基于插装阀的油缸差动控制系统研究

　　0　概述

　　油缸的差动连接,是实现其快速运动的方式之一,现在常用的差动控制回路主要有交替单向阀控制方式,二位三通阀控制方式,以及YT543型机床动力滑台液压系统所采用的三位五通换向阀和二位二通阀配合的控制方式[1],在油缸差动连接实现快速运动时,控制阀中瞬间通过的流量很大,油缸直径越大,速度越快,通过流量也越大。在常用的油缸差动控制回路中,均是采用传统结构型式的管式阀,该种阀的通流能力较小,会增加液阻和压力损失,降低系统的效率,在大流量系统中,所产生的问题将更加突出。若单纯靠增大阀的通径来满足通流能力的要求,会导致阀体积的加大、管路规格的不同、响应慢、制造成本增加等负面效应。若能采用通流能力大、响应快、结构单、密封性好的插装阀实现油缸的差动控制,则可减少液阻和压力损失,提高系统的效率和工作可靠性,降低制造和使用成本,并优化液压系统的配置。

　　1　回路的组成及工作原理分析

　　采用插装阀组成的油缸差动控制回路如图1所示。它主要由插装式溢流阀5、方向阀6、差动控制阀11和单向节流阀12 (因该阀是装在油缸的工进油路上,通过流量较小,为简化系统,仍采用管式阀)组成,系统的工作压力由溢流阀5决定,为保证在泵卸荷时,仍有一定的控制压力,在泵出口和溢流(卸荷)阀间设置了一个单向阀,其工作原理如下:

　　(1)油缸快进。按下启动按钮,使方向阀6和差动控制阀11中控制先导阀的电磁铁1YA和3YA通电, 2YA和4YA断电,先导阀切换到左位,方向控制阀中4个二通阀中的a和c的上腔通压力油,处于关闭状态, b和d的上腔通油箱,处于开启状态,泵提供的压力油经二通阀b的A口进入油缸的无杆腔,此时,差动控制阀11中的三位四通先导阀也处于左位,二通阀e的上腔通压力油,处于关闭状态,二通阀f的上腔通油箱,处于开启状态,油缸有杆腔的油液经二通阀f的阀口和无杆腔相通,其油路为:

　　进油:泵1→二通阀b的阀口→油缸无杆腔。

　　回油:油缸有杆腔→二通阀f的阀口→油缸无杆腔。

　　油缸差动连接,活塞杆快速伸出,实现快进。

　　(2)工进。当油缸快进到位后,压下行程开关k1,发出信号使差动控制阀11中的电磁铁3YA断电, 4YA通电,所控制的三位四通先导阀切换至右位,二通阀e的上腔通油箱,阀口开启, f的上腔通压力油,阀口关闭,油缸有杆腔所排出的油液经二通阀e的阀口、单向节流阀12中的节流阀及二通阀d的阀口通油箱(此时,油缸的进油路未变),其油路为:

　　进油:泵1→二通阀b的阀口→油缸无杆腔。

　　回油:油缸有杆腔→二通阀门e的阀口→单向节流阀12中的节流阀→二通阀d的阀口→油箱。