换向阀在液压系统中的合理使用.pdf

机械制造与研究 李华 换向阀在液压系统中的合理使用 换 向阀在液压 系统 中的合理使 用 李华 新 疆昌吉职业技术 学院 机械 系， 新疆 昌吉 8 3 1 1 0 0 摘要 分析 了液压 系统 中换 向阀使 用不 当 的原 因及 在 回路 中的合理使 用方 法。 以便 设计者 和使用者正确合理地选择和使用换向阀。 关键词 换 向阀 ； 液压 回路 ； 合理使 用 中图分类号 T H1 3 7 文献标志码 B 文章 编号 1 6 7 1 - 5 2 7 6 2 0 1 0 0 6 - 0 0 6 5 - 0 3 Re a s o na b l e Us e a bo u t Di r e c t i o n a l Cha n g e Va l v e o f Hy d r a ul i c Ci r c ui t LI Hu a X i n j ia n g Ch a n g j i V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l Co l le g e ，C h a n g j i 8 3 1 1 0 0 ， Ch i n a Abs t r a ct This p ap e r an aly e s t h e c au s e o f t h e dir e c t i o n al c h an g e v alv e wr o ng u s e i n h y d r au l ic c i r c u i t a n d giv e s t h e wa y o f r ea s o n a- b l e u s e，wh ich c a n h elp t h e d e sign e r s a n d t h e u s er s t o c h oic e an d u s e it r e a s on a bly． Ke y wor d s d i r e c t ion a l c h an g e v alv e；h y dr au l ic c i r c u i t ； r e a s on a ble u s e 换向阀在液压系统中是一种控制调节元件。其主要 功用 是改变油流方 向进而 控制 执行元 件 的运 动方 向。在 液压 系统设计 和使 用过 程 中 ， 有 时会 因为 换 向 阀选 择不 当 ， 使得液压 系统在 运行时 ， 某些 工作性能受到影 响 ， 甚 至 出现 问题 。本 文在换 向阀选用原 则的基础上 ， 列举几个换 向阀在液压系统中应用的实例， 分析了使用不当的原因， 给出了正确的使用方法。 1 换 向阀的选用 选择换向阀时应根据系统的动作循环和性能要求 ， 结 合不同元件的具体特点， 适用场合来选取。 1 根据 系统 的性 能要 求 ， 选择 滑 阀的 中位机 能及 位 数和通数 。 2 考虑换 向阀的操纵要求。如人工操纵 的用手 动式 、 脚踏式 ； 自动操纵 的用 电动式 、 液动式 、 电液动式 ； 远距 离操 纵的用 电动式 、 电液式 ； 要求操纵平稳的用机动式 或主阀芯 移动速度可调 的电液式 ； 可靠性要求较 高的用机动式 。 3 根据通 过该 阀的最 大 流量 和 最 高工 作 压力 来 选 取。最大工作压力和流量一般应在所选定阀的范围之内， 最高流量不得超过所选阀额定流量的 1 2 0 ％， 否则压力损 失过大， 引起发热和噪声。若没有合适的， 压力和流量大 一 些也可用， 只是经济性差一些。 4 除注意最高工作压力外 ， 对于液动阀和电液动换 向阀还要 注意最小控制压力是 否满足要求 。 5 选择元件的联接方式管式 螺纹联 接 、 板式和 法兰式， 要根据流量 、 压力及元件安装机构的形式来确定。 6 流量 超过 6 3 L ／ mi n时 ， 不能 选用 电磁 阀， 否 则 电 磁力太小 ， 推不动 阀芯。此 时可选用其他控制形 式的换 向 阀， 如液动 、 电液动换 向阀。 在实 际设计 和应用 中 ， 选用换 向阀除了依据上述原则 外， 还应在满足性能要求 的前提下， 结合具体情况合理使 用换 向阀 ， 以改善运行品质 。 2 换 向阀在 回路 中的合理使用 1 换向阀在锁紧回路中的合理使用 锁紧 回路的功用是使执行元 件在任意位置上停 留， 并 且停 留后不会 因为外 力作 用而移 动位 置。图 1 所 示 为使 用液控单向阀的锁紧回路 双向液压锁 。液控单向阀阀 心一般是锥阀式结构 ， 内泄很少， 锁紧精度比较高。为了 保证 液压锁的锁 紧性 能 ， 在 回路 中应 该选择 H 型或 者 Y 型机 能的换 向 阀。当换 向阀处 于中位 时 ， 执行元件处 于预 定停留位置， 液控单向阀控制油口经过换向阀中位直接和 油箱相通 ， 控制压力充分 卸荷 ， 液控单 向阀反方向截止 ， 液 压缸 因两 腔油液被封 闭而锁 紧。实 际应 用 中有换 向 阀中 图 1 锁 紧回路 作者简介 李华 1 9 6 7 一 ， 女， 四川 开县人 ， 讲师 ， 工学学士 ， 主要研究方 向是液压 与气动技术 。 Ma c h i n e B u i l d i n g g Au t o m a t io n ，De c 2 0 1 0 ， 3 9 6 6 5～ 6 7 6 5 机械制造与研究 李华 换向阀在液压系统中的合理使用 位机能选择不当的情况 ， 如某 电厂翻滚车机 ， 其液 压系 统 中锁紧回路换向阀的机能是 M型的， 有时锁紧效果不好， 经过更换 Y型机能换向阀后． 锁紧性能大为改善。研究 其原因 ， 是原 系统换 向阀的中位机能选择 不当 ， M 型机 能 的换 向阀在中位 时 ， 液控单向阀控制油 口的油 压不 能尽快 消失 ， 液压锁不能立即关闭 ， 所 以锁紧效果不好。 2 换 向阀在夹紧油路 中的合理使用 在一些数控车床和半 自动车床上 ， 广泛应用着 由液压 传动装置控制工件夹紧与松开的液压卡盘。液压卡盘一 般 由液压 系统 中减 压 回路 夹紧油路 控 制 ， 通过 卡盘 机 械装置实施对工件的夹紧与松开 。因此 ， 关于夹紧油路 的 设计除应考虑提供 稳定 的 、 满足需 求 的夹 紧力外 ， 一个 十 分重要的问题是要保证 工件夹 紧的安全可靠 。 图 2为某半 自动车床液压 系统 中的夹紧油路 ， 夹 紧油 路中减压阀的作用是调整所需要的夹紧力， 满足液压卡盘 夹紧需求 ； 单向阀阻止液体反向流动 ， 起到短时保压作用， 同时由于单向阀的反向截流作用， 阻止了反向液压冲击， 对液压泵起到了保护作用； 换向阀在该回路中的作用是控 制卡盘夹 紧或者松开工件 。因此 ， 换 向阀的选择对于设备 安全运行显得十分重要 。换向阀的选择原则应该 是 即使 设备工作时突然断电， 仍然能够保证卡盘可靠地夹紧工 件。因此常常选用断电夹紧的二位四通电磁换向阀。如 果选择通 电夹紧的二位四通电磁换 向阀 ， 在意外情况突然 断电时， 卡盘松开， 工件还在转动， 后果不堪设想。 图 2 夹紧油路 另外为了避免通电夹紧等问题， 可以选择具有记忆功 能 不自动复位 的二位电磁换向阀， 断电时换向阀阀芯位 置不变， 油路不变， 可以实现保压夹紧。其次选择0型或者 M型中位机能的三位换向阀也是一种值得考虑的方法。 3 换向阀在多级调压回路中的合理使用 图3所示为一种采用两个溢流阀的二级调压 回路。 溢 流阀 2的调 整压 力是 P ， 溢 流 阀 3的调整 压力 是 P ， a 图所示情况系统压力为 P ， 在二位二通阀切换后 ， 阀 3 为远程调压 阀， 且 阀 3的出油 口与油箱接 通 ， 这 时系统 的 最大压力就决定 于 阀 3的调 整压 力 P 了 ， 其 中 P 。 P 。 在这种回路中， 二位二通阀分别置于图 3 a b 两个位 置， 都能实现上述功能， 但从系统压力转换时的压力稳定 性考虑 ， 图 3 a 布置应该 比图 3 b 布置合 理。这是 因为 a 图回路 中的二位二通阀 4接在 阀3的出油 口处 ， 这样 ， 从 阀 2的远程控制 口到二 位二通 阀 4的油路 里经常充 满 6 6 压力油 ， 阀4切换时系统压力从 P 。 降到P ， 不会产生很大 的压力冲击。而图 b 回路中， 阀3与阀5问的油路内没 有压力 ， 阀 5切换 时溢流阀 2远程控制 口处 的瞬间压力 由 P 下降到几乎为零后再回升到P ， 系统将产生较大的液 压 冲击 ， 产生噪声。 图 3二级调压回路 4 电液换向阀在回路中的合理使用 电液换向阀由液动换 向阀 主阀 和电磁换向阀 导 阀 组合 而成。电磁阀起先导作用， 用来控制油液的方 向， 使液动阀换向， 液动阀来控制执行元件的运动。由于 电液换 向阀阀芯的移动速度可调 ， 因而就调节 了执行元件 液压缸换向停留时间， 并可使换向无冲击。它的换向性能 好， 使用于高压大流量场合。如中、 大型液压机液压系统 的回路 ， Y T 4 5 4 3型动力 滑 台液压 系统都是 应用 电液换 向 阀的实例。而在这些液压系统 中， 电液换向阀的电磁阀 先导阀 都采用 的是 Y型 中位 机能 ， 这是 因为 在中位 时 进油 口被封住 ， 可保 持控制 油液 的压力 ； 二是它 的两个工 作油口此时与主阀芯两端控制腔相同， 且和油箱相通 ， 在 主阀两端弹簧力的作用下， 使主阀芯能从左位 或右位 回到中位。若采用 O型或 M型中位机能， 当先导阀回复 到中位后， 主阀芯两端的控制油路立刻处于切断状态， 从 而使主阀芯无法从左位 或右位 回到 中位 。 图 4 方 向控 制回路 图 4所 示设 计的 回路 中， 当电磁 铁 1 Y A或 2 Y A带 电 时 ， 液压缸不动作 。究其原因是 回路中电液换 向阀的导 阀 电磁阀 ， 其中位机能是 M型的， 液压泵启动后经阀的中 h t t p ／ ／ Z Z HD ． c h i n a j o u r n a 1 ． n e t ． c n E ma i l Z Z H Dc h a i n a j o u r n a 1 ． n e t ． c a 机械制造与 自动化 机械制造与研究 李华 换向阀在液压系统中的合理使 用 位卸荷 ， 其输出油压为零或很低 ， 尽管 1 Y A或 2 Y A通电， 但由该泵所提供的控制油压却推不动主阀液动阀的 阀芯， 故电液换向阀不能移动、 切换 ， 因此液压缸不动。 改进方法 将电液换向阀的导阀 电磁阀 中位机能 换成 Y型或 0型的。 5 换 向阀在复杂换 向回路中的合理使用 专用液压设备换 向回路如图 5所示 ， 设 计上不仅要 实 现液压缸的前进、 后退， 而且还要求液压缸活塞能在其行 程 中的任意位 置上 停止。 图 5 专机液压 系统换 向回路 图5 a 存在的问题是 在调试过程中发现 ， 在液压缸 活塞 向左运动 的过程 中 即 1 Y A通 电 ， 阀2处于右位 ， 阀 3 处于左位时 ， 如果 1 Y A断电， 按设计要求， 阀2本应处于 中位 ， 阀3处于右位 ， 液压缸活塞停止运动。但实际上 ， 液 压缸 活塞却继 续向左运动 ， 直至走 完全行程才停 下。 问题原因分析 经分析、 检测的知， 这是由于液动二位 三通换向阀3的左端控制油路， 与具有一定背压的液压缸 有杆腔 回油管相通 的缘 故 。这样 ， 尽管 三位 四通 电磁换 向 阀2由右位换到中位 ， 即由控制液压缸前进 活塞向左运 动 位置， 变换到液压缸停止位置， 但由于回油管的背压， 使液控 阀 3不能复位 至右位 ， 致使液压缸无杆 腔仍通压力 油 ； 因而液压缸继续不停地 向前运行 ， 直 至行程终 点。 改进措施 图 5 b 为改进后 的回路 ； 它克服 了原 回路 的毛病 ， 达到 了设计 要 求。 同时液 控换 向 阀在设 计使 用 中， 应该 注意其 控制油路与主 回油路 的干扰 问题 。 3 结语 在设计液压系统时， 应该注意对换向阀的机能、 控制 方式 、 安装位置和外部联系等进行正确合理的选择。以提 升液压系统的工作性能 ， 改善液压系统运行品质。确保液 压 系统的正常运行 。 参考文献 [ 1 ]章宏甲． 金属切削机床液压传动 [ M] ． 江苏 江苏科学技术 出 版社 ， 1 9 8 0 8 3 - 9 5 ． [ 2 ]贾铭新 ． 液压传 动与控制 [ M] ． 北京 国防工业 出版 社 ， 1 9 9 5 4 l _ 6 6． [ 3]丁树模． 液压传动 [ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 8 5 5 8 9 ． [ 4]张宏友 ．液压与气压传动 [ M] ． 大连 大连理工 大学出版 社 ， 2 0 0 4 7 3． 8 5 ． 收稿 日期 2 0 1 00 4 0 7 分析表 1 和表 2 ， 可知本方法是在弹体旋转不同位置 时 ， 区分 铆点所处圆周位置 的不 同 ， 选取不 同的权值 ， 来 消 除铆点在视场中偏差与炮弹所需转角度不成线性关系的 影响， 同时用连续多帧的方式剔除误判帧， 消除干扰 ， 使得 最后识别定位结果精度和可靠性都达到要求。 5 结论 采用破铆原理的总体方案和动作流程， 根据新提出的 连续多帧加权平均计算方法确定的铆点位置参数 ， 能同时 达到很好消除外界干扰 ， 和提高定位可靠性 与精度的要 求 。经测试 ， 该识别定位方 法 比靠单帧识别定位铆 点的精 度和可靠性都大幅提升 ， 能大大提高了弹药弓 l 信破铆旋卸 Ma c h i n e B u i l d i n g Au t o ma t i o n ， De c 2 0 1 0 ， 3 9 6 6 5 6 7 的效 率和安全性 ， 从而使钻削破铆 隔离操作过程 的 自动化 和智能化成为可 能。 参考文献 [ 1 ]杨润泽． 基于图像处理技术的炮弹定位系统 [ J ] ． 仪器 仪表学 报 ， 2 0 0 6 ， 2 7 6 2 2 7 7 2 7 8 ． [ 2 ]H u， Z h a n y i ．T o w a r d s a n e w f r a m e w o r k o f t h e H o u Ig h t r a n s f o r m [ J ] ．I E E E I n t e rna t i o n a l C o n f e r e n c e o n I m a g e P r o c e s s i n g ， 1 9 9 6， v 3 p 6 2 3- 6 2 6 ． [ 3 ]王力．基 于机 器 视 觉 的贴 片元 件 定 位 系统 的 研究 与 开 发 [ D] ． 苏州 苏州大学 2 0 0 9 5 4 3 44 ． 收稿 日期 2 0 1 00 71 4 67 话㈣ 毋 吖