【正文】 成 插裝件由彈簧 閥芯 閥套 3及密封件 4等組成，構(gòu)成插裝閥的基本單元 (邏輯單元 )，如圖 5—3 1 7所示，閥芯與閥套構(gòu)成一個(gè)座閥式閥，關(guān)閉時(shí)密封性能好。 目前國(guó)內(nèi)外的插裝件使用面積比大小的選擇來(lái)取代上述三個(gè)面積的選擇，以決定何種數(shù)值的面積比 適用于方向控制、壓力控制和流 量控制，換言之，方向控制、壓 力控制和流量控制的插裝件中， 采用著合適的不同的面積比。一般控制油引自 A腔的內(nèi)控式閥宜用于 A→ B的油流；引自 B腔的內(nèi)控式閥宜用于控制 B→ A的油流。 面積比 (AA:Ax)接近于 1(如 1:)的插裝件一般也只適用于內(nèi)流式，如果用于外流式 (B → A)，則閥的開啟壓力將很大。 有時(shí)候并不需要彈簧力也能實(shí)現(xiàn)“常開”或“常閉”，這需要控制蓋板與先導(dǎo)閥的配合。 (3)集成塊 (通道塊 ) 用來(lái)安裝插裝件、控制蓋板和其他控制閥，是溝通主油路和控制油路的塊體。 通道塊上每一插裝件的加工安裝尺寸也已國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，全世界通用。 (1)方向控制 利用單個(gè)或幾個(gè)插裝件和先導(dǎo)控制部分 (控制蓋板與先導(dǎo)閥 )的不同組合方式，可組成類似與常規(guī)方向控制閥中的單向閥、液控單向閥、液動(dòng)換向閥及電液動(dòng)換向閥的插裝閥品種，并且構(gòu)成換向閥的“位”與“通”及各種不同中位機(jī)能的控制形式。圖 5—327為用梭閥構(gòu)成的液控單向閥的例子。如果控制油來(lái)自閥外部或者由單獨(dú)小流量泵供給 [圖 6—124(a)(b)]，就為一個(gè)外控式電液動(dòng)二位二通邏輯閥；若控制油 X來(lái)自 A腔或 B腔 [圖6一 124(c)(d)]，就是一個(gè)內(nèi)控式二位二通邏輯閥。 插裝閥具體實(shí)施圖 3)兩位四通電液邏輯換向閥 用四個(gè)邏輯單元控制主油路的四個(gè)工作腔 P、 A、 B、 T， X口并聯(lián)后用一個(gè)兩位四通先導(dǎo)電磁閥控制，可構(gòu)成二位四通電液邏輯閥 (圖 6一 12圖 6一 130)。 四位四通插裝換向閥 ③設(shè)有梭閥的電液換向閥 為了防止液壓系統(tǒng)工作過(guò)程中對(duì)控制壓力油出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，常在控制油路中增設(shè)梭閥的先導(dǎo)控制油路，以保證控制油的控制壓力，使控制壓力油總?cè)∽詨毫ψ罡咛?，如圖 5330所示。 ②電磁溢流閥功能 圖 5—333為美國(guó)派克公司的 DAV系列電磁溢流閥插裝閥結(jié)構(gòu)例。泵的出口與 A口相連， B口與油箱相連，控制油從 X口進(jìn)入。 (4)主動(dòng)控制的插裝閥 在使用插裝閥的液壓系統(tǒng)中，為了安全，插裝閥或關(guān)或開要相對(duì)程度的可靠。并且采取嚴(yán)格的密封措施，真正能做到可靠地開閥與關(guān)閥，以及絕對(duì)無(wú)泄漏。兩者安裝形式也有區(qū)別，一為蓋板固定，一為螺紋連接。 一般控制活塞面積為單向閥閥座面積的 4倍，因而控制壓力至少應(yīng)大于油壓力 (B腔 )的 1／ 4以上，方可打開閥芯，實(shí)現(xiàn)反向流動(dòng)。 而當(dāng)電磁鐵線圈通電時(shí)，鐵心被電磁鐵線圈吸合壓縮彈簧而上抬，圖 (a)與圖 (b)的閥芯隨鐵心的上抬而上升，圖 (a)中 A與 B的通路被打開，可實(shí)現(xiàn) A ? B之間的油液流動(dòng)，圖 (b)中 A與Ｂ之間的通路則被關(guān)閉而截止。 ④手動(dòng)換向閥與液動(dòng)換向閥 圖 5－ 365(a)為二位三通手動(dòng)轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)原理圖。 ， a孔與 A口對(duì)正， C口被封閉，實(shí)現(xiàn) B → A的流動(dòng)。 圖 5—366(a)為高壓優(yōu)先梭閥，它是個(gè)三油口的球閥。 圖 5－ 367中圖 (a)為直動(dòng)式，圖 (c)為先導(dǎo)式，圖 (d)為雙向溢流閥。 圖 5－ 368(b)為單向順序閥的結(jié)構(gòu)原理圖。 ③卸荷閥 如圖 5—369所示，當(dāng)外控油口 K未通人控制壓力油時(shí)，閥芯在彈簧力作用下處于圖示的下端位置，壓力油口與回油箱口 T不通；當(dāng) K口通人足夠壓力的控制油時(shí)。 ⑤平衡閥 (圖 5—371) 它用在垂直安裝的液壓缸 (例如液壓起重機(jī)、汽車吊等 )的下油路上。 (3)螺紋式流量控制插裝閥 ①節(jié)流閥與單向節(jié)流閥 圖 5—3 7 2所示為節(jié)流閥結(jié)構(gòu)原理圖。 ②壓力補(bǔ)償型定流量閥 (調(diào)速閥 ) 圖 5—374為壓力補(bǔ)償型定流量閥結(jié)構(gòu)原理圖。產(chǎn)生故障的原因和排除方法也著眼于這四個(gè)地方。 (2)插裝閥的安裝及使用注意事項(xiàng) ① 在設(shè)計(jì)插裝閥系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意負(fù)載壓力的變化以及沖擊壓力對(duì)插裝閥的影響，采取相應(yīng)的措施，如增加梭閥和單向閥等。 插裝單元主要故障 ① 失去“開”和“關(guān)”的功能。 故障分析：如圖 1—1 2 1所示，當(dāng) 1 YA與 2 YA均斷電時(shí)，兩個(gè)插裝單元的控制腔 X1 X2：均與控制油接通，此時(shí)兩個(gè)插裝單元應(yīng)關(guān)閉。 插裝單元主要故障 (3)不能封閉保玉 。閥芯與閥套的配合錐面不密合；閥套外圓柱面上的 O形圈失效。 外泄漏的原因： 先導(dǎo)控制閥與插裝單元之間的結(jié)合向密封件損壞。通常比例閥用在開環(huán)控制的液壓系統(tǒng)中。因此近些年來(lái)比例控制閥得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 電液比例控制閥的優(yōu)點(diǎn)有 ① 能簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)自控、遙控、程序控制及初級(jí)的適應(yīng)控制，解決了液壓與 PC或 CPU的連接問題，即與程控器或電腦的連接問題；但一般比例閥多用于開環(huán)控制系統(tǒng)。 ⑤ 使用條件、維修保養(yǎng)與普通液壓閥相同，耐污染。 ② 比例流量閥 包括比例節(jié)流閥、比例調(diào)速閥、比例單向調(diào)速閥等，也為單參數(shù)控制閥。另外又由于組合了壓力閥，還可用來(lái)控制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，實(shí)現(xiàn)多種控制機(jī)能。 ① 電磁式 是指采用比例電磁鐵作為電一機(jī)械轉(zhuǎn)換元件的比例閥。 ③ 電液式 是指采用力矩馬達(dá)和噴嘴一擋板的結(jié)構(gòu)為先導(dǎo)控制級(jí)的比例閥。 (4)按帶與不帶位移傳感器分類 帶位移傳感器的能實(shí)現(xiàn)閥的位移閉環(huán)控制，且其穩(wěn)態(tài)誤差 (滯環(huán)、回差、靈敏度 )好于不帶位移傳感器 (電反饋 )的伺服閥。錐底式比盆底式可得到更大的吸力，而盆底式更容易滿足比例閥所提出的基本要求。常用于比例閥的先導(dǎo)級(jí) ——直動(dòng)式比例調(diào)壓 (溢流 )閥。 ② 位置調(diào)節(jié)型比例電磁鐵 圖 5421為帶位移傳感器的比例電磁鐵結(jié)構(gòu)圖。 這種比例電磁鐵在比例 方向閥采用三通插裝閥結(jié)構(gòu) 時(shí)使用。 比例溢流閥控制原理 直動(dòng)式比例溢流閥單獨(dú)使用時(shí)不太多，常用來(lái)作為先導(dǎo)式壓力閥的先導(dǎo)閥用，因?yàn)槌Ｓ脕?lái)調(diào)節(jié)先導(dǎo)式壓力閥工作壓力的大小，所以又稱為比例調(diào)壓閥。直動(dòng)式比例溢流閥在結(jié)構(gòu)上由比例電磁鐵和液壓閥兩部分組成，屬單級(jí)控制的比例壓力閥。工作前應(yīng)先松開左端放氣螺釘放氣，以保證工作過(guò)程中不至于因空氣而產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)。一方面比例電磁鐵的線圈通電后電磁力使銜鐵運(yùn)動(dòng)，通過(guò)推桿直接將力作用在彈簧座上，再通過(guò)傳力彈簧作用在錐閥上；另一方面位移傳感器檢測(cè)出銜鐵的實(shí)際位置 (彈簧座的位置 )，并反饋到比例放大器，與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，構(gòu)成閉環(huán)控制。這種閥由比例電磁鐵 3的先導(dǎo)閥 1和內(nèi)裝有主閥芯 (錐閥、二級(jí)同心式 )6的主閥組成。主閥采用插裝閥的結(jié)構(gòu)。 (2)比例減壓閥 ① 工作原理 與普通減壓閥一樣，比例減壓閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式、二通式和三通式之分。 二通式的缺點(diǎn)為：當(dāng)出口壓力油 p2因某種原因壓力突然升高時(shí)，升高壓力油經(jīng) k油道推動(dòng)閥芯左行，有可能全關(guān)減壓口，造成 p2更升高而可能發(fā)生危險(xiǎn)。 德國(guó)力士樂公司生產(chǎn)的 DREM(DRE型 )先導(dǎo)式比例減壓閥結(jié)構(gòu) 德國(guó)力士樂公司產(chǎn)的 DRE型 先導(dǎo)式比例減壓閥的結(jié)構(gòu) 圖 5—438(a)為德國(guó)力士樂公司產(chǎn)的 DRE型二通帶先導(dǎo)流量穩(wěn)定器的先導(dǎo)式比例減壓閥的結(jié)構(gòu)例。 常閉式的比例減壓閥 傳統(tǒng)形式的減壓閥其減壓口均為常開的，這類閥存在啟動(dòng)時(shí)出口壓力超調(diào)量 (階躍響應(yīng) )大的缺點(diǎn)，為此出現(xiàn)了常閉式的比例減壓閥。來(lái)自進(jìn)口 B的控制油經(jīng)通道 a、流量穩(wěn)定器的固定阻尼 R1，和可變阻尼 R2作用在先導(dǎo)錐閥左端，比例電磁鐵通人電流產(chǎn)生的力作用在先導(dǎo)錐閥的右端，二力的平衡與否決定著主閥出口 A所調(diào)壓力的大小和壓力的穩(wěn)定性。 電子板中的最小和最大電位器可以設(shè)定出口最低壓力和最高壓力，設(shè)定的壓力范圍對(duì)應(yīng)于指令輸入信號(hào)的整個(gè)量程。 德國(guó)力士樂公司的 3DREP6型 比例減壓閥 該閥由比例電磁鐵 1和 雙減壓閥芯 4及壓力控制閥芯 5和 閥體 3等組成。 帶壓力補(bǔ)償裝置或者流量反饋元件的稱為比例調(diào)速閥或比例流量閥，以示與比例節(jié)流閥的區(qū)別。 比例流量閥可與比例壓力閥等構(gòu)成比例壓力流量復(fù)合閥，例如 PQ閥等。 帶集成放大器電子板的位移電 反饋直動(dòng)式比例節(jié)流閥的結(jié)構(gòu) 圖 5448為德國(guó)博世公司帶集成放大器電子板的位移電反饋直動(dòng)式比例節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)例。 圖 5—449為位移力反饋型先導(dǎo)式比例節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)原理圖。主閥芯的位移決定了 A、 B之間節(jié)流口開度大小。它與圖 5282的區(qū)別僅在于將原來(lái)的調(diào)節(jié)節(jié)流閥閥口開度大小的手柄 1，此處改為比例電磁鐵而已。這種閥可以構(gòu)成壓差補(bǔ)償型二通比例流量閥，也可以構(gòu)成負(fù)載適應(yīng)型三通比例流量閥。然而比例方向閥除了能按輸入電流的極性和大小控制液流的方向外。 比例方向閥與普通換向閥不同點(diǎn) ① 開關(guān)型電磁換向閥由電磁鐵通斷電來(lái)連通不同的油口實(shí)現(xiàn)液流方向的切換； ② 帶有單個(gè)比例電磁鐵結(jié)構(gòu)的比例方向閥則是在比例放大器通電時(shí)，先將主控閥芯移到行程中點(diǎn)，與信號(hào)的中間值相對(duì)應(yīng)，然后根據(jù)信號(hào)偏離信號(hào)中點(diǎn)的情況來(lái)連通不同的油口實(shí)現(xiàn)液流方向的切換； ③ 帶有雙比例電磁鐵結(jié)構(gòu)的比例方向閥是先由放大器中的極性判別電路選通不同的控制通道去控制相應(yīng)的比例電磁鐵，以此來(lái)連通不同的油口，實(shí)現(xiàn)液流方向的切換。其中，帶內(nèi)部反饋閉環(huán)的比例方向閥又有位移一電反饋、位移力反饋和直接位置反饋等形式。 圖 5459為行程控制型直動(dòng)式比例方向常流閥的結(jié)構(gòu)例。不帶反饋的為位置開環(huán)控制系統(tǒng)，不檢測(cè)主閥芯的位移和輸出參數(shù)并無(wú)反饋動(dòng)作。 A．減壓型先導(dǎo)級(jí)的兩級(jí)比例方向閥 如圖 5 4 6 3所示，先導(dǎo)閥為雙向比例減壓閥。 這種比例方向節(jié)流閥與上述的位移一電反饋比例方向流量閥相比較，除了在主閥芯上采用位移一電反饋之外，在先導(dǎo)級(jí)上也裝上位移傳感器。 圖 5—46 7為壓力補(bǔ)償比例方向流量閥用于控制液壓缸工作的例子。 日本大京公司的 KL型比例方向流量閥也屬于這種先導(dǎo)式比例方向流量閥。其實(shí)上述的比例方向流量閥可以對(duì)方向和流量?jī)蓚€(gè)參數(shù)進(jìn)行控制．所以便是比例復(fù)合閥。電液伺服閥輸入信號(hào)功率很小 (通常僅有幾十毫瓦 )，功率放大系數(shù)高，能夠?qū)敵隽髁亢蛪毫M(jìn)行連續(xù)雙向控制。 一、工作原理及組成 1．基本組成與控制機(jī)理 電液伺服閥是一種自動(dòng)控制閥，它既是電液轉(zhuǎn)換組件，又是功率放大組件，其功用是將小功率的模擬量電信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換為隨電信號(hào)大小和極性變化、且快速響應(yīng)的大功率液壓能 [流量 (或 )和壓力 ]輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓執(zhí)行器位移 (或轉(zhuǎn)速 )、速度 (或角速度 )、加速度 (或角加速度 )和力 (或轉(zhuǎn)矩 )的控制。力馬達(dá)是一種直線運(yùn)動(dòng)電氣一機(jī)械轉(zhuǎn)換器，而力矩馬達(dá)則是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電氣一機(jī)械轉(zhuǎn)換器。m。動(dòng)圈式力馬達(dá)和力矩馬達(dá)的工作原理是位于磁場(chǎng)中的載流導(dǎo)體 (即動(dòng)圈 )受力作用。 3 伺服閥的結(jié)構(gòu)原理 (1)前置級(jí) ①噴嘴擋板式 噴嘴擋板式閥的結(jié)構(gòu)原理如圖 5390所示，分單噴嘴和雙噴嘴兩種形式。單噴嘴擋板閥是三通閥，只能用來(lái)控制差動(dòng)缸 『 圖 5—390(a)]。單噴嘴擋板閥對(duì)缸的控制見圖 5—391。 ②射流管式 如圖 5392所示，它由射流管 接受器 2組成。噴射流的動(dòng)能被接收孔接收后，又將其動(dòng)量轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽挂簤焊啄墚a(chǎn)生向 左或向右的運(yùn)動(dòng)。所需操作力小，有失效對(duì)中能力。 (2)功率級(jí) (主閥 ) ①滑閥式 伺服閥的功率級(jí)主閥都為滑閥式，當(dāng)然滑閥式也可作為放大級(jí)用于三級(jí)伺服閥的前置級(jí)中。如圖所示 滑閥式伺服閥的開口 滑閥式伺服閥的零位開口 (預(yù)開口 )有負(fù)開口、零開口和正開口三種預(yù)開口形式。 ②轉(zhuǎn)閥式 轉(zhuǎn)閥式一般作單級(jí)主級(jí)伺服閥用，而不作前置級(jí)用。 4 伺服閥的結(jié)構(gòu)例 伺服閥是低能量電氣信號(hào) (輸入 )與高水平液壓功率 (輸出 )之間的一種接口，伺服閥是電氣操作比例輸出的方向、流量和 (或 )壓力控制閥，與通斷式的電磁閥或電液閥不同。這種伺服閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于力矩馬達(dá)功率一般較小，擺動(dòng)角度小，定位剛度也差，因而一般只適用于中低壓 (7MPa以下 )、小流量和負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。兩級(jí)伺服閥由電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器、先導(dǎo)閥 (放大級(jí) )和主閥 (功率級(jí) )三部分構(gòu)成，三級(jí)伺服閥有兩個(gè)放