螺纹插装阀技术的发展与应用

螺纹插装阀技术的发展与应用

螺钉插装阀技术是20世纪70年代开发的一种新的能源技术。现在，它已成为大多数军阀，如覆盖率控制、压力控制、流量控制等。它具有零泄漏、重量轻、集成度高、加工改进相对简单、成本低、绿化制造等特点。因此，它在促进故障因素的发展和人工智能系统设计的概念方面发挥着越来越明显的作用。在提供与传统液压阀相同功能的同时,由于螺纹插装阀具有更加紧凑、可靠、经济、安装维修简单等优点,目前,已经广泛应用于船舶、航空、石油钻探、矿山、机加工、工程机械等多个领域。在常被忽视的工业领域中,插装阀的应用还在不断地扩大,特别是在许多重量和空间受到限制的场合中,传统工业液压阀体积过于庞大,而螺纹插装阀大显身手。在工程机械、海洋船舶、石油钻探等领域应用的液压绞车的设计中,应用螺纹插装阀实现各种功能,经过实际应用及考核,并取得了很好的效果。1阀套、阀芯、控制回路图2液压螺纹插装阀又叫旋入式插装阀,它的安装方式是采用螺纹直接旋入阀块的插孔里,安装拆卸简单快捷,一般由阀套、阀芯、阀体、密封件、控制部件(弹簧座、弹簧、调节螺杆、磁性体、电磁线圈、弹垫等)组成。一般来说阀套和阀芯及阀体的螺纹部分旋入阀块内,阀体的其余部分在阀块的外面,具有结构紧凑、体积小、重量轻,安装方便等特点。规格有二通、三通、四通等螺纹插装阀,通径从3mm到32mm,最高压力可达63MPa,最大流量达760L/min。按照在液压系统中的作用,螺纹插装阀可分为方向控制、压力控制、流量控制等类型,方向阀有单向阀、液控单向阀、梭阀、液动换向阀、手动换向阀、电磁滑阀、电磁球阀等;压力阀有溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀等;流量阀有节流阀、调速阀、分流集流阀、优先阀等。2液压系统本身的安装困难液压绞车应用于更各种场合与工况,因此在设计过程中,会对液压绞车提出各种功能要求,需要在液压绞车上集成功能阀件,如果采用一直使用的传统的管式或板式结构,比如所选用的板式平衡阀、板式溢流阀、减压阀、节流阀等液压元件,那设计出来的集成式液压绞车功能阀块体积将大,重量重,安装较困难,装配周期长,易对产品可靠性产生影响。基于这种情况,在多功能液压绞车的设计中,螺纹插装阀不断得到推广应用,用于液压绞车的负载控制,安全过载保护,制动离合控制,恒张力控制等功能。3液压马达安装实例某型号旋挖钻机用主液压绞车的集成式功能阀块,直接安装于绞车上的液压马达上,采用螺纹插装阀与板式综合使用的设计方式。绞车功能阀块(液压原理参见图1)要求具有负载控制,安全过载保护,双向补油,绞车外控浮动等功能,同时还需要控制制动器并保护其不受系统背压影响其制动效果,设计流量350L,额定压力30MPa。此功能阀块(参见图1、图2)集成了平衡阀(PHF)、过载阀(GZF)、阻尼(ZN)、单向阀(DXF1、DXF2)、电磁换向阀(ZHF、HXF)、节流阀(JLF)、高压梭阀(SF)、减压阀(JYF)与卸荷阀(XHF)共11个阀件,其中电磁换向阀(HXF)为板式结构,其余阀件都为螺纹插装阀。功能阀块整体直接安装在绞车液压马达安装面上(参见图3)。绞车正常提升下放工况中,平衡阀(PHF)与与阻尼对绞车进行负载控制,保证绞车平稳可控下放。此工况中,高压梭阀(SF)负责从A、B口取压,经换向阀(HXF),过减压阀(JYF)减压,推动卸荷阀(XHF),打开制动器。当绞车停止工作时,A、B油口失压,高压梭阀(SF)以上控制油也失去压力,此时卸荷阀(XHF)在弹簧力作用下回位,制动器内压力油过卸荷阀(XHF)直接回经液压马达壳体回油箱,绞车制动。卸荷阀(XHF)另一个作用是保证整机运行时产生的液压系统背压不会传导到制动器,而影响制动效果。当绞车A,B油口不供油,需要浮动跟随工况时,图中X1口供高压控制油,电磁换向阀(HXF)得电,高压控制油经电磁换向阀(HXF),过减压阀(JYF)减压,推动卸荷阀(XHF),打开制动器,解除绞车机械制动,与此同时,电磁换向阀(ZHF)也得电,导通绞车液压马达A’、B’油口形成回路,绞车进入浮动状态。此时绞车可由外负载进行短时低速的拉动,液压马达被动转动。转动的速度由节流阀(JLF)控制,C口接系统回油路,双向补油单向阀(DXF1、DXF2)补充绞车被动运行时泄漏损失的液压油。在所有工况下,过载阀(GZF)一直保护绞车不超载。通过这个实例应用,可以得出以下结论:1)螺纹插装式集成方式具有密封性好、泄漏小、故障率低、结构简单、安装面积小等优点;2)减少液压元件间的连接管路,减少泄漏环节,提高系统可靠性;3)螺纹插装阀应用在液压系统中高度集成化,产品外观简捷,简化安装过程,维护更加容易。4密封材料的选用螺纹插装阀在工程机械液压系统中占据了较重的比例,在其他行业的液压系统中也已经得到了很广泛的应用,基于螺纹插装阀的各种优点,及相关技术的成熟与发展,螺纹插装阀技术一定会得到进一步的推广。使用液压螺纹插装阀时,要注意如下事项:1)在选用螺纹插装阀时,要看清其流量和压力,还要注意其流量-压力曲线,若选型过小往往会造成系统压力损失太大,使系统发热,若选型过大,则会造成经济上的浪费;2)螺纹插装阀密封材料可根据实际使用场合选用,氟橡胶密封适用于磷酸脂介质,丁晴橡胶密封适用于矿物油介质;3)对于螺纹插装阀的压力值和流量值,在选用时可以指定设置值,若不指定,厂家会设置一个默认值;4)螺纹插装阀相对板式阀来说更怕污染,在设计系统时一定要做好过滤器的设计,并在运行前进行充分的清理;5)螺纹插装式电磁换向阀的换向速度比常规电磁阀要稍微慢一些,对于要求快速动作的场合,只有选择快速型螺纹插装式电磁换向阀;6)受体积和布局的限制,螺纹插装阀的某些性能指标上不及传统阀,如溢流阀的滞回,分流阀的分流精度,流量阀的动态响应性能等;7)相对于板式阀块和二通插装阀块来说,螺纹插装阀块的设计和加工相比板式阀块更加复杂,可用专业的设计软件如Pro/engineer、SolidWorks等来进行设计,经过反复校验确保阀块设计无误,在加工过程中一般选择成型刀具加工,并将阀孔作全面有效地除毛刺处理;8)设计阀块时应要求在阀块上螺纹插装孔的旁边刻注上所装阀的型号,以防止装错;9)在工程机械等移动设备对重量要求严格场合,阀块材料选用铝合金锻件,这就要求在设计系统时压力不要超过21MPa,若系统压力超过21MPa,阀块则应选用35、45号钢;10)开发任何一种螺纹插装阀组,最好