液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上的應(yīng)用

王金星　楊露

摘 要：本文簡(jiǎn)要分析了液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上應(yīng)用的相關(guān)結(jié)構(gòu)原理以及性能，旨在為提升液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上的應(yīng)用水平提供參考。

關(guān)鍵詞：閥門(mén)；液壓驅(qū)動(dòng)裝置；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.077

0 前言

液壓技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械中的傳動(dòng)領(lǐng)域及控制領(lǐng)域中都有著重要的應(yīng)用，相較于其他傳動(dòng)方式而言，液壓驅(qū)動(dòng)有著使用方便、安全性好、能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)變速等優(yōu)點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展，液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，其應(yīng)用水平不斷提升，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，本文簡(jiǎn)要研究的是液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上的應(yīng)用。

1 液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上應(yīng)用的結(jié)構(gòu)原理分析

液壓驅(qū)動(dòng)裝置閥門(mén)一般由液壓驅(qū)動(dòng)閥門(mén)本體、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)三個(gè)部分組成，下面根據(jù)液壓驅(qū)動(dòng)裝置的不同分類(lèi)來(lái)分析液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上應(yīng)用的結(jié)構(gòu)原理。

1.1 直接推拉驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置原理分析

此類(lèi)液壓驅(qū)動(dòng)裝置主要應(yīng)用于操縱閘閥和截止閥中，例如閥門(mén)的開(kāi)啟、停止以及關(guān)閉等，直接推拉驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置還能夠?qū)?jié)流閥的開(kāi)口位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)節(jié)流閥的流量。此類(lèi)液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，通過(guò)連接支架來(lái)固定閥門(mén)與油缸，油缸固定于閥門(mén)的上方，而油缸的活塞桿能夠通過(guò)套、銷(xiāo)子等實(shí)現(xiàn)與閥門(mén)閥桿的連接，當(dāng)油缸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉或停止等相關(guān)調(diào)節(jié)。

1.2 齒輪齒條擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置原理分析

在大中口徑蝶閥、球閥中經(jīng)常會(huì)應(yīng)用齒輪齒條擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置，從而實(shí)現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)閉的調(diào)節(jié)。在齒輪齒條擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，油缸處于閥門(mén)的上方，通過(guò)平鍵及螺栓實(shí)現(xiàn)油缸與閥門(mén)的連接和固定[1]。油缸在帶有齒條的活塞桿的作用下實(shí)現(xiàn)來(lái)回運(yùn)動(dòng)，齒條發(fā)揮作用，其會(huì)帶動(dòng)齒輪和閥桿，使閥門(mén)的閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)閉的調(diào)節(jié)。

在上述調(diào)節(jié)過(guò)程中，齒條及油缸的行程長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則齒輪的旋轉(zhuǎn)角度越大，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以將閥門(mén)閥桿的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，一般可以設(shè)定為90°±2°。而油缸活塞面積越大、工作壓力值越大，則輸出轉(zhuǎn)矩越大，這就對(duì)齒輪齒條的選擇提出了一定的要求，一般來(lái)說(shuō)，齒輪齒條擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有單齒條和雙齒條兩種結(jié)構(gòu)型式，如果輸出轉(zhuǎn)矩較大，則應(yīng)當(dāng)選用雙齒條結(jié)構(gòu)形式。

1.3 螺線擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置原理分析

在大中口徑球閥、蝶閥等通常應(yīng)用螺線擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置，此驅(qū)動(dòng)裝置所使用的螺線擺動(dòng)油缸有著體積小、轉(zhuǎn)矩大、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，其工作原理如下：螺線擺動(dòng)油缸在閥門(mén)的上方固定，通過(guò)平鍵的方式將閥門(mén)閥桿與油缸連接，與其他液壓驅(qū)動(dòng)裝置有所區(qū)別，螺線擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置一改傳統(tǒng)的直線運(yùn)動(dòng)方式，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)油缸的運(yùn)動(dòng)，活塞的推力會(huì)在擺動(dòng)下傳遞給螺旋齒一個(gè)徑向分力，從而使輸出軸旋轉(zhuǎn)，使閥門(mén)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

1.4 多回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置原理分析

在大中口徑回轉(zhuǎn)液動(dòng)閥門(mén)及升降桿式閥門(mén)中經(jīng)常應(yīng)用多回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式裝置，馬達(dá)的頂部與閥門(mén)的底部通過(guò)螺栓固定，當(dāng)壓力油進(jìn)入到馬達(dá)一腔時(shí)，會(huì)推動(dòng)柱塞滾子進(jìn)行滾動(dòng)，從而將力傳遞到柱塞缸體，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥桿的螺母進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得驅(qū)動(dòng)閥桿進(jìn)行上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的開(kāi)閉調(diào)節(jié)。

2 液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上應(yīng)用的性能研究

2.1 直接推拉驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置功能

直接推拉驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形式多樣的特點(diǎn)，在閥桿上的作用力及速度可以調(diào)控，因此控制十分靈活，且安裝方便，同時(shí)直接推拉驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操控，控制精度較高。在此液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，油缸固定在閥門(mén)頂部，且直立在閥門(mén)頂部的高度較大，而油缸的活塞有著一定的浮動(dòng)特性，因此過(guò)高的直立高度會(huì)使得閥板定位不夠精確，且受限于油缸結(jié)構(gòu)，在應(yīng)急狀態(tài)下不利于人為調(diào)節(jié)閥門(mén)功能的實(shí)現(xiàn)。

2.2 齒輪齒條擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置功能

齒輪齒條擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置有著安全可靠、不受負(fù)載類(lèi)型限制的特點(diǎn)，在調(diào)節(jié)的過(guò)程中能夠充分保證靈活性，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，但此類(lèi)型裝置帶有齒條，通過(guò)齒條的旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪，這就使得其橫向的尺寸較大，不可避免的會(huì)增加裝置體積和質(zhì)量，在應(yīng)急的狀態(tài)下，龐大的體積和較重的質(zhì)量給人力調(diào)節(jié)閥門(mén)帶來(lái)了一定的困難。

2.3 螺線擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置功能

在螺線擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，活塞與螺線傳動(dòng)在油缸中實(shí)現(xiàn)結(jié)合，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分新穎，大大縮小了裝置體積，且有著較好的密封性，控制靈活方便，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離操控，且此裝置有著防水、防爆的特性，能夠適應(yīng)多種復(fù)雜環(huán)境，在應(yīng)急情況下可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制閥門(mén)，但螺線擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置一般為進(jìn)口產(chǎn)品，因此其價(jià)格相對(duì)較高[2]。

2.4 多回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置功能

多回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式液壓驅(qū)動(dòng)裝置屬于低速、大轉(zhuǎn)矩裝置，其可以實(shí)現(xiàn)力矩變化的自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證輸出力矩的安全性，這對(duì)于閥門(mén)運(yùn)行的可靠性有著重要的意義。隨著科技的發(fā)展，電液控制方式引入到多回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式裝置中，實(shí)現(xiàn)了閥門(mén)的智能控制和柔性控制，避免了閥門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中受到的撞擊損壞，由此可見(jiàn)，多回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式裝置有著較好的安全性，同時(shí)裝置中的絞盤(pán)設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)在應(yīng)急狀態(tài)下閥門(mén)的手動(dòng)操作。

3 結(jié)論

綜上所述，本文從液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上應(yīng)用的結(jié)構(gòu)原理和液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上應(yīng)用的性能兩個(gè)方面研究了液壓驅(qū)動(dòng)裝置在閥門(mén)上的應(yīng)用，分別研究了四種類(lèi)型液壓驅(qū)動(dòng)裝置的具體原理和功能，旨在為提升閥門(mén)的控制水平提供參考，推進(jìn)閥門(mén)控制的智能化、精細(xì)化、安全化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱小明.螺紋插裝閥在閥門(mén)液壓驅(qū)動(dòng)裝置中的應(yīng)用[J].閥門(mén)，2014（06）：26-28+45.

[2]史小波.一種單作用船用閥門(mén)液壓驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)，2013（02）：77-79.