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1、液压控制元件,Hydraulic Control components,2,液压系统,液压系统 Hydraulic System 采用液压技术实现能量及运动转换、传递和控制的系统 液压系统组成,液压系统 含一个或多个液压回路,液压动力站 机械能或电能转换为液压能 液压泵、油箱、控制油液状态的辅件等,液压控制部分 对液压工作参数实行控制 压力控制 - 压力阀 流量控制 - 流量阀 方向控制 - 方向阀,执行机构 将液压能转换为机械能 液压缸- 直线运动 液压马达- 旋转运动,管道及辅件 连接成液压回路,3,液压控制阀的分类,按功能分类 单向阀及液控单向阀（特殊的方向阀） 方向控制阀（控制液压能的
2、流向） 压力控制阀（控制执行机构的输出力） 流量控制阀（控制执行机构的速度） 按结构形式分 管式连接 板式安装 叠加（三明治）式安装 插装式安装 - 二通插装阀、螺纹插装阀 多路阀 - 行走机械用,4,液压控制阀,5,单向阀兼有方向阀和压力阀的功能，它只允许液流单向通过。 单向阀的组成 单向阀主要由一个带有进、出油口的阀体和由弹簧偏置的可移动零件组成，该可移动零件可以是挡板或柱塞，而在液压系统中，常常是一个球或座阀芯。 单向阀工作原理 当单向阀进油口处的系统压力高到足以克服偏置阀芯的弹簧力时，阀芯被推离它的阀座，允许液流通过，这就是所谓的单向阀的自由流动方向，当液流从出油口处流入时，阀芯被推回
3、它的阀座，将流道封闭，阻止液流通过。,正向流动 自由液流,反向流动 液流阻断,反向油口,反向油口,反向油口,反向油口,正向油口,正向油口,阀体,弹簧,阀芯,自由流动,液流阻断,单向阀 Check Valve,6,单向阀在回路中的作用,单向阀在液压系统中经常被用作旁通阀，它允许液流绕过元件，如在单向流量控制阀中，对反向流量予以旁通。 单向阀也可以用来隔离一个系统的支路或者一个系统元件，例如蓄能器，单向阀防止蓄能器通过溢流阀或液压泵释放它贮存的压力油。 单向阀中的偏置弹簧通常很软，若采用较硬的弹簧，则单向阀可作压力控制阀用，（该方法不常用）。,用作旁通阀,用作溢流阀,用作 隔离阀,蓄能器,7,液控
4、单向阀Pilote Operated Check Valve,悬置负载 滑阀结构的液压元件均有少量的泄漏以进行润滑。对悬置负载，该泄漏将成为问题，在这种工况下，就需要使用具有密封功能的单向阀了。 单向阀能设计成零泄漏，几乎可以无限期地保持负载，但是单向阀是一个单通道阀，若要把负载放下来，则必须强制其阀芯离开它的阀座，这就需要一种特殊的单向阀，即所谓的液控单向阀。,负载,进油,回油,8,液控单向阀允许液流在一个方向上自由流动，当控制压力迫使其可移动零件离开阀座时，反向液流也可以通过。,反向出油,控制活塞,主阀弹簧,反向油口,正向油口,座阀芯,复位弹簧,控制 油口,泄油口,顶杆,正向自由流动,反向
5、关闭,液控开启,反向进油,泄油,先导控制油,液控单向阀 图形符号,液控单向阀Pilote Operated Check Valve,反向进油,正向回油,正向进油,反向回油,9,液控单向阀的应用,10,压力控制阀 Pressure Control Valves,压力控制阀的分类 溢流阀 Pressure relief valve 维持阀进口压力近于恒定，系统中多余流体通过该阀回油的压力控制阀。 安全阀 Safety valve 防止系统过载，保证安全的压力控制阀。 顺序阀 Sequence valve 当控制压力达到预调值时，阀芯开启使流体通过，以控制执行元件的顺序动作的压力控制阀。分内控和外控
6、两种。 卸荷阀 Unloading valve 使液压泵卸荷的压力控制阀。,11,压力控制阀 Pressure Control Valves,压力控制阀的分类 减压阀 Reducing valve 用节流方法使出口压力低于进口压力并保持出口压力近于恒定的压力控制阀。 平衡阀（或支撑阀） Counter balance valve 保持液压缸（马达）一腔有背压，以防止负载因自重而下滑的一种单向顺序阀。 背压阀 Back pressure valve 使执行元件的回油路造成一定背压的压力控制阀。,12,直动式压力阀Direct Operated Pressure Valve,图形符号,座阀型,滑阀
7、型,13,直动式压力阀工作原理,液压力与弹簧力平衡 静态超压较大 规格不可能大,直动式压力阀Direct Operated Pressure Valve,14,1 标准型阀 2 电磁溢流阀 3 比例溢流阀,板式安装溢流阀 Pressure relief valves Subplate mounted,1,3,2,先导式压力阀Pilot Operated Pressure Valve,15,先导式压力阀,图形符号,液压力平衡，弹簧力可忽略 静态超压较小，工作稳定 规格大,详细符号,简化符号,先导式压力阀Pilot Operated Pressure Valve,16,主要零件先导头溢流插件 (常
8、闭) 阀体 (板式安装形式),A,B,X,Y,R4V 系列先导式溢流阀,17,作用在锥阀芯上的压力,先导控制压力,弹簧力,R4V06/10 先导锥阀推动销的功能,18,先导控制压力 pp,减压后的先导压力 prp,p = pp - prp prp x As + p x Apu = Fsp pp = 先导压力; prp = 降低后压力; Apu = 推动销; As = 阀座; Fsp = 弹簧,一当锥阀开启，推销内就有先导液流通过，并在其内部的节流小孔上建立起压力降 p。左边的较高压力便产生一个作用在锥阀芯上的附加作用力，该作用力将使锥阀芯离开阀座的位移增大，即锥阀芯开口增大，于是使锥阀芯前与阀
9、座间的区域的先导压力 prp 减低，从而也使主级阀的开度增大，最终的结果是当流量增大时，A 到 B 口的压力增高较小。,R4V06/10 先导锥阀推动销的功能,19,标准型溢流阀,DENISON R4V型溢流阀,流量,设定压力,压力,采用DENISON推动销结构的先导阀，使溢流阀的静态压力超调得到降低。,R4V06/10 先导锥阀推动销的功能,20,p-Q 特性曲线R4V06 带推动销,p-Q 特性曲线R4V06 不带推动销,300,流量 Q, L/min,压力, bar,300,压力, bar,压力升高： 2 l/min300 l/min = 37 %,压力升高： 2 l/min300 l/
10、min = 24%,3 %,7%,2%,4%,流量 Q, L/min,R4V06/10 先导锥阀推动销的功能,21,R4V 系列溢流阀优点,1. Denison 溢流阀的开启压力与设定压力十分接近 ，结果：更多的液流进入负载系统而不是被旁路回油箱；,Bypass flow to Tank,l/min,bar,优点:,2. 当流经 Denison 溢流阀回油箱的流量变化时，系统的工作压力也保持与设定压力十分接近 ，压力随流量的变化量最大为：设定压力的 10%。,22,主要零件 先导头 VV01 三通卸荷电磁阀 溢流插件 (开启状态) 阀体 (板式安装配置),X,Y,A,B,VV01电磁阀 (得电
11、卸荷),主级阀,先导压力阀,图形符号,带 VV01 三通电磁卸荷阀的 R4V 溢流阀,23,比例压力控制阀 1 VP01 2 4VP01 3 R4V + VP01 4 比例放大卡,1,2,3,4,R4V.P2系列比例溢流阀,24,A,B,X,Y,主要零件 先导头 VP01电磁比例压力阀 溢流插件 (常闭) 阀体 (板式安装配置),VP01 电磁 比例压力阀,图形符号,先导调压阀,主级阀,R4V.P2系列比例溢流阀,25,主要零件 比例电磁铁 锥阀芯及阀座 阀体 (CETOP 03规格),P,T,4VP01比例压力阀,26,主级阀,图形符号,主要零件 R1EP01 电反馈比例压力阀 先导头最高压
12、力调节 溢流插件 (常闭) 阀体 (板式安装配置),先导调压阀,R1EP01电磁比例压力阀,R4VP系列比例溢流阀 (带位移电反馈),27,直动式减压阀Direct Operated Reducing Valve,图形符号,Parker VM型减压溢流阀,剖面图,直动式减压溢流阀,直动式减压阀,28,直动式减压阀Direct Operated Reducing Valve,初始状态,减压工况,溢流工况,直动式减压阀工作原理,29,X1,Y1 (外泄口),A,B,Y external,X,Y,主要零件 先导头 减压控制插件 阀体 (板式配置),R4R 系列减压阀,30,液流方向为 “B” 到 “
13、A”； 主级插件为： “常闭型”； 由于先导控制流量由带压力补偿的微流量调节阀控制，故开启柔和,无压力超调，使执行机构启动时不发生冲击。 “A”口处具有溢流功能，但溢流流量有限制 (约 5 L/min)； 平衡式阀芯 (面积比：1:1)，带有滚珠轴承以减小摩擦力。是市场上滞环最小的产品； 阀体与标准压力阀阀体的差异很小; 必须是 “外泄式”。,R4R 系列减压阀,31,1,2,3,R4U 系列卸荷阀及 R4S 系列顺序阀 1 板式阀 2 螺纹连接式阀 3 带 VV01 三通电磁卸荷阀 的板式阀,R4U 系列卸荷阀及 R4S 系列顺序阀,32,A,B,X,Y,主要零件 先导头 主阀插件 阀体 (
14、板式配置),卸荷阀 Unloading Valves,33,带蓄能器的单泵液压源 R4U 或 R5U 配合 C4V 或 C5V,蓄能器压力:max 300 barmin 255-264 bar 举例:比率为 12.15%,300 bar,典型的卸荷阀应用工况 (Symb.),34,采用卸荷阀 (1) 及溢流阀 (2) 的双泵高低压控制回路,(1),(2),低速高压 (2),高速低压 (1),典型的卸荷阀应用工况 (Symb.),35,R4U 优点,具有卸荷和溢流双重功能，系统无须另加溢流主阀； 有两种“卸荷压差”比率： - 105 bar 调压范围： 20.28% (动态. 静态)；- 210
15、 bar 调压范围： 20.28% (动态. 静态)； - 350 bar 调压范围： 12.15% (动态. 静态)。 在极低开启压力下卸荷回油箱最低压降：4 bar (采用 2.2 bar 标准弹簧时),36,主级：与溢流阀相同，但阀芯的面积比为：1 : 1.02； 先导头不同：控制推动销带有锥形座，当开启时无先导控制流量； 要求外泄 (Y, Y1)。,R4S 系列顺序阀,37,R4S 系列顺序阀特点,开启及关闭的过渡过程柔和，降低了动作时的“咔塔”声； 阀在开启时，第一步是起溢流阀作用，到 “B” 口压力升高到设定的第二执行机构工作压力时，则完全开启, 成为将液流导向第二执行机构的通道；
16、 液流在最低开启压力下进入第二执行机构 (标准最低压降约为：4 bar)。,38,夹紧：需要 140 bar,钻探： 要求 300 bar,夹紧及钻探,R4S 设定压力 140 bar,顺序阀应用实例 (Symb.),39,压力控制回路,压力控制回路,40,负载平衡回路,平衡阀调定压力pV应高于最大负载引起的负载压力pL 假定平衡阀的面积比为 4:1,压力控制回路,41,节流阀及单向节流阀,图形符号,针阀（节流阀）,图形符号,单向节流阀,42,薄壁小孔（l/d 0.5) - 流量系数，当截面变化很大时可取为0.62 细长孔（l/d 4) 节流孔流量公式,(L/min),(cm3/s),(cm3/s), - 0.5 1,在液压系统中流量
