顺序阀是利用系统压力变化来控制油路的通断,以实现各执行元件按先后顺序动作的压力阀。按结构形式分:直动式、先导式;按泄漏方式分:内泄式、外泄式;按控制方式分:内控式、外控式。

1.顺序阀的结构及工作原理

图5-21(a)所示为直动式顺序阀的结构,它由阀体、阀芯、弹簧、控制活塞等零件组成。当其进油口压力p1低于弹簧调定压力时,控制活塞下端油液向上的推力小,阀芯处于最下端位置,阀口关闭,油液不能通过顺序阀流出。当其进油口P1压力达到弹簧的调定压力时,阀芯抬起,阀口开启,压力油便能通过顺序阀从出油口P2流出,P1与P2接通下一个执行元件工作。这种顺序阀利用其进油口压力控制,称为普通顺序阀(也称为内控式顺序阀)。直动式顺序阀的弹簧较粗,启闭特性较差,一般用于低压(7MPa以下)的液压系统中。

图5-21　顺序阀

(a)直动式顺序阀的结构;(b)图形符号;(c)实物图

将顺序阀的下阀盖相对于阀体旋转90°或180°,将油口K螺塞拆下,在此外接控制油管并通入控制油,则顺序阀由内控变成外控。若再将上阀盖转过180°,使泄油口L处的小孔与阀体上的小孔连通,将泄油口L用螺塞封住,使顺序阀的出油口与油箱连通,则顺序阀就成为卸荷阀,其泄油可由阀的出油口流回油箱,这种连接方式称为内泄式。

先导式顺序阀从结构和工作原理与先导式溢流阀相似,所不同的是顺序阀的出油口不接回油箱,而通向某一压力回路,如图5-22所示。顺序阀关闭时要有良好的密封性能,故阀芯和阀体的封油长度比溢流阀长,相应零件制造精度也要高。

图5-22　先导式顺序阀结构图与图形符号(L为泄油口)

2.顺序阀的应用

顺序阀用于控制顺序动作:图5-23所示为机床夹具上用顺序阀实现工件先定位后夹紧的顺序动作回路。当电磁换向阀的电磁铁由通电状态断电时,压力油先进入定位缸的下腔,缸上腔回油,活塞向上运动,实现定位。这时由于压力低于顺序阀的调定压力,因而压力油不能进入夹紧缸下腔,工件不能夹紧。当定位缸活塞停止运动时,油路压力升高到顺序阀的调定压力时,顺序阀开启,压力油进入夹紧缸的下腔,缸上腔回油,活塞向上移动,将工件夹紧,实现了先定位后夹紧的顺序要求。当电磁换向阀的电磁铁再通电时,压力油同时进入定位缸、夹紧缸上腔,两缸下腔回油(夹紧缸经单向阀回油),使工件松开。

顺序阀控制的平衡回路如图5-24所示,根据用途,要求顺序阀的调定压力应稍大于工作部件的自重在液压缸下腔形成的压力,当换向阀处于中位,液压缸不工作时,顺序阀关闭,工作部件不会自行下滑。当换向阀在右位工作,液压缸上腔通压力油,下腔的背压大于顺序阀的调定压力时,顺序阀开启,活塞与运动部件下行,由于自重得到平衡,故不会产生超速现象。当换向阀在左位工作时,压力油经单向阀进入液压缸下腔,缸上腔回油,活塞及工作部件上行。这种回路采用M型中位机能换向阀,可使液压缸停止工作时,缸上、下腔油被封闭,从而有助于锁紧工作部件,另外还可以使泵卸荷,以减少能耗。它主要用于工作部件质量不变且质量较小的系统,如立式组合机床、插床和锻压机床的液压系统中皆有应用。

图5-23　顺序阀用于控制顺序动作

图5-24　顺序阀控制的平衡回路