《机械工程学 教学课件 ppt 作者 丁树模 第06章液压控制阀》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械工程学 教学课件 ppt 作者 丁树模 第06章液压控制阀（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 液压控制阀,图6-1 单向阀的结构和符号 a） 管式 b）板式 c）符号 1阀体 2阀芯 3形密闭圈,第一节 方 向 阀 方向阀分为单向阀和换向阀两类。 一、单向阀 图6-1所示为单向阀的结构原理和符号，其中图6-1a为直通式结构，图6-1b为直角式结构，图6-1c为单向阀的符号。,图6-2 液控单向阀的结构原理和符号 a）结构原理 b）符号,图6-2所示为液控单向阀的结构原理和符号。,二、换向阀 (一) 换向阀的工作原理（见图6-3）,图6-3 换向阀的工作原理 1阀芯 2阀体,(二) 换向阀的分类(见表6-1) (三) 换向阀的符号表示(见表6-1、图6-4、图6-5) (四) 三
2、位换向阀的中位机能 三位阀常态位各油口的连通方式称为中位机能。中位机能不同，阀在中位时对系统的控制性能也不相同。三位四通换向阀常见的中位机能型式、符号及其特点如表6-2所示。,表6-1 换向阀的主体结构和图形符号,表6-2 三位四通换向阀的中位机能,(五) 几种常用的换向阀 1电磁换向阀 (1) 结构原理 图6-4所示为三位四通电磁换向阀的结构原理和符号。 图6-5所示为二位四通电磁阀的符号，图6-5a为单电磁铁弹簧复位式，图6-5b为双电磁铁机械定位式。 双电磁铁机械定位式二位阀在性能上的优越性。 (2) 电磁铁的性能 交流电磁铁与直流电磁铁控制性能的比较。本整型电磁铁的性能。 (3) 电磁
3、球阀 符号和原理示意见图6-6、6-7。与电磁滑阀相比较。,图6-4 三位四通电磁换向阀 a）结构原理 b）符号 1-阀体 2-弹簧 3-弹簧座 4-阀芯 5-线圈 6-衔铁 7-隔套 8-壳体 9-插头组件,图6-5 二位四通电磁阀的符号 a） 单电磁铁弹簧复位式 b） 双电磁铁机械定位式,图6-6 二位三通电磁球阀的符号 a)常开型 b)常闭型,图6-7 三位四通电磁球阀的组成原理,图6-8 液动换向阀的符号 a） 换向时间不可调型 b）换向时间可调型,2液动换向阀和电液换向阀 (1) 液动换向阀 工作原理与符号见图6-8a、b。,(2) 电液换向阀 电液换向阀的符号和工作原理见图6-9。
4、,图6-9 电液换向阀的符号 a）详细符号 b）简化符号,3机动换向阀和手动换向阀 (1) 机动换向阀 机动换向阀也叫行程阀，其控制原理与符号见图6-10。,图6-10 机动换向阀的符号 a） 顶杆控制、二通、常闭 b）顶杆控制、二通、常开 c）滚轮控制、三通,(2) 手动换向阀 手动换向阀的控制原理与符号见图6-11。,图6-11 手动换向阀的符号 a） 自动复位式 b）机械定位式,第二节 压 力 阀 压力阀分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。 一、溢流阀 (一)溢流阀的结构原理 1直动型溢流阀 直动型溢流阀的结构原理如图6-12所示。 直动型溢流阀一般只能用于低压或小流量处。系统压力
5、较高时就需要采用先导型溢流阀。,图6-12 直动型溢流阀 1阀体 2锥阀芯 3弹簧 4调压螺钉,6-13 先导型溢流阀 1先导阀 2主阀 P进油口 T回油口 X外控口 R阻尼孔,2先导型溢流阀 先导型溢流阀的结构原理可见图6-13。,先导型溢流阀的稳压性能优于直动型溢流阀，但灵敏度低于直动型溢流阀。 图6-14所示为溢流阀的符号。,图6-14 溢流阀的符号 a）一般符号或直动型符号 b）先导型符号,图6-15 溢流阀的应用 a） 用于溢流稳压 b） 用于防止过载 c） 用于远程调压,(二)溢流阀的应用 图6-15所示为溢流阀的三种应用实例。,二、减压阀 先导型减压阀的结构原理可见图6-16a，
6、减压阀的符号如图6-16b、图6-16c所示。,图6-16 减压阀 a）结构原理 b）先导型符号 c）一般符号,减压阀与溢流阀相比较，有三点主要区别可从它们二者的符号中看出。 图6-17所示为减压阀的应用举例。,图6-17 减压阀应用举例,三、顺序阀 1结构原理 图6-18a所示为一种直动型顺序阀的结构原理。 在图6-18a中，控制活塞下方的控制压力油经内部通道直接来源于阀的进口，这种控制方式的顺序阀称为内控顺序阀。图6-18b为内控顺序阀的符号。 若将图6-18a所示的阀稍加改装，即将下盖转过90安装，并打开外控口X的堵头，接通外控油路，就成了外控顺序阀。外控顺序阀的符号如图6-18c所示。
7、,图6-18 顺序阀 a）结构原理 b）内控式符号 c）外控式符号 1调压螺钉 2弹簧 3上盖 4阀体 5阀芯 6控制活塞 7下盖,2应用举例 图6-19所示为机床加工常用的定位夹紧油路。这里，顺序阀和单向阀并联工作。图中带点划线框的组合图形即为单向顺序阀的符号。,图6-19 顺序阀应用举例,四、压力继电器 图6-20所示为单柱塞式压力继电器的结构原理。,图6-20 单柱塞式压力继电器 a）结构原理 b）符号 1-柱塞 2-限位挡块 3-顶杆 4-调解螺杆 5-微动开关,压力继电器的性能指标主要有两项： (1) 调压范围 即发出电信号的最低和最高工作压力间的范围。打开面盖，拧动调节螺杆4，即可
8、调整工作压力。 (2) 通断区间 压力继电器发出电信号时的压力称为开启压力，切断电信号时的压力称为闭合压力。开启压力与闭合压力之差称为通断区间。 图6-21是压力继电器的应用举例。,图6-21 压力继电器应用举例,第三节 流 量 阀 流量阀用于控制液压系统中液体的流量。常用的流量阀有节流阀、调速阀等。 流量阀是液压系统中的调速元件，其调速原理是依靠改变阀口的通流截面积来控制液体的流量，以调节执行机构 (液压缸或液压马达) 的运动速度。,一、节流阀 1节流阀的结构原理 图6-22a所示为节流阀的结构原理。图6-22b为节流阀的符号。,图6-22 节流阀 a）结构原理 b）符号,2 节流阀的流量特
9、性 根据式 p =Rqn ，有 令=1/n 则 根据流体力学分析，有 因此得节流阀流量特性方程 式中 q通过节流阀的流量； C与阀口形状、几何尺寸、油液性质有关的系数； AT 阀口的通流截面积； p 节流阀前后的压力差； 指数，由阀口结构形式所决定，通常0.51 。,由流量特性方程可知： 1) 当阀口形状、结构尺寸及油液性质、节流阀前后的压力差一定(C、P一定)时，只要改变阀的通流截面积，便可调节流量。 2) 当阀口通流截面积调整好以后(一定)，若阀的前后压力差或油的粘度发生变化(P或C值变化)，通过节流阀的流量也要发生变化。 在实际使用中，一方面由于执行机构的工作负载经常变化，导致节流阀前后
10、的压力差变化；另一方面由于油温变化，会导致油的粘度变化，所以通过节流阀的流量也经常发生变化，使工作部件运动不平稳。,二、调速阀 1工作原理 对于运动平稳性要求较高的液压系统，通常采用调速阀。 调速阀是由减压阀和节流阀串联而成的组合阀。这里所用的减压阀跟以前介绍的先导型减压阀不同，是一种直动型减压阀，称定差减压阀。用这种减压阀和节流阀串联在油路里，可以使节流阀前后的压力差保持不变，从而使通过节流阀的流量亦保持不变，因此，执行机构的运动速度就得到稳定。 调速阀的稳速原理可通过图6-23a的分析得到了解。 调速阀的符号如图6-23b、c所示。,图6-23 调速阀的工作原理和符号 a）工作原理 b）详
11、细符号 c）简化符号,2流量的温度补偿 在一般情况下，上述调速阀能获得较好的稳速性能。但是当通过的流量很小时，油的粘度变化对流量的影响就比较大。所以当油温升高使油的粘度变小时，通过调速阀的流量仍会增大。为了减小温度对流量的影响，可以采取一种补偿措施，做成温度补偿调速阀。温度补偿调速阀的结构原理如图6-24所示。,图6-24 流量的温度补偿 1阀芯 2温度补偿杆,第四节 比例阀、插装阀和数字阀 一、比例阀 比例阀可以根据电信号的强弱，成比例地控制液压系统的压力、流量和方向。 比例阀由两部分组成：液压部分和电气部分。液压部分的结构原理和普通阀基本相同，而电气操纵部分是一种比例电磁铁。当通入电磁铁的
12、电流大小受到控制时，阀芯所受的力或位移也按比例地得到控制，这样就能很方便地对系统中的压力、流量和方向实行自动连续的调节。 图625为直动型比例溢流阀的结构原理图。,图6-25 直动型比例溢流阀的结构原理 1比例电磁铁 2推杆 3弹簧 4锥阀 5进油口 6回油口,在液压系统中应用比例阀，可以实现电液比例控制。与使用普通液压元件的控制系统相比较，电液比例控制的好处是明显的。 图6-26为应用比例溢流阀的自动连续调压回路。,图6-26 应用比例溢流阀的自动连续调压回路 1先导型溢流阀 2比例溢流阀 3电信号放大器,二、插装阀 如图6-27a所示为插装阀的结构原理，图6-27b为插装阀的一般符号。,图
13、6-27 插装阀 a） 结构原理 b）符号 1控制盖板 2阀套 3弹簧 4阀芯 5插装块体,图6-28 插装方向控制阀 a）单向阀 b）二位二通换向阀 c）二位三通换向阀 d）二位四通换向阀,图6-28示出几个插装方向控制阀的实例。,图6-29示出插装压力控制阀的结构原理和符号。 图6-30给出了带有手动调节推杆的插装节流阀的符号,图6-29 插装压力阀 a）结构原理 b）插装溢流阀符号 1-先导阀 2-主阀芯 R-阻尼孔,图6-30 插装节流阀的符号,插装阀及其集成系统有如下特点： 1) 插装主阀结构简单，通流能力大，故用通径很小的先导阀与之配合便可构成通径很大的各种插装阀。 2) 不同的阀
14、有相同的插装主阀，一阀多能，便于实现标准化。 3) 泄漏小，又便于实现无管连接，先导阀功率又很小，具有明显的节能效果。,三、数字阀 数字阀的全称为电液数字控制阀。当今技术较成熟的是增量式数字阀，即用步进电动机驱动的液压阀，已有数字流量阀、数字压力阀和数字方向流量阀等系列产品。 图6-31所示为增量式数字流量阀。,图6-31 数字流量阀 1步进电动机 2滚珠丝杆 3阀芯 4阀套 5连杆 6传感器,第五节 液压伺服阀和电液伺服阀 液压伺服阀和电液伺服阀是液压伺服系统中的控制元件。 一、液压伺服阀 1滑阀 滑阀有单边、双边和四边控制三种形式。 图6-32所示为单边滑阀的工作原理。,图6-32 单边滑
15、阀的工作原理,图6-33 双边滑阀的工作原理,图6-33所示为双边滑阀的工作原理。,图6-34 四边滑阀的工作原理,图6-34所示为四边滑阀的工作原理。,单边、双边和四边滑阀的控制作用是相同的。控制边数越多，控制质量就越好，但其结构工艺性也越差。 2喷嘴挡板阀 图6-35所示为双喷嘴挡板阀的工作原理。,图6-35 双喷嘴挡板阀的工作原理 1挡板 2、3喷嘴 4、5节流小孔,喷嘴挡板阀的优点是结构简单，加工方便，运动部件的惯性小，反应快，精度和灵敏度高。缺点是无功损耗大，抗污染能力较差。 喷嘴挡板阀常用作多级放大伺服控制元件中的前置级。 由上述可知，液压伺服系统由控制元件、执行元件、反馈装置和液
16、压能源等几个基本环节所组成，其组成原理可见图6-36方块图。,图6-36 液压伺服系统组成原理方块图,二、电液伺服阀 电液伺服阀是电液联合控制的多级伺服元件，它能将微弱的电气输入信号放大成大功率的液压能量输出。 1电液伺服阀的结构原理 电液伺服阀由电磁和液压两部分组成。电磁部分是一个力矩马达，液压部分是一个两级液压放大器。 (1) 力矩马达 其组成及工作原理见图6-37。 (2) 液压放大器 实现两级放大，即前置放大和功率放大，工作原理见图6-37。,图6-37 电液伺服阀的结构原理 1永久磁铁 2、4导磁体 3衔铁 5线圈 6弹簧管 7挡板 8喷嘴 9滑阀 10固定节流孔 11滤油器,2电液伺服阀应用举例 图6-38是机械手手臂伸缩电液伺服系统原理图。,图6-38 机械手伸缩运动伺服系统原
