插装阀讲义
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。
我国山东济南铸锻机械化研究所从1976年就开始设计和研究插装阀。目前，国内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
阀，如图85所示。电磁阀的电磁铁断电时，阀关闭，通电时，阀开启。由于它是用小流量的压力油来控制大流量的压力油，因此起到了液压放大器的作用。若引到控制油腔X的压力油来自单独的小流量液压泵，如图86所示，就是一个外控式二位二通插装阀，若引到控制台油腔X来自A腔或B腔，如图86所示，就是一个内控式的二位二通插装阀。
控制油引自A腔的内控式插装阀，在关闭时，来自A腔的控制油通过电磁阀，经阀芯的导向面间隙漏向B腔，所以A、B腔之间存在泄漏。若控制油引自B腔，则A、B腔之间不存在泄漏。
一般来说，控制油引自A腔的内控式插装阀，用于控制A---B的
油流，引自B
腔的内控式
插装阀用于
控制B---A
的油流。
2）、三
通插装阀
用二个二位二通插装阀可以组成一个三通换向阀，如87（a）所示。通过
控制元件1和2的启闭就能实现四种不同的工作状态：（1）阀1和阀2都关闭，P、A、O腔互不通，A腔封闭，即保压或支承；
（2）阀1关闭，阀2开启，AO腔连通，A腔回油；
（3）阀1开启，阀2关闭，P、A腔连通，A腔进油；
（4）阀1和阀2都开启。P、A、O腔连通，系统卸荷。
它相当于一个四位三通的换向阀见图87（b）。
图88是用先导电磁阀来控制三通阀的几种情况。
图88（a）是采用二位四通电磁阀来控制三通阀，构成一个二位三通电液换向阀的原理图。它具有两个工作状态：即电磁铁断电时，A、O腔连通，A回油；电磁铁通电时，P、A腔连通，A腔进油。
图88（b）是采用三位四通电磁阀来控制三通阀，构成一个三位三通电液换向阀的原理图。它具有三个工作状态：两个电磁铁都有断电时，电磁阀处于中间位置，两阀关闭，P、A、O腔均不通；D1通电时，A、O腔连通，A腔回油；D2通电时，P、A腔连通，A腔进油。这是先导电磁阀为P型滑阀机能时的情况。如果先导电磁阀是H 型滑阀机能，则两电磁铁都断电时，插装阀均开启，P、A、O腔连通，系统卸荷。
如果采用两个二位四通（或二位三通）电磁阀，分别控制三通阀的两个逻辑元件时，就构成一个四位三通电液换向阀，如图88（c）所示。
它具有三通阀所有的四种工作状态。
图88介绍的都有是外控的型式。在液压系统中绝大多数的情况是用内控的型式。对三通阀来讲，控制油只要引自P腔即可变成内控式。而图88（c）所示的三通阀中，放油阀2的控制油还可以引自A腔。
但是下面的情况，就不能简单地采用上面的办法构成内控式三通阀，就是在液压系统工作的某一段时间，需要两阀关闭，PAO不通，而P腔卸荷，或压力突然下降，A腔又要保持一定的压力，不允许立即降压时。例如，一个三通阀用来控制一个单作用油缸，或控制活塞
缸的一个工作腔。若油缸是垂直放置的，需要油缸的柱塞（或活塞）在某一中间位置停留一段时间，为节省功率，使用液压泵卸荷，而柱塞（或活塞）的重量又比较大，会在A腔造成一定的压力；或A 腔所接的油缸工作腔加压至工作压力后，需要保压一段时间；（但保压要求较低），此时也要求液压泵卸荷。
若在这种情况下，控制油仍仅直接引自P腔，将会使系统的动作出现问题如图89所示，在两个先导电磁阀的电磁铁都断电时，两个阀的控制腔与控制油接通，两阀均应关
闭。但当P腔卸荷或突然降至较低压
力，而A 腔还存在相当数值的压力时，
就有可能使阀1开启，A、P腔反向接
通。对于阀2来说，它的出口是接通油
箱的，因此不会有反向开启反向开启的问题。
为了防止阀1关闭时出现反向自动开启的误动作，阀1控制油路
的连接需要采取图90的形式。阀的控制油不
仅引自P腔，而且还引自A腔。在这两个控
制油的连接处图90装一个梭阀。
梭阀的结构，见图91。它也称双单向阀。
由阀1和钢球2组成。当PA>PP时，钢球将
P腔封闭，A、X腔连通。当PP>PA
时，钢球将A腔封闭，P、X腔连通。
也就是说，X腔的压力总是取P、A
两腔中压力较高者。
对于图89的阀来讲，当PP>PA时，P腔的压力油通过梭阀和常通状态的电磁阀进入插装阀的控制腔，使阀处于关闭状态。此时来自A腔的控制油被梭阀的钢球封闭。当P腔卸荷或突然降压，PP 在二通方向插装阀单独使用时，也应注意关闭可靠性的问题。 为了使用插装阀可靠地关闭，控制部分的连接除图90的形式外，还有图92所示的形式。当电磁阀的电磁铁断电时，与图89中电磁铁断电时一样，能使插装阀可行地关闭， P、A腔不通；当电磁铁通电时， 电磁阀将来自P腔的控制油封闭，并 使梭阀左端接通油箱。若PA>0，来 自A腔的控制油使梭阀的钢球把左端 封闭，并与插装阀的控制腔连通。这 样就相当于一个单向阀，即PP>PA 时，阀开启，P腔压力油流向A腔；PP 是图90的插装阀所没有的。 3）、四通插装阀 将两个三通阀并联起来，即用四个方向插装阀，可组成一个四通换向阀，如图93所示。通过控制插装阀1、2、3和4的开启和关闭状态，就可以获得12种不同的工作机能。例如： 四个阀全部关闭，P、O、A、B腔全封闭。这同O型机能的滑阀中间位置一样，可实现保压和支承要求； 四个阀全部开启，P、O、A、B腔全通。这同H型机能的滑阀中间位置一样，可使液压泵卸荷，油缸浮动； 阀2、4开启，阀1、3关闭，P、A腔通，B、O腔通，则A进油，B回油； 阀1、3开启，阀2、4关闭，P、B腔通，A、O腔通，则B进油，A回油； 阀2、3开启，阀1、4关闭，P、A、B腔通，可实现差动动作； 阀1、4开启，阀2、3关闭，P腔封闭，A、B、O腔通，油缸浮动； 阀1开启，阀2、3、4关闭，A、O腔通，可实现A腔卸荷； ······ 由此可见，一组由四个完全相同的方向控制阀插装阀组成的四通阀，就能方便地实现需要近十种示同机能的四通阀才能实现的全部工作机能。 图94表示用一个三位四通电磁阀控制四通插装阀的两个例子。 用 一个P 型机 能的 三位 四通 阀控制四通插装阀，组成了一个相当O型机能的三位四通电液换向阀，如图94（a）所示。当电磁铁D1，D2都有断电时，阀1、2、3和4全部关闭，P、A、B、O腔均不通；当D1通电时，阀2、4开启，阀1、3关闭，P、A腔通，A腔进油，B、O腔通，B腔回油；当D2通电睦，阀1、3开启，闪式、4关闭，B腔进油，A腔回油。 用一个Y型机能的三位四通电磁阀控制四通插装阀，组成一个相当于H型机能的三位四通电液换向阀如图94（b）所示。即电磁阀处于中间位置时，阀1、2、3和4全部开启，P、A、B、O腔均相通。其它两个位置则与图94（a）相同。 图95所示为采用两个二位四通电磁阀，控制四通插装阀，组成一个内控式四位四通电液换向阀的原理图。它能实现以下四个工作机能： 电磁铁D1和D2均断电，阀1、4开启，阀2、3关闭，P封闭，A、B、O腔相通，油缸浮动； 电磁铁D1和D2均通电，冷藏、3开启，阀1、4关闭，P、A、 B腔通，油缸实现差动； D1通电，D2断电，A腔进油，B腔回油，油缸活塞前进；，= D1断电，D2通电，B腔进油，A腔回油，油缸活塞后退。 若采用四个二位 四通（或三通）电磁 阀，分别控制四通阀 的四个插装阀，就可 以实现12种不同的 工作机能，如图96 所示。图中工作机能 图下面的数字，表示实现该机能时需要通电的电磁铁号码。 4）、阀芯带阻尼孔的插装 阀对油流方向的控制 还有一种也可以用来控制 油流方向的插装阀，如图97 所示。它与锥阀式方向控制插 装阀极为相似。所不同的是阀 芯底部有一个阻尼孔，使A腔与控制腔X连通。 阀芯带阻尼孔的插装阀，常与锥阀式方向插装阀配合使用，组成一个三通阀，来控制油缸的一个油腔。如图98所示是有一个二位四 通电磁阀控制的三通。锥阀式方向控制插装阀1作为进油阀，阀芯带阻尼孔的插装阀2作为放油阀。电磁铁断电时，阀1关闭，阀2开启，A腔与回油腔通；电磁铁通电时，阀1开启，阀2关闭，A腔与压力腔P连通。 由于这种上阀芯带阻尼孔的插装阀，在作放油阀的同时，还可以作压力控制阀用，因此这样配合使用的三通阀不仅可以控制A腔的进油和回油，还可以控制和调节A腔的工作压力。 5）单向阀 在液压系统中 经常所用到的单向 阀，前面已经作过 介绍。将图83所示 的锥阀方向插装阀 与之比较，不难看出两者的差别是很小的。 如图99所示的插装阀，它通过阀盖和阀体上的孔道，使阀芯的 上腔与B腔连通可使插装阀变成 单向阀，这是一个既简便又能提高 插装阀通用化程度的方法。 6）、液控单向阀 在一般化的液压系统中所用 到的液控单向阀都有是前面介绍 的下腔控制式液控单向阀。而在液压插装阀系统中则常用上腔控制式液控单向阀。图100（a）所示的插装阀，当电磁铁断电时，若PB>PA，B腔的压力油可流向A腔；若PA>PB，锥阀关闭，A腔的压力油不能流向B腔；当电磁铁通电时，A、B腔沟通，油流可自由流动。 图100（b）所示的插装阀的作用与图图100（a）所示的相反。电磁铁断电时，当PA>PB时，A腔的压力油可以流向B腔；而PB>PA 时，B腔的压力油不能流向A腔；电磁铁通电时，A、B腔的压力油可以正反流动。这样构成的液控单向阀只能用于没有保压要求或保压要求不高的系统中。这是由于处于封闭状态的A腔或B腔仍有一小部分油泄漏到油箱或另一油腔。如图100（a），当电磁铁断电，PA>PB 时，虽然A、B腔之间在主油路上依靠锥阀的锥面密封，没有泄漏，但从A腔引出的控制油经过电磁阀与阀芯上腔连通，A腔就有一部分压力油经电磁阀的阀芯配合间隙漏到油箱，还有一部分压力油经插装 阀阀芯园柱导向面的间隙泄漏到B腔，从 而使A腔的压力逐渐下降。 图101（b）那种形式来说，当电磁铁 断电，PB>PA时，主油路切断，虽A、B 腔之间没有泄漏，但B腔的压力油也有一 部分经电磁阀漏税到油箱去，使B腔的 压力逐渐下降。相比之下100（b）的形 式要比图100（a）形式的泄漏要少得多。因为小通径电磁阀的泄漏量是很小的，所以图100（b）的保压效果 要好一些。 如果采用无泄漏的座式电磁阀结构，就可以使A、B腔之间严格封闭，这样的液控单向阀就可以用在保压要求较高的系统中（见图101）。 另有一种外控式的液控单向阀，如图102所示。它是由一个在阀 芯上带阻尼孔使B腔与阀芯上腔连通的插装阀和 一个小流量的先导液控单元向元件组成，在未通 入控制油时，先导液控单向元件关闭。A腔的压 力油可以流向B腔。相反，B腔的压力油不能流 向A腔，且两腔之间没有泄漏。通入控制油时， 先导液控单向元件开启，使插装阀上腔与油箱连通，A、B两腔的压力自由流动。这种液控单向阀也能用在保压要求较高的场合，但是它需要一个单独的液压源，也可以根据需要从主油路的某处引入控制油。 Catalog HY15-3502/US Flow Control Valves Contents Parker Hannifin Corporation FC1 Flow Control Valves Catalog HY15-3502/US Technical Tips Parker Hannifin Corporation INTRODUCTION This technical tips section is designed to help familiarize you with the Parker line of Flow Control Valves. In this section we present common options available as well as a brief synopsis of the operation and applications of the various product offered in this section. The intent of this section is to help you in selecting the best products for your application. Adjustment Types: Parker offers four primary types of adjustments for most of the flow control products.Samples of these types are shown below. Please note all options may not be available for all valves. Consult the individual catalog pages for more details.Screw Adjustment - Valve can be adjusted with an allen wrench. Lock nut included to maintain desired setting after adjustment. This is the most common adjustment option available on most Parker products. Knob Adjustment - An aluminum knob is added to the standard screw adjustment. A lock knob is provided to help maintain the desired setting after adjustment. Parker offers knob conversion kits for most flow control valves. For kit numbers consult the individual valve pages. Fixed Style - In most cases, the Fixed Style product is a screw adjustable product with a steel collet threaded over the adjustment.These valves are preset at the factory. Should the valve need to adjusted, the star washer and aluminum plate can be removed from the top of the assembly exposing the adjustment. Tamper Resistant - The tamper resistant option is a screw adjustable valve with a steel cap installed to con-ceal the adjustment. The cap is designed so the internal edges clamp into the groove of the valve adapter. Once the cap is installed, it cannot be removed without damaging the cap and the valve. When a valve is ordered with the tamper resistant option, it will be preset at the factory, and the cap will be included in a separate plastic bag to allow for fine tuning at the customer site. Parker offers tamper re-sistant cap conversion kits for most flow control valves.For kit numbers consult the individual valve pages. Seals: The Winner’s Circle products feature a standard 4301 Polyurethane “D”-Ring. The “D”-Ring eliminates the need for backup rings.The majority of the products are available in Nitrile or Fluorocarbon Seals. You should match the seal compatibility to the temperature and fluid being used in your application.Fine Meter Options: Fine meter needles are offered on some needle valve series. When this option is specified, the standard needle is replaced by a slotted needle. The slotted needle restricts substantially more flow giving you finer control in the small flow ranges.Obviously, the maximum flow capacity of the needle valve is decreased with the fine meter option. Coarse Needle Fine Needle COMMON OPTIONS As you will see, Parker offers a variety of Flow Control products. As such, some of the options mentioned below may not be available on all valve models. Consult the model coding and dimensions of each valve for specifics.Here are some of the common options available. 液压控制阀介绍 ——插装阀 一、概述 二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。 1、二通插装阀的特点 二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。 2、二通插装阀的组成 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构 图1 二通插装阀的典型结构 控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2 )。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。 图2 盖板控制油孔 先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。 插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3 )。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B口。阀芯开启，A 口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2 位2 通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。 图 3 插装元件 第５期（总期第６期）２００４年９月 流体传动与控制 ＦｌｕｉｄＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ Ｎｏ．５（Ｓｅｒｉａｌ／Ｎｏ．６） Ｓｅｐ．，２００４ 二通插装阀的结构原理和功能分析（续） 黄人豪 （中船重工上海七。四研究所上海２０００３１） 中图分类号：ＴＨｌ３７ 文献标识码：Ａ 文章编号：器罢＃端（２００４）０５—００４４—００３ 我们曾不断强调二通插装阀与传统控制的单个液压阀有着很多的不同；尤其它是一种基于模块化的集成化控制元件和组合，因此，组件化和可配组的特征非常突出。为了充分反映这一些特征，二通插装阀的符号表示从一开始就表现出自己的独特和创新的一面，其中已被工业界广泛接受和普遍采用的符号是作为ＤＩＮ２４３４２标准附件中的符号表示。参见图５。 ４、二通插装阀的图形符号表示 二通插装阀的座阀主级等在几何图形上可以用一些简单的二维图形以及特定的符号来表示，这些 图形应能包含原理构件的功能面以及连接这些功能面的线条或包容它们的轮廓。这些图形是它们的最小或基本的几何表示。 ＤＩＮ２４３４２的附录符号 Ｘ！ 符４ｊ洲即１２１９ 方向控制座阀绌棚～：＾，…１ ＾：主油ｕｘ：控制ｕ ～、、。—．—。—Ｊ＝ ＡＢ＾． Ａ，Ｌ—Ｕ｝ｋ：？ Ｉ＾ … ＾＾。 方内控制带缓冲尾部和｝ｆ程限制＾＾：＾｝【＜ｌ 审］肄ｘ 事缱毫融丧 Ｌ…．．．～，一…ｆ。 Ｉｏ ＡＡ：Ａ口汕觚作用面积ＡＢ：Ｂ口油压作用面积如：ｘ口油腻作用面积ｌ磬…毋ａｃｈｅ［１嘲蟊固，．劳毋蟊?器 …构田…构田帆再］］驿 厂Ｌ ｒ．．一［】：＝囱萨一 Ｌ一一～，?ｌｎ ［野 Ｐ Ｌ一一一。?ＩＡ 鹭 舜魏椰审 ～ａｖａ方向控髑度一缩构 方向控制座朗结构．＾＾：＾＞１ 一对一［尊 １． 厂Ｌ 捃鼍ｊ虿零 ＾＾：《１巨一… 方向控制！Ｌ—ｔ凸珂 【～一．．－Ｌ：二＿ｌ—Ｊ 带缓冲尾椰 图５ＩＳ０７３６８／ＤＩＮ２４３４２标准中列出的图形符号（部份１） 第1章绪论 液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。 液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件——液压泵；执行元件——液压缸和液压马达；控制元件——各种液压阀；辅助元件——油箱、蓄能器等。 液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。 1.1 液压技术的发展历史 液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。 液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件——液压泵；执行元件——液压缸和液压马达；控制元件——各种液压阀；辅助元件——油箱、蓄能器等。 液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。 1.2 我国液压阀技术的发展概况 我国的液压工业及液压阀的制造，起始于第一个五年计划（1953~1957年），期间，由于机床制造工业发展的迫切需求，50年代初期，上海机床厂、天津液压件厂仿造了苏联的各类低压泵、阀。 随后，以广州机床研究所为主，在引进消化国外中低压元件制造技术的基础上，自行设计了公称压力为2.5MPa和6.3MPa的中低压液压阀系统（简称广州型），并迅速投入大批量生产。 1插装阀概述二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。 1.1二通插装阀的特点 二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。 1.2二通插装阀的组成 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构。 图1二通插装阀的典型结构 控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2)。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。 图2盖板控制油孔 先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。 插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3)。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B口。阀芯开启，A口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2位2通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。 图3插装元件 根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。同一通径的三种组件安装尺寸相同，但阀芯的结构形式和阀套座直径不同。三种组件均有两个主油口A 和B、一个控制口x，如图4所示。 a)方向阀组件b)压力阀组件c)流量阀组件 1-阀套2-密封件3-阀芯4-弹簧5-盖板6-阻尼孔7-阀芯行程调节杆 图3-89插装阀基本组件 2插装阀主要组合与功能 2.1插装方向控制阀 插装阀可以组合成各式方向控制阀。 1作单向阀 如图5a和5b，将x腔和A或B腔连通，即成为单向阀。连接方法不同，其导通方式也不同。若在控制盖板上如图5c连接一个二位三通液动换向阀，即可组成液控单向阀。 图5 2．作二位二通阀 如图6a和6c连接二位三通阀，即可组成二位二通电液阀。 3．作二位三通阀 如图7连接二位四通阀，即可组成二位三通电液换向阀。 4．作二位四通阀 如图8连接二位四通阀，即可组成二位四通电液换向阀。 5．作三位四通阀O型换向阀 如图9连接三位四通阀换向阀和单向阀，即可组成三位四通阀中位为O型电液换向阀。 6．作多机能四通阀 如图10连接换向阀，利用对电磁换向阀的控制实现多机能功能。先导阀控制状态下的机能如表1。电磁铁的带电状态用符号“+”表示；断电状态用“-”表示。 二通插装阀控制技术 一、二通插装阀特点 二通插装阀及其控制技术是70年代初发展起来的一项新技术，由于这种新型的液压阀具有流阻小、通流能力大，密封性好、适用于水介质、响应快、抗污能力强、具有多机能、可以高度集成等优点。因此，这种阀的出现很大程度上满足了液压技术向高压、大流量、集成化发展的要求，得到了世界各国的普遍重视，发展异常迅速。 二、二通插装阀的基本结构和工作原理 1.二通插装阀的基本结构 一个二通插装阀主要有插入元件、先导元件、控制盖板和插装块体四个部分组成，如下图所示： 插入元件阀芯的受力分析 在忽略阀芯重量和摩擦阻力时，阀芯的受力平衡式为： F合=PcAc-PaAa-PbAb+F1+F2 Pc__控制腔C的压力 Pa__工作腔A的压力 Pb__工作腔B的压力 Aa__工作腔A的面积 Ab__工作腔B的面积 Ac__控制腔C的面积（Ac=Aa+Ab) F1__弹簧力 F2__稳态液动力 当F合＞0时，阀芯关闭；当F合＜0时，阀芯开启；当F合=0时，阀芯停在某一平衡位置。 由此可以看出插入元件的工作状态由三个腔的工作压力决定。工作腔的压力由工作负荷等条件决定，不能任意改变，所以只能通过改变控制腔的压力来实现对二通控制阀的控制 三、几种常用插装阀 1、方向流量控制插入元件 1）A型方向阀插入元件，结构形式如图一所示 特征是具有较大的面积比(α=Aa/Ac),一般为1:1.1左右。 B腔面积很小，B→A流动时开启压力很高，所以一般只允许A →B的单向流动。A腔作用面积大，流动阻力小，具有较大通流能力， 开启压力一般与选用的弹簧有关，A →B 时开启压力一般为（0.03-0.28）MPa。2）B型方向阀插入元件结构和A型相似，特征是具有较小的面积比，一般为1:2或1:1.5，由于B腔面积的增加，B→A流动时的开启压力下降，允许B→A和A→B的双向流动。由于A腔的作用面积较小，阀口直径也相应减小，同样的流量下，其压降将比A型的略又增加。开启压力也取决于选用的弹簧，一般为（0.05-0.5）MPa。 以上两种形式的插入元件在启闭过程中的一个共同特点就是启闭快，只要阀芯从阀座上稍一抬起便马上接通油路，并且阀口流道截面增加很快。能实现快速换向的要求，缺点是，容易造成换向时回路液压冲击 1 插装阀概述 二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。 1.1 二通插装阀的特点 二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。 1.2 二通插装阀的组成 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构。 图1 二通插装阀的典型结构 控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2)。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。 图2 盖板控制油孔 先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。 插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3)。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B口。阀芯开启，A口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2位2通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。 1.用途与特征 压阀等另部件有机结合为一体，采用了高压齿轮泵、插装 阀、叠加阀等先进液压元件，根据不同需要，能组成各种 液压回路。与常规液压站相比，它体积小、重量轻、性能 可靠、价格便宜。根据不同液压阀组合，本系列液压站能 实现各种液压回路，具有手动、自动控制方式。此系列产 品广泛应用于各种提升机构，在对于体积要求敏感的环境 尤为适应。如卡车尾板起落、举升机构、自卸车辆、工作 平台、压力机、机床设备等。 2.订货型号 YBZ-E 3 A 1 B 2/1 3.机能符号 4.性能参数 （1）油泵排量：从1ml/r～7ml/r;最高工作压力：P=31.5Mpa （2）电机功率：直流电机W—3Kw 交流电机W—0.37～3Kw （3）单向阀、溢流阀、节流阀、换向阀、液压锁可采用美式螺纹插装阀结构流量阀、溢流阀、节流阀、换向阀、液压锁也可采用板式叠加阀。 （4）钢式油箱容量：V=3～12L （5）进油过滤器为：100目钢丝网 （6）本系列产品用于动力源要求体积受限，且电机启动不频繁的工作环境 （7）特别注意：电机持续工作在1分钟之内；相隔10分钟可再次启动 5.订货型号应用举例 （1）野外作业的液压升降平台的工矿及性能参数 野外作业的升降平台自带电源应为24V，油缸的直径为?80；行程为800mm不需要频繁启动电机，按4(7)要求，电机启动不应过于1分钟，即油缸工作速度为?=800mm/min；升降台升起后，工作人员要工作一段时间，也符合电机启动相隔时间的要求。 （2）根据参数计算确定型号 ?80油缸的活塞面积：4X4X3.14=50.24?;所需流量为Q=50.24X80=4019.2?/min;电机选择4级（1450转/分）计算出的泵排量为q=2.7毫升/转，选择泵的排量为q=3ml/r;假如希望油缸的输出力为5吨（5000公斤）则系统的压力为P=10Mpa；系统的功率为N=0.83Kw;选取系统功率为1.1Kw;因为油缸的容量为4升，所以选取油箱的容量为8升即可，系统的机能符号选择为2 （3）选取的型号为： YDZ-3ml/r C 2 A 2 2/1 6.液压升降机构动力单元外型尺寸 本液压系统的相关事宜，祥见使用说明书。 天成元液压 A1 二通插装阀 二通插装阀是采用先导控制、座阀结构主元件和插装式连接的新型液压控制元件。由于它具有结构简单、抗污染能力强、性能可靠、流动阻力小、动作可靠、易集成、无泄漏等一系列优点，已广泛应用于各种工作液压系统的集成化控制。本5型二通插装阀安装尺寸符合DIN24342、ISO7368以及GB2877，可与国外主要液压件公司同类产品互换。 产品采用优质钢件，控制盖板及集成块表面均进行化学处理，具有以下结构特点： 1、阀芯不带或带缓冲头部 2、四种面积比 3、六种弹簧开启压力 4、多种行程调节装置 5、一套多芯的插件结构 6、内嵌梭阀、单向阀、节流器 7、带叠加式先导控制阀(电磁滑阀或球阀) 基本结构 二通插装阀结构见图1，由插装件、控制盖板、集成块体和先导控制阀四部分构成。 1 插装件 由阀芯、阀套、弹簧以及密封件等组成，可以是锥阀结构，也可以是滑阀结构。主要功能是控制 主油路中的油液方向、压力和流量。具有五种面积比、六种弹簧刚度。 2 控制盖板 内装各种微型元件，与先导控制阀组合后可 以控制插装件的工作状态；控制盖板内还配 置一个或多个阻尼螺塞，用以调整插装件的 响应时间。控制盖板分为三大类:方向、压力 和流量；当具有两种以上功能时，称为复合 控制盖板。 3 先导控制阀 采用小通径（NG6和NG10）电磁滑阀 或球阀，采用电信号(或其它适当信号)控制 插装阀的启闭，从而实现各种功能回路。 4 集成块体 各种形式的插装件均要安装在符合 DIN24342或ISO7368或GB2877的安装孔 内，阀块按回路要求加工多个安装孔，主级 及先导油路通道，用来配装所要求的插装件、 控制盖板与先导控制阀件，从而构成液压系 这里给出两张图，来简要说明盖板式插装阀的基本原理 1、第一张图表明，插装阀从原理上是在传统单向阀的基础上改造过来的，青出于蓝而胜于蓝，插装阀的功能是传统单向阀所无法比拟的。原来的单向阀液流只能从下往上流动，反方向截止。右图的阀芯，不开单向阀阀芯那样的几个小孔，并在弹簧腔顶部开出控制油口，这样只要加上或不加上控制油，就可以自如地开或关这个阀口，正向、反向都可以。也就是说，改造过的阀口是一个完全可控的阀口，即液阻。 2、仔细考虑一下就可以发现，传统液压阀实际上都是由液阻构成，只不过液阻的形式有所差别。但进一步思考，发现上面介绍的阀口，如果加于适当的控制，也可以实现不同形式液阻的作用。例如，让阀口全开，就像换向阀阀口；如果将其开度加于限制，就可以是节流阀阀口。 3、第二张图，表示了用传统液压阀构成的液压系统（下部），如何用插装阀组成等价的系统（上部），黑三角表示油源。传统的系统由大规格，例如32通径的7个大阀组成：2只节流阀（02，03），1只溢流阀（04），3只单向阀（01，05，06），1只电液换向阀（00）。而上部的插装阀只要4只插装阀（01，02，03，04，其规格完全可以比常规阀小一个档次，其阀口过流面积非常可观）和一只10通径的电磁换向阀（09），和1只先导压力阀（10，与插装阀04构成先导式溢流阀，作背压阀用）。 4、下图:电液换向阀处于右位时， 油液经过02节流阀进入液压缸的 左腔（进油节流控制）；液压缸右腔 的油经过04背压阀（先导式溢流 阀）和06单向阀回油箱。 与此相对应的上图：电磁换向阀09 处于右位，先导油将01、03两只插 装阀关闭。油液经过02节流阀进入 液压缸左腔（进油节流控制）；液压 缸右腔经过04插装阀与10先导阀 组成的背压阀（先导式溢流阀）回 油箱。 5、下图电液换向阀处于左位的情 插装阀的介绍与应用 1 插装阀概述 二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。 1.1 二通插装阀的特点 二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。 1.2 二通插装阀的组成 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构。 图1 二通插装阀的典型结构 控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2)。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。 图2 盖板控制油孔 先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。 插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3)。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B 口。阀芯开启，A口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2位2通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。 ?? 螺纹插装、直动型、座阀式溢流阀，用作限压装置以保护液压回路。 ???? RV10-20型，常态下①流向②封闭，直到①处受到足够的液压力克服弹簧力 使阀芯提升，才接通②。该阀适用于低泄漏, 对负载变化快速响应的液压回路。 ?喝RV10-20??????C???????喋???????喌喏?Б?? ???????????? ?◥ ●调节装置不会旋出阀体。 ●调节选项 A，B 和 C的调节行程：确保弹簧不会被压实。 ●可选可选压力范围达 228 bar（3300 psi）。 ●压力变化响应快。 ●尺寸紧凑。 ?? ????喝228 bar喋3300 psi喌 ??喝特性曲线列出了在各种弹簧的最大压力值时的流量. 压力增量随弹簧和 液动力变化而变化,如需特定的压力-流量性能值，请和联系工厂联系。 ????喝在80% 的开启压力下,最大内泄为0.25毫升/分钟（5 滴/分钟） ??????喝当流量达到 0.95 lmp（0.25 gpm）时的压力bar（psi）测量值 ????????喝由于制造公差，阀的调整值可能略低或略高于下表列出的标 称值 ????喝-40℃～120℃ ??喝参见 9.010.1 ??喝粘度介于 7.4～420 cSt（50～2000 ssu）的矿物油或有润滑作用的合成油 ??喝没有限制；参见 9.020.1 ??喝VC10-2 ；参见 9.110.1 ??????喝CT10-2XX ；参见 8.600.1 ???Т??喝SK10-2X-B；参见 8.650.1；SK10-2X-M（交叉溢流应用）6.020.1 207/3000 172/2500 138/2000 103/1500 69/1000 18.9 5 37.9 10 35/500 241/3500 lpm/gpm ( p s i / b a r ) USASI/ISO: げ? ??（仅指插件） 二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。 1.1 二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。 1.2 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构。 图1 二通插装阀的典型结构 控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2)。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。 另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。 图2 盖板控制油孔 先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。 插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3)。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A口；阀芯环侧面的称作B 口。阀芯开启，A口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2位2通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。 目录 摘要 (3) 一绪论 (5) 1.1液压技术的发展历史 (5) 1.2我国液压阀技术的发展概况 (5) 1.3本课题的目的及研究范围 (7) 二溢流阀设计主体 2.1简单溢流阀的工作原理 (7) 2.2溢流阀的结构设计 (8) 2.3直动型溢流阀 (8) 2.4先导式溢流阀 (10) 三溢流阀主要参数设计 (11) 3.1静态特性 (12) 3.2动态特性 (13) 3.3先导型溢流阀的静态特性分析 (15) 四溢流阀的基本应用............................ 错误！未定义书签。五溢流阀主要零件的加工 19 六溢流阀常见故障原因分析及排除方法 (24) 6.1噪声和振动 (24) 6.2阀芯径向卡紧............................... 错误！未定义书签。 6.3调压失灵................................... 错误！未定义书签。 6.4其它故障................................... 错误！未定义书签。 总结 (23) 致谢 (26) 参考文献........................................ 错误！未定义书签。 摘要 液压传动是利用密闭系统中受压液体来传递运动和动力的一种传递方式。 其介质为油压液体，包括液压油和其他合成液体，其特点为动力大，运动平稳。但由于液压粘度大，在流动过程中阻力损失大，因而不宜做远距离传动和控制。 在液压传动系统中，液流的压力是最基本的参数之一，执行元件的输出力或输出扭矩的大小，主要由供给的液压力所决定。为了对油液压力进行控制，并实现和提高系统的稳压、保压、减压、调压等性能或利用压力变化实现执行机构的顺序动作等，根据油液压力和控制机构弹簧力相平衡的工作原理，人们设计制造了各种压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用和安全保护作用。 定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。 安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10％～20％）。 实际应用中一般有：作卸荷阀用，作远程调压阀，作高低压多级控制阀，作顺序阀，用于产生背压（串在回油路上）。 溢流阀一般有两种结构：1、直动型溢流阀 2、先导型溢流阀 关键词：工作原理、实际应用、设计加工 A bstract Hydraulic transmission is airtight system using liquid pressure to deliver the power of the movement and a transfer mode. 液压阀块加工过程中的技术分析与工艺改进 [摘要]介绍了液压阀块的加工工艺，解决了液压阀在加工过程中所遇到的一些技术难点，通过对刀具及工艺的改进为企业提高了生产效率的同时降低了企业加工成本。 [关键词]液压阀块、加工中心、三坐标测量仪、滚压刀 一、简介 液压阀块在液压系统中的重要性已被越来越多的人们所认识，其应用范围也越来越广泛。液压阀块的使用不仅能简化液压系统的设计和安装，而且便于实现液压系统的集成化和标准化，有利于降低制造成本，提高精度和可靠性。随着液压系统复杂程度的提高，对液压阀块的要求也越来严格，提高了液压阀块生产制造和加工检验的难度，若加工工艺考虑不周，就会造成加工成本提高、原材料浪费、生产效率底等一系列问题。所以本文以一典型液压阀块为课题进行深入研究，对加工工艺、工装夹具、刀具选用等方面进行合理优化，从而发现并解决了液压阀块在生产中的效率底、成本高、尺寸精度不稳定等一系列难题。 二、液压阀块概述 2.1液压阀块的作用 液压阀是一种用压力油操作的自动化元件，它受配压阀压力油的控制，通常与电磁配压阀组合使用，可用于远距离控制水电站油、气、水管路系统的通断。而液压阀的核心部件即为液压阀块，液压阀块在液压阀中起到控制液流的方向、压力和流量的重要作用。 2.2加工精度 液压阀块上安装阀、法兰的表面粗糙度应达到Ra0.4，末端管接头的密封面的表面粗糙度应达到Ra3.2。另外，安装管接头的螺孔与其外贴合面之间的垂直度允差至少应为8级。阀块上所有螺孔应有加工精度要求，一般选7H，螺纹式插装阀的安装孔的加工精度应附合产品样本的要求，插装阀安装孔的粗糙度为Ra0.8，此外，还要有尺寸公差和形位公差要求。0型圈沟槽的表面粗糙度为Ra3.2，一般流道的表面粗糙度为Ra12.5。 2.3材料选择 高压阀块最好采用35 锻钢，一般的阀块采用A3钢或球墨铸铁，在用气割从板材上裁制阀块材料时，应留有足够的加工余量，最好将阀块的毛坯进行锻造后再加工。加工阀块的材料须要保证内部组织致密，不得有夹层、沙眼等缺陷，必要时应对毛坯探伤。铸铁块和较大的钢材块在加工前应进行时效处理和预处理。本文中的工件材料为QT400-18。 三、液压阀块加工难点分析 1 插装阀概述 二通插装阀就是插装阀基本组件(阀芯、阀套、弹簧与密封圈) 插到特别设计加工得阀体内,配以盖板、先导阀组成得一种多功能得复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口,故被称为二通插装阀,早期又称为逻辑阀。 1、１二通插装阀得特点 二通插装阀具有下列特点:流通能力大，压力损失小,适用于大流量液压系统;主阀芯行程短,动作灵敏,响应快,冲击小;抗油污能力强,对油液过滤精度无严格要求;结构简单,维修方便，故障少，寿命长;插件具有一阀多能得特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠;插件具有通用化、标准化、系列化程度很高得零件，可以组成集成化系统。 1、２二通插装阀得组成 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件与插装块体四部分组成。图1就是二通插装阀得典型结构。 图1二通插装阀得典型结构 控制盖板用以固定插装件,安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道,配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔:X、Y、Ｚ1、Z２与中心孔a（见图２)。由于盖板就是按通用性来设计得,具体运用到某个控制油路上有得孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错,盖板上得定位孔,起标定盖板方位得作用。另外,拆卸盖板之前就必须瞧清、记牢盖板得安装方法。 图２盖板控制油孔 先导控制元件称作先导阀,就是小通径得电磁换向阀。块体就是嵌入插装元件,安装控制盖板与其它控制阀、沟通主油路与控制油路得基础阀体。 插装元件由阀芯、阀套、弹簧以及密封件组成(图3)。每只插件有两个连接主油路得通口,阀芯得正面称为A口;阀芯环侧面得称作B口。阀芯开启，Ａ口与Ｂ口沟通;阀芯闭合,Ａ口与B口之间中断。因而插装阀得功能等同于2位2通阀。故称二通插装阀,简称插装阀。 插装阀设计注意的一些问题 1，两通插装阀特点：高压，大流量，响应快，液阻小，泄露小，抗污染强，一阀多用，便于集成易于优化。 2，油口：A为正向（底面），B为侧向，C为控制，A，B，C分别表示三个工作腔，有效工作面积为AA，AB，AC，压力表示为PA，PB，PC。 3，控制方式： A，内控简单，不用外加控制油即可自锁，但是C腔控制压力随A或B的压力而变化，当然其大小不可能超过主阀的工作压力，这样就不能保证主阀上下形成有效的压力差，阀芯关闭速度较慢，甚至影响阀的关闭。 B，外控取自插装阀的外部，优点是控制压力可以高于阀的工作腔压力，控制压力稳定，使主阀芯上下形成压差，阀关闭快而严，但是主阀没有自锁能力，容易受主油路压力变化影响造成阀反向开启，而且还需要单设的外部控制油源。 C，内外控制，兼有上面的优缺点。 4，两通插装阀的流动方向：可以从A口流向B口，也可以从B流向A，看压力高低而定，表面上两者没什么区别，但性能上有很大的不同，具体如下。 A，通油能力和开启压力不同：A腔与C腔的有效面积称为插装阀的面积比，对于方向控制插件一般面积比有：1:1, 1:1.05, 1:1.1, 1:1.16, 1:2（力士乐标法的不同，取的是B腔与C腔的面积比，但换算过来差不多），如ATOS的SCLI-*插芯。当面积比较大如1:1和1:1.05及1:1.1时，A腔具有较大的工作面积，显然A到B的流动流通能力大，液阻小，阀的开启压力也小，而B到A流动，B的工作腔面积小，流通能力小，开启压力高，可见这种大面积比的插装阀适宜从A到B的流动，而不适宜于B到A 的流动，把这种插芯称为A型插件，把小面积比如1:1.16及1:1.2称为B型插件，B型插件的B腔有效面积大，从B向A 流动时开启压力低，所以B型插件适宜从A到B和B到A的双向流动。 A型和B型插件相比，从A到B的流动时，A型插件的通流量一般要大于B型插件流量，大约大15~20%。对于B型插件作流量及方向阀使用时，起尾部可带缓冲头，这种结构的阀芯行程比不带缓冲头的阀芯行程长，通过的流量要小，大约小15%左右。 B，密封的影响：普通滑阀靠间隙密封，泄露量一般是额定流量的1%，插装阀靠锥面密封， 泄露量一般是额定流量的0.1%,，但要注意的是插装阀的密封与控制方式有关。 如果控制油从A口引出，阀芯关闭时，A口到B口之间由于线密封，可以避免阀的直接泄露，但存在向B口的泄露，即存在A-C-B之间的泄露。如果控制油从B口引出，因为B-C为一封闭结构，则避免了控制腔的内泄露。当采用外控方式，主油口A和B之间的泄露可以避免，但控制压力PC大于PB时，控制腔向B有泄露，对于要求高保压的系统，要考虑插装阀的泄露影响。 B，阀开关时间的影响：流动方向对阀的开关时间有较大的影响。 对于A型阀，如果选定A到B流动，控制油也从A引出，那么阀开启快但关闭慢，关闭慢是因为A型阀面积比大，A腔与C腔面积接近，而控制油又取自A腔，阀关闭时作用在阀芯的上下压差小，接近于平衡，阀芯关闭靠弹簧力，直到阀芯开口度减小到阀芯行程的10%时，A与B才形成明显的压差，这时阀的关闭速度才加快，同样是A型阀，如果从B到A流动，那么阀开启慢但关闭快，分析道理同前，因为压力油作用在面积小的B腔，阀芯形成较大的压差，关闭自然快，再加上弹簧力的作用促使阀快速关闭。 阀的关闭还有一个问题，当系统快速升压时，如果选定A到B的流动，因为A的面积大，接近C腔，当系统瞬时升压时，而控制腔的升压滞后于系统（因为控制有阻尼），就可能造成阀的瞬时开启，给系统带来影响，如果选定B到A的流动，那么可以避免，因为系统快速升压时可以靠C与B的面积差来弥补。 5，插装阀开关速度的调整：影响阀的关闭时间因素很多如阀的结构形式，控制方式，系统压力，阀流量，流动方向，控制压力，控制流量，弹簧力等，2通插装阀的开启和关闭时间不一样，关闭时间比开启时间 TJ系列插装阀 型号意义 TG…型控制盖板 技术规格 公称通径 /mm 16 25 32 40 50 63 80 100 125 160 流量 /（L/min ） △p <0.5MPa 160 400 600 1000 1500 2000 4000 7000 10000 16000 △p <0.1MPa 80 200 300 500 750 1000 2000 3500 5000 8000 最高工作压力/MPa 31.5 工作介质 矿物油、水-乙二醇等 介质温度范围/℃ -20～+70 介质粘度范围/（mm 2 /s ） 5～380（推荐13～54） 过滤精度/μm 25 生产厂 - 公称通径NG16253240506380100125160 b6585102125140180250300380480 d1H73245607590120145180225300 d2H7253445556890110135200270 d316253240506380100150200 d4 min16253240506380100125200 max203240506380100125150250 d5max46810101216203240 d6M8M12M16M20M20M30M24M30M36M42 d7H13466688101099 m1±0.246587085100125200245300400 m2±0.2253341505875----m3±0.2253341505875----m4±0.223293542.55062.5----m5±0.210.51617233038---- t1（上偏差为 +0.1，下偏差为 0） 43587087100130175210257370 t2（上偏差为 +0.1，下偏差为 0） 567285105122155205245300425 t311121315172025293145 t4 对d4min344452647295130155192268对d4max29.540.5485965.586.5120142180243 t520303030354040504050 t620253545453550636274 t72 2.5 2.534455 5.5 5.5 t82 2.5 2.53345578 t9min0.5 1.0 1.5 2.5 2.53 4.5 4.522 t1010101010101010101010 t11max2531425353755773--U0.030.030.030.050.050.050.050.050.050.05 W0.050.050.100.100.100.200.200.200.200.20Parker插装阀样本-流量阀FCsection
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