【正文】 時(shí)需要采用兩種(或多種)工作進(jìn)給速度的換接回路。這種速度換接回路方法簡(jiǎn)單，換接較可靠，但速度換接的位置不能調(diào)整，工作行程也不能過長(zhǎng)以免活塞過寬，所以僅適用于工作情況固定的場(chǎng)合。在圖示位置時(shí)，活塞快速向右移動(dòng)，液壓缸右腔的回油經(jīng)油路1和換向閥流回油箱。行程閥也可以用電磁換向閥來代替，這時(shí)電磁閥的安裝位置不受限制(擋鐵只需要壓下行程開關(guān))，但其換接精度及速度變換的平穩(wěn)性較差。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)。當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)到達(dá)所需位置時(shí)，活塞上擋塊壓下行程閥4，將其通路關(guān)閉，這時(shí)液壓缸3右腔的回油就必須經(jīng)過節(jié)流閥6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)稱工進(jìn))。 圖711是用單向行程節(jié)流閥換接快速運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)稱快進(jìn))和工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)稱工進(jìn))的速度換接回路。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程中有前沖(速度突然增加)現(xiàn)象。雙泵供油回路功率利用合理、效率高，并且速度換接較平穩(wěn)，在快、慢速度相差較大的機(jī)床中應(yīng)用很廣泛，缺點(diǎn)是要用一個(gè)雙聯(lián)泵，油路系統(tǒng)也稍復(fù)雜。在工作進(jìn)給時(shí)，系統(tǒng)壓力升高，打開液控順序閥(卸荷閥)3使液壓泵2卸荷，此時(shí)單向閥4關(guān)閉，由液壓泵1單獨(dú)向系統(tǒng)供油。2為低壓大流量泵，用以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。 這種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，回路見圖710。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)。當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)結(jié)束，工作部件上的擋鐵壓下機(jī)動(dòng)換向閥5時(shí)，泵的壓力升高，閥7打開，液壓缸4右腔的回油只能經(jīng)調(diào)速閥6流回油箱，這時(shí)是工作進(jìn)給。圖79是用于快、慢速轉(zhuǎn)換的，其中快速運(yùn)動(dòng)采用差動(dòng)連接的回路。圖710 雙泵供油回路對(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，但在工作運(yùn)動(dòng)時(shí)又不致于引起過多的能量消耗。這時(shí)要求液壓系統(tǒng)流量大而壓力低。所以需綜合分析選用哪種回路。②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、重量輕的情況，宜采用閉式回路的容積調(diào)速。一般來說，功率在3kW以下的液壓系統(tǒng)宜采用節(jié)流調(diào)速；3～5kW范圍宜采用容積節(jié)流調(diào)速；功率在5kW以上的宜采用容積調(diào)速回路。主要性能節(jié)流調(diào)速回路容積調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路用節(jié)流閥用調(diào)速閥限壓式穩(wěn)流式進(jìn)回油旁路進(jìn)回油旁路機(jī)械特性速度穩(wěn)定性較差差好較好好承載能力較好較差好較好好調(diào)速范圍較大小較大大較大功率特性效率低較高低較高最高較高高發(fā)熱大較小大較小最小較小小適用范圍小功率、輕載的中、低壓系統(tǒng)大功率、重載高速的中、高壓系統(tǒng)中、小功率的中壓系統(tǒng)(2)調(diào)速回路的選用。見表71。目前已廣泛應(yīng)用于負(fù)載變化不大的中、小功率組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)中。此外，當(dāng)pC不變時(shí)，負(fù)載越小，p1便越小，回路效率越低。當(dāng)不考慮回路中泵和管路的泄漏損失時(shí)，回路的效率為：ηc=〔p1p2(A2/A1)〕q1/pBq1=[p1p2(A2/A1)]/pB上式表明：泵的輸油壓力pB調(diào)得低一些，回路效率就可高一些，但為了保證調(diào)速閥的正常工作壓差，泵的壓力應(yīng)比負(fù)載壓力p1至少大5105Pa。這種調(diào)速回路的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性、速度負(fù)載特性、承載能力和調(diào)速范圍均與采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路相同。當(dāng)換向閥3通電，泵輸出的壓力油經(jīng)調(diào)速閥2進(jìn)入缸4，其回油經(jīng)背壓閥5回油箱。圖78限壓式變量泵調(diào)速閥容積節(jié)流調(diào)速回路(a)調(diào)速原理圖(b)調(diào)速特性圖圖78所示為限壓式變量泵與調(diào)速閥組成的調(diào)速回路工作原理和工作特性圖。 容積節(jié)流調(diào)速回路的基本工作原理是采用壓力補(bǔ)償式變量泵供油、調(diào)速閥(或節(jié)流閥)調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量并使泵的輸出流量自動(dòng)地與液壓缸所需流量相適應(yīng)。這樣，就可使馬達(dá)的換向平穩(wěn)，且第一階段為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，第二階段為恒功率調(diào)速。這一階段相當(dāng)于定量泵變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路。這一階段相當(dāng)于變量泵定量馬達(dá)的容積調(diào)速回路。為合理地利用變量泵和變量馬達(dá)調(diào)速中各自的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般采用分段調(diào)速的方法。液控?fù)Q向閥7和溢流閥8用于改善回路工作性能，當(dāng)高、低壓油路壓差(pBp0)大于一定值時(shí)，液動(dòng)滑閥7處于上位或下位，使低壓油路與溢流閥8接通，部分低壓熱油經(jīng)8流回油箱。圖77所示為其工作原理與調(diào)速特性，由雙向變量泵2和雙向變量馬達(dá)9等組成閉式容積調(diào)速回路。(3)變量泵和變量馬達(dá)的容積調(diào)速回路。其轉(zhuǎn)矩特性和功率特性見圖76(c)所示。由上述分析和調(diào)速特性可知：此種用調(diào)節(jié)變量馬達(dá)的排量的調(diào)速回路，如果用變量馬達(dá)來換向，在換向的瞬間要經(jīng)過“高轉(zhuǎn)速—零轉(zhuǎn)速—反向高轉(zhuǎn)速”的突變過程，所以，不宜用變量馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換向?？梢娮兞狂R達(dá)的轉(zhuǎn)速nm與其排量Vm成正比，當(dāng)排量Vm最小時(shí)，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nm最高。此回路是由調(diào)節(jié)變量馬達(dá)的排量Vm來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 定量泵與變量馬達(dá)容積調(diào)速回路如圖76所示。適用于調(diào)速范圍較大，要求恒扭矩輸出的場(chǎng)合，如大型機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給系統(tǒng)中。采用變量葉片泵可達(dá)10，變量柱塞泵可達(dá)20。其理論與實(shí)際的功率特性亦見圖76(c)。但實(shí)際上由于泄漏和機(jī)械摩擦等的影響，也存在一個(gè)“死區(qū)”，如圖75(c)所示。②轉(zhuǎn)矩特性、功率特性：當(dāng)不考慮回路的損失時(shí)，液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩Tm(或缸的輸出推力F)為Tm=VmΔp/2π或F=A(pBp0)。所以其實(shí)際的nm(或Vm)與VB的關(guān)系如實(shí)線所示。 速度特性：當(dāng)不考慮回路的容積效率時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度nm或(Vm)與變量泵的排量VB的關(guān)系為：nm=nBVB/Vm或vm=nBVB/A (75)上式表明：因馬達(dá)的排量Vm和缸的有效工作面積A是不變的，當(dāng)變量泵的轉(zhuǎn)速nB不變，則馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nm(或活塞的運(yùn)動(dòng)速度)與變量泵的排量成正比，是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如圖75(c)中虛線所示。圖75(b)所示為采用變量泵3來調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)5的轉(zhuǎn)速，安全閥4用以防止過載，低壓輔助泵1用以補(bǔ)油，其補(bǔ)油壓力由低壓溢流閥6來調(diào)節(jié)。其回路原理圖如圖75所示，圖75(a)為變量泵與液壓缸所組成的開式容積調(diào)速回路；圖75(b)為變量泵與定量液壓馬達(dá)組成的閉式容積調(diào)速回路。(1)變量泵和定量液動(dòng)機(jī)的容積調(diào)速回路。壓力調(diào)節(jié)為3105～10105Pa。閉式回路結(jié)構(gòu)緊湊，只需很小的補(bǔ)油箱，但冷卻條件差。開式回路中泵從油箱吸油，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回油直接回到油箱，油箱容積大，油液能得到較充分冷卻，但空氣和臟物易進(jìn)入回路。其主要優(yōu)點(diǎn)是功率損失小(沒有溢流損失和節(jié)流損失)且其工作壓力隨負(fù)載變化，所以效率高、油的溫度低，適用于高速、大功率系統(tǒng)。這種回路其他調(diào)速性能的分析方法與采用節(jié)流閥時(shí)基本相同。 所以調(diào)速閥的調(diào)節(jié)壓差比采用節(jié)流閥時(shí)要大，一般Δp≥5105Pa，高壓調(diào)速閥則達(dá)10105Pa。由于泄漏的影響，實(shí)際上隨負(fù)載F的增加，速度v有所減小。在這里當(dāng)負(fù)載F變化而使p1變化時(shí)，由于調(diào)速閥中的定差輸出減壓閥的調(diào)節(jié)作用，使調(diào)速閥中的節(jié)流閥的前后壓差Δp保持不變，從而使流經(jīng)調(diào)速閥的流量q1不變，所以活塞的運(yùn)動(dòng)速度v也不變。圖74(a)為回路簡(jiǎn)圖，圖74(b)為其速度—負(fù)載特性曲線圖。 采用調(diào)速閥也可按其安裝位置不同，分為進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流、旁路節(jié)流三種基本調(diào)速回路。溢流閥的調(diào)節(jié)壓力應(yīng)大于回路正常工作壓力，在這種回路中，缸的進(jìn)油壓力p1等于泵的供油壓力p B，~. 4）采用調(diào)速閥的節(jié)流調(diào)速回路 前面介紹的三種基本回路其速度的穩(wěn)定性均隨負(fù)載的變化而變化，對(duì)于一些負(fù)載變化較大，對(duì)速度穩(wěn)定性要求較高的液壓系統(tǒng)，可采用調(diào)速閥來改善起速度負(fù)載特性。圖7—3旁路節(jié)流調(diào)速回路 定油泵輸出的流量q B，一部分（q1） 進(jìn)入液壓缸，一部分（q2）通過節(jié)流閥流回油箱。p1q1= FV 有用功率 ｑ２ｐ２＝▽p q２_______節(jié)流損失 　pbqY——溢流損失所以在20%左右 如圖7—2（a）、（b）所示，將節(jié)流閥串聯(lián)在回路中，節(jié)流閥和溢流閥相當(dāng)于并聯(lián)的兩個(gè)液阻，定量泵輸出的流量q B不變，經(jīng)節(jié)流閥流入液壓缸的流量q 1和經(jīng)溢流閥流回油箱的流量q的大小，由節(jié)流閥和溢流閥液阻的相對(duì)大小決定。而且在a一定時(shí)，速度v隨負(fù)載F增加而減小。由式（71）可知，當(dāng)F增大,a一定時(shí)，速度v減小。因ｖ＝q１／A１＝q２／A２q1＝q２A１／A２　　q1小于qB， 所以p0=溢流閥調(diào)定供油壓力pt=const＝p1活塞受力平衡方程：p1 A1= F +p2 A2p2 =（p1 A1 –F）/ A2 F=0時(shí) p2 =p1 A1 / A2＞p1q２=Ka▽pm ▽p＝p２= （p1A1－F）/ A２q２=Ka[（p1A1－F）/ A２]m圖72（b）回油節(jié)圖72(c)速度負(fù)載特性：液壓缸回油腔和回油管中壓力較低，當(dāng)采用單桿活塞桿液壓缸，使油液進(jìn)入無桿腔中，其有效工作面積較大，可以得到較大的推力和較低的運(yùn)動(dòng)速度，這種回路多用于要求沖擊小、負(fù)載變動(dòng)小的液壓系統(tǒng)中。由式（71）可知，當(dāng)F增大,a一定時(shí)，速度v減小。因?yàn)槎勘霉┯停?q1小于qB ，所以p0=溢流閥調(diào)定供油壓力pt=const 1）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 進(jìn)油調(diào)速回路是將節(jié)流閥裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)油路上，起調(diào)速原理如圖72（a）所示. 如圖7—1所示，如果調(diào)節(jié)回路里只有節(jié)流閥，則液壓泵輸出的油液全部經(jīng)節(jié)流閥流進(jìn)液壓缸。 節(jié)流調(diào)速回路圖7—1節(jié)流調(diào)速原理。此外還可采用幾個(gè)定量泵并聯(lián)，按不同速度需要，啟動(dòng)一個(gè)泵或幾個(gè)泵供油實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)速。 通過上面的關(guān)系可以知道，要想調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速n M或液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度v，可通過改變輸入流量q、改變液壓馬達(dá)的排量V m和改變缸的有效作用面積A等方法來實(shí)現(xiàn)。第一節(jié) 速度控制回路 速度控制回路是