第4章 液压控制阀63238

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1、第4章液压控制阀 4 1液压阀概述4 2方向控制阀4 3压力控制阀4 4流量控制阀 液压控制阀群图 在液压系统中 液压控制阀用来控制油液的压力 流量和流动方向 从而控制液压执行元件的启动 停止 运动方向 速度 作用力等 满足液压设备对各工况的要求 4 1液压阀概述 4 1 1液压阀的分类 方向控制阀压力控制阀流量控制阀 按操纵方式 手动机动电动液动电液动 按用途 按控制方式 定值或开关控制阀电液比例控制阀电液伺服控制阀数字阀 按连接方式 管式板式叠加式插装式 按结构 球阀 滑阀 锥阀 4 1 2对液压阀的要求 动作灵敏 工作可靠 工作时冲击和振动小 油液通过时压力损失小 密封性能好 内泄露少

2、无外泄露 结构紧凑 安置 调试 维护方便 通用性好 4 2方向控制阀 功用 用以控制液流通断或油液流动方向 分类 单向阀 换向阀 5 2 1单向阀 作用 控制油路通断 正向导通 反向截止 1 阀心 2 阀体 3 弹簧 1 普通单向阀 普通单向阀 正向流通 普通单向阀 反向截止 应用 1 分隔油路以防干扰 开启压力0 03 0 05MPa 2 作背压阀用 开启压力0 3 0 6MPa 图形符号 2 液控单向阀 作用 1 控制口通油箱时 同普通单向阀 2 控制口通压力油时 液流可正反向自由通过 多一个控制油口K 图形符号 液控单向阀 K口不通油普通单向阀一样 液控单向阀 液控单向阀 正向流通 液控

3、单向阀 液控单向阀 液控单向阀 K口通油 反向可以流通 液控单向阀 K口通油 反向可以流通 液控单向阀 4 2 2换向阀 利用阀心与阀体相对位置的改变 控制相应油路的通 断或变换油液的方向 以实现对执行元件运动方向的控制 1 基本概念位 是指换向阀阀芯的工作位置 通 是指换向阀的油口数 常态位 仅在弹簧弹力作用下阀芯所处的工作位置 2 换向阀的分类按阀芯结构分 滑阀 球阀 锥阀 按操纵方式分 手动 机动 电动 液动 电液动 按工作位置分 二位 三位 四位 五位等 按通路数分 二通 三通 四通 五通等 按位 通分 二位二通 二位三通 三位三通 三位四通等 3 换向原理及图形符号 1 换向阀结构及

4、图形符号 二位三通阀 二位二通阀 二位四通阀 二位五通阀 三位四通阀 三位五通阀 2 图形符号含义 用方格数表示阀的工作位置数 一个方格内 箭头或 与方格的交点数为油口通路数 箭头表示油口相通 表示油口不通 控制方式和复位弹簧符号画在方格两侧 P 进油口 T 回油口 A B 两工作油口 三位阀的中位 二位阀靠有弹簧的那位为常态位 3 换向原理 左位 右位 中位 P A B O 活塞右移 P A B O均不通 活塞静止 P B A O 活塞左移 换向阀 滑阀式换向阀动画 A B P T P T A B 换向阀换位 A B P T P T A B 4 三位阀的中位机能 O型 P型 M型 H型 Y型

5、 K型 5 几种常用的换向阀 手动换向阀 机动换向阀 行程阀 电磁换向阀 液动换向阀 电液动换向阀 换向阀的操作方式 5 3压力控制阀 定义 在液压传动系统中 控制液压油压力高低的液压阀称之为压力控制阀 这类阀的共同点主要是利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来工作的 压力控制阀的作用 1 用来控制液压系统中油液压力 1 溢流阀2 减压阀3 顺序阀4 压力继电器2 通过压力信号实现控制 4 3 1溢流阀 Reliefvalve 按结构型式分 直动式溢流阀先导式溢流阀 1 直动型溢流阀 结构如右图所示 压力由弹簧设定 当油的压力超过设定值时 提动头上移 油液就从溢流口流回油箱 并使进油压力等

6、于设定压力 由于压力为弹簧直接设定 一般当安全阀使用 直动型溢流阀 P T 2 先导型溢流 结构如图4 18所示 由主阀和先导阀两部分组成 主要特点是利用主阀平衡活塞上下两腔油液压力差和弹簧力相平衡 先导型溢流阀 调节螺钉 P T 符号 先导型溢流阀工作原理 先导型溢流阀工作原理 先导型溢流阀工作原理 1 作溢流阀用 在定量泵的液压系统中如图 a 所示 常利用流量控制阀调节进入液压缸的流量 多余的压力油可经溢流阀流回油箱 这样可使泵的工作压力保持定值 溢流阀 Reliefvalve 主要用途 2 作安全阀用 b 所示液压系统 在正常工作状态下 溢流阀是关闭的 只有在系统压力大于其调整压力时 溢

7、流阀才被打开溢流 对系统起过载保护作用 3 远程压力控制回路 从较远距离的地方来控制泵工作压力的回路 如图所示回路压力维持在3MPa 遥控溢流阀的调定压力一定要低于主溢流阀调定压力 否则等于将主溢流阀引压口堵塞 4 多级压力切换回路 如图利用电磁换向阀可调出三种回路压力 注意最大压力一定要在主溢流阀上设定 4 3 2减压阀 Reducingvalve 减压阀应用 当回路内有两个以上液压缸 其中之一需要较低的工作压力 同时其它的液压缸仍需高压运作时 此刻就得用减压阀提供一较系统压力为低的压力给低压缸 减压阀工作原理 减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失 使其出口压力低于进口压力的压力控制阀 减压

8、阀分类 1 按调节要求不同 有出口压力为定值的定值减压阀 进出口压力差不便的定差减压阀 进出口压力成比例的定比减压阀 其中定值减压阀应用最广 又简称减压阀 2 按结构不同有直动型和先导型两种 1 结构 如右图所示 为先导型减压阀 由主阀和先导阀组成 先导阀负责调定压力 主阀负责减压作用 1 减压阀结构及工作原理 2 工作原理 进口压力油经主阀阀口流至出口 出口压力油引至主阀芯下腔 然后进入主阀芯上腔和先导阀前腔 当出口压力大于减压阀的调定压力时 先导阀阀口开启 主阀芯上移 主阀阀口缝隙关小 减压阀才起减压作用且保证出口压力为稳定不变 减压阀动画 特点减压阀是出口压力控制 保证出口压力为定值 减

9、压阀阀口常开 进出油口相通 减压阀有单独的泄油口 减压阀的出口压力又去工作 压力不为零 减压阀与溢流阀一样有遥控口 2 减压阀的应用1 减压回路 右图为减压回路 不管回路压力多高 A缸压力决不会超过3MPa 4 3 3顺序阀 sequencevalve 顺序阀定义 是一种利用压力控制阀口通断的压力阀 因用于控制多个执行元件的动作顺序而得名 顺序阀分类 按控制油来源不同分内控和外控 按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄 顺序阀有内控外泄 内控内泄 外控外泄 外控内泄四种类型 直动式顺序阀 1 顺序阀特点 内控外泄顺序阀与溢流阀相同之处 阀口常闭 进口压力控制阀口启闭 但是该阀出口油液要去工作

10、所以有单独的泄油口 内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作 其进口压力先要达到阀的调定压力 而出口压力取决于负载 当负载压力高于阀的调定压力时 进口压力等于出口压力即负载压力 阀口全开 当负载压力低于调定压力时 进口压力等于调定压力 阀的开口一定 2 顺序阀的应用1 用于顺序动作回路 图示为一定位与夹紧回路 其前进的动作顺序是先定位后夹紧 后退是同时退后 2 起平衡阀的作用 在大形压床上由于压柱及上模很重 为防止因自重而产生的自走现象 必须加装平衡阀 顺序阀 如右图示 作卸荷阀用 将外控式顺序阀由外泄改为内泄 可在双泵供油系统中作低压泵的卸荷阀使用 快速轻载时 双泵同时向系统供油 慢速重载时

11、小泵2供油 大泵1卸荷 可见 顺序阀可作溢流阀用 但溢流阀不能做顺序阀用 控制元件 压力控制阀 控制元件 顺序阀 与单向阀组成单向顺序阀 P开 G A 上升到位后 不因自重下落且下降时不会产生冲击 作平衡阀用 控制元件 压力控制阀 控制元件 顺序阀 4 3 4压力继电器 压力继电器定义 压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件 压力继电器作用 通过压力继电器内的微动开关 自动接通或断开电气线路 实现执行元件的顺序控制或安全保护 压力继电器类型 柱塞式 弹簧管式和膜片式 单触点柱塞式压力继电器 主要零件包括柱塞1 调节螺帽2和电气微动开关3 如图所示 压力油作用在柱塞的下端 液

12、压力直接与上端弹簧力相比较 当液压力大于或等于弹簧力时 柱塞向上移压下微动开关触头 接通或断开电气线路 当液压力小于弹簧力时 微动开关触头复位 显然 柱塞上移将引起弹簧的压缩量增加 因此压下微动开关触头的压力 开启压力 与微动开关复位的压力 闭合压力 存在一个差值 此差值对压力继电器的正常工作是必要的 但不易过大 控制元件 压力控制阀 控制元件 压力继电器 控制元件 压力控制阀 控制元件 压力继电器 3 压力继电器的应用 实现顺序动作 控制元件 压力控制阀 控制元件 压力继电器 实现安全保护 压力继电器装在油缸的进油端 当油缸前进碰上挡铁或切削力过大时 其进油腔压力增大 达到压力继电器的调定值

13、时 压力继电器发出电讯号使换向阀2的电磁铁断电 油缸快速退回 控制元件 压力控制阀 控制元件 压力继电器 4 4流量控制阀 流量控制阀定义 是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀 普通流量控制阀分类 包括节流阀 调速阀 溢流节流阀和分流集流阀 在液压系统中用来控制液体的流量的阀类称为流量控制阀 5 4流量控制阀 工作原理 通过改变阀的节流口过流面积的大小或改变液流通道的长短来改变液流局部阻力的大小 从而实现对流量的控制 流量控制阀包括节流阀 调速阀 溢流节流阀和分流集流阀等 控制元件 流量控制阀 控制元件 节流口的形式 节流口形式及其流量特性 控制元件 流量控制阀 控制元件 节流口的流量

14、特性方程及流量稳定性 流量特性方程 对于节流口的q稳定性而言 薄壁孔 0 5 优于细长孔 1 而阻尼孔优先选细长孔 最小稳定流量 指节流阀可正常工作的最小流量qmin 对于薄壁孔 qmin 10 15 3 min 三角沟式 qmin 30 50 3 min 控制元件 流量控制阀 控制元件 从流量特性方程可见 节流阀的q稳定与否与压差 油温及节流口的形状等因素有关 压力 越大 p对q的稳定性的影响越大 阀口易制成薄壁孔 温度 T的改变将引起 的变化 当节流孔为细长孔时 十分明显 阀口易采用锐边或薄壁形孔 控制元件 流量控制阀 控制元件 节流孔的堵塞 指当节流阀开度很小时 流量会出现不稳定 甚至断

15、流的现象 产生原因 油液氧化生成物 如 胶质 沥青质 及原有杂质 结果 造成系统执行元件速度不稳定 措施 a 规定节流阀的最小稳定流量qmin 0 05L min b 节流口表面粗糙度 c 采用水力半径大的节流口 d 精细过滤 定期换油 采用电位差较小的金属材料 选用抗氧化稳定性好的油液 减小节流口的表面粗糙度等 控制元件 流量控制阀 控制元件 一 节流阀 无论那一种流量控制阀 内部一定有节流阀的构造 因此节流阀可说是最基本的流量控制阀 普通节流阀 单向节流阀 1 普通节流阀 普通节流阀是节流中最简单而又最基本的一种形式 它仅仅只有节流部分 有固定式和可调式两种不同的类型 控制元件 流量控制阀

16、 控制元件 节流阀 结构与工作原理 控制元件 流量控制阀 控制元件 节流阀 2 单向节流阀 单向节流阀是能够完成单向阀和节流阀两种功能的复合原件 结构与工作原理 控制元件 流量控制阀 控制元件 节流阀 由于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小 还与节流口前后压差有关 且阀的刚度小 故只适用于执行元件负载变化很小和速度稳定性要求不高的场合 3 节流阀的应用 固定式节流阀 节流口大小不能调整 用于改变流量 可调式节流阀 特点 不易堵塞 流量不稳定 用于速度较低的液压系统 可调式单向节流阀 特点 流量不稳定 用于需要单向节流阀调整 反向快速运动的场合 控制元件 流量控制阀 控制元件 节流阀 二 调速阀 对于执行元件负载变化大及对速度稳定性要求高的节流调速系统 必须对节流阀进行压力补偿 压力补偿装置的作用是 保证节流阀前后压差 p不变 使通过节流口的流量只与其开口大小有关 而与负载变化基本无关 压力补偿装置的类型有 定差减压阀与节流阀串联 调速阀 溢流阀与节流阀并联 溢流节流阀 控制元件 流量控制阀 控制元件 调速阀 1 调速阀 结构 控制元件 流量控制阀 控制元件 调速阀 工作原理 调速阀