[实用新型]一种新型液压平衡阀

说明书

本实用新型是一种用于液压承重系统的液压平衡阀，属于液压平衡阀的改造技术。

在工程机械、建筑机械等机械设备中，广泛应用了液压承重系统(又称液压平衡回路)，其中平衡阀是这类系统的关键液压元件，其性能的优劣直接影响着整机的性能。目前，现有平衡阀存在的缺点是液压承重系统在负载下行时，平衡阀的阀芯开口难于稳定在一个确定的开口大小上，常常时大时小，时开时闭，使负载下行中产生振荡现象(俗称“点头”现象)，造成系统极不稳定，严重影响整机的安全可靠性。

本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种采用了渐减性弹簧的新型液压平衡阀。该平衡阀在阀芯位移在最大行程的2/3以内时，其过流增益为线性小增益而弹簧刚度较大，可有效防止负载下行开始时的冲击，避免“点头”现象的发生；在阀芯位移进入最大行程的2/3以外的区域时，其过流增益加大，弹簧力减少，从而可有效地抑制阀芯的振动，达到平衡负载下行的目的。

本实用新型的结构示意图如附图所示，包括有阀体(1)、主阀芯(3)、先导阀芯(4)、阀杆(5)、单向阀(7、8)，其中主阀芯(3)置于阀体(1)做出的腔体内，先导阀芯(4)置于主阀芯(3)做出的空腔内，阀杆(5)的A端置于先导阀芯(4)的端部，单向阀(7)的进油口通过管路与主阀芯(3)的进油口相通，单向阀(8)的进油口通过管路与阀杆(5)B端所在的活塞缸(12)相通，活塞缸(12)内活塞(13)的一端与阀杆(5)的B端触接，另一端与弹簧(14)触接，弹簧(14)的另一端还设置有弹簧刚度随着先导阀芯(4)的开口大小变化而变化的渐减型弹簧(11)，渐减型弹簧(11)置于弹簧座(10)上。

上述渐减型弹簧(11)可包括有中径彼此不同的若干级弹簧，其分别置于弹簧座(10)相应做出的若干个直径彼此不同的导座内。

上述渐减型弹簧(11)可为圆锥形螺旋弹簧。

下面结合实施例详细说明本实用新型的具体结构：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型主阀弹簧力随阀芯位移的变化曲线及过流面积增益曲线图；

图3为本实用新型用于液压承重系统的时域仿真曲线及频域仿真曲线。

实施例：

本实用新型的结构示意图如图1所示，包括有阀体(1)、主阀芯(3)、先导阀芯(4)、阀杆(5)、单向阀(7、8)，其中主阀芯(3)置于阀体(1)做出的腔体内，先导阀芯(4)置于主阀芯(3)做出的空腔内，阀杆(5)的A端置于先导阀芯(4)的端部，单向阀(7)的进油口通过管路与主阀芯(3)的进油口相通，单向阀(8)的进油口通过管路与阀杆(5)B端所在的活塞缸(12)相通，活塞缸(12)内活塞(13)的一端与阀杆(5)的B端触接，另一端与弹簧(14)触接，弹簧(14)的另一端还设置有弹簧刚度随着先导阀芯(4)的开口大小变化而变化的渐减型弹簧(11)，渐减型弹簧(11)置于弹簧座(10)上。上述渐减型弹簧(11)可包括有中径彼此不同的若干级弹簧，其分别置于弹簧座(10)相应做出的若干个直径彼此不同的导座内；为使本实用新型的结构尽可能简单、紧凑，加工方便，上述渐减型弹簧(11)为中径相同的一级弹簧，其置于弹簧座(10)内，上述渐减型弹簧(11)可为圆柱形螺旋弹簧。另外，为保证主阀芯(3)的运动自如，其外侧还设有主阀芯套(2)。另外，阀体(1)与活塞缸(12)的接触面上设有密封圈(6)，单向阀(7)的端部设有螺塞(9)。

本实用新型主阀弹簧力随阀芯位移的变化曲线有过流面积增益曲线如图2所示，图中曲线a为主阀弹簧力的变化曲线，曲线b为过流面积增益曲线，从图可见，在阀芯位移在最大行程的2/3以内时，其过流增益为线性小增益而弹簧刚度较大，当阀芯位移进入最大行程的2/3以外的区域时，其过流增益加大，弹簧力减少。本实用新型的时域仿真曲线及频域仿真曲线如图3所示。本实用新型用于液压承重系统时，其快速性及稳定性均有明显改善，相位裕度r＝86°，幅值裕度1＝8.2db，超调量Mp＝16.8％，调整时间ts＝0.4s。(采用该结构前，系统的相位裕度r＝44，幅值裕度1＝1.96db；超调量mp＝23.4％，调整时间ts＝0.7s)。

本实用新型由于采用了渐减型弹簧的结构，因此，在阀芯位移在最大行程的2/3以内时，其过流增益为线性小增益而弹簧刚度较大，故其用于液压承重系统时，可有效地防止负载下行开始时的冲击，避免“点头”现象的发生；另外，在阀芯位移进入最大行程的2/3以外的区域时，其过流增益加大，弹簧力减少，从而可有效地抑制阀芯的振动，达到平衡负载下行的目的。本实用新型结构简单、紧凑，加工方便，其用于液压承重系统中，既可提高系统的稳定性，又可提高系统的响应速度，是一种性能优良的新型液压平衡阀。