第三节 常用液压控制阀2

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1、三 流量控制阀 流量控制阀是通过改变可变节流口面积大小 从而控制通过阀的流量 达到调节执行元件 缸或马达 运动速度的阀类 常用的液压流量控制阀有节流阀 调速阀 旁通式调速阀 溢流节流阀 分流集流阀和限速切断阀等 流量控制阀应满足的要求 有足够的调节范围 能保证稳定的最小流量 温度和压力变化对流量的影响小 调节方便 泄漏小等 一 流量控制原理 1 压差 p对流量稳定性的影响 2 温度对流量稳定性的影响 3 最小稳定流量和流量调节范围 节流阀口发生阻塞的主要原因 油液中的杂质 油液高温氧化后析出的胶质以及极化分子等附在节流阀口表面上所致 减小阻塞现象的措施 采用水力直径大的节流口 选择化学稳定性和

2、抗氧化稳定性好的油液 精细过滤 定期换油 二 节流阀 工作原理节流阀在液压系统中主要与定量泵 溢流阀和执行元件等组成节流调速系统 调节其开口 便可调节执行元件运动速度的大小 节流阀也可于试验系统中用作加载等 工作原理 三 调速阀 1 工作原理2 稳态特性3 应用 2 稳态特性 当忽略减压阀阀心的自重和摩擦力时 阀心上受力平衡方程为式中 xc为阀心开口xR 0时的弹簧预压缩量 减压阀和节流阀的开口都是薄壁孔形式 所以通过减压阀和节流阀的流量分别为考虑到 调速阀的q与 p间的关系曲线 3 应用 适用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中 也可用在容积一节流调速回路中 调速阀在连接时 可接在

3、执行元件的进油路上 也可接在执行元件的回油路上 或接在执行元件的旁油路上 四 旁通式调速阀 工作原理旁通式调速阀原称溢流节流阀调速阀应用在由液压泵和溢流阀组成的定压油源供油的节流调速系统中旁通式调速阀只用在进油路上旁通式调速阀本身具有溢流和安全功能 进口处不必单独设置溢流阀 旁通式调速阀 它的稳定性稍差 工作原理 五 分流集流阀 分流集流阀包括分流阀 集流阀和兼有分流 集流功能的分流集流阀 这是一种同步控制阀 其功能是一个油源按一定的流量比例 一般相等 同时向两个液压缸或马达供油 分流 或接受回油 集流 而两路流量 即执行元件速度 不受负载压力变化的影响 分流集流阀具有压力补偿的功能 工作原理

4、 工作原理 六 限速切断阀 在液压举升系统中 为防止意外情况发生时由于负载自重而超速下落 常设置一种当管路中流量超过一定值时自动切断油路的安全保护阀 即限速切断阀 工作原理 工作原理 第四节常用气动控制阀 一 方向控制阀 一 方向控制阀的分类1 截止式换向阀工作原理截止式阀性能特点 1 阀心行程短 故换向迅速 流阻小 通流能力强 2 阀的密封性能好 3 滑动密封面少 泄漏损失小 4 截止式阀在换向的瞬间 可能会出现较大的系统气压波动 2 滑柱式换向阀工作原理 单气控截止式换向阀工作原理 滑柱式换向阀工作原理 滑柱式阀性能特点 1 阀心行程较截止式长 对动态性能有不利影响 并会增加阀的轴向尺寸

5、因此 大通径的阀一般不宜采用滑柱式结构 2 阀心处于静止状态时 由于结构的对称性 各通口气压对阀心产生的轴向力保持平衡 因此 容易设计成具有记忆功能的阀 3 换向时 由于不承受像截止式密封结构所具有背压阻力 所以换向力小 动作灵敏 4 通用性强 同一基型 只要调换少数零件便可变成不同控制方式 不同通口数的各种阀 同一只阀 改变接管方式 可作多种阀使用 5 滑柱式结构的密封特点是密封面为圆柱面 阀心换向时 沿密封面进行滑动 因此对工作介质中的杂质比较敏感 需有一套严格的过滤 润滑 维护等措施 宜使用含有油雾润滑的压缩空气 二 单向型控制阀 1 单向阀单向阀是最简单的一种单向型方向阀 工作原理密封

6、性是单向阀的重要性能 最好用平面弹性密封 尽量不采用钢球或金属阀座密封 2 梭阀 或门 梭阀相当于由两个单向阀组合而成 有两个输入口和一个输出口 在气动回路中起逻辑 或 的作用 又称或门型梭阀 工作原理 单向阀 梭阀 二 单向型控制阀 续 3 双压阀 与门 双压阀又称与门型梭阀 其有两个输入口P1 P2和一个输出口A 当P1 P2都有输入P1 P2时 A才有输出 使用于互锁回路中 起逻辑 与 的作用 4 快速排气阀快速排气阀主要用于气缸排气 以加快气缸动作速度 通常 气缸的排气是从气缸的腔室经管路及换向阀而排出的 若气缸到换向阀的距离较长 排气时间亦较长 气缸的动作速度缓慢 采用快速排气阀后

7、则气缸内的气体就直接从快速排气阀排向大气 双压阀 快速排气阀 三 换向型控制阀 换向型方向控制阀的功能 改变气体通道使气体流动方向发生变化从而改变气动执行元件的运动方向 以完成规定的操作 1 气压控制换向阀2 电磁控制换向阀 1 气压控制换向阀 1 加压控制加压控制是指加在阀心控制端的压力信号的压力值是渐升的 当压力升至某一定值时使阀心迅速移动换向的控制 其有单气控和双气控之分 控制原理 2 泄压控制泄压控制是指加在阀心控制端的压力信号的压力值是渐降的 当压力降至某一定值时 使阀心迅速移动换向的控制 其也有单气控和双气控之分 控制原理 3 差压控制差压控制是利用阀心两端受气压作用的有效面积不等

8、 在气压作用下产生的作用力之差而使阀切换的 控制原理 4 延时控制延时控制是指利用气流经过小孔或缝隙后再向气容充气 经过一定的延时 当气容内压力升至一定值后再推动阀切换 从而达到信号延时的目的 控制原理 加压控制原理 泄压控制原理 差压控制原理 延时控制原理 2 电磁控制换向阀 1 直动式电磁阀用电磁铁产生的电磁力直接推动换向阀阀心换向的阀称为直动式电磁阀 根据阀心复位的控制方式可分为直动式单电磁控制弹簧复位和直动式双电磁控制两种 2 先导式电磁阀由微型直动式电磁铁控制输出的气压推动主阀阀心实现阀通路切换的阀类 称为先导式电磁阀 它实际上是由电磁控制和气压控制 加压 泄压 差压等 组成的一种复

9、合控制 通常称为先导式电磁控制 单电磁气控的先导式换向阀的工作原理 直动式电磁阀和先导式电磁阀的特点 直动式电磁控制换向阀的特点是结构简单 与先导式电磁阀相比 控制相同通径主阀时 所需的电磁铁较大 主阀心行程要与电磁铁衔铁吸合行程一致 当主阀心换向不灵或卡住时 易烧毁线圈 先导式电磁阀特点是启动功率小 主阀阀心行程不受电磁控制部分影响 不会因主阀心卡住而烧毁线圈 二 压力控制阀 一 气动压力控制阀的分类减压阀 又称调压阀 调节或控制气压的变化 并保持降压后的压力值稳定在需要的值上 确保系统压力的稳定性 安全阀 又称溢流阀 保持一定的进口压力 当管路中的压力超过规定值时 为保证系统工作安全 需将

10、部分空气放掉顺序阀 在有两个以上分支回路 而气动装置中又不便安装行程阀 需要依据气压的大小 使执行元件按设计规定的程序进行顺序动作 气动压力控制阀的分类 安全阀 顺序阀 三 流量控制阀 气动流量控制阀主要包括以下两种 一种设置在回路中 对回路所通过的空气流量进行控制 这类阀有节流阀 单向节流阀 柔性节流阀 行程节流阀 另一种连接在换向阀的排气口处 对换向阀的排气量进行控制 这类阀称为排气节流阀 柔性节流阀 排气节流阀 注意 在气缸速度控制中 若能充分注意以下各点 则在多数场合下可以达到比较满意的效果 1 彻底防止管路中的气体泄漏 包括各元件接管处的泄漏 2 要注意减小气缸运动的摩擦阻力 以保持

11、气缸运动速度的平稳 3 加在气缸活塞杆上的载荷必须稳定 第五节液压叠加阀和插装阀 一 叠加阀二 插装阀 一 叠加阀 二 插装阀 工作原理 插装阀的优点 1 通流能力大 特别适用于大流量的场合 它的最大通径可达200 250mm 通过的流量可达10000L min 2 阀心动作灵敏 3 密封性好 泄漏小 4 结构简单 易于实现标准化 二通插装阀组成方向控制阀 插装阀用作压力控制阀 插装阀用作流量控制阀 第十节气动逻辑控制元件 一 逻辑控制在实际生产中 任何一个实际的控制问题 都可以用逻辑关系来进行描述 从逻辑角度看 事物都可以表示为两个对立的状态 这两个对立的状态又可以用两个数字符号 1 和 0

12、 来表示 任何一个气动控制系统及执行机构的动作和状态 亦可设定为 1 和 0 一个具体的气动系统可以用若干个逻辑函数式来表达 由于逻辑函数式的运算是有规律的 对这些逻辑函数式进行运算和求解 可使问题变得明了 易解 从而可获得最简单的或最佳的系统 逻辑控制的发展历程 第一代为滑阀式元件可动部件是滑柱 在阀孔内移动 利用了空气轴承的原理 反应速度快 但要求很高的制造精度 第二代为注塑型元件可动件为橡胶塑料膜片 结构简单 成本低 适于大批量生产 第三代为集成化组合式元件综合利用了磁 电的功能 便于组成通用程序回路或者与电子可编程控器 PC 匹配组成气 电子混合控制系统 二 逻辑元件 气动逻辑元件是用

13、压缩空气为介质 通过元件的可动部件 如膜片 阀心 在气控信号作用下动作 改变气流方向以实现一定逻辑功能的气体控制元件 气动方向控制阀也具有逻辑元件的各种功能 气动方向控制阀输出功率较大 尺寸大 一 气动逻辑元件的分类 1 按工作压力 1 高压型工作压力0 2 0 8MPa 2 低压型工作压力0 05 0 2MPa 3 微压型工作压力0 005 0 05M2 按结构型式 1 截止式 2 滑柱式 滑块型 3 膜片式3 按逻辑功能 1 单功能元件 2 多功能元件 二 高压截止式气动逻辑元件 高压截止式逻辑元件是依靠控制气压信号推动阀心或通过膜片的变形推动阀心动作 改变气流的流动方向以实现一定逻辑功能

14、的逻辑元件 1 工作原理 工作原理 2 主要逻辑元件 1 是门元件是门元件的输入和输出信号之间始终保持相同的状态 是门元件一般在回路中用作波形整形以及信号的隔离和放大 工作原理 2 非门和禁门元件元件的输入和输出信号之间始终保持反相的状态 非门元件一般在回路中用作信号反相 信号隔离和放大 工作原理 是门元件的工作原理 非门和禁门元件的工作原理 2 主要逻辑元件 续1 3 与门元件是一种无源元件 没有气源输入 输出信号的气压由输入信号来提供 与门元件是当两个输入信号均有时 才有输出信号 用于逻辑控制回路中作 与 运算 工作原理 4 或门元件有两个输入口 当有一个输入或两个同时有输入信号时 元件就

15、有输出 或门元件也是无源元件 用于逻辑回路中作 或 运算 工作原理 与门元件 或门元件 2 主要逻辑元件 续2 5 或非元件它是在非门元件的基础上增加两个信号输入端 即具有a b c三个输入信号 工作原理或非元件是一种多功能逻辑元件 用这种元件可以实现是门 或门 与门 非门及记忆等各种逻辑功能 或非元件实现的逻辑功能 或非元件 或非元件实现的逻辑功能 2 主要逻辑元件 续3 6 双稳元件这是一种时序元件 输出信号状态除了取决于输入信号的有无之外 也取决于输入信号输入前元件所处的状态 根据不同的要求派生有多种不同功能的双稳元件 优先置位双稳保持置位双稳固定置位双稳 2 主要逻辑元件 续4 6 双

16、稳元件 续1 截止式双稳元件工作原理截止式双稳的特点是可以尽量减少密封面的泄漏量 采用工程塑料制造 成本低廉 滑块式双稳元件工作原理 截止式双稳元件 滑块式双稳元件 2 主要逻辑元件 续5 7 延时元件延时元件的作用是使输出信号S的状态变化 与输入信号a形成一个时间差 延时元件共有四种 常开延时闭 常闭延时开 常开延时开和常闭延时闭 工作原理 8 脉冲元件元件按照需要发出周期一定的连续脉冲气信号 工作原理 延时元件 脉冲元件 三 滑柱式逻辑元件 滑柱式逻辑元件在结构上与一般的气动换向阀相同 各种逻辑功能均由二位三通阀和二位五通阀两种基本单元组合而成 滑柱式逻辑元件的组合形式 滑柱式逻辑元件的组合形式 四 逻辑元件的使用 1 气动逻辑元件的适用范围2 气动逻辑系统运行的故障原因3 使用中的注意事项 1 气动逻辑元件的适用范围 由有可动部件的气动逻辑元件组成的气动逻辑控制系统常用于一般工厂的设备中 高压逻辑元件输出功率比较大 气源要求净化条件不高 低压逻辑元件用于气动仪表配套的控制系统 微压逻辑元件用于与射流系统 气动传感器配套的系统 2 气动逻辑系统运行的故障原因 1 程序逻辑错误 其主