《液压控制元件》ppt课件

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1、第五章 液压控制元件,第一节 液压控制元件概述 第二节 方向控制阀 第三节 压力控制阀及其应用 第四节 流量控制阀及其应用 第五节 叠 加 阀 第六节 插装阀,第五章 液压控制元件,液压控制元件（又称液压控制阀，简称液压阀）在液压系统中被用来控制液流的方向、压力和流量，保证执行元件按照负载的需求进行工作。液压阀的品种繁多，即使同一种阀，因应用场合不同，用途也有差异。,第一节 液压控制元件概述,液压阀的基本结构主要包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。阀芯的主要形式有滑阀、锥阀和球阀；阀体上除有与阀芯配合的阀体孔或阀座孔外，还有外接油管的进出油口；驱动装置可以是手调机构，也可以是弹簧

2、或电磁铁，有时还作用有液压力。液压阀正是利用阀芯在阀体内的相对运动来控制阀口的通断及开口大小，来实现压力、流量和方向控制的。,第一节 液压控制元件概述,一、液压阀的基本结构与原理,1. 根据结构形式分类 滑阀 锥阀 球阀 （1）滑阀 如图5-la所示，阀芯为圆柱形、阀芯台肩的大小直径分别为D和d，与进出油口对应的阀体上开有沉割槽，一般为全圆周。阀芯在阀体孔内做相对运动，即可开启或关闭阀口。 因滑阀为间隙密封，阀芯与阀体的径向间隙尽可能小，还需要有一定的密封长度。,第一节 液压控制元件概述,二、液压阀的分类,a) b) c) 图 5-1,（2）锥阀 如图5-1b所示，锥阀阀芯半锥角一般为1220

3、，有时为45。阀口关闭时为线密封，不仅密封性能好，而且开启阀口时无“死区”，阀芯稍有位移即开启，动作灵敏。因一个锥阀只能有一个进油口和一个出油口，因此又称为二通锥阀。,第一节 液压控制元件概述,二、液压阀的分类,a) b) c) 图 5-1,（3）球阀 如图5-1c所示，球阀的性能与锥阀相同。,第一节 液压控制元件概述,二、液压阀的分类,a) b) c) 图 5-1,2. 根据用途不同分类,第一节 液压控制元件概述,二、液压阀的分类,（1）方向控制阀。用来控制和改变液压系统中液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等。 （2）压力控制阀。用来控制或调节液压系统液流压力以及利用压力实现控制的

4、阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。 （3）流量控制阀。用来控制或调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、溢流节流阀、二通比例流量阀、三通比例流量阀等。,3. 根据控制方式不同分类,第一节 液压控制元件概述,二、液压阀的分类,（1）定值或开关控制阀。包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。 （2）电液比例控制阀。被控制量与输入电信号成比例连续变化的阀类。 （3）伺服控制阀。被控制量与输入信号及反馈量成比例连续变化的阀类。 （4）数字控制阀。用数字信息直接控制阀口的启闭来控制液流的压力、流量、方向的阀类。,4. 根据安装连接型式不同分类,二、液压阀的分类,（1）管式连接。 （2）板式连接。 （3）插

5、装阀。 （4）叠加阀。,第一节 液压控制元件概述,1. 普通单向阀（单向阀）,第二节 方向控制阀,一、单向阀,单向阀的应用实例,普通单向阀是一种只允许液流沿一个方向通过，而反向液流则被截止的方向阀。,工作原理动画1,工作原理动画2,2. 液控单向阀,液控单向阀除进、出油口外，还有一个控制油口（图5-3）。 当控制油口不通压力油而通回油箱时，液控单向阀的作用与普通单向阀一样。 当控制油口通压力油时，正、反向的液流均可自由通过。 液控单向阀既可以对反向液流起截止作用且密封性好，又可以在一定条件下允许正反向液流自由通过，因此多用在液压系统的保压或锁紧回路。,第二节 方向控制阀,第二节 方向控制阀,图

6、5-3 液控单向阀,1控制活塞 2单向阀阀芯 3卸载阀小阀芯 P1进油口 P2出油口 Pk控制油口,a) 简式 b) 复式 c) 图形符号,工作原理动画,1. 换向阀的类型,第二节 方向控制阀,二、换向阀,换向阀的应用实例,换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。,按结构类型可分为滑阀式、转阀式和球阀式。 按阀体连通的主油路数可分为二通、三通、四通等。 按阀芯在阀体内的工作位置可分为二位、三位、四位等 按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等。 按阀芯的定位方式可分为钢球定位和弹簧复位两种。,2. 换向阀的工作原理,第二节 方向控制阀,如图

7、5-4所示，圆柱形的阀芯为台阶状台肩，其大小直径分别为D和d，与进出油口对应的阀体上开有沉割槽。阀芯在阀体孔内做相对运动，即可开启或关闭阀口。,图5-4 四通滑阀结构 五槽式 b) 三槽式 P-进油口 T-回油口 A,B-出油口,换向阀的工作原理,第二节 方向控制阀,（1）换向阀的接口及切换位置,第二节 方向控制阀,接口，是指阀上各种接油管的进、出口。进油口通常标为P，回油口标为R或T，出油口则以A、B来表示。 阀体内阀芯可移动的位置数称为切换位置数。 通常我们将接口称为“通”，将阀芯的位置称为“位”。 例如，图5-5所示的手动换向阀有三个切换位置，4个接口，我们称该阀为三位四通换向阀。,图5

8、-5 手动三位四通换向阀,（1）换向阀的接口及切换位置,第二节 方向控制阀,该阀的三个工作位置与阀芯在阀体中的对应位置如图5-6所示，各种“位” 和“通”的换向阀符号见图5-7所示。,a) 左位工作 b) 中位工作 c) 右位工作 图5-6 换向阀动作原理说明,（1）换向阀的接口及切换位置,第二节 方向控制阀,各种“位” 和“通”的换向阀符号见图5-7所示。,图5-7 换向阀的“位” 和“通”的符号,（2）换向阀的操作方式,第二节 方向控制阀,图5-8 换向阀操纵方式符号 a）手动 b）机动(滚轮式) c）电磁动 d）弹簧 e）液压动 f）液压先导控制 g）电磁液压先导控制,3. 换向阀的结构

9、 （1） 手动（机动）换向阀,第二节 方向控制阀,图5-9a为自动复位式手动换向阀，手柄左扳则阀芯右移，换向阀左位处于工作状态，阀的油口P和B通，B和T通； 手柄右扳则阀芯左移，换向阀右位处于工作状态，阀的油口P和A通，A和T通； 放开手柄，阀芯3在弹簧4的作用下自动回复中位（四个油口互不相通）。 图b为手动换向阀图形符号图。,（2） 电磁换向阀,第二节 方向控制阀,图5-10 三位四通电磁换向阀 1阀体；2阀芯；3定位套；4对中弹簧；5挡圈；6推杆； 7环；8线圈；9衔铁；10导套；11插头组件控制,第二节 方向控制阀,两边电磁铁都不通电时，阀芯2在两边对中弹簧4的作用下处于中位，P、T、A

10、、B口互不相通； 当右边电磁铁通电，左边电磁铁断电时，推杆6将阀芯2推向左端，换向阀处于右位工作状态，P与A通，B与T通； 当左边电磁铁通电，右边电磁铁断电时，换向阀处于左位工作状态，P与B通，A与T通。,第二节 方向控制阀,图示为三位四通液动换向阀， 当K1通压力油，K2回油时，P与A接通，B与T接通； 当K2通压力油，K1回油时，P与B接通，A与T接通； 当K1、K2都未通压力油时，P、T、A、B四个油口全部堵死。,（3） 液动换向阀,第二节 方向控制阀,（4）电液换向阀,第二节 方向控制阀,经过电磁先导阀右位至油口B，然后经单向阀进入液动主阀芯的右端，而左端油液则经过阻尼R2，电磁先导阀

11、油口A回油箱，于是液动主阀芯向左移，主阀右位工作，主油路的P与B通、A与T通。 反之，电磁先导阀左端电磁铁得电，液动主阀则在左位工作，主油路P与A通、B与T通。,电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。液动换向阀为主阀；电磁换向阀为先导阀。 当电磁先导阀的电磁铁不得电时，电磁先导阀处于中位，液动主阀芯两端油室同时通回油箱，阀芯在两端对中弹簧的作用下亦处于中位。 若电磁先导阀右端电磁铁通电时，阀芯在电磁推力的作用下向左移动，换向阀处于右位工作，控制压力油P将,第二节 方向控制阀,（4）电液换向阀,简化图形符号,电液换向阀详细图形符号,第二节 方向控制阀,（5）比例方向阀,图5-13 比例式方

12、向阀 进口节流 出口节流,比例方向阀是由在阀芯外装置的电磁线圈所产生的电磁力来控制阀芯移动的。它依靠控制线圈电流来控制方向阀内阀芯的位移量，故可同时控制油流动的方向和流量。 图5-13为比例式方向阀的图形符号，通过控制器可以得到任何想要的流量大小和方向，同时也有压力及温度补偿的功能。比例方向阀有进油流量控制和回油流量控制两种类型。,4. 滑阀中位机能,第二节 方向控制阀,多位阀处于不同工作位置时，各油口的不同连通方式体现了换向阀的不同控制机能，称之为滑阀机能。 当液压缸或液压马达需在任何位置均可停止时，要使用三位阀（即除前进端与后退端外，还有第三个位置），此阀双边皆装弹簧，如无外来的推力，阀芯

13、将停在中间位置，称此位置为中间位置，简称中位。换向阀中间位置各接口的连通方式称为中位机能。,第二节 方向控制阀,4. 滑阀中位机能,第二节 方向控制阀,4. 滑阀中位机能,第二节 方向控制阀,（1）系统保压。中位为“O”型，如图5-14a所示，P口被堵塞时，油需从溢流阀流回油箱，从而增加了功率消耗；但是液压泵能用于多缸系统。,4. 滑阀中位机能,第二节 方向控制阀,（2）系统卸荷。中位为“M”型，如图5-14b所示，当方向阀于中位时，因P、T口相通，泵输出的油液不经溢流阀即可流回油箱。由于泵直接接油箱，因此泵的输出压力近似为零，也称泵卸荷，系统即可减少功率损失。,4. 滑阀中位机能,第二节 方

14、向控制阀,（3）液压缸快进。中位为“P”型，如图5-14c所示，当换向阀于中位时，因P、A、B口相通，故可用作差动回路。,一、溢流阀,第三节 压力控制阀及其应用,其主要结构由锥形阀芯9、阀座11、阀体5、调压弹簧7、调节杆4、调节手轮1等零件组成。,1. 结构及工作原理 （1） 直动型溢流阀,第三节 压力控制阀及其应用,图示为阀的安装位置(常位)，阀芯在弹簧力的作用下处于最右端位置，阀芯将进油口P、出油口T隔断。 当阀的进口压力油经阀座径向孔10时，在油液压力等于或大于弹簧力时，阀芯向左运动，阀口开启，进油口P、出油口T接通。,第三节 压力控制阀及其应用,1先导锥阀 2先导阀座 3阀盖 4阀盖

15、通油孔 5阀体 6阻尼孔 7主阀芯 8主阀座 9主阀芯内孔 10主阀弹簧 11调压弹簧 12调节螺钉 13调节手轮,（2）先导型溢流阀,第三节 压力控制阀及其应用,（2）先导型溢流阀,先导型溢流阀常见结构如图5-17所示，由先导阀和主阀两部分组成。先导阀为一锥阀，实际上是一个小流量的直动型溢流阀；主阀亦为锥阀。,主阀进油口P接泵，压力油进入主阀芯大直径下腔，经阻尼孔6（固定液阻）引至主阀芯上腔、先导锥阀前腔，对先导阀芯形成一个压力。,第三节 压力控制阀及其应用,（2）先导型溢流阀,若该压力小于先导阀芯左端调压弹簧的弹簧力，则先导阀处于关闭状态，主阀内腔为密闭静止容腔，主阀芯上下两腔压力相等，而上腔作用面积大于下腔作用面积。在两腔的液压力差及主阀弹簧力的共同作用下，主阀芯被压紧在阀座上，主阀口关闭。,第三节 压力控制阀及其应用,（2）先导型溢流阀,此时通过先导阀的油路为：进油口P主阀芯7下腔阻尼孔6主阀芯7上腔 阀盖通油孔4遥控口K先导阀座孔2主阀芯7内孔出油口T油箱。,当压力差足够大时