【正文】 件重量不大、活塞鎖住時定位要求不高的場合。圖721(b)為采用液控順序閥的平衡回路。當(dāng)活塞下行時，控制壓力油打開液控順序閥，背壓消失，因而回路效率較高；當(dāng)停止工作時，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)油時活塞才下行，比較安全可靠；缺點(diǎn)是，活塞下行時平穩(wěn)性較差。這是因?yàn)榛钊滦袝r，液壓缸上腔油壓降低，將使液控順序閥關(guān)閉。當(dāng)順序閥關(guān)閉時，因活塞停止下行，使液壓缸上腔油壓升高，又打開液控順序閥。因此液控順序閥始終工作于啟閉的過渡狀態(tài)，因而影響工作的平穩(wěn)性。這種回路適用于運(yùn)動部件重量不很大、停留時間較短的液壓系統(tǒng)中。圖722采用順序閥的平衡回路 圖723采用二位三通換向閥使單作用缸換向的回路第三節(jié) 方 向 控 制 回 路在液壓系統(tǒng)中,起控制執(zhí)行元件的起動、停止及換向作用的回路,稱方向控制回路。方向控制回路有換向回路和鎖緊回路。關(guān)于機(jī)動—液動換向回路的控制方式和換向精度等問題,在磨床液壓系統(tǒng)中敘述。一、換向回路運(yùn)動部件的換向,一般可采用各種換向閥來實(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實(shí)現(xiàn)液壓缸(或液壓馬達(dá))的換向。依靠重力或彈簧返回的單作用液壓缸,可以采用二位三道換向閥進(jìn)行換向，如圖723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)換向閥來進(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。電磁換向閥的換向回路應(yīng)用最為廣泛,尤其在自動化程度要求較高的組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中被普遍采用,這種換向回路曾多次出現(xiàn)于上面許多回路中,這里不再贅述。對于流量較大和換向平穩(wěn)性要求較高的場合,電磁換向閥的換向回路已不能適應(yīng)上述要求,往往采用手動換向閥或機(jī)動換向閥作先導(dǎo)閥，而以液動換向閥為主閥的換向回路,或者采用電液動換向閥的換向回路。圖724所示為手動轉(zhuǎn)閥(先導(dǎo)閥)控制液動換向閥的換向回路?；芈分杏幂o助泵2提供低壓控制油,通過手動先導(dǎo)閥3(三位四通轉(zhuǎn)閥)來控制液動換向閥4的閥芯移動,實(shí)現(xiàn)主油路的換向,當(dāng)轉(zhuǎn)閥3在右位時,控制油進(jìn)入液動閥4的左端,右端的油液經(jīng)轉(zhuǎn)閥回油箱,使液動換向閥4左位接入工件,活塞下移。當(dāng)轉(zhuǎn)閥3切換至左位時,即控制油使液動換向閥4換向,活塞向上退回。當(dāng)轉(zhuǎn)閥3中位時,液動換向閥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,常用于大型壓機(jī)上。在液動換向閥的換向回路或電液動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,必須在回路中設(shè)置背壓閥,保證控制油液有一定的壓力,以控制換向閥閥芯的移動。在機(jī)床夾具、油壓機(jī)和起重機(jī)等不需要自動換向的場合,常常采用手動換向閥來進(jìn)行換向。 圖724先導(dǎo)閥控制液動換向閥的換向回路 圖725采用液控單向閥的鎖緊回路二、鎖緊回路為了使工作部件能在任意位置上停留,以及在停止工作時,防止在受力的情況下發(fā)生移動,可以采用鎖緊回路。采用O型或M型機(jī)能的三位換向閥,當(dāng)閥芯處于中位時,液壓缸的進(jìn)、出口都被封閉,可以將活塞鎖緊,這種鎖緊回路由于受到滑閥泄漏的影響,鎖緊效果較差。圖725是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(又稱液壓鎖),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,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,液控單向閥便立即關(guān)閉,活塞停止運(yùn)動。假如采用O型機(jī)能,在換向閥中位時,由于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)泄漏使控制腔泄壓后,液控單向閥才能關(guān)閉,影響其鎖緊精度。第四節(jié) 多 缸 動 作 回 路一、順序動作回路在多缸液壓系統(tǒng)中,往往需要按照一定的要求順序動作。例如,自動車床中刀架的縱橫向運(yùn)動,夾緊機(jī)構(gòu)的定位和夾緊等。順序動作回路按其控制方式不同,分為壓力控制、行程控制和時間控制三類,其中前兩類用得較多。圖726壓力繼電器控制的順序回路 壓力控制就是利用油路本身的壓力變化來控制液壓缸的先后動作順序,它主要利用壓力繼電器和順序閥來控制順序動作。 (1)用壓力繼電器控制的順序回路。圖726是機(jī)床的夾緊、進(jìn)給系統(tǒng),要求的動作順序是:先將工件夾緊,然后動力滑臺進(jìn)行切削加工,動作循環(huán)開始時,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,將工件夾緊。夾緊后,液壓缸右腔的壓力升高,當(dāng)油壓超過壓力繼電器的調(diào)定值時,壓力繼電器發(fā)出訊號,指令電磁閥的電磁鐵2DT、4DT通電,進(jìn)給液壓缸動作(其動作原理詳見速度換接回路)。油路中要求先夾緊后進(jìn)給,工件沒有夾緊則不能進(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3105～5105Pa. 圖727順序閥控制的順序回路(2)用順序閥控制的順序動作回路。圖727是采用兩個單向順序閥的壓力控制順序動作回路。其中單向順序閥4控制兩液壓缸前進(jìn)時的先后順序,單向順序閥3控制兩液壓缸后退時的先后順序。當(dāng)電磁換向閥通電時,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,此時由于壓力較低,順序閥4關(guān)閉,缸1的活塞先動。當(dāng)液壓缸1的活塞運(yùn)動至終點(diǎn)時,油壓升高,達(dá)到單向順序閥4的調(diào)定壓力時,順序閥開啟,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。當(dāng)液壓缸2的活塞右移達(dá)到終點(diǎn)后,電磁換向閥斷電復(fù)位,此時壓力油進(jìn)入液壓缸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,壓力油升高打開順序閥3再使液壓缸1的活塞返回。這種順序動作回路的可靠性,在很大程度上取決于順序閥的性能及其壓力調(diào)整值。順序閥的調(diào)整壓力應(yīng)比先動作的液壓缸的工作壓力高8105～10105Pa,以免在系統(tǒng)壓力波動時,發(fā)生誤動作。 行程控制順序動作回路是利用工作部件到達(dá)一定位置時,發(fā)出訊號來控制液壓缸的先后動作順序,它可以利用行程開關(guān)、行程閥或順序缸來實(shí)現(xiàn)。圖728是利用電氣行程開關(guān)發(fā)訊來控制電磁閥先后換向的順序動作回路。其動作順序是:按起動按鈕,電磁鐵1DT通電,缸1活塞右行。當(dāng)擋鐵觸動行程開關(guān)2XK,使2DT通電,缸2活塞右行。缸2活塞右行至行程終點(diǎn)，觸動3XK,使1DT斷電,缸1活塞左行。而后觸動1XK,使2DT斷電,缸2活塞左行。至此完成了缸缸2的全部順序動作的自動循環(huán)。采用電氣行程開關(guān)控制的順序回路,調(diào)整行程大小和改變動作順序均甚方便,且可利用電氣互鎖使動作順序可靠。二、同步回路使兩個或兩個以上的液壓缸,在運(yùn)動中保持相同位移或相同速度的回路稱為同步回路。在一泵多缸的系統(tǒng)中,盡管液壓缸的有效工作面積相等,但是由于運(yùn)動中所受負(fù)載不均衡,摩擦阻力也不相等,泄漏量的不同以及制造上的誤差等,不能使液壓缸同步動作。同步回路的作用就是為了克服這些影響,補(bǔ)償它們在流量上所造成的變化。圖728行程開關(guān)控制的順序回路 圖729串聯(lián)液壓缸的同步回路 圖729是串聯(lián)液壓缸的同步回路。圖中第一個液壓缸回油腔排出的油液,被送入第二個液壓缸的進(jìn)油腔。如果串聯(lián)油腔活塞的有效面積相等,便可實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動。這種回路兩缸能承受不同的負(fù)載,但泵的供油壓力要大于兩缸工作壓力之和。由于泄漏和制造誤差,影響了串聯(lián)液壓缸的同步精度,當(dāng)活塞往復(fù)多次后,會產(chǎn)生嚴(yán)重的失調(diào)現(xiàn)象,為此要采取補(bǔ)償措施。圖730是兩個單作用缸串聯(lián),并帶有補(bǔ)償裝置的同步回路。為了達(dá)到同步運(yùn)動,缸1有桿腔A的有效面積應(yīng)與缸2無桿腔B的有效面積相等。在活塞下行的過程中,如液壓缸1的活塞先運(yùn)動到底,觸動行程開關(guān)1XK發(fā)訊,使電磁鐵1DT通電,此時壓力油便經(jīng)過二位三通電磁閥液控單向閥5,向液壓缸2的B腔補(bǔ)油,使缸2的活塞繼續(xù)運(yùn)動到底。如果液壓缸2的活塞先運(yùn)動到底,觸動行程開關(guān)2XK,使電磁鐵2DT通電,此時壓力油便經(jīng)二位三通電磁閥4進(jìn)入液控單向閥的控制油口,液控單向閥5反向?qū)?使缸1能通過液控單向閥5和二位三通電磁閥3回油,使缸1的活塞繼續(xù)運(yùn)動到底,對失調(diào)現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)償。圖730采用補(bǔ)償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路 圖731調(diào)速閥控制的同步回路(1)用調(diào)速閥控制的同步回路。圖731是兩個并聯(lián)的液壓缸,分別用調(diào)速閥控制的同步回路。兩個調(diào)速閥分別調(diào)節(jié)兩缸活塞的運(yùn)動速度,當(dāng)兩缸有效面積相等時,則流量也調(diào)整得相同； 若兩缸面積不等時,則改變調(diào)速閥的流量也能達(dá)到同步的運(yùn)動。用調(diào)速閥控制的同步回路,結(jié)構(gòu)簡單,并且可以調(diào)速,但是由于受到油溫變化以及調(diào)速閥性能差異等影響,同步精度較低,一般在5%～7%左右。(2)用電液比例調(diào)速閥控制的同步回路。圖732所示為用電液比例調(diào)整閥實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動的回路?；芈分惺褂昧艘粋€普通調(diào)速閥1和一個比例調(diào)速閥2,它們裝在由多個單向閥組成的橋式回路中,并分別控制著液壓缸3和4的運(yùn)動。當(dāng)兩個活塞出現(xiàn)位置誤差時,檢測裝置就會發(fā)出訊號,調(diào)節(jié)比例調(diào)速閥的開度,使缸4的活塞跟上缸3活塞的運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)同步。這種回路的同步精度較高,已能滿足大多數(shù)工作部件所要求的同步精度。比例閥性能雖然比不上伺服閥,但費(fèi)用低,系統(tǒng)對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),因此,用它來實(shí)現(xiàn)同步控制被認(rèn)為是一個新的發(fā)展方向。圖732電液比例調(diào)整閥控制式同步回路 圖733防干擾回路三、多缸快慢速互不干涉回路在一泵多缸的液壓系統(tǒng)中,往往由于其中一個液壓缸快速運(yùn)動時,會造成系統(tǒng)的壓力下降,影響其他液壓缸工作進(jìn)給的穩(wěn)定性。因此,在工作進(jìn)給要求比較穩(wěn)定的多缸液壓系統(tǒng)中,必須采用快慢速互不干涉回路。在圖733所示的回路中,各液壓缸分別要完成快進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回的自動循環(huán)?；芈凡捎秒p泵的供油系統(tǒng),泵1為高壓小流量泵,供給各缸工作進(jìn)給所需的壓力油。泵2為低壓大流量泵,為各缸快進(jìn)或快退時輸送低壓油,它們的壓力分別由溢流閥3和4調(diào)定。當(dāng)開始工作時,電磁閥1DT、2DT和3DT、4DT同時通電,液壓泵2輸出的壓力油經(jīng)單向閥6和8進(jìn)入液壓缸的左腔,此時兩泵供油使各活塞快速前進(jìn)。當(dāng)電磁鐵3DT、4DT斷電后,由快進(jìn)轉(zhuǎn)換成工作進(jìn)給,單向閥6和8關(guān)閉,工進(jìn)所需壓力油由液壓泵1供給。如果其中某一液壓缸(例如缸A)先轉(zhuǎn)換成快速退回,即換向閥9失電換向,泵2輸出的油液經(jīng)單向閥換向閥9和閥11的單向元件進(jìn)入液壓缸A的右腔,左腔經(jīng)換向閥回油,使活塞快速退回。而其他液壓缸仍由泵1供油,繼續(xù)進(jìn)行工作進(jìn)給。這時,調(diào)速閥5(或7)使泵1仍然保持溢流閥3的調(diào)整壓力,不受快退的影響，防止了相互干擾。在回路中調(diào)速閥5和7的調(diào)整流量應(yīng)適當(dāng)大于單向調(diào)速閥11和13的調(diào)整流量,這樣,工作進(jìn)給的速度由閥11和13來決定,這種回路可以用在具有多個工作部件各自分別運(yùn)動的機(jī)床液壓系統(tǒng)中。換向閥10用來控制B缸換向，換向閥114分別控制A、B缸快速進(jìn)給。43 / 43