基于SecoMAN的液压插装阀集成块设计（1）

1  插装阀

插装阀(亦称逻辑阀、锥阀)具有一系列优点，如结构紧凑、制造方便、流阻小、通油能力大、动作快、冲击小、噪声低、工作可靠、寿命长、密封性好、泄漏少、具有多机能、变型方便、易于集成化、适用于各种工作介质、经济性好，等等，很大程度上满足了液压传动进一步发展的需要，获得了世界普遍重视，发展迅速。目前国外各大液压元件公司都已成系列地生产这种新元件，并已大量推广应用于各大行业。

如图19所示，一个二通插装阀通常由插入元件1，先导元件2、控制盖板3和插装阀体4四部分组成。插入元件是二通插装阀的主级或功率元件，插装在阀体或集成块体中，通过其开启关闭动作和开启量大小来控制液流通断、压力高低以及流量大小，亦即实现对液压执行机构的方向、压力和速度的控制。

插入元件的形状与通用的单向阀相似，由阀芯、阀套、弹簧以及相应的密封圈组成。它有两个工作腔A和B，一个控制腔C阀芯在阀套中滑动，其间的配合间隙很小以减少B腔和C腔间的泄漏。阀芯头部的锥面紧贴在阀套孔内的阀座上，形成一个可靠的座阀式密封，保证A腔与B腔问没有泄漏。阀套上的三处密封圈防止了A、B、C三腔之间沿阀套外缘的泄漏。

插入元件的工作状态是由作用在阀芯上的合力的方向和大小决定的。不计阀芯重量和摩擦阻力的阀芯上的力平衡式为：

式中：p_C—控制腔C的压力；

p_A—工作腔A的压力；

p_B—工作腔B的压力；

A_A—工作腔A的作用面积；

A_B—工作腔B的作用面积；

A_C—工作腔C的作用面积，A_C=A_A+A_B；

F₁—弹簧力；

F₂—液动力，与通过的流量及开口大小有关，在开口较小时才起作用，作用力方向向下。

当合力为正，即ΣF>0时，阀芯关闭；当合力为负，即Σh<0时，阀芯开启；当合力为零，即ΣF=0时，阀芯停止在该平衡位置。由此可见，这个插入元件具有二位二通换向阀和单向阀的机能，可以实现方向制功能。

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