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銀通液壓機(jī)差動(dòng)回路的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2022-07-07T11:58:28更新時(shí)間：2022-07-07T11:53:49 瀏覽量：182

[內(nèi)容摘要]：液壓差電路的本質(zhì)是不使用大流量泵和其他輔助元件(例如：.在快速氣缸等的前提下。)，利用回路的組合連接液壓缸的桿腔和無(wú)桿腔，將桿腔的液體引入無(wú)桿腔，增加進(jìn)入無(wú)桿腔的流量，以提高氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。它是一種更常見(jiàn)的速度調(diào)節(jié)回路。根據(jù)油泵的輸出流量，合理匹...

液壓差電路的本質(zhì)是不使用大流量泵和其他輔助元件(例如：.在快速氣缸等的前提下。)，利用回路的組合連接液壓缸的桿腔和無(wú)桿腔，將桿腔的液體引入無(wú)桿腔，增加進(jìn)入無(wú)桿腔的流量，以提高氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。它是一種更常見(jiàn)的速度調(diào)節(jié)回路。根據(jù)油泵的輸出流量，合理匹配氣缸無(wú)桿腔和桿腔的面積比，可以獲得所需的運(yùn)動(dòng)速度。該增長(zhǎng)方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流量分布合理，可有效提高液壓系統(tǒng)的工作效率，降低整體能耗。

對(duì)于大噸位液壓機(jī)，一般使用滑塊通過(guò)自身重力下降，氣缸通過(guò)油箱被動(dòng)吸油閥獲得更大的快速下降速度，因此，液壓機(jī)上的液壓差電路一般受到機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不能使用液壓閥或滑塊不能通過(guò)自身重量下降（或不能獲得足夠快的速度），并控制液壓系統(tǒng)的水平加載缸。

1.液壓差動(dòng)回路的原理和特點(diǎn)

(1)負(fù)載特性

液壓差回路的基本液壓原理如圖1所示。在差動(dòng)狀態(tài)下，負(fù)載F是液壓缸兩個(gè)腔的壓差，忽略了無(wú)桿腔管道的壓力損失ΔP1.桿式管道壓力損失ΔP在2的前提下(實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)不能忽略，但應(yīng)特別注意)，此時(shí)，P1=P2，則：

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式中：P1，P2-氣缸無(wú)桿腔壓力.桿腔壓力；

A1，A2-油缸無(wú)桿腔面積.有桿腔面積。

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在這種情況下，兩個(gè)液壓缸腔的壓力相同，而有效面積相同A1>A2，故P1A1>P2A2、活塞桿必須向前移動(dòng)。

上述關(guān)系表明，在壓力不變的前提下，活塞桿的有效面積A3越小，推力F的輸出越小，反之亦然，這就是差動(dòng)回路的負(fù)載特性。

(2)速度特性

液壓泵供油量為Q0、液壓缸無(wú)桿腔進(jìn)油量為Q1、有桿腔排油量為Q2、活塞桿的前進(jìn)速度為V1、根據(jù)液壓缸差動(dòng)回路的特點(diǎn)，有：

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代入并轉(zhuǎn)換后

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根據(jù)公式(2)，差動(dòng)連接回路的有效面積是無(wú)桿腔和有桿腔的面積差，即當(dāng)活塞桿的截面面積和其他條件不變時(shí)A3越小，速度V差動(dòng)回路的速度特性是越大，反之亦然。

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此時(shí)，桿腔流量等于泵流量，液壓缸差動(dòng)回路的無(wú)桿腔流量是液壓泵流量的兩倍。可以實(shí)現(xiàn)電路的快進(jìn)速度V1與后退速度V2相等。

2.液壓差動(dòng)回路注意事項(xiàng)

在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)充分考慮差動(dòng)電路的基本特性，充分發(fā)揮差動(dòng)電路的優(yōu)點(diǎn)，避免其缺點(diǎn)，仔細(xì)考慮，設(shè)計(jì)可行的液壓控制原理。以基本常見(jiàn)的差動(dòng)電路為例，介紹了設(shè)計(jì)差動(dòng)電路的注意事項(xiàng)。

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圖2為典型的液壓差動(dòng)回路，構(gòu)成回路需要詳細(xì)考慮以下問(wèn)題：

（1）負(fù)載問(wèn)題。當(dāng)差動(dòng)電路工作時(shí)，雖然氣缸的速度有所提高，但力的輸出能力有所降低。因此，差動(dòng)電路更適合高速小推力的快進(jìn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)全行程采用差動(dòng)電路時(shí)，應(yīng)考慮氣缸的實(shí)際輸出力是否滿(mǎn)足需求，如圖2所示a原則如圖2所示b所示的原理可以通過(guò)方向控制選擇不形成差動(dòng)電路，從而實(shí)現(xiàn)油缸的全輸出。

(2)壓力損失不容忽視。在公式(1)中分析差動(dòng)回路的負(fù)載特性時(shí)，將ΔP一切都被視為零，但實(shí)際上，由于管道和閥門(mén)選擇不當(dāng)，ΔP它可能非常大，導(dǎo)致液壓油從系統(tǒng)的安全閥溢出，使氣缸應(yīng)該快。以力士樂(lè)10直徑R型換向功能的電磁換向閥為例，當(dāng)差動(dòng)時(shí)，油桿腔返回Q2和泵輸出的油Q0同時(shí)通過(guò)A口，通過(guò)A口的流量符合曲線(xiàn)9的特點(diǎn)(圖3)，如果匯總后的流量大于120L/min，然后差動(dòng)閥的通過(guò)流量飽和，會(huì)產(chǎn)生較大的壓差，使系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的熱量，將壓差設(shè)置為安全閥設(shè)置壓力產(chǎn)生溢流，不能達(dá)到差動(dòng)電路的速度。

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同理，無(wú)桿腔的管徑應(yīng)根據(jù)泵的排量進(jìn)行連接Q有桿腔排量Q設(shè)計(jì)選型之和。

（3）加熱問(wèn)題。由于氣缸桿腔的熱油直接進(jìn)入無(wú)桿腔，氣缸和管道的散熱面積較小，回路具有液體阻力。當(dāng)循環(huán)次數(shù)高時(shí)，熱量高，散熱差，溫度過(guò)高。在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)工作條件匹配相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)。

（4）由于重力的影響，垂直向下壓力缸的速度不穩(wěn)定。上述情況是氣缸水平放置的情況，沒(méi)有重力導(dǎo)致氣缸活塞移動(dòng)，垂直向下壓力氣缸應(yīng)考慮重力因素，防止氣缸誤動(dòng)作。例如，在氣缸的桿腔中設(shè)置一個(gè)平衡閥，以抵消活塞桿的重量，防止活塞桿因重量而自由下降。

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3.介紹典型液壓機(jī)液壓差電路

圖5為50t由于噸位小，工作速度不高，液壓機(jī)液壓原理圖采用滑閥系統(tǒng)，其工作流程如下：

(1)快進(jìn)YA2和YA3通電，來(lái)自泵的壓力油進(jìn)入液壓缸上腔，通過(guò)電磁閥打開(kāi)平衡閥YA3通道直接連接到氣缸上腔，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接，氣缸快進(jìn)。

(2)工進(jìn)。YA2保持通電，YA斷電后，下腔的油進(jìn)入YA2對(duì)應(yīng)電磁閥A→T口，差動(dòng)回路斷開(kāi)，油缸工進(jìn)。

(3)快退。YA1和YA4得電，YA2和YA3斷電，油泵通過(guò)電磁閥YA3.平衡閥的止回閥進(jìn)入氣缸的下腔。此時(shí)，下腔已經(jīng)建立了一定的壓力。上腔液體控制止回閥控制油口與下腔連接，液體控制止回閥打開(kāi)，氣缸上腔的油流過(guò)液體控制止回閥，流向電磁閥YA4和YA1相應(yīng)的孔道，流回油箱，實(shí)現(xiàn)油缸快推。

(4)停止。所有電磁鐵斷電，設(shè)備待機(jī)停止。圖中電磁閥YA3用于實(shí)現(xiàn)差動(dòng)電路連接，電磁鐵YA4回程時(shí)用于單獨(dú)排油，避免回程時(shí)電磁閥的全部流量B→T，壓差過(guò)大，造成能源浪費(fèi)。

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相對(duì)較大的315~500t中小型液壓機(jī)，315t以單缸液壓機(jī)為例，快速下行速度500mm/s，工作壓力25MPa總流量為378L/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通電磁換向閥或電液換向閥的流量，因此不適合選擇滑閥系統(tǒng)。

在大流量系統(tǒng)中，兩個(gè)插入式閥門(mén)具有降低液體阻力和壓力損失、靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，比滑閥系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，直徑大.在大流量液壓缸控制系統(tǒng)中，應(yīng)優(yōu)先選擇插入式閥門(mén)形成控制回路。

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圖6為100t由插裝閥組成的差動(dòng)系統(tǒng)液壓機(jī)差動(dòng)液壓原理圖，其工作流程為：

(1)快進(jìn)。當(dāng)電磁鐵YA1得電后，電磁閥YA1使壓力閥插件VI上腔控油關(guān)閉，壓力閥插件關(guān)閉，泵切斷空循環(huán)動(dòng)作，開(kāi)始向系統(tǒng)供油。YA3獲得電源，使控制油壓到方向閥插件IV方向插件III上腔的控油連接回油，使插件連接回油II允許打開(kāi)方向插件IV關(guān)閉，泵油通過(guò)方向插件II進(jìn)入油缸上腔。

YA2獲取電源，將方向插件I上腔的控油連接回油，控制油連接到液控止回閥V和壓力閥插件II支撐閥的回油口使其無(wú)法回油，從而打開(kāi)方向插件I和液控止回閥V.壓力閥插件II關(guān)閉后，下腔的油進(jìn)入氣缸上腔，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接，氣缸進(jìn)入快進(jìn)狀態(tài)。

(2)工進(jìn)。YA連續(xù)得電，當(dāng)YA2斷電后，方向插件I上腔連接控油和壓力閥插件II方向插件I關(guān)閉，差動(dòng)電路斷開(kāi)。隨著氣缸下腔壓力的增加，壓力閥插件大于支撐閥壓力II打開(kāi)時(shí)，支撐壓力抵消氣缸活塞的重量，氣缸進(jìn)入工作狀態(tài)。

(3)快退。YA1持續(xù)得電，YA3斷電，使控制油壓到方向閥插件Ⅲ方向插件IV上腔的控油連接回油，使插件連接回油IV允許打開(kāi)方向插件Ⅲ關(guān)閉，泵來(lái)油不能進(jìn)入油缸上腔。YA2獲取電源，將方向插件I上腔的控油連接回油，控制油連接到液控止回閥V和壓力閥插件II支撐閥的回油口使其無(wú)法回油，從而打開(kāi)方向插件I和液控止回閥V.壓力閥插件II關(guān)閉后，油進(jìn)入油缸下腔，打開(kāi)油缸上腔的所有通道，油缸上腔的油連接回來(lái)

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