快速運動回路

快速運動回路及速度換接回路主講人：任好玲華僑大學機電及自動化學院2026年8月10日第七章液壓基本回路2內容提要快速運動回路速度換接回路12一、快速運動回路快速運動回路又稱為增速回路，它的作用是在空載時，使液壓執行元件以較高的速度運行，以提高系統的工作效率或充分利用功率。實現快速運動的方法有多種不同的方案：差動連接快速運動回路采用蓄能器補油的快速運動回路利用雙泵供油的快速運動回路補油回路增速缸快速運動回路一、快速運動回路如圖所示是典型的液壓缸差動連接所形成的快速運動回路。它的特點是當液壓缸前進時，從液壓缸右側有桿腔排出的液壓油經過換向閥再進入左側無桿腔，使無桿腔的輸入流量一部分來自于液壓泵，一部分來自于有桿腔的回油，從而增加了進油口的進油量，輸入流量增加，即可使液壓缸獲得更高的運動速度，從而實現快速前進。但此時液壓缸的推力變小。假設液壓缸活塞桿帶動負載伸出時的速度為v1，縮回時的速度為v2，根據流量連續性方程，可得差動連接快速運動回路差動回路是從無桿腔進油，使有桿腔的油回到無桿腔。在同一壓力下，利用有桿腔與無桿腔之間的面積差，產生壓力差，從而驅動液壓缸伸出。因為有油回到無桿腔，所以液壓缸能以較快的速度運動，實現小流量高速度。一、快速運動回路P型中位機能換向閥分別處于中位-左位-右位時，液壓缸依次完成快進-工進-快退工作循環差動連接快速運動回路一、快速運動回路蓄能器作為泵的輔助動力源，可與泵同時向系統提供壓力油。圖示為一蓄能器作為輔助能源實現快速運動的回路。無論換向閥處于右位還是左位，蓄能器所儲存的液壓油均能釋放出來與液壓泵一起推動活塞運動。采用蓄能器補油的快速運動回路一、快速運動回路系統具有兩個泵，一個是高壓小排量泵2，一個是低壓大排量泵1，其中與低壓大排量泵1并聯的是卸荷閥3。利用雙泵供油的快速運動回路它的工作過程大體是這樣的：當系統需要快速運動時，系統壓力較低，低于卸荷閥3的設定壓力，此時兩臺泵輸出的壓力油同時向系統供油，使得系統可以獲得較快的運動速度。當系統處于工作行程時，系統壓力較高，高于卸荷閥3所設定的壓力時，左邊的卸荷閥3打開，使低壓大排量泵1卸荷，系統僅由高壓小排量泵2供油；其中卸荷閥的設定壓力至少比系統壓力低至少0.5MPa。一、快速運動回路大型沖床為確保加工精度，都使用柱塞式液壓缸，在前進時需要非常大的流量；而后退時幾乎不需什么流量。這兩個問題使得泵的選用變得非常困難，在此回路中使用補油油箱，則可以選擇排量較小的泵，其他的換向閥及平衡閥可以參考液壓泵的輸出流量進行選擇，可有效節約能源。補油回路一、快速運動回路當主油缸和輔助油缸下行沖壓工件時，換向閥右位工作，液壓泵輸出的壓力油經換向閥進入兩個輔助缸的上腔，同時由于下放階段沒有接觸工件，液壓缸的運動速度高、壓力低，故順序閥沒有打開。此時輔助缸帶動主油缸快速下行。此時液控單向閥正向導通，油箱中的液壓油經液控單向閥流入主油缸為其補油，以實現其快速運動而不出現吸空現象。當接觸工件后，需要施加壓力進行沖壓工件時，此時壓力升高，

順序閥打開，液壓泵輸出的壓力油經順序閥流入主油缸，從

而提供較高的壓力以實現工件的沖壓。補油回路當沖床結束沖壓返回時，此時換向閥左位工作，液壓泵輸出的壓力油經換向閥、平衡閥下側的單向閥流入兩個輔助缸的下腔，推動活塞桿縮回，同時帶動主油缸柱塞向上運動；同時液壓泵輸出的壓力油進入液控單向閥的控制油口，使單向閥反向打開，主油缸內的液壓油可以通過單向閥回油箱。由于輔助油缸的缸徑很小，因此在帶動主油缸柱塞回縮過程中所需的流量也較小。10一、快速運動回路三位四通換向閥左位工作，同時二位二通換向閥右位工作：液壓泵輸出的壓力油一方面進入缸I，另一方面通過缸I活塞中間的孔進入缸III，在壓力油的作用下，活塞向右運動，由于缸I的面積較大需要較多的液壓油，此時可以通過液控單向閥從油箱補油，此時活塞可以快速運動；增速缸快速運動回路當活塞縮回時，三位四通換向閥右位工作，同時二位二通換向閥左位工作，此時液壓泵輸出的壓力油進入缸II，推動活塞縮回，由于此時液壓泵輸出的壓力油同時作用于液控單向閥的控制油口，所以液控單向閥反向打開，缸I和缸III中的液壓油可以通過液控單向閥回到油箱。由于缸I的面積大于缸III的面積，通過油箱給缸I補油，可以獲得以較小的液壓泵輸出流量獲得較高的運動速度的目的，實現活塞的快速運動。二、速度換接回路速度換接回路的功能是使液壓執行機構在一個工作循環中從一種運動速度變換到另一種運動速度，這個轉換不僅包括液壓執行元件快速到慢速的換接，而且也包括兩個慢速之間的換接。實現這些功能的回路應該具有較高的速度換接平穩性。二、速度換接回路快速與慢速的換接回路用行程閥來實現快慢速換接的回路當二位四通換向閥處于右位，行程閥處于下位時，液壓泵輸出的壓力油進入液壓缸的無桿腔，活塞桿伸出，有桿腔的液壓油經行程閥的下腔直接回油箱，活塞桿快速伸出；這種回路的快慢速換接過程比較平穩，換接點的位置比較準確。缺點是行程閥的安裝位置不能任意布置，管路連接較為復雜。當活塞桿上的擋鐵碰到行程閥使其換向上位工作時，此時液壓缸有桿腔輸出的液壓油只能經節流閥回油箱，活塞桿的運動速度降低。當二位四通電磁換向閥左位工作時，液壓泵輸出的壓力油經單向閥進入液壓缸的有桿腔，活塞桿縮回，無桿腔的液壓油經換向閥直接回油箱。二、速度換接回路快速與慢速的換接回路用行程開關來實現快慢速換接的回路當二位五通換向閥左位工作時，液壓泵輸出的壓力油從左側的單向閥進入液壓缸無桿腔，推動活塞桿伸出，有桿腔的壓力油通過節流閥回油箱，活塞以較慢的速度運行；同理，當二位五通換向閥右位工作時，活塞桿縮回，在碰到行程開關前，回油腔通過節流閥回油箱，活塞縮回速度較慢；而當壓下行程開關后，通過左側的二位二通換向閥的左位回油箱，實現快速縮回。當活塞桿碰到行程開關時，右側的二位二通換向閥通電，右位工作，此時有桿腔的液壓油通過二位二通換向閥回油箱，活塞運動速度加快；速度換接的平穩性、可靠性以及換向精度都較差。二、速度換接回路兩種慢速的換接回路如圖所示回路是采用兩個調速閥來實現不同工進速度換接的回路兩個調速閥并聯，由右側二位二通換向閥實現換接，閥A的開口度比B大。當三位四通換向閥左位工作，左側二通閥右位工作，右側二通換向閥左位工作時，液壓泵輸出的壓力油經閥A進入液壓缸無桿腔，有桿腔液壓油直接回油箱；當二通閥右位工作時，則液壓泵輸出的壓力油經閥B進入無桿腔。從而實現兩種工進速度的切換。它不宜用在工作過程中的速度換接。當四通換向閥右位工作，左側二通閥左位工作時，液壓泵輸出的壓力油直接進入有桿腔，無桿腔的液壓油經左側二通閥回油箱，實現快速縮回。這種回路只能用在速度預選的場合。此時兩個調速閥的開口要滿足閥A大于閥B二、速度換接回路兩種慢速的換接回路如圖所示回路是采用兩個調速閥來實現不同工進速度換接的回路通過一個二位三通換向閥實現兩個調速閥的切換，這種情況下，兩個調速閥的開口只需設置成不同的開度即可。當三位四通換向閥左位通電時，換向閥左位工作，此時液壓泵輸出的液壓油經調速閥進入液壓缸的無桿腔；當換向閥3左位接入時，輸入液壓缸4的流量由調速閥1調節；當換向閥3右位接入時，輸入液壓缸4的流量由調速閥2調節。二、速度換接回路兩調速閥串聯的速度換接回路。在這種回路中的調速閥A一直處于工作狀態，它在速度換接時限制著進入調速閥B的流量，因此它的速度換接平穩性較好，但由于油液經過兩個調速閥，所以能量損失較大。并且在這個回路中，一定要保證調速閥B的開口比A的小，才能實現兩種速度的換