液压控制阀(2)课件

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1、,液压控制阀的基础知识：液压控制阀：对液压系统的压力、方向、流量控制，实现对执行元件输出力（或扭矩）、运动速度和方向的控制。满足主机的工作性能的要求，这些元件称阀。类型：用途：方向、压力和流量阀。控制方式：开关阀；比例控制阀；伺服控制阀；电液数字控制阀 。结构形式：滑阀；锥阀；球阀；转阀。安装连接方式：螺纹式；板式；集成块式；插装式。结构和原理1. 各阀都由阀体、阀心和操纵控制机构三个基本部分组成；2. 各阀的工作原理都基于同一点：依靠阀芯与阀体的相对运动来改变阀口处的状态（通或断或过流断面积变化），以实现各种控制功能。3. 液压油流经各种阀口的压力流量特性，属薄壁形小孔。,第五章 液压控制阀

2、,C0流量系数，一般与雷诺数有关；a阀口过流断面积；P前后压差。所谓薄壁小孔就是孔口具有尖锐的边缘，且小孔的长度小到以至于当液体流经小孔时，只有局部阻力而不产生沿程水头损失的程度。一般当小孔的长度与小孔的直径之比小于0.5。,图5-1薄壁小孔,4. 节流：一定流量的液体流经面积为a的阀口时，阀口前后产生的P压差（压力损失），这一现象称节流。流量Q不变化： 当Q=常数，改变a，只能使阀口前后压差变化；当a很大时，P =0；当Q=常数，a不变，P不变。流量Q的变化 ： 当P =常数，改变a，可调节流量Q；当a=常数，P变化，Q正变；当a=常数，Q变化， P正变。,第五章 液压控制阀,5.1 压力控

3、制阀各类压力阀均依靠作用在阀芯上的液体压力与弹簧力的平衡关系实现各种基本控制作用。如决定通口通或断以控制系统的最高压力（如安全阀），最低压力（如卸荷阀）；油路的连通顺序（如顺序阀）；控制阀口过流断面积大小以保持压力恒定（如减压阀和溢流阀）。原理：不计阀芯重量、摩擦力和稳态液压力，当下式成立：,阀芯向上运动，阀口状态及过流断面积发生变化，随着阀芯的上移，弹簧压缩量增加，直到平衡。,图5-2 阀的原理,第五章 液压控制阀,一、溢流阀作用：恒压、保压和过载保护等 一）直动式溢流阀,这种直动式溢流阀敏感元件和执行合一，但存在问题，要求P非常小或较小而d大，k也非常小，容易弹开，没有办法实现。故只有在低

4、压，并且调节误差较大，为了提高精度用先导式溢流阀。如图所示。,图5-3 直动式溢流阀 1-推杆；2-调节螺母；3-弹簧；4-锁紧螺母；5-阀盖；6-阀体；7-阀心；8-螺塞,第五章 液压控制阀,二）先导式溢流阀,组成：敏感元件和执行元件分开，由先导阀和主阀组成,5-4,第五章 液压控制阀,压力由先导阀控制，流量经主阀口溢出，阀的开启压力由先导阀弹簧调节，先导阀由一小规格的直动式溢流阀。而通过阀的流量的绝大部分（95%）由主阀口溢出。先导阀的尺寸不受额定流量的影响。阀前口的直径可以尽量的小，因此在承受高压的情况下先导阀弹簧的预紧力和刚度均可较小。主阀尺寸和控制压力无关，可选用较大直径。在通过大流

5、量时，阀的升程很小，同主阀弹簧与控制压力无关，仅在主阀关闭时起克服摩擦的作用，加速阀的关闭过程，减小滞后。主阀弹簧和预紧力均很小，因此阀的 静态超调量很小，适用于高压大流量系统，并提供进行远程控制和作卸荷阀的作用。,第五章 液压控制阀,工作原理：P1A1=P2A2（压力较低时）主阀在弹簧的作用下关闭，当压力升高大于先导阀弹簧的调定压力时，先导阀开启P1不等于P2。则,调节精度高的原因：,远程控制口的作用1. 远程控制：引油到溢流阀放在操作平台上，操作这个阀达到控制的目的方便，远程控制阀的压力低。2. 远程控制口卸荷，系统处于非工作状态时使系统的压力最低，提高效率。主要性能：压力调节范围：在规定

6、的范围内最大和最小值；压力流量特性曲线；启闭特性。,k很小，x变化p1变化小，,5-5 压力流量特性,第五章 液压控制阀,应用 1. 调压（图5-6.1） 2. 远程控制（图5-6.2） 3. 安全阀（图5-6.3），（图5-6定量泵改为变量泵） 4. 造成背压将溢流阀安装在系统的回油路上，可 对回油产生阻力，即造成执行元件的背压。回油路存在一定的背压，可以提高执行元件的运动 稳定性。,图5-6.1 溢流阀调压,图5-6.3 溢流阀作安全阀,图5-6.2 溢流阀远程控制,第五 章 液压控制阀,减压阀是一种利用液压流经阀口时的节流作用产生压力损失，使出口压力低于进口压力的压力控制阀。用来控制系统

7、中两油路的压力差。若泵后的压力高想要某规律的压力，例如机器的工件加紧，太大工件变形；太小不起作用。常见的有定压、定差和定比减压阀。,二、减压阀,作用：使系统中某部分回路获得比供油压力低的恒定压力，同时消除油路的压力干扰，使受减压阀控制的回路压力不受油源的影响。,一） 定压减压阀,（图5.27P157）讲结构、原理、符号和应用,图5-7 减压回路,第五章 液压控制阀,5-8,第五章 液压控制阀,一）定差减压阀 作用：定差减压阀可使阀进出口的压力差保持为恒定值。,定差减压阀的特性1.进口压力和出口压力的关系，当进口力低于调压弹簧的调定压力时P1=P2；当进口压力上升到调定压力值后，出口压力不受进口

8、力的影响，呈水平直线。2.出口压力与流量的关系,图5-10 压力流量关系,5-9,第五章 液压控制阀,三、顺序阀作用：按压力程序通断油路，使两个以上的执行元件实现顺序动作。 一般有自控和它控,图5-11 顺序阀,第五章 液压控制阀,5-12,5-13,第五章 液压控制阀,5-13,压力继电器是一种将液压油的压力信号转变为电信号的转化元件。当液压力达到与之相连的压力继电器的调定值时，压力继电器发出信号，电器元件动作。常见的压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管 式（图5.33P164）,四、压力继电器,5-14,第五章 液压控制阀,5-13,应用:压力继电器连接在油 缸的油路中；换向阀的电

9、 磁铁断电左位接通，缸右 移，右移终了时，油缸左 腔压力升高，升高至调定 值时，压力继电器发讯， 使电磁铁通电，阀换向缸 右移。左腔转换为低压腔 压力继电器在弹簧的作用 下复位，而换向阀在电路 中的继电器和自锁触点的 作用下维持通电状态。直至左行终了，其他控制元件（如按钮开关）断开电路，使电磁铁断电。性能指标：1.调压范围：发出信号最低和最高工作压力之间的范围。2.通断返回区间：开启压力与闭合压力之间的差值。,图5-15 压力继电器的应用回路,第五章 液压控制阀,作用：控制系统中流体的流动方向，以改变执行 机构的运动方向或实现其他多种工作要求。原理：利用阀心与阀体之间相对位置的改变来实 现通道

10、的接通和断开，以满足系统对通道的不同 要求。类型：单向阀和换向阀,5.2 方向控制阀,一、单向阀作用：只允许液体沿一个方向流动，不能反向流动。要求：正向通过损失小，即弹簧软，无条件正向通过；不允许反向通过，且泄露少；动作灵敏，工作时不应有撞击和噪声。类型：普通单向阀、液控单向阀、梭阀、双压阀,第五章 液压控制阀,一）普通单向阀 类型：根据进出流体流动方向不同有直通式、直角式；根据连接方式有管式和板式。,图 5-16 单向阀1-阀心（锥阀火球阀）；2-阀体；3-弹簧,单向阀可装在泵的出口处，防止系统中的流体冲击而影响泵的工作；还可用来分隔通道，防止管路间压力相互干扰等。,第五章 液压控制阀,二）

11、液控单向阀 组成：普通单向阀和控制活塞 作用：单向通过；反向有条件通过。 原理：当K口接控制压力，控制活塞移动，推顶杆，阀心被推开，进出口相通。,图 5-17 液控单向阀 1-活塞；2-顶杆；3- 阀心,主要应用在保压、锁紧和平衡等回路。,第五章 液压控制阀,应用：在工程机械中常将两个液控单向阀组合为液压锁，图为液压锁在汽车起重机支腿油缸中的应用。支腿油缸工作时，支腿活塞上受有很大负载R，油缸上腔为高压，若不采用液压锁，虽然换向阀处于中立位置，油缸上下腔通道关闭，但油缸上腔高压油仍可经过换向阀的密封间隙泄露，支腿回缩，造成事故。为了避免这一现象发生，采用液压锁。液控单向阀2的控制油液由油缸下腔

12、进入，此时下腔为低压，阀2在上腔高压作用下紧紧关闭，保证无泄露，支腿不会锁回。当需要收腿时，换向阀移位，左位接入，油泵来油由A口经单向阀1进入油缸下腔，由这一油路引出的控制油使阀2强制开启，油缸上腔的油反向流过阀2经B口流回油箱，支腿收回。当换向阀右位接入时，油泵来油经B口和阀2通向油缸上腔，并与阀1控制油道相通，使阀1强制打开，油缸下腔回油经阀1反向流回油箱，支腿放下。,第五章 液压控制阀,图5-18 液压锁的应用回路,第五章 液压控制阀,三）气动阀梭阀梭阀工作原理见P134,4(1) 二、换向阀作用：借助于阀芯与阀体之间的相对位置，使阀体相连的各通道之间实现接通或断开，从而改变液压油的流动

13、方向。类型：按阀芯形式：转阀：液压作用力不易平衡，转向所需操纵力大，密封性差，用于中、低压 。 滑阀：液压作用力易平衡，转向操纵省力，易实现自动控制，应用广。不加说明是滑阀式换向阀。,第五章 液压控制阀,命名：位 通 动 手动 机动按操纵方式 电磁阀 液动电液换向阀指与阀相连的主油路数（二、三、四通）指阀心相对于阀体移动时，主油路连接方式不同的工作位数。,第五章 液压控制阀,职能符号： 方格的个数表示换向阀位数，方格内的箭头表示相应两油口连通，箭头方向为液流方向，截断符号 表示相应油口在阀体内被封闭。1.机动常开式2.电磁常闭式3. 手动4. 液动,基本要求：可获得准确的换向位置，换向时间短，

14、动作灵敏，平稳无冲击，泄露少，压力损失少。,第五章 液压控制阀,一) 机动换向阀 二位二通机动换向阀机动换向阀又称行程阀。（讲结构和机能符号）。安装在执行元件的附近，在执行元件驱动工作部件的过程中，装在工作部件一侧的挡块或凸块移动到预定位置时就压下阀心使阀换位。,图5-19 二位二通机动换向阀1-阀杆；2-阀心；3-弹簧,第五章 液压控制阀,一般为弹簧复位的二位阀。结构简单，动作快，换向位置精度高，改变挡块的迎角或凸轮外形可使阀心得到合适的换向速度，减小换向冲击。但这种阀不能安装在液压能源上，因而连接管路较长，使整个液压装置不紧凑。 二）二位三通电磁换向阀利用电磁铁的吸力来推动阀心改变阀心的工

15、作位置。由于它可借助于按钮开关、行程开关、压力继电器等发出的信号进行控制，易于实现自动化，所以，液压和气压系统常用这类阀。,图5-20 二位三通电磁换向阀1-电磁铁；2-推杆；3-阀心；3-弹簧；4-复位弹簧,第五章 液压控制阀,电磁铁按所接电源的不同分交流和直流两种基本类型。 交流：交流电磁阀使用方便，启动力大，换向时间短，换向冲击大，噪声大，换向频率低，而且当阀心被卡住或因电压低等原因吸合不上时线圈易烧坏。直流：需直流电源或整流装置，但换向时间长冲击小，换向频率允许较高，吸合不上时线圈不易烧坏。因吸力有限，适用于流量不大的场合，流量较大时，应采用液动或电液控制。 三）、三位四通电磁换向阀,

16、图 5-21 三位四通电磁换向阀 1-阀体；2-阀心；3-定位套；对中弹簧；5-档圈；6-推杆； 7-环；8-线圈；9-衔铁；10-导套；11插头组件,第五章 液压控制阀,应用示例：控制油缸的左右移动,四）手动换向阀,图5-22 三位四通手动换向阀1-操纵杆；2-阀心；3-复位弹簧,第五章 液压控制阀,五）液动换向阀 利用控制油的压力来改变阀心位置的换向阀 。,第五章 液压控制阀,5-23,六）电液换向阀,5-24,第五章 液压控制阀,七）气动换向阀以截止式换向阀为例，简单介绍气动换向阀的工作原理.截止式换向阀的开启和关闭是用大于管道直径的圆盘从端面进行控制的.,截止式换向阀,符号,5-25 气压换向阀,第五章 液压控制阀,二、滑阀机能 滑阀在中立位置时油口的连接方式称滑阀机能。用不同的滑阀机能，可实现不同的工作要求,