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多路阀液压系统(中位开式)简图表达方式

作者: 陈师傅

发布时间: 2019-12-19 14:52:53

  一、多路阀液压系统(中位开式)简图表达方式

  多路阀是挖掘机液压系统的重要部件,它组成挖掘机液压系统的主要部分,确定了液压泵向各液压作 用元件的供油路线和供油方式,多液压作用元件同时动作时的流量分配,如何实现复合动作,决定了挖掘 机作业时运动学和动力学的特性,动作优先和配合,合流供油和直线行走等。它的设计依据是能否更好地 满足挖掘机作业要求和工况要求。挖掘机多路阀有采用通用的多路阀,但为了更好的满足挖掘机的性能要 求,不少挖掘机采用专用多路阀,专用多路阀液压系统应该是由了解和熟悉挖掘机的主机厂来设计。液压 系统原理图设计好后,多路阀的结构设计、工艺制造设计可由主机厂委托液压件厂来生产制造。

  挖掘机多路阀液压系统大致可分为两大类:开中心直通六通阀系统和闭中心负载敏感阀系统,两者差 异较大,需要分别讨论。本文讨论的是目前我国使用有代表性的开中心直通六通阀系统。下面以东芝 UX22 多路阀液压系统为例,讨论多路阀液压系统简图表达方式。图 1 为东芝 UX22 多路阀液压系统图,在该图 上取掉了 1.液压泵及其控制油路,2.各液压作用元件及其油路(动臂、斗杆、铲斗、回转和行走),3.多路

  阀先导液压操纵系统。仅表达该公司挖掘机液压系统的核心部分,在图中画出了与上述三部分的连接口: 泵的入口 PR 和 PL,接泵负流量控制的连接口 FR 和 FL、回油箱的连接口 R;与各液压作用元件连接口 AL1、 BL1;……和 AR1、BR1;……;和各阀杆先导操纵油连接口 al1、bl1;……和 ar1、br1;……,和回油口 dr1、dr2;……以及通向各阀杆先导控制油。为了减少管路,减少流体阻力,使整个油路连接方便,在该阀上还集成了一些属于各液压作用元件油路的元件。例如:限压阀、动臂和斗杆的支持阀和再生阀等。为了清晰了解和搞懂多路阀液压系统,深入理解其设计意图,便于讨论问题,可以把上述这些线条取掉,实际上,一般大家都已经知道,多路阀和这些部分的连接关系,把属于各液压作用元件的油路也取掉, 把它们放入液压作用元件油路中去讨论,一般各阀杆都有一条回油道,它们之间是并联连接,没有什么特 殊的地方,可以不画也能理解,主压力阀也省略不画了,对多路阀重要的是供油道的设计,应该着重把它 表达清楚。

  根据以上观点,把较复杂的多路阀液压系统图尽量进行简化,去粗取精,突出核心内容,能说明问题, 便于理解分析和讨论。图 1 的液压系统经简化后,可表示为如图 2 所示。

  简图说明:该系统主要有 7 个操纵阀,5个二位二通阀 A、B、C、D、E,一个插装阀 x和一些单向阀和节流孔等组成。各阀以长方块表达,上面注明该阀控制液压作用元件,在简图中主要表达液压泵压力 油如何通向各液压作用元件,要分析研究讨论 的是在各种操纵情况下,其液压传动的路线和 可能的供油方式。其功率分配和流量分配是否 符合挖掘机作业要求。

  多路阀液压系统简图的设计要点:

  1. 泵对阀组的供油路线

  P1 直通供油道:优先供油关系按动臂、铲斗和行走次序供油,由 D 阀控制回油。并联供油道:并联供油关系,优先供动臂,然后经节流孔 u 和单向阀供油给铲斗和行走。

  P2 直通供油道:按回转、后备、斗杆、行走优先次序供油,由 C 阀控制回油。并联供油道:优先供回转,然后经节流孔 v 和单向阀,供油给后备、斗杆和行走。并联供油道的单向阀的作用是阻止引入该阀入口的压力油流出至其它阀杆。

  2. 动臂合流

  在控制动臂阀举升的先导操纵油压 PB 作用下,使三个二位二通阀 A、B、C 都处在关闭位置,A 阀切

  断插装阀 X 的压紧油压,使 X 阀能打开,P2 泵压力油经插装阀 X 通至动臂阀进行合流。采用插装阀合流, 在合流时冲击小。同时 C 阀关闭,使 P2 不能通过直通供油道回油,B 阀关闭,使 P1 泵压力油不能供油给斗杆阀。

  斗杆合流:

  动臂阀无先导操纵油压,B 阀在弹簧作用下处于打开位置,P1 泵能通过 B 阀,又经单向阀(防止 P2 泵油流至 P1 泵油路)向斗杆阀供油。同时在斗杆阀先导操纵油压 PA(通过梭形阀使斗杆两个操纵方向都能 引出油压)作用下,D 阀关闭,使 P1 泵直通供油道不能通过 D 阀回油,可通过单向阀进入斗杆阀,因此 P1 泵向斗杆阀供油有两条途径:通过 P1 的并联供油道和直通供油道都能向斗杆阀供油。

  铲斗合流:

  如在图中 P2 直通供油路的终点 x,通过单向阀引一条油路至铲斗阀,如图中 xy 虚线所示,在二位二通

  阀 C 上再加上控制铲斗阀挖掘的先导操纵油压 PK,使铲斗在挖掘时,C 阀关闭,P2 泵压力油流向铲斗阀合流供油。

  3. 行走直线性

  为了保证行走与工作装置同时动作时的直线行驶性,东芝 UX 系列采取了将两行走阀进油口通过二位 二通阀 E 连通,形成并联供油来实现。E 阀平时在弹簧作用下处于断开位置,两行走阀进油口不连通。E 阀由先导油压 PT 来操纵。当 PT 建立油压时,两行走阀进油口连通形成并联供油,PT 油压的建立与阀杆操纵是连动的,只要二个行走阀不在中位,同时动臂、斗杆、铲斗和回转中有一个不在中位,就能切断 PT 的回油路,建立油压(见图一中穿过各阀的虚线)。

  在这里,我们采用较简洁的方式,表达了 UX 多路阀液压系统的组成,和该阀的设计思想和油路连接方式,使我们能清楚地理解该多路阀液压系统。

  下面我们用这种方法来对各种挖掘机多路阀液压系统进行分析表达。

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