液压气动与密封二通插装阀工作原理及在锻压机械中的应用高马达李宏伟杨可森1前言自20世纪70年代以来，液压技术得到了快速的发展。液压元件也正向高压、大流量、减小体积和重量、减少管路、提高三化程度、降低成本、提高可靠性、提高效率等方向发展。液压技术的这些发展方向，使得以滑阀式液压阀为代表的传统液压阀在许多方面无法适应，特别是在对高压、大流量方面要求特别突出的锻压行业。当然作为一种已有悠久历史的液压元件，滑阀式液压阀仍有许多优点，使其仍然会长期存在。而二通插装阀，由于具有许多滑阀式液压阀无可比拟的优点，因而在锻压行业得到了广泛的应用。本文对二通插装阀的工作原理及在锻压机械上的应用做一些简单的介绍。

　　2二通插装阀的工作原理二通插装阀的主要结构包括插装件、控制盖板、先导控制阀和集成块体四部分组成，如所示。

　　1）插装件一由阀芯、阀体、弹簧和密封件等组成，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中的油流方向、压力和流量等。

　　2）控制盖板一由盖板内嵌装各种微型先导控制元件（如梭阀、单向阀、插式调压阀等）以及其它元件组成。主要功能是固定插装件，内嵌的各种微型先导控制元件与先导控制阀结合可以控制插装件的工作状态；在控制盖板上还可以安装各种检测插装件工作状态的传感器等。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三大类。当具有两种以上功能时，称为符合控制盖板。

　　3）先导控制阀一安装在控制盖板上（或集成块上），对插装件动作进行控制的小通径控制阀。主要有6mm和10mm通径的电磁阀、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。

　　它控制阀，沟通主要油路。

　　由可见，插装件的工作状态由作用在阀芯上的合力的大小及方向决定。通常状况下，阀芯的重量和摩擦力可以忽略不计：腔的面积，Pb为主油路B口的压力，Ab为主油路B口的控制面积，Pa为主油路A口的压力，Aa为主油路A口的控制面积，F1为弹簧力，F2―液动力（一般可忽略不计）。

　　时，阀芯处于关闭状态，A口与B口不通；当次<0时，阀芯开启，A口与B口连通：次=0时，阀芯处于平衡位置。由上式可以看出，采取适当的方式控制C腔的压力Pc，就可以控制主油路中A口与B口的油流方向和压力。由还可以看出，如果插装阀结构原理图采取措施控制阀芯的开启高度（也就是阀口的开度），就可以控制主油路中的流量。

　　以上所述即为二通插装阀的基本工作原理。在这儿特别要强调的一点是：二通插装阀A口控制面积与C腔控制面积之比，Ac/Aa，称为面积比，它是一个十分重析参数，对二通插装阀的工作性能有重要的影响。

　　3二通插装阀在锻压机械中的几个应用实例1）二通插装阀在粉末制品液压机上的应用所示为一种比较简单的粉末制品液压机的74）集成块一用来安装插装件、控制盖板和其液压气动与密封块自重快速下行速度：量的要求，液压系统设计时采用了大通经的二通插装阀。该机的工作台面也液压原理图，由图中可以看出粉末制品液压机与其它液压机的不同之处。比如下缸带有顶出死挡块定位，控制模具中的装料量；下缸带有中心缸，以满足不同制品的工艺要求等。由于主机各缸的大小和速度相差较大，流量也有较大差别，为了发挥二通插装阀与普通滑阀各自的优点，系统设计时将二通插装阀与滑阀混合使用。主缸部分需要大流量，使用二通插装阀，充分发挥其流通阻小的特长；下缸需要小流量，则使用滑阀以将低成本。

　　2）二通插装阀在双动液压机上的应用所示为一大吨位（250MN）双动拉伸液压机的滑块支承回路。该液压机用于国内某大型汽车厂的覆盖件生产。为满足生产线的生产节拍要求，液压机的工作速度较高，主采用两只Dg80通径的二通插装阀构成双支承回路，以避免单个元件关闭不严导致滑块下滑，大大增加了支承回路的可靠性，虽然成本增加很多，但对于大型液压机故障造成的损失来说，这种成本还是值得的。滑块的自重快速下行速度，可以通过Dg80的节流插件调节。滑块下行时快速转慢速的减速曲线，可以通过调整节流插件控制盖板上的阻尼孔大小调节节流插件的关闭速度来实现。滑块的慢速加压下行，支承力由Dg40的压力阀插件提供，支承力可由压力阀插件的先导调压阀调节。Dg25的节流插件用于实现液压机滑块的无压力慢速下行对模动作。

　　而联接在油缸下腔的DBDS30调压阀限制油缸下腔压力，避免因压力过高损坏油缸。湍块的回程动作由Dg63的方向阀插件控制，该插件先导梭阀可以避免回程时因滑块自重导致的“点头”现象。

　　双动拉伸液压机滑块支承回路原理）二通插装阀在有色金属挤压机上的应用为大型有色金属挤压机主控制阀块的液压原理图。由于主油路控制流量较大，主插件的通径达到Dg100.挤压力的控制采用三级控制，主插件的先导为一小通径的插装件3，控制主插件控制腔较大，因而滑块重量较大（约重100吨），为保证安全，不致因液压元件的误动作导致事故，支承部分有色金属挤压机主控制阀块液压原理图（下转第50页）液压气动与密封向植一起作轴向移动时，叶片可在变量封油转盘的相应窄槽中作轴向相对滑动。这种油泵在工作时若不需要改变排量即不对变量调节螺杆进行调节时，除变量封油转盘在叶片的拨动下与转子同步转动之外，其工作情况与双作用定量叶片泵的工作情况完全相同。当这种泵工作在需要改变排量时，通过手动或自动转动变量调节螺杆使其带动变量座、定子、变量封油转盘和定子预紧力调节装置一同沿导向植作轴向移动，在这一移动过程中，叶片除了在定子内表面作周向和径向滑移之外，还在变量封油转盘窄槽中作轴向相对滑动，从而改变了定子与叶片之间的有效工作宽度。由上式可见，这种泵的排量与变量座的调节位移呈线性关系，由于这种双作用变量叶片泵在工作时与双作用定量叶片泵一样，定、转子的径向与轴向受力也是平衡的，因此，在改变泵的排量时，调节装置只需很小的调节力矩就能实现改变该泵排量的工作要求，并且不需要弹簧力在其上与油压力进行平衡，因此该泵的变量装置结构简单，体积小。这种新型变量叶片泵在变量时其变量座的位移量与排量的变化呈现出线形变化的关系，这是非常优良的变量性能，其变量机构能以电控或数控的形式很方便的实现恒流、恒压、恒功率、限压等多种变量控制工作方式，能很好的满足各类机电设备不同的工作要求。

　　1-手动变量调节装置；一泵壳；3―变量滑座导向杆；4一进油配油肋；一定子；6―变量滑座；7―叶片；一转子；9一变量封油盘预紧机构；10-变量封油转盘；11一出油配油盘；12双作用变量叶片泵结构原理图