电比例插装阀

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析

中国地质大学 研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士日期:

评语 对课程论文的评语 注： 1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要：电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述，并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析，最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。关键词：电液比例插装阀；分类；产品现状；电液比例控制技术；发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract: Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products. This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized, and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation; electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品，能方便地和微机控制系统相结合，连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等，有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类，其阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用电──机械转换装置，将电信号转换为位移信号，按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件，它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点，并减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，在某些方而还有一定的性能差距，但它显著的优点是抗污染能力强，大大地减少了因污染所造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。另一方面比例阀的成本比伺服阀低，结构也简单，己在许多场合获得广泛应用。 比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表 1 三种阀类主要性能比较

二通插装阀和比例控制技术在我国重大工程和装备中的应用

二通插装阀和比例控制技术 在我国重大工程和装备中的应用 The Application of Two-Way Cartridge Valve and Proportional Control Technology in Domestic Key Projects and Machinery 中船重工上海７０４研究所黄人豪濮凤根 1 前言 电液比例和二通插装阀控制技术在20世纪的最后20年中得到了快速发展，被公认为现代液压技术最重要的进展和转折点。在这两项液压控制技术的发展历程中，长期后进的我国液压界，一改过去被动、落后和沉寂的表现，充当了紧跟技术发展前沿并不断有所创新的积极进取的角色。在路甬祥院士的带领和影响下，我国液压界产学研空前活跃，特别是电液比例和二通插装阀集成控制领域中，在自主产品研究开发、应用推广、理论学术和人才培养诸方面都取得了喜人进步，明显缩小了与发达国家的差距。在我国改革开放和持续发展的历史性机遇中，在一系列体现综合国力和核心竞争力的超大型国家级工程中，我国液压界独立自主地承担了关键技术装备的设计和制造任务，体现了与时代相适应的先进水平，极大地鼓舞和激励了液压界广大同仁在21世纪继续急起直追，努力使我国液压工业跻身于世界先进行列。 世纪之交，世界水利史上三大水电工程相继在我国开发建设。与此同时，我国冶金工业也经历了重大技术革新和进步，目前粗钢产量已雄居世界首位。非常荣幸的是，在一系列相关的重大工程和装备中都大规模地采用了液压技术特别是电液比例和二通插装阀控制技术，而笔者及同仁有幸直接参与，并在这里回顾和思考，愿同大家一起分享初步的成功，也希望同大家共同探讨我国液压工业的未来。2 液压技术的重要角色 在当今世界上一些著名的大型工程和装备中，液压技术充当了无可替代的关键角色，作者曾经撰文[1]概括重大工程和装备中大型液压系统的配置和特征。这些大型系统通常需要灵活可靠地控制成千上万吨级的巨大负载，液压系统的驱动功率通常在600kW以上甚至达到7000kW，液压泵供油流量超过1000L/min甚至高达150000L/min，相应的系统所用关键元件规格巨大，例如通常要采用规格NG40以上甚至NG160的二通插装阀，液压控制集成块的重量达到数吨之巨，相应的泵站油箱则达到了数万升之巨。 2.1 负载功率大、规格参数高，液压控制成为首选 表1列出了当今世界上若干典型的重大工程和装备中大型液压系统的特点。在大量的大中型工业和工程装备中液压系统的参数配置尽管规格不象表列那样庞大，但液压控制仍然是关键的首选技术，具有明显的技术优势。 2.2 目标要求高、综合复杂，电液比例和二通插装阀控制技术优势显著 重大工程和装备关系国计民生，投资决策和管理控制十分谨慎严格，在技术上更是要求先进与可靠、高效与安全以及经济合理并体现环保和可持续发展。重大工程和装备往往融合众多学科领域新技术特别是微电子和计算机信息技术，以及先进材料和工艺。 只有基于全局和综合的技术和管理的把握，

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析

中国地质大学研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士 日期:

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国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要：电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述，并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析，最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。 关键词：电液比例插装阀；分类；产品现状；电液比例控制技术；发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract:Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products.This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized,and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation;electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品，能方便地和微机控制系统相结合，连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等，有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类，其阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用电──机械转换装置，将电信号转换为位移信号，按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件，它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点，并减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，在某些方而还有一定的性能差距，但它显著的优点是抗污染能力强，大大地减少了因污染所造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。另一方面比例阀的成本比伺服阀低，结构也简单，己在许多场合获得广泛应用。比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表1 三种阀类主要性能比较

插装阀设计注意的一些问题

插装阀设计注意的一些问题 1，两通插装阀特点：高压，大流量，响应快，液阻小，泄露小，抗污染强，一阀多用，便于集成易于优化。 2，油口：A为正向（底面），B为侧向，C为控制，A，B，C分别表示三个工作腔，有效工作面积为AA，AB，AC，压力表示为PA，PB，PC。 3，控制方式： A，内控简单，不用外加控制油即可自锁，但是C腔控制压力随A或B的压力而变化，当然其大小不可能超过主阀的工作压力，这样就不能保证主阀上下形成有效的压力差，阀芯关闭速度较慢，甚至影响阀的关闭。 B，外控取自插装阀的外部，优点是控制压力可以高于阀的工作腔压力，控制压力稳定，使主阀芯上下形成压差，阀关闭快而严，但是主阀没有自锁能力，容易受主油路压力变化影响造成阀反向开启，而且还需要单设的外部控制油源。 C，内外控制，兼有上面的优缺点。 4，两通插装阀的流动方向：可以从A口流向B口，也可以从B流向A，看压力高低而定，表面上两者没什么区别，但性能上有很大的不同，具体如下。 A，通油能力和开启压力不同：A腔与C腔的有效面积称为插装阀的面积比，对于方向控制插件一般面积比有：1:1, 1:1.05, 1:1.1, 1:1.16, 1:2（力士乐标法的不同，取的是B腔与C腔的面积比，但换算过来差不多），如ATOS的SCLI-*插芯。当面积比较大如1:1和1:1.05及1:1.1时，A腔具有较大的工作面积，显然A到B的流动流通能力大，液阻小，阀的开启压力也小，而B到A流动，B的工作腔面积小，流通能力小，开启压力高，可见这种大面积比的插装阀适宜从A到B的流动，而不适宜于B到A 的流动，把这种插芯称为A型插件，把小面积比如1:1.16及1:1.2称为B型插件，B型插件的B腔有效面积大，从B向A 流动时开启压力低，所以B型插件适宜从A到B和B到A的双向流动。 A型和B型插件相比，从A到B的流动时，A型插件的通流量一般要大于B型插件流量，大约大15~20%。对于B型插件作流量及方向阀使用时，起尾部可带缓冲头，这种结构的阀芯行程比不带缓冲头的阀芯行程长，通过的流量要小，大约小15%左右。 B，密封的影响：普通滑阀靠间隙密封，泄露量一般是额定流量的1%，插装阀靠锥面密封， 泄露量一般是额定流量的0.1%,，但要注意的是插装阀的密封与控制方式有关。 如果控制油从A口引出，阀芯关闭时，A口到B口之间由于线密封，可以避免阀的直接泄露，但存在向B口的泄露，即存在A-C-B之间的泄露。如果控制油从B口引出，因为B-C为一封闭结构，则避免了控制腔的内泄露。当采用外控方式，主油口A和B之间的泄露可以避免，但控制压力PC大于PB时，控制腔向B有泄露，对于要求高保压的系统，要考虑插装阀的泄露影响。 B，阀开关时间的影响：流动方向对阀的开关时间有较大的影响。 对于A型阀，如果选定A到B流动，控制油也从A引出，那么阀开启快但关闭慢，关闭慢是因为A型阀面积比大，A腔与C腔面积接近，而控制油又取自A腔，阀关闭时作用在阀芯的上下压差小，接近于平衡，阀芯关闭靠弹簧力，直到阀芯开口度减小到阀芯行程的10%时，A与B才形成明显的压差，这时阀的关闭速度才加快，同样是A型阀，如果从B到A流动，那么阀开启慢但关闭快，分析道理同前，因为压力油作用在面积小的B腔，阀芯形成较大的压差，关闭自然快，再加上弹簧力的作用促使阀快速关闭。 阀的关闭还有一个问题，当系统快速升压时，如果选定A到B的流动，因为A的面积大，接近C腔，当系统瞬时升压时，而控制腔的升压滞后于系统（因为控制有阻尼），就可能造成阀的瞬时开启，给系统带来影响，如果选定B到A的流动，那么可以避免，因为系统快速升压时可以靠C与B的面积差来弥补。 5，插装阀开关速度的调整：影响阀的关闭时间因素很多如阀的结构形式，控制方式，系统压力，阀流量，流动方向，控制压力，控制流量，弹簧力等，2通插装阀的开启和关闭时间不一样，关闭时间比开启时间

3 (特性曲线)大流量电液比例插装阀液压测试试验台的设计要点

HydraulicsPneumatics&Seals/No.9.2010 大流量电液比例插装阀液压测试试验台的设计 于良振1 2.浙江大学 摘 王明琳1方锦辉2 （1.山东泰丰液压设备有限公司，山东济宁 272000； 机械电子工程控制研究所，浙江杭州310027） 要：电液比例插装阀可以实现对高压大流量液流的比例控制，广泛应用于锻压机、注塑机等重型机械液压系统的调速回路，其性能 直接影响到系统的响应速度和控制精度，电液比例插装阀的测试和调节是确保压机安全可靠运行的必要手段。本文根据压机应用工艺对电液比例插装阀的性能要求，设计了液压测试试验台，对其压力—流量特性和阶跃响应特性进行测试，能够准确的测试该阀的主要性能。 关键词：大流量；电液比例插装阀；测试试验台；压力-流量特性；阶跃响应特性中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1008-0813（2010）09-0037-03 DesignofaHydraulicTest-bedfortheLargeFlowDoubleProportionalCartridgeValves YU Liang-zhen1 WANG Ming-lin1 FANG Jin-hui2 （1.ShandongTaifengHydraulicEquipmentC.,Ltd.Jining272000，China； 2.ZhejiangUniversity,Hangzhou310027，China） Abstract：Electro-HydraulicProportionalcartridgevalvesmakeproportionalcontrolofhighpressurelargevolu meflow,andusedinspeedcontrolcircuitofheavymachineryhydraulicsystem.Itsperformance sdirectlyinfluencesystemresponsespeedandcontrolprecision.Testandredressalisnecessary measureandmeansforsafetyandtrustinessofmachinery.Inthispaper,test-bedisdesignedbyrequestresults

音圈电机驱动双先导级大流量水压比例插装阀关键技术研究

音圈电机驱动双先导级大流量水压比例插装阀关键技术研究压铸是一种先进、高效的金属精密成型技术,广泛应用于机电装备、汽车及航空航天零部件的制造中,传统压铸机液压系统以矿物油作工作介质,存在油液泄漏造成污染及高温工作环境下易燃等典型问题。与之相比,由水液压驱动的压铸机具有绿色环保及安全的突出优势。 压射系统是决定压铸机性能好坏的关键部分,大流量水压比例插装阀是压射系统的核心控制元件。压铸机的压射过程具有持续时间短、压射速度快及压射压力高等特点,因此要求其核心控制元件具有大流量、快速响应能力。 而水介质的汽化压力高、润滑性差及粘度低等特点,给大流量水压比例插装阀的研制及应用带来了极大的困难与挑战,主要表现在:1)如何提高大流量水压比例插装阀响应速度。大流量水压比例插装阀的主阀通径大导致运动惯性大,先导级负载大,同时主阀控制腔体积大,降低了阀的响应速度;2)如何提高大流量水压比例插装阀控制精度。 水介质汽化压力高,阀口处极易产生空化,引起阀芯的振动和气蚀,此外通过阀口的大流量会使得阀芯受到的液动力大,阀口空化与液动力相互作用,非线性效应强,降低了阀控制精度。针对上述存在的技术困难,本文提出了一种音圈电机驱动双比例先导阀控制的大流量水压比例插装阀的新型结构,重点对空化作用下的阀口液动力特性进行了系统的研究,建立了大流量水压比例插装阀的数学模型,对影响阀的响应速度与控制精度的关键结构参数进行了优化,并研制了样机,其主要研究内容如下:针对压射系统快慢压射时大小两种不同流量要求的工况特点,提出了一种双比例先导阀控制的大流量水压比例插装阀的新型结构,并进行了主阀及先导阀的结构设计,建立了主阀及先导阀动力学模型。

插装阀使用原理及工作方法

1. 设计因素插装阀和其阀孔的设计通用性的重要性在于大批量生产。就某一种规格的插装阀为例，为了批量生产，其阀口的尺寸是统一的。此外，不同功能的阀可采用同一规格阀腔，例如：单向阀、锥阀、流量调节阀、节流阀、两位电磁阀等等。如果同一规格、不同功能的阀无法采用不同阀体，那么阀块的加工成本势必增加，插装阀的优势就不复存在。插装阀在流体控制功能的领域的使用种类比较广泛，已应用的元件有是电磁换向阀，单向阀，溢流阀，减压阀，流量控制阀和顺序阀。通用性在流体动力回路设计和机械实用性的延伸，充分展示了插装阀对系统设计者和应用者的重要性。由于其装配过程的通用性、阀孔规格的通用性、互换性的特点，使用插装阀完全可以实现完善的设计配置，也使插装阀广泛地应用于各种液压机械。 2. 体积小、成本低批量生产的对用户益处在阀块还未装配线终点时就已显现。采用插装阀设计的整套控制系统可为用户大大减少制造工时；该控制系统的每个元件在组装成集成阀块前就可进行独立测试；集成块在发给用户之前就可进行整体测试。由于必须安装的元件和连接的管路大大减少，为用户节省大量的制造工时。由于系统污染物的减少，泄漏点的减少和装配错误的降低，使可靠性显著提高。插装阀的应用实现了系统的高效、方便。以轮式装载机为例，采用插装阀集成块来代替故障不断、难以诊断和维修的动力传动控制装置。原有控制系统有60多个连接管件和19个独立元件。用来替代的整体特制集成块上只有11个管件和17个元件。体积为12 x 4 x 5立方英寸，是原系统所占空间的20％。采用插装阀的特点如下：减少安装时间减少泄漏点减少易污染源减少维修时间（因为插装阀无需取下管接头配件即可更换） 3. 功能全、应用广泛装阀已经广泛应用于多种工程机械、物料搬运机械和农业机械。在常被忽视的工业领域中，插装阀的应用在不断的扩大。特别是在许多重量和空间的限制的场合中，传统工业液压阀束手无策，而插装阀却大显身手。在某些应用场合，插装阀是提高生产力和竞争力的唯一选择新型插装阀的功能正不断被开发出来。这些新开发成果将保证将来可持续的生产效益。过去的经验证明：想象力的贫乏是采用插装阀实现生产既期效益的唯一限制。插装阀单元的工作状态记油口A、B、x的压力分别为pA、pB、px，作用面积分别为AA、AB、Ax，阀芯上端复位弹簧力为Ft ，当 pxAx + Ft ＞pAAA + pBAB 时阀口关闭；当 pxAx + Ft ≤ pAAA+ pBAB 时阀口开启。实际工作时，阀芯的受力状况是通过油口x的通油方式控制的。X通回油箱，阀口开启；x与进油口相通，阀口关闭。改变油口通油方式的阀称为先导阀。插装阀的应用三通阀由两个方向阀组件并联而成，对外形成一个压力油口、一个工作油口和一个回油口。三通插装阀的工作状态数取决于先导换向阀的工作位置数。四通阀由两个三通阀并联而成先导阀可以是一个三位四通换向阀，见动画。先导阀也可以是两个二位四通换向阀或四个二位三通换向阀，见动画。四通插装阀的工作状态数取决于先导换向阀的工作位置数。插装阀与我们所说的普通液压控制阀有所不同，它的通流量可达到1000L/min,通径可达200～250mm。阀芯结构简单，动作灵敏，密封性好。它的功能比较单一，主要实现液路的通或断，与普通液压控制阀组合使用时，才能实现对系统油液方向、压力和流量的控制，液压英才网资深顾问李工认为，目前我国做插装阀的液压工程师只是以应用设计为主，对于阀本身的系统设计和研发还有待提高。插装阀基本组件组件由阀芯、阀套、弹簧和密封圈组成。根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。同一通径的三种组件安装尺寸相同，但阀芯的结构形式和阀套座直径不同。三种组件均有两个主油口A 和B、一个控制口x 。1、选择插孔通用性强的阀。比如，选用SUN 的一种SXCA-LBN顺序阀，有一号插孔是T11A，采用该插孔的有很多类型的阀，如溢流阀RVCA-LAN，减压阀PBDB-LAN，梭阀CSAX-XXN 等。T11A是3口阀插口，但是，有些两口的的插阀也能使用3口的成型绞刀加工，比如DTDA-MHN两位两通的电磁阀，虽然使用T13A的插口，但也可用T11A的绞刀加工。因为下面两口的尺寸是一样的。所以，就可以少买成型刀，这不就省钱了吗^_^ 2、有的公司