专利名称：：设负荷相关减压阀的液压回油节流调速回路的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及液压回油节流回路综合性能的改进，适用于单杆液压缸调速阀调速。单杆液压缸调速阀调速的现有技术主要有进油节流和回油节流调速回路。进油节流调速回路以液压缸无杆腔作工作腔，有杆腔作阻尼腔，回油节流调速回路则相反。两者相比，回油节流调速回路的特点是阻尼腔工作面积大。在动态参数良好匹配条件下，液压缸可获得较大的阻尼力，因而动态特性好。主要表现为低速时不易爬行，有截时无低频振动，速度谐振峰值小。其缺点是工作腔工作面积小，节流口阻塞引起的速度波动幅值大；工作腔压力变化范围大，因而速度静刚性差，负截突减时运动部件前冲严重，空截工进时后腔压力高，摩擦损失大，对回油路密封要求较严等。进油节流回路的优缺点正好与回油节流回路相反。此外，回油节流回路泵口与液压缸阻尼腔相连，泵的压力脉动直接干扰工作速度。进油节流回路的调速阀有滤波作用，可减小上述干扰。但背压阀的压力偏移会引起速度突变。改进单杆液压缸调速阀调速的综合性能的一种现有技术是采用变背压进油节流调速回路。这种技术在《组合机床与自动化加工技术》1988年第2期、《机床与液压》1987年第2期和1984年第1期均有所反映。它使用负荷相关背压阀代替普通背压阀。负荷相关背压阀的阀芯运动。由液压缸两腔压力共同控制，使负荷减小时背压自动升高。与定背压的进油节流回路相比，这种回路工作腔压力变化范围较小，因而提高了速度静刚性，减小了负荷突减时的前冲。但它使液压缸两腔油路的动态参数产生交叉联系，因而减小了运动部件的阻尼力，降低了动态系统的稳定储备，使进油节流回路阻尼不足的的缺陷更加严重。本实用新型的任务是提供一种综合性能好、能满足多种加工需要的新型回油节流调速回路。本实用新型的技术构思如下回油节流调速回路的一系列缺点是液压缸工作腔压力变化范围过大产生的。若在其进油路上设置负荷相关减压阀，由进油路和回油路的压力信号控制该阀的动作，使阻尼腔压力随负荷减小而降低，就可减小工作腔压力变化幅度，从而获得一种保留回油节流回路阻尼力大，动态特性好等优点，而又能克服其静态速度刚性差、负荷突减时前冲大、空截时工作腔压力过高等缺点的新回路。负荷相关减压阀还可减小泵口压力脉动对工作速度的干扰。图1是本实用新型的液压原理图。本实用新型由油源〔1〕(它可使用恒压式变量泵，限压式变量泵或定量泵加溢流阀，图中仅表示使用限压式变量泵)、单杆液压缸〔2〕、调速阀〔3〕、负荷相关减压阀〔4〕和辅助元件等组成。本实用新型的特征是在油源〔1〕到单杆液压缸〔2〕的油路上设置了负荷相关减压阀〔4〕。本实用新型的关键部份是负荷相关减压阀〔4〕，它可分为直动式和先导式两种。下面说明它们的工作原理。图2、图3分别是直动式和先导式负荷相关减压阀的结构示意图。它们有四个外接油口进口P1应接油源，出口P2应接液压缸无杆腔，遥控口K应接液压缸有杆腔油路，泄漏口L应接油箱。液流从进口P1流入阀内，经减压口减压后从出口P2流出。这两种阀均利用作用在阀芯〔5〕上的液压力和弹簧力相平衡的原理，保持阀出口P2和遥控口K的稳态压力变化量之比近似为一负常数。在图1的回路中，当负荷减小时，液压缸无杆腔压力降低而有杆腔压力升高。此时负荷相关减压阀的减压口自动关小，以保证在新的平衡状态下无杆腔压力的减小值与有杆腔压力的增加值近似成比例。图1的回路正常工作的条件是在负荷最大时，液压缸有杆腔的压力不低于4～5bar，负荷相关减压阀的压降不小于2～3bar。上述压力也不应调得过大，以免降低回路效率。下面说明先导式和直动式负荷相关减压阀的结构特征。先导式阀的主阀和直动式阀的无弹簧端均有互相分隔的直控腔〔6〕和遥控腔〔7〕。直控腔〔6〕与阀的出口P2相通，遥控腔〔7〕与阀的遥控口K相通，如图3和图2所示。遥控腔〔7〕和直控腔〔6〕的工作面积之比对回路的动、静特性有重要影响。该比值越小，则回路的动态特性越好而静态特性越坏。该比值的合理值为0.40到1.12。直动式阀和先导式阀的主阀的阀口结构对回路的动静特性也有重要影响。当阀口采用轴向三角槽式结构时，回路在中低速时具有良好的动特性。图4表示一种有轴向三角槽式阀口的阀芯〔5〕的结构。图5是沿A－A线的剖视图。其特征是在阀芯〔5〕的阀口处制有二个或二个以上的通流截面为三角形的轴向三角槽〔8〕。图中仅表示有四个轴向三角槽的阀口结构。下面给出一个实例，并说明实施效果。实施例是一台组合机床液压滑台，可实现快进－工进－快退－停止半自动工作循环，其液压原理图如图6所示，电磁铁动作表见下表电磁铁动作表</tables>与现有的回油节流调速回路相比，本实施例在工进时的进油路上增设了负荷相关减压阀〔4〕。负荷相关减压阀〔4〕为直控式。其遥控腔与直控腔工作面积之比为0.5～1.0，可保证液压缸工作腔压力的变化幅度小于进油节流回路，该阀阀口结构为轴向三角槽式。对比试验结果表明，无论在空载、有载和低速、中速、高速工进等工况下，本实用新型的速度一时间曲线的低频分量均为理想直线，明显优于现有的进油和回油节流调速回路。静态速度刚度、负载突减、快进转工进和工进点动时的前冲均显著地优于回油节流调速回路，并不劣于进油节流调速回路。此外，本实用新型还可承受负切削力，因而具有良好的综合性能，可以满足多种加工需要，其实施成本略高于回油节流回路，而与进油节流回路相同。权利要求1.一种由油源[1]、单杆液压缸[2]、调速阀[3]和辅助元件等组成的液压回油节流调速回路，其特征是在油源[1]到单杆液压缸[2]的油路上设置有直动式或先导式负荷相关减压阀[4]。2.一种按权利要求1所说的回路，其特征是该回路上的直动式负荷相关减压阀的无弹簧端有互相分隔的直控腔〔6〕和遥控腔〔7〕，其中直控腔〔6〕与该阀的出口P2相通，遥控腔〔7〕与遥控口k相通。3.一种按权利要求1和2所述的回路，其特征是回路上的直动式负荷相关减压阀的遥控腔〔7〕的工作面积与直控腔〔6〕的工作面积之比为0.40到1.12。4.一种按权利要求2和3所述的回路，其特征是回路上的直动式负荷相关减压阀在阀芯〔5〕的阀口处有二个或二个以上的通流截面为三角形的轴向三角槽〔8〕。5.一种按权利要求1所说的回路，其特征是该回路上的先导式负荷相关减压阀主阀的无弹簧端有互相分隔的直控腔〔6〕和遥控腔〔7〕，其中直控腔〔6〕与该阀的出口P2相通，遥控腔〔7〕与该阀的遥控口k相通。6.一种按权利要求5所述的回路，其特征是回路上的先导式负荷相关减压阀主阀遥控腔〔7〕的工作面积与直控腔〔6〕的工作面积之比为0.40到1.12。7.一种按权利要求5和6所述的回路，其特征是回路上的先导式负荷相关减压阀主阀阀芯〔5〕的阀口处在有二个或二个以上的通流，截面为三角形的轴向三角槽〔8〕。专利摘要本实用新型适用于单杆液压缸调速阀调速。在回油节流调速回路的进油路上设置负荷相关减压阀，可以减小液压缸工作腔压力变化范围，获得一种新的调速回路。试验结果表明，本实用新型的综合性能明显优于现有的进油节流和回油节流回路，可以满足多种加工需要。本实用新型还给出直动式和先导式负荷相关减压阀的工作原理、其遥控腔与直控腔工作面积的合理比值范围、一种性能良好的阀口结构以及本实用新型正常工作的条件。文档编号F16K17/04GK2082782SQ8922192公开日1991年8月14日申请日期1989年12月31日优先权日1989年12月31日发明者周显文申请人:广西大学