比例阀动作原理分析

2350m3高炉下料闸角度滑动原因分析

一、液压原理图

二、动作分析

1、动作开始，电磁换向阀与比例换向阀同时得到换向信号并同时换向

电磁换向阀换到左位，两个液控单向阀液控油路X进油，将液控单向阀打开，两边油路各自形成通路

比例换向阀换到右位，油缸左腔进油，右腔回油油缸的动作条件如下：

油缸全速开启P1xA1＞P2Xa2+R (式一)

P1=P4=系统压力=P

A1：油缸无杆腔面积A2：油缸有杆腔面积A1＞A2

P2=P3=P5=回油管道背压

2、油缸到一定行程减速运行，油缸运行条件如下：

P1’xA1＞P2xA2+R (式二)

P1’=P4’=减速后比例阀阀后压力=P’

A1：油缸无杆腔面积A2：油缸有杆腔面积A1＞A2

P2=P3=P5=回油管道背压

P1’xA1＞P2xA2+R （式二）

P1’xA1＞P2x[A1-(A1-A2)]+R

P1’xA1＞P2XA1-P2x(A1-A2) +R

P1’xA1＞P2XA1+[R- P2x(A1-A2)]

设：P2x(A1-A2)=M 则上式可变为

P1’xA1＞P2XA1+[R- M] （式三）

此时，油缸速度很慢，油缸活塞两侧压力接近平衡

当R＞M时，即R-M＞0, 则P1’＞P2 （此条件转至步骤4）

当R＜M时，即R-M＜0, 则P1’＜P2 （现场实测P1’＜P2）

当P1’＜P2时因P1’=P4’=减速后比例阀阀后压力=P’，P2=P3=P5=回油管道背压

得：P4’＜P3

3、编码器检测到阀门达到设定角度值时，同时发信号给电磁换向

阀和比例换向阀，

电磁换向阀换到右位，两个液控单向阀液控油路Y进油，将两个液控单向阀关闭（此时，液控单向阀只能单向过油，反向截止）

同时比例换向阀回中位，两边的油路的液控单向阀与比例换向阀之间的回路相通（因为比例换向阀的中位机能为Y机能）

此时，油缸活塞两侧压力P1’xA1=P2xA1+(R-M) ,但两个液控单向阀下方的压力P4’＜P3，由于P4’管道与P3管道相通形成一条管道，该管道压力将融合为P4’’，P4’’= (P4’+ P3)/2，此时，P4’’＞P4’，因P4’= P1’，得P4’’= (P4’+ P3)/2＞P1’（式四）

此时，当P4’’xA单下＞P1’xA单上+F单弹（式五）时，P4’’管路将有及少量液压油进入P1’管路，压力作用在油缸无杆腔活塞造成油缸微小滑动；当P4’’xA单下＜P1’xA单上+F单弹时，P4’’不能克服单向阀弹簧力及P1，不会造成油缸滑动。

将（式五）改成P4’’= {[P3-(P3-P4’)]+P3}/2 ＞P4’

即，P4’’=P3-（P3-P4’）＞P4’因P4’=P1’

所以，P4’’=P3-（P3-P4’）＞P1’（式六）

由上式看：当P3越大则P4’越大，代入（式五）时油缸越容易滑动，即P4’越接近P3油缸越容易滑动

4、（接第2步骤条件1）当P1’＞P2时，因P1’＞P2，P2=P3=P背压，

P1’=P4’ ,则P4’＞P3，此时由于比例换向阀Y型机能，P4’管路与

P3管路相通，P4’管路将有少量液压油克服单向阀弹簧压力回油

箱，此时P4’=P3=回油背压。这种情况下，左侧管路P1’大于P4’,

右侧管路P2=P3，此时上下油路不能相通，油缸不能滑动。5、结论：

（1）、当油缸处于减速运行时，进油管路的压力P4’越小，油缸越不易滑动，即速度越慢越不易滑动

（2）、系统回油背压P3越小油缸越不易滑动，即回油管路单向阀弹簧弹力越小越不易滑动

6、目前，为解决油缸滑动问题，程序上一般是在设定停机角度

前设定一个提前量（1°左右），但若油缸滑动量较大，及每

个设定角度的阻力大小不同，停机角度将很难控制，尤其是

当提前量较大时将出现角度负超标现象及角度正超标现象

以不同的几率存在（生产要求设定角度的±0.2度算不超标）7、解决以上问题的办法一般可通过给油缸减速来实现，提前量

不能超过设定角度的-0.2度，这样由于油缸的单向滑动，则

可通过减速来实现达到设定值的+0.2度停油缸；另外一种办

法也可选择弹簧力较小的背压阀来控制油缸的单向滑动