2013 年 2 月第 41 卷第 4 期机床和液压工具 & 。. 41号4DOI：10．3969 /j。岛礁 1001-3881. 2013. 04. 049 收稿日期：2011-11-28 作者简介：王伟（1965—），男，学士，副教授，主要从事液压与数控技术的教学与科研。邮箱：@。提高电液换向阀性能的措施 王伟（武汉船舶职业技术学院机械工程系，湖北武汉） 摘要：介绍了电液换向阀在使用中的常见问题，分析了电液换向阀在使用中的常见问题。原因，并提出解决方案。关键词：电液换向阀；表现; 措施 电液换向阀由换向阀组成，如图1、2。其中电磁阀1负责液动换向阀2控制回路的换向，起起先导控制作用，倒车速度由关节决定。流量阀3、 4 调节，而液压阀负责主油路的换向，起到主阀的作用。

因此，电液换向阀的流量不受电磁铁推力的限制；液压阀的控制油路也有开关或换向装置。这样，电液换向阀就发挥了电磁阀和液压阀的优点，克服了它们的缺点。响应灵敏的小型电磁阀，可轻松控制大流量的液压阀。它们广泛用于高精度的液压系统中。图1 内控外漏电液换向阀 图2 内控内漏电液换向阀 但在实际使用中，其综合性能并不好。常见的问题是：如果节流阀开度3、 4.单向调整，启动时液压缸的冲击力小，但反方向阀芯回到中立位置需要较长时间，即液压缸反向运动后，甚至“停不下来”，换向精度低，冲孔量大；如果按要求停止液压缸，启动时会有很大的冲击。液压换向阀2即使采用启动冲击小、换向精度高的O型功能，性能效果仍然很差。1 原因分析 分析上述现象的原因，首先分析主阀芯在水动力换向时的受力情况。假设当主阀芯（即液压换向阀2的阀芯）处于中位时，电磁阀1左侧的电磁铁通电，实现液压缸单向运动。此时，在左侧液压油的驱动下，主阀芯克服右侧对中弹簧的弹力和节流阀4的节流阻力，从中间向右端运动，完成换向。主阀芯反转时的力平衡方程为： pA = Fs+ p1A 其中： p 为系统压力；A为主阀芯的有效面积；p1为节流阀4的节流阻力，即节流阀4进油口处的油压；Fs 是主阀芯右复位弹簧的弹力。电磁阀1左侧的电磁铁通电，实现液压缸单向运动。此时，在左侧液压油的驱动下，主阀芯克服右侧对中弹簧的弹力和节流阀4的节流阻力，从中间向右端运动，完成换向。主阀芯反转时的力平衡方程为： pA = Fs+ p1A 其中： p 为系统压力；A为主阀芯的有效面积；p1为节流阀4的节流阻力，即节流阀4进油口处的油压；Fs 是主阀芯右复位弹簧的弹力。电磁阀1左侧的电磁铁通电，实现液压缸单向运动。此时，在左侧液压油的驱动下，主阀芯克服右侧对中弹簧的弹力和节流阀4的节流阻力，从中间向右端运动，完成换向。主阀芯反转时的力平衡方程为： pA = Fs+ p1A 其中： p 为系统压力；A为主阀芯的有效面积；p1为节流阀4的节流阻力，即节流阀4进油口处的油压；Fs 是主阀芯右复位弹簧的弹力。此时，在左侧液压油的驱动下，主阀芯克服右侧对中弹簧的弹力和节流阀4的节流阻力，从中间向右端运动，完成换向。主阀芯反转时的力平衡方程为： pA = Fs+ p1A 其中： p 为系统压力；A为主阀芯的有效面积；p1为节流阀4的节流阻力，即节流阀4进油口处的油压；Fs 是主阀芯右复位弹簧的弹力。此时，在左侧液压油的驱动下，主阀芯克服右侧对中弹簧的弹力和节流阀4的节流阻力，从中间向右端运动，完成换向。主阀芯反转时的力平衡方程为： pA = Fs+ p1A 其中： p 为系统压力；A为主阀芯的有效面积；p1为节流阀4的节流阻力，即节流阀4进油口处的油压；Fs 是主阀芯右复位弹簧的弹力。主阀芯反转时的力平衡方程为： pA = Fs+ p1A 其中： p 为系统压力；A为主阀芯的有效面积；p1为节流阀4的节流阻力，即节流阀4进油口处的油压；Fs 是主阀芯右复位弹簧的弹力。主阀芯反转时的力平衡方程为： pA = Fs+ p1A 其中： p 为系统压力；A为主阀芯的有效面积；p1为节流阀4的节流阻力，即节流阀4进油口处的油压；Fs 是主阀芯右复位弹簧的弹力。

p1= (pA - Fs) / A = p - Fs/A 由于流经节流阀 4 的油通过电磁阀 1、 油口 Y 返回油箱，故节流阀出口油压节流阀4为0，则节流阀4前后压差：Δp1=p1-0=p-Fs/A，则通过节流阀4的流量：q1=KAKΔpm1=KAK(p - Fs/A) m 式中：K为孔口的形状系数电液动换向阀，AK为节流阀4的开口面积电液动换向阀，m为由孔口形状决定的指标。主阀芯的水动力换向速度： V1= q1/ A = KAK ( p - Fs/ A) m/ A ( 1） 接下来，分析液压缸反向运动后停止时主阀芯的受力由于电磁阀1左侧电磁铁通电实现液压缸单向运动，因此电磁阀1右侧电磁铁通电实现液压缸单向运动。电磁阀1通电实现液压缸反方向运动，此时主阀芯被推向阀体。当电磁阀1右侧的电磁铁失电时，推力Fs为主阀芯左侧的弹簧克服节流阀4的节流阻力p2，使主阀芯向右运动至中位复位，实现液压缸反向运动后停止。主阀芯复位时的力平衡方程为：

当调节节气门开度AK减小q1和v1减速以增加换向时间时，启动时液压缸的冲击可以更小，但AK的减小会使q2变小，v2变慢，而主阀芯在弹簧力的作用下，复位时间较长，因此液压缸在反向运动后甚至不能停止，换向精度低，冲孔量大。反之，为了使液压缸按要求停止，打开节流阀开度AK增大q2和v2增大，弹簧回位时间会减小，但AK增大会使q1、 v1越大，主阀芯在液压动力作用下换向时间越短，使液压缸启动时的冲击更大。2 对策 通过以上分析可知，问题的症结在于油压p与Fs/A的差距。因此，可以采取以下措施。措施一：加大弹簧力，将液压阀2换成一对硬弹簧或加垫片，增大Δp2（Δp2=Fs/A），同时减小Δp1（Δp1=p-Fs/A）小，缩小q1和q2之间的差距，使主阀芯的液压换向速度接近弹簧返回速度来解决上述问题。措施 2：降低控制油压 p。电液换向阀按控制进油和回油方式可分为4种形式：外控外漏、外控内漏、内控外漏和内控内漏。通过塞子7或8与塞子9或10的组合，可以很容易地任意获得所需的形状。图1为内控外漏型，图2为内控内漏型，图3为外控外漏型，图4为外控内漏型。

图3 外控外漏电液换向阀 图4 外控内漏电液换向阀 如图3、 4 所示，在油口P 之间设置一个减压阀11，以减少系统油压 p 并向控制油路供油。实际调节过程：可先调节节流阀3、4，使弹簧复位时的液压冲击和换向精度达到最佳效果，然后锁定节流阀，再调节减压阀11，使液压缸启动效果最佳（压力p调整为3~4.5MPa为理想）。3 结论 通过以上措施，可以提高电液换向阀的综合性能，使液压缸启停冲击小，换向精度高，但两种措施各有特点。措施1适用于4种电液换向阀，但适应性差，操作繁琐，因为在调整系统油压p时，需要更换弹簧或调整垫片厚度。同时，频繁拆卸液压元件也容易造成灰尘和杂质侵入液压系统。措施二仅适用于外控外漏和外控内漏电液换向阀。通过调节减压阀，可以轻松适应系统油压p的变化，同时，可以显着降低液压冲击和电液换向阀的泄漏，建议在工作时使用。但该措施增加了减压阀，成本相对较高。参考文献： [1] 李志．液压传动[M]．北京：机械工业出版社，1996。[2]杨培元，朱福元。液压系统设计简明手册[M]. 北京：机械工业出版社，1995。（上接第152页）防止类似故障再次发生。液压系统设计简明手册[M]. 北京：机械工业出版社，1995。（上接第152页）防止类似故障再次发生。液压系统设计简明手册[M]. 北京：机械工业出版社，1995。（上接第152页）防止类似故障再次发生。

经过调整，定心机在使用过程中从未发生过此类事故。5 结论 在实际生产中，机电设备的控制参数应根据现场需要，为现场服务。对中机在初次使用中，经常出现中间齿轮压力偏低，无法正确对中，导致三级调压功能无法正常工作。每次更换规格或压力条件不理想时，都需要工人手动调整压力值，既费时费力，又人为增加了工作量。后来经过三级调压的反复调整试验，总结出各档的经验压力值：低档2.约8MPa，中档4. 0MPa左右，高速档7.0MPa最合适。同时，查找中档压力受限于PLC设置的比较值900，无法正常工作的原因。问题成功解决后，系统运行平稳可靠，从而保证了整条自动化生产线的正常生产。参考文献： [1] 李群，高秀华．钢管生产[M]．北京：冶金工业出版社，2008。[2]童强．液压对中机的改进［J］．钢管，1997(3）:41-43. [3]徐玲.典型液压系统故障排除[J].浙江冶金，2004(2）: 38-40. [4]中国金属学会热轧带材学术委员会.中国热轧宽带钢热轧机及生产技术[M]. 北京：冶金工业出版社，2002. [5]于军.大型管坯热定心机投产[J]. 轧钢, 1987 (5）: 63-64.·451· Tools and Vol.41