換向閥在液壓系統(tǒng)的應(yīng)用

  換向閥在液壓系統(tǒng)中是一種控制調(diào)節(jié)元件。其主要功用是改變油流方向進(jìn)而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用過程中,有時(shí)會(huì)因?yàn)閾Q向閥選擇不當(dāng), 使得液壓系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí),某些工作性能受到影響,甚至出現(xiàn)問題。本文列舉幾個(gè)換向閥在液壓系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)例,分析了使用不當(dāng)?shù)脑��?給出了正確的使用方法。

1 換向閥在鎖緊回路的合理使用

鎖緊回路鎖緊回路的功用是使執(zhí)行元件

在任意位置上停留,并且停留后不會(huì)因?yàn)橥饬ψ饔枚�移�?dòng)位置。圖1所示為使用液控單向閥的鎖緊回路(雙向液壓鎖)。液控單向閥閥心一般是錐閥式結(jié)構(gòu),內(nèi)泄很少,鎖緊精度只取決于執(zhí)行元件的泄漏,鎖緊精度比較高。為了保證液壓鎖的鎖緊性能,在回路中應(yīng)該選擇H型或者Y型機(jī)能的換向閥。當(dāng)執(zhí)行元件處于預(yù)定停留位置時(shí),換向閥中位,液控單向閥控制油口經(jīng)過換向閥中位直接和油箱相通,控制壓力充分卸荷,液控單向閥反方向截止,液壓缸因兩腔油液被封閉而鎖緊�，F(xiàn)場有換向閥中位機(jī)能選擇不當(dāng)?shù)那闆r,筆者曾經(jīng)接觸某電廠翻滾車機(jī),其液壓系統(tǒng)中鎖緊回路換向閥的機(jī)能是M型的,有時(shí)鎖緊效果不好,經(jīng)過更換Y型機(jī)能換向閥后,鎖緊性能大為改善。研究其原因,是原系統(tǒng)換向閥的中位機(jī)能選擇不當(dāng), M型機(jī)能的換向閥在中位時(shí),液控單向閥控制油口的油壓不能盡快消失,液壓鎖不能立即關(guān)閉,所以鎖緊效果不好。

2 換向閥在夾緊油路的合理使用

在一些數(shù)控車床和半自動(dòng)車床上,廣泛應(yīng)用著由液壓傳動(dòng)裝置控制工件夾緊與松開的液壓卡盤。液壓卡盤一般由液壓系統(tǒng)中減壓回路(夾緊油路)控制,通過卡盤機(jī)械裝置實(shí)施對工件的夾緊與松開。因此,關(guān)于夾緊油路的設(shè)計(jì)除應(yīng)考慮提供穩(wěn)定的、滿足需求的夾緊力外,一個(gè)十分重要的問題是保證工件夾緊的安全可靠。

圖2所示,為某半自動(dòng)車床液壓系統(tǒng)中的夾緊油路,夾緊油路中減壓閥的作用是調(diào)整所需要的夾緊力,滿足液壓卡盤夾緊需求;單向閥阻止液體反向流動(dòng),起到短時(shí)保壓作用,同時(shí)由于單向閥的反向截流作用,阻止了反向液壓沖擊,對液壓泵起到了保護(hù)作用;換向閥的作用是控制卡盤夾緊或者松開工件。換向閥的選擇對于設(shè)備安全運(yùn)行顯得十分重要。換向閥的選擇原則應(yīng)該是:即使設(shè)備工作時(shí)突然斷電,仍然能夠保證卡盤可靠地夾緊工件。因此常常選用斷電夾緊的二位電磁換向閥,如圖2所示。如果選擇通電夾緊的二位電磁換向閥,在意外情況突然斷電時(shí),卡盤松開,工件還在轉(zhuǎn)動(dòng),后果不堪設(shè)想。

另外為了避免通電夾緊等問題,可以選擇具有記憶功能(不自動(dòng)復(fù)位)的二位電磁換向閥,斷電時(shí)換向閥閥芯位置不變,油路不變,可以實(shí)現(xiàn)保壓夾緊。其次選擇三位閥(O型或者M(jìn)型機(jī)能)也是一種值得考慮的方法。

3 換向閥在多級調(diào)壓回路中的合理使用

圖3所示為一種采用兩個(gè)溢流閥的二級調(diào)壓回路(圖中由點(diǎn)劃線矩形圖框圍起的二位二通閥3,表示二位二通閥5的另一種安裝位置)。

溢流閥2的調(diào)整壓力是p1,溢流閥4的調(diào)整壓力是p2,圖示情況系統(tǒng)壓力為p1,在二位二通閥5切換這時(shí)系統(tǒng)的最大壓力圖3 二級調(diào)壓回路就決定于閥4的調(diào)整壓力p2了,其中p1>p2。

這種回路中的二位二通閥5分別置于圖中兩個(gè)位置,都能實(shí)現(xiàn)上述功能,但從系統(tǒng)壓力轉(zhuǎn)換時(shí)壓力穩(wěn)定性考慮,閥5圖示布置應(yīng)該是合理的�；芈分械亩�位二通閥5接在閥4的出油口處,這樣,從閥2的遠(yuǎn)程控制口到二位二通閥5的油路里經(jīng)常充滿壓力油,閥5切換時(shí)系統(tǒng)壓力從p1降到p2,不會(huì)產(chǎn)生很大的液壓沖擊。如將二位二通閥放在圖中點(diǎn)劃線所示的位置上,則閥3與閥4間的油路內(nèi)沒有壓力,閥3切換時(shí)溢流閥2遠(yuǎn)程控制口處的瞬時(shí)壓力由p1下降到幾乎為零后再回升到p2,系統(tǒng)將產(chǎn)生較大的液壓沖擊。

4 換向閥在復(fù)雜換向回路中的合理使用

專用液壓設(shè)備換向回路如圖4所示,設(shè)計(jì)上不僅要實(shí)現(xiàn)液壓缸的前進(jìn)、后退,而且還要求液壓缸活塞能在其行程中的任意位置上停止。

如圖4所示,回路4 (a)存在的問題:在調(diào)試中發(fā)現(xiàn),在液壓缸活塞向左運(yùn)動(dòng)過程中(即1YA通電,閥2處于右位,閥3處于左位時(shí)),如果1YA斷電,按設(shè)計(jì)要求,閥2本應(yīng)處于中位,閥3處于右位,液壓缸活塞停止運(yùn)動(dòng)。但實(shí)際上,液壓缸活塞卻繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng),直至走完全行程才停下。

問題原因分析:經(jīng)分析、檢測知,這是由于液動(dòng)二位三通換向閥3的左端控制油路,與具有一定背壓的液壓缸有桿腔回油管相通的緣故。這樣,盡管三位四通電磁換向閥2由右位換到中位,即由控制液壓缸前進(jìn)(活塞向左運(yùn)動(dòng))位置,變換到液壓缸停止位置,但由于回油管的背壓,使液控閥3不能復(fù)至右位,致使液壓缸無桿腔仍通壓力油;因而液壓缸繼續(xù)不停地向前運(yùn)行,直至行程終點(diǎn)。

改進(jìn)措施:圖4 (b)為改進(jìn)后的回路;它克服了原回路的毛病,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

說明:液控?fù)Q向閥在設(shè)計(jì)使用中,應(yīng)該注意其控制油路與主回油路的干擾問題。

5 注意

在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí),應(yīng)該注意對換向閥的機(jī)能、控制方式、安裝位置和外部聯(lián)系等進(jìn)行正確合理的選擇。以提升液壓系統(tǒng)工作性能,改善液壓系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。
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