PDF《逻辑单元插装阀》

Sun Hydraulics Technical Tips

1 ・Tech Tips:Web#999-901-378 Rev.

08Oct11 ?2011 Sun Hydraulics Corporation 逻辑单元插装阀 应用 Sun螺纹插装逻辑阀在不同液压系统中组成各种功能回路.它们可 以组合使用来完成换向控制、流量控制和压力控制等功能. Sun逻辑单元有两个功能样本目录: 可调节插装阀 具有主级溢流或减压功能.配合一个固定/可变节 流口(流量控制),或一个比例换向阀,它们可充当节流或旁通 压力补偿器 开关插装阀 具有换向控制功能.使用插装开关阀可减少系统体 积,提高响应,降低泄漏,提高耐污染能力和更灵活控制性能. 除了三种常用逻辑功能(常开/常闭调节单元,先导-锁闭开关单元 (DIN滑入型))之外,Sun也提供先导-开启单元.这些锥阀/座 阀型阀在没有先导信号时关闭并使得液流双向截止,保证回路油 口封闭.Sun开关单元既有平衡设计型,也有非平衡设计型,提高 了回路设计灵活性. 控制性能 开关插装阀为先导操作,一般由电磁阀控制.因为一个逻辑单元 只有一个控制功能,所以应用微处理器对每个逻辑单元的先导信 号初始化后,就完成定时、顺序、换向阀遮盖量的精确控制.对 于非平衡逻辑单元,要将先导压力配合工作口压力一起考虑;

而 对于平衡逻辑单元,300psi(21bar)的先导压力就足够.这些阀在T- 8A先导控制插孔中有具体说明,可直接安装先导控制电磁阀. 尺寸选择 因为每个开关插装阀只对一个回路功能进行控制,所以可针对每 条支路的不同流量要求对阀进行选型(例如,油缸有杆腔流量一 般比无杆腔流量小.如果是选择换向滑阀,则必须按照较大的无 杆腔流量选型).如果要求的流量超过了单独一个阀的流量,则 可并行安装两个插装阀. 设计理念、特色和回路应用注意事项 可调节插装阀-LP*C,LR*C 可调逻辑插装阀用于压力控制和压力补偿.压力控制功能包括: 溢流、减压、卸荷、顺序动作.配合外加节流口,这些逻辑插装 阀就具有压力补偿功能.Sun提供两种类型的可调插装阀: ? LP*C常开可调插装阀可充当主级减压阀或节流压力补偿器. ? LR*C常闭可调插装阀可充当主级溢流阀或旁通/溢流压力补偿 器. Sun可调插装阀为平衡柱塞设计,因此工作稳定性高.这些阀对口 1的液流和压力进行控制,由口3处进行先导控制. 作为压力控制主级,这些阀的先导流量很小而通流能力很强,因 此其回路设计很灵活.压力控制需要把口1(工作口)和控制先导 压力的先导级(口3)连接起来(如图1).使用这些阀可将所有 带外控功能的压力控制回路(例如,外控开启,外控关闭,多级 压力设置等)集成到回路中去.Sun 的RBAC手动直动式溢流阀, RBAP比例溢流阀和DA*L电磁阀可为这些插装阀提供良好的先导 控制. LR*A 充当主级溢流阀 LP*A 充当主级减压阀 图1. 可调插装阀进行压力控制 泄油口 先导阀 出油口 出油口 泄油口 先导阀 进油口 Sun Hydraulics Technical Tips

2 ・Tech Tips:Web#999-901-378 Rev. 08Oct11 ?2011 Sun Hydraulics Corporation 作为补偿器,这些可调阀用来保持固定/可变节流口两端压降恒 定,不随节流口两端压力变化而变化.它们既可完成常开式节流 功能,也可完成常闭旁通补偿功能(见图2). 非平衡式插装开关阀-LO*C,LK*C 这类阀为二通阀,应用非平衡锥阀芯,以口3作为先导控制口.先 导压力既可以从外部引入,也可以直接从口1或口2引入,由阀的 型号决定.Sun提供两种基本的非平衡式插装阀: ? LO*C 先导-关闭(常开)非平衡开关阀 ? LK*C 先导-开启(常闭)非平衡开关阀(见图3) 非平衡逻辑插装阀设计注意事项 非平衡的锥阀芯设计使开关阀动作受压力影响.锥阀芯的开/关由 三处面积的力平衡决定――口1,口2,口3.因为受这种油口-压 力关系的影响,当设计逻辑回路时务必考虑一个完整工作循环内 系统运行的各个环节.工作循环之内在口

1、

2、3处出现任何未预 料到的压力,无论高低都有可能导致逻辑单元意外开启/关闭.这 些突发故障可能会导致回路失效,造成机器设备损坏甚至人身伤 害.必须考虑工作循环内整个回路上可能的压力变化来保证系统 安全有效.先导压力设计成比所有工作口压力都高可使系统易于 预测分析. 自供先导逻辑单元是很多应用问题出现的根源.自供型先导阀 LK** 在50psi(3.5bar)开启,直到300psi(20bar)才完全打开.自供型 LO**的关闭时间很难估计,其变化量有时会超过一个数量级.自 供型L** D附带内置梭阀,有一个经过梭阀的流道经常被忽略. LO*C插装阀操作 在口1和口2的压力会将阀顶开,偏置弹簧力和口3处的先导压力会 将阀关闭.当口1口2处压力大于口3处合力时,阀就打开. 尽管典型的DIN型先导-关闭开关单元其面积比为:A1=A2, A3=A1+A2, Sun非平衡式逻辑插装阀面积比略有不同,在设计回 路时必须注意(见图4).例如,LO*C阀的口3接通泄油时,在口 1达到50psi(3.5bar)或口2达到65psi(4.5bar)时,阀会双向导通. 先导压力作用到口3上所产生的力加上偏置弹簧力会将阀关闭.将口3接通泄油,或口1口2 作用力大于口3作用力,阀重新打开.根 据图5中列出的面积比可得: LK*C插装阀操作 口1口2处的压力增加关闭力,使得阀关闭.口3处先导压力使阀打 开.当口1口2处压力产生的作用力加上偏置弹簧力比口3先导压力 作用力大,阀即关闭.当口3外接泄油,无论口

1、2处压力多大, 阀总保持关闭. LO*C 先导-关闭 开关单元 LK*C 先导-开启 开关单元 图3 非平衡式开关插装阀 图2. 可调插装阀作为补偿器 LR*C 完成 旁通补偿功能 LP*C 完成 节流补偿功能 A3 A1 = 1.8:

1 例如:当口2接油箱,口1加1800psi(125bar)压力, 口3加1000psi(70bar)压力可使阀保持关闭 A3 A2 = 2.25:

1 例如:当口1接油箱,口2加2250psi(157bar)压力,口3加1000psi(70bar)压力可使阀保持关闭 旁通 进油口 被控流量 出油口 进油口 节流口 Sun Hydraulics Technical Tips

3 ・Tech Tips:Web#999-901-378 Rev. 08Oct11 ?2011 Sun Hydraulics Corporation 当先导压力作用到口3,产生的作用力减去偏置弹簧力使阀打开. 口3外接泄油,或口1口2 作用力大于口3作用力,阀关闭.从图5 列出的面积比可得: 平衡式插装开关阀-DO*S,DK*S,DO*R,DK*R 这些四口插装开关阀是两通阀,配有平衡锥阀芯,口3为先导控制 口.口4(泄油口)处压力直接抵消先导压力.300psi(21bar) 的最 小外部先导压力即可保证阀可靠换向.D**S插装阀为直动型, D**R型为外控型.这些阀也有三口型,DO*C,DK*C,可代替具 有同等功能的非平衡插装阀(口4的泄油功能经外控口/外接大气 口完成).Sun提供两种基本的平衡式插装开关阀(每中类型都可 选直动型或外接控制型) ? DO*S先导-关闭/DO*R外控-关闭(常开)平衡式插装开关阀 ? DK*S先导-开启/DK*R外控-开启(常闭)平衡式插装开关阀 平衡式逻辑插装阀设计注意事项 与非平衡逻辑单元不同,平衡式锥阀设计插装开关阀的动作不受 压力影响.口1口2处压力不能影响到锥阀芯开关.只有口3压力与 口4泄油口压力决定阀芯的位置.由于这种平衡设计,使用平衡式 逻辑单元设计时无需考虑系统运行所有环节.唯一需要考虑的是 保证操作时至少有300psi(21bar)的先导压力差值.图7为平衡式与 非平衡插装阀所需先导压力的比较. 图5:Sun非平衡式逻辑插装阀面积比 图4:面积比的比较 A3 A2 = 2.25:

1 例如:当口1接油箱,口2加2250psi(157bar)压力,口3加1000psi(70bar)压力可使阀打开 图6: 平衡式插装开关阀 DO*S 先导-关闭 开关单元 DO*R 外控-关闭 开关单元 DK*S 先导-开启 开关单元 DK*R 外控-开启 开关单元 A3 A1 = 1.8:

1 例如:当口2接油箱,口1加1800psi(125bar)压力, 口3加1000psi(70bar)压力可使阀打开 DIN 类型 口1(A1)=100% 口2(A2)=100% 口3(A3)=200% SUN 类型 口1(A1)=100% 口2(A2)=80% 口3(A3)=180% Sun Hydraulics Technical Tips

4 ・Tech Tips:Web#999-901-378 Rev. 08Oct11 ?2011 Sun Hydraulics Corporation 先导压力可调的平衡式插装开关阀-DO*P, DK*P DO*P和DK*P插装阀的特色是其背压是可调的,使得只有当作用 到口3上先导压力达到预设值,平衡式开关单元才会换向.此四口 插装开关阀实质上就是在外接口控制型阀的内部节流口和口4泄油 口之间增设一个可调溢流阀.增加背压将使口3处操作所需的先导 压力升高(见图8). 应用开关单元进行换向控制 需要四个逻辑开关单元来模拟一个四通换向滑阀的功能.P、T、 A、B口各需一个单元,通过控制每个单元的通断,共计12种流道 选项.可选四通换向回路见图9.通过使用逻辑开关阀,可实现无 中位换向功能.逻辑插装阀可以精确地控制通断,保证液流平稳 转换,而滑阀型换向阀必须经过中位换向且只有三个操作位置, 其开启顺序和换向条件已经被滑阀芯配置和遮盖量所确定,不可 变化. 图9中为利用先导-关闭插装单元组成的12种4通换向回路. 图7:平衡式和非平衡式开关阀所需的先导压力 DO*P 压力可调的先导-关闭开关单元 DK*P 压力可调的先导-开启开关单元 图8:平衡式先导压力可调的开关阀 非平衡式 先导-开启 开关单元 平衡式 先导-开启 开关单元 所需先导压力: 注意:在此例中,非平衡式逻辑 单元不会开启! {P3=.56(2000[140]+.44(0) +30[2]} Sun Hydraulics Technical Tips

5 ・Tech Tips:Web#999-901-378 Rev. 08Oct11 ?2011 Sun Hydraulics Corporation 使用DK*R平衡式逻辑插装阀进行卸压 无论是使用典型滑阀型换向阀,还是普通非平衡式逻辑单元,在 油缸从柱塞伸出状态切换到柱塞缩回状态的换向时减少其卸压冲 击都是十分困难的.外控-开启型平衡式逻辑插装阀DK*R可将油 缸无杆腔油液导入至油箱完成卸压.通过一个减压阀控制其先导 压力,可以将其换向时间调节到50-300ms(请注意卸压特性与内 部节流口无关).由于作用面积在开启阶段不会增加,工作口压 力不会影........