1、1 插装阀概述二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。1.1 二通插装阀的特点二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。1.2 二通插装阀的组成二通插装阀由插装元件、控制盖
2、板、先导控制元件和插装块体四部分组成。图1是二通插装阀的典型结构。图1 二通插装阀的典型结构控制盖板用以固定插装件，安装先导控制阀，内装棱阀、溢流阀等。控制盖板内有控制油通道，配有一个或多个阻尼螺塞。通常盖板有五个控制油孔：X、Y、Z1、Z2和中心孔a(见图2)。由于盖板是按通用性来设计的，具体运用到某个控制油路上有的孔可能被堵住不用。为防止将盖板装错，盖板上的定位孔，起标定盖板方位的作用。另外，拆卸盖板之前就必须看清、记牢盖板的安装方法。图2 盖板控制油孔先导控制元件称作先导阀，是小通径的电磁换向阀。块体是嵌入插装元件，安装控制盖板和其它控制阀、沟通主油路与控制油路的基础阀体。插装元件由阀芯
3、、阀套、弹簧以及密封件组成(图3) 。每只插件有两个连接主油路的通口，阀芯的正面称为A 口；阀芯环侧面的称作B 口。阀芯开启，A口和B口沟通；阀芯闭合，A口和B口之间中断。因而插装阀的功能等同于2位2通阀。故称二通插装阀，简称插装阀。图 3 插装元件根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。同一通径的三种组件安装尺寸相同，但阀芯的结构形式和阀套座直径不同。三种组件均有两个主油口 A 和 B、一个控制口 x，如图 4 所示。a)方向阀组件 b)压力阀组件 c)流量阀组件1-阀套 2-密封件 3-阀芯 4-弹簧 5-盖板 6-阻尼孔 7-阀芯行程调节杆图 3-89 插装阀基本组件2 插装
4、阀主要组合与功能2.1 插装方向控制阀插装阀可以组合成各式方向控制阀。1 作单向阀如图 5a 和 5b，将 x 腔和 A 或 B 腔连通，即成为单向阀。连接方法不同，其导通方式也不同。若在控制盖板上如图 5c 连接一个二位三通液动换向阀，即可组成液控单向阀。图 52作二位二通阀如图 6a 和 6c 连接二位三通阀，即可组成二位二通电液阀。3作二位三通阀如图 7 连接二位四通阀，即可组成二位三通电液换向阀。4作二位四通阀如图 8 连接二位四通阀，即可组成二位四通电液换向阀。5作三位四通阀 O 型换向阀如图 9 连接三位四通阀换向阀和单向阀，即可组成三位四通阀中位为 O 型电液换向阀。6作多机能四
5、通阀如图 10 连接换向阀，利用对电磁换向阀的控制实现多机能功能。先导阀控制状态下的机能如表 1。电磁铁的带电状态用符号“+”表示；断电状态用“-”表示。表 1 先导阀控制的滑阀机能1YA 2YA 3YA 4YA 中位机能 1YA 2YA 3YA 4YA 中位机能 2.2 插装压力控制阀对插装阀的 x 腔进行压力控制，便可构成压力控制阀。1作溢流阀或顺序阀如图 11a，在压力型插装阀芯的控制盖板上连接先导调压阀（溢流阀） ，当出油口接油箱，此阀起溢流阀作用；当出油口接另一工作油路，则为顺序阀。2作卸荷阀 如图 11b 连接二位二通换向阀，当电磁铁通电时，出口接油箱，则构成卸荷阀。3作减压阀采用
6、插装阀芯和溢流阀如图 11c 连接，则构成减压阀。液压油从P1流入 P2流出，出口油液通过阀芯上的中心阻尼孔、盖板和先导阀接通。当减压阀出口的压力较小，不足以顶开先导阀芯时，主阀芯上的阻尼孔只起通油作用，使主阀芯上、下两腔的液压力相等，而上腔又有一个小弹簧作用，必使主阀芯处在下端极限位置，减压阀芯大开，不起减压作用；当压力增大到先导阀的开启压力时，先导阀打开，泄漏油液单独流回油箱，实行外泄。减压阀在调定压力下正常工作时，由于出口压力与先导阀溢流压力和主阀芯弹簧力的平衡作用，维持节流降压口为某定值。当出口压力增大，由于阻尼孔液流阻力的作用产生压力降，主阀芯所受的力不平衡，使阀芯上移，减小节流降压
7、口，使节流降压作用增强；反之，出口的压力减小时，阀芯下移，增大节流降压口，使节流降压作用减弱，控制出口的压力维持在调定值。2.3 插装流量控制阀插装流量阀同样有节流阀和调速阀等型式。1作节流阀在方向控制插装阀的盖板上安装阀芯行程调节器，调节阀芯和阀体间节流口的开度便可控制阀口的通流面积，起节流阀的作用，如图 12a。实际应用时，起节流阀作用的插装阀芯一般采用滑阀结构，并在阀芯上开节流沟槽。2作调速阀插装式节流阀同样具有随负载变化流量不稳定的问题。如果采取措施保证节流阀的进、出口压力差恒定，则可实现调速阀功能。如图 12b 连接的减压阀和节流阀就起到这样的作用。3 插装阀设计使用注意事项1)插装
8、阀在工作中，由于复位弹簧力较小，因此阀的状态主要决定于作用在A、B、X三腔的油液压力，而 pA、p B由系统或负载决定。若采用外控(即控制油来自工作系统之外的其他油源) ，则p x是可控的；若采用内控(即控制油来自工作系统本身) ，则p x也将受到负载压力的影响。所以负载压力的变化及各种冲击压力的影响，对内控控制压力的干扰是难免的。因此，在进行插装阀系统设计时必须经过仔细分析计算，清楚了解整个工作循环中每个支路压力变化的情况，尤其注意分析动作转换过程冲击压力的干扰，特别是内控方式。须重视梭阀和单向阀的运用，否则将造成局部误动作或整个系统的瘫痪。 2)如果若干个插装阀共用一个回油或泄油管路，为了
9、避免管路压力冲击引起意外的阀芯移位，应设置单独的回油或泄油管路。 3)应注意面积比、开启压力、开启速度及密封性对阀的工作影响。 4)由于插装阀回路均是由一个个独立的控制液阻组合而成，所以它们的动作一致性不可能像传统液压阀那样可靠。为此，应合理设计先导油路，并通过使用梭阀或单向阀等元件的技术措施，以避免出现瞬间路通而导致系统出现工作失常甚至瘫痪现象。 5)阀块又称集成块或通道块，它是安装插装元件、控制盖板及与外部管道连接的基础阀体。阀块中有插装元件的安装孔(也称插入孔)及主油路孔道和控制油路孔道，有安装控制盖板的加工平面、安装外部管道的加工平面及阀块的安装平面等。二通插装阀的安装连接尺寸及要求应符合国家标准(GB2877)。阀块可选用插装阀制造厂商的标准件，也可根据需要自行设计。4 插装阀集成液压系统的油路标示与识图插装阀构成的液压系统油路比一般系统要复杂，通过油路标示可较好地展示油路走向。4.1 液压系统相关资料某3150kN液压机插装阀系统如图13所示。系统包括五个插装阀集成块。由F1、F2组成进油调压回路 ，F1为单向阀，用以防止系统中的油液向泵倒流，F2的先导溢流阀 2用来调整系统压力，先导溢流阀1用于限制系统最高压力，缓冲阀3与电磁换向阀4配合，用于液压泵
