比例阀应用_图文

1、比例多路换向阀在工程机械中的应用朱小明(上海豪高机电科技有限公司,上海 ! " " ! ! 中图分类号 " ( E H $&! ! ! 文献标识码 " J ! ! 文章编号 " " " , &&%-#! " " #$" %, " " . H , " %$7, &/" , ( 9$* $ *" , (/70, *%&" , (/7 $ 7A /7A % (& ( " *+&

2、" , (B/&-, (%*# 81-5N A , 456O! 多路 换 向 阀 常 用 于 工 程 机 械 中 #随 着 加 工 工艺水平的 提 高 和 比 例 技 术 及 电 子 技 术 的 引 入 #多路换向阀 近 年 来 有 了 长 足 的 发 展 #出 现 了 比 例 多路换向阀 #并在工程机械中已有成熟的应用 $2比例多路换向阀的结构比例多路 换 向 阀 的 结 构 与 传 统 多 路 换 向 阀 的结构大致相 似 #只 是 在 保 留 手 动 操 作 的 同 时 #在另一端增 加 了 比 例 电 磁 铁 ! 或 液 压 比 例 驱 动 模 块或气动比例驱动模 块

3、 " #并 集成 了 更 多 的螺 纹 插装阀 $比例多路换向阀的外形如图 所示 #比例多路换向 阀 的 压 力 最 高 可 达 %! Y D N #最 大 流 量 可 达 E &" /%456$阀体 采 用 钢 或 铸 铁 #钢 件 的 承 压 能 力 强 #但 因 孔 道 为 机 械 加 工 而 成 #故 通 流 能 力 差 #铸铁件流道 是 铸 造 的 #故 通 流 能 力 强 #但 承 压 能 力稍低 $比例多路换 向 阀可 以 由 多至 ! 片 基 本 阀 块组合在一 起 #采 用 负 载 敏 感 技 术 #使 阀 的 输 出 流量不受负 载 影 响 #保

4、 持 良 好 的 比 例 特 性 #泵 的 输出流量 和 系 统 压 力 随 负 载 的 需 要 而 改 变 #保 持 良好的流 量 匹 配 和 压 力 匹 配 $比 例 多 路 换 向 阀 可 以 分 成 泵 侧 阀 块 &基 本 阀 块 &驱 动 阀 块 &端 板 &遥控单元 &电子附件等 #部分 #其分解示意图如图 ! 所示 #可细分为泵侧阀块 &换向阀块 &手柄 &阀 芯 &端板 &定 位 装 置 或 盖 板 &比 例 电 磁 铁 &遥 控 单元 &电子附件等 $! " 泵

5、 侧 阀 块 $连 接 油 泵 和 油 箱 的 阀 块 #由 进出油 口 &内 置 溢 流 阀 &压 力 表 接 口 &三 通 负 载 敏感阀 &减 压 阀 &限 压 阀 &卸 荷 阀 等 组 成 #有 定 量泵开式回 路 &变 量 泵 闭 式 回 路 &恒 压 回 路 等 形图 2比例多路换向阀的外形图图 3比例多路换向阀的分解示意图式供选择 $! ! " 基本阀块 $比例 多 路 换 向 阀 的 主 体 部 分 #由 +油 口 &#油 口 &换 向 阀 块 &可 互 换 的 阀 芯 &

6、二通负 载 敏 感 阀 &缓 冲 阀 &补 油 阀 &负 载 敏 感 限 压阀等组成 $! 收稿日期 " ! " " &K K ! ! 通讯地址 " 朱小明,上海市虹梅路 ! #I 号宝城大厦 H " &室 ! " " %! ! ! ! " " %! E" 驱动 阀 块 #比 例 多 路 换 向 阀 的 驱 动 部 分 和定位装置 或 盖 板 $有 开 关 电 驱 动 %比 例 电 磁 铁 驱动 %液压驱动 %手 动驱 动 %电 驱 动 *手 动 驱 动

7、%液压驱动 *手动驱动等多种形式供选择 #! %" 端板 #比 例 多 路 换 向 阀 侧 边 基 本 阀 块 的 终端块 $把 侧 边 基 本 阀 块 的 叠 加 油 口 堵 住 或 相 互 导通 $有的带有附加的 &, 进口和回油接口 #! &" 遥控 单 元 #是 远 端 控 制 比 例 多 路 换 向 阀 的电操作手 柄 和 液 控 操 作 手 柄 $操 作 力 小 $一 般 装在驾驶 室 或 控 制 室 里 #电 操 作 手 柄 的 形 式 有 很 多种 $一个手柄可以 控 制 多 片 阀 $可 以 是 开 关 的 $也可以是比 例 的 #液 控

8、操 作 手 柄 品 种 较 少 $有 单 联的和双联的 $最多可以控制 ! 片阀 #! #" 电子 附 件 #有 流 量 调 节 单 元 %斜 波 发 生 器 %速度 控 制 单 元 %闭 环 速 度 控 制 单 元 %警 报 逻 辑电路 %闭环位置控制单元等供选择 #3比例多路换向阀的原理某比例多路换向阀的原理图如图 E 所示 $当比例电磁铁 得 到 某 一 电 压 值 ! 或 电 流 值 " 时 $电 路 驱动电磁铁 和 电 磁 阀 ! ! 或 电 磁 阀 E 和 电 磁 阀 %" $压力油 -使主阀芯左移 ! 或右移 " $同时位移 传感器 . 检

9、 测 阀 芯 的 位 置 $并 反 馈 到 比 较 器 与 输 入电压值 ! 或 电 流 值 " 进 行 比 较 $形 成 一 个 小 的 $驱动电磁铁 ! ! %E %$电磁阀 图 4某比例多路换向阀的原理图闭环控 制 $从 而 使 阀 芯 获 得 其 相 应 的 准 确 位 置 $阀芯的位 移 ! 即 阀 芯 的 开 口 " 随 输 入 电 压 ! 或 电 流 " 的 变 化 而 变 化 $阀 的 输 出 流 量 与 输 入 电 压 ! 或电流 " 成线性比 例 差 系 $实 现 比 例 功 能 #输 入 电压 ! 或电流 " 的 给 定

10、可 以 通 过 D +%D /+%遥 控电手柄等 来 实 现 #当 比 例 多 路 换 向 阀 采 用 液 压 比 例驱动模 块 或 气 动 比 例 驱 动 模 块 时 $可 以 用 遥 控 液压减压 阀 或 遥 控 气 压 减 压 阀 来 控 制 $以 实 现 比 例控制 #与 此 同 时 $该 阀 还 保 留 手 动 操 作 $但 其 手动操作 与 传 统 多 路 换 向 阀 的 手 动 操 作 完 全 不 一 样 $不仅可 以 实 现 开 关 控 制 和 换 向 控 制 还 能 实 现 比例控制 $即可控制输出流量的大小 #有的比例 多 路 换 向 阀 的 原 理 是 通 过 输 入 电

11、 压 ! 或 电 流 " 的 大 小 来 控 制 比 例 电 磁 铁 输 出 力 的 大 小 $克服弹簧 力 后 阀 芯 得 到 一 个 固 定 位 置 $以 此 来实现比 例 多 路 换 向 阀 输 出 流 量 的 比 例 控 制 $但 该种阀的比例特性较差 #4! 阀中负载敏感阀的工作原理比例多 路 换 向 阀 使 用 了 负 载 敏 感 技 术 $在 泵 侧阀块中 使 用 了 三 通 负 载 敏 感 阀 $保 证 泵 的 供 油 压力随负载 变 化 而 变 化 $避 免 系 统 发 热 &在 基 本 阀块中使 用 了 二 通 负 载 敏 感 阀 $保 证 比 例 多 路

12、 换 向阀的出油口的流量不随负载变化而变化 #! " 三通负载敏感阀 #其原理如图 %所示 $进 油口 " 接 泵 出 口 $出 油 口 #接 油 箱 $控 制 油 口 $图 >三通负载敏感阀原理图接执行机构的负载反 馈压力 &, #进油 口 " 到出油口 #的通 油 量 ! 即 泄 油 量 " 随 控 制 油 口 $的 压 力 升高而 减 小 $随 控 制 油 口 $的 压 力 降 低 而 增 大 $保证泵的 供 油 压 力 随 负 载 变 化 而 变 化 #三 通 负 载 敏感阀在泵侧阀块中应用之一如图 &所示 $-口接 定量泵

13、 $%口 接 油 箱 $&, 口 接 负 载 反 馈 压 力 $" 口为测 压 口 $集 成 了 溢 流 阀 和 三 通 负 载 敏 感 阀 $由于 三 通 负 载 敏 感 阀 的 作 用 ! 定 差 溢 流 阀 的 功 能 " $可以保证有执行机构工 作时系 统能提供足 够 ! " " %! (图 5三通负载敏感阀在泵侧阀块中的应用原理图的压力油 #而 多 余 的 油 液 回 到 油 箱 $在 无 执 行 机构工作时系统能够卸压 #防止系统发热 %! ! " 二通负载敏感阀 %其原理如图 #所示 #进油口 #接泵 出 口 #出 油 口

14、 " 接 比 例 多 路 换 向 阀 的进油口 #控 制 油 口 $经 过 外 部 节 流 口 ! 是 比 例 多路换向阀 的 阀 口 阻 尼 " 后 接 到 出 油 口 " 处 %当 进油口 #没有 油 液 通 过 时 #阀 口 全 部 打 开 #当 进 油口 #有油液 通 过 时 #阀 口 趋 于 关 闭 #直 至 达 到 新的力平衡 %由 于 压 力 补 偿 器 不 断 地 起 补 偿 作 用 #使流量保持 恒 定 #不 随 负 载 变 化 而 变 化 %二 通 负载敏感阀在基本阀块中应用之一如图 H 所示 #+口和 #口 接 油 缸 或 马 达 #-口 接

15、 油 泵 压 力 油 #%口接油箱 #&, 口接 负载 反 馈压 力 #集 成 了梭 阀 和二通负载敏感 阀 #由 于 二 通 负 载 敏 感 阀 的 作 用 ! 定差减压阀的功 能 " #在 换 向阀 芯 某一 开 口 时 #其 阻尼是定值 #可以 保证 +口或 #口的 输 出 流 量 为 恒定值 #使机构的速度不受负载力的影响 %图 C 二通负载敏感阀原理图>比例多路换向阀的优点比例多路 换 向 阀 秉 承 了 多 路 换 向 阀 的 高 集 成性 #体积小 &重 量 轻 &组 合 和 调 整 方 便 &可 靠 性高 #能够满足 多 个 执

16、行 机 构 同 时 工 作 #特 别 适 合于行走式工程机械 #并具有以下优点 图 D 二通负载敏感阀在基本阀块中的应用原理图! " 能够 实 现 比 例 的 无 级 调 速 控 制 #调 节 性 能良好 %! ! " 采用 二 通 负 载 敏 感 阀 #使 执 行 元 件 的 速 度与负载变化无关 %! E " 采用 三 通 负 载 敏 感 阀 #使 泵 的 输 出 压 力 随负载变化 而 变 化 #多 余 的 流 量 回 到 油 箱 #提 高了液压系统的效率 #减少了系统发热 %! %" 具有 减 振 消 峰 的 功 能 #换 向 冲 击 小 #系

17、统运行平稳 %! &" 操作形式有 多 种 选 择 #既 可 以 用 电 控 制 #又可以保留 手 动 控 制 #也 可 以 使 用 液 压 控 制 &气压控制等 %! #" 电子 元 &附 件 齐 全 #可 以 轻 松 实 现 速 度 开环比例控 制 &位 置 开 环 比 例 控 制 &阀 环 速 度 比例控制 &闭环位置比例控制 %! H " 有防 爆 比 例 电 磁 铁 可 供 选 择 #可 满 足 有 防爆要求的应用场合 %! . " 引入了比例技 术 &>D B 定位技 术和 +&l

18、t;=总线技术 #可 以 实 现 工 程 机 械 的 远 程 计 算 机 控 制或网络控制 #使工程机械实现无人驾驶成为可能 %与传统 的 多 路 换 向 阀 相 比 #比 例 多 路 换 向 阀价格较为昂贵 %5选型注意事项! " 在选 用 比 例 多 路 换 向 阀 时 #一 定 要 看 清 其流量和压 力 #如 泵 的 允 许 最 大 流 量 和 压 力 &阀输出的最大 流 量 和 压 力 等 %若 选 型 过 小 #往 往 会造成系统压 力 损 失 太 大 #使 系 统 发 热 $若 选 型 过大 #则会造成经济上的浪费 %( ! ! " " %!

19、 !" 在选 择 泵 侧 阀 块 时 #一 定 要 先 确 定 采 用 定量泵系统 或 变 量 泵 系 统 #还 是 恒 压 系 统 #否 则 无法选 型 #有 三 通 负 载 敏 感 阀 $限 压 阀 $卸 荷 阀 等选项 %! E" 在选 择 基 本 阀 块 时 #要 认 真 核 对 滑 阀 机 能 #确 定 选 择 的 附 加 功 能 #有 二 通 负 载 敏 感 阀 $缓冲阀 $补油阀 $负载敏感限压阀等选项 %! %" 在选 择 驱 动 阀 块 时 #可 以 选 择 一 种 驱 动 方式 #也可以 选 择 二 种 驱 动 方 式 %电 驱 动 有 开 关

20、 电驱动和 比 例 电 驱 动 之 分 #比 例 电 驱 动 又 有 中 等 性能 $高 性 能 和 极 高 性 能 之 分 #电 压 有 直 流 ! C 和直流 ! %C 之 分 #手 动 操 作 有 摩 擦 定 位 和 弹 簧 复 位之分 #还有 液 控 $气 控 和 防 爆 系 列 比 例 电 磁 铁 可供选择 #要根据系统的需要作选择 %! &" 在选 择 端 板 时 #可 以 根 据 系 统 的 要 求 选 择油口堵住或相互导通 #负载反馈压力 &, 进 口 和 回油接口的个数和接口形式 %! #" 在选 择 遥 控 单 元 时 #要 注 意 某 些 动 作 有 连锁关系 #有 几 个 动 作 要 放 到 一 个 手 柄 上 控 制 #所控制阀的电压等 %! H" 在选 择 电 子 附 件 时 #要 根 据 控 制 要 求 来 选用 #并注意匹配 %! . &q