液压控制装置四种集成方式的优缺点

      液压控制装置是液压系统中各类控制阀及其连接体的统称,在液压站中多用无管集成。 亦即将各类控制阀固定在某种专用或通用的连接体(又称辅助件)上,辅助件内开的一系列通道(油道) ,控制阀之间的油路联系主要由这些通道而非管道实现。 按所采用辅助件的形式不同,又可分为板式、 块式、 链式、叠加阀式和插入式等五种集成方式。 它们的优点是结构紧凑、 安装方便、 外形美观、 压力损失较小等。 但因结构上各不相同,故又各有特点及其适用的场合。

一、板式集成

     在阀板上,按系统要求,通过阀板中切削或铸造出的通道实现油路联系,构成一个回路。 对较复杂的系统,则需将其分解成几个回路,用几个阀板安装标准板式控制元件,阀板间通过管道来连接。阀板又有整体式和剖分式两种形式。 整体式阀板的油路通道是在整块板上钻出或用精密铸造铸出。 此种阀板的可靠性好,应用较多,但其工艺性较差,特别是深孔的加工较难;剖分式阀板由底板与面板组成,通常面板上钻出通道孔,在底板与面板结合的面铣削或铸出矩形沟槽,然后用粘合剂将底板与面板粘合在一起,并用相当数量的螺钉紧固成为一完整的封闭体。 面板上的通道孔分别与各液压元件上相应油口对应,各元件之间油路联系借助底板上的沟槽来实现。 剖分式阀板制造方便,但可能会因液压冲击造成粘合剂失效,引起油路串腔,导致液压系统工作失常。

综上所述可知:板式集成对于动作复杂的液压系统,回路元件数量的增加,导致所需阀板尺寸和数量增大,致使有些孔道深到无法钻出,而铣槽往往出现渗漏串腔现象。 此外,阀板是根据特定的液压系统专门设计制作的,不易实现标准化和通用化,不易组织专业生产。 当用户需要更改回路或追加元件时,阀板就要重新设计加工,设计和加工的差错也会使整块阀板报废。 所以,板式集成适合不太复杂的中低压系统采用。

二、块式集成

      块式集成是按典型液压系统的各种基本回路,做成通用化的六面体辅助件——集成块,通常其四周除一面安装液压执行装置的管接头外,其余三面安装标准板式阀及少量叠加阀或插装阀,这些元件之间的油路联系由集成块内部所开通道孔实现;块的上下两面为块间叠积结合面,布有上下贯穿通道体的公用压力油孔、 回油孔、 泄油孔及块间连接螺栓孔,多个回路块叠积成一摞,通过四只长螺栓固紧,块之间的油路联系通过公用油孔来实现。 对于较复杂的系统,可按系统组成特点,将其划分为几摞。 摞间用管道连接即可。块式集成的显著优点是:可简化设计;更改系统、 增减元件方便,设计柔性大;集成块主要加工部位是六个平面及各个孔,其尺寸比板式集成的阀板要小得多,故加工容易,且便于组织专业化生产,降低成本;大大减少了 管接头数量,并且结构紧凑,占地面积小,泄漏少,稳定性好;通道孔粗而短,故压力损失小、 发热少、 效率较高。块式集成既可用于低压系统也可用于高压系统。

三、链式集成

      链式集成与块式集成非常相似,它的辅助件通常有阀块、 连接块、隔板和端板。 每个阀块仅安装一个标准板式阀或组合叠加阀,依靠阀块中的孔道及各辅助件把油路联系起来。 每一组短螺栓仅将相邻的两个阀块连接在一起,如同链条一环扣一环地串联成一个整体。阀块上面安装液压阀;阀块两面是块间或块与其它辅助件间的连接结合面,两侧面间通常开有5条呈轴对称分布的公用主油道及4个短螺栓孔,故可在阀块不变的情况下,以对称轴为中心旋转180°安装来改变油路关系。 从而减少阀块及其它辅助件的品种,提高通用化程度和变更系统的灵活性。 阀块底面有通向执行器、 液压泵或油箱的三个螺纹孔口,可根据需要用螺塞进行阻通。连接块的两侧结合面与同规格阀块两侧结合面的连接尺寸完全一致,也开有五条轴对称油道和四个螺栓孔。 连接块上不安装液压阀,其作用是使5条公用通道两两沟通,实现油路关系的改变,并且通过其底面都开有与公用油道相通的两个螺纹孔接至压力继电器、 压力表等元件(这两个螺纹孔不用时也可用螺塞堵死)。隔板安装在相邻两个阀块或阀块与连接块之间,它的两个侧面与阀块的两侧向结合面尺寸相同,也有与阀块一样位置的四个螺栓孔。 其作用是通过阻通相邻辅助件的5条公用通道中的一条或几条(共有20种方案) ,实现油路关系的改变。端板上既不安装液压阀,也没有内部通道。 用螺栓与整个链式集成装置最外侧的阀块连接,一方面从两端堵死阀块的5条公用通道,另一方面把整个链式集成装置安装在台架上。

        链式集成的优点是:组合排列方便灵活, 4种辅助件经适当排列即可实现集成;设计施工周期短,工效高;辅助件少,工艺简单;设计程度规范,易于实现CAD等。 其缺点是流通直角转变较多,流阻损失较大,故一般适于小流量液压系统采用。叠加阀式集成叠加阀式集成是在块式集成基础上发展起来的,但不需要另外的连接块,而是以带有公用油道的叠加阀作连接体,通过螺栓将直接叠合在一起的所有液压阀固定在最下层的底板块上。 底板块侧面的螺纹孔口可接至执行器、 液压泵或油箱,并可根据需要用螺塞进行阻通。 因同一规格的叠加阀的油口和螺栓孔的大小、 位置及数量均与相匹配的板式换向阀相同,故只要把同一规格的叠加阀按一定顺序叠积起来,再将换向阀装于这些叠加阀的上面,即可构成各种典型液压回路。

      叠加阀式集成的优点是:标准化、 通用化、 集成化程度高,设计、 加工及装配周期短,便于实现CAD;结构紧凑、 外形美观、 体积小、 重量轻、 占地面积小;配置灵活、 安装维护方便,便于通过增减叠加阀实现液压系统原理变更;减少了辅助件及管件,耗材少,成本低;消除了 漏油,减小了 振动和噪声,压力损失小,且使用安全可靠。 其缺点是回路形式少,受通径限制,不能满足复杂和大功率液压系统的需要。

四、插入式集成

      插入式集成的辅助件为整体式多孔通道块,所连接的液压阀主要为插装阀(又称逻辑阀)。 插装阀本身无阀体,靠插入零件(阀心、 阀套等)与通道块中的孔配合,并由控制盖板固定在通道块中,通过通道把各插装阀连通起来,通道块外表面装上控制插装阀启闭的各种先导阀即组成液压集成装置。 通道块既是各插装阀的阀体,又是油路的连接通道。由于插装阀流通能力大,动作灵敏,标准化程度高,故集成后的液压装置更加紧凑,特别适合重型机械、 冶金、 塑料机械等大流量系统采用。 其缺点是液压系统变更灵活性差,通道块的孔系较复杂,不便于设计与加工。