2.5 液压泵典型应用回路
(1)调速回路
在液压传动系统中,为了满足执行元件对工作速度的要求,调速成为液压系统的核心问题。调速回路不仅对系统的工作性能有着重要影响,而且对其他基本回路的选择也起着决定性的作用,因此调速回路在液压系统中占有极其重要的地位。
调速回路有三种基本方式,节流调速,采用定量泵供油,溢流阀溢流定压,通过改变流量控制阀通流面积的大小,来调节流入或流出执行元件的流量以实现调速:容积调速,通过改变变量泵或变量马达的排量来实现调速:容积节流调速,采用压力反馈式变量泵供油,配合流量控制阀进行调速。
①定量泵-节流阀-液压缸的节流调速回路。由定量泵、节流阀和液压缸组成的节流调速回路是通过改变流量控制阀通流面积的大小来调节流入或流出液压缸的流量以实现调速的。根据流量控制阀所处的位置不同可分为进油节流调速回路、回油节流调速回路和旁路节流调速回路。
图2-10所示为采用单向定量泵的进油节流调速回路,将节流阀3串联在单向定量泵1和液压缸4之间,用它来控制进入液压缸的流量从而达到调速的目的。在这种回路中,定量泵输出的多余流量通过溢流阀2流回油箱。由于溢流阀有溢流,泵的出口压力为溢流阀的调定压力并保持定值,这是进油节流调速回路能够正常工作的条件。
图2-10 采用单向定量泵的进油节流调速回路
1—单向定量泵;2—溢流阀;3—节流阀;4—单杆活塞式液压缸;5—油箱
图2-11所示为采用单向定量泵的旁路节流调速回路。回路采用单向定量泵,将节流阀并联在主油路的分支油路上实现分流调速,回路中的溢流阀起安全阀的作用,只有过载时才打开。从功率损失的角度分析,进油节流调速回路和回油节流调速回路的功率损失都由节流功率损失和溢流功率损失两部分组成,而旁路节流调速回路只有节流功率损失而无溢流功率损失,适宜在高速、重载、负载变化不大、对运动平稳性要求不高的液压系统中使用。
图2-11 采用单向定量泵的旁路节流调速回路
1—单向定量泵;2—安全阀;3—节流阀;4—液压缸
②变量泵-液压缸的容积调速回路。图2-12所示是由变量泵和液压缸组成的容积调速回路,它是通过改变变量液压泵的排量来实现调速的。回路中,活塞的运动速度由单向变量泵1调节,安全阀2用于防止系统过载。液压泵从油箱吸油后将油液输入液压缸,液压缸排出的油液直接返回油箱,该回路属于开式回路,油液的冷却效果好。
图2-12 变量泵-液压缸的容积调速回路
1—单向变量泵;2—安全阀;3—单向阀;4—二位四通手动换向阀;5—液压缸;6—背压阀
③变量泵-调速阀的容积节流调速回路。容积节流调速回路是采用压力补偿变量泵供油,用流量控制阀调节进入或流出液压缸的流量来控制其运动速度,并使变量泵的输出量自动地与液压缸所需负载流量相适应。
图2-13所示为容积节流调速回路,调速阀2装在进油路上(也可装在回油路上),调节它可以调节进入液压缸4的油液流量。溢流阀5为背压阀。限压式变量泵1的输出流量能自动地与液压缸所需流量相适应。液压缸所需流量不受负载变化的影响。由于采用了调速阀,所以不仅能够调节液压缸所需流量,而且该流量不会受负载变化的影响。容积节流调速回路较节流调速回路的效率高,而又比容积调速回路的速度稳定性好,具有较好的综合性能,适用于要求速度稳定、效率较高的液压系统。
图2-13 容积节流调速回路
1—限压式变量泵;2—调速阀;3—压力继电器;4—液压缸;5—背压阀
(2)双泵供油的快速运动回路
如图2-14所示,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小泵单独供油时系统的最高工作压力。当换向阀6右位接通时,由于外负载很小,使系统压力低于顺序阀3的调定压力时,两个泵同时向系统供油,活塞快速向右运动:当换向阀6左位接通时,液压缸有杆腔中的油液经节流阀7回油箱,当系统压力达到或超过顺序阀3的调定压力,大流量泵1通过顺序阀3卸荷,单向阀4自动关闭,只有小流量泵2单独向系统供油,活塞慢速向右运动,小流量泵2的最高工作压力由溢流阀5调定。这里应注意,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%。大流量泵1的卸荷减少了动力消耗,回路效率较高。这种回路常用在执行元件快进和工进速度相差较大的场合,特别是在机床中得到了广泛的应用。
图2-14 双泵供油的快速运动回路
1—低压大流量泵;2—高压小流量泵;3—外控顺序阀;4—单向阀;5—溢流阀;6—二位二通电磁换向阀;7—节流阀
(3)利用双向泵换向的换向回路
图2-15所示为利用双向泵换向的换向回路。双向变量泵1既可用来调速,又可用来换向:双向变量马达2为执行元件,输出机械能:单向定量泵3为回路的补油泵,单向阀4~7限制油液单向流动。
图2-15 利用双向泵换向的换向回路
1—双向变量泵;2—双向变量马达;3—单向定量泵;4~7—单向阀;8,9—溢流阀
(4)利用变量泵的压力控制回路
图2-16(a)所示为电液比例控制压力调节泵压力控制回路:图2-16(b)所示为手动压力调节泵压力控制回路。手动压力调节泵回路在一个工作循环周期内系统压力经调定后就不再改变。比例控制回路随着输入控制信号的变化,可以在系统运行过程中按预先设定的规律连续调节系统压力。当比例压力阀的输入电流一定,同时系统压力达到变量泵调定压力时,系统的流量将随负载的需要而变,而泵出口的压力保持恒值。电液比例控制压力调节泵压力控制回路可用于压力和流量都需要变化的系统。
图2-16 压力调节泵压力控制回路