插装阀的介绍与应用.doc

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插装阀的介绍与应用1 插装阀概述二通插装阀是插装阀基本组件(阀芯、阀套、弹簧和密封圈)插到特别设计加工的阀体内,配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口,故被称为二通插装阀,早期又称为逻辑阀。1.1 二通插装阀的特点二通插装阀具有下列特点:流通能力大,压力损失小,适用于大流量液压系统;主阀芯行程短,动作灵敏,响应快,冲击小;抗油污能力强,对油液过滤精度无严格要求;结构简单,维修方便,故障少,寿命长;插件具有一阀多能的特性,便于组成各种液压回路,工作稳定可靠;插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件,可以组成集成化系统。1.2 二通插装阀的组成二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构。图1 二通插装阀的典型结构控制盖板用以固定插装件,安装先导控制阀,内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道,配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔:X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2)。由于盖板是按通用性来设计的,具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错,盖板上的定位孔,起标定盖板方位的作用。另外,拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。图2 盖板控制油孔先导控制元件称作先导阀,是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件,安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3)。每只插件有两个连接主油路的通口,阀芯的正面称为A口;阀芯环侧面的称作B口。阀芯开启,A口和B口沟通;阀芯闭合,A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2位2通阀。故称二通插装阀,简称插装阀。 图3 插装元件根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。同一通径的三种组件安装尺寸相同,但阀芯的结构形式和阀套座直径不同。三种组件均有两个主油口A 和B、一个控制口x,如图4所示。a)方向阀组件 b)压力阀组件 c)流量阀组件1-阀套 2-密封件 3-阀芯 4-弹簧 5-盖板 6-阻尼孔 7-阀芯行程调节杆图4 插装阀基本组件2 插装阀主要组合与功能2.1 插装方向控制阀插装阀可以组合成各式方向控制阀。1 作单向阀如图5a和5b,将x腔和A或B腔连通,即成为单向阀。连接方法不同,其导通方式也不同。若在控制盖板上如图5c连接一个二位三通液动换向阀,即可组成液控单向阀。图5 插装式单向阀与液控单向阀2作二位二通阀如图6a和6c连接二位三通阀,即可组成二位二通电液阀。图6 插装式二位二通阀3作二位三通阀如图7连接二位四通阀,即可组成二位三通电液换向阀。图7 插装式二位三通阀4作二位四通阀如图8连接二位四通阀,即可组成二位四通电液换向阀。图8 插装式二位四通阀5作三位四通阀O型换向阀如图9连接三位四通阀换向阀和单向阀,即可组成三位四通阀中位为O型电液换向阀。图9 插装式三位四通O型换向阀6作多机能四通阀如图10连接换向阀,利用对电磁换向阀的控制实现多机能功能。先导阀控制状态下的机能如表1。电磁铁的带电状态用符号“+”表示;断电状态用“-”表示。图10 插装式多机能三位四通阀表1 先导阀控制的滑阀机能1YA2YA3YA4YA中位机能1YA2YA3YA4YA中位机能2.2 插装压力控制阀对插装阀的x腔进行压力控制,便可构成压力控制阀。1作溢流阀或顺序阀如图11a,在压力型插装阀芯的控制盖板上连接先导调压阀(溢流阀),当出油口接油箱,此阀起溢流阀作用;当出油口接另一工作油路,则为顺序阀。2作卸荷阀 如图11b连接二位二通换向阀,当电磁铁通电时,出口接油箱,则构成卸荷阀。3作减压阀采用插装阀芯和溢流阀如图11c连接,则构成减压阀。液压油从P1流入P2流出,出口油液通过阀芯上的中心阻尼孔、盖板和先导阀接通。当减压阀出口的压力较小,不足以顶开先导阀芯时,主阀芯上的阻尼孔只起通油作用,使主阀芯上、下两腔的液压力相等,而上腔又有一个小弹簧作用,必使主阀芯处在下端极限位置,减压阀芯大开,不起减压作用;当压力增大到先导阀的开启压力时,先导阀打开,泄漏油液单独流回油箱,实行外泄。减压阀在调定压力下正常工作时,由于出口压力与先导阀溢流压力和主阀芯弹簧力的平衡作用,维持节流降压口为某定值。当出口压力增大,由于阻尼孔液流阻力的作用产生压力降,主阀芯所受的力不平衡,使阀芯上移,减小节流降压口,使节流降压作用增强;反之,出口的压力减小时,阀芯下移,增大节流降压口,使节流降压作用减弱,控制出口的压力维持在调定值。图11 插装式压力控制阀2.3 插装流量控制阀插装流量阀同样有节流阀和调速阀等型式。1作节流阀在方向控制插装阀的盖板上安装阀芯行程调节器,调节阀芯和阀体间节流口的开度便可控制阀口的通流面积,起节流阀的作用,如图12a。实际应用时,起节流阀作用的插装阀芯一般采用滑阀结构,并在阀芯上开节流沟槽。2作调速阀插装式节流阀同样具有随负载变化流量不稳定的问题。如果采取措施保证节流阀的进、出口压力差恒定,则可实现调速阀功能。如图12b连接的减压阀和节流阀就起到这样的作用。图12 插装式流量控制阀3 插装阀设计使用注意事项1)插装阀在工作中,由于复位弹簧力较小,因此阀的状态主要决定于作用在A、B、X三腔的油液压力,而pA、pB由系统或负载决定。若采用外控(即控制油来自工作系统之外的其他油源),则px是可控的;若采用内控(即控制油来自工作系统本身),则px也将受到负载压力的影响。所以负载压力的变化及各种冲击压力的影响,对内控控制压力的干扰是难免的。因此,在进行插装阀系统设计时必须经过仔细分析计算,清楚了解整个工作循环中每个支路压力变化的情况,尤其注意分析动作转换过程冲击压力的干扰,特别是内控方式。须重视梭阀和单向阀的运用,否则将造成局部误动作或整个系统的瘫痪。 2)如果若干个插装阀共用一个回油或泄油管路,为了避免管路压力冲击引起意外的阀芯移位,应设置单独的回油或泄油管路。 3)应注意面积比、开启压力、开启速度及密封性对阀的工作影响。 4)由于插装阀回路均是由一个个独立的控制液阻组合而成,所以它们的动作一致性不可能像传统液压阀那样可靠。为此,应合理设计先导油路,并通过使用梭阀或单向阀等元件的技术措施,以避免出现瞬间路通而导致系统出现工作失常甚至瘫痪现象。 5)阀块又称集成块或通道块,它是安装插装元件、控制盖板及与外部管道连接的基础阀体。阀块中有插装元件的安装孔(也称插入孔)及主油路孔道和控制油路孔道,有安装控制盖板的加工平面、安装外部管道的加工平面及阀块的安装平面等。二通插装阀的安装连接尺寸及要求应符合国家标准(GB2877)。阀块可选用插装阀制造厂商的标准件,也可根据需要自行设计。
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