新型顺序阀及其在液压机上的应用

收稿日期:2000—08—18

作者简介:汪大鹏,男,53岁,副教授,主攻液压传动技术

新型顺序阀及其在液压机上的应用

410003　长沙大学　汪大鹏　刘　白　何晓敏

摘要　介绍了一种新型顺序阀———常开式和复合式顺序阀的结构、原理、特点及其在液压机增速缸增速控制回路中的应用。 关键词　顺序阀　液压机　增速缸　应用 中图分类号　TH137.52+11　新型顺序阀的结构原理

顺序阀是利用液压系统中的压力变化来控制油路的通断,从而实现多个液压元件按一定顺序动作的元件。顺序阀按结构分为直动型和先导型,按控制油来源分又有内控式和外控式,按常态时油口的连通状态又可分为常闭式(传统顺序阀)、常开式和复合式(新型顺序阀,本文即将介绍)。内控式还可以根据控制油来源分为进油口控制式和出油口控制式。而出油口控制式顺序阀如果有常开和常闭两个出油口,又可进一步细分为常开出口内控式与常闭出口内控式。

图1a 所示为传统顺序阀的结构原理图。常态时,油口A 与B 不通,本文称之为常闭式

。

图1　常闭式直动型顺序阀及其图形符号1.调压螺钉　2.弹簧　3.上盖　4.阀体　5.阀芯　6.控制活塞　7.下盖

图2a 所示为新型顺序阀的结构原理图之一。常态时,油口A 与B 相通,阀芯动作后,油口A 与B 变为截止不通,本文称之为常开式。

图3a 所示为新型顺序阀的结构原理图之二。

常态时,油口A 与B 不通,而油口A 与C 相通,本文称之为复合式

。

图2　常开式直动型顺序阀及其图形符号1.调压螺钉　2.弹簧　3.上盖　4.阀体　5.阀芯　6.控制活塞　7.

下盖

图3　复合式直动型顺序阀及其图形符号1.调压螺钉　2.弹簧　3.上盖　4.阀

体　5.阀芯　6.控制活塞　7.下盖

该三种顺序阀,当压力油由进油口A 经阀体4

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锻压机械　1/2001

DOI :10.16316/j .issn .1672-0121.2001.01.015

和下盖7上的小孔流到控制活塞6的下方时,阀芯5受到一个向上的推力作用。当进油口油压较低时,阀芯在弹簧2的作用下处于下部位置,此时的进出油口:在图1a 中,A 、B 不通;在图2a 中,A 、B 连通;在图3a 中,A 、B 不通,A 、C 连通。当进油口的油压增大到预调的数值以后,阀芯底部受到的推力大于弹簧力,阀芯上移,此时的进出油口:在图1a 中,A 、B 连通;在图2a 中,A 、B 不通;在图3a 中,A 、B 连通,同时A 、C 不通。压力油就从连通的油口流过顺序阀,或被截止不通的油口阻挡。顺序阀阀芯移动的压力可以用调压螺钉1来调节。

在这些阀中,控制活塞的直径很小,因而阀芯受到的向上推力不大,所以平衡弹簧就不需太硬,这样,可以使阀在较高的压力下工作(最大控制压力可达7MPa )。

先导型顺序阀(包括常开式和复合式)的结构原理与先导型溢流阀类似,区别在于顺序阀出口一般通向有压力的油路,故必须专设一泄油口,使先导阀的泄油流回油箱,否则将无法正常工作。

在顺序阀结构中(含常开式和复合式),当控制油直接引自进油口时(如图1a 、图2a 和图3a 所示通路情况),或当控制油直接引自出油口时(此处主要指复合式顺序阀),这种控制方式本文均称为内控;若控制压力油不是来自进出油口,而是从外部油路进入,这种控制方式则称为外控;当阀的泄油从泄油口流回油箱时,这种泄油方式称为外泄;当阀用出口接油箱时,泄油可经内部通道并入阀的出油口,以简化管路连接,这种泄油方式则称为内泄。

常闭式(传统)顺序阀及不同控泄方式的图形符号如图1b 所示。为了绘图方便,对于常开式和复合式顺序阀及不同控泄方式,本文约定采用图2b 与图3b 所示图形符号(仿照传统顺序阀功能符号)分别表示。其中:Ⅰ为进口内控外泄式顺序阀一般符号或直动型符号,Ⅱ为外控内泄或外泄顺序阀一般符号或直动型符号,Ⅲ为进口内控外泄式先导型顺序阀符号,Ⅳ为常开出口内控内泄式顺序阀符号,Ⅴ为常闭出口内控外泄式顺序阀符号。

对于图1a 、图2a 和图3a 所示顺序阀,将下盖旋转90°安装,并打开外控口X 的堵头,就可使内控式变成外控式;对于图3a 所示复合式顺序阀,若将下盖反向转90°,使下盖上的f 孔与阀体4上的d 孔连通,或将下盖旋转180°,使下盖上的f 孔与阀体4上的e 孔接通安装,就可使顺序阀由进口内控式变为出口内控式;同样,若将上盖旋转安装,并堵塞外泄

口Y ,就可使外泄式变为内泄式。

2　新型顺序阀在液压机增速缸增速回路中的应用

新型顺序阀的用途与传统顺序阀一样,应用十分广泛,为了缩短篇幅,本文仅以液压机中增速缸增速回路为例,简要介绍它的应用。

图4a 为教材中常介绍的、传统中小型卧式液压机增速缸增速控制回路原理图。而图4b 则为用一个常闭出口内控复合式顺序阀代替原图中二位二通电磁阀4和液控单向阀7后的增速缸的新控制回路。

图4　增速缸增速回路

1.泵

2.换向阀

3.溢流阀

4.二通阀

5.缸体

6.活塞

7.液控单向阀

8.复合式顺序阀

众所周知,增速缸是一种复合缸(图4),其活塞

内含有柱塞缸,中空的柱塞又和增速缸缸体固连。当换向阀2的左位接入系统工作时,泵输出的压力油先进入工作面积小的柱塞缸内,使活塞快进;增速缸Ⅰ腔内出现真空,在图4a 中便通过单向阀7、而图4b 中则通过复合式顺序阀8向Ⅰ腔补油,实现快进。

活塞快进结束转为工进时,系统油压上升,在图4b 中,复合式顺序阀8控制口压力也上升,使阀芯动作,阀口切换;在图4a 中,是使电磁铁3YA 通电,二位二通阀4的右位接入系统工作;这时压力油同时进入增速缸Ⅰ腔和Ⅱ腔,因工作面积增大,便获得了大推力和低速度,实现了工进。

换向阀2的右位接入系统工作时,压力油进入工作面积甚小的Ⅲ腔。此时,在图4a 中,同时打开液控单向阀7回油,而在图4b 中,由于复合式顺序阀控制油口通油箱,控制压力降为零而阀芯复位,复合顺序阀8处于常态位置。Ⅰ腔的油液,在图4a 中可通过打开液控单向阀7回油,在图4b 中则通过复位后复合式顺序阀8流入油箱。由于Ⅲ腔有效工作面积小,从而实现了快退。

在图4a 中,三位阀切换到中位后,油泵的油经溢流阀3溢流,增速缸停止运动。在图4b 中,换向

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