REXROTH液壓換向閥↖↗力士樂液壓換向閥

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REXROTH液壓換向閥工作與原理?yè)Q向閥 利用閥芯對(duì)閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、關(guān)斷或變換油流的方向，從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)...
REXROTH液壓換向閥是具有兩種以動(dòng)形式和兩個(gè)以上油口的方向控制閥。是實(shí)現(xiàn)液壓油流的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動(dòng)作控制的閥門。可分為手動(dòng)換向閥、電磁換向閥、電液換向閥等。
又稱克里斯閥，閥門的一種，具有多向可調(diào)的通道，可適時(shí)改變流體流向。
工作時(shí)借著閥外的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸，帶動(dòng)搖拐臂，啟動(dòng)閥板，使工作流體時(shí)而從左入口通向閥的下部出口，時(shí)而人右入口變換通向下部出口，實(shí)現(xiàn)了周期變換流向的目的。
這種變換閥在石油、化工中有著廣泛的應(yīng)用，在合成氨造氣系統(tǒng)中Z為常用。此外，換向閥還可作成閥瓣式的結(jié)構(gòu)，多用于較小流量的場(chǎng)合。工作時(shí)只需轉(zhuǎn)動(dòng)手輪通過閥瓣來變換工作流體的流向。
閥板式的是動(dòng)作準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度、工作穩(wěn)定可靠，但需附設(shè)驅(qū)動(dòng)和冷卻系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；閥瓣式結(jié)構(gòu)則較簡(jiǎn)單，多用于流量較小的工藝上。REXROTH液壓換向閥↖↗力士樂液壓換向閥
傳統(tǒng)換向閥的進(jìn)出油口控制通過一根閥芯來進(jìn)行，兩油口聽開口對(duì)應(yīng)關(guān)系早在閥芯設(shè)計(jì)加工時(shí)已確定，在使用過程中不可能修改，從而使得通過兩油口的流量或壓力不能進(jìn)行獨(dú)立控制，互不影響。
隨著微處理控制器、傳感器元件成本的下降，控制技術(shù)的不斷完善，使得雙閥芯控制技術(shù)在工程機(jī)械域得以應(yīng)用。英Utronics公司利用自己的技術(shù)及研制出雙閥芯多路換向閥，已廣泛應(yīng)用于JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘機(jī)、*車、裝載機(jī)及挖掘裝載機(jī)等產(chǎn)品上。為適應(yīng)特點(diǎn)工程機(jī)械產(chǎn)品對(duì)液壓系統(tǒng)功能要求。穩(wěn)定性以及自動(dòng)化控制程度的不斷提，Utronics公司產(chǎn)品適時(shí)進(jìn)入特點(diǎn)市場(chǎng)，現(xiàn)已初步完成廈工（5t）裝載機(jī)、詹陽(yáng)（8t）挖掘機(jī)樣機(jī)調(diào)試并進(jìn)入試驗(yàn)階段。
1、傳統(tǒng)單閥芯換向閥的缺陷
傳統(tǒng)的單閥芯換向閥所組成的液壓系統(tǒng)難以合理解決以下功能和控制之間存在的矛盾：
液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為提系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少負(fù)載變化對(duì)速度的影響，要么犧牲部分我們想實(shí)現(xiàn)的功能，要么增加額外的液壓元件，如調(diào)速閥、壓力控制閥等，通過增加阻尼，提系統(tǒng)速度剛度來提系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是這樣元件的增加又會(huì)降低效率，浪費(fèi)能源；還會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的可*性降低、增加成本。
由于換向結(jié)構(gòu)的特殊性，使得用戶在實(shí)現(xiàn)某一功能時(shí)必須購(gòu)買相應(yīng)的液壓元件，再加上工程機(jī)械價(jià)格會(huì)根據(jù)不同Z終用戶要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的功能，這樣會(huì)造成價(jià)格采購(gòu)?fù)?、多?guī)格的液壓控制元件來滿足不同功能要求的需要，不利于產(chǎn)品通用化及產(chǎn)品管理，同時(shí)會(huì)大大提產(chǎn)品成本。
由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)出液壓油通過一根閥芯進(jìn)行控制，單獨(dú)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩側(cè)壓力是不可能的。因此，出油側(cè)背壓作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的反方向，隨著出油側(cè)背壓升，為保質(zhì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，必須提進(jìn)油側(cè)壓力。這樣會(huì)使得液壓系統(tǒng)消耗的功能增加，效率低，發(fā)熱增加。
采用雙閥芯技術(shù)的液壓系統(tǒng)，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)出油側(cè)閥口閥芯位置及控制方式各自獨(dú)立，互不影響，這樣通過對(duì)兩閥芯控制方式的不同組合，利用軟件編程能很解決傳統(tǒng)單閥系統(tǒng)不能解決的問題，同時(shí)還可以輕易實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)的功能。
雙閥芯換向閥的兩種基本控制策略
由于雙閥芯換向兩油口控制的靈活性，兩油口可分別采取流量控制、壓力控制或流量壓力控制。正面介紹兩種簡(jiǎn)單的控制策略。 REXROTH液壓換向閥↖↗力士樂液壓換向閥
負(fù)載方向在整個(gè)工作過程中保持不變
對(duì)于汽車起重機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)等而言，其液壓缸在整個(gè)工作過程中負(fù)載方向始終維持不變。下面以起重機(jī)變幅液壓缸為例來探討雙閥芯的控制策略。
起重機(jī)變幅缸在工作過程中其受力，負(fù)載方向始終保持不變，因此我們可以采取液壓缸有桿控用壓力控制、無桿腔用流量控制的控制策略。
無桿腔流量控制是通過檢測(cè)連接到無桿腔側(cè)閥前后兩側(cè)的壓差，再根據(jù)所需流入或流出流量的多少，計(jì)算出閥芯開口大?。挥袟U腔側(cè)采用壓力控制，使該側(cè)維持一個(gè)低值的壓力，使得更加節(jié)能、。
由于我們?cè)跓o桿腔采用了流量控制，因此原控制系統(tǒng)中所用的平衡閥可用一個(gè)液控單向閥來代替。這樣可消除因平衡閥所帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而提系統(tǒng)穩(wěn)定性。
負(fù)載方向在工作過程中發(fā)生改變
在這種情況下，采取“進(jìn)油側(cè)壓力控制，出油側(cè)流量控制”，在液壓缸有桿腔側(cè)用壓力控制，無桿腔側(cè)有流量控制。
如負(fù)載方向不變，由于出油側(cè)采取了流量控制，我們可將雙向平衡閥用液控單向閥來替換，從而提系統(tǒng)的穩(wěn)定性。進(jìn)油側(cè)用壓力控制器來維持一個(gè)較低的參考?jí)毫?，一方面提系統(tǒng)效率，另一方面使系統(tǒng)不發(fā)生氣穴。
為了使負(fù)載方向變化的工作機(jī)構(gòu)能得到很控制，另外一個(gè)PI控制器將被運(yùn)用到有桿腔的壓力控制器中，當(dāng)負(fù)載方向改變后，無桿腔的壓力將減??；如果仍將有桿腔維持一個(gè)很低的壓力，當(dāng)負(fù)載很大時(shí)，液壓缸將向反方向運(yùn)動(dòng)。此時(shí)我們可用所增加的PI控制器監(jiān)視無桿腔壓力的變化，當(dāng)PI控制器檢測(cè)到無桿腔壓力低于所設(shè)定的參考值時(shí)，將提有桿腔壓力控制器所設(shè)定的壓力，從而系統(tǒng)的正常工作。 REXROTH液壓換向閥↖↗力士樂液壓換向閥
Ultronics液壓控制系統(tǒng)
Ultronics公司是一家集設(shè)計(jì)、研究和制造的電子液壓技術(shù)公司。其液壓控制系統(tǒng)采用了CAN總線通信，雙閥芯控制技術(shù)，通過兩個(gè)閥芯的組合控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)多種控制，以提系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低能源損耗，同時(shí)還可使得系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，降低成本，加快產(chǎn)品開發(fā)速度，這些都是傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)所不能做到的。
Ultronics控制系統(tǒng)的硬件一般由操縱手柄、電控單元ECU、調(diào)節(jié)閥、雙閥芯液壓閥組和外接傳感器或開關(guān)等組成，其間通過CAN總線通信，液壓閥組為電控系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)的交匯點(diǎn)，系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分就是軟件。
手柄為光電非接觸形式，Z多可帶4個(gè)比例輸出或2個(gè)比例輸出和Z多5個(gè)開關(guān)。開關(guān)有比例式和自鎖式供選擇。其防護(hù)等達(dá)到了IP67。手柄的延時(shí)特性、輸出曲線和死區(qū)等可通過軟件JoyVal進(jìn)行修改。 REXROTH液壓換向閥↖↗力士樂液壓換向閥
電控單元ECU其供電壓有12V和24V兩種，25路和50路兩種接口，提供模擬與數(shù)字輸入、輸出接口，同時(shí)該電控單元還提供了CAN信接口，使得系統(tǒng)可以接收傳感器或控制信號(hào)或與其它系統(tǒng)進(jìn)行連接。ECU中存儲(chǔ)了系統(tǒng)控制所需的所有應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序可將來自于手柄或連接于ECU上的其它器件和信號(hào)（如傳感器檢測(cè)信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)信息等），經(jīng)處理后轉(zhuǎn)換成各個(gè)閥芯動(dòng)作的指令。
Ultronics控制系統(tǒng)的關(guān)鍵在于其*的雙閥芯控制技術(shù)，每片閥有兩個(gè)閥芯，相當(dāng)于將一個(gè)三位四通閥變成兩個(gè)三位三通閥的組合，兩個(gè)閥芯既可單獨(dú)控制，也可根據(jù)控制邏輯進(jìn)行成對(duì)控制，并且兩個(gè)工作油口都有壓力傳感器，每一個(gè)閥芯都有位置傳感器，通過對(duì)傳感信號(hào)的閉環(huán)控制可以分別對(duì)兩路液壓油的壓力或流量進(jìn)行控制，具有很的控制，通過不同的組合可以得到許許多多的控制方案，以滿足系統(tǒng)的需要。
每片閥都有兩個(gè)完整的設(shè)置的混合信號(hào)ASIC（模擬型集成電路）和一個(gè)RISC（精簡(jiǎn)指令處理器）。這些控制器給傳感器提供激勵(lì)和補(bǔ)償、給控制傳動(dòng)裝置提供動(dòng)力、提供閥芯控制軟件以及CAN總線通信。閥芯動(dòng)作控制策略以及具體的參數(shù)可由用戶根據(jù)被控執(zhí)行元件的要求進(jìn)行設(shè)置或修改?？刂崎y接收到指令后，其內(nèi)嵌式處理器就運(yùn)行閥芯動(dòng)作控制軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)定的機(jī)能，多個(gè)閥間的功能協(xié)調(diào)是由ECU完成的，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)功能。這種分控制方式使系統(tǒng)的應(yīng)用具有非常的靈活性，同時(shí)易于構(gòu)建復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 REXROTH液壓換向閥↖↗力士樂液壓換向閥
Ultronics控制系統(tǒng)功能的多樣性是通過應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)的，通過有針對(duì)性的編制控制軟件。Ultronics控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能是極其廣泛的。履帶挖掘機(jī)、輪式挖掘機(jī)、裝載機(jī)等進(jìn)機(jī)型在操作舒適性、作業(yè)效率、作業(yè)成本消耗、故障診斷、環(huán)境保護(hù)等方面所做的努力，比如發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)與液壓系統(tǒng)的適應(yīng)控制、特定作業(yè)功能等，采用Ultronics系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)。
總之，通過CAN總線通訊、*的雙閥芯結(jié)構(gòu)和壓力、位移傳感器的應(yīng)用以及壓力或流量的閉環(huán)控制技術(shù)、Ultronics公司的電子液壓控制系統(tǒng)使工程機(jī)械控制系統(tǒng)在功能的多樣性、實(shí)現(xiàn)的靈活性、較低的性價(jià)比以及控制理念、維修模式等諸多方面都將引發(fā)一革命性的變化。
方向控制閥分類
在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)不同的需要將方向控制閥分成若干類別：
按照氣體在管道的流動(dòng)方向，如果只允許氣體向一個(gè)方向流動(dòng)，這樣的閥叫做單向型控制閥，比如單向閥，梭閥等；可以改變氣體流向的控制閥叫做換向閥，比如常用的2way2port，2way3port，2way5port，3way5port等。
按照控制方式可分為電磁閥，機(jī)械閥，氣控閥，人控閥。其中電磁閥又可以分為單和雙電控閥兩種；機(jī)械閥可分為球頭閥，滾輪閥等多種；氣控閥也可分為單氣控和雙氣控閥；人力閥 可以分為手動(dòng)閥，腳踏閥兩種。
按工作原理可以分為直動(dòng)閥和導(dǎo)閥，直動(dòng)閥就是靠人力或者電磁力，氣動(dòng)力直接實(shí)現(xiàn)換向要求的閥；導(dǎo)閥是由導(dǎo)頭和閥主體2部分構(gòu)成，有導(dǎo)頭活塞驅(qū)動(dòng)閥主體里面的閥桿實(shí)現(xiàn)換向。
根據(jù)換向閥桿的工作位置可以將閥分為2way，3way閥。
根據(jù)閥上氣孔的多少來進(jìn)行劃分，可以分為2port，3port，5port閥。
普通單向閥（逆止閥或止回閥）
功用：只允許油液正向流動(dòng)，不許反流。
REXROTH液壓換向閥↖↗力士樂液壓換向閥分類：直通式、直角式
結(jié)構(gòu)：閥體、閥心錐形、鋼球式 、彈簧等
工作原理：液流從進(jìn)油口流入時(shí)，A →B
液流從出油口流入時(shí)，A → B
開啟壓力：0、04——0、1MPa
做背壓閥：Pk=0.2——0.6 MPa 3
液控單向閥
功用：正向流通，反向受控流通
結(jié)構(gòu)：普通單向閥+液控裝置
K不通壓力油，A → B
工作原理<
K通壓力油，A → B
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：B→ A，∵ PB=P工，很
∴ 彈簧腔背壓很大，pk很大時(shí)才能頂開閥心,影響可靠性。
故 可采用如下措施
1） 采用導(dǎo)閥預(yù)卸壓
2） 采用外泄口回油降低背壓
應(yīng)用：∵ 液控單向閥具有良的反密封性
∴ 常用于保壓、鎖緊和平衡回路
梭閥、雙壓閥和快速排氣閥
1） 梭閥
2） 雙壓閥
3） 快速排氣閥 二 換向閥
作用：變換閥心在閥體內(nèi)的相對(duì)工作位置，使閥體各油口連通或斷開，從而
控制執(zhí)行元件的換向或啟停。
換向閥的分類
按結(jié)構(gòu)形式分：滑閥式換向閥、座閥式換向閥、轉(zhuǎn)閥式換向閥
滑閥式換向閥 REXROTH液壓換向閥↖↗力士樂液壓換向閥