液控单向阀在锁紧回路中的控制特性研究

洪丽苹

摘 要：本文将针对液控单向阀在液压系统锁紧回路中的安装设计方式进行研究，探索在不同的锁紧回路中，能够反方向打开液控单向阀的条件，研究液控单向阀在控制压力中与液压缸之间的关系和负载水平，明白液压缸的液压系统速度比值越大，开启压力也就越大，而结构参数中的M值越大，将导致压力开启力量不足，不能很好地发挥液体单向阀在锁紧回路中的重要性和价值。

关键词：液控单向阀；锁紧回路；控制

中图分类号：TD421.8 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0060-02

液压系统当中的液控单向阀又被叫作液压锁，这种液控单向阀有着非常好的闭锁性功能，在液油流动时，能够在较长时间内保持一定的液压缸锁紧状态，增加液压缸的封闭性。

1 液控单向阀

液控单向阀是方向控制中阀门的一种。通过液控单向阀，能够很好地控制液体的流动流速和压力值，从而让单向阀门可以向着反方向进行流通，这种阀门的存在对于采矿领域或者机械生产中的液压支护设备有着非常重要的作用，它和普通的阀门最大的区别点就在于它有一个可以控制油路K，当控制油路的管道没有接通压力时，液控单向阀的作用和普通的单向阀门是相同的，压力油并不可以反方向进行流动，当控制油路中出现了控制压力的时候，活塞性的顶杆在控制压力下就会向右移动，顶杆就会顶开单向阀，让进油口和出油口联通，如果出油口的压力比较大的话，那么油液就会朝着相反的方向进行流动[1]。

所以在液控单向阀的锁紧回路当中，常常会遇到需要克服液压缸中油液流动速度的不稳定性，单向节流阀在各个锁紧回路中所安装的地点位置都是不一样的，一般分为两组基本的锁紧回路，其一是单向节流阀所在液控单向阀和换向阀之间的锁紧回路，其二是单向节流阀在液压机液控单向阀之间的锁紧回路。

2 单向节流阀所在液控单向阀和换向阀间的锁紧回路

2.1 无杆腔进油，有杆腔回油

如果换向阀向右移位的时候，液压缸会向前运动，活塞杆也会伸出，这个时候和有杆腔的出口进行连接的液控单向阀就需要向着反方向开启，如果能够忽略液控单向阀的芯心和控制活塞时的摩擦力，液态单向阀内的弹簧力和芯心本身的重力的话，对液控单向阀的芯心进行受力分析研究，当液油向着相反的方向流动时，芯心的受力分析可以表示为PK*AK=（PA-PB）*AC+PB*AK，其中PK是液控单向阀的控制压力值，PA是液控单向阀的反方向进油腔内的压力值，PB是液控单向阀反方向出油腔内的压力值，AK是控制活塞那部分所承受的压力面积值，而AC是单向阀芯心所承受的压力面积值，当节流阀的压力损失值为△P时，液控单向阀M=AK/AC，可以忽略流过液控单向阀以及换向阀时所损失的压力，因此液控单向阀的芯心受力可以表示为（M-）PK=（M-1）△P±*PF，由此可以看出，液态单向阀的控制压力PK和负载的F压力值和无杆腔的压力值PF有这一定的关系，和结构参数M，液态缸的速度比值以及回油腔的阻力值△P具有一定的联系，一般情况下，M>[2]。

2.2 有杆腔进油，无杆腔回油

如果换向阀向左移动的时候，此时的液压缸会向后移动，活塞杆会缩回，和无杆腔出口相连接的液控单向阀就需要向着相反的方向开启，右边的节流阀压力损失是△P，P左腔=PK，P右腔=PA，PB=△P，此时的PK=±PF+△P，当液压缸所承受着的压力值是正向的负载压力时，上面公式当中的第一个正负号即为正值，而液控单向阀反方向开启的条件是在开启之前的油液必须要保持静止，△P=0，当液控单向阀反方向开启时，PK≥PF，这时候的控制压力值PK≥PF+△P。如果液压缸所承受的是反方向的负载压力时，活塞杆此时是受拉抻的状态，那么上面公式中的第一个正负号即为负号，液控单向阀反方向开启所需要的条件是PK≥-PF，若是M*-1>0的话，那么不管PK进油腔的控制压力值有多大，都可以从反方向开启液控单向阀，此时液控单向开启时的控制压力PK≥-PF+△P[3]。

3 单向节流阀在液压及液控单向阀间的锁紧回路

3.1 无杆腔进油，有杆腔回油

如果换向阀向右移动，液压缸向前移动，活塞杆是伸出状态的时候，和有杆腔的出口相連接的的液控大量阀需要向反方向开启，依旧可以忽略单向阀和换向阀上面的压力损失，此时（M-）PK=±*PF-△P，当液压缸承受正方向的负载时，（M-）PK≥-*PF，不管PK进油腔的值大小，都能够打开反方向的液控单向阀，如果液压缸所受的是反方向负载压力时，PK≥，此时的液控单向阀所需要的控制压力值为PK=。

3.2 有杆腔进油，无杆腔回油

如果换向阀向左移动时，液压缸向后移动，而活塞杆这时候会缩回，和无腔口的出口处相连接的液控单向阀此时需要向反方向开启，右边的节流控制阀的压力损失值为△P，此时的PK=±PF-△P，当液压缸所承受的是正方向的负载压力时，PK≥PF，而液控单向阀在开启了以后所需要的控制压力值为PK≥PF-△P。如果液压缸所承受的压力是反方向的负载压力时，那么不管PK值大小，都可以打开液控单向阀，此时的控制压力PK≥-PF-△P，所以即使是液控单向阀所安装的位置不同，但是都不影响反方向打开液控单向阀，只是当液控单向阀在打开时以后，单向节流阀所在的液压缸以及液控单向阀间的控制压力必须要小于单向节流阀在液控单向阀以及换向阀锁紧回路中的控制压力[4]。

4 液控单向阀的开启压力

在流速比较大的液压控制系统的设计过程中，要计算出当前状态下的液压单向阀能否在此刻的锁紧回路中正常开启，是否符合反方向开启的条件，如果此时的杆腔进油或出油状态能够正常开启液压系统，一定要注意避免让液控单向阀朝着反方向开启时的压力过高，给整套液压系统造成巨大的能量消耗，减少液压系统发热量较大的问题，也就是要去选择科学合理的结构参数下的液控单向节流阀，从实践性的研究中发现，内泄式的液控单向阀有时候并不能够完全正常开启，或者是开启以后的液压系统值会变得更大，应当尽可能选择带卸荷单向阀阀芯的液控单向阀。

5 结语

综上所述，通过对液控单向阀在一般锁紧回路中的控制特性研究中发现，一定要保证液控单向阀本身具有足够的控制压力，避免失压，查看控制压力是否符合反方向的开启要求，通过液控单向阀来控制锁紧回路中的液压系统，分析压力的变化对油路控制的变化程度，减少对液控单向阀的操作失误，保持液压控系统的压力值，提高液压缸的支撑值，从而实现液压缸液油回路锁紧，完成对工艺装置的补油作业。

参考文献

[1]苏沛群，邓志辉，张西良.液控单向阀在锁紧回路中的控制特性研究[J].机床与液压，2014，13：15-18+22.

[2]伍小东，杨尚平，詹磊.几种典型锁紧回路的特性分析[J].矿山机械，2010，22：31-34.

[3]韩国瑞，李新平，王大伟，许怀安.液控单向阀应用及动态仿真[J].煤矿机械，2013，01：224-225.

[4]谢文建，蒙小苏，吴建胜.任意位置过盈锁紧型液压缸在液压锁紧回路中的应用与研究[J].液压气动与密封，2011，12：61-64.