二通插装阀控制技术
一、二通插装阀特点
二通插装阀及其控制技术是70年代初发展起来的一项新技术,由于这种新型的液压阀具有流阻小、通流能力大,密封性好、适用于水介质、响应快、抗污能力强、具有多机能、可以高度集成等优点。因此,这种阀的出现很大程度上满足了液压技术向高压、大流量、集成化发展的要求,得到了世界各国的普遍重视,发展异常迅速。
二、二通插装阀的基本结构和工作原理
1.二通插装阀的基本结构
一个二通插装阀主要有插入元件、先导元件、控制盖板和插装块体四个部分组成,如下图所示:
插入元件阀芯的受力分析
在忽略阀芯重量和摩擦阻力时,阀芯的受力平衡式为:
F合=PcAc-PaAa-PbAb+F1+F2 Pc__控制腔C的压力 Pa__工作腔A的压力 Pb__工作腔B的压力 Aa__工作腔A的面积 Ab__工作腔B的面积
Ac__控制腔C的面积 (Ac=Aa+Ab) F1__弹簧力
F2__稳态液动力
当F合>0时,阀芯关闭;当F合<0时,阀芯开启;当F合=0时,阀芯停在某一平衡位臵。
由此可以看出插入元件的工作状态由三个腔的工作压力决定。工作腔的压力由工作负荷等条件决定,不能任意改变,所以只能通过改变控制腔的压力来实现对二通控制阀的控制
三、几种常用插装阀
1、方向流量控制插入元件
1)A型方向阀插入元件,结构形式如图一所示
C C B
B A A图一
特征是具有较大的面积比(α=Aa/Ac),一般为1:1.1左右。
B腔面积很小,B→A流动时开启压力很高,所以一般只允许A →B的单向流动。A腔作用面积大,流动阻力小,具有较大通流能力,开启压力一般与选用的弹簧有关, A →B时开启压力一般为(0.03-0.28)MPa。
2)B型方向阀插入元件结构和A型相似,特征是具有较小的面积比,一般为1:2或1:1.5,由于B腔面积的增加, B→A流动时
的开启压力下降,允许B→A和A→B的双向流动。由于A腔的作用面积较小,阀口直径也相应减小,同样的流量下,其压降将比A型的略又增加。开启压力也取决于选用的弹簧,一般为(0.05-0.5)MPa。
以上两种形式的插入元件在启闭过程中的一个共同特点就是启闭快,只要阀芯从阀座上稍一抬起便马上接通油路,并且阀口流道截面增加很快。能实现快速换向的要求,缺点是,容易造成换向时回路液压冲击和振动。也不能对流量进行较精细的调节。 3)方向流量阀插入元件,特征是阀芯头部带有一个节流塞,也叫缓冲凸头(有圆锥形和带三角槽的圆柱形两种形式),面积比一般较小,与B型方向插入元件相同,允许双向流动。带节流塞后,阀芯的启闭主要分为两个阶段,第一个阶段,节流塞还没有进入阀口前,这时与普通的阀芯没有区别,第二个阶段,节流塞进入阀口,这时阀口流道截面的变化变得比较平缓,有利于消除换向时的液压冲击。也可以实现小流量范围内比较细致的流量调节。由于带节流塞压降增加,
启闭时间延长。
三种方向控制插入元件选用原则: a.要求A→B单向流动和快速换向的场合,选用A型方向阀插入元件
b.要求B→A单向流动或双向流动,并要求快速换向的场合选用B型方向阀插入元件 c.要求换向无冲击的场合,或者要求用作节流元件实现流量控制的场合选择方向流量阀插入元件。
2、压力控制插入元件
1)A型压力插入元件结构如图二所示,
CCBBAA图二
特征是具有最大的面积比1:1,阀芯上无阻尼孔,组成先导式压力阀时必须旁臵阻尼