液压挖掘机主控制阀

精品文档 1欢迎下载 液压挖掘机主控制阀液压挖掘机主控制阀 发表于 2008 年 3 月 18 日 16 时 55 分 34 秒阅读 4 评论 0 本文链接 液压挖掘机主控制阀液压挖掘机主控制阀 液压挖掘机主控制阀液压挖掘机主控制阀 主控制阀也称为主控阀或主阀 它的作用是按操作者的指令将泵排出的压力油提供 到各执行元件 使挖掘机完成各种动作 主控阀是个复杂的液压元件 现就几种典型的主控阀加以说明 1 U28 阀 U28 阀是日本东芝公司生产的专用于 20 3t 的挖掘机上 其外形见图 3 32 图 3 32 U28 阀外形图 该阀是一组多路阀 阀体分左 中 右三片 用螺栓紧密相联 左片是一组三联阀 上图中 1 2 3 号阀 中间片是油道 右片是一组四联阀 上图中 4 5 6 7 号阀 该阀具有如下功能 1 单独动臂提升时双泵合流供油 提高动臂提升速度 只在动臂提升时 2 斗杆单独动作时双泵台流供油 加快斗杆动作速度 3 动臂优先 动臂与其他动作同时进行时 动臂的动作将优先保证 4 回转优先 回转与斗杆同时动作时 回转将优先保证 5 负流量控制 给主泵提供一个负流量信号 使阀杆在中位时 主泵排量变为最小 6 直线行走 当挖掘机前进或后退时可同时作其他动作 以保证特殊工况的需要 7 可配置电传感器 以满足电控的需要 A 液压系统符号 精品文档 2欢迎下载 精品文档 3欢迎下载 图中下面油口中 两个 P1 分别与两个主泵的出油口相接 是主进油口 P2 口 P3 用油管连接 作为 斗杆合流时的辅助进油 b 口与上面 b 口 左罗辑阀出口 用油管连接 C 口与动臂阀伺服油 a1 口相连 作为动臂合流的信号 R 口是主回油 接液压油散热器 然后回油箱 a 口与上面 a 口 右罗辑阀出口 用油管连接 Py1 和 Py2 与左 右行走操纵阀 脚踏阀 的出油连接 使行走增压 上面油口 fL 和 fR 分别与两个主泵的负流量控制接口相接 G 口作为信号输出可作他用 如接压力传感器等 当各阀杆在中立位置时 无操作时 左路 P1 通过三组阀后 推开罗辑阀 2 经过负流量阀 3 进入 回油道 从主回油口 R 回油箱 右路 P1 通过四组阀后 推开罗辑阀 经过负流量阀进入回油道 从主回 油口 R 回油箱 此时 两个负流量阀接口 fL 和 fR 分别有压力信号输出到主泵的调节器 使主泵排量减小 这是阀 杆全部处于中立位置时油的流向 如果阀杆移动将有下面的情况 1 回转阀 左片下面 移动时 假设 a1 口进伺服油 推动阀杆向右移位 P1 的中路油被切断 而 旁路油推开单向阀进入 A1 口 油从 A1 口流出进入回转马达 由回转马达流回的油经 B1 口从该阀的回油 口流入回油道 此时 这一路油被引入执行元件回转马达而使挖掘机回转 上面的两组阀没有油通过 所 以 负流量输出口 fL 没有压力输出 主油泵排量变大 2 斗杆阀 左片中间一组 移动时 假设 a2 进伺服油 推动阀杆向右移位 P1 的中路油被切断 而旁路油推开单向阀进入 A2 口 油从 A2 口流出进入斗杆油缸大腔 由斗杆油缸小腔流回的油经 B2 口从 该阀的回油口流入回油道 此时 这一路油被斗杆阀切断 上面的一组阀没有油通过 指到罗辑阀处没有 精品文档 4欢迎下载 油 经节流阀 6 来的并联油路的油在单向阀 4 处被断开 所以 负流量输出口 fL 没有压力输出 主油 泵排量变大 当该阀杆向右移时 阀杆右端切断了控制油到回油道的通路 虚线 从 a 口来的油 即从右片阀的 罗辑阀出口 a 经外接管道进入下面 a 口 使右片阀的罗辑阀出口 a 被堵截 右面主泵压力油从罗辑阀心 小孔进到该阀心上部 由于面积差的作用阀心被压住 使右路油不能从罗辑阀回油 强行使右路油经单向 阀 8 进入斗杆阀 实现了左右两路油都进入斗杆阀 即双泵合流 当伺服油进入 b2 推动阀杆向左移时 主泵的油经 B2 进入斗杆缸小腔 而大腔经 A2 回油 其他 情况相同 仍是双泵合 流 在 A2 B2 的油路上装有过载溢流阀 它们的调定压力高于主安全阀 它们的作用是在该阀中位时 由外部的力使该油缸压力过高时此溢流阀泄油以保护油缸 而在油缸吸空时 如斗杆快速下降 斗杆油缸 大腔需快速进油 如果双泵合流仍供不上时 油缸将吸空压力变低 此时过载溢流阀从回油路向油缸补油 避免油缸吸空 3 左行走阀 左片上面 在中位时 A3 B3 两腔相通 Y 型阀 并与回油相通 行走马达不制动 机械制动 当 a3 进伺服油阀杆向右移位时 压力油经单向阀 4 从 A3 口进入马达 B3 口回油 罗辑 阀没有油流入 负流量输出没有压力 主泵排量变大 由此可知 凡是有一个阀杆不在中位 都没有负 流量压力信号输出 主泵流量变大 当阀杆稍开或半开 则有负流量信号 起油泵的调速作用 此点以后 不再说明 当 b3 进伺服油阀杆向左移位时 变成 B3 口出油 A3 口回油 其他情况相同 右片阀最上 面一组为右行走阀 其结构与作用和左行走阀相同 为实现直线行走功能 设置了直线行走阀 1 其工作情况如下 阀组从 p1 口引进了伺服泵的控制 油 其压力一般为 35kgf cm2 40kgf cm2 这个控制压力作用在直线行走阀 1 的右端 同时穿过右片 阀的铲斗阀 动臂阀 经过中片后又穿过左片阀的斗杆阀和回转阀 最后进回油道 当铲斗 动臂 斗杆 回转任一个阀有动作 移位 时 这控制压力将不能通回油而升高压力 从而将推动直线行走阀 1 使其 向左移 此时两个行走阀的进油路连通 成为并联油路 只要有一个泵供油两边的行走可同时运行 而另 一个泵的油可作其他动作 如动臂 斗杆等 即实现了直线行走功能 4 右片设有备用阀 以便装其他工作装置时使用 如液压破碎器等 5 铲斗阀动作情况与回转阀基本相同 6 动臂阀 右片下面 当 a1 口进伺服油时 阀杆向右移 右路主泵的压力油从 A1 口进动臂缸大 腔 动臂缸小腔的回油从 B1 口经阀内油道回油 a1 口进伺服油的同时 C 口也进伺服油 外接管路接通 并推动动臂合流阀上部的二位阀向左移 断开从单向阀来的左路泵的压力油 使左路泵的压力油推开罗辑阀 7 进入右路主油道 同时给动臂缸大腔 进油 即双泵合流 当动臂阀杆右移的同时 阀杆左端 b 口来的控制油被断开 左路罗辑阀 b 口因不能 回油而使压力升高 罗辑阀关闭 左路油不能经罗辑阀及负流量控制阀回油只能经合流阀 7 进入右路实现 合流 7 阀组右下端 Rs 口也是回油口接回转马达回油口 作为回转马达的回油或补油 1 行走直线阀 图 3 34 中的 1 见图 3 35 精品文档 5欢迎下载 图 3 36 行走直线阀 1 堵头 2 弹簧 3 0 形圈 4 阀芯 图 3 35 当控制油有压力时 伺服油压力 推动阀芯 4 向左移 使右路油与左路油沟通 以保证直线行走 2 罗辑阀 图 3 34 中的 2 见图 3 36 1 接头 图 3 34 中罗辑阀 b 口 2 挡圈 3 0 形圈 4 弹簧 5 阀芯 当 b 口未被切断时主油道的油通过阀芯 4 的节流孔经 b 口以及管道 进入右片阀下面的 b 口 再经 动臂阀杆左端油道回油 见图 3 34 此时由节流孔压差的作用 节流孔下面的压力大 推动阀芯 5 压 缩弹簧 4 使阀芯向上移动 打开主油道与回油道的通路 此时大量的油经回油道回油 当 b 口的油被动臂阀杆的移动而切断时 节流口没有油流过 也就没有压差 也就是阀芯 5 上下端 压差为 0 但阀芯 5 上端面积大总有个向下的力 使阀芯 5 封住主油道与回油道的通路 当主油路的压力 越大封堵力越大 所以能迫使左路油经合流阀 7 进入右路与右路油合流后进入动臂缸大腔 3 负向流量信号阀 图 3 34 中的 3 见图 3 37 精品文档 6欢迎下载 1 阀芯 2 0 形圈 3 弹簧 4 接头座 5 垫片 6 垫片 7 阀体 负向流量信号阀安装在罗辑阀与回油道之间 当回油时由于弹簧 3 的作用阀芯 1 尚未打开 回油从 阀芯 1 的节流孔流出 当回油量增大时节流阻力增大 这时阀芯 1 推动弹簧右移 阀芯 1 打开 回油压力 与弹簧力保持平衡 嘴口输出一个压力信 号 这个压力信号随回油量的多少而变化 回油量多时 fL 的压力高 FL 最高时约为 40kgf cm2 4 单向阀 图 3 34 中的 4 见图 3 38 在图 3 34 中由主泵进口 P1 到罗辑阀 2 的这一路油穿过各阀组 这条油道是主油道 但阀杆移位 后这条油路都被切断 通 过阀杆到 A 口或 B 口进入油缸的油都是从进油道来的油 见图 3 34 中的 4 单 向阀处 图 3 38 单向阀就表示它的结构 当阀杆移位后 主油道被切断 主油道的油推开单向阀芯 5 而 进入进油道 1 导杆 2 主阀芯 3 阀套 4 弹簧 5 先导阀芯 6 先导阀座 7 弹簧 8 弹簧 9 调压螺塞 10 锁紧螺母 主安全阀控制液压系统最高压力值 以保护各液压元件的安全 其工作过程如下 见图 3 39 主 油道 高压腔 的压力油通过导杆 1 的中心小孔进入 A 腔 由于弹簧 8 将先导阀芯 5 压紧在先导阀座上使 A 精品文档 7欢迎下载 腔封闭 A 腔的压力与主油道 高压腔 的压力相同 当 A 腔的压力升高到设定值时 即调定的安全压力 可服弹簧 8 的予紧力使先导阀芯向右移动 A 腔的油经先导阀芯 5 与先导阀座 6 之间的空隙流入 B 腔 B 腔与回油道相通 此时 A 腔的压力下降 主油 道的压力推动主阀芯 2 向右移打开主油道与回油道之间的通路 使部分高压油回油 系统压力不再升高 当系统压力下降时 弹簧 8 的推力使先导阀芯 5 与先导阀座 6 压紧 A 腔与 B 腔断开 A 腔压力升 高使主阀芯 2 压紧在阀座上 主油道与回油道断开 即主安全阀关闭 6 阀杆结构见图 3 40 图中 A 口 B 口接执行元件 T 为回油道 两边 0 为来油道 由进油口来油或由前一组阀来油 H 为通油道 通向下一组阀 精品文档 8欢迎下载 J 为进油道 向 A 口或 B 口供油 图示位置是阀的中立位置 a 口 b 口未通伺服油 此时 0 通道的来油经阀杆与阀体之间的孔隙流 向 H 通道并进入下一组阀 而 A 口和 B 口处于封闭状态 当右端 a 口通入伺服压力油时 阀杆向左移 o 到 H 的通道被阀杆截断 两处 0 油道的油推开单 向阀 参见图 3 38 进入进 J 与此同时 由于阀杆的左移使进油道 J 与 A 口接通 给执行元件供油 而 B 口与左端的回油道 T 相通即回油 当左端 b 口通入伺服压力油时 阀杆右移 B 口出油而 A 口回油 7 动臂提升 动臂油缸大腔合流 图中表示当动臂提升时左路油进入右路 合流后进入动臂缸大腔 参见前面说明 8 行走 回转复合动作见图 3 42 精品文档 9欢迎下载 行走和回转同时动作时左路油供回转阀 右路油供两个行走阀使两条履带行走 因行走直线阀的作 用 两个行走阀并联 而且右路油因单向阀的作用不能进入左路 保证行走优先 左路油供回转阀的同时 可从并联油路进入行走阀 怛节流阀 见图 3 34 中的 6 保证了回转的需要 9 回转 斗杆下降复合动作 精品文档 10欢迎下载 A 基本机构 KMX 阀是日本川琦公司研制的 由于性能较好目前多数挖掘机主在采用 该阀的外形见图 3 46 精品文档 11欢迎下载 KMX 阀由左片阀 右片阀 行走直线阀和斗杆锁定阀等组成 精品文档 12欢迎下载 KMX 阀的分解见图 3 47 和图 3 48 精品文档 13欢迎下载 B 系统原理图 KMX 阀的系统见图 50 精品文档 14欢迎下载 由上图可知 1 动臂大腔 斗杆可以合流 铲斗有速度加快 2 具有回转优先 以及动臂 1 优先于斗杆 2 3 具有行走直线阀 4 中位负向流量控制 5 斗杆回路设有再生回路 并具有斗杆锁定阀 6 斗杆小腔 动臂大腔设有节流限速 7 主安全阀有二次增压 行走用 8 有备用阀 用于附属装置 图中 1 行走直线阀 2 回转优先 3 斗杆再生阀 4 斗杆锁定阀 5 铲斗 2 速阀 主油路部分在后面举例说明 先说明控制油路的流向 控制油 伺服油 从图下面 Ps 口引入分成两 路 左路 通过节流阀向上 同时进入行走直线阀待命 流过回转阀 动臂 2 斗杆 1 然后 转入右阀 片 流过铲斗阀 动臂 1 备用阀 最后到 T 点 回油点 向上从 Dr 口接回油 此时 因流经各阀均 在中位 回油通畅 节流阀后都是低压 当流经各阀有任何一个动作时则左路控制油被截断而不能回油 精品文档 15欢迎下载 此时压力升高 从而使进入行走直线阀 1 的油高压待命 右路 通过节流阀向上 同时通到信号油口 Pr 和到行走直线阀 1 的上端 绕过左面行走阀后 流向右片通过右面行走阀后到 T 点 也是从 Dr 口回油 当行走阀动作时 右路油的回油路被截断 压力 升高 从而推动此开关阀向下移 打开通道 使正在待命的高压油通过开关阀去推动行走直线阀 阀芯右 移 使一个泵的油同时供给左右行走阀实现直线行走 KMX 阀的合流方式采用两组阀 即在左右两片阀中各设一组阀来实现 除了本来设置在右片阀中的 动臂 1 之外 又在左片阀中设置了动臂 2 半截阀只给大腔合流 而斗杆的合流 除了本来设置在左片阀 中的斗杆 1 外 在右片阀中又设置了斗杆 2 实现斗杆双向都合流 KMX 阀与 U28 阀相比尚有如下不同 1 用一个主安全阀控制两路油的压力 2 装有斗杆锁定阀 使斗杆下沉量小 3 装有半推阀使动作可控 4 设有铲斗 2 速阀 5 该阀设在左路最顶端主回油路上 当操纵铲斗阀时 同时有一路伺服油进入双 速阀上端 使阀芯下移 此时 左路的回油被切断 左路油从外接管路引到右路 由铲斗阀的进油道进入 铲斗阀 使铲斗挖掘速度加快 C KMX 阀运行情况说明 a 回转与动臂提升复合动作 动作速度可调节 见图 3 51 精品文档 16欢迎下载 左路油供回转 同时由并联油路经回转优先阀向动臂 2 供一部分油 右路油供动臂 1 动臂 1 动臂 2 合流后鸿动臂缸大腔使动臂提升 回转优先阀由电磁比例控制阀调节开度 即调节进入动臂 2 的油量 也 就是调节动臂提升和回转的速度 见图 3 52 b 回转和斗杆提升复合动作 动作速度可调节 见图 3 53 图 3 53 回转和斗杆伸出 复合动作 左路油供回转 同时由并联油路经回转优先阀向斗杆 1 供一部分油 右路油供斗杆 2 斗杆 1 斗杆 2 精品文档 17欢迎下载 合流后供斗杆缸小腔 使斗杆伸出 调节旋钮通过电磁比例控制阀调节回转优先阀的开度 即调节进入斗 杆 1 的油量 当开度大时 进入斗杆 1 的流量多 进入回转的流量就少 这样斗杆伸出的快 回转慢 当回转优先阀的开度小时 进入斗杆 1 的流量小 进入回转的流量就多 这样斗杆伸出的慢 回转快 这就可以根据施工的要求调节回转和斗杆的速度比例 在上述调节过程中右路油供斗杆 2 的流量不变 c 回转和斗杆快进复合动作 斗杆下降或轻负荷伸出 见图 3 54 图 3 54 回转和斗杆快进复合动作 左路油供回转 同时由并联油路通过回转优先阀供给斗杆 l 此时斗杆负荷很低 特别是斗杆下降时 左路油会大量的流向压力低的斗杆 l 而回转需要的油却保证不了 为避免这类问题 设置了行程限制器 半推 推动行程限制器的伺服油 是引回转的操纵油