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插装阀在液压系统中的应用

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插装阀是另一类液压控制阀的统称。其基本核心元件是一种液控型、单控制口的装于油路主级中的两通液阻单元(故又称二通插装阀)。将一个或若干个插入元件进行不同的组合,并配以相应的先导控制级,可以组成插装阀的各种控制功能单元。比如方向控制功能单元、压力控制单元、流量控制单元、复合控制功能单元。

插装阀具有以下特点:内阻小,适宜大流量工作;阀口多数采用锥面密封,因而泄漏小,对于乳化液等低粘度的工作介质也适宜,结构简单、工作可靠、标准化程度高;对于大流量、高压力、较复杂的液压系统可以显著的减小尺寸和重量。其结构如下图:

插装阀在液压系统中的应用

图1 二通插装阀结构

它是由插入元件、控制盖板、通道块三大部分组成。插入元件有阀芯、阀套、弹簧和密封件组成;控制盖板上根据插装阀的不同控制功能,安装有相应的先导控制级元件;通道块既是嵌入插入元件及安装控制盖板的基础阀体,又是主油路和控制油路的连通体。其中A、B为主油路通口,C为控制油路通口。A、B、C油口的压力和作用面积分别为PA、PB、PC和A1、A2、A3,A3=A1+A2,Fs为弹簧作用力。

图2为实心胎硫化机组液压系统中主油缸部分的液压原理图(部分系统原理图,非完整原理图)。

插装阀在液压系统中的应用

图2 实心胎硫化机组液压系统中主油缸部分的液压原理图

由图可知,此系统全部采用插装阀来控制,要求起到不同液压阀的作用。根据机械本身的特点以及主要技术参数:要求油缸上行速度达到20mm/s,下行速度达到25mm/s ,缸径/杆径Φ600mm/Φ540mm ,由公式流量Q=A*V可得到油缸进油腔所需流量为339L/min ,所需流量较大;再者主机系统对于机械运动动作灵敏性要求较高,液压系统密封性要求较严,综合考虑,因而选用插装阀作为油路控制元件。

二通插装阀构成各种组合阀

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插装阀构成压力控制阀

根据插装阀的工作原理当PAA1+PBA2>PCA3+FS时,阀芯开启,油路A、B 接通。如图2,插装阀C14, 当电磁阀YV9得电时,C14的C口直接通油箱,其C口压力为零。由此可知油路A、B 接通,当A口的压力大于弹簧力的时候,系统压力油回油箱,所以此插装阀起溢流阀的作用,控制油缸径油口压力。

看以下例子,图3插装阀做溢流阀。

插装阀在液压系统中的应用

 

插装阀C8的B口直接接油箱,C口接上溢流阀,两者的压力都为零,可知当A口的压力大于弹簧力的时,油路A、B 接通,压力油通过B口回油箱,此时插装阀起溢流阀的作用,控制系统压力。

2

插装阀构成方向控制

再看图2,由液压动作程序表可知,电磁阀YV7A、YV7B同时得电,来控制主油缸上行运动。当两者同时得电时,插装阀C11、C13的C口通油箱,PA>FS时,A、B口直接相通,油液可从A流向B口;当只有YV7B得电时,主油缸下行运动。其中C13的PA<PB,阀芯开启,油液可从B流向A。此二处,插装阀起到了单向阀的作用。

看另外一张图,图4二位三通阀。

插装阀在液压系统中的应用

 

此插装阀作二位二通阀。当二位三通电磁阀断电时,阀芯开启,A、B接通;电磁阀通电时,阀芯关闭,A、B不通。

3

插装阀构成流量控制阀

从图2的C14可知,在阀的顶盖上有阀芯升高限位装置,通过调节限位装置的位置,便可调节阀口通流截面的大小,从而调节了流量。通过调节流量,可调节主油缸的下行速度。此插装阀作节流阀。

小结

通过更为复杂的组合,可以实现更多的液压阀的功能。通过组合,插装阀可作为压力控制阀(顺序阀、减压阀)、流量控制阀(单向节流阀、节流阀)、方向控制阀(调速阀、液控单向阀、两位两通换向阀等)以及复合阀。

目前,插装阀有如下几个系列:K系列插装阀,L系列插装阀,TJ系列插装阀,Z系列插装阀。几个系列型号各不相同,厂家可根据用户的要求设计和制造出集成通道块。插装阀根据自身特点,在液压系统广泛地应用。

 

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