液壓控制裝置是液壓系統中各類控制閥及其連接體的統稱,在液壓站中多用無管集成。 亦即將各類控制閥固定在某種專用或通用的連接體(又稱輔助件)上,輔助件內開的一系列通道(油道) ,控制閥之間的油路聯系主要由這些通道而非管道實現。 按所采用輔助件的形式不同,又可分為板式、 塊式、 鏈式、疊加閥式和插入式等五種集成方式。 它們的優點是結構緊湊、 安裝方便、 外形美觀、 壓力損失較小等。 但因結構上各不相同,故又各有特點及其適用的場合。
一、板式集成
在閥板上,按系統要求,通過閥板中切削或鑄造出的通道實現油路聯系,構成一個回路。 對較復雜的系統,則需將其分解成幾個回路,用幾個閥板安裝標準板式控制元件,閥板間通過管道來連接。閥板又有整體式和剖分式兩種形式。 整體式閥板的油路通道是在整塊板上鉆出或用精密鑄造鑄出。 此種閥板的可靠性好,應用較多,但其工藝性較差,特別是深孔的加工較難;剖分式閥板由底板與面板組成,通常面板上鉆出通道孔,在底板與面板結合的面銑削或鑄出矩形溝槽,然后用粘合劑將底板與面板粘合在一起,并用相當數量的螺釘緊固成為一完整的封閉體。 面板上的通道孔分別與各液壓元件上相應油口對應,各元件之間油路聯系借助底板上的溝槽來實現。 剖分式閥板制造方便,但可能會因液壓沖擊造成粘合劑失效,引起油路串腔,導致液壓系統工作失常。
綜上所述可知:板式集成對于動作復雜的液壓系統,回路元件數量的增加,導致所需閥板尺寸和數量增大,致使有些孔道深到無法鉆出,而銑槽往往出現滲漏串腔現象。 此外,閥板是根據特定的液壓系統專門設計制作的,不易實現標準化和通用化,不易組織專業生產。 當用戶需要更改回路或追加元件時,閥板就要重新設計加工,設計和加工的差錯也會使整塊閥板報廢。 所以,板式集成適合不太復雜的中低壓系統采用。
二、塊式集成
塊式集成是按典型液壓系統的各種基本回路,做成通用化的六面體輔助件——集成塊,通常其四周除一面安裝液壓執行裝置的管接頭外,其余三面安裝標準板式閥及少量疊加閥或插裝閥,這些元件之間的油路聯系由集成塊內部所開通道孔實現;塊的上下兩面為塊間疊積結合面,布有上下貫穿通道體的公用壓力油孔、 回油孔、 泄油孔及塊間連接螺栓孔,多個回路塊疊積成一摞,通過四只長螺栓固緊,塊之間的油路聯系通過公用油孔來實現。 對于較復雜的系統,可按系統組成特點,將其劃分為幾摞。 摞間用管道連接即可。塊式集成的顯著優點是:可簡化設計;更改系統、 增減元件方便,設計柔性大;集成塊主要加工部位是六個平面及各個孔,其尺寸比板式集成的閥板要小得多,故加工容易,且便于組織專業化生產,降低成本;大大減少了 管接頭數量,并且結構緊湊,占地面積小,泄漏少,穩定性好;通道孔粗而短,故壓力損失小、 發熱少、 效率較高。塊式集成既可用于低壓系統也可用于高壓系統。
三、鏈式集成
鏈式集成與塊式集成非常相似,它的輔助件通常有閥塊、 連接塊、隔板和端板。 每個閥塊僅安裝一個標準板式閥或組合疊加閥,依靠閥塊中的孔道及各輔助件把油路聯系起來。 每一組短螺栓僅將相鄰的兩個閥塊連接在一起,如同鏈條一環扣一環地串聯成一個整體。閥塊上面安裝液壓閥;閥塊兩面是塊間或塊與其它輔助件間的連接結合面,兩側面間通常開有5條呈軸對稱分布的公用主油道及4個短螺栓孔,故可在閥塊不變的情況下,以對稱軸為中心旋轉180°安裝來改變油路關系。 從而減少閥塊及其它輔助件的品種,提高通用化程度和變更系統的靈活性。 閥塊底面有通向執行器、 液壓泵或油箱的三個螺紋孔口,可根據需要用螺塞進行阻通。連接塊的兩側結合面與同規格閥塊兩側結合面的連接尺寸完全一致,也開有五條軸對稱油道和四個螺栓孔。 連接塊上不安裝液壓閥,其作用是使5條公用通道兩兩溝通,實現油路關系的改變,并且通過其底面都開有與公用油道相通的兩個螺紋孔接至壓力繼電器、 壓力表等元件(這兩個螺紋孔不用時也可用螺塞堵死)。隔板安裝在相鄰兩個閥塊或閥塊與連接塊之間,它的兩個側面與閥塊的兩側向結合面尺寸相同,也有與閥塊一樣位置的四個螺栓孔。 其作用是通過阻通相鄰輔助件的5條公用通道中的一條或幾條(共有20種方案) ,實現油路關系的改變。端板上既不安裝液壓閥,也沒有內部通道。 用螺栓與整個鏈式集成裝置最外側的閥塊連接,一方面從兩端堵死閥塊的5條公用通道,另一方面把整個鏈式集成裝置安裝在臺架上。
鏈式集成的優點是:組合排列方便靈活, 4種輔助件經適當排列即可實現集成;設計施工周期短,工效高;輔助件少,工藝簡單;設計程度規范,易于實現CAD等。 其缺點是流通直角轉變較多,流阻損失較大,故一般適于小流量液壓系統采用。疊加閥式集成疊加閥式集成是在塊式集成基礎上發展起來的,但不需要另外的連接塊,而是以帶有公用油道的疊加閥作連接體,通過螺栓將直接疊合在一起的所有液壓閥固定在最下層的底板塊上。 底板塊側面的螺紋孔口可接至執行器、 液壓泵或油箱,并可根據需要用螺塞進行阻通。 因同一規格的疊加閥的油口和螺栓孔的大小、 位置及數量均與相匹配的板式換向閥相同,故只要把同一規格的疊加閥按一定順序疊積起來,再將換向閥裝于這些疊加閥的上面,即可構成各種典型液壓回路。
疊加閥式集成的優點是:標準化、 通用化、 集成化程度高,設計、 加工及裝配周期短,便于實現CAD;結構緊湊、 外形美觀、 體積小、 重量輕、 占地面積小;配置靈活、 安裝維護方便,便于通過增減疊加閥實現液壓系統原理變更;減少了輔助件及管件,耗材少,成本低;消除了 漏油,減小了 振動和噪聲,壓力損失小,且使用安全可靠。 其缺點是回路形式少,受通徑限制,不能滿足復雜和大功率液壓系統的需要。
四、插入式集成
插入式集成的輔助件為整體式多孔通道塊,所連接的液壓閥主要為插裝閥(又稱邏輯閥)。 插裝閥本身無閥體,靠插入零件(閥心、 閥套等)與通道塊中的孔配合,并由控制蓋板固定在通道塊中,通過通道把各插裝閥連通起來,通道塊外表面裝上控制插裝閥啟閉的各種先導閥即組成液壓集成裝置。 通道塊既是各插裝閥的閥體,又是油路的連接通道。由于插裝閥流通能力大,動作靈敏,標準化程度高,故集成后的液壓裝置更加緊湊,特別適合重型機械、 冶金、 塑料機械等大流量系統采用。 其缺點是液壓系統變更靈活性差,通道塊的孔系較復雜,不便于設計與加工。
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