換向閥在液壓系統(tǒng)的應用

  換向閥在液壓系統(tǒng)中是一種控制調節(jié)元件。其主要功用是改變油流方向進而控制執(zhí)行元件的運動方向。在液壓系統(tǒng)設計和使用過程中,有時會因為換向閥選擇不當, 使得液壓系統(tǒng)在運行時,某些工作性能受到影響,甚至出現(xiàn)問題。本文列舉幾個換向閥在液壓系統(tǒng)應用的實例,分析了使用不當?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,并且停留后不會因為外力作用而移動位置。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構,內泄很少,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,在回路中應該選擇H型或者Y型機能的換向閥。當執(zhí)行元件處于預定停留位置時,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)場有換向閥中位機能選擇不當?shù)那闆r,筆者曾經(jīng)接觸某電廠翻滾車機,其液壓系統(tǒng)中鎖緊回路換向閥的機能是M型的,有時鎖緊效果不好,經(jīng)過更換Y型機能換向閥后,鎖緊性能大為改善。研究其原因,是原系統(tǒng)換向閥的中位機能選擇不當, M型機能的換向閥在中位時,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)控車床和半自動車床上,廣泛應用著由液壓傳動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,通過卡盤機械裝置實施對工件的夾緊與松開。因此,關于夾緊油路的設計除應考慮提供穩(wěn)定的、滿足需求的夾緊力外,一個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,起到短時保壓作用,同時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備安全運行顯得十分重要。換向閥的選擇原則應該是:即使設備工作時突然斷電,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,卡盤松開,工件還在轉動,后果不堪設想。

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

3 換向閥在多級調壓回路中的合理使用

圖3所示為一種采用兩個溢流閥的二級調壓回路(圖中由點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的調整壓力是p1,溢流閥4的調整壓力是p2,圖示情況系統(tǒng)壓力為p1,在二位二通閥5切換這時系統(tǒng)的最大壓力圖3 二級調壓回路就決定于閥4的調整壓力p2了,其中p1>p2。

這種回路中的二位二通閥5分別置于圖中兩個位置,都能實現(xiàn)上述功能,但從系統(tǒng)壓力轉換時壓力穩(wěn)定性考慮,閥5圖示布置應該是合理的。回路中的二位二通閥5接在閥4的出油口處,這樣,從閥2的遠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切換時系統(tǒng)壓力從p1降到p2,不會產(chǎn)生很大的液壓沖擊。如將二位二通閥放在圖中點劃線所示的位置上,則閥3與閥4間的油路內沒有壓力,閥3切換時溢流閥2遠程控制口處的瞬時壓力由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 換向閥在復雜換向回路中的合理使用

專用液壓設備換向回路如圖4所示,設計上不僅要實現(xiàn)液壓缸的前進、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:在調試中發(fā)現(xiàn),在液壓缸活塞向左運動過程中(即1YA通電,閥2處于右位,閥3處于左位時),如果1YA斷電,按設計要求,閥2本應處于中位,閥3處于右位,液壓缸活塞停止運動。但實際上,液壓缸活塞卻繼續(xù)向左運動,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(活塞向左運動)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)不停地向前運行,直至行程終點。

改進措施:圖4 (b)為改進后的回路;它克服了原回路的毛病,達到了設計要求。

說明:液控換向閥在設計使用中,應該注意其控制油路與主回油路的干擾問題。

5 注意

在設計液壓系統(tǒng)時,應該注意對換向閥的機能、控制方式、安裝位置和外部聯(lián)系等進行正確合理的選擇。以提升液壓系統(tǒng)工作性能,改善液壓系統(tǒng)運行質量。
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