浅析回路节省阀在液压系统优化设计中的应用

金 妍

(吉林工业职业技术学院 机电与智能学院，吉林 吉林 132013)

工程机械、矿山机械等多种设备中都缺少不了液压系统，液压系统在设备中起着举足轻重的作用。其中，液压系统的核心部件——液压缸在液压系统中的作用更是不容忽视。单个液压缸动作的稳定性、多个液压缸工作时配合精度都是在液压系统设计、使用过程中需要严格控制的问题。在目前的液压系统设计中，液压系统回路的设计仍存在一些技术问题。

一、当前液压阀系统常用设计理念研究

在当前的液压系统设计中，液压缸系统一般会采用托举液压缸与平移液压缸两个组成部分，在此次设计中采用了以下的设计理念：首先，共提升了6个液压缸，采用了基本的同步回路设计。其次，液压缸负载模式采用两个液控单向阀并联的锁紧回路。第三是在液压缸顶出和回缩过程中采速度换接回路，使速度切换时稳定无冲击。第四，在材料长度改变的情况下，单个提升缸可以采用单动作模式或组动作模式。因此，在设计中，每个液压缸需要设置一个单独的电子控制单元进行控制。第五是技术要求，液压缸的运动在运行过程中需要平稳，因此需提升液压缸操作稳定性。为了实现上述设计目标，技术人员通常采用调速阀调速的方式保障液压缸速度平稳。

(一)托举液压缸控制与运行设计原理

本设计中，升降油缸采用6缸设计模式，其中电磁换向阀设计可使升降液压缸不仅完成单独的运动控制，而且完成组动控制；双向液压锁允许提升油缸在装载毛细管时完成锁芯控制；调速阀的作用一是保证六台托举液压缸的升降速度的同步性，二是避免液压缸出现液压冲击问题。

(二)平移液压缸控制与运行设计原理

在这种设计中，平移液压缸采用4缸设计理念。主要原理是使用比例阀开口度、比例阀入口和出口之间的压差来完成液压阀的控制。而在平衡阀设计中，此次设计采用了双向互控平衡阀模式，其主要作用就是在有杆腔压力快速下降的情况下，平衡其中压力避免不良工况的作用。

二、系统优化设计原理研究

技术人员在对此次设计进行了研究发现，虽然该原理图虽然符合一般的技术原理，但是其中系统结构复杂，也是一种技术问题。因此我们在此次设计中进行了系统优化研究采用回路节省阀代替调速阀。其主要的设计原理，见图1。

(一)系统组成

在此次设计优化中，设计人员采用了回路节省液压控制阀组作为回路节省阀。同时使用逻辑集成控制装置对液压系统进行控制，而在集成单元控制中则使用螺纹插装阀式逻辑滑阀。控制系统由一个集成控制阀组成，包括一个三位双向液压逻辑阀，一个节流阀和一个液压控制止回阀。

1.三位双向液压逻辑阀系统

这一系统的主要作用是经过逻辑关系处理完成托举液压缸控制。阀块首先使用三位双向液压逻辑阀来完成液压缸中油流量和压力的控制。这一阀门的主要作用就是通过阀芯的双向移动、控制中的正常工作运行以及配置有外控口的调节元件对阀门进行控制，进而实现以下的几点控制要求：一是实现双向控制；二是对压力补偿流量进行控制；三是保证液压缸在运行中实现对毛管的有效支撑，同时保证托举液压缸运行状态下油路的畅通，以及液压缸运行到指定位置后可以自动切断油路。

2.节流阀系统

这一系统在液压系统运行中的作用包括了以下两点：首先，三位双向液压逻辑阀的运动提供足够的动力以确保液压系统的液压动力稳定；二是在使用中保障缸体上升与下降速度稳定，确保缸体运行安全平稳。

3.液控单向阀系统

这一系统在实际的运行中的作用包括了以下两点：首先当液压缸用于反转启动控制时，液压油回路接通；其次是在负载转换过程中锁定起重液压缸，以确保其稳定运行。

(二)系统设计优化作用

在系统设计优化过程中，技术人员对优化设计后的液压控制系统进行了技术检测分析。分析结果表明，新的控制系统比一般设计有几个优点：一是新控制系统采用了控制阀组模式，既可以有效地完成各项控制功能，又有效地节省了控制系统空间。二是阀组各结构的控制效果较为明显。液压控制单向阀可在起重液压缸的运行负载状态下起到有效的锁定作用；节流阀确保提升缸的速度控制有效，同时还确保六个提升缸的操作的同步性和逻辑阀移动所需的足够的压差。三是此次液压回路系统的设计优化有效地降低了系统使用的元件配置数量，继而有效地降低了系统控制使用元件的成本。

三、结束语

研究表明，优化设计采用更先进的设计理念，采用合理的液压系统设计和液压元件选择及匹配技术理念，有效降低系统安装成本，满足系统设计的优化要求。

图1 系统优化设计图