插装阀在液压机液压系统中的应用

［摘要］湖南省是农业大省，水稻、油菜是该省两大种植优势产业，必须研究适合湖南特点的水稻直播机械。 研 究适合湖南特点的水稻（油菜）直播机械，排种器的选型是关键。 ［关键词］湖南特点；直播机械；排种器
湖南省是农业大省，水稻、油菜是该省两大种植优
1998 年， 中国水稻研究所从日本洋马农机株式会社
势产业，水稻种植面积和产量排全国首位 ，油 菜 种 植 面 引进 PWUTRR6 型 YANMAR 水稻施肥直播机。 该机采用
（3）利用滑块自 身 质 量 实 现 主 液 压 缸 快 速 下 行 ，并
参考文献
用充液阀补充油液，使快动回路结构简单，元件少。 （4）采用由可调 缓 冲 阀 和 电 磁 阀 组 成 的 释 压 回 路 ，
减少由“保压”转为“快退”时的液压冲击，使液压机工作 平稳。 系统在液压泵的出口设置了单向阀和安全阀，在 主液压缸和辅助液压缸的上、下腔进出油路上均设有安 全阀。 另外，在通过压力油液的插装阀 F3、F5、F7 和 F9 的控制液压油路上都装有梭阀，保证关闭可靠。 这些多 重保护措施保证了液压机工作安全可靠。
大，系统功率大，要求功率利用率高。 ③空程与压制时，其
速度与压力相差甚大，所以多采用高低压泵组或恒功率变
量泵供油系统，以满足低压快速行程和高压慢速行程要求。
2 特点
随着液压技术的发展和普及应用， 液压机有了进一 步发展。 目前，液压机的最大标定压力已达 750 MN。 液压 系统在高压、大流量情况下工作可靠性要好。 以滑阀式结 构为主的液压控制阀，由于其结构所限，已不适应液压系 统要求。 插装阀有如下特点。 ①通流能力大、阻力小，适合 于大流量、高压时工作。 ②结构简单，一阀多能，便于实现 标准化，有利于加工、装配和维修。 ③采用不同性能的先 导阀与之配合便可构成各种二通插装阀，实现方向、压力 和流量控制以及复合控制，设计选型方便容易。 ④密封性 好，泄漏小、响应快。 ⑤易于实现集成化配置，使系统结构 紧凑，便于无管连接，并可有效防止泄漏和污染。 因此，插 装阀在液压机液压系统中已得到广泛应用。
1 袁承训．液压与气压传动［M］．北京：机械工业出版社，2004：5-6． 2 张利平．现代液压技术应用 220 例［M］．北京：化学工业出版社，
2004：221-223． 3 黄人豪．二通插装阀控制技术在中国的应用研究和发展综述［J］．
液 压 气 动 与 密 封 ，2003（2）：1-12． 4 王积伟，章宏甲．液压传动［M］．北京：机械工业出版社，2006． 5 王庆国，苏东海．二通插装阀控制技术［M］．北京机械工业出版社．2001（3）. 6 陈就.插装阀复合控制机能及其在大型液压机上的应用［J］.机床
图 1 液压机的典型工作循环
3 工作原理
（1）Y32 系列 4 柱液压机，适用于拉伸、弯曲、翻边、 校正、压装及冷、热挤压等工艺加工。 ①液压系列采用二 通插装阀，电器控制系统可配置“PC”可编程序控制器，并 有独立的电器及液压动力机构。 ②采用按钮集中控制，可
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积也一直居全国前列。
4 轮驱动，水田行走不打滑、不陷泥、转弯半径小且操作方
目前，湖南省水稻生产机械化作业主要体现在水田 便。 其播种操作部分采用 6 行播种、施肥联合作业和圆盘
耕整和收获两个环节， 其中水田耕整机械化作业达到 变型孔间歇排种、排肥装置，能一次同时完成播种和侧条
92%，收获机械化作业达到 54%，而种植机械化还处于试 施肥，播种与施肥精量、均匀，同时与开沟覆土装置相配
与 液 压 ，2003（02）.
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技术 设计与制造
插装阀在液压机液压系统中的应用
袁野 （山东省济宁职业技术学院）
［摘要］本文分析了插装阀的性能特点，介绍了液压机液压系统的特点和基本要求，分析了插装阀在液压系 统中的应用，这对于插装阀技术的推广应用有着十分重要的意义。 ［关键词］插装阀；液压机；液压系统
1 特点和要求
实现调整、手动及半自动 3 种操作方式。 ③液压控制采用 整体式插装阀集成系统Fra Baidu bibliotek泄漏点少、动作可靠、使用寿命
快下
+
+
+
慢下
+
+
+
主
保压
液
压 卸压换向
+
缸
快返
+
+
+
+
停止
辅 上顶出
+
助 下退回
+
液
+
+
+
+
压 原位停止
缸
表 2 集成块元件及作用
名称 进油调压集成块 辅助液压缸下腔集成块 辅助液压缸上腔集成块 主液压缸下腔集成块 主液压缸上腔集成块
插装阀 F1（单向阀） 插装阀 F2
插装阀 F9 插装阀 F10 插装阀 F7 插装阀 F8 单向阀 14 插装阀 F5 插装阀 F6
阀，使液压泵空载启动，主、辅液压缸原位停止时液压泵 知，该二通插装阀集成化技术对进一步改善液压系统的
均卸荷，这样既符合液压机的工艺要求，又节省能源。 性能还有优化的空间， 借助二通插装阀的标准化优势，
（2）采用密封性好、通流能力大和压力损失小的插装 使整个集成块控制结构的系列化、通用化也有进一步合
阀组成液压系统，液压油路简单、结构紧凑、动作灵敏。 理化的空间。
液压机是对金属材料、塑料、橡胶和粉末冶金制品进 长。 ④可实现定压、定程两种成型工艺，具备保压延时功
行压力加工的设备，在工业部门得到了广泛应用，如金属 能，延时长短可调，工作压力、行程可在规定范围内调节。
材料的拉伸、冲裁、弯曲、翻边、冷挤压以及成型加工等，还
（2）液压机工作。 液压机工作循环见图 1 所示，液压
图 2 插装阀式液压机的液压系统 1、2、6、10、11、15、18.调压阀 3、7.缓冲阀 5、8、9、13、16、 17、19、20.二位四通电磁阀 4，12.三位四通电磁阀
责任编辑：霍长清
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表 1 电磁铁动作顺序
顺序
1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 8YA 9YA 10YA 11YA 12YA
与电磁阀 9 组成二位二通电磁阀 与电磁阀 12 与调压阀 11 与调压阀 10 组成安全阀 与电磁阀 5 组成二位二通电磁阀 与电磁阀 8 与缓冲阀 7 、电磁阀 8 与调压阀 6 组成安全阀
作用 防止油液倒流 限制最高压力 调整工作压力 减少泵卸荷、升压冲击 控制辅助液压缸下腔进油 控制辅助缸下腔回油 限制辅助缸下腔压力 控制辅助液压缸上腔的进油 控制辅助液压缸上腔的回油 限制辅助液压缸上腔的最高压力 辅助缸活塞浮动下行时，上腔补油 控制主液压缸下腔的进油 控制主液压缸下腔的回油 调整主液压缸下腔的平衡压力 限制主液压缸下腔的最高压力 控制主液压缸上腔的进油 控制主液压缸上腔的回油 主液压缸上腔释压缓冲 限制主液压缸上腔的最高压力
插装阀 F3
插装阀 F4
元件
与调压阀 1 组成安全阀 与调压阀 2、电磁阀 4 组成电磁溢流阀 和缓冲阀 3、电磁阀 4 与电磁阀 17 构成二位二通电磁阀 与电磁阀 19 构成二位二通电磁阀 与调压阀 18 组成安全阀 与电磁阀 13 构成二位二通电磁阀 与电磁阀 16 构成二位二通电磁阀 与调压阀 15 组成安全阀
意大利等国均采用直播机械化技术。 我国从 20 世纪 80 型直播机所不同的是, 在行走部分采用多用底盘或插秧
年代初开始试验种植，处于试验阶段。 近年来发展非常 机底盘，在播种操作部分采用 8 行播种和外槽轮式主动
快，上海、浙江等地在水稻生产中已大面积应用。 由于直 排种，行距 25 cm。
播机械是机械化直播技术得以成功应用的关键，所以水
机根据压制工艺要求，主液压缸可完成快速下行→减速 顺序，见表 1。 液压泵采用可按压力自动调节排量的恒功
压制→保压延时→卸压换向→快速返回→原位停止的 率柱塞泵，系统由 5 个插装阀集成块叠加组成，每个集
循环工作过程，而且压力、速度和保压时间可以调节。 主 成块包括多个插装阀及其先导控制元件，各集成块组成
要用于辅助液压缸顶出工件，要求可实现向上顶出→停 元件及其作用见表 2。
留→向下退回→原位停止。 薄板拉伸时，要求辅助液压
缸上升、停止和压力回程等辅助动作，有时还需将坯料 4 特点
压紧，以防周边起皱。
液压机液压系统主要由压力控制回路、 换向回路和
（3）液压机液压系统工作。 液压机液压系统工作原 快慢速转换回路等组成，并采用二通插装阀集成化结构。
（3）2BG-6A 型稻麦条播机。 其配套动力机为东风-
稻直播机已成为国内农机生产 和 科 研 单 位 开 发 和 研 究 12 型手扶拖拉机，后带动旋耕刀、外槽轮式排种器、播种
的热点。
箱及镇压轮等装置，可一次性完成旋耕、灭茬、开沟、下
液压泵供油，并配以由调压阀和电磁阀构成的电磁溢流
通过在工业生产中的应用以及进一步分析研究可
理见图 2 所示。 在分析液压系统时，可参阅电磁铁动作
（1）采用高压、大流量和恒 功 率 （带 压 力 补 偿 ）变 量
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适合湖南特点的水稻（油菜）直播机械的研制
林长和 1 罗建国 2 （1.湖南省衡阳市广播电视大学 2.湖南省长沙市农机研究所）
用于校正、压装、粉末冶金制品和磨料制品的压制成型及
塑料制品、绝缘材料的压制成型等。 为完成上述工作，液压
机应能产生较大的压力，因此，液压系统工作压力、尺寸和
流量也大，对其设计要求也高，是较典型的高压大流量系
统。 ①液压系统压力应能经常变换和调节，并能产生较大
压力，以满足不同的工作要求。 ②空程速度大、加压时推力
目前， 全世界有近 30 个国家应用水稻机械直播技 作部分采用 10 行播种作业和 外 槽 轮 式 地 轮 被 动 排 种 ，
术，面积超过 0.47 亿 hm2，欧美国家更是广泛采用。 世界 行距 20 cm。
上水稻单产最高的前 10 位国家中的美国、 澳大利亚及
（2）苏昆 2BD-8 型水稻直播机。 与沪嘉 J-2BD-10
验、示范阶段。 因此，发展具有湖南特色的小型直播机 套，使机械不论在晴雨天都能下田作业，但价格偏高。
械，应用到水稻、油菜直播栽培生产中，既有较大发展空
近来，在江、浙、沪地区水稻生产中应用的国产直播
间，又能解决湖南农村耕种的实际问题。
机主要有以下几种。
1 国内直播机械的研究与发展
（1）沪嘉 J-2BD-10 型水稻直播机。 其行走部分采用 专用底盘和独轮驱动，最大转向为左右各 60°；其播种操