如何优化机器运动速度控制回路？

速度控制回路

1.单作用气缸速度控制回路

图9－6－2 为单作用气缸速度控制回路。图9－6－2 （a）采用两个相反安装的单向节流阀，可分别控制液压缸活塞的伸出和缩回的速度，是一个双向调速的速度控制回路。图9－6－2 （b）采用节流阀和排气阀串联来控制活塞杆的伸出和退回速度，伸出时利用节流阀调节速度，退回时排气阀排气，气缸快速返回，返回时速度不可调。

图9-6-1　排气节流阀

1—节流口；2—消声套

图9-6-2　单作用气缸速度控制回路

（a）双向速度控制；（b）单向速度控制

2.双作用气缸速度控制回路

1）单向调速回路

双作用缸单向调速回路与液压传动系统相仿，也有进口、出口节流调速之分，但在气压传动系统中称节流供气和节流排气，如图9－6－3 所示。

图9-6-3　双作用缸单向调速回路

（a）供气节流调速；（b）排气节流调速

图9－6－3 （a）是采用供气节流调速的方式，由于空气可压缩膨胀的特性，当负载与活塞运动方向相反时易产生“爬行”现象；当负载与活塞运动方向相同时易产生“跑空”现象，使气缸失去控制。所以供气节流调速多用于垂直安装的气缸的供气回路中。

在水平安装的气缸中通常采用图9－6－3 （b）所示的排气节流调速方式。这种节流调速方式由于存在背压，从而减少了“爬行”现象。采用这种节流调速方式，气缸速度随负载变化较小，运动较平稳，且能承受反向负载。

2）双向调速回路(www.xing528.com)

双向调速回路指在气缸的进、排气口均装设节流阀进行调速的回路，如图9－6－4 所示。图9－6－4 （a）是采用单向节流阀式的双向节流调速回路，图9－6－4 （b）是采用排气节流阀调速的双向节流调速回路。

3.气液联动速度控制回路

由于空气具有易压缩膨胀的物理特性，前面几种调速方式只适用于负载变化不大的场合。当负载突然增大时，气体的可压缩性就将迫使气缸内的气体压缩，使活塞运动速度减慢；反之，当负载突然减小时，气缸内被压缩的空气必然膨胀，使活塞运动加快，这称为气缸的“自走”现象。因此，在要求气缸具有准确而平稳的速度时，特别是在负载变化较大的场合，就需采用气液相结合的调速方式。它是以气压作为动力，利用气液转换器或气液阻尼缸将气压传动转变为液压传动，从而控制执行机构的速度。这种速度控制方式在气压传动系统中应用较广泛。

图9-6-4　双向调速回路

（a）采用单向节流阀调速；（b）采用排气节流阀调速

图9-6-5　利用气液转换器的调速回路

1，2—气液转换器

图9－6－5 为利用气液转换器的调速回路。它利用气液转换器将气压转变为液压，再利用液压油驱动低压液压缸，从而获得平稳易控的活塞运动速度，调节节流阀的流量就可以改变活塞的速度。采用此回路时应注意，气液转换器的容积应大于液压缸的容积，气、液间的密封性要好。

图9－6－6 为利用气液阻尼缸的调速回路。图9－6－6 （a）为慢进快退回路，调节单向节流阀的流量就可控制活塞的前进速度；返回时，由于液压缸无杆腔的油液通过单向阀流向液压缸的有杆腔，故返回速度较快，高位油箱起补充泄漏油液的作用。图9－6－6 （b）为能实现机床工作循环中常用的快进→工进→快退动作的回路，当K2有信号输入时，换向阀换向，活塞向左运动，液压缸无杆腔的油液通过口a 进入液压缸有杆腔，气缸快速向左运动；当活塞将口a关闭时，液压缸无杆腔的油液被迫从口a 经节流阀进入液压缸有杆腔，活塞工作进给，调节节流阀流量就可控制工进速度；当K2信号消失，K1信号输入时，换向阀换向，活塞向右快速返回。

图9-6-6　利用气液阻尼缸的调速回路

（a）慢进快退回路；（b）实现快进→工进→快退动作的回路

4.缓冲回路

当气动运动部件质量较大，动作速度较快时，可采用如图9－6－7 所示的缓冲回路。当活塞向右运动时，右腔的气体经行程阀和换向阀后排出；当活塞快运动到行程末端，挡块压下行程阀后，气体只能经节流阀排出，这样使活塞运动速度减慢，达到缓冲的目的。调整行程阀的安装位置就可改变缓冲的起始时刻。

图9-6-7　缓冲回路