快速运动控制回路设计

在工作部件的工作循环中，往往只有部分工作时间要求有较高的速度。若用一个定量泵向系统供油，则低速运动时将使液压泵输出的大部分流量从溢流阀回油箱，造成较大功率损失，并使油温升高。为了克服低速运动时出现的问题，又能满足快速运动的要求，可在系统中设置快速运动回路。快速运动回路的作用在于使执行元件获得尽可能大的工作速度，以提高劳动生产率并使功率得到合理的利用。实现执行元件快速运动的方法主要有3种：①增加输入执行元件中的流量；②减小执行元件在快速运动时的有效工作面积；③将以上两种方法联合使用。

常见的快速运动回路有液压缸差动连接的快速运动回路、采用蓄能器的快速运动回路和双泵供油的快速运动回路。

1.液压缸差动连接的快速运动回路

图6.3.9所示为液压缸差动连接的快速运动回路原理图。换向阀2处于原位时，液压泵1输出的液压油同时与液压缸3的左右两腔相通，两腔压力相等。由于液压缸无杆腔的有效面积A1大于有杆腔的有效面积A2，使活塞受到的向右作用力大于向左的作用力，导致活塞向右运动。于是无杆腔排出的油液与泵1输出的油液合流进入无杆腔，相当于在不增加泵流量的前提下增加了供给无杆腔的油液量，使活塞快速向右运动。

此回路简单经济，可满足很多机器设备工作要求。差动连接的快速运动回路通常用于空载或载荷较小的运动行程。

值得注意的是，在差动连接的快速运动回路中，泵的流量和液压缸有杆腔排出的流量合在一起流过的阀和管路应按合流流量来选择其规格，否则会产生较大的压力损失，增加功率消耗。

2.采用蓄能器的快速运动回路

图6.3.10所示为蓄能器供油的快速运动回路原理图。当执行元件停止工作时，换向阀处于中位，液压泵经单向阀3向蓄能器1充油。当蓄能器油压达到预定值时，卸荷阀2被打开，液压泵卸荷。当系统重新工作时，蓄能器和液压泵同时向液压缸供油，实现快速运动。

图6.3.9　液压缸差动连接的快速运动回路原理图

1—液压泵；2—三位四通接向阀；3—二位三通换向阀；4—液压缸(www.xing528.com)

图6.3.10　蓄能器供油的快速运动回路原理图

1—蓄能器；2—卸荷阀；3—单向阀

这种回路可以用较小流量的液压泵来获得快速运动，主要用于短期需要大流量的场合。

3.双泵供油的快速运动回路

图6.3.11所示为双泵供油的快速运动回路原理图。由低压大流量泵1和高压小流量泵2组成的双联泵作为动力源。外控顺序阀3和溢流阀5分别设定双泵供油和高压小流量泵2单独供油时系统的最高工作压力。当换向阀6处于图示位置，并且由于外负载很小，使系统压力低于顺序阀3的调定压力时，两台泵同时向系统供油，活塞快速向右运动。当换向阀6的电磁铁通电，工作在右位时，液压缸有杆腔油液经节流阀7回油箱。当系统压力达到或超过顺序阀3的调定压力，低压大流量泵1通过顺序阀3卸荷，单向阀4自动关闭，只有高压小流量泵2单独向系统供油，活塞慢速向右运动，高压小流量泵2的最高工作压力由溢流阀5调定。这里应该注意，顺序阀3的调定压力至少应比溢流阀5的调定压力低10％～20％。这种回路，低压大流量泵1的卸荷减少了能量损失，回路效率较高。

图6.3.11　双泵供油的快速运动回路原理图

1—低压大流量泵；2—高压小流量泵；3—顺序阀；4—单向阀；
5—溢流阀；6—换向阀；7—节流阀

双泵供油快速运动回路效率高，功率利用合理，速度换接平稳，常用在执行元件快进和工进速度相差较大的场合，特别是在组合机床液压系统中应用较为广泛。