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螺纹插装阀结构特点以及在煤矿机械中的应用

作者:www.cechina.cn2013.04.25阅读 6317

  引言
  螺纹插装阀是以螺纹旋入式安装方式而成名, 与滑入式插装阀相比, 不需要附加先导控制阀, 能独立完成一个或多个液压调控功能。螺纹插装阀最早出现在20世纪50年代, 1970年前后螺纹插装阀的主要生产商Fluid Control(Seuer-Danfoss)在欧美各地的代理商建立了自己的生产基地, 发展自己的产品, 螺纹插装阀出现了大量地发展, 至今世界上已有许多家公司提供螺纹插装阀, 并已发展成覆盖方向控制、压力控制、流量控制的几乎所有阀种, 拥有了比例控制压力阀、比例控制流量阀、比例控制方向阀等, 形成一个独立的体系。
  1 结构特点
  螺纹插装阀由阀芯、阀套、阀体、密封件、控制部件等组成。采用锥面或球锥面密封, 具有优良的密封性能, 由于零部件大多为套类和轴类零件, 加工精度好,因此泄漏小, 液压冲击小。安装时阀套和阀芯及阀体的螺纹部分旋入阀块内, 故结构紧凑体积小重量轻, 安装方便可靠。结构如图1所示。

  螺纹插装方向阀有单向阀、液控单向阀、梭阀、液动换向阀、手动换向阀、电磁滑阀、电磁球阀等; 螺纹插装压力阀有溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀、压差溢流阀、负载敏感阀等; 螺纹插装流量阀有节流阀、调速阀、分流集流阀、优先阀等。螺纹插装阀有二通、三通、四通等, 流通直径为φ3mm~φ32mm, 压力为10~63MPa, 流量为1~760L/min。
  2 应用
  螺纹插装阀在20世纪80年代末就已被应用于工程机械的液压装置中, 像液压泵中就有许多螺纹插装阀集成在其中, 有开发出专门用于泵的多功能阀; 在液压马达特别是闭式回路中的马达也经常用到螺纹插装阀; 在多路换向阀中除了换向阀以外, 其集成的安全阀、单向阀、过载阀、补油阀、分流阀、制动阀、负载敏感阀等均有螺纹插装阀; 在液压摆线马达的油口处经常装有专用螺纹插装阀组; 在工程机械中, 也经常用到由螺纹插装阀组成的叠加阀和板式阀; 螺纹插装阀大多应用于控制回路中, 二通插装阀盖板中的先导控制阀很多是螺纹插装阀。
  我国是世界煤炭生产第一大国, 煤炭占全国一次能源供给量的70%以上。而煤矿井下工作环境十分艰苦, 为安全、高效地开采煤炭资源, 液压装置已在煤矿生产中获得了广泛地应用, 如采煤机械设备中液压牵引采煤机, 岩煤巷掘进设备中掘进机的行走系统控制工程网版权所有, 截割机构升降液压缸回路CONTROL ENGINEERING China版权所有, ZDY6000L型履带式全液压坑道钻机控制工程网版权所有, 液压锚杆钻机, 液压多孔钻式割煤机, 液压绞车,液压提升机, 液压挖掘机以及我国第一套拥有全部自主知识产权的6.3m液压支架等等。在解决了防燃防爆等问题的基础上这些煤矿机械液压装置中均可向工程机械的液压装置一样应用螺纹插装阀。
  目前螺纹插装阀在煤矿机械液压装置中也开始得到了应用, 原因是:
  (1) 零泄漏。在煤矿机械中防燃防爆是基本要求,螺纹插装阀能做到内外的零泄漏, 不仅提高了液压系统的容积效率, 也从根本上解决了液压系统一直以来难以解决的泄漏问题, 起到了防燃防爆作用。
  (2) 单位体积密集度高。由于煤矿井下开发空间小, 对液压装置的空间有一定限制, 螺纹插装阀体积小是当前单位体积密集度最高的阀种。
  (3)空间小易拆易换。一般板式液压阀至少要用四个固定螺钉, 拆装时要拆四个螺钉, 螺纹插装阀的更换比板式液压阀要少 3 次动作, 板式阀与集成块之间的O型圈很易脱落, 而螺纹插装阀就不存在此问题。
  (4)性价比高。与板式阀相比控制工程网版权所有, 它没有铸件阀体, 因此更符合绿色制造的概念, 并极大地具有降低成本的潜力。预期成本进一步降低将使这一阀种会有更大的市场份额。
  现在国内煤矿已有应用了Seuer-Danfoss液压螺纹插装阀的矿用锚杆机, 该锚杆机的液压系统特点是:
  (1)控制方面采用了螺纹插装逻辑控制阀组。这样可以提供更大流量, 解决了逻辑控制问题。
  (2) 螺纹插装阀阀块直接与执行机构( 如液压缸、马达) 的进出口部分连接, 安装调试方便, 更能保证需要的性能。例如平衡阀块安装在液压缸部分, 避免了中间有连接管路而产生的问题。
  (3) 在阀块上考虑到调试的要求, 增加了所需的阻尼元件, 不仅调试方便, 也避免拆卸管路带来的污染环境、浪费油液等。
  (4)现场联接管路较少。
  在煤矿机械中已应用插装阀的有电牵引采煤机的液压系统、液压支架立柱操纵系统、电液控制支撑式支架液压系统等等, 这些阀大都是滑入式插装阀, 螺纹插装阀所具有的优点CONTROL ENGINEERING China版权所有, 在煤矿机械液压系统中将占有一定的地位, 会得到进一步发展, 尽管液压螺纹插装阀有其自身的优点, 在应用中将越来越广泛地被采用, 但其在安装调试使用中应注意以下问题:
  (1) 对污染清洁度的要求为NAS8级(ISO17/14)。目前Seuer-Danfoss产品中有的阀种在螺纹插装阀进口部份围有滤网可防止毛刺类颗粒进入元件。
  (2)安装时注意孔突出部分切割O型圈, 或O型圈被毛刺拉伤造成系统调试中有时产生达不到预定流量要求的现象。
  (3) 阀内一旦有脏物进入极易失去应有性能, 因此要有适当的备件。
  (4) 螺纹插装阀的品种要比板式阀多, 但是在规格与应用方面有时仍有差距。
  (5) 系统调试时要配备一些标准孔穴的堵头, 便于检查发生故障的阀件。
  液压技术与电子技术、控制技术、计算机技术相结合, 实现了机电一体化集成, 现场总线技术的出现, 使得各控制单元之间的连线和硬件接口更简单, 工作可靠性提高, 可维护性好, 而且便于系统状态控制、监测和故障诊断, 相信螺纹插装阀的应用将给煤矿液压传动技术带来新的发展空间, 将使煤矿机械方便地向着自动化、智能化和网络化方向发展。

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