|
| 你當(dāng)前的位置：主頁〉〉液壓與氣動〉〉技術(shù)論文資料 |
| 一種新型壓差負反饋平衡閥 A New Kind of Double-hydraulic Control Counter-balance Valve 胡長勝,趙偉民,李槐賢 (1哈爾濱工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院 15000l，2大慶石油學(xué)院機械系 163000) 摘 要:文章介紹了一種新型壓差負反饋平衡閥的結(jié)構(gòu),分析了其工作原理和性能特點。 關(guān)鍵詞:壓差負反饋平衡閥;液壓同步工作;單缸調(diào)整;浮動閥芯 1、前言 在工程機械、機床及其他一些機械的液壓系統(tǒng)中,平衡閥是十分重要的液壓控制元件,目前針對雙缸操作中存在著不能嚴(yán)格同步,不能自主補償運動偏差,工作的穩(wěn)定性和安全性差等缺陷,本文提出了一種新型的壓差負反饋平衡閥。 2、新型壓差負反饋平衡閥原理與結(jié)構(gòu) 新型壓差負反饋平衡閥的原理如圖1a所示,其外觀、結(jié)構(gòu)如圖1b、圖1c所示。壓差負反饋平衡閥可由兩部分組成:下部為三位四通方向閥,是浮動閥的方向控制部分,可以手動調(diào)整浮動閥芯的工作位,也可在手動調(diào)整機構(gòu)失效后由液壓油控制浮動閥芯的工作位;上部為浮動閥部分,為雙液控單/雙缸供/回油浮動閥,其閥芯是浮動的,通口1和4互通,通口2和3互通,浮動閥也為三位,但是沒有阻斷位,當(dāng)閥芯處于左位時,通口3和4工作,控制一個液壓缸工作,當(dāng)閥芯處于右位時,通口1和2工作,當(dāng)閥芯處于中位時,4個通口同時工作,閥芯的位置由閥芯兩端的液壓油壓差確定。通口1和4與通口2和3的工作狀態(tài)由圖2（壓差負反憤平衡閥原理）的三位四通閥控制。  3、新型壓差負反饋平衡閥的工作原理分析 新型壓差負反饋平衡閥有5種工況,其工作原理如圖2所示。可實現(xiàn)多缸的液壓同步動作。  （l)、雙缸活塞桿同時外伸動作 二位二通方向閥4置于左位,三位四通方向閥3手動工作,置于左位,液壓泵吸油后經(jīng)方向閥3和三位閥5,打開液壓鎖,向兩液壓缸的無桿腔供油,兩個液壓缸同時外伸。 （2)、雙缸活塞桿同時平穩(wěn)回縮動作 二位二通方向閥2置于左位,三位四通方向閥3手動工作,置于右位,液壓泵吸油后經(jīng)方向閥3和三位閥5,打開液壓鎖,向兩液壓缸的有桿腔供油,兩個液壓缸同時回縮。如果兩個液壓缸偏載,如右側(cè)液壓缸無桿腔壓力突然增高,則閥芯兩端的液壓控制油壓力不再平衡,閥芯向右運動,左側(cè)液壓缸的相應(yīng)閥口關(guān)小,根據(jù)柏努利方程,速度降低,壓力增高,當(dāng)重新達到平衡狀態(tài)時,向兩個缸供油,兩個液壓缸平穩(wěn)回縮。 （3)、靜止承載工作 系統(tǒng)中兩個雙向液壓鎖在一定程度上可以保持兩個液壓缸的狀態(tài),但是由于內(nèi)泄的存在,雙向液壓鎖存在工作失控的可能性。當(dāng)兩個液壓缸靜止承載時,閥5處于中位,使三位四通方向閥3處于中位,并且是二位二通方向閥4處于左位工作,此時,閥5的4個工作油口因為設(shè)有節(jié)流口,在一定程度上可防止液壓缸快速下降,由于內(nèi)泄無桿腔壓力降低到一定程度,閥3的液壓控制油壓力不能平衡彈簧的彈力,閥3的閥芯處于左位,同時給兩個液壓缸的無桿腔補油,防止其繼續(xù)回縮。通過調(diào)整彈簧的彈力,可調(diào)整閥的靈敏程度。 （4)、單缸跟隨/調(diào)整動作工況 單缸動作工況相當(dāng)于一個液壓缸設(shè)定壓力,另一個液壓缸跟隨該壓力進行調(diào)整。假設(shè)右側(cè)液壓缸設(shè)定壓力,通過閥5右側(cè)的調(diào)整螺母限制閥芯不能處于右位工作,這時該閥僅有兩種可能的工作狀態(tài):向兩個液壓缸同時供油或加速向左側(cè)液壓缸供油。 （5)、手動/自動工作選擇 二位二通方向閥4是手動/自動工作的選擇元件,當(dāng)該閥處于左位工作時,系統(tǒng)處于自動工作狀態(tài),當(dāng)該閥處于右位工作時,系統(tǒng)處于手動工作狀態(tài)。在手動和自動工作狀態(tài)時都可實現(xiàn)上述4種工況。 4、 新型壓差負反饋平衡閥的性能分析 4.1、 同步性能分析 液壓同步技術(shù)作為一項新技術(shù)在當(dāng)今的工程建設(shè)中得到成功應(yīng)用,它能使多個執(zhí)行元件的運動速度及相對位移相等,滿足不同的工作需耍。但是液壓缸的泄漏、負載的變化、液壓損失、油液中混有空氣及制造誤差等因素都將使執(zhí)行元件的運動速度或位移不等,使工作機構(gòu)動作不平穩(wěn)或不正常。 如果兩個液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸相同,壓差負反饋平衡閥可同時實現(xiàn)壓力同步、速度同步和位移同步,原因在于該閥采用了一個浮動式液控閥芯,閥芯將隨液控力的差而隨時調(diào)整閥芯的位置,進而調(diào)整工作油口的開度,調(diào)整動作是單向的,不存在振動和超調(diào)的現(xiàn)象。另外,溫度對液壓系統(tǒng)的工作也有較大的影響,而采用壓差負反饋平衡閥則可將此影響消除。 該閥的適用范圍廣泛,可克服斜拉作業(yè)中產(chǎn)生的偏壓問題。浮動閥芯的控制油壓即可是正壓力,也可是負壓力,但為了防止機械振動而導(dǎo)致浮動閥芯誤動作,建議根據(jù)工作實際情況,控制油始終保持為正壓力。 4.2、 安全性能分析  由于4個工作閥口均采用了節(jié)流口形式,可造成一定的回油阻力,可一定程度上防止快速下降的發(fā)生。在液壓系統(tǒng)回路中接人雙向液壓鎖,可鎖定液壓缸的工作狀態(tài),當(dāng)系統(tǒng)處于自動控制狀態(tài)時,可自動補償閥類元件的內(nèi)泄,保護整個系統(tǒng)的安全。將閥3的彈簧的彈力設(shè)定為危險工況時液壓缸的壓力,可保證整機工作的安全性。在自動狀態(tài)下,閥3的閥芯也相當(dāng)于是浮動的,因此,液壓系統(tǒng)的壓力不會嚴(yán)重超高,不會出現(xiàn)爆管的現(xiàn)象。 4.4、自動平衡、自動補償性能分析 在自動控制狀態(tài)下,閥3和閥5的閥芯都處于浮動狀態(tài),閥3的閥芯浮動可自動平衡壓力,閥5的閥芯浮動可自動補償壓力損失。 4.5、動、靜態(tài)特性分析 壓差負反饋平衡閥4個工作油口采用了節(jié)流口形式,閥芯是浮動的,從而使該閥門的動、靜態(tài)特性較好。 5、結(jié)束語 本文提出了-種新型壓差負反饋平衡閥,該閥性能較好,具有手動/自動兩種工作狀態(tài),可自動平衡壓力,可對壓力損失進行補償,可實現(xiàn)多工況。 參考文獻: [1] 蔣波,楊榮慶,李自光 一種新型的組合式平衡閥[J]. 液壓與氣動,2002(3):50-51 [2] 孫振軍,付建軍,楊玉剛 液壓同步工作的控制措施[J]. 建筑機械,2002(7):21-24 [3] 藏喜軍 液壓隨動閥設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題[J]. 液壓與氣動,2002(10):41-42 |
版權(quán)所有 民眾工作室.制作 |