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溢流阀的特性及应用
【来源/作者】奥科官网 【更新日期】2017-01-11

前言

以液体作为介质进行能量传递的液压传动的诸多优点现已被各行业认可和采纳。 农业机械、工程机械等更是将其作为技术升级的一个必要条件。 溢流阀是液压系统压力控制阀中的一类,其主要作用是通过阀口的溢流,使被控制系统或回路的压力维持恒定,从而实现稳压、调压或限压。 溢流阀是液压系统中应用最多的元件之一,正确选择、合理应用溢流阀不仅可以满足液压系统不用应用场合的多种功能要求,而且还可使液压系统设计简化。 本文介绍溢流阀在实际液压系统中的典型应用和使用注意事项。

1溢流阀的分类和特性

溢流阀按其结构特点不同,一般分为直动式溢流阀和先导式溢流阀两类。 直动式溢流阀的图形符号如图 1a 所示。 其功能是压力油从 P口进入,当作用在阀芯上的液压力大于弹簧力时,阀口打开,使油液溢流。直动式溢流阀结构简单,灵敏度高,但控制压力受溢流流量的影响较大,不适于在高压、大流量下工作。

先导式溢流阀的图形符号如图 1b 所示。 其功能是当外控油口 K不使用时,可将其封死,此时,先导式溢流阀用法同直动式溢流阀相似。 当外控油口 K 上接有外流路时,则先导式溢流阀的进口压力便决定于外流路压力与自身先导阀调整压力之较小者。

在液压系统中,对溢流阀的主要要求是:调压范围大,调压偏差小,压力振摆小,动作灵敏,过流能力大,工作时不应有振动、冲击和躁声。

2溢流阀的应用

2.1 调压溢流 如图 2a 所示 , 系统采用定量泵 1 供油的节流调速时,常在其进油路或回油路上设置节流阀或调速阀 3,使泵油的一部分进入液压缸 4 工作,而多余的油须经溢流阀 2 流回油箱。 溢流阀 2处于其调定压力下的常开状态,调节弹簧的预紧力,也就调节了系统的工作压力。 因此,在这种情况下,溢流阀的作用即为溢流调压。

2.2 安全保护 如图 2b 所示 ,系统采用变量泵 1 供油时 ,系统内没有多余的油需溢流,其工作压力由负载决定。 这时与泵 1 并联的溢流阀 2 的预设调整压力高于相接容腔在系统正常工作时的最高压力,阀在系统正常工作过程中无溢流,只有当系统发生故障,相连容腔压力趋于过载时,溢流阀 2 才被打开,以保障系统的安全,因此,这种系统中的溢流阀又称为安全阀。

2.3 使泵卸荷 如图 2c 所示的采用先导型溢流阀 2 调压的定量泵系统,当电磁铁通电时,溢流阀 2 的外控口 K 通过换向阀 3 与油箱连通,其主阀芯在进口压力很低时即可迅速抬起,使泵 1 卸荷,从而能够减少能量损耗。

2.4 远程调压 如图 2d 所示 ,当电磁阀 3 通电在右位工作时 ,先导型溢流阀 2 的外控口与调压较低的溢流阀 4 连通时,其主阀芯上腔的油压只要达到低压阀 4 的调整压力,主阀芯即可抬起溢流(其先导阀不再起调压作用),从而实现远程调压。

2.5 三级调压(多级调压) 如图 2e 所示,当电磁阀 3 通电在左位工作时,先导型溢流阀 2 的外控口与溢流阀 4 连通;当电磁阀 3 通电在右位工作时,先导型溢流阀 2 的外控口与溢流阀 5 连通,从而实现三级调压。

2.6 形成背压 如图 2f 所示, 将溢流阀 3 设置在液压缸 2 的回油路上,可使缸 2 的回油腔形成背压,提高运动部件运动的平稳性。 因此,这种用途的阀也称背压阀。

2.7 与并联马达实现同步 如图 2g 所示, 将两个同轴等排量马达 A和 B 分别与两个有效作用面积相同的液压缸 1 和 2 相连,以实现液压缸 1 和 2 双向位移同步,用单向阀 3、4、5、6 和溢流阀 7 组成的安全补油回路可在行程终点消除位置误差。 如两个液压缸的活塞上升时,若缸 1 的活塞先到达终点,则流经马达 A 的压力油可经单向阀 3 和溢流阀 7 流回油箱,使缸 2 的活塞也能到达终点。 若液压缸下降时,如缸 1先到达终点,则马达 A 可通过单向阀 5 从油箱自吸补油,缸 2 排出的油则流经马达 B,使缸 2 也能到达终点。

2.8 实现制动 如图 2h,采用溢流桥可实现马达的制动。 当换向阀回中位时,液压马达在惯性作用下有继续转动的趋势,它此时所排出的高压油经单向阀由溢流阀限压,另一侧靠单向阀从油箱吸油。该回路中的溢流阀既限制了换向阀回中位时引起的液压冲击,又可以使马达平稳制动。

再如图 2i,双向马达可采用双溢流阀来实现双向制动。 当换向阀回中位时,马达在惯性的作用下 ,使一侧压力升高,此时靠每侧的溢流阀限压,减缓液压冲击。马达制动过程中另一侧呈负压状态, 由溢流阀限压时溢流出的油液进行补充,从而实现马达制动。

3组合溢流阀应用

3.1 电磁溢流阀 电磁溢流阀由先导型溢流阀和电磁换向阀组成 ,

用于系统的卸荷和多级压力控制(如图 1c 和 1e)。 电磁溢流阀具有升压时间短,通断电均可卸荷,内控和外控多级加载,卸荷无明显冲击等性能。

用不同位数和机能的电磁阀,可实现多种功能。

3.2 卸荷溢流阀

卸荷溢流阀亦称单向溢流阀,其图形符号如图 3 所示。 卸荷溢流阀由溢流阀和单向阀组成, 控制压力油来自单向阀的出口侧, 当系统压力达到调定压力时,导阀打开,从而使溢流阀主阀打开,泵卸荷;当系统压力降到一定值时,导阀关闭,致使主阀关闭,泵向系统加载, 从而实现自动控制液压泵的卸荷或加载。

卸荷溢流阀常用于蓄能器系统中泵的卸荷和高低压泵组大流量低压泵的卸荷,如图 4 所示。卸荷动作由油压直接控制,因此卸荷性能好,工作稳定可靠。

4使用注意事项

4.1 在安装溢流阀时 ,要认清进 、出油口的方向 ,否则会影响液压系统的正常工作。

4.2 当溢流阀在系统中起稳压作用时, 为了充分利用先导式溢流阀的稳压功能,应使其工作在正常工作区段,给予一定的为稳压所必需的溢流量。

4.3 当溢流阀作安全阀使用时, 通常要把溢流阀的调定压力比系统最高工作压力调高 10%~20%;而作背压功能的溢流阀,其调定压力较低,一般由背压值确定。

4.4 当利用溢流阀的外控油口实现远程控制或多级调压时 , 其外流路压力应小于自身调整压力。

摘自:中国计量测控网


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