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。
表1 先导阀控制的滑阀机能
1YA 2YA 3YA 4YA 中位机能1YA 2YA 3YA 4YA 中位机能＋＋＋＋＋－＋－
＋＋＋－＋－－＋
＋＋－＋－＋＋＋
＋＋－－－＋＋－
＋－＋＋－＋－＋
－－＋＋－－＋－
＋－－－－－－＋
－＋－－－－－－
2.2 插装压力控制阀
对插装阀的x腔进行压力控制，便可构成压力控制阀。
1．作溢流阀或顺序阀
如图11a，在压力型插装阀芯的控制盖板上连接先导调压阀（溢流阀），当出油口接油箱，此阀起溢流阀作用；当出油口接另一工作油路，则为顺序阀。
2．作卸荷阀
如图11b连接二位二通换向阀，当电磁铁通电时，出口接油箱，则构成卸荷阀。
3．作减压阀
采用插装阀芯和溢流阀如图11c连接，则构成减压阀。液压油从P1流入P2流出，出口油液通过阀芯上的中心阻尼孔、盖板和先导阀接通。当减压阀出口的压力较小，不足以顶开先导阀芯时，主阀芯上的阻尼孔只起通油作用，使主阀芯上、下两腔的液压力相等，而上腔又有一个小弹簧作用，必使主阀芯处在下端极限位置，减压阀芯大开，不起减压作用；当压力增大到先导阀的开启压力时，先导阀打开，泄漏油液单独流回油箱，实行外泄。减压阀在调定压力下正常工作时，由于出口压力与先导阀溢流压力和主阀芯弹簧力的平衡作用，维持节流降压口为某定值。当出口压力增大，由于阻尼孔液流阻力的作用产生压力降，主阀芯所受的力不平衡，使阀芯上移，减小节流降压口，使节流降压作用增强；反之，出口的压力减小时，阀芯下移，增大节流降压口，使节流降压作用减弱，控制出口的压力维持在调定值。
2.3 插装流量控制阀
插装流量阀同样有节流阀和调速阀等型式。
1．作节流阀
在方向控制插装阀的盖板上安装阀芯行程调节器，调节阀芯和阀体间节流口的开度便可控制阀口的通流面积，起节流阀的作用，如图12a。实际应用时，起节流阀作用的插装阀芯一般采用滑阀结构，并
在阀芯上开节流沟槽。
2．作调速阀
插装式节流阀同样具有随负载变化流量不稳定的问题。如果采取措施保证节流阀的进、出口压力差恒定，则可实现调速阀功能。如图12b连接的减压阀和节流阀就起到这样的作用。
3 插装阀设计使用注意事项
1)插装阀在工作中，由于复位弹簧力较小，因此阀的状态主要决定于作用在A、B、X三腔的油液压力，而p A、p B由系统或负载决定。若采用外控(即控制油来自工作系统之外的其他油源)，则p x是可控的；若采用内控(即控制油来自工作系统本身)，则p x也将受到负载压力的影响。所以负载压力的变化及各种冲击压力的影响，对内控控制压力的干扰是难免的。因此，在进行插装阀系统设计时必须经过仔细分析计算，清楚了解整个工作循环中每个支路压力变化的情况，尤其注意分析动作转换过程冲击压力的干扰，特别是内控方式。须重视梭阀和单向阀的运用，否则将造成局部误动作或整个系统的瘫痪。
2)如果若干个插装阀共用一个回油或泄油管路，为了避免管路压力冲击引起意外的阀芯移位，应设置单独的回油或泄油管路。
3)应注意面积比、开启压力、开启速度及密封性对阀的工作影响。
4)由于插装阀回路均是由一个个独立的控制液阻组合而成，所以它们的动作一致性不可能像传统液压阀那样可靠。为此，应合理设计先导油路，并通过使用梭阀或单向阀等元件的技术措施，以避免出现瞬间路通而导致系统出现工作失常甚至瘫痪现象。
5)阀块又称集成块或通道块，它是安装插装元件、控制盖板及与外部管道连接的基础阀体。阀块中有插装元件的安装孔(也称插入孔)及主油路孔道和控制油路孔道，有安装控制盖板的加工平面、安装外部管道的加工平面及阀块的安装平面等。二通插装阀的安装连接尺寸及要求应符合国家标准(GB2877)。阀块可选用插装阀制造厂商的标准件，也可根据需要自行设计。
4 插装阀集成液压系统的油路标示与识图
插装阀构成的液压系统油路比一般系统要复杂，通过油路标示可较好地展示油路走向。
4.1 液压系统相关资料
某3150kN液压机插装阀系统如图13所示。系统包括五个插装阀集成块。
由F1、F2组成进油调压回路，F1为单向阀，用以防止系统中的油液向泵倒流，F2的先导溢流阀2用来调整系统压力，先导溢流阀1用于限制系统最高压力，缓冲阀3与电磁换向阀4配合，用于液压泵卸载、升压缓冲；
由F3、F4组成上缸上腔油液三通回路，先导溢流阀6为上缸上腔安全阀，缓冲阀7与电磁换向阀8配合，用于上缸上腔泄压缓冲；
由F5、F6组成上缸下腔油液三通回路，先导溢流阀11用于调整上缸下腔平衡压力，先导溢流阀10为上缸下腔安全阀；
由F7、F8组成下缸上腔油液三通回路，先导溢流阀15为下缸上腔安全阀，单向阀14用于下缸作液压垫时，活塞浮动下行时上腔补油；
由F9、F10组成下缸下腔油液三通回路，先导溢流阀18下缸下腔安全阀。
另外，进油主阀F3、F5、F7、F、9的控制油路上都有一个压力选择梭阀，用于保证锥阀关闭可靠，防止反压使之开启。
图13 3150kN液压机插装阀集成系统
系统实现上缸加压、下缸顶出自动工作循环的工作原理如下。
(1)启动按启动按钮，电磁铁全部处于失电状态，三位电磁阀4处于中位。插装阀F2控制腔经阀3、阀4与油箱连通，主阀开启。泵输出油液经阀F2流回油箱，泵空载启动。
(2)上缸快速下行电磁铁1Y、3Y、6Y得电，插装阀F2关闭，F3、
F6开启，泵向系统供油，输出油经阀Fl、F3进入上缸上腔。上缸下腔油液经阀F6快速排回油箱。于是液压机上滑块在自重作用下加速下行，上缸上腔产生负压，通过充液阀21从上部油箱充液。
(3)上缸减速下行当滑块下降至一定位置触动行程开关2s后，电磁铁6Y失电，7Y得电，插装阀F6控制腔与先导溢流阀11接通，阀F6在阀1 1的调定压力下溢流，上缸下腔产生一定背压。上缸上腔压力相应增高，充液阀21关闭。上缸上腔进油仅为泵的流量，滑块减速。
(4)上缸工作行程当上缸减速下行接近工件时，上缸上腔压力由压制负载决定，上缸上腔压力升高，变量泵输出流量自动减小。当压力升达先导溢流阀2调定压力时，泵的流量全部经阀F2溢流，滑块停止运动。
(5)保压当上缸上腔压力达到所要求的工作压力后，电接点压力表发信号，使电磁铁1Y、3Y、7Y全部失电，阀F3、F6关闭。上缸上腔闭锁，实现保压。同时阀F2开启，泵卸载。
(6)泄压上缸上腔保压一段时间后，时间继电器发信号，使电磁铁4Y得电，阀F4控制腔通过缓冲阀7及电磁换向阀8与油箱相通，由于缓冲阀7的作用，阀F4缓慢开启，从而实现上缸上腔无冲击泄压。
(7)上缸回程上缸上腔压力降至一定值后，电接点压力表发信号，使电磁铁2Y、5Y、4Y、12Y得电，插装阀砣关闭，阀F5、F4开启，充液阀21开启，压力油经阀F1、阀F5进入上缸下腔，上缸上腔油液经充液阀21和阀F4分别至上部油箱和主油箱。上缸实现回程。
(8)上缸停止当上缸回程到达上端点，行程开关1S发信号，使
全部电磁铁失电，阀F2开启，泵卸载。阀F5将上缸下腔封闭，上滑块停止运动。
(9)下缸顶出及退回令电磁铁2Y、9Y、10Y得电，插装阀F9、F8开启，压力油经阀F1、F9进入下缸下腔，下缸上腔油液经阀F8排回油箱，实现顶出。
令电磁铁9Y、10Y失电，2Y、8Y、11Y得电，插装阀F7、F10开启，压力油经阀F1、F7进入下缸上腔，下腔油液经阀F10排回油箱，实现退回。
表2为其电磁铁动作顺序表。
表2 3150KN液压机插装阀系统电磁铁动作顺序表
2 液压系统油路标示
插装式液压系统有一定的特殊性，识图与油路分析往往有困难。在此，根据上述资料，标示部分动作的油路，主进油路用粗实线与实箭头标示，主回油路用粗实线与虚箭头标示；控制油进油路用细虚线与实箭头标示，控制油路用细虚线与虚箭头标示；电磁铁得电用“+”标示。
图14所示为主缸快速下行时的油路，图15所示为主缸回程时的油路。其他动作的油路可参照这两图标示。
图14 主缸快速下行油路
图15 主缸回程油路
此压力机液压系统经油路标示后，油路走向、阀与缸的运动状态变得简明清晰，对维修人员安装调试、故障分析很有帮助。
5 插装阀的安装与拆卸
根据安装方式的不同，插装阀可以分为二通插装阀和螺纹插装阀。二通插装阀的安装方式是采用螺钉压入(或敲击滑入)阀块的插孔
里，只有开和关两种状态，也叫作逻辑阀，它的最小通径为16mm，
最大通径为160mm，常用通径为16mm、25mm、32mm、40mm、50mm、63mm、80mm、100mm、125mm、160mm，最高工作压力为42MPa，最大流量为25000L／min，适合于高压大流量的液压系统。螺纹插装阀的安装方式是采用螺纹直接旋入阀块的插孔里，所以又叫旋入式插装阀，它的最小通径为3mm，最大通径为32mm，常用通径为4mm、8mm、10mm、12mm、16mm、20mm，最高压力可达63MPa，最大流量达760L／min，适合于中高压中小流量的液压系统。目前，插装阀已广泛应用于工程机械中，在制造和维修工程机械的液压系统时离不开插装阀的安装，掌握其正确的安装方法才能确保液压系统的正常运行。
5.1 插装阀的安装
1）二通插装阀的安装
二通插装阀一般来说由插装组件、先导控制阀、控制盖板和集成阀块等组成，其典型结构如图16所示。插装组件1由阀芯、阀套、弹簧和固定密封组件等组成，可以是锥阀式结构，也可以是滑阀式结构，它的主要功能是控制主油路的通断、压力的高低和流量的大小。先导控制阀2是安装在控制盖板上(或集成阀块上)对插装组件1动作进行控制的小通径控制阀，主要包含DN6和DN10的电磁滑阀、电磁球阀、比例阀、可调阻尼器、缓冲器以及液控先导阀等，当主插件通径较大时，为了改善其动态特性，也可以用较小通径的插装件进行两级控制。控制盖板3是由盖板体、节流螺塞、先导控制元件及其他附件组成，主要功能是固定插装组件1，安装先导控制阀2和沟通阀
块内的控制油路。控制盖板可以分为方向控制盖板压力控制盖板和流量控制盖板3大类，当具有2种以上功能时，称为复合控制盖板。集成阀块4用来安装插装组件、控制盖板和其它控制阀，沟通主要油路。二通插装阀安装孔的连接尺寸标准为ISO7368，这个标准基本上是按德国DIN24342：1979标准制定的，我国国家标准GB 2877--1981等效采用了DIN24342：1979。
1．插装组件2．先导控制阀3．控制盖板4．集成阀块 1.1阀芯 1.2阀套 1.3弹簧 1.4固定密封组件
图16 二通插装阀的典型结构图
二通插装阀的结构形式多种多样，如图17所示。主要有REXROTH型结构(a)、PARKER型结构(b)、VICKERS型结构(c) 3种，这3种结构各有优缺点。
图17 插装阀的结构形式
在安装二通插装阀之前应该进行以下工作：
(1) 检查插孔的尺寸，如内径、各台阶的的深度、倒角等。
(2) 检查插孔的粗糙度，必须清除倒角处和交口处的棱角和毛刺，以免损伤插装组件的密封圈。
(3) 用专用的检具检查插孔的同心度。
(4) 检查各元件的型号及各密封圈，必要时进行拆洗、更换并进行性能测试。
(5) 清洁阀块各元件。
安装二通插装阀时，应先在插孔内和插装组件的外圈(特别是密封圈处)涂上润滑脂或机油，再把插装组件放入插孔内，用橡皮锤敲入或用盖板螺钉压入插孔内，用内六角螺钉把控制盖板固定，最后安装先导控制阀。内六角螺钉的拧紧力矩见表3。
安装二通插装阀时应该注意以下几点：
(1) 安装插装组件时注意不要漏装弹簧，密封圈和挡圈不要在装配的过程中被切坏。
(2) 安装控制盖板时一定要注意对齐油口或定位销的位置，固定螺钉必须采用高强度螺钉(10.9级或12.9级)。
(3) 如遇到插装组件的弹簧特别硬时，应先用长螺钉安装盖板，等压到合适的位置时再换用短螺钉安装。
表3 控制盖板用固定螺钉的拧紧力矩表
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
第五章习题答案 5-1 填空题 1.液压控制阀按连接方式不同，有（管式）、（板式及叠加式）、（插装式）三种连接。 2.单向阀的作用是（允许油液单方向通过），正向通油时应（压力损失要小），反向时（密封性要好）。 3.按阀芯运动的控制方式不同，换向阀可分为（手动）、（机动）、（电动或电磁）、（液动）和（电液动）换向阀。 4.电磁换向阀的电磁铁按所接电源的不同，可分为（直流电）和（交流电）两种。 5.液压系统中常见的溢流阀按结构分有（直动式）和（先导式）两种。前者一般用于（低压），后者一般用于（中、高压）。 6.压力继电器是一种能将（压力信号）转换为（电信号）的能量装置。 5-2 判断题 1.高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。（×） 2.节流阀和调速阀分别用于节流和调速，属于不同类型的阀。（×） 3.当顺序阀的出油口与油箱接通时，即成为卸荷阀。（×） 4.顺序阀和溢流阀在某些场合可以互换。（√） 5.背压阀是一种特殊的阀，不可用其它阀代替。（×） 6.通过节流阀的流量与节流阀的通流面积成正比，与阀两端的压力差大小无关。（×） 5-3 问答题 1.什么是三位换向阀的“中位机能”?有哪些常用的中位机能?中位机能的作用如何? 答：对于各种操纵方式的三位换向阀，阀芯在中间位置时各油口的连通方式，称为换向阀的中位机能。常用的中位机能有：O 、P 、Y、 H、M 、K 。中位机能的作用：满足液压系统提出的各种性能要求如：卸荷、保压、启动平稳性及液压缸浮动和任意位置停留等。 2.从结构原理和图形符号上，说明溢流阀、减压阀和顺序阀的异同点及各自的特点。 答：略 3.先导式溢流阀中的阻尼小孔起什么作用？是否可以将阻尼小孔加大或堵塞？ 答：产生压力降，从而使主阀芯动作。不可。 4.为什么说调速阀比节流阀的调速性能好?两种阀各用在什么场合较为合理? 答：调速阀比节流阀多了定差减压阀，油液流过时先经过减压阀产生一次压力降，并利用减压阀阀芯的自动调节，使节流阀前后的压力差保持不变，因而使通过节流阀的流量保持平稳，所以调速阀比节流阀的调速性能好。
中国地质大学 研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士日期:
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国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要：电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述，并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析，最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。关键词：电液比例插装阀；分类；产品现状；电液比例控制技术；发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract: Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products. This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized, and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation; electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品，能方便地和微机控制系统相结合，连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等，有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类，其阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用电──机械转换装置，将电信号转换为位移信号，按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件，它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点，并减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，在某些方而还有一定的性能差距，但它显著的优点是抗污染能力强，大大地减少了因污染所造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。另一方面比例阀的成本比伺服阀低，结构也简单，己在许多场合获得广泛应用。 比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表 1 三种阀类主要性能比较
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。
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。
二通插装阀和比例控制技术 在我国重大工程和装备中的应用 The Application of Two-Way Cartridge Valve and Proportional Control Technology in Domestic Key Projects and Machinery 中船重工上海７０４研究所黄人豪濮凤根 1 前言 电液比例和二通插装阀控制技术在20世纪的最后20年中得到了快速发展，被公认为现代液压技术最重要的进展和转折点。在这两项液压控制技术的发展历程中，长期后进的我国液压界，一改过去被动、落后和沉寂的表现，充当了紧跟技术发展前沿并不断有所创新的积极进取的角色。在路甬祥院士的带领和影响下，我国液压界产学研空前活跃，特别是电液比例和二通插装阀集成控制领域中，在自主产品研究开发、应用推广、理论学术和人才培养诸方面都取得了喜人进步，明显缩小了与发达国家的差距。在我国改革开放和持续发展的历史性机遇中，在一系列体现综合国力和核心竞争力的超大型国家级工程中，我国液压界独立自主地承担了关键技术装备的设计和制造任务，体现了与时代相适应的先进水平，极大地鼓舞和激励了液压界广大同仁在21世纪继续急起直追，努力使我国液压工业跻身于世界先进行列。 世纪之交，世界水利史上三大水电工程相继在我国开发建设。与此同时，我国冶金工业也经历了重大技术革新和进步，目前粗钢产量已雄居世界首位。非常荣幸的是，在一系列相关的重大工程和装备中都大规模地采用了液压技术特别是电液比例和二通插装阀控制技术，而笔者及同仁有幸直接参与，并在这里回顾和思考，愿同大家一起分享初步的成功，也希望同大家共同探讨我国液压工业的未来。2 液压技术的重要角色 在当今世界上一些著名的大型工程和装备中，液压技术充当了无可替代的关键角色，作者曾经撰文[1]概括重大工程和装备中大型液压系统的配置和特征。这些大型系统通常需要灵活可靠地控制成千上万吨级的巨大负载，液压系统的驱动功率通常在600kW以上甚至达到7000kW，液压泵供油流量超过1000L/min甚至高达150000L/min，相应的系统所用关键元件规格巨大，例如通常要采用规格NG40以上甚至NG160的二通插装阀，液压控制集成块的重量达到数吨之巨，相应的泵站油箱则达到了数万升之巨。 2.1 负载功率大、规格参数高，液压控制成为首选 表1列出了当今世界上若干典型的重大工程和装备中大型液压系统的特点。在大量的大中型工业和工程装备中液压系统的参数配置尽管规格不象表列那样庞大，但液压控制仍然是关键的首选技术，具有明显的技术优势。 2.2 目标要求高、综合复杂，电液比例和二通插装阀控制技术优势显著 重大工程和装备关系国计民生，投资决策和管理控制十分谨慎严格，在技术上更是要求先进与可靠、高效与安全以及经济合理并体现环保和可持续发展。重大工程和装备往往融合众多学科领域新技术特别是微电子和计算机信息技术，以及先进材料和工艺。 只有基于全局和综合的技术和管理的把握，
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。
中国地质大学研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士 日期:
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国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要：电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述，并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析，最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。 关键词：电液比例插装阀；分类；产品现状；电液比例控制技术；发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract:Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products.This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized,and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation;electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品，能方便地和微机控制系统相结合，连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等，有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类，其阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用电──机械转换装置，将电信号转换为位移信号，按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件，它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点，并减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，在某些方而还有一定的性能差距，但它显著的优点是抗污染能力强，大大地减少了因污染所造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。另一方面比例阀的成本比伺服阀低，结构也简单，己在许多场合获得广泛应用。比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表1 三种阀类主要性能比较
液压阀的连接方式有五种。 螺纹连接 阀体油口上带螺纹的阀称为管式阀。将管式阀的油口用螺纹管接头与管道连接，并由此固定在管路上。这种连接方式适用于小流量的简单液压系统。 其优点是：连接方式简单，布局方便，系统中各阀间油路一目了然。其缺点是：元件分散布置，所占空间较大，管路交错，接头繁多，不便于装卸维修。 (2)法兰连接 它是通过阀体上的螺钉孔(每油口多为4个螺钉孔)与管件端部的法兰，用螺钉连接在一起。这种阀称为法兰连接式阀。适用于通径32mm以上的大流量液压系统。 其优缺点与螺纹连接相同。 (3)板式连接 阀的各油口均布置在同一安装平面上，并留有连接螺钉孔，这种阀称为板式阀，如电磁换向阀多为板式阀。将板式阀用螺钉固定在与阀有对应油口的平板式或阀块式连接体上。其优点是：更换元件方便，不影响管路，并且有可能将阀集中布置。 与板式阀相连的连接体有连接板和集成块两种形式。 ①连接板。将板式阀固定在连接板上面，阀间油路在板后用管接头与管子连接。 ②集成块。集成块是一个正六面连接体。将板式阀用螺钉固定在集成块的三个侧面上，有时在阀与集成块间还可以用垫板安装一个简单的阀，如单向阀、节流阀等。剩余的一个侧面则安装油管，连接执行元件。集成块的上、下面是块与块的接合面，在各集成块的结合面上同一坐标位置的垂直方向钻有公共通油孔：压力油孔P、回油孔T、泄漏油孔L以及安装螺栓孔，有时还有测压油路孔。在集成块内打孔，沟通各阀组成回路。每个集成块与装在其周围的阀类元件构成一个集成块组，每个集成块组就是一个典型回路。 这种集成方式的优点是：结构紧凑，占地面积小，便于装卸和维修，可把液压系统的设计简化为集成块组的选择，因而得到广泛应用。 但它也有设计工作量大，加工复杂，不能随意修改系统等缺点。 叠加式连接将各种液压阀的上下面都做成像板式阀底面那样的连接面，相同规格的各种液压阀的连接面中，油口位置、螺钉孔位置、连接尺寸都相同(按相同规格的换向阀的连接尺寸确定)，这种阀称为叠加阀。按系统的要求，将相同规格的各种功能的叠加阀按一定次序叠加起来，即可组成叠加阀式液压装置。 叠加阀式液压装置的最下面一般为底板，底板上开有进油口P、回油口T及通往执行元件的油口A、B和压力表油口。一个叠加阀组一般控制一个执行元件。 若系统中有几个执行元件需要集中控制，可将几个垂直叠加阀组并排安放在多联底板上。用叠加阀组成的液压系统，元件间的连接不使用管子，也不使用其它形式的连接体，因而结构紧凑，体积小，系统的泄漏损失及压力损失较小，尤其是液压系统更改较方便、灵活。叠加阀为标准化元件，设计中仅需绘出叠加阀式液压系统原理图，即可进行组装，因而设计工作量小，应用广泛。 (5)插装式连接
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。
压力溢流和调节阀 要求快速响应、低泄漏量以及高抗污染能力的中位截止换向阀与变量泵系统，或中位连通换向阀与定量泵系统，如需要快速溢流，可考虑使用直动式溢流阀。在使用对称或不对称排量的液压执行器时，需考虑： 1)先导式溢流阀可进行精确压力调节 2) 直动式溢流阀具有响应快速、高抗污染性和低泄漏量3) 自动跳合溢流阀可减小热量损失(不能在负载压力保持系统中) 然而在不对称排量执行器或带泄油口马达系统中时，请谨慎使用溢流阀回路以避免气蚀和超压。 要求连续流量下高精确压力调 节的中位截止换向阀与定量泵 系统.可考虑采用先导式溢流阀 应用 设计构思和特点 2口直动式面积差限压插装溢流阀–RD*A Sun特有的RD*A型带面积差溢流阀的性能特点有： ? 相对平坦的压力上升特性(尤其在最大弹簧调节范围处。) ? 与先导式溢流阀相比，在相同物理尺寸下，其具有更高通流能力(25至200gpm[100至800L/min])。 ? 低滞回性(复位压力为设定压力的90%)，低泄漏量(10滴/ min)。 ? 采用了锥形阀座式设计，适用于负载压力保持系统。 ? 快速的启闭特性 (典型响应时间2 ms)。 ? 对油液温度和清洁度不敏感。 ? 油液低温能可靠关闭，油液高温下优异稳定性（无振荡）。? 可靠的结构设计可承受高压力冲击与背压。 ? 不适用于具有频繁压力变化要求的系统，因其承受压力时难以调节。 注意：查阅页5上通用溢流阀注意事项1，2，4 限压插装溢流阀与调压插装溢流阀 Sun限压溢流阀和调压溢流阀为常闭压力控制元件，当油液流经阀时，在输入口1与输出口2之间保持恒定的压差。Sun液压溢流阀调压范围可高达5000p s i(350b ar)(瞬间情况下可达6000p si [420bar])。(气控型的调压范围较低)。出厂前所有Sun溢流阀的出厂设定均在流量为4gpm(16L/min)下进行。 注意：所有Sun2口插装溢流阀(除用于控制先导流量的溢流阀外)均可进行互换(例如给定基本尺寸下，油路和插孔相同)。直动式限压溢流阀 响应迅速，常用于： ? 在泵输出液流间歇性堵塞时保护定量泵和换向阀。 ? 配合压力补偿泵，抑制压力冲击。 ? 在启停大惯性负载时，保护液压执行器(液压缸和液压马达)不受压力冲击影响。 先导式[二级]调压溢流阀 较直动式具有更平坦的压力调节特性，但其快速性略小。它在第二级油路前配置有机构用来保护节流口不受油液污染影响。常用于： ? 可在大范围内连续可变地调节流量，以此产生恒定压力。 该图仅为说明， 并非实际回路 泵一侧 执行器一侧
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
实验报告6：两缸起重设备液压系统装调 一、实验描述 通过对典型液压系统——两缸起重设备液压系统装调分析实验，学会根据控制要求进行液压系统图的设计，合理选择液压元器件并进行组装，对液压系统进行分析，并通过虚拟实验培养学生的计算机操作能力。 二、实验目标 （1）正确选取液压元器件； （2）准确进行元件的连接、回路的组建，组装两缸起重设备液压系统； （3）对两缸起重设备液压系统运行进行分析。 三、实验分析 在两缸起重设备液压系统中，在运动中两个工作液压缸必须保证严格相同的位移量，即组建一个同步回路。可以利用一个分流阀和两个单向阀来设计液压回路，如下图所示：
图1 两缸起重设备液压系统原理图 1—液压泵站 2—二位四通手动换向阀 3，5—单向阀 4—分流阀 6，7—液压缸 分流阀4又称同步阀，其作用是使液压系统中由同一油源向两个以上执行元件供应相同的流量（等量分流），或按一定比例向两个以上执行元件供应相同的流量（比例分流），以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。 ?当二位四通手动换向阀2工作于左位时，压力油从分流阀的P口进入阀，由阀芯保证的分别从A口、B口流出的油液进入液压缸2的无杆腔(缸的底部)，由
于流量相同、液压缸结构相同，从使两个液压缸的工作速度相同、位移量相同，直至液压缸升到最上端； ?当二位四通手动换向阀2工作于右位时，压力油直接进入两个液压缸的有杆腔(缸的上部)，回油分别经过两个单向阀直接回到油箱。 四、实验实施 实验室操作演示 五、实验总结 本次实验的特点主要是利用分流阀保证两个液压缸的同步工作，仔细观察可以发现两个液压缸的上升速度是同步的，但下降速度及位移就不再是同步的。这主要是分流阀特性所保证的，若要求回程也必须同步，则应该使用分流集流阀。 （一）分流集流阀也称速度同步阀，是液压阀中分流阀，集流阀，单向分流阀，单向集流阀和比例分流阀的总称.同步阀主要是应用于双缸及多缸同步控制液压系统中。通常实现同步运动的方法很多，但其中以采用分流集流阀－同步阀的同步控制液压系统具有结构简单、成本低、制造容易、可靠性强等许多优点，因而同步阀在液压系统
液压阀 1.1液压阀的作用 液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。这就是说，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基本共同之点的。例如： （1）在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成。 （2）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。 1.2液压阀的分类 液压阀可按不同的特征进行分类，如表5—1所示。 表5—1 液压阀的分类
（4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。 今天学习的主要是萨奥的插装阀： 插装阀 插装阀也称为插装式锥阀或逻辑阀。它是一种结构 简单，标准化、通用化程度高，通油能力大，液阻 小，密封性能和动态特性好的新型液压控制阀。目 前在液压压力机、塑料成形机械、压铸机等高压大 流量系统中应用很广泛。生产插装阀的知名厂商有：Parker 美国派克，DENISON 美国丹尼逊， VICKERS 美国威格士等。 插装阀在流体控制功能的领域的使用种类比较广泛，已应用的元件有是电磁换向阀，单向阀，溢流阀，减压阀，流量控制阀和顺序阀。通用性在流体动力回路设计和机械实用性的延伸，充分展示了插装阀对系统设计者和应用者的重要性。由于其装配过程的通用性、阀孔规格的通用性、互换性的特点，使用插装阀完全可以实现完善的设计配置，也使插装阀广泛地应用于各种液压机械。 一、单向阀 液压系统中常见的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 1.普通单向阀 普通单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。(a)结构图(b)职能符号图1—阀体2—阀芯3—弹簧 2.液控单向阀 常见得应用： （1）低压安全阀
分流集流阀 简介 也称速度同步阀，是中分流阀，集流阀，单向分流阀，单向集流阀和比例分流阀的总称.同步阀主要是应用于双缸及多缸同步控制液压系统中。通常实现同步运动的方法很多，但其中以采用分流集流阀－同步阀的同步控制液压系统具有结构简单、成本低、制造容易、可靠性强等许多优点，因而同步阀在液压系统中得到了广泛的应用。分流集流阀的同步是速度同步，当两油缸或多个油缸分别承受不同的负载时，分流集流阀仍能保证其同步运动。 作用
分流阀的作用是使中由同一个油源向两个以上执行元件供应相同的流量(等量分流)，或按一定比例向两个执行元件供应流量(比例分流)，以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。 集流阀的作用，则是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。它们的如图所示。 原理 1、分流阀(flow divider) 图（a）所示为等量分流阀的结构原理图，它可以看作是由两个串联减压式流量结合为一体构成的。该阀采用“流量-压差-力”，用两个面积相等的固定节流孔1、2作为流量一次，作用是将两路负载流量Q1、Q2分别转化为对应的压差值ΔP1和ΔP2。代表两路负载流量Q1和Q2大小的压差值ΔP1和ΔP2同时反馈到公共的芯6上，相互比较后驱动减压来调节Q1和Q2大小，使之趋于相等。
图为分流阀的工作原理 (a)分流阀的结构原理图；(b)节流边设计在内侧的分流阀；(c)节流边设计在外侧的分流阀 1、2-固定节流孔；3、4-减压阀的可变节流口；5-；6-减压阀；7-弹簧 工作时，设阀的进口油液压力为P0，流量为Q0，进入阀后分两路分别通过两个面积相等的固定节流孔1、2，分别进入减压阀芯环形槽a和b，然后由两减压阀口（可变节流口）3、4经出油口I和Ⅱ通往两个执行元件，两执行元件的负载流量分别为Q1、Q2，负载压力分别为P3、P4。如果两执行元件的负载相等，则分流阀的出口压力P3＝ P4，因为阀中两支的尺寸完全对称，所以输出流量亦对称，Q1=Q2=Q0/2，且P1=P2。当由于负载不对称而出现P3≠P4，且设P3>P4时，Q1必定小于Q2，导致固定节流孔1、2的压差ΔP1<ΔP2，P1>P2，此压差反馈至减压阀芯6的两端后使阀芯在不对称液压力的作用下左移，使可变节流口3增大，节流口4减小，从而使Q1增大，Q2减小，直到Q1≈Q2为止，阀芯才在一个新的平衡位置上稳定下来。即输往两个执行元件的流量相等，当两执行元件尺寸完全相同时，运动速度将同步。