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1、1,本章提要,液压控制调节元件有方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等。 液压控制调节元件和液压元件一样，都是液压系统中不可缺少的组成部分。它们是用来控制工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构按要求工作。 通过学习，要求掌握方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀的结构、工作原理、图形符号、特性及其在液压回路中的应用。,本章主要内容为 ：,第五章 液压控制调节元件,2,本章重点: 1.主要控制阀的工作原理和应用，换向阀的位、通、中位机能以及符号的含义； 2.溢流阀、顺序阀和减压阀的异同点； 3.调速阀和节流阀的区别。 本章难点: 1.电液动换向阀的工作原理； 2.先导式溢流阀的工作原
2、理； 3.调速阀的工作原理； 4.控制阀的应用。,3,液压控制阀的分类:,方 向 控 制 阀用于控制液压油的流动方向； 压 力 控 制 阀用于控制液压油的压力大小； 流 量 控 制 阀用于控制液压油的流量大小；,1. 按功能:,可用于控制液压油的压力、方向和流量的元件或装置称为液压控制阀。,5.1 概述,4,滑阀阀芯为多端圆柱体,阀芯相对阀体作轴向运动； 锥阀阀芯为锥柱体，阀芯相对阀体作轴向运动； 转阀阀芯为带圆周方向槽的圆柱体,阀芯相对阀体转动。,2. 按阀芯结构:,3. 按控制方式:,（1）开关或定值控制阀：借助于手动操作（如手轮、手柄等）、电磁铁、液压控制等控制液压油通路的开闭，或定值控
3、制液流的方向、压力、流量。这类阀最为常见，称开关阀；,（2）比例控制阀：这类阀利用与输入、输出参数成比例的电信号，使其按一定的规律成比例地控制系统中液压油的流动方向、压力和流量。此类阀多用于开环程序控制系统，如电液比例流量阀、电液比例换向阀等。,5,4. 按液压阀的安装连接方式:,（3）伺服控制阀：输入信号对输出信号（流量、压力）进行连续、成比例地控制。与比例阀不同的是，其动态性能和静态性能好，主要用于快速、高精度的控制系统中。,液压阀的连接方式有五种。 螺纹连接 阀体油口上带标准螺纹的阀称为管式阀。将管式阀的油口用螺纹管接头和管道连接，并由此固定在管路上。 法兰连接 它是通过阀体上的螺钉孔（
4、每油口多为4个螺钉孔）与管件端部的法兰，用螺钉连接在一起。,6,(3) 板式连接 阀的各油口均布置在同一安装平面上，并留有连接螺钉孔，这种阀称为板式阀，如电磁换向阀多为板式阀。将板式阀用螺钉固定在与阀有对应油口的平板式或阀块式连接体上。 (4) 叠加式连接,由阀（方向阀、压力阀、流量阀等）及底板块组成。每个阀同时起单个阀和通道孔的作用。,将阀按标准参数做成圆筒形专用元件，然后将这些元件插入不同的阀体（或集成块），得到不同组合的一种集成形式。,(5) 插装式连接,7,液压控制阀性能参数:,1.公称通径,2.额定压力,液压阀主油口的名义尺寸叫做公称通径，单位为mm，它代表液压阀阀的通流能力大小，阀
5、的通径一旦确定之后，与其配套的管道的规格也就确定了。,液压阀长期正常工作所允许的最高压力。,液压控制阀性能的基本要求:,）动作灵敏、使用可靠，冲击小、振动小、噪声小、寿命长; ）液体流过时压力损失小； ）密封性好，结构紧凑，易于安装、调整和维护。,液压阀的公称通径，指阀的进出油口的名义尺寸，而不是阀的进出油口的实际尺寸。如公称通径为20mm的电液动换向阀，进出油口的实际尺寸是21mm。 公称通径仅仅是为了表示阀的规格，而进出油口的实际尺寸，必须满足液压油流动速度和其他设计参数的要求。 管路的公称通径指管道的名义内径。,8,液压控制阀的特点（共性）,1.在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或滑
6、阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成 。 2.在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式（将阀口看成是小孔），仅是各种阀控制的参数各不相同而已。,（5-1）,9,液压控制阀按其作用可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。,方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之间液压油通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压力表开关等。本节主要介绍方向控制阀和相应的方向控制回路。,5.2 方向控制阀,10,方向阀,单向阀,换向阀,普通单向阀 液控单向阀,转阀式换向阀,手动式换向阀 机动式换向阀 电动式换向阀 液动式换向阀 电液式换向阀,滑阀式换
7、向阀,内容提要, 换向回路与锁紧回路,方向控制阀的主要内容为 ：,11,单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。,5.2.1 单向阀,5.2.1.1 普通单向阀,正向导通， 反向不通,12,1一阀体； 2一阔芯； 3一弹簧； A一进油口； B一出油口。,管式阀,板式阀,图5.11 普通单向阀,直通式,直角式, 普通单向阀按进出油液流动方向的不同，分为直通式和直角式。,13,上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口可通过管接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重。,直通式单向阀中的液压油流动的方向和阀的轴线方向相同。,14,直
8、角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀体轴线垂直。,图5.11(a)所示的阀属于板式连接阀，阀体用螺钉固定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合，阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O”形密封圈使它们密封。,15,(2) 对单向阀的要求,开启压力要小。 能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。 正向导通时，阀的阻力损失要小。 阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。,不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式连接阀。,16, 用途：, 泵出口处防冲击、倒流； 支路处起分隔作用； 单向阀与其它阀组合形成复合阀。例如单向顺序阀
9、、单向节流阀等。,17,5.2.1.2 液控单向阀,(1)液控单向阀的工作原理和图形符号,控制口通压力油时，液流可反向自由通过；实现两个方向的通流。,控制口通油箱时（目的是使阀心可靠复位），同普通单向阀。,比普通单向阀多一个控制油口K,A口进油时,作用同普通单向阀；,18,(1)简式内泄型液控单向阀,此类阀不带卸荷阀芯，无专门的泄油口。控制活塞背腔的油与反向油液一起流出。故称为内泄式。,简式内泄型液控单向阀 1 阀体；2 阀芯；3 弹簧； 4 阀盖；5阀座； 6 控制活塞；7 下盖。,A正向进油口; B 正向出油口 K 控制口,控制活塞的背腔,19,(1)简式外泄型液控单向阀,此类阀不带卸荷阀
10、芯，有专门的泄油口，外泄油口通油箱，故可用于较高压力系统。,P1正向进油口; P2 正向出油口 K 控制口,20,(3)带卸荷阀的液控单向阀,若在控制口K加控制压力，先顶开卸荷阀芯3， A腔和B腔之间产生微小的缝隙，使B腔压力降低，活塞5继续上升并顶开主阀芯2，大量液流自B腔流向A腔，完成反向导通。此阀适用于反向压力很高的场合。,内泄式,图5.14(a) 带卸荷阀的内泄式液控单向阀,2-主阀芯;3-卸荷阀芯; 5-控制活塞,1,2,3,4,5,6,A,B,21,(4)液控单向阀符号,22,换向阀能改变液流方向，将换向阀与缸连接可以很方便地使缸的活塞改变运动方向。,5.2. 2 换向阀,换向阀的
11、类型有 按阀的结构形式：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。 按阀的操纵方式：手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气动式。 按阀的工作位置数和控制的通道数：二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。,滑阀式换向阀又称滑阀。其工作原理是依靠阀芯和阀体的相对运动来切换液压油方向的。,23,换向阀的工作原理,如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、O(T)。换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义如下：,P压力油口； A、B工作油口； O(T)回油口。,滑阀式换向阀的阀体内是开有多级沉割槽的圆柱孔，阀芯是具有若干个环槽的圆柱体。,24,P,T,B,A,25,
12、下图表示阀芯处于中位时的情况, 此时从P 口进来的压力油没有通路。 A 、B 两个油口也不和T口相通。,26,下图表示人向一侧搬动控制手柄，阀芯左移，或者说阀芯处于左位的情况。此时P口和A口相通，压力油经P、A到其它元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心孔，T 回油箱。,左位,27,下图表示人向另一侧搬动控制手柄阀芯右移， 或者说阀芯处于右位时的情况。此时，从P口进来的压力油经P、B 到其它元件。从其它元件回来的油经A、T回油箱。,右位,28,5.2.2.1 换向机能,1. 换向阀的“通”和“位” “通”和“位”是换向阀的重要概念。不同的“通”和“位”构成了不同类型的换向阀。,“位” (Pos
13、ition)一指阀芯的位置，通常所说的“二位阀” 、 “三位阀”是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置，“位”在符号图中用方框表示。,所谓“二通阀” 、 “三通阀” 、 “四通阀”是指换向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可外部（即液压系统）连接的油口数目，不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来连通。,29,表5.1 不同的“通”和“位”的滑阀式换向阀 主体部分的结构形式和图形符号,30,表5.1中图形符号的含义如下：,用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位”； 方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向； 方框内符号“”或“”表示该通路不通；
14、方框外部连接的接口数（或油口数）有几个，就表示几“通”； 一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示；阀与系统回油路连通的回油口用T(有时用O)表示；而阀与执行元件连接的油口用A、B等表示。有时在图形符号上用 L 表示泄漏油口。 阀的操纵方式画在方框的左右两侧。,31,表5.1中图形符号的含义如下：,换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。,换向阀的命名要顺序的表明其“位”、“通”及控制能源方式（或操纵方
15、式）。如：,三位四通电磁换向阀,二位二通机动换向阀,32,2. 滑阀机能 滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时，阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。 两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位置时，阀各油口的通断情况。 三位阀的机能是指阀芯处于中位时，阀各油口的通断情况。三位阀的滑阀机能也称中位机能。三位阀有多种机能现只介绍最常用的几种。,33,（l）二位二通换向阀 二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种：通或断。 二位二通换向阀的滑阀机能有：常闭式（O型） （即油路是断开的） 、常开式（H型）（即油路是接通的） 。,图5.15 二位二通换向阀的滑阀机能,二位阀的原始位置：若为手动控制，
16、则是指控制手柄没有动作的位置；若为液压控制则是指失压的位置若为电磁控制则是指失电的位置。二位阀的常态位常指靠近弹簧的方格。,34,（2）三位四通换向阀 三位四通换向阀的滑阀机能有很多种，常见的有表5.1中所列的几种。中间一个方框表示其原始位置，左右方框表示两个换向位。其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。,O型机能,35, 因P口封闭，泵不能卸荷 ，泵排出的压力油只能从溢流阀排回油箱。,可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处于中位时, 仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工作。,O型机能,缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住, 且能承受一定的正向负载和反向负载。,1）O型机能 阀芯处于中位时, P,A,B,T 四个油口均被封闭，其特点是：,36,2）H型机能 阀芯处于中位时, P
