插装阀讲义全

插装阀（逻辑阀）

普通液压阀是目前液压传动系统中最常用的液压阀，它们已有几十年历史了，不仅它们本身的结构和性能日趋完善，而且为了使液压系统结构紧凑，减少阀间的连接管道，便于安装、使用和维修，也发展了很多种用这种液压阀或它们的变型（如叠加阀）构成的集成系统从而使液压技术的发展进入了一个新的阶段。

但是，用这些常用液压阀构成集成系统的各种方式，仅对小流量的液压系统能收到较为良好的效果，对中、大流量，特别是流量大于200L/min的液压系统，采用这些方式进行集成仍不免有很多困难，一般还只能采用管道进行阀间的连接来组成系统。由于流量大，管道粗，因此配管工作量很大，安装、维修困难，且易出现漏油、振动等到弊病，这逐渐成了液压技术发展中的一个难题。

七十年代初，作为液压技术的一个分支---液压插装阀（逻辑阀）出现了。它不仅能实现常用液压控制阀的各种动作要求，而且与普通液压阀比，在控制同等功率的情况下，具有重量轻、体积小、功率损失小、动作速度快和易于集成等突出的优点，特别适用于大流量液压系统的控制和调节。因而圆满地解决了过去大流量液压控制系统难以集成的困难，也为特大流量和较复杂的液压控制系统的设计开创了一条新的道路。

我国铸锻机械化研究所从1976年就开始设计和研究插装阀。目前，国已在各种液压机上获得广泛地应用。并取得了良好的效果，很多厂家生产插装阀和插装阀系统，我厂现在生产的液压机系列产品基

本上都采用插装阀。

液压插装阀，由于它的主要元件均采用插入式的连接方式，所以又称为插入式液压阀。它的主要元件—阀芯的形状是筒形的，因此，也有称它为筒形阀的。也因为它的主要元件大部分靠锥面密封来切断油路，为了与常用的滑阀式液压阀相区别，故亦称为锥阀式液压阀。

插装阀的工作原理

一般来说，一个液压控制系统总要对油流的方向、压力、流量进行控制，使液压执行机构（如油缸、油马达）按一定的规律进行工作，才能实现液压传动机械所要求的动作。液压控制阀就是在液压系统中实现对油流控制的元件。插装阀与常用液压阀一样，要独立构成完整的液压控制系统，必然也要能实现对油流的方向、压力和流量的控制。下面分别介绍插装阀是如何实现这些控制的。

插装阀对油流的方向控制

1）、二通方向控制的基本插装阀

（1）、锥阀式方向插装阀

图83是一个锥阀式方向插装阀的结构图。它主要由阀体1、阀套2、阀芯3、端盖4和弹簧5组成。A、B是主油路的两个管道连接腔，X是控制油腔。阀芯3上的AA受A腔中的压力油pA的作用，环形面

AB面受B腔中pB的作用，而

AX面则受控制油腔X中的压力

油pX的作用。AA、AB、AX在

图83横截面的投影面积有

以下关系：

AX =AA+AB

当阀芯处于平衡状态时，若忽略阀芯的重量和摩擦力，则其平衡方程式为：

FS+FY+pXAX-pAAA-pAAB=O

式中FS—复位弹簧力；

FY—液流力。

等式左侧就是作用于阀芯上的轴向力，向下的力为正，向上的力为负。

由方程式可见，改变控制压力pX就能改变阀开启还是闭合的状态。当然阀的状态还取决于工作油腔A和B的压力，以及弹簧力和液流力的大小。

当A为进油腔，B为出油腔pA>pB时，若控制腔X与油箱连通，pX=0，则作用在阀芯上的轴向力F为：

F=FS+FY-（PAAA+PBAB）

若（PAAA+PBAB）>FS+FY

即 F<0

即A、B腔作用于阀芯的液压力就克服弹簧力和液流力，使阀芯抬起，A 腔的压力油就能自由地流向B腔。

阀关闭时，PB=0；FY=0，所以当PAAA> FS时，阀就可以开启。

若将等于或大于A腔的压力的控制油引入控制腔X，则作用于阀芯的轴向力为：

F=FS+FY+PxAx-PAAA-PBAB

由于式中Px≥PA>PB

AX=AA+AB

因此PxAX >PAAA+PBAB

加之FS+FY>0 （液流力FY总是使阀趋向关闭）

所以F>0

也就是使阀芯下降，阀关闭，将油路切断，A腔的压力油就不能流向B腔。此时，由于阀芯依靠锥面严密地封住阀口，因此，A腔与B腔之间没有泄漏，只是在B腔和X腔之间通过阀芯导向面的间隙存在泄漏。

反之，当B腔是进油腔，A腔是出油pB>pAJF ，若X腔与油箱连通，则阀开启，B腔的压力流向A腔，若X 腔引入的控制油压等于或大于B腔的压力，则阀关闭，B腔的压力油就不能流向A腔。

所以，这种用来沟通和切断油路的插装阀相当于一个液控的二位二通换向阀。

这种插装阀一般仅用来控制A—B一个方向的流动，此时其阀芯上下面积的比值通常取：AA：AX=1：1.2。这种方向控制插装阀，在液压系统中是最常用的。但有时液压回路中不仅要控制A—B方向的流动，还要控制B—A方向的流动，这时方向控制插装阀的阀芯的面积比，常取：AA：AX=1:2。也就是；AA=AB。

（2）、滑阀式方向插装阀

图84是一个滑阀

式方向插装阀，它也

象锥阀式方向控制台

阀一样，起二位二通

换向阀的作用。它的

特点在于：

当阀处于关闭状

态时，依靠阀芯与阀

套的配合间隙，来切

断A腔与B腔之间的油路，因此，A、B腔之间存在泄漏。

因为阀芯轴向不受B腔压力油的作用，所以在X腔与油箱连通时，通过B腔加压，无论压力多高，都有不能使关闭的阀开启。也就是它只能控制A—B一个方向的流动。

它的阀芯面积比AA：AX=1：1，在阀芯平衡时，其轴向力为零。虽然这种插装阀能控制油流的方向，但一般在液压系统中，常不用它来控制油流的方向，而用作其它用途。

（3）、方向控制插装阀的电磁操纵

如果通过一个小型电磁阀，使上述锥

阀式方向插装阀的控制腔X压力油或油

箱接通，来实现阀的关闭的开启，这样

就成了一个电液操纵的二位二通插装