Travel Control Single Direction Valve and Its Application in
Hydraulic System of Modular Machine Tool

Wang Dapeng　Chen Chen

Abstract　This paper briefly introduces structure,principle,application and feature of a new element named travel control single direction valve.
Key words:travel control; single direction valve; modular machine tool; hydraulic system

1　行程控制單向閥的結(jié)構(gòu)原理

1.1　結(jié)構(gòu)一――常態(tài)單向式行程控制單向閥

　　用行程閥中的頂桿和滾輪取代液控單向閥中的控制活塞等液控裝置部分具椒，就可構(gòu)成行程控制單向閥，如圖1所示。

　　　圖1　　　　　　　　　　　　　圖2

1.2　結(jié)構(gòu)二――常開(kāi)式行程控制單向閥
　　除上述常態(tài)時(shí)芽丹，當(dāng)閥芯被壓下后北启，雙向?qū)愋托谐炭刂茊蜗蜷y外，還可以做成常態(tài)時(shí)雙向?qū)ò蔚冢?dāng)閥芯被壓下后咕村，則正向?qū)ā⒎聪蚪刂诡愋偷男谐炭刂茊蜗蜷y蚊俺。具有該功能的行程控制單向閥稱之為常開(kāi)式行程控制單向閥懈涛，用圖3所示符號(hào)表示其功能。圖4～圖7為其三種結(jié)構(gòu)原理圖泳猬。
 

圖3　　　　　　　　　　圖4　　　　　　　　　　　　圖5　　　
 

圖6　　　　　　　　　　　　　　　圖7

　　圖4和圖5所示為同一種結(jié)構(gòu)的行程控制單向閥的兩種不同的工作狀態(tài)批钠。圖4所示為閥芯被壓下前的常態(tài)，油口A與P雙向?qū)ǖ梅猓粓D5所示為閥芯被壓下后的工作狀態(tài)了岸，壓力油可從油口A，推開(kāi)單向閥閥芯奈揩，通向油口P造蒋，而不能從油口P反向流向油口A，行程控制單向閥處于單向?qū)顟B(tài)效蝎。其結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)就是在常開(kāi)式行程閥閥芯中制作一個(gè)單向閥牙德，其體積小巧緊湊，外油路連接簡(jiǎn)化虎铅。
　　圖6和圖7所示為錐閥芯結(jié)構(gòu)庭钢，閥芯被壓下后，閥口關(guān)閉緊密钟骏，密封性良好讽钻。當(dāng)閥芯壓下前，油口A與B雙向?qū)ㄆ蟊桑划?dāng)閥芯被壓下后扎矾，壓力油可從油口A流入，推開(kāi)錐閥芯，從油口B流出唉侄；而不能反向流入咒吐，行程控制單向閥此時(shí)處于單向?qū)顟B(tài)。圖6結(jié)構(gòu)有外泄油口Y属划，圖7所示閥芯上有徑向油孔恬叹，兩種結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，可酌情選用同眯。
1.3　結(jié)構(gòu)三――行程控制與液控(復(fù)合式)單向閥
　　把原有液控單向閥中的控制活塞由單桿改變成雙桿绽昼，或在控制活塞無(wú)桿腔一側(cè)增加行程閥的頂桿和滾輪結(jié)構(gòu)，就可形成行程须蜗、液壓復(fù)合式控制單向閥硅确。其結(jié)構(gòu)仍很簡(jiǎn)單，僅比液控單向閥多了一根活塞桿或頂桿滾輪明肮，而應(yīng)用則更靈活機(jī)動(dòng)菱农。可酌情選用行程控制式或液壓控制式柿估。

2　行程控制單向閥在組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1　組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)原有一種液壓系統(tǒng)
　　圖8所示大莫，為組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)原有的一種液壓系統(tǒng)，適用于鉆和鏜等的二次進(jìn)給工作循環(huán)篇瀑。
 

圖8

　　如果用兩個(gè)(僅兩個(gè))行程控制單向閥取代圖8系統(tǒng)中的行程開(kāi)關(guān)C1和C2厨朗、二位三通電磁換向閥5及10、液控單向閥6與9共六個(gè)元件看剃，完全可以實(shí)現(xiàn)圖8所示液壓系統(tǒng)的工作原理淀然，如圖9和圖10所示。

圖9　采用常態(tài)單向式行程控制單向閥液壓系統(tǒng)
 

圖10　采用常開(kāi)式行程控制單向閥的液壓系統(tǒng)

2.2　常態(tài)單向式行程控制單向閥液壓系統(tǒng)原理
　　圖9所示的動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)采用了常態(tài)單向式行程控制單向閥【⑵欤滑臺(tái)在工作循環(huán)過(guò)程中唉攻，各電磁鐵及行程控制單向閥的動(dòng)作順序見(jiàn)表1。適用于鉆和精鏜等的二次進(jìn)給工作循環(huán)常孕。
　　(1)快進(jìn)　1DT通電网赤，行程控制單向閥5的閥芯被壓下，液壓缸12差動(dòng)連接逐会。油路為：
　　進(jìn)油路：濾油器1→變量泵2→單向閥3→換向閥4→液壓缸12左腔族延。
　　回油路：液壓缸12右腔→行程控制單向閥5→換向閥4→液壓缸12左腔，形成差動(dòng)連接献酗。
　　(2)第一次工作進(jìn)給　1DT通電寝受，行程控制單向閥5和6的閥芯分別被松開(kāi)復(fù)位與壓下坷牛，閥5處于單向?qū)顟B(tài)、閥6則處于雙向?qū)顟B(tài)很澄。其油路為：
　　進(jìn)油路：濾油器1→變量泵2→單向閥3→換向閥4→液壓缸12左腔京闰。
　　回油路：液壓缸12右腔→精濾油器→溫度補(bǔ)償調(diào)速閥7→行程控制單向閥6→油箱。
　　(3)第二次工作進(jìn)給　1DT通電甩苛，行程控制單向閥5和6的閥芯均被松開(kāi)復(fù)位蹂楣，處于單向?qū)顟B(tài)。其油路為：
　　進(jìn)油路：與第一次工作進(jìn)給時(shí)相同浪藻。
　　回油路：液壓缸12右腔→精濾油器→溫度補(bǔ)償調(diào)速閥7→溫度補(bǔ)償調(diào)速閥8→油箱。
　　(4)死擋鐵停留　液壓缸二次工進(jìn)終了碰死擋鐵后乾翔，液壓缸右腔的壓力下降到壓力繼電器DP的調(diào)整值時(shí)爱葵，發(fā)出信號(hào)，并通過(guò)時(shí)間繼電器延時(shí)反浓，以控制停留時(shí)間萌丈。與圖8所示系統(tǒng)中死擋鐵停留階段的原理相同。
　　(5)快退　時(shí)間繼電器延時(shí)完后發(fā)出信號(hào)峡哥，使電磁鐵1DT斷電庭走，2DT通電，則滑臺(tái)同樣快速退回烙昼。其油路為：
　　進(jìn)油路：濾油器1→變量泵2→單向閥3→換向閥4→行程控制單向閥5→液壓缸12右腔荸凸。
　　回油路：液壓缸12左腔→換向閥4→背壓閥11→油箱。
　　(6)原位停止　液壓缸回到原位時(shí)泛红，滑臺(tái)上的撞塊壓下行程開(kāi)關(guān)C3一恃，使電磁鐵2DT斷電，至此全部電磁鐵斷電麻镶，行程控制單向閥5和6的閥芯分別處于被壓下與松開(kāi)狀態(tài)桨檬，換向閥4中位接入系統(tǒng)工作，變量泵2輸出油液仍經(jīng)背壓閥11流回油箱端葵，液壓缸靜止不動(dòng)众凝，實(shí)現(xiàn)了圖8所示液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)。
　　控制壓塊可設(shè)置兩塊新框，錯(cuò)開(kāi)排列在與運(yùn)動(dòng)方向平行的滑臺(tái)的兩條平行線上倍工，分別用來(lái)控制閥5和閥6閥芯的動(dòng)作。壓塊錯(cuò)開(kāi)排列是因?yàn)榭紤]調(diào)整時(shí)能更機(jī)動(dòng)和靈活方便公般，避免相互干擾弛秋。
2.3　常開(kāi)式行程控制單向閥液壓系統(tǒng)原理
　　圖10所示的動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)采用的是常開(kāi)式行程控制單向閥，該系統(tǒng)的工作原理與圖9所示系統(tǒng)的原理雷同俐载，讀者可以根據(jù)其電磁鐵及行程控制單向閥動(dòng)作順序表2自行分析蟹略。該系統(tǒng)也適用于鉆和精鏜等的二次進(jìn)給工作循環(huán)登失。
　　圖9與圖10所示系統(tǒng)中的閥5及閥6，也可以一個(gè)為常開(kāi)式挖炬、另一個(gè)為常態(tài)單向式行程控制單向閥揽浙。其動(dòng)作原理亦不難分析。

3　行程控制單向閥的特點(diǎn)

　　行程控制單向閥系一種新型控制元件意敛。如單向閥采用錐閥芯馅巷，具有良好的反向密封性能，同時(shí)也具有行程閥的一些特點(diǎn)草姻，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊钓猬、動(dòng)作可靠、換向位置精度高撩独，改變擋壓塊的迎角或凸輪外形草悦，可使閥芯獲得合適的換位速度，以減小換位沖擊匠凤。
　　此外蝠兽，應(yīng)用于如圖9和圖10所示油路中，僅采用了兩個(gè)行程控制單向閥厂跋，就可以取代圖8油路系統(tǒng)中六個(gè)元件警综，使回路元件減少、連接簡(jiǎn)化猫降、造價(jià)降低呵寂。
　　同時(shí)，由于元件數(shù)目減少淫沧，使系統(tǒng)反應(yīng)加快译快，動(dòng)作轉(zhuǎn)換更靈敏。以快進(jìn)結(jié)束轉(zhuǎn)換成一工進(jìn)為例呢烦，如圖8所示系統(tǒng)攻内，須等工作臺(tái)上撞塊壓下行程開(kāi)關(guān)C1，C1發(fā)出信號(hào)給3DT和4DT電磁鐵闻蛀，其間需時(shí)若為t1匪傍，t1后，電磁換向閥5和10動(dòng)作觉痛，其換位時(shí)間假定為t2役衡，（t1＋t2)后，液控單向閥6和9才開(kāi)始動(dòng)作薪棒，其動(dòng)作時(shí)間假定為t3手蝎；則至少須經(jīng)過(guò)（t1＋t2＋t3）時(shí)間后，工作臺(tái)才可能由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為一工進(jìn)俐芯。由于控制元件多棵介，控制鏈長(zhǎng)钉鸯，動(dòng)作轉(zhuǎn)換需時(shí)累計(jì)亦就長(zhǎng)。而在圖9與圖10系統(tǒng)中邮辽，因控制元件減少唠雕，控制路線縮短，故動(dòng)作轉(zhuǎn)換時(shí)間也就短吨述。只需壓塊松開(kāi)或壓下行程控制單向閥5和6后岩睁，動(dòng)作就可馬上轉(zhuǎn)換，需時(shí)僅為t3阅王，故變換加快湖生、反應(yīng)靈敏、換接位置準(zhǔn)確培扳。
　　另外澳敞，因行程控制單向閥依靠裝在工作部件一側(cè)的壓塊或凸輪移到預(yù)定位置壓下或松開(kāi)閥芯來(lái)工作的，因此它如同行程閥一樣不能安裝在液壓站上变硬，須安裝在液壓缸附近氢熏，所以連接管路較長(zhǎng)想触，整個(gè)液壓裝置不夠緊湊粱宝。

作者簡(jiǎn)介　汪大鵬　男，1949年生晾充。副教授玖膨。郵編：410008
作者單位：長(zhǎng)沙大學(xué)

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