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1、第三节 压力控制阀 n溢流阀 n减压阀 n顺序阀 n压力继电器 压力控制阀是用来控 制液压系统中油液压力或 通过压力信号实现控制的 阀类。通过液压作用力与 弹簧力的平衡来实现对油 液压力的控制。 一、溢流阀 类型 直动式 先导式 作用：对液压系统定压或安全保护，几乎所有的液压 系统都要用到。 n定压溢流作用在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的 是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时 溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力， 即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。 n安全保护作用系统正常工作时，阀 门关闭。只有负载超过规定的极限（ 系统压力超过调定压力）时开启溢流
2、，进行过载保护，使系统压力不再增 加（通常使溢流阀的调定压力比系统 最高工作压力高1020）。 直动型溢流阀 先导式溢流阀 压力油从进 油口P经阀芯上 的径向孔b和轴 向小孔a后，作 用于阀芯底部油 腔，形成一个向 上的液压力。 当进油口油压 pAFs，阀芯上移， 阀口开启，油液经出 油口溢回油箱。 1、直动式溢流阀的基本结构及工作原理 调节杆 调节螺帽 调压弹簧 阀盖 阀体 阀芯 p=Fs/A ，Fs变化不大，可认为溢流阀 进口处的压力基本保持恒定，溢流阀起定压 溢流作用。 阀芯上的轴向小孔a起到 了减小阀芯振动的作用。 内泄到弹簧腔 中的油液，通过孔 道d和c流回油箱。 调节螺帽可以 改变
3、调压弹簧的压 紧力，从而调节系 统的压力。 P T 职能符号 P T 2、原理演示 3、结构外形 4、直动式溢流阀特点 n阀的进口压力 p 基本为定值，由调压弹簧的压缩量决定。 n在高压、大流量条件下，直动型溢流阀的阀芯摩擦力和液动 力很大，不能忽略，故调压精度低，恒压特性不好。 n结构简单，灵敏度高，但因压力直接与调压弹簧力平衡，不 适于在高压、大流量下工作。 n价格便宜，但工作时易产生振动和噪音。 直动式溢流阀弹簧较硬，阀芯移动阻力大，特别是溢流量 较大时，阀的开口也大，使弹簧的变形量较大，从而导致控制 压力随之增大，降低了溢流阀的稳压性能。故这种阀只适用于 最大调整压力为2.5 MPa或
4、流量较小的场合。 调压螺钉 弹簧 阀芯 由于外界负载的变化， 系统压力是不断变化的，因 此阀芯在油压力p和弹簧力 FS的作用下，作相应的上下 波动，使系统压力控制在调 定值附近。实际工作过程中 ，阀口开度值变化很小，弹 簧力F也可近似地视为常数 ，故系统的压力基本上保持 定值。 溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量从而 改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压的目的。 5、总括 二、先导式溢流阀 是针对直动式溢 流阀不适用于高压大 流量而设计的。 即：用一个较软的弹簧 就可以控制一个较大的 压力。 1、结构组成 锥阀 锥阀座 调压弹簧 阀体 主阀芯 主阀体 主阀弹簧 遥控口K 进油
5、口 P 出油口 T P T 符号 结构：先导阀+主阀 2、工作原理 当p2A锥Ft锥，锥阀关闭； 此时，近似认为p1= p2，即p2AFt主p1A，主阀芯关闭不溢 流，且主阀弹簧很软就能保证主阀芯关闭； P2 P1 2、工作原理 当p至p2A锥Ft锥，锥阀打开，一小部分油液自阻尼小孔流 回油箱；由于阻尼下降， p1p2，当（p1p2）差增大至 （p1p2）AFt主时，主阀芯打开溢流； 稳定工作时，p2A锥k锥（x2+x2）； （p1p2）Ak主（x1+x1） 3、结构外形 4、先导式溢流阀特点 n先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流 量方程。阀的进口压力由两次比较得到，压力值主
6、要由先导阀 调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用。 n通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1，因此其尺寸 很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节 性能有很大改善。 n主阀芯开启是利用液流流经阻尼孔形成的压力差。阻尼孔一 般为细长孔，孔径很小=0.81.2mm，孔长l = 812mm，因此 工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。 n先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。 n 先导式溢流阀灵敏度较高，压力波动较直动式溢流阀小，噪 音小，最大调整压力6.3 MPa。 n 先导式溢流阀常用在压力较高或流量较大的场合，如机床液 压系统中。 讨论： 堵塞主阀阻尼孔： P2
7、 P1 导致系统压力建立不起来； 堵塞锥阀座小孔： 导致系统过载，出现压力超调现 象； 远程控制口K接油箱 ： 导致系统在低压下卸荷； 远程控制口K接另一调压阀： 若p y 2p y 1, 系统压力取决于p y 2。 5、溢流阀的作用和性能要求 （1）保持系统的压力基本恒定 ，一般称为调压阀，如图a。 （2）用于过载保护的溢流阀一般称为安全阀，如图b。 图a图b （3）电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使泵卸载。如图（c） （4）溢流阀接在执行元件的出口，用来保证系统运动平稳 性，称为背压阀。如图（d） 图c 图d （5）用于远程调压。如图（e） （6）作吸收换向冲击使用。如图（f） 图e图f
8、 n定压精度高。 n灵敏度要高。 n工作要平稳，且无振动和噪声。 n当阀关闭时，密封要好，泄漏要小。 6、液压系统对溢流阀的性能要求 压力流量特性：阀在工作状态，溢 流量q变化时进口压力变化情况。 启闭特性：阀在开启闭合过 程中，压力流量间关系。 （三）溢流阀的性能 压力调节范围：在规定的范围内 调节时，阀的输出压力能平稳的 升降，无突跳或迟滞现象。 卸荷压力：当调压弹簧预压缩 量等于零或主阀上腔经遥控口 直接回油箱流经阀的流量为额 定值时，溢流阀的进口压力。 1、静态特性 压力超调：最大峰值压力与调定压力值之间差 值 过渡时间：压力上升达到稳定调定值所需时间 压力稳定性：压力在调定值之间变化
9、 2、动态特性 进口压力突变时，压力与时间之间的关系。 二、减压阀二、减压阀 功能 v 减压阀是一种利用液流通过缝隙产生压力降，使其出口油压低于进口油 压的压力控制阀。 v 减低液压系统中某一回路的油液压力，使用一个油源能同时提供两个或 多个不同压力的输出。 用途 v 减压阀在各种液压设备的夹紧系统、润滑系统和控制系统中应用较多。 v 当油压不稳定时，在回路中串入一减压阀可得到一个稳定低压。 分类 v 定值输出减压阀 v 定差减压阀 v 定比减压阀 1、定值输出减压阀 工作原理 v 减压阀不工作时，阀芯在弹簧力作用下处 于最下端位置，阀的进出油口相通，阀口 常开。 v 当出口油压增大，使作用在
10、阀芯下端的液 压力大于等于弹簧力时，阀芯上移，关小 阀口，减压阀处于工作状态。 v 调节弹簧预紧力，可调定出口油压。 特点 v 定出口油压 v 出口接工作回路 v 常开 v 弹簧腔油液外泄 直动式定值输出减压阀 先导式定值减压阀结构及工作原理 结构 通过主阀芯上下移动，调节减压孔口节 流损失，保证出口压力恒定。 先导调压部分： 主阀部分： 给定阀的出口压力值。 工作原理： （1）减压： 节流口 （2）稳压： 阀芯稳定工作时， 若p2 ，等式左边大于右边， 阀芯上移，阀口开度减小，p 增加， ，导致p2。 p3 例：一夹紧油路如图所示，若溢流阀调整压力py5MPa，减压 阀调整压力pJ2.5MP
11、a，试分析夹紧缸活塞空载运动时A、B两 点的压力各为多少?减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停 止运动后，A、B两点压力又各为多少？减压阀阀芯又处于什么 状态? 到 系 统 到 系 统 解： 在活塞为空载运动期间，pB=0，这时减压阀中的先导阀关 闭，主阀芯处于开口最大位置，若不考虑流过减压阀的压力损 失，则pA=0 。 夹紧时，活塞停止运动， pB=2.5MPa。这时减压阀中的先 导阀打开，主阀芯开口很小。而液压泵输出油液中仅有极少量 流过减压阀中的先导阀，绝大部分经溢流阀流回油箱。 则 pA= 5MPa。 先导式减压阀和先导式溢流阀的不同之处： 为保证减压阀出口压力调定值恒定，先导阀弹簧
12、 腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油 口是通油箱的，所以它的导阀弹簧腔和泄漏油可 通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接 油箱。 减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持进口 处压力基本不变。 在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进 出油口不通。 2、定差减压阀 工作原理 v 能使进、出口油压的差值保持恒定。 v 高压油p1经节流口减压后以低压p2流出， 同时，低压油作用在阀芯上端，则进出口 油液的压力差作用在阀芯上与弹簧力相平 衡，（p1-p2)A=ks(xc+xR)。 v 弹簧力调定后压力差（p1-p2）保持恒定， 故名定差减压阀 。 3、定比减压阀 工作原理 v 能使进
13、、出口油压的比值保持恒定。 v 高压油p1经节流口减压后以低压p2流 出，同时，低压油作用在阀芯上端， 则p1A1+ks(xc+xR)=p2A2 v 若忽略弹簧力（刚度较小），则有 p2/p1=A1/A2。 v 选择阀芯的作用面积A1和A2，便可得 到所要求的压力比，且比值近似恒定 ，故名定比减压阀 。 减压回路 (四）减压阀的应用 减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力或使出口 压力稳定的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路 。必须说明，减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压 力低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起 减压作用。 稳压回路 l 与系统连接关系 -溢流阀一
14、般并联于系统； -减压阀一般串联于系统。 三、顺序阀 n按结构可分为直动式和先导式； n按控制油来源不同分内控和外控； n按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。 顺序阀是一种依靠系统中液体压力控制阀 口通断的压力阀，因用于控制液压系统中两个 以上的执行元件间动作的先后顺序而得名。 先导式 直动式 n直动式顺序阀通常为滑阀结构 ，工作原理与直动式溢流阀相似 ，均为进油口测压。 n顺序阀不是稳压阀，而是开关 阀，它是一种利用压力的高低控 制油路通断的“压控开关”，严格 地说，顺序阀是一个二位二通液 动换向阀。 顺序阀的出口不是通油箱，而是通向二次油路，因而它的 内泄漏油液必须单独接回油箱。 1直
15、动式顺序阀的结构和工作原理 先导式顺序阀 1阀体 2阀心 3阻尼孔 4盖板 图图所示为先导式顺序阀先导式顺序阀， 图示为内控式内控式，也可变成外控外控 式式。其先导控制油必须经L口 外泄。采用先导控制后，主阀 弹簧刚度可大为减小，主阀心 面积则可增大，故启闭特性启闭特性显 著改善，工作压力也可大大提 高。先导式顺序阀先导式顺序阀的缺点是当 阀的进口压力因负载压力增加 而增大时，将使通过先导阀的 流量随之增大，引起功率损失 和油液发热。 2、先导式顺序阀 W 压力平衡阀结构 手柄 主阀芯 单向阀 单向阀弹簧 弹簧 压力平衡阀结构图 它根据调节平衡阀弹 簧的预压缩力来控制其阀 芯的开启和关闭。起到保 持一定压力作用，以保证 负载在任一位置都不会产 生下滑现象。 P1 W A口 B口 弹簧 阀芯 工作原理（一） 压力平衡阀的工作原理 工作原理（二） 当给油缸上腔加 压时，传递到油缸下腔 的油液压力达到或超过 弹簧开启压力时，则顶 开弹簧，阀芯上行，于 是油
