淺析回路節省閥在液壓系統優化設計中的應用

金 妍

(吉林工業職業技術學院 機電與智能學院，吉林 吉林 132013)

工程機械、礦山機械等多種設備中都缺少不了液壓系統，液壓系統在設備中起著舉足輕重的作用。其中，液壓系統的核心部件——液壓缸在液壓系統中的作用更是不容忽視。單個液壓缸動作的穩定性、多個液壓缸工作時配合精度都是在液壓系統設計、使用過程中需要嚴格控制的問題。在目前的液壓系統設計中，液壓系統回路的設計仍存在一些技術問題。

一、當前液壓閥系統常用設計理念研究

在當前的液壓系統設計中，液壓缸系統一般會采用托舉液壓缸與平移液壓缸兩個組成部分，在此次設計中采用了以下的設計理念：首先，共提升了6個液壓缸，采用了基本的同步回路設計。其次，液壓缸負載模式采用兩個液控單向閥并聯的鎖緊回路。第三是在液壓缸頂出和回縮過程中采速度換接回路，使速度切換時穩定無沖擊。第四，在材料長度改變的情況下，單個提升缸可以采用單動作模式或組動作模式。因此，在設計中，每個液壓缸需要設置一個單獨的電子控制單元進行控制。第五是技術要求，液壓缸的運動在運行過程中需要平穩，因此需提升液壓缸操作穩定性。為了實現上述設計目標，技術人員通常采用調速閥調速的方式保障液壓缸速度平穩。

(一)托舉液壓缸控制與運行設計原理

本設計中，升降油缸采用6缸設計模式，其中電磁換向閥設計可使升降液壓缸不僅完成單獨的運動控制，而且完成組動控制；雙向液壓鎖允許提升油缸在裝載毛細管時完成鎖芯控制；調速閥的作用一是保證六臺托舉液壓缸的升降速度的同步性，二是避免液壓缸出現液壓沖擊問題。

(二)平移液壓缸控制與運行設計原理

在這種設計中，平移液壓缸采用4缸設計理念。主要原理是使用比例閥開口度、比例閥入口和出口之間的壓差來完成液壓閥的控制。而在平衡閥設計中，此次設計采用了雙向互控平衡閥模式，其主要作用就是在有桿腔壓力快速下降的情況下，平衡其中壓力避免不良工況的作用。

二、系統優化設計原理研究

技術人員在對此次設計進行了研究發現，雖然該原理圖雖然符合一般的技術原理，但是其中系統結構復雜，也是一種技術問題。因此我們在此次設計中進行了系統優化研究采用回路節省閥代替調速閥。其主要的設計原理，見圖1。

(一)系統組成

在此次設計優化中，設計人員采用了回路節省液壓控制閥組作為回路節省閥。同時使用邏輯集成控制裝置對液壓系統進行控制，而在集成單元控制中則使用螺紋插裝閥式邏輯滑閥。控制系統由一個集成控制閥組成，包括一個三位雙向液壓邏輯閥，一個節流閥和一個液壓控制止回閥。

1.三位雙向液壓邏輯閥系統

這一系統的主要作用是經過邏輯關系處理完成托舉液壓缸控制。閥塊首先使用三位雙向液壓邏輯閥來完成液壓缸中油流量和壓力的控制。這一閥門的主要作用就是通過閥芯的雙向移動、控制中的正常工作運行以及配置有外控口的調節元件對閥門進行控制，進而實現以下的幾點控制要求：一是實現雙向控制；二是對壓力補償流量進行控制；三是保證液壓缸在運行中實現對毛管的有效支撐，同時保證托舉液壓缸運行狀態下油路的暢通，以及液壓缸運行到指定位置后可以自動切斷油路。

2.節流閥系統

這一系統在液壓系統運行中的作用包括了以下兩點：首先，三位雙向液壓邏輯閥的運動提供足夠的動力以確保液壓系統的液壓動力穩定；二是在使用中保障缸體上升與下降速度穩定，確保缸體運行安全平穩。

3.液控單向閥系統

這一系統在實際的運行中的作用包括了以下兩點：首先當液壓缸用于反轉啟動控制時，液壓油回路接通；其次是在負載轉換過程中鎖定起重液壓缸，以確保其穩定運行。

(二)系統設計優化作用

在系統設計優化過程中，技術人員對優化設計后的液壓控制系統進行了技術檢測分析。分析結果表明，新的控制系統比一般設計有幾個優點：一是新控制系統采用了控制閥組模式，既可以有效地完成各項控制功能，又有效地節省了控制系統空間。二是閥組各結構的控制效果較為明顯。液壓控制單向閥可在起重液壓缸的運行負載狀態下起到有效的鎖定作用；節流閥確保提升缸的速度控制有效，同時還確保六個提升缸的操作的同步性和邏輯閥移動所需的足夠的壓差。三是此次液壓回路系統的設計優化有效地降低了系統使用的元件配置數量，繼而有效地降低了系統控制使用元件的成本。

三、結束語

研究表明，優化設計采用更先進的設計理念，采用合理的液壓系統設計和液壓元件選擇及匹配技術理念，有效降低系統安裝成本，滿足系統設計的優化要求。

圖1 系統優化設計圖