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1、液 压 阀,第六章,6.1 概述,液压阀：用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量。可分为： 方向阀 压力阀 流量阀,一、液压阀的作用,各类阀的共同点是：,结构上，所有阀都由阀体、阀芯(座阀或滑阀)和驱使阀芯动作的元、部件(如弹簧、电磁铁)）组成； 工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同。,二、液压阀的分类,按操纵方式： 手动 机动 电动 液动 电液动,按用途： 方向阀 压力阀 流量阀,按连接方式： 管式 板式 插装式,液压阀的具体分类见P105表6-1。,三、对液压阀的基本要求,动作灵敏，使用可靠，工
2、作时冲击和振动小； 油液流过时压力损失小； 密封性能好； 结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。,6.2 液压阀上的共性问题,一、阀口形式,二、液动力,液压阀的阀口形式及其通流截面计算公式见P107表6-2。,很多液压阀采用滑阀式结构，滑阀在阀心移动、改变阀口的启闭或开口大小时控制了液流，同时也产生液动力： 稳态液动力 瞬态液动力,三、卡紧力,通常滑阀的阀孔和阀心之间有很小的缝隙，缝隙中有油液时，移动阀心只须克服很小的粘性摩擦力。但事实在中、高压系统中，阀心停止运动一段时间后(约5min),该阻力可达几百牛顿，重新移动阀心很费力，此即为滑阀的液压卡紧现象。,引起液压卡紧的原因：,脏物
3、进入缝隙导致阀心移动困难； 缝隙过小，当油温升高时阀心膨胀而卡死； 主要原因：滑阀副几何形状误差和同心度变化引起的径向不平衡液压力，即液压卡紧力。,滑阀上产生径向不平衡力的三种情况：,阀心与阀孔无几何形状误差，轴心线平行但不重合。(P110图6-4a) 阀心因加工误差而带有倒锥(锥部大端朝向高压腔)，阀心与阀孔轴心线平行但不重合。(P110图6-4b) 阀心表面有局部突起时，阀心受到的径向不平衡力将使阀心的凸起部分推向孔壁。 (P110图6-4c),减小液压卡紧力的措施：,提高阀的加工和装配精度，避免出现偏心； 在阀心台肩上开出平衡径向力的均压槽，槽的位置应尽可能靠近高压端； 使阀心或阀套在轴
4、向或圆周方向上产生高频小振幅的振动或摆动； 精细过滤油液。,四、阀的泄漏特性,锥阀不产生泄漏; 滑阀由于阀心和阀孔间有一定的间隙，在压力作用下要产生泄漏。,用于压力阀或方向阀时，滑阀压力油通过径向缝隙泄漏量的大小，是阀的性能指标之一。,6.3 方向控制阀,作用：控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。,按通路分类-二通,三通,四通,五通,按工作位置分类-二位,三位,四位,方向控 制阀,常见的方向控制阀类型：,一、单向阀,(一)普通单向阀,常用的单向阀： 普通单向阀 液控单向阀,作用：只许油液单向流动，反向不通。,应用：,锁紧油缸，避免向油泵倒灌。,(二)液控单向阀,特点：a.无控制油时，与普
5、通单向阀相同 b.通控制油时，正反向都可以流动。,组成：普通单向阀+小活塞缸,应用：,锁紧油缸，避免倒灌。 控制重物下放速度。,二、换向阀,(一)对换向阀的主要要求,换向阀：利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。,换向阀应满足：,油液流经换向阀时的压力损失要小； 互不相通的油口间的泄漏要小； 换向要平稳、迅速且可靠。,(二) 滑阀式换向阀,按阀芯形状，换向阀有滑阀式和转阀式两种。,1、结构主体, 阀体 滑动阀芯,最常见的结构形式：,二位二通阀 二位三通阀 二位四通阀 三位四通阀 二位五通阀 三位五通阀,两位两通,职能符号：,作
6、用：控制油路的通与断,两位三通,职能符号：,作用：控制液流方向,两位四通,作用：控制执行元件换向,职能符号：,P 压力油口 O 回油口 A、B 分别接执行元件的两腔,三位四通,作用：换向、停止。,职能符号：,两位五通,作用：换向、两种回油方式。,职能符号：,三位五通,作用：换向、停止、回油不同。,职能符号：,2、滑阀的操纵方式,作用：移动阀芯并使其保持在工作位置上。,a.手柄控制，弹簧复位； b.手柄控制，钢球定位。,手动：,应用：小流量，需徒手操作的场合。,符号表示,结构及外观图,机动,两位两通机动换向阀：,挡块操纵，弹簧复位。,应用：行程控制的场合。(又叫行程阀),常开,常闭,靠弹簧的方格
7、表示常态,电磁,两位三通电磁换向阀,电磁铁操纵，弹簧复位。,优点：易于实现自动化。 应用：小流量的场合。(q63 L/min),液动,液压操纵，弹簧复位。,三位四通液动换向阀,应用：高压，大流量的场合。 (q160 L/min ),电液动,电液联合控制，弹簧复位。 电磁控制先导阀动作； 液体控制主阀芯动作； 节流阀控制阀芯移动速度。,简化符号：,应用：高压、大流量的场合。 (q1200 L/min),三位四通电液换向阀,3、换向阀的结构,电液换向阀：由电磁滑阀和液动滑阀组合而成。,4、换向阀的中位机能分析,三位换向阀芯处于中位时，各通口间有不同的连通方式，可满足不同的使用要求。称该连通方式为换
8、向阀的中位机能。,三位四通换向阀常见的中位机能、型号、符号及特点：,三位四通换向阀的中位机能见P91表6-7。,系统保压； 系统卸荷。P口通畅地与T口接通时，系统卸荷； 换向平稳性和精度； 启动平稳性。 液压缸“浮动”和在任意位置上的停止。,分析和选择阀的中位机能时，通常考虑：,详见P91-92。,5、主要性能,工作可靠性（电磁阀、电液阀、液动阀） 可靠的换向、复位；（与压力、流量有关） 压力损失 通过的流量影响压力损失； 内泄漏量 影响系统效率，使油液升温； 换向、复位时间 按系统要求合理选用； 换向频率 单位时间内的换向次数。,6.4 压力控制阀,按工作原理： 直动式 先导式 按阀芯结构：
9、滑阀 球阀 锥阀 按用途：溢流阀 减压阀 顺序阀 平衡阀 卸荷阀,分类：,一、溢流阀,(一)功用和要求,溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。,主要要求： 调压范围大、调压偏差小、压力振摆小、动作灵敏、过流能力大、噪声小。,(二)工作原理和结构,1.直动式溢流阀,工作原理： p ps ,溢流。 ps 弹簧力,职能符号：,DBD型直动式溢流阀,2.先导式溢流阀,结构：先导阀、主阀,阻尼孔、压差p,远程控制口K: 实现远程调压。 K口打开，p由控制油压决定； K口堵上，p由先导阀ps决定。,职能符号,(三)静态特性,垂直安放(直动式)时，阀芯受力平衡方
10、程：,稳定工作时，作用在溢流阀心上的力是平衡的。,式中： k 弹簧刚度； xC 弹簧的预压缩量； xR 阀口开度(阀芯位移，即增加的压缩量)。,则开启压力pc为：,溢流阀开始溢流(阀口将开未开)时：,流量-压力特性方程：,直动式,先导式,溢流阀的特性曲线,溢流阀理想溢流特性曲线最好是在pT处平行于流量坐标的直线，即仅在压力达到pT 时才溢流。,(四)应用,作溢流阀，使系统压力恒定； 作安全阀，对系统起过载保护作用； 作背压阀，接在系统回油路上，以改善执行元件的运动平稳性； 实现远程调压或使系统卸荷。,二、减压阀,工作原理： p2 ps ,减压、稳压。,作用：减低系统压力并稳压。,特点：出口压力
11、控制阀芯动作。,稳压原理, p2 阀芯上移阀口减小 p ， p2= p1 -p ， p1一定，p ， p2； p2 阀芯下移阀口开大 p ， p， p2= ps 。,职能符号：,减压阀,减压阀的p2-q特性曲线：,应用：使夹紧缸获得稳定的低压。,三、顺序阀,作用：控制多个执行元件的顺序动作。,1.内控顺序阀,工作原理： p ps ,接通。 特点： 内部控制，外部泄油。,出油口接二次油路,职能符号,2. 外控顺序阀,结构：控制油口。 工作原理： pK ps ,进出口接通。 特点：外部控制，外部泄油。,职能符号,顺序阀在液压系统中的应用：,控制多个执行元件的顺序动作； 与单向阀组成平衡阀，保持垂直
12、放置的液压缸不因自重而下落； 用外控顺序阀使双泵系统的大流量泵卸荷； 用内控顺序阀接在液压缸回油路上，增大背压，以使活塞的运动速度稳定。,四、压力继电器,作用：利用系统中压力变化，控制电路的通断。,6.5 流量控制阀,常用的流量控制阀： 普通节流阀 调速阀,流量控制阀：依靠改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来控制流量，达到调节执行元件运动速度的目的。,一、普通节流阀,职能符号,二、调速阀,职能符号,简化的职能符号,调速阀=定差减压阀+节流阀 先减压后节流,调速阀和节流阀的流量特性,三、旁通式调速阀,溢流节流阀,旁通式调速阀亦称为溢流节流阀,6.6 电液伺服阀,根据输出液压信号可分为： 流量
13、伺服阀 压力伺服阀,电液伺服阀：将电气信号变为液压信号以实现流量或压力控制的转换装置。,电气信号优点：传递快，线路连接方便，适于远距离控制，易于测量、比较及校正等。 液压动力优点：输出力大，惯性小，反应快。,二者的结合使得电液伺服阀成为控制灵活、精度高、快速性好、输出功率大的控制元件。,一、电液伺服阀的工作原理,电液伺服阀中： 电磁部分将输入电流转变成转矩，是衔铁偏转(力矩马达)。 液压部分的喷嘴-档板装置使微小电信号可借助于档板间隙的改变是滑阀移动(液压放大器)。,二、常用的结构形式,液压伺服阀中常用的液压控制元件结构型式：,1、滑阀： (P141图6-40) 单边 双边 四边 2、射流管：
14、(P142图6-41) 3、喷嘴-挡板：(P142图6-42),三、伺服阀的特性分析(P143-P146) 四、电液伺服阀的选用(P146),6.7 电液比例阀,根据用途和工作特点的不同，可分为： 比例压力阀 比例流量阀 比例方向阀,电液比例阀：是按输入电气信号连续按比例地对油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。,一、比例阀的构成： 是在普通压力阀(或流量阀或方向阀)上安装一个比例电磁铁以代替原有的控制部分。,二、比例阀的结构,1、电磁比例压力阀： (P148 图6-51) 主要由压力阀和移动式力马达组成。 2、电液比例换向阀：(P150 图6-54) 主要由电磁力马达、比例减压阀和液动换向阀组成。,三、比例阀的特点(P151 表6-9) 四、比例阀的选用(P152),6.8 电液数字阀,一、数字阀的结构(P152 图6-55) 二、数字阀的使用(P154-P155),电液数字阀：用数字信息直接控制的阀。,6.9 叠加阀和二通插装阀,一、叠加阀：,由叠加阀组成的液压系统，将相应的叠加阀叠合在底板与标准板式换向阀之间，用螺栓结合。 叠加阀的上下两面都是平面，便于叠积安装。,二、插装阀：,插装阀主要由阀芯4、阀套2和弹簧3等组成。,
