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淺析換向閥的中位機(jī)能

作者:閆菲   發(fā)布于:2010-9-26 11:29:53    文字:【】【】【
淺析換向閥的中位機(jī)能
一,淺析換向閥的中位機(jī)能

摘要:本文介紹了各種形式的換向閥的中位機(jī)能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及機(jī)能特點(diǎn),并舉例說(shuō)明中位機(jī)能在換向閥選用時(shí)的重要性。

換向閥是借助于滑閥和閥體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),使與閥體相連的各油路實(shí)現(xiàn)液壓油流的接通、切斷和換向。換向閥的中位機(jī)能是指換向閥里的滑閥處在中間位置或原始位置時(shí)閥中各油口的連通形式,體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能。采用不同形式的滑閥會(huì)直接影響執(zhí)行元件的工作狀況。因此,在進(jìn)行工程機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),必須根據(jù)該機(jī)械的工作特點(diǎn)選取合適的中位機(jī)能的換向閥。中位機(jī)能有O型、H型、X型、M型、Y型、P型、J型、C型、K型,等多種形式。

一、O型符號(hào)為

其中P表示進(jìn)油口,T表示回油口,A、B表示工作油口。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):在中位時(shí),各油口全封閉,油不流通。機(jī)能特點(diǎn):1、工作裝置的進(jìn)、回油口都封閉,工作機(jī)構(gòu)可以固定在任何位置靜止不動(dòng),即使有外力作用也不能使工作機(jī)構(gòu)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),因而不能用于帶手搖的機(jī)構(gòu)。2、從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn),因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)構(gòu)回油腔中充滿(mǎn)油液,可以起緩沖作用,當(dāng)壓力油推動(dòng)工作機(jī)構(gòu)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),因油阻力的影響而使其速度不會(huì)太快,制動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)慣性引起液壓沖擊較大。3、油泵不能卸載。4、換向位置精度高。

二、H型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):在中位時(shí),各油口全開(kāi),系統(tǒng)沒(méi)有油壓。機(jī)能特點(diǎn):1、進(jìn)油口P、回油口T與工作油口A、B全部連通,使工作機(jī)構(gòu)成浮動(dòng)狀態(tài),可在外力作用下運(yùn)動(dòng),能用于帶手搖的機(jī)構(gòu)。2、液壓泵可以卸荷。3、從停止到啟動(dòng)有沖擊。因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)構(gòu)停止時(shí)回油腔的油液已流回油箱,沒(méi)有油液起緩沖作用。制動(dòng)時(shí)油口互通,故制動(dòng)較O型平穩(wěn)。4、對(duì)于單桿雙作用油缸,由于活塞兩邊有效作用面積不等,因而用這種機(jī)能的滑閥不能完全保證活塞處于停止?fàn)顟B(tài)。

三、M型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):在中位時(shí),工作油口A、B關(guān)閉,進(jìn)油口P、回油口T直接相連。機(jī)能特點(diǎn):1、由于工作油口A、B封閉,工作機(jī)構(gòu)可以保持靜止。2、液壓泵可以卸荷。3、不能用于帶手搖裝置的機(jī)構(gòu)。4、從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn)。5、制動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)慣性引起液壓沖擊較大。6、可用于油泵卸荷而液壓缸鎖緊的液壓回路中。

四、Y型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):在中位時(shí),進(jìn)油口P關(guān)閉,工作油口A、B與回油口T相通。機(jī)能特點(diǎn):1、因?yàn)楣ぷ饔涂冢、B與回油口T相通,工作機(jī)構(gòu)處于浮動(dòng)狀態(tài),可隨外力的作用而運(yùn)動(dòng),能用于帶手搖的機(jī)構(gòu)。2、從停止到啟動(dòng)有些沖擊,從靜止到啟動(dòng)時(shí)的沖擊、制動(dòng)性能0型與H型之間。3、油泵不能卸荷。

五、P型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):在中位時(shí),回油口T關(guān)閉,進(jìn)油口P與工作油口A、B相通。機(jī)能特點(diǎn):1、對(duì)于直徑相等的雙桿雙作用油缸,活塞兩端所受的液壓力彼此平衡,工作機(jī)構(gòu)可以停止不動(dòng)。也可以用于帶手搖裝置的機(jī)構(gòu)。但是對(duì)于單桿或直徑不等的雙桿雙作用油缸,工作機(jī)構(gòu)不能處于靜止?fàn)顟B(tài)而組成差動(dòng)回路。2、從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn),制動(dòng)時(shí)缸兩腔均通壓力油故制動(dòng)平穩(wěn)。3、油泵不能卸荷。4、換向位置變動(dòng)比H型的小,應(yīng)用廣泛。

六、X型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):在中位時(shí),A、B、P油口都與T回油口相通。機(jī)能特點(diǎn):1、各油口與回油口T連通,
處于半開(kāi)啟狀態(tài),因節(jié)流口的存在,P油口還保持一定的壓力。2、在滑閥移動(dòng)到中位的瞬間使P、A、B與T油口半開(kāi)啟的接通,這樣可以避免在換向過(guò)程中由于壓力油口P突然封堵而引起的換向沖擊。3油泵不能卸荷。4、換向性能介于0型和H型之間。
七、U型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):A、B工作油口接通,進(jìn)油口P、回油口T封閉。機(jī)能特點(diǎn):1、由于工作油口A、B連通,工作裝置處于浮動(dòng)狀態(tài),可在外力作用下運(yùn)動(dòng),可用于帶手搖裝置的機(jī)構(gòu)。2、從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn)。3、制動(dòng)時(shí)也比較平穩(wěn)。4、油泵不能卸荷。

八、K型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):在中位時(shí),進(jìn)油口P與工作油口A與回油口T連通,而另一工作油口B封閉。機(jī)能特點(diǎn):1、油泵可以卸荷。2、兩個(gè)方向換向時(shí)性能不同。

九、J型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):進(jìn)油口P和工作油口A封閉,另一工作油口B與回油口T相連。機(jī)能特點(diǎn):1、油泵不能卸荷。2、兩個(gè)方向換向時(shí)性能不同。

十、C型符號(hào)為

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):進(jìn)油口P與工作油口A連通,而另一工作油口B與回油口T連通。機(jī)能特點(diǎn):油泵不能卸荷;從停止到啟動(dòng)比較平穩(wěn),制動(dòng)時(shí)有較大沖擊。

舉例分析

1、利用滑閥的中位機(jī)能設(shè)計(jì)成卸荷回路,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。當(dāng)滑閥中位機(jī)能為H、K或M型的三位換向閥處于中位時(shí),泵輸出的油液直接回油箱,構(gòu)成卸荷回路,可使泵在空載或者輸出功率很小的工況下運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能,如圖1所示。這種方法比較簡(jiǎn)單,但是不適用于一泵驅(qū)動(dòng)兩個(gè)或兩個(gè)以上執(zhí)行元件的系統(tǒng)。

2、利用滑閥的中位機(jī)能設(shè)計(jì)成制動(dòng)回路或鎖緊回路。為了使運(yùn)動(dòng)著的工作機(jī)構(gòu)在任意需要的位置上停下來(lái),并防止其停止后因外界影響而發(fā)生移動(dòng),可以采用制動(dòng)回路。最簡(jiǎn)單的方法是利用換向閥進(jìn)行制動(dòng)例如滑閥機(jī)能為M型或O型的換向閥,在它恢復(fù)中位時(shí),可切斷它的進(jìn)回油路,使執(zhí)行元件迅速停止運(yùn)動(dòng)。如圖2所示:裝載機(jī)動(dòng)臂液壓缸采用M型中位機(jī)能的換向閥構(gòu)成的制動(dòng)油路,動(dòng)臂在將鏟斗舉升到最高位置和下降至最低放平位置時(shí)能自行限位制動(dòng),圖中的回位限位閥(即M型和H型四位四通換向閥)是靠鋼球定位的,當(dāng)鏟斗移至限位點(diǎn)時(shí)碰觸開(kāi)關(guān),二位電磁閥換向,接入壓縮空氣,將定位鋼球壓回槽內(nèi),回位限位閥便在彈簧作用下恢復(fù)中位,切斷動(dòng)臂油缸的進(jìn)、回油油路,于是動(dòng)臂連同鏟斗一起被限位制動(dòng)。

3、利用H型、Y型換向?qū)崿F(xiàn)浮動(dòng)。例如液壓起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在負(fù)載下回轉(zhuǎn)時(shí),如果制動(dòng)過(guò)急,慣性力將產(chǎn)生很大的液壓沖擊,因此,常常采用滑閥機(jī)能為H型或Y型的換向閥,如圖3所示,當(dāng)換向閥回中位時(shí),回轉(zhuǎn)馬達(dá)處于浮動(dòng)狀態(tài),然后再用腳制動(dòng)使它平穩(wěn)的停止轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2所示的裝載機(jī)動(dòng)臂液壓缸。當(dāng)M型和H型四位四通換向閥處于H位,即浮動(dòng)位置,這時(shí)可以下鏟取物料或者平整場(chǎng)地,鏟斗可隨地面的高低而升降,即實(shí)現(xiàn)浮動(dòng);另外這種回路在遇到系統(tǒng)突然停止工作時(shí),仍能順利放下鏟斗。在履帶挖掘機(jī)行走馬達(dá)的換向閥上采用Y型滑閥機(jī)能的換向閥,它可以使挖掘作業(yè)時(shí)行走馬達(dá)處于浮動(dòng)狀態(tài)不承受制動(dòng)載荷。

4、換向閥滑閥中位機(jī)能的選用對(duì)壓路機(jī)開(kāi)式振動(dòng)液壓系統(tǒng)的換向速度,對(duì)壓路機(jī)的振動(dòng)工作性能有著十分重要的影響。利用H型三位四通換向閥,
當(dāng)滑閥處于中位時(shí),P、T、A、B四個(gè)油口相通而構(gòu)成連通同路。由于激振器旋轉(zhuǎn)慣性的作用,會(huì)使振動(dòng)輪產(chǎn)生余振,從而造成被壓實(shí)的鋪層表面產(chǎn)生壓痕,但這對(duì)于壓路基的振動(dòng)壓路機(jī)來(lái)說(shuō),給基礎(chǔ)層壓實(shí)效果產(chǎn)生的影響不大,反而還減少了系統(tǒng)的液壓沖擊力。在圖4中,單頻雙幅振動(dòng)開(kāi)式液壓系統(tǒng)中。對(duì)于壓路面的振動(dòng)壓路機(jī),則要求在壓實(shí)作業(yè)過(guò)程中需停振或或變幅時(shí),激振器能在1.5-1.7s的時(shí)間內(nèi),迅速的停止旋轉(zhuǎn)以避免瞬間的余振使壓實(shí)表面出現(xiàn)壓痕,而影響壓實(shí)質(zhì)量。常采用M型三位四通換向閥,當(dāng)滑閥處于中位時(shí),A、B兩個(gè)工作油口截止,能產(chǎn)生很大的背壓,促使馬達(dá)克服激振器的慣性力矩而急速停止旋轉(zhuǎn),這樣就避免了在路面壓實(shí)時(shí)產(chǎn)生壓痕,但是會(huì)在馬達(dá)回路中造成很高的瞬時(shí)壓力峰值,提高馬達(dá)及其他有關(guān)元件損壞率。因此通常在換向閥的A、B油口設(shè)置兩個(gè)溢流閥對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。
總之,在進(jìn)行換向閥的選用時(shí),一定要根據(jù)工作機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)闹形粰C(jī)能。

二,.....
三位四通電液換向閥中電磁先導(dǎo)閥和主閥的中位機(jī)能均為O型。在實(shí)際工作中,當(dāng)先導(dǎo)閥的電磁鐵1YA通電,主閥處于左位;電磁鐵2YA通電時(shí),主閥處于右位,但當(dāng)兩電磁鐵都斷電時(shí),電磁先導(dǎo)閥處于中位?刂朴图炔荒芡ㄟ^(guò)電磁先導(dǎo)閥進(jìn)入主閥的控制腔,主閥控制腔的油也不能通過(guò)電磁先導(dǎo)流回油箱,主閥閥芯被鎖死在原位,并不能處中位。因此,電液換向閥在實(shí)際使用過(guò)程中,不可能處于中位,只有當(dāng)斷電后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,由于泄漏主閥才慢慢回到中位。而實(shí)際上中位在該系統(tǒng)中并不起什么作用,是多余的。由于蓄能器中貯存著高壓油,在停止工作時(shí),要求操作人員必須打開(kāi)截止閥5,使蓄能器壓力釋放。萬(wàn)一未把閥5打開(kāi),可能會(huì)造成事故,這是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在的缺陷。
......
三位四通電磁閥(氣動(dòng)、液壓用)中位為O型,閥芯有三個(gè)位置,用于操作雙出桿氣缸(油缸)三位四通電磁閥閥芯左位時(shí),氣路連接后,氣缸向一側(cè)運(yùn)動(dòng),閥芯右位時(shí)氣缸向另一側(cè)運(yùn)動(dòng),閥芯在中間位置時(shí)氣缸停止。
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