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卸荷�
閱讀�6904時間�2016-08-01 16:32:45

    卸荷閥是在一定條件下,能使液壓泵卸荷的閥� 卸荷閥通常是一個帶二位二通閥(常�電磁�)的溢流�,功能是不卸荷時用作�(shè)定系�(tǒng)(油泵)主壓�,當(dāng)卸荷狀�(tài)時(靠二位二通閥動作�(zhuǎn)換)壓力油直接返回油�,油泵壓力下降至近似為零,以實現(xiàn)一些回路控制和提高油泵壽命,減少功�。在回路中屬于并入回路的�減壓�用于�(diào)整執(zhí)行元件所需壓力,是串聯(lián)在回路中的,一般不能互換使��

原理

    卸荷溢流閥由溢流閥和單向閥組�。當(dāng)系統(tǒng)壓力�(dá)到溢流閥的開啟壓力時,溢流閥開啟,泵卸荷;當(dāng)系統(tǒng)壓力降至溢流閥的�(guān)閉壓力時,溢流閥�(guān)�,泵向系�(tǒng)加載。使泵卸荷時的壓力稱為卸荷壓�,使泵處于加載狀�(tài)的壓力稱為加載壓��

功能

    卸荷溢流閥的主要功能是自動控制泵的卸荷或加載。鑒于卸荷溢流閥的功�,要求卸荷壓力與加載壓力之間存在一定差別。差值過�,則泵的卸荷與加載動作過于頻�;差值過�,則系統(tǒng)壓力變化太大�

    加載壓力與卸荷壓力的差值是卸荷溢流閥的重要性能指標(biāo),一般加載壓力為卸荷壓力�85%左右。其性能與溢流閥相同�

    卸荷溢流閥的主要用途:

    a.蓄能器系�(tǒng)中泵的自動卸荷及加載�

    b.高低壓泵組合中大流量低壓泵的卸荷�

選用

    卸荷溢流閥主要用于裝有蓄能器的液壓回路中,當(dāng)蓄能器充液壓力達(dá)到閥的設(shè)定壓力時自動地使液壓泵卸荷。閥中有�(nèi)裝單向閥防止蓄能器中的帶壓油液倒流。此時由蓄能器維持對系統(tǒng)供油而泵卸荷,從而收到節(jié)能效�。當(dāng)蓄能器中油液壓力降至到閥�(shè)定壓力地85%左右�,閥又復(fù)�,液壓泵恢復(fù)向蓄能器充液�

    這種閥也可以用于雙泵高低壓回�。低壓時兩個泵同時向系�(tǒng)供油,高壓時此閥使大泵卸荷并把它與高壓部分隔開�

    用于蓄能器地閥與蓄能器之間地壓降不得超過�(shè)定壓力地10%。外泄式閥泄油口背壓不得超過�(shè)定壓力地2%�

�(shè)�

    多路組合換向�,由于結(jié)�(gòu)緊湊,便于集中操�,油路短,壓力損失小等優(yōu)�,在�(nóng)�(yè)�(jī)�、工程機(jī)械多�(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)中廣為應(yīng)用.多路組合換向閥又�(jīng)常與單向閥、液控單向閥、安全閥等組為一�,因此除了其換向功能之外,還具有使系�(tǒng)限壓、卸荷、執(zhí)行元件的鎖位等功�,特別是卸荷功能尤為重要.在�(nóng)�(yè)�(jī)械中,特別是�(lián)合收割機(jī)�,普遍使用多路組合換向閥,各�(zhí)行元件間斷工�,液壓系�(tǒng)�(jīng)常處于卸荷狀�(tài),卸荷性能的好壞對系統(tǒng)影響較大,如果卸荷壓力高,能量損失大,系�(tǒng)溫度升高,甚至使系統(tǒng)不能正常工作.因此有必要對其卸荷性能�(jìn)行分�,并合理地設(shè)計卸荷閥�

種類

    貫穿�

    卸荷通道和壓力閥分別�(shè)立.卸荷�,各�(lián)閥芯均處于中立位置,油源來油�(jīng)一條專用的貫穿各路閥的油道卸回油箱,卸荷油道貫穿各路換向閥.當(dāng)其中任一路閥工作時(即把此卸荷油道切斷).油源來油就從該路換向閥�(jìn)入所控制的執(zhí)行元�,工作壓力大小由圖中壓力閥限定.采用該種卸荷方式�(yōu)點是換向閥閥桿從中立位置→工作位置的移動過程�,卸荷油道是逐漸被關(guān)閉的,�(jìn)入執(zhí)行元件的油量逐漸增加,系�(tǒng)壓力逐漸升高,執(zhí)行元件啟動平�(wěn),無沖擊,而且有一定調(diào)速性能,壓力閥�(jié)�(gòu)簡單.其缺點是卸荷油道長,壓力損失大,尤其換向閥路數(shù)多時,弊端更為突�,該種卸荷方式多用于路數(shù)較少的場合.

    卸荷�

    該種卸荷方式又分兩種

    1、貫穿控制式卸荷閥卸�

    卸荷閥和安全閥為一�,組成先�(dǎo)式壓力閥,該閥即是卸荷閥又是安全閥,有時又是溢流閥.卸荷時其控制油道貫穿各路換向�,同前述卸荷油道.當(dāng)各路換向閥處于中立位置時,卸荷閥的控制油道(見圖1b和圖2)貫穿各路換向閥并與油箱連通.卸荷�,大部分油液卸荷,通道短,壓力損失低.任一路閥換向工作,便切斷控制油道,油源來油就從換向閥�(jìn)入執(zhí)行元件工作,其工作壓力大小由�(dǎo)閥控制.此時系統(tǒng)壓力為導(dǎo)閥調(diào)整壓力.該種卸荷方式,即使換向閥路數(shù)增加,只是控制油道增�,卸荷壓力增加不�,始終保持較低卸荷壓�,此種卸荷方式多用于手動換向�,卸荷可靠.

    2、電磁閥控制式卸荷閥卸荷

    該種卸荷方式與前種不同點是其控制油道與油箱通斷與否,由電磁閥控制,見圖1c,卸荷油道短,卸荷時壓力損失�,又便于自動控制,但卸荷的可靠性低,多用于電磁多路閥的場合�

�(shè)�

    工程上使用多路組合換向閥,就來看多為手動�,其卸荷方式多采用貫穿控制式卸荷閥卸�,卸荷閥�(jīng)常采用圖2的結(jié)�(gòu)形式,下面簡要介紹一下其�(shè)計方法.

    主閥�(jié)�(gòu)

    卸荷閥(又是安全閥)的主閥按配合形式不同可分為三級同�、二級同心和滑閥式三類.其中滑閥式結(jié)�(gòu)工作壓力�,控制壓力精度不�;三級同心結(jié)�(gòu)雖成熟,�(yīng)用較�,但與二級同心式比較,不及二級同心式動作靈敏,規(guī)格相同,行程相同�,二級同心結(jié)�(gòu)的通油能力�(yuǎn)大于三級同心�(jié)�(gòu);二級同心式控制壓力�(wěn)�,加工工藝性好,二級同心式�(yīng)用前景廣�,這里以二級同心結(jié)�(gòu),討論其�(jié)�(gòu)尺寸�(shè)計方法.

    尺寸

    1、閥的通徑D0

    通徑D0也是整個多路閥的�(jìn)口直徑,D0取的�,閥的結(jié)�(gòu)尺寸就大,不�(jīng)�(jì),D0取的�,油液流動不通暢,壓力損失大,容易發(fā)熱.�(yīng)使多路閥通過額定流量時其油液流速不超過允許��

    2、主閥座孔直徑D2

    適當(dāng)增大D2有利于提高閥的靈敏度,但過大會使閥不易穩(wěn)�,一般先根據(jù)�(jīng)驗公式確定主閥閥芯過流部分的直徑D1�

    3、主閥芯大直徑D

    根據(jù)一般資料和�(jīng)驗可�,適�(dāng)增加主閥芯大端直徑D,可以提高閥的靈敏度,降低閥的壓力超�(diào)�,可提高閥的開啟壓力,保證閥工作�(wěn)�,不過,D值過�,將使閥的結(jié)�(gòu)尺寸和閥芯質(zhì)量加�,主閥上腔容積增�,導(dǎo)致動�(tài)過程時間延長�

    太小又保證不了靜�(tài)特性要�,一般應(yīng)保證�

    4、主閥芯半錐角�

    5、主閥芯阻尼孔d0及長度l0

    主閥芯上阻尼孔d0

    越小,其長度l0越長,則節(jié)流與阻尼作用越顯�,閥的啟閉特性好,動�(tài)�(wěn)定性好,但閥芯動作滯后�,靈敏度降低,增加了動態(tài)壓力超調(diào)�,且易堵塞、工藝性也不好

    C1--主閥口的流量系數(shù)(無因次�,圖2�(jié)�(gòu)可取C1=0.78

    ρ―油液密度,�850�900kg/m3

    Px―卸荷壓�,通常取Px=(0.2�0.5)MPa

    6、主閥芯�(dǎo)向長度l

    增大主閥芯導(dǎo)向長度l,有利主閥芯工作穩(wěn)�,減少嘯叫和壓力振�,但過大,�(jié)�(gòu)尺寸增加.建議l1.2D

    7、導(dǎo)閥芯半錐角�

    �(dǎo)閥要求有良好的密封性,而且�(dǎo)閥流量增益太大對�(wěn)定性不�,故一般導(dǎo)閥半錐角α2取為20°�

    8、導(dǎo)閥座孔徑d,d1

    �(dǎo)閥座孔直徑d�,導(dǎo)閥芯工作�(wěn)定性好,則�(dǎo)閥彈簧力加大,結(jié)�(gòu)尺寸增大,一般取d=(2�5)d0;另�,d1對導(dǎo)閥動�(tài)特性影響較�,為使阻尼也起正常作�,設(shè)計中保證d>d1

    9、主閥彈簧的予壓量h1

    10、主閥彈簧剛度Ky

    11、導(dǎo)閥彈簧予壓量x10和剛度Kx

    可根�(jù)�(dǎo)閥欲開未開時�(dǎo)閥芯受力�(guān)系導(dǎo)��

討論

    卸荷閥同一般先�(dǎo)式溢流閥�(jié)�(gòu)原理一樣,在調(diào)試過程中,也存在嘯叫與壓力振擺現(xiàn)象.根據(jù)有關(guān)資料[3]介紹,產(chǎn)生壓力振擺主要原因:

    1)主閥芯�(dǎo)向長度太�,主閥芯工作中不�(wěn)�

    2)導(dǎo)閥的控制油路不應(yīng)由主閥上腔引出,該處壓力在主閥工作中就是變化的,隨流量變化而變�,必然引起壓力擺��

    3)導(dǎo)閥芯處于懸空狀�(tài),工作中要偏�,導(dǎo)閥口徑向間隙不均,必然產(chǎn)生嘯叫和振動�

    減少嘯叫和壓力振擺方�,應(yīng)保證零部件加工裝配質(zhì)量和合理的結(jié)�(gòu)參數(shù),適�(dāng)加長主閥芯導(dǎo)向長�,使�(dǎo)閥芯加上�(dǎo)向支承.

    先導(dǎo)壓力

    裝載�(jī)�(zhuǎn)向和工作裝置都是靠液壓系�(tǒng)來控制完成的,多�(shù)裝載�(jī)采用的是雙泵合流系統(tǒng)即在裝載�(jī)不轉(zhuǎn)向時�(zhuǎn)向液壓控制系�(tǒng)中轉(zhuǎn)向泵輸出的液壓油通過液壓閥強(qiáng)制的全部合流到工作液壓控制系�(tǒng)中去。該系統(tǒng)在裝載機(jī)收斗鏟掘物料時需要的是高壓力小流�,而裝載機(jī)工作液壓控制系統(tǒng)由定量泵提供的是高壓力大流量,因此有大量的液壓油通過溢流閥高壓溢流回油箱。這樣一來工作液壓控制系�(tǒng)的功率利用率�、能耗大、污染大,同時液壓系�(tǒng)的發(fā)熱導(dǎo)致液壓系�(tǒng)的熱平衡溫度過高,影響了液壓系統(tǒng)的可靠�,降低了裝載�(jī)作業(yè)時的牽引性能。徐工LW820G輪式裝載�(jī)�(zhuǎn)向系�(tǒng)采用的是雙泵合分流先�(dǎo)壓力卸荷液壓系統(tǒng),此系統(tǒng)包括全液壓轉(zhuǎn)向器、優(yōu)先型流量放大�、先�(dǎo)控制卸荷�、限位閥等組成,該系�(tǒng)的應(yīng)用大大改善了整機(jī)的性能,提高了整機(jī)的可靠性�

    特點

    1.利用較小流量的先導(dǎo)油推動流量放大閥的主閥芯移動,控制轉(zhuǎn)向泵過來的較大流量的壓力油�(jìn)入轉(zhuǎn)向油�,實�(xiàn)了以低壓小流量控制高壓大流量的目�,減輕操作者的勞動�(qiáng)��

    2.除�(yōu)先供�(yīng)�(zhuǎn)向系�(tǒng)�,還可以使轉(zhuǎn)向多余的油合流到工作系統(tǒng)去,實現(xiàn)了雙泵合�,降低了工作泵的排量,提高了可靠性,同時節(jié)約了能量和提高三項和性能�

    3.先�(dǎo)油控制的卸荷閥實�(xiàn)了在裝載�(jī)鏟掘作業(yè)時將�(zhuǎn)向泵來油直接低壓卸荷回油,提高了裝載�(jī)的牽引力,同時又能滿足鏟掘松土等作業(yè)時動臂快速提升的要求�

    4.通過卸荷閥的直接回油,降低了系統(tǒng)的發(fā)�,改善了系統(tǒng)的熱平衡,提高了系統(tǒng)的可靠��

工作原理

    1.系�(tǒng)組成

    在不同的工作狀�(tài)下,控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成有所不同�

    2.液壓系�(tǒng)工作原理�

    工作裝置控制系統(tǒng)由二個油泵供�,主泵為P7600-F100,用于控制動臂和鏟斗油缸的運(yùn)�,先�(dǎo)泵為P124一G16,用于控制比例先�(dǎo)�,�(jìn)而控制主換向閥芯的位�,達(dá)到控制動�、鏟斗油缸的工作速度。先�(dǎo)泵的油液首先�(jìn)入制動閥,在保證制動用油�,向先導(dǎo)系統(tǒng)提供操縱油源,此油液通過減壓閥減至先�(dǎo)控制系統(tǒng)所需的控制壓力后�(jìn)入控制油�,控制完成工作裝置的動作�

    拉動操作手柄向后移動,先�(dǎo)油�(jìn)入比例先�(dǎo)減壓閥,從比例先�(dǎo)減壓閥出來的先導(dǎo)油控制主換向閥閥芯的移動,使工作泵的來油�(jìn)入動臂油缸實�(xiàn)動臂上升。比例先�(dǎo)減壓閥的輸出壓力越大,控制主換向閥閥芯的位移越大,主換向閥通過的流量越大,動臂上升的速度越快。當(dāng)操作手柄拉至極限位置時,手柄中的限位電磁鐵通電,手柄在極限位置被吸合。動臂以的速度上升,當(dāng)升至動臂上位限位開關(guān)所限定的位置時,操作手柄限位電磁鐵斷電,手柄自動恢�(fù)到中�,動臂就可保持在所限定的位置。在動臂上升的過程中,若需要動臂在某一位置停留,則需將操作手柄退回中��

    在提升等作業(yè)�,先�(dǎo)控制卸荷閥的閥芯�(guān)閉,�(zhuǎn)向泵來的油打開單向閥合流到工作系�(tǒng),使工作裝置液壓油增�,滿足了該作�(yè)所需要的低壓大流量的要求,使動臂舉升等作�(yè)速度提高,作�(yè)周期縮短,是一種高效率性能極其顯著的先�(jìn)液壓系統(tǒng)�

    2�2鏟斗裝載

    搬動鏟斗控制手柄向右,從比例減壓閥輸出的控制壓力先導(dǎo)油控制主換向閥中的鏟斗控制閥�,使鏟斗油缸�(yùn)動,完成裝載動作�

    在挖掘、裝載作�(yè)�,先�(dǎo)控制油推動卸荷閥的閥芯移�,轉(zhuǎn)向泵來油通過開啟的卸荷閥的閥芯直接卸荷回油.使流向工作裝置的液壓油減�,減輕液壓負(fù)荷,此部分的功率被分配到�(qū)動輪�

    此時正滿足該作業(yè)所需要的高壓小流�、大牽引力的要求,這樣降低了系�(tǒng)的熱平衡溫度和功率損�,提高了�(jī)器的工作效率,提高了牽引�,使挖掘、裝載能力更�(qiáng)�

    先導(dǎo)控制卸荷閥能夠根�(jù)作業(yè)狀況自動實�(xiàn)雙泵合流、直接卸�,降低了系統(tǒng)溫升及功率損�,提高裝載機(jī)鏟掘時的牽引�;同時又能滿足裝載機(jī)鏟掘松士及提升等作業(yè)時,動臂快速提升的要求�

    先導(dǎo)控制卸荷閥中的電磁閥是一個可選件,選用時可以通過控制信號,實�(xiàn)自動卸油,操作者可以根�(jù)實際工況給電磁閥輸送一個電信號,使卸荷閥閥芯打開�(jìn)行卸油。本�(jī)沒用電信�,而是直接用先�(dǎo)油作為控制信號同樣取得了很好的效��

    徐工LW820G輪式裝載�(jī)是自主研制開�(fā)的產(chǎn)�,雙泵合分流及先�(dǎo)壓力卸荷技�(shù)該機(jī)上得到了成功的應(yīng)�,它以卓越的性能、高作業(yè)效率、以及良好的外觀造型贏得了贊�(yù)�

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