(fù)載，負(fù)載變化將引起液壓泵工作壓力的變化,所以該回路也稱(chēng)為變壓式節(jié)流調(diào)速回路。7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路

7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路②最大承載能力。旁路節(jié)流調(diào)速回路的最大承載能力隨節(jié)流閥通流面積AT的增大而減小，即該回路低速時(shí)的承載能力很差，調(diào)速范圍也較小。同時(shí)，該回路最大承載能力還受溢流閥的安全壓力值的限制。③功率和效率。液壓泵的輸出功率為PP＝pPqP液壓缸輸出的有效功率為P1=Fv=Fq1/A1=pPq1該回路的功率損失為ΔP=PP－P1=pPqP－pPq1=pPΔq（7-14）式中，Δq為通過(guò)溢流閥的溢流量，Δq＝qP－q1(m3/s)。由式（7-14）可知，該調(diào)速回路的功率損失由溢流功率損失和節(jié)流功率損失兩部分組成。該回路的效率為:η=P1/PP=Fv/pPqP=pPq1/pPqP=q1/qP

（7-15）旁路節(jié)流調(diào)速回路只有節(jié)流損失而無(wú)溢流損失，液壓泵的輸出壓力隨負(fù)載而變化，即節(jié)流損失和輸入功率隨負(fù)載而變化，比前兩種節(jié)流調(diào)速回路的效率高。因此，這種調(diào)速回路一般用于功率較大且對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。7.2.1調(diào)速回路1.節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路是通過(guò)改變變量液壓泵或變量液壓馬達(dá)的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的回路。其主要優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失，功率損失小，工作壓力隨負(fù)載變化而變化，所以效率高、發(fā)熱少，適用于高速、大功率系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是變量泵和變量馬達(dá)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。按油液循環(huán)方式不同，容積調(diào)速回路有開(kāi)式回路和閉式回路兩種。在開(kāi)式回路中，液壓泵從油箱吸油后輸入執(zhí)行元件，執(zhí)行元件排出的油液直接返回油箱，故油液的冷卻性好，但油箱的結(jié)構(gòu)尺寸大，空氣和臟物容易進(jìn)入回路而造成污染。在閉式回路中，液壓泵將液壓油輸出而進(jìn)入執(zhí)行元件的進(jìn)油腔，又從執(zhí)行元件的回油腔吸油，回路的結(jié)構(gòu)緊湊，減少了污染的可能性，采用雙向液壓泵或雙向液壓馬達(dá)時(shí)還可方便地變換執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向，但散熱條件較差，需要設(shè)置補(bǔ)油泵以補(bǔ)償回路中的泄漏，從而使回路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。容積調(diào)速回路通常有三種基本形式，即變量泵和定量液壓執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路、定量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路、變量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路。7.2.1調(diào)速回路2.容積調(diào)速回路(1)變量泵和定量液壓執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路。圖7-12所示為變量泵與液壓缸或變量泵與定量液壓馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路。圖7-12(a)所示為變量泵與液壓缸組成的開(kāi)式容積調(diào)速回路，回路中液壓缸5的活塞的運(yùn)動(dòng)速度由變量泵1調(diào)節(jié)。圖7-12(b)所示為變量泵與定量液壓馬達(dá)組成的閉式容積調(diào)速回路，回路中通過(guò)變量泵1來(lái)調(diào)節(jié)定量液壓馬達(dá)10的轉(zhuǎn)速，安全閥2用于防止馬達(dá)過(guò)載。低壓定量泵7為補(bǔ)油泵，用于補(bǔ)償泵1、馬達(dá)10及管路的泄漏，以及置換部分熱油，降低回路溫升。其補(bǔ)油壓力由低壓溢流閥9來(lái)調(diào)節(jié)和設(shè)定。7.2.1調(diào)速回路2.容積調(diào)速回路(1)變量泵和定量液壓執(zhí)行元件的容積調(diào)速回路。在圖7-12(a)中，改變變量泵的排量就可以調(diào)節(jié)液壓缸的流量，從而調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動(dòng)速度。忽略液壓泵、液壓缸及管道的泄漏，液壓缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度為v=qP/A=nPVB/A（7-16）式中，nP變量泵的轉(zhuǎn)速；VB為變量泵的排量（mL/r）；A為液壓缸工作腔的有效工作面積（m2）；qP為變量泵的輸出流量（m3/s）。在圖7-12(b)中，當(dāng)忽略變量泵和定量液壓馬達(dá)的損失與泄漏時(shí)，定量液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nm、輸出轉(zhuǎn)矩Tm和輸出功率Pm分別為nm=qP/Vm=nPVB/Vm

（7-17）Tm=Δpm/2π（7-18）Pm=ΔpmVmnm=ΔpmVBnP

（7-19）式中，Δpm為定量液壓馬達(dá)兩端的壓差；Vm為定量液壓馬達(dá)的排量。式（7-16）和式（7-17）表明，調(diào)節(jié)變量泵的輸出流量qP，可對(duì)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度v或定量液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nm進(jìn)行調(diào)節(jié)。7.2.1調(diào)速回路2.容積調(diào)速回路由于液壓缸工作腔的有效工作面積A和定量液壓馬達(dá)的排量Vm是恒定不變的，當(dāng)變量泵的轉(zhuǎn)速nP不變時(shí)，液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度v或定量液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nm與變量泵的排量VB成正比，是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線(xiàn)，如圖7-12(c)中虛線(xiàn)所示。而實(shí)際上回路的泄漏是不可避免的，在一定負(fù)載下，需要一定流量才能啟動(dòng)和帶動(dòng)負(fù)載，實(shí)際的v或nm與Vm的關(guān)系如實(shí)線(xiàn)所示。這種回路在低速下承載能力差，速度不穩(wěn)定。式（7-18）表明，如果系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定，回路的工作壓力恒定不變，即Δpm不變。定量液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩Tm恒定，但實(shí)際上受泄漏和機(jī)械摩擦的影響，也存在一個(gè)“死區(qū)”，如圖7-12(c)所示。式（7-19）表明，定量液壓馬達(dá)的輸出功率Pm隨變量泵的排量VB的增減而線(xiàn)性地增減，其理論功率特性與實(shí)際功率特性亦如圖7-12(c)所示。變量泵和定量執(zhí)行元件所組成的容積調(diào)速回路為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，可正、反向?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍較大；適用于調(diào)速范圍較大、要求恒轉(zhuǎn)矩輸出的場(chǎng)合，如大型機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給系統(tǒng)中。7.2.1調(diào)速回路2.容積調(diào)速回路(2)定量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路。定量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路如圖7-13所示。圖7-13(a)所示為開(kāi)式回路，由定量泵1、安全閥2、換向閥3、變量馬達(dá)4組成；圖7-13(b)所示為閉式回路，由定量泵1、安全閥2、變量馬達(dá)4、低壓溢流閥5和補(bǔ)油泵6組成。這種容積調(diào)速回路是通過(guò)改變變量馬達(dá)的排量來(lái)改變變量馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速的?；芈分卸勘玫妮敵隽髁亢愣?，由式（7-17）、式（7-18）和式（7-19）可知，變量馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nm與其排量Vm成反比，變量馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩Tm與其排量Vm成正比；當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定不變時(shí)，回路的工作壓力和變量馬達(dá)的輸出功率Pm都不因調(diào)速而發(fā)生變化，故這種回路又稱(chēng)為恒功率調(diào)速回路。其理論與實(shí)際的調(diào)速特性曲線(xiàn)如圖7-13(c)中虛、實(shí)線(xiàn)所示。7.2.1調(diào)速回路2.容積調(diào)速回路(3)變量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路。如圖7-14（a）所示為由雙向變量泵1和雙向變量馬達(dá)2等組成的閉式容積調(diào)速回路。改變雙向變量泵1的供油方向，可使雙向變量馬達(dá)2正向或反向轉(zhuǎn)換?；芈纷髠?cè)的兩個(gè)單向閥6和8用于使補(bǔ)油泵4能雙向地向雙向變量泵1的吸油腔補(bǔ)油，補(bǔ)油壓力由溢流閥5調(diào)定?；芈酚覀?cè)的兩個(gè)單向閥7和9使安全閥3在雙向變量馬達(dá)2正、反向運(yùn)動(dòng)時(shí)都能起到過(guò)載保護(hù)作用。這種調(diào)速回路是上述兩種調(diào)速回路的組合，雙向變量馬達(dá)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)可以分成低速和高速兩段進(jìn)行，調(diào)速特性如圖7-14（b）所示。在低速階段，將雙向變量馬達(dá)的排量調(diào)到最大，使雙向變量馬達(dá)能夠獲得最大的輸出轉(zhuǎn)矩，然后調(diào)節(jié)雙向變量泵的輸出流量來(lái)調(diào)節(jié)雙向變量馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。在此過(guò)程中，雙向變量馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩保持恒定，相當(dāng)于變量泵和定量馬達(dá)的容積調(diào)速方式。在高速階段，使雙向變量泵處于最大排量狀態(tài)，然后調(diào)節(jié)雙向變量馬達(dá)的排量來(lái)調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速。隨著雙向變量馬達(dá)轉(zhuǎn)速的升高，馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩逐漸減小，而輸出功率保持恒定，這一階段相當(dāng)于定量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速方式。這種容積調(diào)速回路的調(diào)速范圍大，效率較高，適用于大功率的場(chǎng)合，如礦山機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及大型卷布機(jī)等大功率機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)中。7.2.1調(diào)速回路2.容積調(diào)速回路7.2.1調(diào)速回路2.容積調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路是由變量泵和流量控制閥配合進(jìn)行調(diào)速的回路。它采用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入或流出液壓缸的流量來(lái)控制其運(yùn)動(dòng)速度，并使變量泵的輸出流量自動(dòng)地與液壓缸所需負(fù)載流量相適應(yīng)。常用的容積節(jié)流調(diào)速回路有限壓式變量泵與調(diào)速閥等組成的容積節(jié)流調(diào)速回路和差壓式變量泵與節(jié)流閥等組成的容積調(diào)速回路。13.容積節(jié)流調(diào)速回路23由變量泵和流量控制閥4負(fù)載流量相適應(yīng)7.2.1調(diào)速回路進(jìn)行調(diào)速的回路（1）限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路。圖7-15（a）所示為限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路。在圖示位置，液壓缸4中的活塞快速向右運(yùn)動(dòng)，限壓式變量泵1按快速運(yùn)動(dòng)要求輸出最大流量qmax，同時(shí)調(diào)節(jié)泵1的壓力調(diào)節(jié)螺釘，使泵1的限定壓力pC大于快速運(yùn)動(dòng)所需壓力\[圖7-15(b)中AB段,A與A′重合\]。當(dāng)換向閥3通電左位工作時(shí)，泵1輸出的壓力油經(jīng)調(diào)速閥2進(jìn)入缸4，其回油經(jīng)背壓閥5流回油箱。調(diào)節(jié)調(diào)速閥2的流量q1就可調(diào)節(jié)缸4中活塞的運(yùn)動(dòng)速度v，由于q1＜qB，壓力油迫使泵1的出口與閥2的進(jìn)口之間的油壓憋高，即泵1的供油壓力升高，泵1的流量便自動(dòng)減小到qB≈q1為止。由此可見(jiàn)，調(diào)速閥不僅能調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，而且可以作為反饋元件，將通過(guò)調(diào)速閥的流量轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)反饋到變量泵的變量機(jī)構(gòu)，使泵的輸出流量自動(dòng)地和調(diào)速閥的開(kāi)度相適應(yīng)，只有節(jié)流損失而無(wú)溢流損失。調(diào)速特性如圖7-15（b）所示。限壓式變量泵與調(diào)速閥等組成的容積節(jié)流調(diào)速回路，具有效率較高、調(diào)速較穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于負(fù)載變化不大的中、小功率的組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)中。7.2.1調(diào)速回路3.容積節(jié)流調(diào)速回路7.2.1調(diào)速回路圖7-15限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路（2）差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路。差壓式變量泵和節(jié)流閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路如圖7-16所示，其中，3是背壓閥，9是節(jié)流閥。這種回路通過(guò)改變閥9的通流面積來(lái)控制進(jìn)入液壓缸10的流量，并使變量泵8輸出的流量自動(dòng)地與流入缸10工作腔的流量相適應(yīng)。7.2.1調(diào)速回路3.容積節(jié)流調(diào)速回路在圖示位置，變量泵8排出的液壓油經(jīng)過(guò)二位二通電磁閥1進(jìn)入液壓缸10，變量泵8的定子僅受彈簧力的作用，因而使定子與轉(zhuǎn)子間的偏心距e為最大，變量泵8的輸出流量最大，液壓缸10實(shí)現(xiàn)快進(jìn)；快進(jìn)結(jié)束時(shí)，電磁鐵1YA通電，二位二通電磁閥1關(guān)閉，變量泵8輸出的液壓油經(jīng)過(guò)節(jié)流閥9進(jìn)入液壓缸10，故pP>p1，定子右移，使定子與轉(zhuǎn)子間的偏心距e減小，變量泵8的輸出流量就自動(dòng)減小至與節(jié)流閥9調(diào)定的開(kāi)度相適應(yīng)為止，液壓缸10實(shí)現(xiàn)慢速工進(jìn)。7.2.1調(diào)速回路3.容積節(jié)流調(diào)速回路(1)調(diào)速回路的比較。調(diào)速回路比較見(jiàn)表7-1。7.2.1調(diào)速回路4.調(diào)速回路的比較和選用(2)調(diào)速回路的選用。調(diào)速回路的選用與主機(jī)采用液壓傳動(dòng)的目的有關(guān)，要綜合考慮各種因素才能做出決定。例如，在機(jī)床上，首先考慮的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)速度、速度穩(wěn)定性等要求。一般來(lái)講，負(fù)載小且工作中負(fù)載變化也小的系統(tǒng)，可采用節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速；在工作中負(fù)載變化較大且要求低速穩(wěn)定性好的系統(tǒng)，宜采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速或容積節(jié)流調(diào)速；負(fù)載大、運(yùn)動(dòng)速度高、油的溫升要求小的系統(tǒng)，宜采用容積調(diào)速回路。其次，考慮的是功率大小。一般認(rèn)為功率在3kW以下的液壓系統(tǒng)宜采用節(jié)流調(diào)速；功率在3～5kW的宜采用容積節(jié)流調(diào)速，功率在5kW以上的宜采用容積調(diào)速回路。再次，考慮的是工作環(huán)境要求。處于溫度較高的環(huán)境下工作，且要求整個(gè)液壓裝置體積小、質(zhì)量輕的情況，宜采用閉式回路的容積調(diào)速。最后，考慮的是經(jīng)濟(jì)性要求。節(jié)流調(diào)速回路的成本低，功率損失大，效率也低；容積調(diào)速回路因?yàn)樽兞勘煤妥兞狂R達(dá)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以?xún)r(jià)格高，但其效率高，功率損失?。欢莘e節(jié)流調(diào)速回路則介于前兩者之間。7.2.1調(diào)速回路4.調(diào)速回路的比較和選用為了提高生產(chǎn)效率，機(jī)床工作部件常常要求實(shí)現(xiàn)空行程(或空載)的快速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)要求液壓系統(tǒng)流量大而壓力低，這與工作運(yùn)動(dòng)時(shí)一般需要的流量較小和壓力較高的情況正好相反。為此常在其液壓系統(tǒng)中設(shè)置快速運(yùn)動(dòng)回路（增速回路），用來(lái)加快液壓執(zhí)行元件空載運(yùn)行時(shí)的速度，縮短機(jī)械的空載運(yùn)動(dòng)時(shí)間，提高系統(tǒng)的工作效率和充分利用功率。對(duì)快速運(yùn)動(dòng)回路的要求主要是在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡量減小需要液壓泵輸出的流量，或者在加大液壓泵的輸出流量后，工作運(yùn)動(dòng)時(shí)又不會(huì)引起過(guò)多的能量消耗。7.2.2快速運(yùn)動(dòng)回路差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路是在不增加液壓泵輸出流量的情況下來(lái)提高工作部件運(yùn)動(dòng)速度的一種快速回路，其實(shí)質(zhì)是減小液壓缸在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的有效作用面積。如圖7-17所示，當(dāng)閥1和閥3左位工作時(shí)，液壓缸差動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)閥3通電右位工作時(shí)，差動(dòng)連接即被切除，液壓缸回油經(jīng)過(guò)調(diào)速閥2實(shí)現(xiàn)工進(jìn)；當(dāng)閥1右位工作時(shí)，液壓缸快退。采用差動(dòng)連接的快速回路方法簡(jiǎn)單，較經(jīng)濟(jì)，但快慢速度的換接不夠平穩(wěn)。必須注意，差動(dòng)油路的換向閥和油管通道應(yīng)按差動(dòng)時(shí)的流量選擇，否則流動(dòng)液阻過(guò)大，會(huì)使液壓泵的部分油從溢流閥流回油箱，導(dǎo)致速度減慢，甚至不起差動(dòng)作用。7.2.2快速運(yùn)動(dòng)回路1.差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路是利用低壓大流量泵和高壓小流量泵并聯(lián)為系統(tǒng)供油，通過(guò)增大執(zhí)行元件的供油流量來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓缸快速運(yùn)動(dòng)的。如圖7-18所示,圖中1為高壓小流量泵，用以實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2為低壓大流量泵，用以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵2輸出的油經(jīng)單向閥4和泵1輸出的油共同向系統(tǒng)供油。在工作進(jìn)給時(shí)，系統(tǒng)壓力升高，打開(kāi)液控順序閥(卸荷閥)3，使泵2卸荷，此時(shí)單向閥4關(guān)閉，由泵1單獨(dú)向系統(tǒng)供油。溢流閥5控制泵1的供油壓力是根據(jù)系統(tǒng)所需最大工作壓力來(lái)調(diào)節(jié)的，而卸荷閥3使泵1在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)供油，在工作進(jìn)給時(shí)則卸荷，因而它的調(diào)整壓力應(yīng)比快速運(yùn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)所需的壓力要高，但比閥5的調(diào)整壓力低。7.2.2快速運(yùn)動(dòng)回路2.雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路如圖7-19所示。采用蓄能器的目的是可以用流量較小的液壓泵。當(dāng)系統(tǒng)中短期需要大流量時(shí)，三位四通中位機(jī)能為O型的換向閥3的閥芯處于左端或右端位置，由液壓泵1和蓄能器4共同向液壓缸6供油；當(dāng)系統(tǒng)停止工作時(shí)，閥3處在中間位置，泵便經(jīng)單向閥2向蓄能器供油，蓄能器壓力升高后，打開(kāi)卸荷閥5的閥口，使液壓泵卸荷。7.2.2快速運(yùn)動(dòng)回路3.采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路速度換接回路用來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的變換，即在原來(lái)設(shè)計(jì)或調(diào)節(jié)好的幾種運(yùn)動(dòng)速度中從一種速度換成另一種速度。對(duì)這種回路的要求是速度換接要平穩(wěn)，即不允許在速度變換的過(guò)程中有前沖(速度突然增加)現(xiàn)象。7.2.3速度換接回路采用行程閥來(lái)實(shí)現(xiàn)快、慢速換接的回路如圖7-20所示。在圖示位置，換向閥液壓缸3右腔的回油可經(jīng)行程閥4和二位四通手動(dòng)換向閥2流回油箱，使活塞快速向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)到達(dá)所需位置時(shí)，活塞上擋塊壓下閥4，將其通路關(guān)閉，這時(shí)缸3右腔的回油就必須經(jīng)過(guò)調(diào)速閥5流回油箱，活塞的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)稱(chēng)工進(jìn))。在操作閥2使活塞換向后，壓力油可經(jīng)閥2和單向閥6進(jìn)入缸3右腔，使活塞快速向左退回。在這種速度換接回路中，因?yàn)樾谐涕y的通油路是由液壓缸活塞的行程控制閥芯移動(dòng)而逐漸關(guān)閉的，所以換接時(shí)的位置精度高，沖出量小，運(yùn)動(dòng)速度的變換也比較平穩(wěn)。這種回路在機(jī)床液壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多，它的缺點(diǎn)是行程閥的安裝位置受一定限制(要由擋塊壓下)，所以有時(shí)管路連接稍復(fù)雜。行程閥也可以用電磁換向閥來(lái)代替，這時(shí)電磁閥的安裝位置不受限制(擋塊只需要壓下行程開(kāi)關(guān))，但其換接精度及速度變換的平穩(wěn)性較差。7.2.3速度換接回路1.快、慢速換接回路對(duì)于某些自動(dòng)機(jī)床、注塑機(jī)等，需要在自動(dòng)工作循環(huán)中變換兩種以上的工作進(jìn)給速度，這時(shí)需要采用兩種(或多種)工作進(jìn)給速度的換接回路。（1）采用兩個(gè)調(diào)速閥并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種慢速工進(jìn)速度換接的回路。圖7-22所示為兩調(diào)速閥并聯(lián)的速度換接回路。7.2.3速度換接回路2.兩種慢速的換接回路如圖7-22(a)所示，液壓泵1輸出的壓力油經(jīng)調(diào)速閥3和電磁閥5進(jìn)入液壓缸。當(dāng)需要第二種工作進(jìn)給速度時(shí)，電磁閥5通電，其右位接入回路，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)調(diào)速閥4和電磁閥5進(jìn)入液壓缸。這種回路中兩個(gè)調(diào)速閥的節(jié)流口可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，互不影響，即第一種工作進(jìn)給速度和第二種工作進(jìn)給速度相互間沒(méi)有什么限制。但一個(gè)調(diào)速閥工作時(shí)，另一個(gè)調(diào)速閥中沒(méi)有油液通過(guò)，它的減壓閥(溢流閥)則處于完全打開(kāi)的位置，在速度換接開(kāi)始的瞬間不能起減壓作用，容易出現(xiàn)部件突然前沖的現(xiàn)象。圖7-22(b)所示為另一種調(diào)速閥并聯(lián)的速度換接回路。在這個(gè)回路中，兩個(gè)調(diào)速閥始終處于工作狀態(tài)，在由一種工作進(jìn)給速度轉(zhuǎn)換為另一種工作進(jìn)給速度時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)工作部件突然前沖現(xiàn)象，因此工作可靠。但是液壓系統(tǒng)在工作中總有一定量的油液通過(guò)不起調(diào)速作用的那個(gè)調(diào)速閥后流回油箱，造成能量損失，使系統(tǒng)發(fā)熱。7.2.3速度換接回路2.兩種慢速的換接回路（2）采用兩個(gè)調(diào)速閥串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種慢速工進(jìn)速度換接的回路。圖7-23所示為兩調(diào)速閥串聯(lián)的速度換接回路。在圖示位置，液壓泵1輸出的壓力油經(jīng)調(diào)速閥3和電磁閥5進(jìn)入液壓缸，使液壓缸以第一種速度工作進(jìn)給，這時(shí)輸入液壓缸的流量由閥3控制。當(dāng)需要液壓缸以第二種速度工作進(jìn)給時(shí)，閥5通電后右位接入回路，則泵1輸出的壓力油先經(jīng)閥3，再經(jīng)閥4進(jìn)入液壓缸，這時(shí)輸入液壓缸的流量應(yīng)由閥4控制。在這種速度換接回路中，閥4的節(jié)流口應(yīng)調(diào)得比閥3小，否則閥4在速度換接回路中將不起作用。這種回路在工作時(shí)，閥3一直工作，它限制著進(jìn)入液壓缸或閥4的流量，因此在速度換接時(shí)不會(huì)使液壓缸產(chǎn)生前沖現(xiàn)象，換接平穩(wěn)性較好。在閥4工作時(shí)，油液需經(jīng)兩個(gè)調(diào)速閥，故能量損失較大，系統(tǒng)發(fā)熱也較大。7.2.3速度換接回路2.兩種慢速的換接回路方向控制回路7.3DirectionalControlCircuits在液壓系統(tǒng)中，控制執(zhí)行元件的啟動(dòng)、停止及換向作用的回路稱(chēng)為方向控制回路。方向控制回路有換向回路和鎖緊回路之分。1液壓系統(tǒng)23控制執(zhí)行元件4鎖緊回路之分7.3方向控制回路方向控制回路運(yùn)動(dòng)部件的換向一般可采用各種換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。在容積調(diào)速的閉式回路中,也可以利用雙向變量泵控制油流的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓缸(或液壓馬達(dá))的換向。7.3.1采用換向閥的換向回路（1）采用二位三通換向閥使單作用缸換向的回路。依靠重力或彈簧返回的單作用液壓缸,可以采用二位三通換向閥進(jìn)行換向，如圖7-24所示。雙作用液壓缸的換向一般都可采用二位四通(或五通)及三位四通(或五通)換向閥進(jìn)行換向,按不同用途還可選用各種不同的控制方式的換向回路。7.3.1采用換向閥的換向回路1.簡(jiǎn)單換向回路（2）采用電磁換向閥的換向回路。采用電磁換向閥的換向回路應(yīng)用最廣泛,尤其在自動(dòng)化程度要求較高的組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中被普遍采用。利用行程開(kāi)關(guān)控制三位四通電磁換向閥動(dòng)作的換向回路如圖7-25所示。按下啟動(dòng)按鈕，1YA通電，電磁閥左位工作，液壓缸左腔進(jìn)油，活塞右移；當(dāng)活塞桿上的擋塊觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)2ST時(shí)，1YA斷電，2YA通電，電磁閥右位工作，液壓缸右腔進(jìn)油，活塞左移；當(dāng)活塞桿上的擋塊觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)1ST時(shí)，1YA通電，2YA斷電，電磁閥又左位工作，液壓缸又左腔進(jìn)油，活塞又向右移。這樣往復(fù)變換換向閥的工作位置，就可自動(dòng)改變活塞的移動(dòng)方向。1YA和2YA都斷電，活塞停止運(yùn)動(dòng)。7.3.1采用換向閥的換向回路1.簡(jiǎn)單換向回路（3）采用先導(dǎo)閥控制液動(dòng)換向閥的換向回路。對(duì)于流量較大和換向平穩(wěn)性要求較高的場(chǎng)合，采用電磁換向閥的換向回路已不能適應(yīng)上述要求。此時(shí)，往往采用以手動(dòng)換向閥或機(jī)動(dòng)換向閥做先導(dǎo)閥，而以液動(dòng)換向閥（或電液動(dòng)換向閥）為主閥的換向回路。采用手動(dòng)換向閥(先導(dǎo)閥)控制液動(dòng)換向閥的換向回路如圖7-26所示。回路中用輔助泵2提供低壓控制油,通過(guò)手動(dòng)先導(dǎo)閥3(三位四通閥)來(lái)控制液動(dòng)換向閥4的閥芯移動(dòng),實(shí)現(xiàn)主油路的換向。當(dāng)閥3在右位時(shí),控制油進(jìn)入閥4的左端,右端的油液經(jīng)轉(zhuǎn)閥回油箱,使閥4左位接入工件,活塞下移。當(dāng)閥3切換至左位時(shí),即控制油使閥4換向,活塞向上退回。當(dāng)閥3在中位時(shí),閥4兩端的控制油通油箱,在彈簧力的作用下,其閥芯回復(fù)到中位，主泵1卸荷。這種換向回路常用于大型壓力機(jī)。7.3.1采用換向閥的換向回路1.簡(jiǎn)單換向回路采用電液動(dòng)換向閥的換向回路如圖7-27所示。當(dāng)1YA通電、2YA斷電時(shí)，三位四通電磁閥左位工作，控制油路的壓力油推動(dòng)液動(dòng)換向閥的閥芯右移，液動(dòng)換向閥左位工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)液動(dòng)換向閥的左位進(jìn)入液壓缸左腔，推動(dòng)活塞右移；當(dāng)1YA斷電、2YA通電時(shí)，三位四通電磁閥右位工作，控制油路的壓力油推動(dòng)液動(dòng)換向閥的閥芯左移，液動(dòng)換向閥右位工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)液動(dòng)換向閥的右位進(jìn)入液壓缸右腔，推動(dòng)活塞左移；當(dāng)1YA和2YA都斷電時(shí)，三位四通電磁閥中位工作，液動(dòng)換向閥中位工作，液壓泵卸荷，活塞停止運(yùn)動(dòng)。在液動(dòng)換向閥的換向回路或電液動(dòng)換向閥的換向回路中,控制油液除了用輔助泵供給外,在一般的系統(tǒng)中也可以把控制油路直接接入主油路。但是,當(dāng)主閥采用M型或H型中位機(jī)能時(shí),必須在回路中設(shè)置背壓閥,來(lái)保證控制油液有一定的壓力,以控制換向閥閥芯的移動(dòng)。7.3.1采用換向閥的換向回路1.簡(jiǎn)單換向回路（1）時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路。時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路從發(fā)出換向信號(hào)到實(shí)現(xiàn)減速制動(dòng)(停止)，這段時(shí)間基本上是可以控制的，其特點(diǎn)是換向時(shí)間短，但其換向精度取決于執(zhí)行元件起始的運(yùn)動(dòng)速度，適用于對(duì)換向精度要求不高的場(chǎng)合，如平面磨床。12.復(fù)雜換向回路23時(shí)間控制制動(dòng)式4平面磨床7.3.1采用換向閥的換向回路運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路如圖7-28所示。該回路中的主油路只受換向閥3(主閥)的控制。在圖示位置，液壓缸的左腔進(jìn)油，右腔回油經(jīng)過(guò)節(jié)流閥1流回油箱。當(dāng)先導(dǎo)閥2位于左端時(shí)，控制油路(虛線(xiàn)所示)中的液壓油經(jīng)過(guò)單向閥I2作用于閥3的右端，閥3左端的液壓油經(jīng)過(guò)節(jié)流閥J1流回油箱，閥3的閥芯向左運(yùn)動(dòng)，閥芯右側(cè)的錐面逐漸關(guān)小回油通路，活塞的運(yùn)動(dòng)速度逐漸減慢，在閥3的閥芯移過(guò)距離l后將回油通道關(guān)閉，使活塞停止運(yùn)動(dòng)。在節(jié)流閥J1和J2的開(kāi)口大小調(diào)定后，換向閥閥芯移過(guò)距離l所需的時(shí)間就確定不變，因此，這種制動(dòng)方式被稱(chēng)為時(shí)間控制制動(dòng)式。7.3.1采用換向閥的換向回路2.復(fù)雜換向回路（2）行程控制制動(dòng)式換向回路。行程控制制動(dòng)式換向回路如圖7-29所示，它與圖7-28相比，主要特點(diǎn)是液壓缸的回油需要經(jīng)過(guò)換向閥3(主閥)、先導(dǎo)閥2及節(jié)流閥4才流回油箱。在圖示位置，液壓缸向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到右端終點(diǎn)時(shí)，與活塞相連的擋塊碰到杠桿，通過(guò)杠桿推動(dòng)閥2向左運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，主回油路通過(guò)閥2的油口(右側(cè)錐面)就逐漸減小，活塞的運(yùn)動(dòng)速度逐漸減慢，對(duì)活塞進(jìn)行預(yù)制動(dòng)。當(dāng)回油路被關(guān)得很小時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)速度變得很慢，此時(shí)液控單向閥I2打開(kāi)，即閥3的控制油路被打開(kāi)，換向閥換向，閥芯向右移動(dòng)，切斷主油路通道，使活塞停止運(yùn)動(dòng)并隨即在反方向上啟動(dòng)?；钊谐痰臉O限位置就是當(dāng)閥2的油口完全封閉時(shí)的位置，這時(shí)活塞完全停止運(yùn)動(dòng)。因此，采用這種制動(dòng)方式時(shí)，不管活塞原來(lái)的速度大小，先導(dǎo)閥總要先移動(dòng)一段固定的行程l，將執(zhí)行件進(jìn)行預(yù)制動(dòng)后，再由換向閥來(lái)使它換向。所以這種制動(dòng)方式被稱(chēng)為行程控制制動(dòng)式。這種回路的換向精度較高，沖擊小，但是因?yàn)橄葘?dǎo)閥的制動(dòng)行程恒定不變，制動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短將受到執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)速度快慢的影響，所以適用于主機(jī)工作部件運(yùn)動(dòng)速度不大但是對(duì)換向精度要求比較高的場(chǎng)合，如外圓磨床的液壓系統(tǒng)中。7.3.1采用換向閥的換向回路2.復(fù)雜換向回路雙向變量泵組成的換向回路如圖7-30所示。執(zhí)行元件是單桿雙作用液壓缸4，當(dāng)活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其進(jìn)油量大于排油量，雙向變量泵1吸油側(cè)油液不足，可用輔助泵2通過(guò)單向閥7來(lái)補(bǔ)充，變更泵1的供油方向；當(dāng)活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，排油量大于進(jìn)油量，泵1吸油側(cè)多余的油液通過(guò)由缸4進(jìn)油壓力控制的二位二通閥5和溢流閥3排回油箱。溢流閥3和8既可使活塞向右或向左運(yùn)動(dòng)時(shí)泵吸油側(cè)有一定的吸入壓力，又可使活塞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。溢流閥6是防止系統(tǒng)過(guò)載的安全閥。此換向回路利用雙向變量泵直接改變輸油方向，以實(shí)現(xiàn)液壓缸和液壓馬達(dá)的換向。這種換向回路比普通換向閥組成的換向回路的換向更平穩(wěn)，多用于大功率的液壓系統(tǒng)中，如龍門(mén)刨床、拉床等的液壓系統(tǒng)。7.3.2雙向變量泵組成的換向回路如圖7-31所示，采用O型或M型機(jī)能的三位換向閥的中位機(jī)能封閉液壓缸左、右兩腔的進(jìn)、出油口使液壓缸鎖緊。該鎖緊回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要其他裝置即可實(shí)現(xiàn)液壓缸的鎖緊。因?yàn)閾Q向閥有泄漏，鎖緊精度較差，所以該鎖緊回路經(jīng)常用于鎖緊精度要求不高、停留時(shí)間不長(zhǎng)的液壓系統(tǒng)中。7.3.3鎖緊回路圖7-32所示為采用液控單向閥的鎖緊回路。在液壓缸的進(jìn)、回油路中都串接液控單向閥(液壓鎖),活塞可以在行程的任何位置鎖緊。其鎖緊精度只受液壓缸內(nèi)少量的內(nèi)泄漏影響，因此，鎖緊精度較高。采用液控單向閥的鎖緊回路,其換向閥的中位機(jī)能應(yīng)使液控單向閥的控制油液卸壓(換向閥采用H型或Y型),此時(shí),液控單向閥便立即關(guān)閉,活塞停止運(yùn)動(dòng)。假如采用O型機(jī)能,在換向閥中位時(shí),液控單向閥的控制腔壓力油被閉死而不能使其立即關(guān)閉,直至由換向閥的內(nèi)泄漏使控制腔卸壓后,液控單向閥才能關(guān)閉,影響其鎖緊精度。7.3.3鎖緊回路多執(zhí)行元件控制回路7.4MultiactuatorCircuitsContorl在液壓系統(tǒng)中如果一個(gè)油源給多個(gè)執(zhí)行元件輸送壓力油，各個(gè)執(zhí)行元件會(huì)因回路中的壓力和流量的彼此影響而在動(dòng)作上互相牽制，需要使用一些特殊的回路才能實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作要求。這類(lèi)回路主要有順序動(dòng)作回路、同步回路和互不干涉回路等。1液壓系統(tǒng)23執(zhí)行元件輸送壓力油4互不干涉回路7.4多執(zhí)行元件控制回路實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作要求在多缸液壓系統(tǒng)中,往往需要按照一定的要求順序動(dòng)作，如自動(dòng)車(chē)床中刀架的縱橫向運(yùn)動(dòng)、夾緊機(jī)構(gòu)的定位和夾緊等。順序動(dòng)作回路的控制方式不同,分為壓力控制、行程控制和時(shí)間控制三類(lèi),其中前兩類(lèi)用得較多。7.4.1順序動(dòng)作回路壓力控制就是利用油路本身的壓力變化來(lái)控制液壓缸的先后動(dòng)作順序,它主要利用壓力繼電器和順序閥來(lái)控制順序動(dòng)作。（1）用壓力繼電器控制的順序動(dòng)作回路。圖7-33所示的機(jī)床夾緊、進(jìn)給系統(tǒng)要求的動(dòng)作順序，是先將工件夾緊,然后動(dòng)力滑臺(tái)進(jìn)行切削加工。動(dòng)作循環(huán)開(kāi)始時(shí),二位四通電磁閥處于圖示位置,液壓泵輸出的壓力油進(jìn)入夾緊缸的右腔,左腔回油,活塞向左移動(dòng),將工件夾緊。夾緊后,液壓缸右腔的壓力升高,當(dāng)油壓超過(guò)壓力繼電器的調(diào)定值時(shí),壓力繼電器發(fā)出信號(hào),指令電磁閥的電磁鐵2DT、4DT通電,進(jìn)給缸動(dòng)作(其動(dòng)作原理詳見(jiàn)速度換接回路)。油路中要求先夾緊后進(jìn)給,若工件沒(méi)有夾緊則不能進(jìn)給,這一嚴(yán)格的順序是由壓力繼電器保證的。壓力繼電器的調(diào)整壓力應(yīng)比減壓閥的調(diào)整壓力低3×105～5×105Pa。7.4.1順序動(dòng)作回路1.壓力控制的順序動(dòng)作回路（2）用順序閥控制的順序動(dòng)作回路。圖7-34所示為采用兩個(gè)單向順序閥的壓力控制順序動(dòng)作回路。其中，單向順序閥4控制兩液壓缸前進(jìn)時(shí)的先后順序,單向順序閥3控制兩液壓缸后退時(shí)的先后順序。當(dāng)電磁換向閥通電時(shí),壓力油進(jìn)入液壓缸1的左腔,右腔經(jīng)閥3中的單向閥回油,此時(shí)壓力較低,閥4關(guān)閉,缸1的活塞先動(dòng)。當(dāng)液壓缸1的活塞運(yùn)動(dòng)至終點(diǎn)時(shí),油壓升高,達(dá)到閥4的調(diào)定壓力,順序閥開(kāi)啟,壓力油進(jìn)入液壓缸2的左腔,右腔直接回油,缸2的活塞向右移動(dòng)。在缸2的活塞右移達(dá)到終點(diǎn)后,電磁換向閥斷電復(fù)位,此時(shí)壓力油進(jìn)入缸2的右腔,左腔經(jīng)閥4中的單向閥回油,使缸2的活塞向左返回,到達(dá)終點(diǎn)時(shí),壓力油升高，打開(kāi)閥3再使缸1的活塞返回。7.4.1順序動(dòng)作回路1.壓力控制的順序動(dòng)作回路行程控制的順序動(dòng)作回路是