一种新型的预节流双向液压锁

一种新型的预节流双向液压锁
李 光,刘 忠,杨国平,杨务滋
An Ne w style Beforehand Throttle Bidirectional Hydraulic Lock
Li Guang,Liu Zhong,Yang Guo ping,Yang Wu zi
(中南工业大学机电工程学院液压工程机械研究所,湖南省长沙市 410083)
摘 要:在工程机械和起重运输机械液压系统中,如在支臂或支腿液压回路中,普遍采用了液压锁,该文指出了传统液压锁在工作中的缺陷与不足,并在此基础上研制了一种新颖的预节流双向液压锁。

关键词:液压系统;预节流;双向液压锁
中图分类号:TH137 5 文献标识码:B 文章编号:1000 4858(2001)05 0042 02
1 引言
在液压工程机械和起重运输机械的支腿或支臂液压系统中,广泛采用双向液压锁。

液压锁实际上是一种具有方向约束作用的液压阀。

目前,在工程实践应用中,国内外普遍采用普通双向液压锁、预卸压双向液压锁2种形式,这2种形式的液压锁的阀芯均为一台阶结构,为减小侧向液压卡紧力,有的阀芯和阀体配合部分开有平衡槽。

它们虽然具有良好的密封性能,能防止发生 退掉现象,但阀芯顶开锥阀时都有可能由于液动力的影响,使支腿或支臂收回或下降时出现断续运动或爬行现象,严重时造成振动和冲击,影响其工作的可靠性及安全性。

针对现有液压锁存在的问题,作者设计了一种能克服上述缺陷的新型预节流双向液压锁,以达到密封性能好、工作稳定、安全可靠的目的。

2 新型预节流双向液压锁结构原理
新型预节流双向液压锁的结构如图1所示。

在阀体7中安置有阀芯6,阀芯6为三台阶轴式结构,即在阀芯6的两端分别设置了3个台阶A1、B1、C1和A2、B2、C2;阀芯6中部即阀芯6和阀体7配合部分开有平衡槽,以便减小侧向液压卡紧力;并在轴端开有节流孔。

阀芯6两端沿轴线对称设置有弹簧2、锥阀座4、锥阀芯3和弹簧11、锥阀座9、锥阀芯10。

在锥阀
收稿日期:2000 12 04
基金项目:国家自然科学基金项目(59875085)
作者简介:李光(1963!),男,湖南株洲人,博士研究生,副教授,主要从事机械、液压方面教学和科研工作。

并作为静态特性曲线的横坐标,角位移传感器输出伺服机构角位移的电流信号作为纵坐标(D A 2)。

根据原系统的技术参数范围,设定输入、输出电流均在4~ 20mA范围(对应执行器输出角位移0∀~60∀)即可。

由图4可知,改造后的伺服执行器,其电流滞环由原来的5%降为2%,由伺服阀的阶跃特性曲线(图5)可求得改造后的伺服机构阶跃响应由0 68s减少为0 52s。

3 结论
1)用电反馈取代原设备上的机械反馈,一方面减少了反馈环节机械装置的质量,另一方面,消除了诸多中间环节的误差,从而提高了RD阀的快速性和控制精度,减少了转炉冶炼时的煤气泄漏,也使伺服执行器的结构更加简单。

2)电反馈环节的增益调节范围大,能方便地调节系统的开环增益,但必须选用具有适当增益的动圈式伺服阀,才能同时满足稳定性与精度的要求。

3)该设备使用两年来尚未出现故障,为企业创造了显著的经济效益。

4)对RD阀液压伺服机构所作的结构改进,降低了系统维护的难度和劳动强度。

5)利用新技术改造旧设备,是推动企业技术进步的一个重要途径。

#
42液压与气动2001年第5期
1、12 塞堵
2、11 弹簧
3、10 锥阀芯
4、9 锥阀座
5、8、14、16 油腔 6 阀芯
7 阀体 13 液压缸 15 手动换向阀
图1 新型预节流双向液压锁结构原理图
座4和锥阀座9的相对阀芯一端的中部分别沿阀芯轴线设置有通油口K1、K2,静止时锥阀芯3和锥阀芯10分别将通油口K1和K2关闭。

由阀芯6、阀体7、锥阀芯3、锥阀座4构成腔5,由阀芯6、阀体7、锥阀芯10以及锥阀座9构成腔8,腔5、腔8分别与换向阀15的油路相通;锥阀芯3与锥阀座4形成的油腔14和锥阀芯10与锥阀座9形成的油腔16分别与液压缸13的两腔相通;阀体7两端分别用塞堵1和塞堵12堵死。

当阀芯6的左腔(右腔)通压力油时,以最大开度打开左(右)边锥阀芯通油,同时,阀芯6向右(或左)运动,其右边台阶B2(或左边台阶B1)预先将右边锥阀座9的K2(或左边锥阀座4的K1)口封闭,然后其右边台阶C2 (或左边台阶C1)顶开右(或左)边锥阀芯,此时回油路的油只能通过阀芯6轴端的节流孔回油。

3 应用
在工程实际应用中,如液压挖掘机的支臂、液压凿岩台车的钻臂控制等液压系统(如图1所示),当换向阀15处于中位时,支臂(或钻臂)的液压缸处于锁止状态。

当换向阀15处于右位时,压力油经A口打开锥阀芯10,进入液压缸13的无杆腔,此时,液压锁的阀芯6在腔8压力油的作用下向左运动,阀芯6左边的台阶B1预先封闭左边锥阀座4的通油口K1,然后其台阶C1顶开左边锥阀芯3,使液压缸13的有杆腔能回油,由于其回油必须经过节流孔,抑制了液流速度,从而使支臂能平稳地向上运动,有效地防止了它在承重作业时发生的 疲软现象。

运动到位后,换向阀15又处于中位,双向液压锁的左右锥阀芯3、10分别将K1、K2口关闭,使支臂液压锁又处于锁止状态。

当换向阀处于左位时,压力油经B口打开锥阀芯3,进入液压缸的有杆腔,此时液压锁的阀芯6在腔5的压力油作用下向右运动,阀芯6右边的台阶B2预先封闭右边锥阀座9的通油口K2,然后其台阶C2顶开右边锥阀芯10,使液压缸13的无杆腔能回油,由于其回油必须经过节流孔,抑制了液流速度,所以支臂能平稳地下降,不会出现断续运动现象。

支臂下降后换向阀又处于中位,由于双向液压锁的作用,防止了发生 退掉现象。

4 结论
本文所研制的新型预节流双向液压锁在阀体中设置了三台阶轴式结构、和阀体相配合部分开有平衡槽、轴两端开有节流孔的阀芯,在阀芯两端设置了弹簧、锥阀芯、锥阀座,在阀芯、阀体、锥阀芯以及锥阀座之间有两腔,阀体两端用塞堵堵死,两腔分别与换向阀和液压缸的油路相通,系统只能通过阀芯轴端的节流孔回油。

从而一方面避免了支臂缸承重较大时加速下滑而产生断续运动;另一方面使支臂平稳地下降。

克服了现有双向液压锁因液动力使支臂产生的振动与冲击现象,运动时同样具有很好的密封效果,确保支臂可靠而安全的工作,从而改善了整台设备的工作性能。

参考文献:
[1] 徐元昌 流体传动与控制[M] 上海:同济大学出版社,
1998 83~85
[2] 杨务滋,刘 忠 预节流双向液压锁[P] 中国专利:
ZL97208080 5,1998 05 06
[3] 刘 忠 一种新颖的液压凿岩机工作参数调节方法[J]
工程机械,2000(4)
欢迎订阅∃液压与气动%杂志43
2001年第5期液压与气动。