2.4.3液压系统处于停止状态液压缸锁紧
栏目:行业动态 发布时间:2020-10-12

  电液推杆新型插装式组合阀研究_机械/仪表_工程科技_专业资料。第4期 机械设计与制造 2009年4月 Machinery Design&Manufacture 127 文章编号:1001—3997(2009)04-0127-03 :。一电液推杆新型插

  第4期 机械设计与制造 2009年4月 Machinery Design&Manufacture 127 文章编号:1001—3997(2009)04-0127-03 :。一电液推杆新型插装式组合阀研究 木 胡勇1李晓辉2 (t四川理工学院,自贡643000)(z自贡市农业机械研究所,自贡643000) The design of a new cartridge combination valve of putters controlled by electronic-hydraulic HU YongI,LI Xiao-hui2 (1Sichuan University of Science&Engineering,Zigong 643000,电液推杆China) (2Zigong Agricultural Machinery Research Institute,Zigong 643000,China) 【摘要】介绍了一种新型电液推杆插装式组合阀研制,以提升电液推杆的控制水平、扩大其使用领 域。所研制新型插装式组合阀以电液比例压力、流量复合阀和插装阀为基本元件,根据工况条件和控制要 求而集成;构成对电液推杆的压力、方向、流量的控制,实现预定控制要求,其适用性较强。 关键词:电液推杆;新型插装式组合阀;电液比例控制 【Abstract】A new cartridge combination valve ofputters controlled by electronic-hydraulic is devel— oped to enhance its level of control,expand its fietd of 1.1岱e.h consists of electro-hydraulic pressure-flow valve and cartridge valve。integrated∞the working conditions and control requirements.This new valve can precisely control the pressure,direction刎ftow.It COIt be used in manyfie/ds. Key words:Putters controlled by electronic_hydraulic;New cartridge combination valve;Elec- tronic-hydraulic proportional control 中图分类号:THl6。THl37文献标识码:A 电液推杆是一种在冶金、电力、化工、矿山、机械等行业广泛 应用的通用驱动装置,如图1所示。它以电机为动力源,电机带动 油泵输出压力油,通过组合阀(油路集成块)等组件,控制执行组 件作往复直线运动。适合于对物体作任意方向移动、对工件物料 的夹紧和在机构中作动力装置。电液推杆具有液压传动装置的一 般优点,采用全封闭结构,其组合阀、双向齿轮泵封闭在油箱内, 结构简单紧凑。特别是电液推杆中的组合阀设计别有特点,它将 所有控制组件集成为—体,工作可靠、体积小、功能较齐全。 ★来稿日期:2008-06—25★基金项目:自贡市重点科技计划项目(06G2055) 270"C,与试验温度300"C比较接近,且温度变化梯度呈线性递减 趋势,电液推杆不存在温度梯度突变的区域。但采用Monte Carlo模型计算 时间较长,不经济,且炉膛内壁温度云图局部螺旋状云图不明显。 综合考虑,推荐采用离散传播辐射模型(明限M)来研究多晶硅还 原炉炉膛内辐射传热特性。 图4 3种不同辐射模型的截面温度云图 4结论 (1)通过模拟结果与工程运行比较可知,在模拟的多晶硅还 原炉计算工况下,采用离散传播辐射模型(D7IRM)得到的结果与 工业运行结果吻合较好,而且计算量相对较少。(2)所采用的模拟 方法能够较好地定性反映多晶硅还原炉炉膛内辐射传热特性,为 多晶硅还原炉深层次的研究创造了条件,特别对多晶硅还原炉系 统的传热计算、冷却介质的节能改造及冷却工艺参数优化研究有 重要意义。(3)由于所模拟物理对象的复杂性,目前模拟的结果与 工业运行结果在定量上的还存在lO%ig差,这主要建立控制方程 时假设条件和计算量的限制所致,随着计算硬件条件的改善,所 采用的辐射模型有进一步提高模拟精度的潜力。 参考文献 1戴照兵.多晶硅还原炉导热油循环冷却试验[J].稀有金属,1996,20(5): 357-360 2顾瞎言。章明川。范卫东等.辐射离散传播法在三维圆柱腔体辐射传热计算 中的应用[J]-热能动力工程。2005,20(5):482,,485 3李铁。李伟力。袁竹林用不同辐射模型研究下降管内f章热传质特性[J].中 国电机工程学报,2007,27(2):9柚8 4陈彦泽。杨向平.用蒙特卡特罗法计算制氢转化炉辐射室温度分布[J].化 学工业与工程技术,2003,24(1):11—14 5陶文铨.数值传热学fM].西安:西安交通大学出版社,2001 万方数据 128 胡勇等:电液推杆新型插装式组合阀研究 第4期 殊结构和安装空间尺寸限制,组合阀采用整体式集成块结构,分 别采用四支插装单向阀和四支插装液控单向阀集成在阀体内,比 例复合阀安装在阅体的上面,使其成为结构及功能对称的插装式 组合阀。阀块的前后两面分别作为与油泵和液压缸的结合面。 图l电液推杆示意图 1电液推杆中组合阀的结构及功能 1.1原插装组合阀结构及主要功能 插装组合阀是电液推杆中的核心控制组件,其原理,如图2 所示。由整体式集成块与六个螺纹式插装阀集合组成,即由两个 溢流插装阀、两个单向插装阀、两个液控单向插装阀在集成块内 组成结构及功能对称的压力、方向控制回路。其主要功能为:调节 系统压力、控制电液推杆输出力的大小、控制液流方向及活塞杆 往返运动、系统过载保护等;并有几何尺寸小,形状简单,便于集 成化,通用化程度高等特点。在电液推杆的使用中总结出:插装组 合阀由于是阀座式结构,内部泄漏小,密封性好,没有卡阻现象; 反应灵敏动作快,工作可靠,可以满足一般性应用要求。但对于自 动化程度较高、对于输出参数压力、流量精度要求较的液压 设备,电液推杆的现有控制功能难以满足要求。因此有必要对现 有电液推杆进行更为精细的设计。 C 厂 图3插装式组合阀结构简阀图 2.2新型插装式组合阀的功能设计 电液推杆的设计工况,如图4所示。 7快退 图2电液推杆组合阀原理图 1.双向齿轮泵2.溢流插装阀3、8.单向插装阀 4、7.液控单向插装阀5.双向缓冲油缸6.行程开关 1.2新型插装式组合阀的结构及功能特点 新型插装式组合阀主要针对原有电液推杆的上述不足而开 展研究,采用电液比例压力、流量复合阀(简称比例复合阀)、螺纹 插装阀作为基本液压控制元件,集成在整体式集成块内成为新型 插装组合阀,构成压力、方向和速度控制回路。实现自动地、连续 地、较地控制系统的流量、压力等输出参数。比例复合阀的控 制板为模拟信号,整个系统采用PLC控制,实现系统的数字控 制;若采用继电器控制对系统实现的是模拟量控制。方向控制采 用定量泵正反转、集成的插装阀组组成的换向油路实现;省去电 液方向阀及其控制部分,降低设备造价,简化设备结构。 2新型插装式组合阀设计 2.1新型插装式组合阀设计 插装式组合阀结构简图,如图3所示。由于受电液推杆的特 图4电液比例阀控制液压原理图 1.双向齿轮泵2,5、10、1 1.单向插装阀3.比例压力、流量控制阀 4、6、9、12液控单向插装阀7.双向缓冲油缸8.行程开关 1,液控单向插装阀4…6 该系统由单向插装阀2、5、10、1 9 12 在阀块内集合成组合阀与比例复合阀和双向定量泵构成对称的 进油节流调速及换向油路结构,其主要功能为: (1)调节系统压力,控制电液推杆输出的推力、拉力大小; (2)调节系统液压油流量,控制电液推杆输出的往返速度大小; (3)溢流稳压功能; (4)系统过载保护功能。 2.3比例复合阀结构及功能 (i)比例复合阀的功能特点:比例复合阀为商品化元件,该阀 由比例压力控制阀和比例流量控制阀两部分组成;用两路电信号 万方数据 No.4 Apr.2009 机械设计与制造 129 分别控制液压系统的压力和流量。在比例复合阀的流量、压力调 整范围,只要分别输入不同的电流就可获所需的输出量(流量或 压力)。比例阀复合阀的输出和输入的稳态特性电液比例阀输出 量(流量或压力)与输入量(电流)关系,如图5所示。技术参数,如 表l所示。 表1比例复合阀主要技术参数 制器向比例阀输入电流I聪,,比例阀输出工进l流的液压油, 实现油缸工进l; 工进2:工进1位移结束时,活塞杆接触行程开关ST3,数字 控制器向比例阀输入电流l工迸:,比例阀输出工进2流量的液压 油,实现油缸工进2; 左行快退:丁进2位移结束时,活塞杆接触行程开关ST4,电 流量调整(1/rain)额定电度(mA)滞环(%)重复精度(%) 机反转,油泵反向输出液压油旧时数字控制器向比例f两输入电流 I雠,比例阀输出快退流量的液压油,实现油缸快退。 比例复合阀也存在一定的不足,如由于比例电磁铁的磁滞以 及滑动副中摩擦力等因素,在电流变化的起始阶段(电流为零或 很小时),没有压力输出;电流上升和下降时,性能曲线%);电流与压力的线)比例复合阀的结构及性能特点:压力控制阀和流量控制 阀两部分都采用“压差反馈先导滑阀式”结构。 压力控制阀的结构是“压差反馈先导式”溢流阀结构设计,具 有动作灵敏,振动小,噪声低,调压精度较高、压力稳定好的特性。 流量控制阀采用溢流节流调速原理:溢流节流阀是由差压溢 流阀和节流阀并联而成(见图4),通过改变节流阀的开口量(即 通流截面积A,)的大小来调节流量;其溢流节流阀的结构设计能 保证当负载变化使P2发生变化时其进油口的油压Pl也同步变 化,使通过节流阀芯的前后压差△B:尸r.P2基本.卜保持不变。终 使通过阀的流量基本保持恒定,不受负载变化的影响。另外,溢流 节流调速使泵出口处压力随执行元件上负载变化之变化,因而使 系统功率损耗低。 2.4新型插装式组合阀工作原理 2.4.1活塞杆右行 进油路:当电机正转时,双向齿轮泵1左边油口为出油口一 单向阀2-+比例压力、流量复合阀3—,液控单向阀4(此时在I岛压 控制油的作用下双向导通)—单向阀5一油缸7无杆腔。 回油路:油缸7有杆腔一液控单向阀9(此时在高』在控制油 的作用下双向导通)一油箱。 2.4.2活塞杆左行 进油路:当电机反转时,双向齿轮泵1右边油口为出油口一 单向阀11一比例压力流量复合阀3一液控单向阀12(此时在高 压控制油的作用下双向导通卜蝉向阀lO一油缸7有杆腔。 回油路:油缸7无杆腔一液控单向阀6(此时在高压控制油 的作用下双向导通)—油箱。 2.4.3液压系统处于停止状态(液压缸锁紧) 锁紧同路由液控单向阀6.9组成,当液控单向阀控制口置、 %的压力消失,液控单向阀不再双向导通,液雎缸因两腔油液被 封死便被锁紧。 2.4.4液压系统实现二次工进工作循环的液压传动原理 右行快进:活塞杆快进、工进l、工进2主要由行程开关、电 液比例阀、比例阀数字摔制器执行。快进时输入较大电流I快进, 比例阀输出大流量液压油,实现油缸快进; 工进l:快进位移结束时,活塞杆接触行程开关ST2,数字控 (黜 流量 (Ymin) 拗 姗习 ,r 穸 彦 啪 衫 ,争 一 ∞ ∥0 ∥ 加 ∥ 矿 0 , , o U Iuu删jUu 4Uu删ouu,uu Suu 输入电流(mA) 匝匮三三亟三] 图5电流量特性电流一压力特性 3结论 (1)结构上新型插装组合阀同样保留了结构紧凑体积小,通 用化程度高,结构简单费用较低的优点。 (2)功能上:控制功能提高,用两路电信号分别控制液压系统 的压力和流量;通过输入信号按预定规律的变化,可实现连续较 地调节电液推杆输出的推力、拉力大小和往返速度,改善了 系统控制性能,提高了可靠性。 控制过程品质提高,通过在电控制器巾预设斜坡函数,即使 系统中运动件质量很大,也能实现而无冲击的加速或减速, 改善Lr控制过程品质。 控制方式多样化,如利用电信号便于实现远距离控制或遥 控,可以实现多通道并行控制。 (3)新型插装式组合阀试制情况:集成块的通油孔系较繁杂, 加工应细心,控制油路孔径较小易堵塞,在进行阀的装配中需清 洗净加丁铁屑。 综上所述,新型插装组合阀能实现对系统的参数压力、流量 进行连续、的控制,提高电液推杆的控制水平,满足不同的控 制要求,也能用于其他液压控制系统,具有较高的应用价值。 参考文献 1柳械设计手册(第5卷).新版[M].北京:机械工业出版社,2004(8) 2机械设计手册(下册).第-=YaCM].北京:化学工业出版社,1987 3李芳民主编.工程机械液压与液力传动[M].北京:人民交通出版社,电液推杆2005(5) 4方昌林主编.液压与气压控制[M].北京:机械工业出版社,2000 5胡勇.电液推杆中插装式组合阀的设计.机械制造[J],20002,a2(9) 6凌俊杰等I七/欧J压力流骚复合阀薪结构及性能分析与研究[J].液压气动与 密封.2002(6) 7许益民主编.电液比例控制系统分析与设计[M].北京:机械工业出版社, 2005(9) 万方数据 电液推杆新型插装式组合阀研究 作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 胡勇, 李晓辉, HU Yong, LI Xiao-hui 胡勇,HU Yong(四川理工学院,自贡,643000), 李晓辉,LI Xiao-hui(自贡市农业机械研究所 ,自贡,643000) 机械设计与制造 MACHINERY DESIGN & MANUFACTURE 2009,(4) 0次 参考文献(7条) 1.机械设计手册 2004 2.机械设计手册 1987 3.李芳民 工程机械液压与液力传动 2005 4.方昌林 液压与气压控制 2000 5.胡勇 电液推杆中插装式组合阀的设计[期刊论文]-机械制造 2002(09) 6.凌俊杰 比例压力流量复合阀新结构及性能分析与研究[期刊论文]-液压气动与密封 2002(06) 7.许益民 电液比例控制系统分析与设计 2005 本文链接:授权使用:燕山大学(ysdx),授权号:d3689ebd-238d-4742-87a7-9db300ad6b14 下载时间:2010年7月14日

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