第五章液压控制阀ppt课件

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1、第5章 液压控制阀 液压控制阀(简称液压阀)是液压系统中的控制元件,用来控制液压系统中流体的压力、流量及流动方向,以满足液压缸、液压马达等执行元件不同的动作要求,它是直接影响液压系统任务过程和任务特性的重要元器件。5.1 液压阀概述 液压阀的根本构造主要包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内做相对运动的支配安装。 在任务原理上,液压阀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的大小,以实现压力、流量和方向控制。液压阀任务时,一切阀的阀口大小、阀进、出油口间的压差以及经过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式(qKATpm),只是各种阀控制的参数各不一样而已。 5.1.1 液压阀的根本构造及任务

2、原理液压阀的根本构造及任务原理(1) 根据在液压系统中的功用可分为:方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀;(3) 根据阀芯的构造方式分为:(2) 根据液压阀的控制方式分为:(4) 根据衔接和安装方式不同分为:定值或开关控制阀、电液比例阀、伺服控制阀和数字控制阀。滑阀(或转阀)类、锥阀类、球阀类。此外,还有喷嘴挡板阀类和射流管阀,管式阀、板式阀、叠加式阀和插装式阀。 液压阀的分类方法很多,以致于同一种阀在不同的场所,因其着眼点不同而有不同的称号。下面引见几种不同的分类方法。 5.1.3 液压阀的性能参数 各种不同的液压阀有不同的性能参数,其共同的性能参数如下:1. 公称通径公称通径 公称通径代表阀

3、的通流才干的大小,对应于阀的额定流量。与阀进、出油口相衔接的油管规格应与阀的通径相一致。阀任务时的实践流量应小于或等于其额定流量,最大不得大于额定流量的1.1倍。2. 额额定定压压力力 额定压力是液压阀长期任务所允许的最高任务压力。对于压力控制阀,实践最高任务压力有时还与阀的调压范围有关;对于换向阀,实践最高任务压力还能够受其功率极限的限制。5.1.4 对液压阀的根本要求 (1) 动作灵敏、运用可靠,任务时冲击和振动小、噪声小、运用寿命长; (2) 流体经过液压阀时,压力损失小;阀口封锁时,密封性能好,内走漏小,无外走漏; (3) 所控制的参量(压力或流量)稳定,受外部干扰时变化量小; (4)

4、 构造紧凑,安装、调整、运用、维护方便,通用性好。液压系统对液压阀的根本要求如下:5.2 方向控制阀 方向控制阀是用来使液压系统中的油路通断或改动油液的流动方向,从而控制液压执行元件的启动或停顿,改动其运动方向的阀类。如单向阀、换向阀、压力表开关等。(a) 钢球式直通单向阀 (b) 锥阀式直通单向阀(c) 详细符号 (d) 简化符号 图5.1 直通式单向阀1. 普通单向阀(简称单向阀) 图5.2为板式衔接的直角式单向阀。在该阀中,液流从P1口流入,顶开阀芯后,直接经阀体的铸造流道从P2口流出,压力损失小,而且只需翻开端部螺塞即可对内部进展维修,非常方便。 图5.2 直角式单向阀 液控单向阀是可

5、以用来实现逆向流动的单向阀。液控单向阀有不带卸荷阀芯的简式液控单向阀和带卸荷阀芯的卸载式液控单向阀两种构造方式,如图5.3所示。2. 液控单向阀 图5.3(a)所示为简式液控单向阀的构造。 图5.3(b)所示为带卸荷阀芯的卸载式液控单向阀。(a) 简式液控单向阀 (b) 卸载式液控单向阀 (d) 简化符号图5.3 液控单向阀 液控单向阀具有良好的单向密封性能,常用于执行元件需求较长时间保压、锁紧等情况,也用于防止立式液压缸停顿时自动下滑及速度换接等回路中。如图5.4所示采用两个液控单向阀(又称双向液压锁)的锁紧回路。图5.4 双向液压锁的锁紧回路 1、2液控单向阀 图5.5是采用液控单向阀的锁

6、紧回路。在垂直设置的液压缸下腔管路上安装有一液控单向阀,可将液压缸(即负载)较长时间锁定在恣意位置上,并可防止由于换向阀的内部走漏引起带有负载的活塞杆落下。 1、2液控单向阀图5.5 采用液控单向阀的锁紧回路 5.2.2 换向阀 换向阀是利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换阀体上各主油口的通断关系,实现各油路连通、切断或改动液流方向的阀类。换向阀的分类如下: 按照换向阀的构造方式,可分为滑阀式、转阀式、球阀式和锥阀式。 按照换向阀的支配方式,可分为手动、机动、电磁控制、液动、电液动和气动。 按照换向阀的任务位置和控制的通道数,分为二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等。 按照换向阀

7、的阀芯在阀体中的定位方式,又可分为钢球定位、弹簧复位、弹簧对中等。 滑阀式换向阀是液压系统中用量最大,种类、称号最复杂的一类阀。它主要由阀体、阀芯以及支配和定位机构组成。 1. 滑阀式换向阀1) 滑阀式换向阀的构造主体及任务原理 阀体和滑阀阀芯是滑阀式换向阀的构造主体。阀体内孔有多个沉割槽,每个槽经过相应的孔道与外部相通。阀体上与外部衔接的主油口,称为“通,具有二个、三个、四个或五个主油口的换向阀称为“二通阀、“三通阀、“四通阀或“五通阀。 “通和“位是换向阀的重要概念,不同的“通和“位构成了不同类型的换向阀。几种不同的“通和“位的滑阀式换向阀主体部分的构造方式和图形符号见表5-1。 表5-1

8、 滑阀式换向阀主体部分的构造方式名 称 结构原理图 图形符号 使用场合 二位二通阀 控制油路的接通与切断(相当于一个开关) 二位三通阀 控制液流方向(从一个方向变换成另一个方向) 名 称 结构原理图 图形符号 使用场合 二位四通阀 控制执行元件换向 不能使执行元件在任一位置处停止运动 执行元件正反向运动时回油方式相同 三位四通阀 能使执行元件在任一位置处停止运动 二位五通阀 不能使执行元件在任一位置处停止运动 执行元件正反向运动时可以得到不同的回油方式 三位五通阀 能使执行元件在任一位置处停止运动 二位四通滑阀式换向阀的任务原理如图5.6所示。它是靠阀芯在阀体内轴向运动,从而使相应的油路接通或

9、断开。图5.6 换向阀任务原理(1) 手动换向阀。 手动换向阀是利用手动杠杆等机构来改动阀芯和阀体的相对位置,从而实现换向的阀类。阀芯定位靠钢球、弹簧,使其坚持确定的位置。图5.7(b)所示为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀的构造及图形符号。2) 滑阀式换向阀的支配方式(a) 钢球定位式的构造及符号 图5.7 三位四通手动换向阀1手柄 2阀体 3阀芯 4弹簧 5钢球(b) 弹簧自动复位式的构造及符号 机动式换向阀是依托安装在运动部件上的液压行程挡块或凸轮推进阀芯从而实现换向的阀类,常用来控制机械运动部件的行程,故又称行程换向阀。 图5.8(a)、(b)是二位二通机动换向阀的构造图和图形符号。图

10、5.8 二位二通机动换向阀1滚轮 2阀芯 3阀体 4弹簧(2) 机动换向阀 电动换向阀又称为电磁换向阀,它是利用电磁铁通电吸合后产生的吸力推进阀芯动作来改动阀的任务位置。 电磁换向阀的电磁铁按所运用电源不同可分为交流型和直流型;按衔铁任务腔能否有油液又可分为“干式和“湿式电磁铁。(3) 电动换向阀 图5.9所示为交流式二位三通电磁换向阀,阀的左部也可安装直流型或交流本整型电磁铁。图5.9 交流干式二位三通电磁换向阀c1阀体 2阀芯 3,7弹簧 4,8弹簧座 5推杆 6O形圈 9后盖 图5.10所式为直流湿式三位四通电磁换向阀。(a) 图5.10 直流湿式三位四通电磁换向阀1电磁铁 2推杆 3阀

11、芯 4弹簧 5挡圈(b) 液动换向阀是利用控制油路的压力在阀芯端部所产生的液压作用力来推进阀芯挪动,从而改动阀芯位置的换向阀。(4) 液动换向阀(a) 换向时间不可调式液动换向阀 图5.11 三位四通液动换向阀(b) 换向时间可调式液动换向阀 1单向阀钢球 2节流阀阀芯 电液动换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。其中,液动换向阀实现主油路的换向,称为主阀;电磁换向阀用于改动液动换向阀的控制油路的方向,推进液动换向阀阀芯挪动,称为先导阀。 电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种方式。图5.12所示为弹簧对中电液换向阀的构造原理和图形符号。(5) 电液动换向阀图5.12 弹簧对中电液换向阀的构造原

12、理 三位四通和三位五通换向阀,滑阀在中位时各油口的连通方式称为滑阀机能(也称中位机能)。不同的滑阀机能可满足系统的不同要求。表5-2中列出了三位阀常用的10种滑阀机能,而其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通,所以只用一个字母来表示中位的方式。不同的滑阀机能是在阀体尺寸不变的情况下,经过改动阀芯的台肩构造、轴向尺寸以及阀芯上径向通孔的个数得到的。3) 滑阀机能表5-2 三位换向阀的滑阀机能滑阀机能 中位时的滑阀状态 中位符号 中位时的性能特点 三位四通 三位五通 O 各油口全部关闭,系统保持压力,执行元件各油口封闭 H 各油口P、T、A、B全部连通,泵卸荷,执行元件两腔与回油连通 Y

13、A、B、T口连通,P口保持压力,执行元件两腔与回油连通滑阀机能 中位时的滑阀状态 中位符号 中位时的性能特点 三位四通 三位五通 J P口保持压力,缸A口封闭,B口与回油口T连通 C 执行元件A口通压力油,B口与回油口T不通 PP口与A、B口都连通,回油口T封闭K P、A、T口连通,泵卸荷,执行元件B口封闭 滑阀机能 中位时的滑阀状态 中位符号 中位时的性能特点 三位四通 三位五通 X P、T、A、B口半开启接通,P口保持一定压力 M P、T口连通,泵卸荷,执行元件A、B两油口都封闭 U A、B口接通,P、T口封闭,缸两腔连通,P口保持压力 三位换向阀除了在中间位置时有各种滑阀机能外,有时也把

14、阀芯在其一端位置时的油口连通情况设计成特殊机能,这时用第一个字母、第二个字母和第三个字母分别表示中位、右位和左位的滑阀机能,如图5.13所示。(a) MP型 图5.13 滑阀的特殊机能(b) NDO型 另外,当换向阀从一个任务位置过渡到另一个任务位置,对各油口间通断关系也有要求时,还规定和设计了过渡机能。这种过渡机能被画在各任务位置通路符号之间,并用虚线与之隔开。如图5.14(a)所示为二位四通滑阀的H形过渡机能,在换向时,P、A、B、T四个油口呈连通形状,这样可防止在换向过程中由于P口忽然完全封锁而引起系统的压力冲击。如图5.14(b)所示为O形三位四通换向阀的一种过渡机能。(a) 一种二位

15、四通换向阀的H形过渡机能 图5.14 滑阀式换向阀的过渡机能(b) 一种O形三位四通换向阀的过渡机能 从实际上讲,滑阀式换向阀的阀芯只需抑制与阀体的摩擦力以及复位弹簧的弹力就可挪动。然而实践上,由于阀芯几何外形的偏向以及阀芯与阀体的不同心,在中、高压控制油路中,当阀芯停顿一段时间后或换向时,阀芯在支配力作用下不挪动,或支配力解除后,复位弹簧不能使阀芯复位,这种景象称为液压卡紧景象。 如图5.15所示为阀芯所受径向力不平衡的几种情况:4) 液压滑阀的卡紧景象(a) (b) (c) 图5.15 阀芯径向受力分析 径向力不平衡问题是一个普遍存在的景象,只能设法减小,而不能够完全消除。如图5.16所示

16、,为了减小径向不平衡力,可在阀芯上开环形均压槽。 图5.16 滑阀阀芯环形槽的构造2. 转阀式换向阀 转阀式换向转阀是经过支配机构使阀芯在阀体内做相对转动从而改动各油口通断形状的阀类。 图5.17 三位四通转阀式换向阀l阀体 2阀芯 3手柄 4钢球和弹簧 5限位销 6、7拨叉 球式换向阀也称电磁球阀,是一种以电磁铁的推力为动力,推进钢球运动来实现油路通断和切换的阀类。 3. 球式换向阀如图5.18所示为常开型二位三通电磁球式换向阀的构造图。1) 电磁球式换向阀(a) 构造 (b) 符号 图5.18 常开型二位三通电磁球式换向阀1支点 2支配杆 3杠杆4左阀座 5球阀 6右阀座 7弹簧 8电磁铁

17、 如图5.19所示为常闭式二位三通电磁球式换向阀的构造图。与常开式不同的是:它有两个球阀,电磁铁不通电时,P口封锁,A与T通。 图5.19 常闭式二位三通电磁球阀 液控球式换向阀是由两种根本单元为根底,经过插装而集成的一种换向阀。如图5.20所示的“常开式二位二通液控球阀单元和如图5.21所示的“常闭式二位二通液控球阀单元是液控球式换向阀的根本单元。它们是利用控制油路中压力pk的变化来改动球阀芯的位置,从而实现对油路通断关系的控制。 2) 液控球式换向阀(a) 构造 (b) 表示图 图5.20 常开型二位二通液控球阀单元 l球阀芯 2导向套 图5.21 常闭式二位二通液控球阀单元 1、2一球阀

18、芯 如图5.22所列为运用四位四通液控球式换向阀控制液压缸动作原理图。图5.22 四位四通液控球式换向阀控制液压缸动作原理图功 能 符 号 结 构 二位二通 二位二通 四位三通 表5-3 由二位二通液控球阀单元组成的各种换向阀。 功 能 符 号 结 构 二位三通 二位三通 四位四通 二位四通 5.3 压力控制阀 5.3.1 溢流阀1. 溢流阀的构造和任务原理 1) 直动式溢流阀(a) 构造 (b)符号 图5.23 直动型溢流阀及图形符号1调理杆;2调理螺母;3调压弹簧;4锁紧螺母;5上盖;6阀体;7阀芯;8螺塞(a) 构造图 2) 先导式溢流阀(b) 图形符号 (c) 部分放大图图5.24 D

19、BD型直动式溢流阀(插装式)1偏流盘;2锥阀;3阻尼活塞;4调理杆;5调压弹簧;6阀套;7阀座图5.25 二节同心式溢流阀1主阀芯;2,3,4阻尼孔;5导阀阀座;6导阀阀体;7导阀阀芯;8调压弹簧;9主阀弹簧;10阀体;11阀套 图5.26 先导型溢流阀原理图主阀芯和导阀阀芯的力平衡方程分别为: 由上述两式,可得溢流阀进口压力为:图5.27 先导式溢流阀任务原理图5阻尼孔 6主阀阀芯 8主阀弹簧 9调压弹簧2. 溢流阀的主要性能1) 静态性能(1) 压力流量特性。图5.28 溢流阀的压力流量特性 压力流量特性(pq特性)又称溢流特性,表示溢流阀在某一调定压力下任务时,溢流量的变化与阀进口实践压

20、力的关系。 (2) 启闭特性。图5.29 溢流阀的启闭特性 启闭特性是指溢流阀在稳态情况下,从闭合到完全开启,再从全开到闭合的过程中,被控压力与经过溢流阀的溢流量之间的关系。启闭特性可分为开启特性和闭合特性,普通用溢流阀稳定任务时的压力流量特性来描画,如图5.29所示。 (3) 压力稳定性(6) 最大允许流量和最小稳定流量。 (5) 内走漏量。(4) 卸荷压力。2) 动态性能 图5.30 溢流阀升压与卸荷的动态特性曲线1一电压信号 2一压力呼应曲线(1) 压力超调量p:(4) 卸荷时间t3: (3) 升压过渡过程时间t2: (2) 升压时间t1: 溢流阀的动态性能通常是指溢流阀由一个稳定任务形

21、状过渡到另一个稳定任务形状时,溢流阀所控制的压力随时间变化的过渡过程性能。3. 溢流阀的运用1) 调压溢流2) 平安维护3) 使泵卸荷4) 远程调压5) 构成背压(a) 溢流恒压(c) 液压泵卸荷 (d) 远程调压 (e) 构成背压 (b) 平安维护 图5.31 溢流阀的功用5.3.2 减压阀减压阀1. 定压输出减压阀1) 构造和任务原理 图5.32 先导型减压阀(出口压力控制式)1主阀芯;2,3阻尼孔;4阀套;5主阀弹簧;6先导阀;7锥阀;8先导阀弹簧腔;9调压弹簧;10调理手柄;11阀体 根据图5.33所示的减压阀任务原理图,忽略阀芯自重、摩擦力及稳态轴向液动力的影响,那么先导阀和主阀稳定

22、任务时的力平衡方程式为 图5.33 减压阀任务原理图联立以上二式,可得: 由于xc xc0,x x0xmax,且主阀弹簧刚度Kx很小,所以主阀弹簧力近似为那么: 故p2根本坚持恒定。因此,调理调压弹簧9的预紧缩量xc0,即可调理减压阀出口压力p2。图5.34 DR型先导式减压阀(进口压力控制式)1阀体;2主阀芯;3阀套;4单向阀;5主阀弹簧;6控制油流量恒定器;7先导阀;8调压弹簧;I固定阻尼;可变阻尼 假设忽略主阀芯的自重以及摩擦力,那么主阀芯的力平衡方程式为 由于主阀弹簧刚度Kx很小,且x(x0+xmax),故Kx(x0+xmaxx)Kx(x0+xmax)Const,那么上式可写成 因此,

23、要使减压阀出口压力p2恒定,就必需使先导阀控制压力p3稳定不变。在调压弹簧预紧缩量一定的情况下,这取决于经过先导阀的流量能否恒定。假设流量恒定,那么因先导阀的开口量和液动力为定值,可使p3稳定。 2) 先导式减压阀与先导式溢流阀的主要差别(1) 减压阀坚持出口压力根本不变,而溢流阀坚持进口压力根本不变。 (2) 减压阀常开,溢流阀常闭。(3) 减压阀的走漏油液单独接油箱,为外泄,而溢流阀的走漏油液与主阀的出口相通,为内泄。 在液压系统中,一个油泵供应多个支路任务时,利用减压阀可以组成不同压力级别的液压回路。如夹紧回路、控制回路和光滑回路等。如图7.5所示为减压阀运用在夹紧回路时的减压回路。此外

24、,减压阀还可用于稳定系统压力,减少压力动摇带来的影响,改善系统控制性能等。3) 减压阀的运用阀芯受力平衡方程式为2. 定差减压阀由上式可求出定差减压阀进、出口压差p为 因此,只需尽量减小弹簧刚度K,并使 xx0,就可使压力差p近似坚持为常值。定差减压阀主要用来和其他阀一同构成组合阀,如定差减压阀和节流阀串联组成调速阀。图5.35 定差减压阀构造及符号 如图5.36所示,在稳定形状时,忽略阀芯所遭到的稳态液动力、阀芯自重和摩擦力可得到阀芯力平衡方程式为 3. 定比减压阀由于弹簧的刚度较小,弹簧力可忽略不计,那么上式可写成(a) 构造 (b) 符号 图5.36 定比减压阀构造及符号5.3.3 顺序

25、阀 顺序阀是利用油液压力作为控制信号实现油路的通断,以控制执行元件顺序动作的压力阀。按控制压力来源的不同,顺序阀可分为内控式和外控(液控)式。内控式是直接利用阀进口处的油压力来控制阀口的启闭;外控式是利用外来的控制油压控制阀口的启闭。按构造的不同,顺序阀也有直动式和先导式之分。1. 构造和任务原理1) 直动式顺序阀(a) 构造图 (b) 内控外泄式顺序阀图形符号(c) 外控外泄式顺序阀图形符号 图5.37 直动式顺序阀1调理螺钉;2调压弹簧;3端盖;4阀体;5阀芯;6控制活塞;7底盖2) 先导式顺序阀(a) 外控式 (b) 内控式 (c) 普通图形符号(d) 先导式顺序阀图形符号 图5.38

26、先导式顺序阀图5.39 DZ型先导式顺序阀1主阀体 2阻尼孔 3主阀芯 4先导级测压孔5先导阀体 6先导阀芯 7调压弹簧 a单向阀顺序阀的构造及任务原理与溢流阀类似。它们的主要差别是:(1) 顺序阀的出油口与负载油路相衔接,而溢流阀的出油口直接接回油箱。(2) 顺序阀的泄油口单独接回油箱,而溢流阀的泄油那么经过阀体内部孔道与阀的出口相通流回油箱。(3) 顺序阀的进口压力由液压系统工况来决议,当进口压力低于调压弹簧的调定压力时,阀口封锁;当进口压力超越弹簧的调定压力时,阀口开启,接通油路,出口压力油对下游负载做功。溢流阀的进口最高压力由调压弹簧来限定,且由于液流溢回油箱,所以损失了液体的全部能量

27、。 直动式顺序阀由于启闭特性不如先导式顺序阀好,所以直动式顺序阀多运用于低压系统,先导型顺序阀多运用于中、高压系统。它们的作用是: (1) 用以实现多缸的顺序动作,如图7.40所示。 (2) 作背压阀用,如图7.11所示。 (3) 作平衡阀用。在平衡回路中衔接一单向顺序阀,以坚持垂直设置的液压缸不会因自重而下落,如图7.12所示。 (4) 作卸荷阀用。将外控顺序阀的出口通油箱,使液压泵在任务需求时可以卸荷,如图7.29所示。 2. 顺序阀的运用表5-3 顺序阀的图形符号 控制与泄油方式 内控外泄 外控外泄 内控内泄 外控内泄 名称 顺序阀 外控顺序阀 背压阀 卸荷阀 图形符号 控制与泄油方式

28、内控外泄加单向阀 外控外泄加单向阀 内控内泄加单向阀 外控内泄加单向阀 名称 内控单向顺序阀 外控单向顺序阀 内控平衡阀 外控平衡阀 图形符号 5.3.4 压力继电器 压力继电器是利用液体的压力信号来启闭电气触点的液压电气转换元件。它在油液压力到达其设定压力时,发出电信号,控制电气元件动作,实现泵的加载或卸荷、执行元件的顺序动作或系统的平安维护及连锁控制等功能。1. 构造和任务原理图5.40 膜片式压力继电器1调理螺钉;2、7弹簧;3套;4弹簧座;5、6钢球; 8螺钉;9柱塞,10膜片;11铰轴;12杠杆;13微动开关 图5.41 柱塞式压力继电器(a) 构造图 (b) 符号 1柱塞 2顶杆

29、3调理螺钉 4微动开关 压力继电器在液压系统中可用于系统的顺序控制、平安控制及卸荷控制等。如图7.41 所示,利用压力继电器控制电磁换向阀换向的顺序,从而实现二个液压缸的顺序动作。2. 压力继电器的运用5.4 流量控制阀1. 构造与任务原理图5.42 轴向三角槽式节流阀1顶盖;2推杆;3导套;4阀体;5阀芯;6弹簧;7底盖5.4.1 节流阀经过节流口的流量q及其前后压差p的关系可表示为2. 流量特性图5.43 螺旋曲线开口式节流阀1阀芯 2手轮 3阀套 4阀体图5.44 常见的节流口方式 为了进一步分析压差变化对流量的影响,人们引入了节流刚度的概念。节流刚度反映了节流阀在负载压力变动时坚持流量

30、稳定的才干,其大小等于节流阀前后压差p的变化量与流量q的变化量的比值,即 3. 节流阀的刚度图5.45 不同开口时节流阀的流量特性曲线代入上式4. 节流口堵塞及最小稳定流量 节流口在小开口下任务时,特别是进出口压差较大时,虽然不改动油温暖阀的压差,但流量也会出现时大时小的脉动景象。开口越小,脉动景象越严重,甚至在阀口没有封锁时就完全断流。这种景象称为节流口堵塞。将式 节流阀常与定量泵、溢流阀一同组成节流调速回路。由于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小,还与节流口前后压差有关,阀的刚度小,故只适用于执行元件负载变化较小、速度稳定性要求不高的场所。 此外,利用节流阀可以产生较大压力损失的特点,

31、可用作液压加载器。 对于执行元件负载变化大、对速度稳定性要求高的节流调速系统,必需对节流阀进展压力补偿来坚持节流阀前后压差不变,从而保证流量稳定。5. 节流阀的运用5.4.2 调速阀1. 构造和任务原理图5.46 调速阀的任务原理图及图形符号 当调速阀稳定任务时,减压阀阀芯的受力平衡方程式为 假设不思索G和Ff的影响,那么 调速阀的运用与前述节流阀类似之处是:可与定量泵、溢流阀配合,组成节流调速回路;与变量泵配合,组成容积节流调速回路等。与节流阀不同的是,调速阀运用于有较高速度稳定性要求的液压系统中。2. 调速阀的静态特性及运用图5.47 调速阀与节流阀的流量特性3. 温度补偿调速阀图5.48

32、 温度补偿调速阀原理图 调速阀对温度和堵塞也是敏感的。为了补偿温度对流量稳定性的影响,可以采用带温度补偿安装的调速阀。这种阀也是由减压阀和节流阀两部分组成,且任务原理与调速阀一样。如图5.48所示为温度补偿调速阀的节流阀部分。 5.4.3 溢流节流阀溢流阀阀芯受力平衡方程为 图5.49 溢流节流阀假设不思索G和Ff的影响,可得5.4.4 分流集流阀图5.50 分流集流阀图形符号(a) 分流阀 (b) 集流阀 (c) 分流集流阀 分流集流阀是分流阀、集流阀和分流集流阀的总称。分流阀的作用是使液压系统中由同一个能源向两个执行元件供应一样流量的油液(即等量分流)或按一定比例向两个执行元件供应油液(即

33、比例分流),实现两个执行元件的速度同步或成定比关系。 1. 分流阀图5.51 分流阀的构造原理图1、2固定节流孔 3、4可变节流口 5阀体 6阀芯 7对中弹簧 、出油口2. 分流集流阀图5.52 分流集流阀的构造及任务原理图1阀芯;2阀套;3弹簧;4固定节流孔;5弹簧5.5 其他控制阀1. 逻辑阀的根本构造图5.53 逻辑阀的根本组成1先导阀 2控制盖板 3逻辑阀单元 4插装阀体 逻辑阀是将其根本组件插入特定的阀体内,配以盖板、先导阀等组成的一种多功能复合阀。因根本组件只需两个主油口,阀的开启闭合完全像一个受支配的逻辑元件那样任务,故称作逻辑阀。 图5.53所示为逻辑阀的根本组成,通常由先导阀

34、1、控制盖板2、逻辑阀单元3和插装阀体4四部分组成。 5.5.1 逻辑阀,根据用途不同,可以有(a) 根本方式 (b) 阀芯内设节流小孔 (c) 阀芯尾部带节流窗口 (d) 阀芯内有通孔 (e) 阀芯内带反响弹簧和节流窗口 图5.55 A1的锥阀方式显然, 阀芯构造除了根本方式外,还有如图5.55所示的多种构造方式。 两种情况。 和 假设忽略锥阀的分量和阻力的影响,作用在阀芯上的力平衡关系为3. 逻辑阀的运用1) 逻辑换向阀图5.56 二位四通逻辑换向阀1、2、3、4逻辑阀单元2) 逻辑压力阀(a) 溢流阀、顺序阀 (b) 卸荷阀 (c) 减压阀 图5.57 逻辑压力阀3) 逻辑流量阀(a)

35、构造 (b) 符号 图5.58 逻辑节流阀1调理螺杆 2阀套 3锥阀芯图5.59 逻辑调速阀原理1节流阀 2定差减压阀 图5.59所示为逻辑调速阀原理图,定差减压阀阀芯两端分别与节流阀进出口相通,从而保证节流阀进出口压差不随负载变化,成为调速阀。该阀普通装在进油路上运用。 5.5.2 电液比例控制阀 一个典型的电液比例元件或系统的控制信号流如图5.60所示。电液比例元器件的控制功能的实现过程为:输入一个给定参考电压信号,经过比例放大器进展整形、处置,转换成与输入电压成正比的任务电流。此电流输入比例电磁铁,使电磁铁输出一个与输入电流成比例的力或位移,这个力或位移又作为液压阀的输入变量,使后者输出

36、成比例的压力或流量,对液压执行器的速度、作用力进展无级调理和控制。图5.60 控制信号流1. 比例电磁铁图5.61 耐高压单向挪动式比例电磁铁一吸合区;一任务行程区;一空行程区 (b) 吸力特性图 (a) 构造图 1推杆;2端盖(下轭铁);3外壳;4隔磁环;5任务气隙;6线圈;7支承环;8衔铁;9非任务气隙;10放气螺钉;11导套;12调零螺钉 2. 比例压力阀1) 直动型比例压力阀(a) 构造 (b) 符号 图5.62 直动锥阀式比例压力阀的构造原理1比例电磁铁 2推杆 3传力弹簧 4锥阀芯电磁力 弹簧紧缩力 由于 ,所以 2) 先导锥阀式比例溢流阀图5.63 先导型电磁比例溢流阀阀(a)

37、构造 (b) 职能符号 1导阀阀座 2先导锥阀 3轭铁 4衔铁5弹簧 6推杆 7线圈 8弹簧 9先导阀3. 比例流量阀(a) 构造 (b) 符号 图5.64 比例调速阀1比例电磁铁 2节流阀芯 3定差减压阀 4弹簧4. 比例方向流量阀图5.65 比例方向节流阀1,9阻尼螺钉 2,7比例电磁铁 3,6反响孔4双向比例减压阀 5流道 8主阀芯 10液动换向阀图5.66 进口压力补偿器1阀体 2梭阀 3节流孔 4控制阀芯 5推板 6控制弹簧 7端盖 如图5.66所示为一种双向的进口压力补偿器的构造图。这是一种叠加式的压力补偿器,用于直接叠加在底板和比例方向节流阀之间。 图5.67 比例方向调速阀5.

38、5.3 电液数字阀1. 增量式数字阀图5.68 直控式数字节流阀1阀套 2连杆 3零位移传感器 4步进电机5滚珠丝杠 6节流阀阀芯 7,8节流阀口 增量式数字阀由步进电机(作为电机械转换器)来驱动液压阀芯任务。步进电机直接用数字量控制,它每得到一个脉冲信号,便沿着控制信号给定的方向转动一个固定的步距角。 图5.69 增量式数字阀控制系统原理框图2. 脉宽调制式数字阀图5.70 二位二通电磁锥阀式快速开关型数字阀 1锥阀芯;2衔铁;3弹簧;4螺管电磁铁;5阻尼孔;6阀套 脉宽调制式数字阀也称为快速开关式数字阀。这种阀也可以直接用计算机控制。由于计算机是按二进制任务的,最普通的信号可量化为两个量级的信号,即“开和“关。控制这种阀的开与关以及开和关的时间长度(脉宽),即可到达控制液流的方向、流量或压力的目的。由于这种阀的阀芯多为锥阀、球阀或喷嘴挡板阀,均可快速切换,而且只需开和关两个位置,故称为快速开关型数字阀,简称快速开关阀。 图5.71 二位三通电液球式快速开关型数字阀 1力矩马达;2衔铁;3、8推杆;4、7先导级球阀;5、6功率级球阀 图5.72 快速开关式数字阀用于液压系统的原理框图

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