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1、第五章 液压阀1液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀5-1 阀的作用和分类一、作用一、作用 控制液流的方向、压力和流量。二、分类二、分类按用途： 方向阀、压力阀、流量阀按连接方式：管式（螺纹L）、板式（B）、法兰式（F）根据压力等级：低压、中压、中高压、高压。2液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀三、对液压阀的基本要求三、对液压阀的基本要求1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小；2）油液流过时的压力损失小；3）密封性能好；4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性强。3液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀5-2 压力控制阀压力控制阀4液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀分类
2、按用途： 溢流阀 减压阀 顺序阀 压力继电器工作原理：利用液压力与阀内弹簧力相平衡原 理工作的。 按阀芯结构：滑阀 球阀 锥阀 按工作原理：直动式 先导式 5液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀一、 溢流阀2典型结构及工作原理典型结构及工作原理类型：类型：直动式溢流阀，先导式溢流阀。1溢流阀的功能溢流阀的功能功能：功能：利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持平衡，使阀的进口压力不超过或保持调定值；保持系统压力恒定，即溢流定压；防止系统过载，即安全保护。6液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀1）结构和工作原理）结构和工作原理（1）直动式溢流阀）直动式溢流阀结构：结构：由阀体、阀芯、上盖、 弹簧、
3、调节手柄等组成。 溢流阀的出油口一般接油箱 动画演示动画演示7液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀工作原理：工作原理：阀芯处于下位， ；阀芯上升， ； p pc ,溢流。 p 进口油压 pc 溢流阀的开启压力结论：结论： 利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持平衡，使阀的进口压力不超过或保持调定值；（1）直动式溢流阀（续）直动式溢流阀（续）8液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀直动式溢流阀职能符号：直动式溢流阀职能符号：（1）直动式溢流阀（续）直动式溢流阀（续）po9液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀2）结构特点：）结构特点： 随着工作压力的提高，直动式溢流阀上的弹簧力要增加，弹簧刚度要相
4、应增大，这使溢流量变化时溢流压力的波动加大，所以直动式溢流阀只宜用在低压系统。 （1）直动式溢流阀（续）直动式溢流阀（续）. 阀芯上的阻尼孔对阀芯的运动形成阻尼，阀芯上的阻尼孔对阀芯的运动形成阻尼， 可避免阀芯振动，提高阀工作平稳性。可避免阀芯振动，提高阀工作平稳性。. 转动调节手柄，可调节弹簧预紧力，转动调节手柄，可调节弹簧预紧力， 从而调节溢流阀的开启压力。从而调节溢流阀的开启压力。10液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀（2） 先导式溢流阀先导式溢流阀结构组成：1）结构和工作原理）结构和工作原理主阀：圆柱阀芯主阀：圆柱阀芯先导阀：锥形阀芯先导阀：锥形阀芯工作原理：结构：先导阀 主阀 阻
5、尼孔、压差p主阀弹簧主阀弹簧进油口进油口P出油口出油口O调节螺钉调节螺钉锥阀芯锥阀芯 阀座阀座调压弹簧调压弹簧遥控口遥控口K阀体阀体主阀芯主阀芯主阀座主阀座阀盖阀盖动画演示动画演示11液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀溢流溢流不溢流不溢流12液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀（2） 先导式溢流阀（续）先导式溢流阀（续）先导阀弹簧的作用：调节溢流压力 主阀弹簧的作用：主阀弹簧只用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹 簧很软 13液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀直动式溢流阀职能符号：直动式溢流阀职能符号：先导式式溢流阀职能符号：先导式式溢流阀职能符号：（2） 先导式溢流阀（续）先导式溢流阀（
6、续）旧符号14液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀2）结构特点：）结构特点： 先导式溢流阀有一个与主阀上腔相通的遥控口，通过先导式溢流阀有一个与主阀上腔相通的遥控口，通过遥控口还可以实现多级调压及系统卸荷等。遥控口还可以实现多级调压及系统卸荷等。 （2） 先导式溢流阀（续）先导式溢流阀（续） 调节先导阀弹簧的预紧力，即可调节溢流压力；调节先导阀弹簧的预紧力，即可调节溢流压力； 主阀弹簧用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹簧很软主阀弹簧用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹簧很软 ； 先导阀的承压面积和开口量均很小，调压弹簧刚度不先导阀的承压面积和开口量均很小，调压弹簧刚度不必很大便能得到较高的溢流压力，故
7、先导式溢流阀一般必很大便能得到较高的溢流压力，故先导式溢流阀一般用于高压、大流量场合；用于高压、大流量场合；15液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀3. 溢流阀的结构特点溢流阀的结构特点主阀口常闭主阀口常闭控制阀口打开的油液来自进油口控制阀口打开的油液来自进油口泄油采用内泄方式泄油采用内泄方式16液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀DBD型直动式溢流阀17液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀实物18液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀实物19液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀4.溢流阀的主要性能参数溢流阀的主要性能参数(2)(2)稳态性能参数：稳态性能参数：调调压压范范围围：指在通
8、过额定流量时，调压手轮从全开至全关状态下、溢流阀进油口的压力变化范围。卸卸荷荷压压力力：指在调定压力下，通过额定流量时，使溢流阀遥控口接油箱，即溢流阀处于卸荷状态时进、回油口的压差。该值与通道阻力和主阀弹簧预紧力有关，对直动式溢流阀则不存在卸荷压力。压压力力损损失失：指在调压手轮处于全松位置，溢流阀通过额定流量时，进、回油口的压差。(1)(1)基本参数基本参数：额定压力：额定压力：指额定工况时的压力，般指额定工况下的最大工作压力。额定流量：额定流量：指额定工况时的流量，一般指在压力损失值限定条件下所能通过的流量。20液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀4.溢流阀的主要性能参数（续）溢流阀的主
9、要性能参数（续）开开启启特特性性：指溢流阀从关闭逐渐开启时，流经阀的流量和与之对应的进口压力之间的关系。开启特性一般用开启率来衡量，开启率即开启压力与调定压力的百分比。闭闭合合特特性性：指溢流阀从开启逐渐关闭时，流经阀的流量和与之对应的进口压力之间的关系。闭合特性一般用闭合率来衡量，闭合率即闭合压力与调定压力的百分比。稳稳态态压压力力- -流流量量特特性性：即启闭特性，它是开启特性和闭合特性之总合。最小稳定流量：最小稳定流量：一般规定为额定流量的15。21液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀5.静态特性静态特性开启压力：调定压力(全流压力):调压偏差:设:Xc:弹簧调整时的预压缩量 XRma
10、x:溢流阀的阀口开度22液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀5.应用(1) 作安全阀（常闭） 作用：防止系统过载。23液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀(2) 作溢流阀（常开）作用：保持系统压力恒定24液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀(3)卸荷或远程调压n卸荷n远程调压25液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀(4) 作背压阀n放在系统回油路上26液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀二、二、 减压阀减压阀特点：特点：出口压力控制阀芯动作， 有单独泄油口工作原理：工作原理：节流口产生压降p p2 = p1 -p ， p1一定，p ， p2。 p1 ps ,减压、稳压。作用：作用：减
11、低系统压力，并有稳压作用。 动画演示动画演示27液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀稳压原理 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：28液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀工作缸夹紧缸应用：使夹紧缸获得稳定的低压。29液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀三、三、 顺序阀顺序阀作用：作用：控制多个执行元件动作顺序。1.内控顺序阀职能符号：职能符号：结构：结构：出油口接二次油路，有单独泄 油口。工作原理：工作原理：p ps ,接通。特点：特点：内部控制， 外部泄油。30液压传动第液压传
12、动第5章液压阀章液压阀应用：控制液压缸动作顺序31液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀2. 外控顺序阀结构：结构：控制油口。工作原理：工作原理：pK ps ,进出口接通。特点：特点：外部控制， 外部泄油。职能符号：职能符号：32液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀单向顺序阀33液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀四、 压力继电器作用：作用：利用系统中压力变化，控制电路的通断。微动开关调节螺钉顶杆柱塞34液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀工作原理：工作原理：p ps ,微动开关闭合，发出电信号。p ps ,微动开关断开，电信号撤销。职能符号：职能符号：应用：应用：1.控制电磁阀动作。
13、2.控制系统压力，出故障时，自动停车。 35液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀应用：控制电磁阀，实现油缸顺序动作。36液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀压力阀小结作用：控制液压系统中的压力。共性：利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的 开与关；或控制开口大小。溢流阀：控制进口压力减压阀：控制出口压力顺序阀：控制阀口通与不通，进而控制执行元件的 动作顺序。压力继电器：利用系统中压力变化，控制电路的通断。要求：掌握各种阀的工作原理及应用场合。37液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀5-2 方向控制阀38液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀1. 作用作用 控制液流方向，从而改变执行元件的运动
14、方向。2. 2. 分类分类 单向阀 换向阀39液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀一、 单向阀1. 普通单向阀结构：阀体、阀芯、弹簧等结构：阀体、阀芯、弹簧等40液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀作用：作用：只许油液单向流动，反向不通。要求：要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。 开启压力：0.030.05 MPa背压阀背压阀：(单向阀的变形) 弹簧较硬 开启压力：0.20.6 MPa背压：执行元件回油腔的压力。 职能符号：职能符号：41液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀应用：n锁紧油缸，避免向油泵倒灌。n平衡重物42液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀2. 液控单向阀液控单向阀
15、组成：组成：普通单向阀+小活塞缸特点：特点：a. 无控制油时，与普通单向阀一样， b. 通控制油时，正反向都可以流动。 职能符号：职能符号：43液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀应用：n锁紧油缸，避免倒灌。n控制重物下放速度。 液压锁液压锁44液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀二、二、 换向阀换向阀n作用：改变油流方向组成组成主体主体( (阀体、阀芯）阀体、阀芯）操纵定位装置操纵定位装置分类分类滑阀滑阀转阀转阀45液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀 换向阀工作原理换向阀工作原理46液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀 换向阀工作原理换向阀工作原理1 12 247液压传动第液压传动
16、第5章液压阀章液压阀 换向阀职能符号换向阀职能符号换向阀的换向阀的“通通”和和“位位”换向阀的换向阀的“通通”：是指阀体上与外部连通的：是指阀体上与外部连通的油口数目，即有几个油口就叫几通阀；油口数目，即有几个油口就叫几通阀；换向阀的换向阀的“位位”：是指阀芯与阀体可能的相：是指阀芯与阀体可能的相对位置，有几个位置就叫做几位阀。对位置，有几个位置就叫做几位阀。48液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀 换向阀职能符号换向阀职能符号换向阀的换向阀的“通通”和和“位位”换向阀的换向阀的“通通”：是指阀体上与外部连通的：是指阀体上与外部连通的油口数目，即有几个油口就叫几通阀；油口数目，即有几个油口就
17、叫几通阀；换向阀的换向阀的“位位”：是指阀芯与阀体可能的相：是指阀芯与阀体可能的相对位置，有几个位置就叫做几位阀。对位置，有几个位置就叫做几位阀。49液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀1. 主体部分(1) 两位两通PA职能符号：职能符号：作用：控制油路的通与断作用：控制油路的通与断50液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀(2) 两位三通职能符号：职能符号：作用：控制液流方向作用：控制液流方向PAB51液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀(3) 两位四通职能符号：职能符号：作用：控制执行元件换向作用：控制执行元件换向P 压力油口压力油口O 回油口回油口A、B 分别接执行元件的两腔分别接执
18、行元件的两腔52液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀(4) 三位四通职能符号：职能符号：作用：换向、停止。作用：换向、停止。PABO53液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀(5) 两位五通职能符号：职能符号：作用：换向、两种回油方式。作用：换向、两种回油方式。PABO1O254液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀(6) 三位五通职能符号：职能符号：作用：换向、停止、回油不同。作用：换向、停止、回油不同。PABO1O255液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀两种回油方式工进：有背压运动平稳工进：有背压运动平稳退回：快速畅通退回：快速畅通56液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀2.操纵定
19、位装置作用：移动阀芯并使其保持在工作位置上。a.手柄控制，弹簧复位。手柄控制，弹簧复位。(1)(1)手动手动b.手柄控制，钢球定位。手柄控制，钢球定位。应用：小流量，需徒手操作的场合。应用：小流量，需徒手操作的场合。三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀57液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀结构图58液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀(2) 机动59液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀 两位两通机动换向阀两位两通机动换向阀挡块操纵挡块操纵，弹簧复位。，弹簧复位。应用：行程控制的场合。（又叫行程阀）应用：行程控制的场合。（又叫行程阀）靠弹簧的方格表示常态靠弹簧的方格表示常态两位两通两位两
20、通常开常开常闭常闭60液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀用行程阀速度换接61液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀（3） 电磁62液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀两位三通电磁换向阀两位三通电磁换向阀电磁铁操纵，弹簧对中电磁铁操纵，弹簧对中优点：易于实现自动化。优点：易于实现自动化。应用：小流量的场合。应用：小流量的场合。（q63 L/min ) 电磁铁吸力有限电磁铁吸力有限120N 三位四通电磁换向阀三位四通电磁换向阀电磁铁操纵，弹簧复位电磁铁操纵，弹簧复位。63液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀根据所用电源的不同分为：交流型、直流型、本整型根据所用电源的不同分为：交流型、直流型
21、、本整型交流型：交流型：110V、220V、380V， 切换频率切换频率 0.40.5MPa（ p 0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）一样）91液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀职能符号：n简化符号92液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀三、溢流节流阀1.组成：节流阀差压式溢流阀 (并联)2. 工作原理p1一定，p2阀芯下移 xR pR pm，pT = pm- p2 =C ; p2阀芯上移 xR pR , pm ，pT = pm- p2 =C。节流阀：节流阀：F变，变， p变，变， Q变。变。溢流阀：溢流阀： F变，变， pT不变，不变， Q不
22、受负载变化的影响。不受负载变化的影响。特点特点:液压泵供油时系统压力随负载而变化液压泵供油时系统压力随负载而变化.系统功耗小系统功耗小,发热发热少少.但弹簧刚度较调速阀大但弹簧刚度较调速阀大,使节流阀的前后的压差较大使节流阀的前后的压差较大.适用于适用于:功率较大且对运动平稳性要求液压系统中功率较大且对运动平稳性要求液压系统中.93液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀职能符号：n简化符号94液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀6-5 控制阀的安装95液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀6-5 控制阀的安装96液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀滑阀上的液动力 1稳态液动力：稳态液动力：
23、阀芯移动完毕，开口固定之后，液流流经阀口时，因动量变化而作用在阀芯上的力。 稳态液动力可分解为轴向和径向。径向分力可以互相抵消。 稳态液动力对滑阀性能的影响是加大了操纵滑阀所需的力。在高压大流量场合，这个力将会很大，使阀芯的操纵成为突出的问题。应设法采取措施补偿或消除这个力。轴向稳态液动力：轴向稳态液动力： 97液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀消除稳态液动力的方法：n 研制特种形状的阀腔n 阀套上开径向小孔n 改变阀芯某些区段的颈部尺寸。2瞬态液动力：阀芯移动过程中（即开口大小发生变化时），瞬态液动力：阀芯移动过程中（即开口大小发生变化时），阀腔中液流因加速或减速而作用在阀芯上的力。阀腔
24、中液流因加速或减速而作用在阀芯上的力。瞬态液动力只与阀芯移动速度有关，即与阀口开度的变化率有瞬态液动力只与阀芯移动速度有关，即与阀口开度的变化率有关，而与阀口开度本身无关。关，而与阀口开度本身无关。98液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀 由于阀芯与阀孔的制造误差，引起几何形状不正确以及它们之间在工作中不正确的相对位置，当液流流经阀芯凸台与阀孔间隙时，压力在间隙中分布不均匀，而产生径向不平衡力，使阀芯在移动时阻力增加，这种现象称为液压卡紧现象。产生液压卡紧现象的主要原因：滑阀副几何形状误差和同心度产生液压卡紧现象的主要原因：滑阀副几何形状误差和同心度变化变化(偏心倒锥偏心倒锥)所引起的径向不
25、平衡液压力所引起的径向不平衡液压力,即液压卡紧力。即液压卡紧力。 滑阀上的液压卡紧力滑阀上的液压卡紧力 消除液压卡紧力的措施消除液压卡紧力的措施:在滑阀的阀芯上开几条环形在滑阀的阀芯上开几条环形均压槽均压槽。一般均压槽的尺寸是：。一般均压槽的尺寸是：宽宽0.30.5mm，深，深0.50.8mm，槽距，槽距15mm。开七条均。开七条均压槽效果最佳。压槽效果最佳。为减小径向不平衡力，应严格控制阀芯和阀孔的制造精度。为减小径向不平衡力，应严格控制阀芯和阀孔的制造精度。 99液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀 1. 电液伺服阀 2. 电液比例阀 3. 插装阀其它其它结构结构形式阀形式阀100液压传
26、动第液压传动第5章液压阀章液压阀 1. 电液伺服阀：电液伺服阀是一种变电气信号为液压信号以实现流量或压力控制的转换装置。 它充分发挥了电器信号具有传递快，线路连接方便，适于远距离控制，易于测量、比较和校正的优点，和液压动力具有输出力大、惯性小、反应快的优点。这两者的结合使电液伺服阀成为一种控制灵活、精度高、快速性好、输出功率大的控制元件。其它结构形式阀其它结构形式阀101液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀其它结构形式阀其它结构形式阀102液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀2. 电液比例阀：它可根据输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统中液流的压力、流量和方向并可防止液压冲击。其它结构形式阀其它结构形式阀103液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀 其它结构形式阀其它结构形式阀3. 插插装装阀阀：它它的的主主要要元元件件均均采采用用插插入入式式的的连连接接方方式式，并并且且大大部分采用锥面密封切断油路。部分采用锥面密封切断油路。104液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀 其它结构形式阀其它结构形式阀105液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀106液压传动第液压传动第5章液压阀章液压阀
