陶瓷砖压机中充液阀的结构分析与计算

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1、陶瓷砖压机中充液阀的结构分析与计算摘要本文主要对比分析了国外陶瓷砖自动液压机中常见的几种充液阀结构及控制油路，阐明了充液阀通流面积和阀芯复位弹簧的计算方法。关键词主缸外置式充液阀，主缸内置式充液阀，无复位弹簧式充液阀1引言充液阀在陶瓷砖自动液压机液压系统中是最为重要的一个阀。其作用是当活动横梁快速下行时，低压充液箱屮的油经该阀快速流入主油缸；在活动横梁快速回程时，主油缸活塞腔的油经该阀快速排入低压充液箱。由此可见，充液阀的结构、流道形状、液流速度大小及其液压控制系统，对提高压机空程快速控制和回程的速度

2、很重要，也即影响到压砖机的压制次数和生产效率，而这正是当前陶瓷砖自动液压机发展的核心问题之一。本文就以上提到的充液阀的一些问题，根据国外压机己有的充液阀结构作一些分析，使充液阀的结构、流道形状、流速、控制油路更趋合理，以提高压机的速度和生产率。2在陶瓷砖液压机中常见的几种充液阀结构及其控制油路在普通的油压机中，其充液箱多为常开式的，即常通大气，顶置在压机的上部，活塞与活动横梁依靠本身自重快速下行，称自动式快速下行。但这种方法只适合于行程较长、速度较慢的压机，对于行程短、速度快的压机则不适用。陶瓷砖压机

3、的行程比较小，速度又比较快，如3000吨以下的压机，其行程约在140〜160?L,3000吨以上的压机约在160~250?Lo而快速行程阶段的行程则更短。压砖机要求动作快，压制次数高，所以应采用强迫主油缸活塞快速下行的方法，目前常用的有以下方法：（1）采用约0.2MPa的闭式低压充液油箱顶置在上横梁之上，依靠低压油作用强迫主油缸活塞快速下行（在Sacmi、Citi>Nassetti压机上米用）;（2）与上面的方法相类似，采用在上横梁之上顶置一个约0.6MPa的低压蓄能器的方法（在Welko压机上采用）

4、；（3）采用在上横梁之上顶置流量放大器的方法（在Welko压机上采用）;（4）采用两个辅助小油缸差动快下，带动主油缸柱塞快下，低压充液油箱则向主柱塞缸补充低压油的方法（在Laeis压机上采用）。实践证明，第1种方法简单、可靠，行之有效地强迫主缸活塞快速下行；第2、3种方法缺点较多，不可靠；第4种方法也是很好的方法。图1是Nassetti800-2000吨压机上采用的典型的顶置在上横梁Z上充液箱之内的主油缸外置式充液阀结构图。该阀属于常闭自吸开启式结构，采用蕈形阀芯单弹簧结构，具有很大的通流面积，充液快

5、，动作灵活可靠。如图1所示，这种充液阀在上横梁之上，浸于充液箱之中，阀芯下面直通油缸，当活动横梁下行时，缸内形成负压，在低压油的作用下，阀芯克服弹簧力作用而开启，低压油进入主油缸，推动主活塞快速下行。为了使阀芯更快地打开，以缩短充液时间、提高充液速度，在油路设计时采用了强迫打开充液阀的设计。图1所示的电磁阀S10在常态位时，控制油缸通压力油，控制活塞将充液阀完全打开，以获得更快的充液，满足主油缸活塞快速下行的需要。在压机快速下行同时减速开始之际，即令S10通电，控制活塞回程，充液阀芯在弹簧力作用下关闭

6、，以便随后进行加压。在压机回程时，S10断电，控制活塞下行，推动充液阀芯开启，但只有当主油缸的高压油通过主缸卸荷阀卸压Z后，充液阀芯才能开启，主油缸活塞快速回程，主缸活塞腔的油液被快速排回充液油箱。图2是Laeis600~3000吨压机上采用的主油缸内置式充液阀结构图。该图与图1的结构原理基本相同，但是Laeis压机的充液阀较Nassetti压机充液阀具冇更多的优点：（1）该阀有一个称作导流体的零件（同时也是阀芯复位弹簧的支座）,其外形曲线与上横梁构成的充液导流通道是精心设计的，具有流线型阻力小的特点

7、，使充液阻力更小、充液更快。（2）充液阀座和阀芯置于上横梁主油缸孔内，故称内置式。这种结构，作用于阀芯上的高压油压力完全由压机上横梁承受（即机架承受），所以固定阀座的螺钉可以很小。而图1的结构，作用于阀芯上高压油压力完全由固定阀座的螺钉承受，螺钉尺寸大，数量多，法兰盘很大。（3）减小了充液的容积，节省了充液时间，也有利于加压快速进行。（4）导向精度高，有利于阀芯平稳工作。图3是Nassetti2500〜5000吨压机和WelkoWK型3500〜6200吨压机上采用的无复位弹簧式充液阀结构，其特点是充液

8、阀芯与控制油缸的活塞杆固结在一起，省去了阀芯的复位弹簧；控制油缸与充液阀座复合为一体，基本零件只有4件，幣体结构极为简单，通流面积大、流程短、液阻小、充液快；充液阀采用全液压控制，内置于主油缸内，作用于充液阀芯上的液压力完全由上横梁承受。图4是Citi公司STAR4200〜7200吨压机上采用的另一种无阀芯复位弹簧充液阀结构，其优点与前者相同；其结构特点是充液阀芯与控制油缸活杆为整体结构，阀座是单独置于主油缸内的。图5是采用如图3结构充液阀WelkoWK