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1、第五章 液压阀 5-1 阀的作用和分类 一、作用 控制液流的方向、压力和流量。 二、分类 按用途： 方向阀、压力阀、流量阀 按连接方式：管式（螺纹L）、板式（B）、 法兰式（F） 根据压力等级：低压、中压、中高压、高压 。 三、对液压阀的基本要求 1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小 ； 2）油液流过时的压力损失小； 3）密封性能好； 4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便， 通用性强。 5-2 压力控制阀 分类 按用途： 溢流阀 减压阀 顺序阀 压力继电器 工作原理：利用液压力与阀内弹簧力相平衡原 理工作的。 按阀芯结构：滑阀 球阀 锥阀 按工作原理：直动式 先导式 一、 溢流阀 2
2、 2典型结构及工作原理典型结构及工作原理 类型：直动式溢流阀，先导式溢流阀。 1 1溢流阀的功能溢流阀的功能 功能：利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持 平衡，使阀的进口压力不超过或保持调定值 ； 保持系统压力恒定，即溢流定压； 防止系统过载，即安全保护。 1 1）结构和工作原理）结构和工作原理 （1）直动式溢流阀 结构：由阀体、阀芯、上盖、 弹簧、调节手柄等组成。 溢流阀的出油口一般接油箱 动画演示动画演示 工作原理： 阀芯处于下位， ； 阀芯上升， ； p pc ,溢流。 p 进口油压 pc 溢流阀的开启压力 结论： 利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持平衡，使阀的进口压 力不超过或保持调定值
3、； （1）直动式溢流阀（续） 直动式溢流阀职能符号： （1）直动式溢流阀（续） p o 2 2）结构特点：）结构特点： 随着工作压力的提高，直动式溢流阀上的弹簧力 要增加，弹簧刚度要相应增大，这使溢流量变化时溢 流压力的波动加大，所以直动式溢流阀只宜用在低压 系统。 （1）直动式溢流阀（续） . 阀芯上的阻尼孔对阀芯的运动形成阻尼， 可避免阀芯振动，提高阀工作平稳性。 . 转动调节手柄，可调节弹簧预紧力， 从而调节溢流阀的开启压力。 （2） 先导式溢流阀 结构组成： 1 1）结构和工作原理）结构和工作原理 主阀：圆柱阀芯 先导阀：锥形阀芯 工作原理： 结构：先导阀 主阀 阻尼孔、压差p 主阀弹
4、簧 进油口 P 出油口 O 调节螺钉锥阀芯 阀座 调压弹簧遥控口K 阀体 主阀芯 主阀座 阀盖 动画演示动画演示 溢流 不溢流 （2） 先导式溢流阀（续 ） 先导阀弹簧的作用：调节溢流压力 主阀弹簧的作用：主阀弹簧只用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹 簧很软 直动式溢流阀职能符号： 先导式式溢流阀职能符号： （2） 先导式溢流阀（续） 旧符号 2 2）结构特点：）结构特点： 先导式溢流阀有一个与主阀上腔相通的遥控口，通过 遥控口还可以实现多级调压及系统卸荷等。 （2） 先导式溢流阀（续） 调节先导阀弹簧的预紧力，即可调节溢流压力； 主阀弹簧用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹簧很软 ； 先导阀的承压面积
5、和开口量均很小，调压弹簧刚度不 必很大便能得到较高的溢流压力，故先导式溢流阀一般 用于高压、大流量场合； 3. 溢流阀的结构特点 主阀口常闭 控制阀口打开的油液来自进油口 泄油采用内泄方式 DBD型直动式溢流阀 实物 实物 4.溢流阀的主要性能参数 (2)稳态性能参数： 调压范围：指在通过额定流量时，调压手轮从全开至全关状态 下、溢流阀进油口的压力变化范围。 卸荷压力：指在调定压力下，通过额定流量时，使溢流阀遥控 口接油箱，即溢流阀处于卸荷状态时进、回油口的 压差。该值与通道阻力和主阀弹簧预紧力有关，对 直动式溢流阀则不存在卸荷压力。 压力损失：指在调压手轮处于全松位置，溢流阀通过额定流量 时
6、，进、回油口的压差。 (1)基本参数： 额定压力：指额定工况时的压力，般指额定工况下的最大 工作压力。 额定流量：指额定工况时的流量，一般指在压力损失值限定 条件下所能通过的流量。 4.溢流阀的主要性能参数（续） 开启特性：指溢流阀从关闭逐渐开启时，流经阀的流量和与 之对应的进口压力之间的关系。开启特性一般用 开启率来衡量，开启率即开启压力与调定压力的 百分比。 闭合特性：指溢流阀从开启逐渐关闭时，流经阀的流量和与 之对应的进口压力之间的关系。闭合特性一般用 闭合率来衡量，闭合率即闭合压力与调定压力的 百分比。 稳态压力-流量特性：即启闭特性，它是开启特性和闭合特性 之总合。 最小稳定流量：一
7、般规定为额定流量的15。 5.静态特性 开启压力： 调定压力(全流压力): 调压偏差: 设:Xc:弹簧调整时的预压缩量 XRmax:溢流阀的阀口开度 5.应用 (1) 作安全阀（常闭） 作用：防止系统过载。 (2) 作溢流阀（常开） 作用：保持系统压力恒定 (3)卸荷或远程调压 n卸荷 n远程调压 (4) 作背压阀 n放在系统回油路上 二、 减压阀 特点：出口压力控制阀芯动作， 有单独泄油口 工作原理：节流口产生压降p p2 = p1 -p ， p1一定，p ， p2。 p1 ps ,减压、稳压。 作用：减低系统压力，并有稳压作用。 动画演示动画演示 稳压原理 p2 阀芯上移阀口减小 p ，
8、p2= p1 -p ， p1一定，p ， p2； p2 阀芯下移阀口开大 p ， p， p2= ps 。 职能符号： 工作缸 夹紧缸 应用： 使夹紧缸获得稳定的低压。 三、 顺序阀 作用：控制多个执行元件动作顺序。 1.内控顺序阀 职能符号： 结构：出油口接二次油路，有单独泄 油口。 工作原理：p ps ,接通。 特点：内部控制， 外部泄油。 应用： 控制液压缸动作顺序 2. 外控顺序阀 结构：控制油口。 工作原理：pK ps ,进出口接通。 特点：外部控制， 外部泄油。 职能符号： 单向顺序阀 四、 压力继电器 作用：利用系统中压力变化，控制电路的通断。 微动开关 调节螺钉 顶杆 柱塞 工作
9、原理： p ps ,微动开关闭合，发出电信号。 p ps ,微动开关断开，电信号撤销。 职能符号： 应用：1.控制电磁阀动作。 2.控制系统压力，出故障时，自动停车。 应用： 控制电磁阀，实现油缸顺序动作。 压力阀小结 作用：控制液压系统中的压力。 共性：利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的 开与关；或控制开口大小。 溢流阀：控制进口压力 减压阀：控制出口压力 顺序阀：控制阀口通与不通，进而控制执行元件的 动作顺序。 压力继电器：利用系统中压力变化，控制电路的通断 。 要求：掌握各种阀的工作原理及应用场合。 5-2 方向控制阀 1. 作用 控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。 2. 分类
10、单向阀 换向阀 一、 单向阀 1. 普通单向阀 结构：阀体、阀芯、弹簧等 作用：只许油液单向流动，反向不通。 要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。 开启压力：0.030.05 MPa 背压阀：(单向阀的变形) 弹簧较硬 开启压力：0.20.6 MPa 背压：执行元件回油腔的压力。 职能符号： 应用： n锁紧油缸，避免向油泵倒灌 。 n平衡重物 2. 液控单向阀 组成：普通单向阀+小活塞缸 特点：a. 无控制油时，与普通单向阀一样， b. 通控制油时，正反向都可以流动。 职能符号： 应用： n锁紧油缸，避免倒灌。 n控制重物下放速度。 液压锁 二、 换向阀 n作用：改变油流方向 组成 主体(
11、阀体、阀芯） 操纵定位装置 分类 滑阀 转阀 换向阀工作原理 换向阀工作原理 1 2 换向阀职能符号 换向阀的“通”和“位” 换向阀的“通”：是指阀体上与外部连通的油 口数目，即有几个油口就叫几通阀； 换向阀的“位”：是指阀芯与阀体可能的相对 位置，有几个位置就叫做几位阀。 换向阀职能符号 换向阀的“通”和“位” 换向阀的“通”：是指阀体上与外部连通的油 口数目，即有几个油口就叫几通阀； 换向阀的“位”：是指阀芯与阀体可能的相对 位置，有几个位置就叫做几位阀。 1. 主体部分 (1) 两位两通 P A 职能符号： 作用：控制油路的通与断 (2) 两位三通 职能符号： 作用：控制液流方向 P A
12、 B (3) 两位四通 职能符号： 作用：控制执行元件换向 P 压力油口 O 回油口 A、B 分别接执行元件的两腔 (4) 三位四通 职能符号： 作用：换向、停止。 P A B O (5) 两位五通 职能符号： 作用：换向、两种回油方式。 P A B O1 O2 (6) 三位五通 职能符号： 作用：换向、停止、回油不同。 PA B O1 O2 两种回油方式 工进：有背压运动平稳 退回：快速畅通 2.操纵定位装置 作用：移动阀芯并使其保持在工作位置上。 a.手柄控制，弹簧复位。 (1)手动 b.手柄控制，钢球定位。 应用：小流量，需徒手操作的场合。 三位四通手动换向阀 结构图 (2) 机动 两位
13、两通机动换向阀 挡块操纵，弹簧复位。 应用：行程控制的场合。（又叫行程阀） 靠弹簧的方格表示常态 两位两通 常开 常闭 用行程阀速度换接 （3） 电磁 两位三通电磁换向阀 电磁铁操纵，弹簧对中 优点：易于实现自动化。 应用：小流量的场合。（q63 L/min ) 电磁铁吸力有限120N 三位四通电磁换向阀 电磁铁操纵，弹簧复位。 根据所用电源的不同分为：交流型、直流型、本整型 交流型：110V、220V、380V， 切换频率 0.40.5MPa （ p 0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀 一样） 职能符号： n简化符号 三、溢流节流阀 1.组成：节流阀差压式溢流阀 (并联) 2. 工作
14、原理 p1一定，p2阀芯下移 xR pR pm，pT = pm- p2 =C ; p2阀芯上移 xR pR , pm ，pT = pm- p2 =C。 节流阀：F变， p变， Q变。 溢流阀： F变， pT不变， Q不受负载变化的影响。 特点:液压泵供油时系统压力随负载而变化.系统功耗小,发热 少.但弹簧刚度较调速阀大,使节流阀的前后的压差较大. 适用于:功率较大且对运动平稳性要求液压系统中. 职能符号： n简化符号 6-5 控制阀的安装 6-5 控制阀的安装 滑阀上的液动力 1稳态液动力：阀芯移动完毕，开口固定之后，液流 流经阀口时，因动量变化而作用在阀芯上的力。 稳态液动力可分解为轴向和径向。径向分力可以互相 抵消。 稳态液动力对滑阀性能的影响是加大了操纵滑阀所 需的力。在高压大流量场合，这个力将会很大，使阀芯 的操纵成为突出的问题。应设法采取措施补偿或消除这 个力。 轴向稳态液动力： 消除稳态液动力的方法： n 研制特种形状的阀腔 n 阀套上开径向小孔 n 改变阀芯某些区段的颈部尺寸。 2瞬态液动力：阀芯移动过程中（即开口大小发生变化时）， 阀腔中液流因加速或减速而作用在阀芯上的力。 瞬态液动力只与阀芯移动速度有关，即与阀口开度的变化率有 关，而与阀口开度本身无关。 由于阀芯与阀孔的制造误差，引起几何形状不正确以 及它们之间在工作中不正确的相对位置，当液流流经阀
