二通插裝閥方向控制的典型實(shí)例

二通插裝閥方向控制的典型實(shí)例

0插裝閥的簡介隨著氣和電技術(shù)的發(fā)展，液壓機(jī)技術(shù)已經(jīng)失去了應(yīng)用的小功率市場，而大功率市場的優(yōu)勢更加明顯。高壓和大流量是液壓機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。在大流量場合,就必須要用到二通插裝閥。二通插裝閥(以下簡稱“插裝閥”)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型液壓控制閥,與傳統(tǒng)滑閥式液壓閥相比,具有液阻小、通流能力大、動作快、泄漏少等一系列優(yōu)點(diǎn)。常規(guī)產(chǎn)品最大通徑(廠家樣本提供的選型參數(shù)),插裝閥可達(dá)DN160,傳統(tǒng)滑閥只到DN32。但插裝閥與傳統(tǒng)的控制方式有很大的不同,配置不同的先導(dǎo)控制級,就可以實(shí)現(xiàn)方向、壓力、流量的多種控制。除了一些長期從事插裝閥研究和應(yīng)用的單位,在實(shí)際應(yīng)用中,其靈活多變的組合,很多技術(shù)人員感到不得要領(lǐng)。尤其插裝閥的方向控制組件在系統(tǒng)中的應(yīng)用是最多,也是變化最廣的一種組件。本文分析了插裝閥方向控制的一些典型實(shí)例。1插裝閥組件組合方式的確定有關(guān)插裝閥的基本知識、結(jié)構(gòu)、原理等相關(guān)書籍和手冊中都有比較詳細(xì)系統(tǒng)的介紹,在此不做贅述。強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn),我們認(rèn)為對分析和設(shè)計(jì)插裝閥回路非常重要。插裝閥結(jié)構(gòu)及符號如圖1所示。(1)一個(gè)插裝閥只是一個(gè)液阻,只能控制一個(gè)口(即A、B腔之間)的通斷或開口大小。由此可見,傳統(tǒng)的壓力閥、流量閥功能,只要一個(gè)插裝閥組件就可以實(shí)現(xiàn)。而要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)四通方向閥的功能,則需要至少4個(gè)插裝閥組件組合起來才行。(2)插裝閥只是一個(gè)主閥,要配置先導(dǎo)級控制其C腔,才構(gòu)成傳統(tǒng)意義上的完整的閥,才能完成特定的功能;先導(dǎo)級一般就是阻尼和傳統(tǒng)小通徑閥的不同組合配置。插裝閥的變化實(shí)質(zhì)就是先導(dǎo)級的變化,即對C腔的不同控制,使插裝閥(主閥)具備不同的功能。(3)插裝閥的開啟動作基本就是一個(gè)單向閥,由圖1可以明顯的看出這點(diǎn),其開啟的壓力pA→B和pB→A是不同的,根據(jù)插裝閥閥芯的2種基本形式(即A、B腔面積比不同),pB→A/pA→B比值分別為2倍和14.2倍,具體數(shù)值和彈簧壓力值有關(guān)。這點(diǎn)在正常應(yīng)用中不會也不必過多考慮,但油液流向應(yīng)優(yōu)選A→B;而在一些特殊情況下則需要注意,也可以特意使用該特性設(shè)計(jì)需要的油路。22通插入式閥方向分析2.1鐵a、b中位機(jī)的結(jié)構(gòu)圖2a所示為一種比較典型的組合實(shí)例,傳統(tǒng)的四通方向閥是由閥芯同時(shí)控制4個(gè)油口,而采用插裝閥,至少需要4個(gè)插裝閥才可能完成一個(gè)四通方向閥功能。圖中實(shí)線部分為插裝閥組成四通方向閥的一種最基本油路,類似的油路是組成四通閥必不可少的油路;虛線部分為先導(dǎo)控制油路。此例中,先導(dǎo)部分采用一個(gè)三位四通閥5控制,電磁鐵a得電時(shí),P口壓力油通到閥1、3的控制腔,A→T、P→B不通;閥2、4的控制腔通T口卸荷,P→A、B→T通。同理,電磁鐵b得電時(shí),P→B、A→T通。電磁鐵a、b都不得電時(shí),根據(jù)三位四通閥5中位機(jī)能的不同,插裝閥也對應(yīng)某種機(jī)能。由此可以將其畫成傳統(tǒng)閥的機(jī)能符號(見圖2b)。下面討論電磁鐵a、b都不得電時(shí)的中位機(jī)能:(1)三位四通先導(dǎo)閥5為E型中位機(jī)能(見圖3),即A′口和B′口封閉,插裝閥的控制腔也處于封閉狀態(tài),如果控制腔能夠保持封閉,則插裝閥不能打開,各口處于關(guān)閉狀態(tài);但實(shí)際控制腔會存在泄漏,長時(shí)間處于這一位置,控制腔會逐漸失壓,主閥芯會逐漸打開,插裝閥工作狀態(tài)不穩(wěn)定,因此不能使用E型中位機(jī)能的先導(dǎo)閥。由此也可推知,不能使用中位機(jī)能為A′或B′口封閉形式的先導(dǎo)閥。(2)三位四通先導(dǎo)閥中位機(jī)能為H型(見圖4),此時(shí)插裝閥1~4的控制腔與P、T口都通,如果P口能建立起壓力,則與M型先導(dǎo)閥一樣;如果P口建立不起壓力,則與J型先導(dǎo)閥一樣;但P口能否建立起壓力與初始狀態(tài)和流量都有關(guān),其過渡過程不穩(wěn)定,因此,H型中位機(jī)能的先導(dǎo)閥也不能使用。(3)三位四通先導(dǎo)閥5中位機(jī)能為M型(見圖5a),此時(shí)插裝閥1~4的控制腔與P口通,主閥芯被壓住不能打開,P、T、A、B口都不通,整個(gè)組件可以簡化成E型三位四通方向閥(見圖5b)。(4)三位四通先導(dǎo)閥中位機(jī)能為J型(見圖6a),此時(shí)插裝閥1~4的控制腔與T口通,主閥芯可以自由打開,各閥允許油液雙向流動,P、T、A、B口都是溝通的,整個(gè)組件可以簡化成H型三位四通方向閥(見圖6b)。通過以上分析可知,傳統(tǒng)三位四通閥雖然有十幾種中位機(jī)能(見圖7),但實(shí)際只有J、M型可用,分別對應(yīng)組成H型、E型的換向閥(見圖5b、圖6b)。2.22壓力油不得進(jìn)入關(guān)閉位置除了可用三位四通方向閥作先導(dǎo)閥,還可以用2個(gè)2位2通方向閥控制4個(gè)插裝閥,圖8就是一種比較典型的組合實(shí)例。通過分析可知,該組合下,除了類似傳統(tǒng)的J型三位四通工況外,還有第4個(gè)工作狀態(tài),即電磁鐵a、b同時(shí)得電(見圖9),相當(dāng)于M型機(jī)能。該油路在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)注意如下問題:(1)由于有2個(gè)先導(dǎo)閥,其中一個(gè)閥由于種種原因閥芯可能卡住沒有復(fù)位(此可能性極大),當(dāng)另一個(gè)閥得電時(shí),則相當(dāng)于2個(gè)閥都得電,容易引起誤動作;而且此時(shí),相當(dāng)于M型中位機(jī)能,壓力油同時(shí)供給A、B口,如果用于馬達(dá)會引起馬達(dá)進(jìn)出油口同時(shí)高壓,尤其在馬達(dá)換向時(shí)(此時(shí)也最容易出現(xiàn)此種故障),會造成一側(cè)瞬時(shí)的超高壓,除出現(xiàn)噪聲外,甚至?xí)p壞馬達(dá)。所以,在使用中一定要從控制和油路上防止此種情況發(fā)生。(2)在電磁鐵a、b都不得電的情況下,理論上可簡化成傳統(tǒng)的J型機(jī)能,但實(shí)際上,A、B口的溝通不像傳統(tǒng)滑閥那樣通暢。如圖8所示,假如失電前,馬達(dá)為A口進(jìn)油、B口回油,失電后,馬達(dá)在慣性作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn),此時(shí)成為泵工況,B口出油、A口吸油,B口泵出的油可以通過插裝閥4順利回油,不會建立起壓力;而A口吸油側(cè),T到A的供油要經(jīng)過閥1,而閥1的T→A方向?qū)嶋H是不通的,所以會引起A口“吸空”現(xiàn)象,實(shí)際使用中也確實(shí)如此?？梢?其簡化圖只是一種便于理解的方式,實(shí)際使用中要具體情況具體分析。同理,圖6也存在類似問題,讀者可自行分析。2.3增設(shè)插裝閥組合以上分析了2種比較典型的組合及應(yīng)用,都是由4個(gè)插裝閥組成的方向閥,可以看出類似P、T口或A、B口之間相通的機(jī)能不能實(shí)現(xiàn),必須另外增設(shè)插裝閥油路及控制,所以要完全實(shí)現(xiàn)類似傳統(tǒng)滑閥的機(jī)能,可能需要5個(gè)或6個(gè)插裝閥組合在一起。3插裝閥的方向控制組件通過以上的一些插裝閥油路分析,雖然不是很全面,但可以掌握其中的一些規(guī)律,插裝閥的變化主要就是先導(dǎo)控制級的變化