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1、第5章：液压控制阀,液压控制阀对液压系统所需的液体压力、流动方向、流量大小进行控制调节，以满足执行元件克服外部载荷、改变运动方向和运动速度的要求。,结构,性能,原理,应用,学习注意四个要点,2017/7/19,2,第5章 目录,5.1 概述,5.2 方向控制阀,5.3 压力控制阀,5.4 流量控制阀,5.5 插装阀,5.6 电液比例控制阀,2017/7/19,3,5.1 概述,阀的功用,阀的分类,结构共性,原理共性,控制调节流向、压力、流量,方向阀、压力阀和流量阀,阀体、阀芯和控制操纵机构三部分组成,利用阀芯相对阀体的移动，改变阀口通流面积,液压控制阀对液压系统所需的液体压力、流动方向、流量大
2、小进行控制调节，以满足执行元件克服外部载荷、改变运动方向和运动速度的要求。,2017/7/19,4,5.2 方向控制阀,解决液流的定向、换向、锁闭问题。,每个通油口只有两种状态：非通即断,2017/7/19,5,上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口可通过管接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重。,1阀体； 2阀芯；3 弹簧；,直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同。,2017/7/19,6,5.2.2 单向阀 普通单向阀,直角式单向阀,7,5.2.2 液控单向阀,(1) 液控单向阀的工作原理和图形符号,2017/7/19,8,9,内泄式,(3) 带卸荷阀的液控单
3、向阀,若在控制口K加控制压力，先顶开卸荷阀芯3，B腔压力降低，活塞5继续上升并顶开主阀芯2，大量液流自B腔流向A腔，完成反向导通。此阀适用于反向压力很高的场合。,10,右图中，用单向阀5将系统和泵隔断，泵开机时泵排出的油可经单向阀5进入系统；泵停机时，单向阀5可阻止系统中的油倒流。,普通单向阀和液控单向阀的应用,(1) 用单向阀将系统和泵隔断,11,(2) 用单向阀将两个泵隔断 在下图中，1是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵2排出的高压油经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵1排出的油经阀3回油箱，由高压泵
4、2单独往系统供油，其压力决定于阀4。这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。,普通单向阀和液控单向阀的应用,12,(3) 用单向阀产生背压 在右图中，高压油进入缸的无杆腔，活塞右行，有杆腔中的低压油经单向阀后回油箱。单向阀有一定压力降，故在单向阀上游总保持一定压力，此压力也就是有杆腔中的压力，叫做背压，其数值不高一般约为0.5MPa。在缸的回油路上保持一定背压，可防止活塞的冲击，使活塞运动平稳。此种用途的单向阀也叫背压阀。,pb,普通单向阀和液控单向阀的应用,13,(4)用单向阀和其它阀组成复合阀 由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。用单向阀组成的复合阀还有单向顺序阀、单向减压阀
5、等。在单向节流阀中，单向阀和节流阀共用一阀体。当液流沿箭头所示方向流动时，因单向阀关闭，液流只能经过节流阀从阀体流出。若液流沿箭头所示相反的方向流动时，因单向阀的阻力远比节流阀为小，所以液流经过单向阀流出阀体。此法常用来快速回油。从而可以改变缸的运动速度。,普通单向阀和液控单向阀的应用,14,在右图中，通过液控单向阀往立式缸的下腔供袖，活塞上行。停止供油时，因有液控单向阀，活塞靠自重不能下行，于是可在任一位置悬浮。将液控单向阀的控制口加压后，活塞即可靠自重下行。 若此立式缸下行为工作行程，可同时往缸的上腔和液控单向阀的控制口加压，则活塞下行，完成工作行程。,(5) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮
6、,普通单向阀和液控单向阀的应用,15,(6)用两个液控单向阀使液压缸双向闭锁 将高压管A中的压力作为控制压力加在液控单向阀2的控制口上，液控单向阀2也构成通路。此时高压油自A管进入缸，活塞右行，低压油自B管排出，缸的工作和不加液控单向阀时相同。同理，若B管为高压，A管为低压时，则活塞左行。若A、B管均不通油时，液控单向阀的控制口均无压力，阀1 和阀2 均闭锁。这样，利用两个液控单向阀，,既不影响缸的正常动作，又可完成缸的双向闭锁。锁紧缸的办法虽有多种，用液控单向阀的方法是最可靠的一种。,1,2,A,B,普通单向阀和液控单向阀的应用,2017/7/19,16,2017/7/19,17,5.2.1
7、 换向阀 典型结构分析,2017/7/19,18,换向阀用于改变液流方向，将换向阀与缸连接，可方便地改变缸的活塞运动方向。,换向阀的类型:按阀的结构形式：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。按阀的操纵方式：手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式和气动式。 按阀的工作位置数和控制的通道数：二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。,19,换向阀的工作原理,如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、T。换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义如下：,P 压力油口； A、B 工作油口； T 回油口。,P,T,B,A,弹簧对中型,20,P,T,B,A,换向阀的工作原
8、理,弹簧对中型,2017/7/19,21,21,换向阀的“通”和“位”,“位” 指阀芯的与阀体（或阀套）的相对位置，通常所说的“二位阀” 、 “三位阀”是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置，“位”在符号图中用方框表示。,“通”主要油道接口 所谓“二通阀” 、“三通阀” 、“四通阀”是指换向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口，不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。,2017/7/19,22,（3）中位滑阀机能,中位机能？,中位机能的实现？,改变阀芯的几何尺寸或形状。,中位机能的选用？,滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时，阀中各油口的连通方式称
9、为换向阀的滑阀机能。,2017/7/19,23,23,O型机能,H型,M型,P型,2017/7/19,24,24,Y型机能封闭，、互通。 型机能、互通，封闭。 型机能、之间只有很小的缝隙连通。 型机能、封闭，、互通。 型机能、相通，、封闭。 型机能、封闭，、互通。 型机能、封闭，、互通。,除上述四种常用的机能外，根据油口通断情况不同尚可组合成多种机能，不过这些机能多用在特殊场合：,2017/7/19,25,三位四通手动换向阀中位,手柄,2017/7/19,26,三位四通手动换向阀右位,手柄,2017/7/19,27,27,此类控制方式的“信号源”是缸的运动件。例如将挡块固定在运动的活塞杆上，当
10、挡块触压阀推杆2的滚滚轮1时 ，推杆2即推动阀芯3换向。挡块和推杆2端部的滚轮脱离接触后，阀芯即可靠弹簧复位。此种阀的控制方式因和缸的行程有关，也有管此类阀叫“行程阀”。,1滚轮 2推杆 3阀芯,图5.18 机动换向阀,机动换向阀,2017/7/19,28,28,29,电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。,(1) 直流电磁铁和交流电磁铁,电磁换向阀,阀用电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种： 交流电磁铁，寿命较短。 直流电磁铁，需要专用直流电源，使用寿命较长。 本整型电磁铁。本整型指交流本机整流型。,(2) 干式、油浸式和湿式电磁铁,不管是直流还是交流电磁，都可做成干式和湿式
11、的。湿式电磁铁具有吸着声小、寿命长、温升低等优点。,2017/7/19,30,（4）电液换向阀,31,电磁换向阀起先导作用，控制液动换向阀的动作；液动换向阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。,外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀,电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。,电液动换向阀,2017/7/19,32,简化职能符号,图形符号,2017/7/19,33,33,电磁球式换向阀,常开型二位三通电磁球式换向阀。,密封性好，介质可以是水、乳化液和矿物油；工作压力可高达63MPa。,2017/7/19,34,O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用何种中位机能？由双液控单向阀组
12、成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能？为什么？2. 将P98-99页表中的阀的职能符号和中位机能符号和相应的名称抄写一遍。,习题,2017/7/19,35,5.3 压力控制阀,溢流阀,2017/7/19,36,压力控制阀工作原理的基础,压力是如何形成的？克服油液流动的阻力,阀芯上的液压作用力与弹簧力平衡：pAv=Fs,阀口的流量压力特性：q=KAT(p)m,压差原理,2017/7/19,37,5.3.1 溢流阀,调压如何调压？,功用,恒压(稳压） 如何恒压？恒定什么地方的压力？,限压如何限压？,2017/7/19,38,直动型溢流阀 结构,2017/7/19,39,图6.7,直动型溢流阀结构简单
13、，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。,调压手柄,6.1.1 直动型溢流阀,2017/7/19,40,直动型溢流阀工作原理,安全限压原理,溢流恒压原理,如何调压？,主油路,控制油路,泄油路,恒压条件：必须有溢流,2017/7/19,41,6.1.2 先导型 溢流阀,(1) 三节同心先导型溢流阀,2017/7/19,42,先导型溢流阀：结构,2017/7/19,43,图6.11 二节同心先导式溢流阀,(2) 二节同心先导型溢流阀,2017/7/19,44,先导型溢流阀：工作原理,2017/7/19,45,电磁溢流阀,电磁溢流阀,电磁溢流阀是电磁换向阀与先导式溢流阀
14、的组合，用于系统的多级压力控制或卸荷。,电磁阀部分,先导式溢流阀部分,2017/7/19,46,电磁溢流阀原理图,符号,2017/7/19,47,溢流阀的基本功用,2017/7/19,48,先导型溢流阀外控口K用法,用另外的调压阀来取代自身的导阀控制主阀上腔压力。关键问题：接外控口K的调压阀的调定压力应低于原导阀调定压力。,2017/7/19,49,外控口K的用法,多级调压,外控口通油箱,卸荷,远程调压,2017/7/19,50,溢流阀的静态特性压力流量特性,压力流量特性又称溢流特性，表示溢流阀在某一调定压力下工作时，溢流量的变化与阀进口实际压力的关系。（理论上的分析结果）,调压偏差越小，恒压
15、性能越好。,2017/7/19,51,溢流阀的静态特性启闭特性,为保证溢流阀有良好的静态特性，一般规定其开启比不应小于90%，闭合比不应小于85%。,考虑了阀的制造质量的实际的流压特性,溢流阀的启闭特性是指溢流阀从刚开启到通过额定流量(也叫全流量)，再由额定流量到闭合(溢流量减小为额定值的1%以下)整个过程中的压力流量特性。,2017/7/19,52,溢流阀的静态特性压力稳定性等,由两个指标来衡量：一是在额定流量qn和额定压力pn下，进口压力在一定时间(一般为3min)内的偏移值；二是在整个调压范围内，通过额定流量时进口压力的振摆值。对中压溢流阀，这两项指标均不应大于0.2MPa。如果溢流阀的压力稳定性不好，就会出现剧烈的振动和噪声。,卸荷压力,在调定压力下，通过额定流量时，将溢流阀的外控口与油箱连通，使主阀阀口开度最大，液压泵卸荷时溢流阀进出油口的压力差，称为卸荷压力。卸荷压力越小，油液通过阀口时的能量损失就越小，发热也越少，表明阀的性能越好。,压力稳定性,2017/7/19,53,2017/7/19,54,溢流阀的动态特性：曲线,2017/7/19,55,卸荷溢流阀,2017/7/19,56,5.4 减压阀,减压阀主要用于降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路中。,
