流体力学讲义一

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1、造化创新 http:/液压控制流体力学造化创新 http:/液压控制阀的分类液压控制阀的分类: :方 向 控 制 阀用于控制液流的流动方向；压 力 控 制 阀用于控制液流的压力大小；流 量 控 制 阀用于控制液流的流量大小；1. 按功能:造化创新 http:/滑阀阀芯为多端圆柱体，阀芯相对阀体作轴向 运动； 锥阀阀芯为锥柱体，阀芯相对阀体作轴向运动 ； 转阀阀芯为带圆周方向槽的圆柱体，阀芯相对 阀体转动；2. 按阀芯结构:3. 按控制方式:有手动操作、电磁铁控制、比例电磁铁控制、液压控制等。 4. 按安装方式:有板式阀、管式阀、叠加阀、插装阀等。造化创新 http:/图6.7造化创新 http

2、:/结构上：都有阀体、阀芯等工作原理上 ：5.1.2 控制阀的性能参数阀有两个性能参数： 额定压力 和 额定流量造化创新 http:/对于各种滑阀、锥阀、球阀、节流孔口，通过阀口的流量均可用下式表示：4.1.14.1.1 阀口流量公式及流量系数阀口流量公式及流量系数 式中:阀口通流面积；阀口前、后压差； 流量系数； 液体密度。（5-1）造化创新 http:/1、滑阀的流量系数流量系数Cq与雷诺数Re有关。对于滑阀，若阀口为锐边，可取Cq0.60.65。 锥阀阀口流量系数约为Cq=0.770.82。2、锥阀的流量系数造化创新 http:/(3)、作用在滑阀上的液压卡紧力 (5.13) 开一条均压

3、槽时，K0.4；开三条等距槽时，K0.063；开七条槽时，K0.027。 造化创新 http:/ 滑阀的液动力 稳态 瞬态造化创新 http:/单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀有普通单向阀普通单向阀液控单向阀液控单向阀 梭阀、双梭阀、双压阀压阀等。 4.2 4.2 单向阀单向阀4.2.1 4.2.1 普通单向阀普通单向阀 图5.10 普通单向阀(b)正向导通正向导通 ，反向不，反向不 通通造化创新 http:/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。321ABAB3211阀 体； 2阀芯；3 弹簧

4、；直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同。造化创新 http:/直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀 体轴线垂直。ABAB图4.11(a)所示的阀属于板式连接阀，阀体用螺钉固定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合，阀体 上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O”形密封圈使它们密封。造化创新 http:/直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀 体轴线垂直。ABAB不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式 连接阀。造化创新 http:/1一阀体；2一阀芯；3一弹簧；A一进油口； B一出油口。 管

5、式阀板式阀图4.11 普通单向阀直通式直角式造化创新 http:/(2)对单向阀的要求 开启压力要小。能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。正向导通时，阀的阻力损失要小。阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。(3)单向阀的符号单向阀和其它阀组合后，成为组合阀，例如单向顺序阀、单向节流阀等。AB图4.10（C） 单向阀的职能符号造化创新 http:/ 4.1.2 4.1.2 液控单向阀液控单向阀(1)液控单向阀的工作原理和图形符号造化创新 http:/25134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

6、普通单向阀和 液控单向阀的应用液控单向阀的应用（1）用单向阀将系统和泵隔断造化创新 http:/(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。2143造化创新 http:/(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

7、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。背 压 阀pb造化创新 http:/(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。造

8、化创新 http:/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。ABKG G(5) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮造化创新 http:/(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

9、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。12AB造化创新 http:/换向阀能改变液流方向，将换向阀与缸连接可以很方便地使缸的活塞改变运动方向。4.3 4.3 换向阀换向阀换向阀的类型有按阀的结构形式：滑阀式、转阀式、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、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。 造化

10、创新 http:/换向阀的工作原理换向阀的工作原理 TPAB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。PTBA造化创新 http:/PTBAP TA BTPABP TA BTPABTPABP TA B造化创新 http:/P TA BTPAB下图表示阀芯处于中位时的情况, 此时从P 口进来的压力 油没有通路。 A 、B 两个油口也不和T口相通。造化创新 http:/TPAB下图表示人向一侧搬动控制手柄，阀芯左移阀芯左移，或者说阀芯 处于左位左位的情况。此时P口和A口相通，压力油经P、A

11、到其它 元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心孔，T 回油箱。P TA B左位造化创新 http:/P TA BTPAB下图表示人向另一侧搬动控制手柄阀芯右移阀芯右移， 或者说 阀芯处于右位右位时的情况。此时，从P口进来的压力油经P、 B 到其它元件。从其它元件回来的油经A、T回油箱。右位造化创新 http:/4.3.1 4.3.1 换向机能换向机能4.3.1.1 4.3.1.1 换向阀的换向阀的“ “通通” ”和和“ “位位” ”“通”和“位”是换向阀的重要概念。不同的“通”和“位”构 成了不同类型的换向阀。“位” (Position)一指阀芯的位置，通常所说的“二位阀” 、 “三位阀”是指

12、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。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。造化创新 http:/（2）职能符号1、“位”是指改变阀芯与阀体的相对位置所能得到的通油口切断和 相通形式的种类数2、用方框表示换向阀的“位”，有几个方框就是几位阀； 3、方框内的箭头表示处在这一位上的油口接通情况， 4、方框内的符号“T”或“ ”表示此油口被阀芯封闭， 5、P、A、B、T或O（3）换向阀的“位”和“通”：二位二通二位三通二位四通二

13、位五通三位五通三位四通造化创新 http:/表4.1 不同的“通”和“位”的滑阀式换向阀 主体部分的结构形式和图形符号名称结构原理图图形符号二位二通二位三通二位四通三位四通造化创新 http:/表4.1中图形符号的含义如下： 用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几 “位” 方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向 方框内符号“”或“”表示该通路不通 方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”造化创新 http:/表4.1中图形符号的含义如下： 一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示；阀与系统回油路连通的回油口用T(有时用O)表示；而阀与执行元件连接的油口

14、用A、B等表示。有时在图形符号上用 L 表示泄漏油口。 换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。 造化创新 http:/4.3.1.2 4.3.1.2 滑阀机能滑阀机能 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为换向阀的滑阀机能。两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位置时,阀各油口的通断情况。 三位阀的机能是指阀芯处于中位时,阀各油口的通断情况。三位阀有多种机能现只介绍最常用的几种。造化

15、创新 http:/（l）二位二通换向阀二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种：通或断。二位二通换向阀的滑阀机能有：常闭式（O型）、常开式（H型） 。图4.15 二位二通换向阀的滑阀机能 二位阀的原始位置：若为手动控制，则是指控制手柄没有动作的位置；若为液压控制则是指失压的位置若为电磁控 制则是指失电的位置。造化创新 http:/（2）三位四通换向阀三位四通换向阀的滑阀机能有很多种，常见的有表4.1中所列的几种。中间一个方框表示其原始位置，左右方框表示两个换向位。其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。P TA BO型机能造化创新 http:/ 因P口封闭，泵不能卸荷 ，泵排出的