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1、第第6 6章第章第3 3节节压力控制阀压力控制阀pressure control valvesl压力控制阀的作用是控制液压系统中压力控制阀的作用是控制液压系统中油液压力油液压力l压力控制阀的作用：压力控制阀的作用：l压力控制阀按功能分类：压力控制阀按功能分类：溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀、溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀、压力继电器。压力继电器。压力控制阀的基本工作原理压力控制阀的基本工作原理l通过液压作用力与弹簧力进行比较来实通过液压作用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力的控制。现对油液压力的控制。l调节弹簧的预压缩量即调节了阀芯的动调节弹簧的预压缩量即调节了阀芯的动作压力。作压力。 溢流阀
2、溢流阀 relief valve直动式溢流阀直动式溢流阀Direct acting relief valves先导型溢流阀先导型溢流阀Pilot operated relief valves 潘存云教授研制TPTP1）直动型溢流阀）直动型溢流阀工作原理工作原理进油口进油口P压力较低于时，锥阀心被弹簧压压力较低于时，锥阀心被弹簧压住而关闭；住而关闭；进油口进油口P压力高于弹簧压力时，锥阀心被推开，压力高于弹簧压力时，锥阀心被推开，油液将被排入油箱；油液将被排入油箱；拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量，拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量，从而改变溢流压力。从而改变溢流压力。潘存云教授研制TP潘存云教授
3、研制TP滑阀式直动式滑阀式直动式滑阀式直动式滑阀式直动式溢流阀原理溢流阀原理溢流阀原理溢流阀原理阀口开启后溢流的压阀口开启后溢流的压力流量方程力流量方程1. 阻尼孔阻尼孔 2.阀体阀体 3.阀芯阀芯 4.弹簧座弹簧座 5.调节螺杆调节螺杆 6.阀盖阀盖 7.调压弹簧调压弹簧阀口刚开启时阀芯阀口刚开启时阀芯受力平衡方程受力平衡方程 阀口开启后阀受阀口开启后阀受力平衡方程力平衡方程先导型溢流阀先导型溢流阀 动作原理动画动作原理动画2）先导型溢流阀）先导型溢流阀组成：组成：先导阀先导阀+主阀。先导阀就是一个小规格的直动型溢流阀，主阀。先导阀就是一个小规格的直动型溢流阀，主阀的阀心是一个具有锥形端部，
4、上面开有阻尼小孔的圆柱筒。主阀的阀心是一个具有锥形端部，上面开有阻尼小孔的圆柱筒。工作原理工作原理油液从阻尼孔进入主阀的弹簧腔，并作用在先导阀锥阀心上；油液从阻尼孔进入主阀的弹簧腔，并作用在先导阀锥阀心上；进油口进油口P压力高于弹簧压力时，压力高于弹簧压力时，先导阀心先被推开，油液直接排先导阀心先被推开，油液直接排入油箱；入油箱；当压力不高时，主阀两端油压力相同，此时主阀关闭，先导阀当压力不高时，主阀两端油压力相同，此时主阀关闭，先导阀也处于关闭状态；也处于关闭状态；由于油液流经主阀小孔时，会由于油液流经主阀小孔时，会产生压力损失而在主阀两端产生产生压力损失而在主阀两端产生压力差，主阀心在压差
5、的作用下压力差，主阀心在压差的作用下被打开，油液直接排入油箱。被打开，油液直接排入油箱。潘存云教授研制溢流阀流量压力特性溢流阀流量压力特性pq直动式溢流阀先导式溢流阀直动型溢流阀工作原理要点直动型溢流阀工作原理要点对应调压弹簧预压缩量对应调压弹簧预压缩量 xo，阀的进口压力阀的进口压力 p 基本为一定基本为一定值。值。由于阀开口大小由于阀开口大小 x 和和 稳态液动力稳态液动力Fs的影响，阀的进口的影响，阀的进口压力随流经阀口流量的增大而增大。当流量为额定流压力随流经阀口流量的增大而增大。当流量为额定流量时的阀的进口压力量时的阀的进口压力 ps 最大，最大，ps称为阀的调定压力。称为阀的调定压
6、力。对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的弹簧力，使阀的调节性能变差，结构上难以实现。弹簧力，使阀的调节性能变差，结构上难以实现。弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回油箱，弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回油箱，若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端，若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端，使阀的进口压力增大。使阀的进口压力增大。对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的弹簧对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的弹簧力，这样不仅使阀的调节性能变差，结构上难以实现。力，这样不仅使阀的调节性能变差，结构上难
7、以实现。 先导型溢流阀工作原理要点先导型溢流阀工作原理要点先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力值主要由先导阀调足压力流量方程。阀的进口压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用。压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用。通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1，因此其尺寸很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不因此其尺寸很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。大。这样一来阀的调节性能有很大改善。主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差
8、。主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔，孔径很小阻力孔一般为细长孔，孔径很小=0.60.8mm，孔孔长长l = 34mm。先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。 先导型溢流阀遥控口接法先导型溢流阀遥控口接法远程调压阀实际上是一个独立的压力先导阀，旁接在先导型溢远程调压阀实际上是一个独立的压力先导阀，旁接在先导型溢流阀遥控口起远程调压作用，其调定压力必须低于先导阀的调流阀遥控口起远程调压作用，其调定压力必须低于先导阀的调定压力。无论哪个起作用，泵的溢流量始终经主阀阀口回油箱。定压力。无论哪个起作用，泵的溢流量始终经主阀阀口回油箱。先
9、导阀前腔有一遥控口，在该控制口接远程调压阀可实现远控，先导阀前腔有一遥控口，在该控制口接远程调压阀可实现远控，接电磁阀通回油箱可实现卸载。接电磁阀通回油箱可实现卸载。Remote pilot control 溢流阀的功用溢流阀的功用溢流阀旁接在泵的溢流阀旁接在泵的出口，用来保证系出口，用来保证系统压力恒定，称为统压力恒定，称为定压阀定压阀。溢流阀旁接在泵的溢流阀旁接在泵的出口，用来限制系出口，用来限制系统压力的最大值，统压力的最大值，对系统起保护作用，对系统起保护作用，称为安全阀。称为安全阀。电磁溢流阀还可以电磁溢流阀还可以在执行机构不工作在执行机构不工作时使泵卸载。时使泵卸载。 溢流阀的性能
10、溢流阀的性能调压范围调压范围 ： 在规定的范围内调节时，阀的输在规定的范围内调节时，阀的输出压力能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。为出压力能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。为改善高压溢流阀的调节性能，往往通过更换四改善高压溢流阀的调节性能，往往通过更换四根刚度不同的弹簧根刚度不同的弹簧0.68、416、820、1632MPa实现四级调压。实现四级调压。压力流量特性：压力流量特性： 溢流阀的进口压力随流量变溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能；又称为启闭特性。化而波动的性能；又称为启闭特性。 （ps-pk）、（）、（ps-pb）称为调压偏差，调压偏差小称为调压偏差，调压偏差小好好 nk=pk/ps
11、 称为开启压力比，称为开启压力比， nb=pb/ps 称为闭合压力比，称为闭合压力比，nk 、 nb大好。大好。压力损失和卸载压力：压力损失和卸载压力： 当调压弹簧预压缩量当调压弹簧预压缩量等于零或主阀上腔经遥控口直接接回油箱时，等于零或主阀上腔经遥控口直接接回油箱时，流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力。流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力。 压力损失略高于卸载压力。压力损失略高于卸载压力。 减压阀减压阀l减压阀是利用液流流减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。口压力的压力控制阀。l按调节要求不同，有按调节要
12、求不同，有定值减压阀，定差减定值减压阀，定差减压阀，定比减压阀。压阀，定比减压阀。其中定值减压阀应用其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀。最广，又简称减压阀。 定值减压阀的定值减压阀的结构原理结构原理减压阀由压力先导阀减压阀由压力先导阀和主阀组成。出口压和主阀组成。出口压力油引至主阀芯上腔力油引至主阀芯上腔和先导阀前腔，当出和先导阀前腔，当出口压力大于减压阀的口压力大于减压阀的调定压力时，先导阀调定压力时，先导阀开启，主阀芯上移，开启，主阀芯上移，减压缝隙关小，减压减压缝隙关小，减压阀才起减压作用且保阀才起减压作用且保证出口压力为定值。证出口压力为定值。图形符号图形符号潘存云教授研制B A Y
13、 x潘存云教授研制B A Y 潘存云教授研制B A Y 减压阀减压阀功用：功用：用于降低系统某一支路的油液压力。使同用于降低系统某一支路的油液压力。使同一系统能有两个以上不同压力的回路。一系统能有两个以上不同压力的回路。先导型减压阀的工作原理先导型减压阀的工作原理 压力油压力油p1 A口流入口流入 减压口减压口降降低为低为p2 B口流出。口流出。压力油压力油 径向孔径向孔轴向小孔轴向小孔主主阀心的两端阀心的两端 先导阀锥；先导阀锥；当当p2 额定值额定值p0时，先导阀关闭，主时，先导阀关闭，主阀左、右腔压力相等，主阀心被弹簧阀左、右腔压力相等，主阀心被弹簧压在最左端，开口压在最左端，开口x最大
14、，压降最小，最大，压降最小，阀处于非工作状态。阀处于非工作状态。当当p2 先导阀锥打开先导阀锥打开泄油流入泄油流入油箱油箱阀心两端阀心两端压差压差 主阀右移主阀右移开度开度x减小减小p2当出口压力升高到能打开先导阀锥时，主阀弹簧腔的泄油便流入油箱，由于轴向孔为阻尼小孔。油液流动时会使主阀心两端产生压力差，由此推动主阀心右移，减压口开度x减小，压降增加，出口压力降低，直到等于先导阀调定的数字为止。 减压阀的特点与功用减压阀的特点与功用与先导型溢流阀比较：与先导型溢流阀比较：减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值
15、。溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值。减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭。减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭。减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出口。油经阀体內流道內泄至出口。减压阀与溢流阀一样有遥控口。减压阀与溢流阀一样有遥控口。减压阀用在液压系统中获得减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力的二次油压力低于系统压力的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。必须说明，路和控制回路。必须说明，减压阀出口压力还与出口负减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压
16、力由负载定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压决定，此时减压阀不起减压作用。作用。顺序阀顺序阀顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀。顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀。按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。漏油引出方式不同分内泄和外泄。 内控内泄内控内泄 内控外泄内控外泄 外控内泄外控内泄 外控外泄外控外泄顺序阀顺序阀功用：功用：利用系统油液压力的变化来控制油路的通断。从而实现多利用系统油液压力的变化来控制油路的通断。从而实现多个液压元件按一定的顺序动作。个液压元件按一定的顺序动作。按结构分有：按结构分
17、有：直动型溢流阀、先导型溢流阀直动型溢流阀、先导型溢流阀 直动型顺序阀的工作原理直动型顺序阀的工作原理压力油从压力油从A口口进入控制活塞的下方，使阀进入控制活塞的下方，使阀心受到向上的推力；心受到向上的推力；进油压力增高到大于弹簧压力时，阀心被进油压力增高到大于弹簧压力时，阀心被顶起，顶起，A、B口连通，油液流经顺序阀；口连通，油液流经顺序阀；拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量，拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量，从而改变顺序阀的工作压力。从而改变顺序阀的工作压力。XYAB按控制油来源分有：按控制油来源分有：内控式、内控式顺序阀内控式、内控式顺序阀 当当进口油压力较低于时，阀心被弹簧压进口油压力较
18、低于时，阀心被弹簧压住，住，A、B口不通；口不通；XYABXYAB 顺序阀的四种结构形式及其图形符号顺序阀的四种结构形式及其图形符号通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型结构类型。常用四种典型控制结构型式常用四种典型控制结构型式内控外泄式内控外泄式控制油来自内部进油口控制油来自内部进油口A，泄油从泄油从Y口排入油箱。口排入油箱。外控外泄式外控外泄式控制油来自外部油口控制油来自外部油口X，泄油从泄油从Y口排入油箱。口排入油箱。外控内泄式外控内泄式控制油来自外部油口控制油来自外
19、部油口X，泄油排入出口泄油排入出口B。内控内泄式内控内泄式控制油来自内部进油口控制油来自内部进油口A，泄油排入出口泄油排入出口B。X潘存云教授研制YABX潘存云教授研制YABX潘存云教授研制YABX潘存云教授研制YAB 顺序阀的功用顺序阀的功用内控外泄顺序阀与溢流阀非内控外泄顺序阀与溢流阀非常相象：阀口常闭，进口压常相象：阀口常闭，进口压力控制，但是该阀出口油液力控制，但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄要去工作，所以有单独的泄油口。油口。 内控外泄顺序阀用于多个执内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。其进口压行元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力，力先要达到阀的调定压力，而出口
20、压力取决于负载。当而出口压力取决于负载。当负载压力高于阀的调定压力负载压力高于阀的调定压力时，进口压力等于出口压力，时，进口压力等于出口压力，阀口全开；当负载压力低于阀口全开；当负载压力低于调定压力时，进口压力等于调定压力时，进口压力等于调定压力，阀的开口一定。调定压力，阀的开口一定。内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢流阀相同。多串联在执行元件的回油路上，流阀相同。多串联在执行元件的回油路上，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。如图示阀稳。如图示阀3作背压阀。作背压阀。 外控内泄顺序外控内泄顺序阀等同于二位二
21、阀等同于二位二通阀，可作卸载通阀，可作卸载阀，如双泵供油阀，如双泵供油回路中阀回路中阀3是泵是泵1的卸载阀。的卸载阀。 外控外泄顺序阀可作液动开关和限速锁。外控外泄顺序阀可作液动开关和限速锁。如远控平衡阀可限制重物下降的速度。如远控平衡阀可限制重物下降的速度。压力继电器压力继电器压力继电器是一种将液压系统压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的压力信号转换为电信号输出的元件。的元件。其作用是实现执行元件的顺序其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。控制或安全保护。按结构特点分为柱塞式、弹簧按结构特点分为柱塞式、弹簧管式和膜片式。图示为柱塞式管式和膜片式。图示为柱塞式压力继电器。
22、主要零件包括柱压力继电器。主要零件包括柱塞塞1、调节螺帽、调节螺帽2和电气微动开和电气微动开关关3。压力油作用在柱塞下端，。压力油作用在柱塞下端，液压力直接与弹簧力比较。当液压力直接与弹簧力比较。当液压力大于或等于弹簧力时，液压力大于或等于弹簧力时，柱塞向上移压微动开关触头，柱塞向上移压微动开关触头，接通或断开电气线路。反之，接通或断开电气线路。反之，微动开关触头复位。微动开关触头复位。潘存云教授研制P潘存云教授研制P潘存云教授研制P压力继电器压力继电器是一种液电转换元件。当是一种液电转换元件。当控制油压达到调定值时，便接控制油压达到调定值时，便接通电器开关并产生相应的动作。通电器开关并产生相
23、应的动作。常用于实现泵的加载或卸载、常用于实现泵的加载或卸载、执行元件顺序动作、系统安全执行元件顺序动作、系统安全保护、元件动作联锁等功能。保护、元件动作联锁等功能。组成：组成：压力压力 位移转换装置位移转换装置+微动开关微动开关工作原理：工作原理：压力油从压力油从P口进入，作用在柱塞底部口进入，作用在柱塞底部压力达到弹簧的调定值时，便克服压力达到弹簧的调定值时，便克服阻力推动柱塞上升，触动微动开关发阻力推动柱塞上升，触动微动开关发出电信号。出电信号。改变螺钉位置可调节工作压力。改变螺钉位置可调节工作压力。符号符号 压力继电器的功用压力继电器的功用如图所示，压力继如图所示，压力继电器用在顺序动作电器用在顺序动作回路中。当执行元回路中。当执行元件工作压力达到压件工作压力达到压力继电器调定压力力继电器调定压力时，压力继电器将时，压力继电器将发出电信号，使电发出电信号，使电磁铁得电，换向阀磁铁得电，换向阀换向，从而实现两换向，从而实现两液压缸的顺序动作。液压缸的顺序动作。
