二通插装阀的特点及应用的一般问题

二通插装阀的特点及应用的一般问题

【摘要】随着科学技术的不断发展，二通插装阀更多的运用到各种生产设备中，它的动作反应灵敏，压力的调整、流量的控制很方便，它是由控制元件、盖板、插装件和阀块体组合而成，通过电气控制实现各种动作，使设备更安全高效的运行。

【关键词】二通插装阀；原理；应用

1 基本结构

二通插装阀的主要结构包括插装件、控制盖板、先导控制阀和集成块四部分，如图1所示：

1）插装件——由阀芯、阀套、弹簧、密封件组成，可以是锥阀结构，也可以是滑块结构。它的主要功能是控制主油路中油流方向，压力和流量等。

2）控制盖板——由盖板内嵌装各种微型先导控制元件（如梭阀、插式调压阀等）以及其它元件组成。主要功用是固定插装件，内嵌的各种微型先导控制元件与先导控制阀结合可以控制插装阀的工作状态，控制盖板可分为：方向控制盖板、压力控制盖板、流量控制盖板三大类。当具有两种以上功能时，称为复合控制盖板。

3）先导控制阀——安装在控制盖板上（可集成块上），对插装件动作进行控制的小通径控制阀。主要有6mm和10mm通径的电磁滑阀或球阀、比例阀、可调阻尼器、缓冲器以及液控先导阀等。

4）集成块体——用来安装插装件、控制盖板和其它控制阀、沟通主油路和控制路的块体。

2 工作原理

1）基本原理介绍

由图1和图2可见，插装件的工状态由作用在阀芯上的合力的大小和方向的决定，不计阀芯重量和摩擦力，有：

∑F=PcAc-PaAa-PbAb+F1+F2

式中Pc——控制腔C′的压力

Ac——控制腔C的面积

Pa——控制腔A的压力

Aa——控制腔A的面积

Pb——控制腔B的压力

Ab——控制腔B的面积

F1——弹簧力

F2——液动力（一般可以忽略不计）

当∑F>0时，阀芯关闭；∑F<0时，阀芯开启；∑F=0时，阀芯处于平衡位置。

由上式可以看出，采取适当的方式控制C腔的Pc，就可以控制主以油路中A腔和B腔油流的方向和压力。如果将控制压力与控制阀芯的开启高度的措施相结合，就不仅控制了油流的方向，又控制了油流的流量。

3 应用的一般问题

1）注意路路通的存在给系统工作可能带来的影响。路路通造成系统短时失压，引起液压缸加压停止或掉压，立式缸上升或停止时的下落现象。所以必须注意先导电磁阀的选择，控制信号的输入时间，以及阀的开关速度的调整等问题。

2）先导控制油源是一个极其重要的问题。有三种形式：独立的控制油源外部供油式；主系统内供油式；内外部结合供油式。

（1）采用独立的先导控制油时，首先，要求的是压力要高，为了保证阀的可靠关闭，防止反向开启，所以与以往的滑阀系统仅要求低压控制系统不同，二通插装阀系统要求一个高于系统最大工作压力的高压控制油源。其次，控制压力必须保持稳定，否则就会造成系统工作不可靠。以流量的要求是必须满足系统工作各个时期换向所需的最大流量要求，它与插装阀的通径、关闭速度、同时动作的阀的数量有关。

根据其间断工作的特点，为满足压力稳定和最大瞬时流量的要求，减小泵和电机功率，控制油源常采用泵一蓄能器传动形式。

这种外部供油形式的好处是可以保证较高和稳定的控制压力，不受系统的负载压力变化的影响，所以系统工作比较可靠，并可获得快速换向，但其缺点是需要单独一套高压液压动力装置，费用较高。

（2）采用主系统内部供油时，最通常的做法是每个阀直接从它各自的A、B口引出控制油进行控制，这种做法简单易行，有自锁能力，但是不能保证阀芯上下的有效压差，关闭速度较慢。一种解决的办法是改变控制油的引出点，从系

统中压力较高的地方，例如从泵出口的单向阀上游处引出控制油，这样就可以获得一定的压差，提高了关闭速度。另外一个办法是在先导回路中增加一个蓄能器，这样当系统卸荷时，仍能保证足够的控制压力，它的工作情况与外部供油相似，但省去了一套动力装置。

（3）内外部结合供油的形式有两种具体做法，一种是以独立的控制油源供油为主，但在某些阀上通过梭阀或单向阀引入系统控制油这样既保持了外部供油的长处，又具有了自锁能力；另一种是以内部供油为主，再加上一套辅助的控制油源，它可以在主系统卸荷时提高阀的可靠性和实现阀的快速关闭，这时，辅助控制油源的压力可以降低，功率较小，所以费用就可节省。

3）注意内泄漏。插装阀虽然密封性好，但仍存在着先导电磁滑阀和插入元件阀芯配合面处的内泄，因此对于要求可靠锁闭或保压的应用场合以及对于应用低粘度工作介质的系统，不仅要选择少无泄漏的元件，而且还要注意流动方向与连接形式。

4）电磁滑阀是二通插装阀系统的一个关键部件，对系统的工作性能影响最大。它的用量大，工作负荷重，是最容易处故障的地方，也是内泄漏最多的部位，尽量采用集中控制，减少电磁阀的数量，以提高系统工作可靠性。

5）注意先导回路中阻尼塞的作用，它对二通插装阀和整个系统的静动态特性都起着重要的调节作用。因此必须仔细选择阻尼塞的安装位置和尺寸。在系统的调试过程中阻尼塞总是一个既方便又重要的调节元件，所以它的位置和尺寸往往要在系统调试完毕后才能正式确定下来。

4 实际应用

一般情况下液压机的都是垂直于工作台面做直线运动，而我公司开发研制的在垂直于工作台做直线运动基础上增加了平行于工作台做直线运动的新产品，其对速度和压力的要求，对同步的要求特别高。在调试过程中，为了左右侧缸达到快速运行—慢速运行—工进同步运行，同时左右侧缸还必须同步，我们充分的发挥了二通插装阀的特性，在速度方面，我们用大通径流量可调节的插装阀来实现快速运行功能，用比例先导阀来控制进油腔插装阀的开口使油缸运行的速度达到慢速运行要求，利用位移传感器数值反馈进一步调整比例先导阀精确控制进油口的开口来实现工进同步运行，同时利用不同通径的阻尼螺钉来调节由速度变化所产生的冲击，保证油缸在运行时平稳。在压力方面，我们选用了比例压力阀，它也是通过比例先导阀来控制压力阀插件的开口大小，使其压力稳定，调节方便。综合以上通过电气和机械共同配合使设备达到设计要求。

通过对二通插装阀结构的了解和功能分析，可以对我们在装配调试过程中出现的问题的解决提供充分依据，油路正确运行方向，插件正确开启、关闭，为解决问题起到事半功倍效果。

总而言之，二通插装阀在液压设备中的运用越来越广泛，功能简洁明了，性