第5章第3節(jié)壓力控制閥.doc

廣東省粵東高級技工學(xué)校教案紙（續(xù)頁）第9頁廣東省粵東高級技工學(xué)校教案紙章節(jié)課題第5章第3節(jié)壓力控制閥審閱者簽名授課日期2010年10月8日第6周星期（5）第3、4節(jié)授課時數(shù)2教學(xué)目的掌握壓力控制閥的工作原理和結(jié)構(gòu)；掌握溢流閥、減壓閥的應(yīng)用。教學(xué)方法講授和多媒體動畫演示教學(xué)重點溢流閥、減壓閥工作原理和結(jié)構(gòu)教學(xué)難點溢流閥、減壓閥的應(yīng)用教具、掛圖PPT作業(yè)題號布置同步課后習(xí)題教學(xué)過程及時間分配主要教學(xué)內(nèi)容及步驟5-3 壓力控制閥壓力控制閥是利用閥芯上的液壓作用力和彈簧力保持平衡來進行工作的。按照閥在系統(tǒng)中的作用不同，可分為溢流閥、減壓閥、順停閥、壓力繼電器等。一、溢流閥1典型結(jié)構(gòu)及工作原理：作用：保持系統(tǒng)壓力恒定，即溢流定壓；防止系統(tǒng)過載，即安全保護。類型：直動式溢流閥，先導(dǎo)式溢流閥。職能符號：1）直動式溢流閥結(jié)構(gòu)：由閥體、閥芯、上蓋、彈簧、調(diào)節(jié)手柄等組成。教學(xué)過程及時間分配主要教學(xué)內(nèi)容及步驟工作原理：P為進油口，O為回油口，壓力油自通口P進入溢流閥，經(jīng)閥芯上的“T”型阻尼孔作用在閥芯的底面上。（直動溢流閥動畫圖）進油壓力較低時，閥芯在彈簧力作用下處于最下端位置，將P口和O口隔斷，閥處于關(guān)閉狀態(tài)，沒有溢流；進油壓力升高至作用在閥芯底面上的液壓力大于彈簧力時，閥芯上升，閥口打開，油液由P口經(jīng)O口排回油箱。當(dāng)通過溢流閥的流量改變時，閥口開度也改變，但閥芯的移動量很小，作用在閥芯上的彈簧力變化甚微，因此可認為：閥芯在液壓力和彈簧力的平衡下，當(dāng)有油液流過溢流閥閥口時，溢流閥進口處的壓力基本保持恒定。轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手柄，可調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊力，從而調(diào)節(jié)溢流閥的溢流壓力。閥芯上的阻尼孔對閥芯的運動形成阻尼，可避免閥芯振動，提高閥的工作平穩(wěn)性。隨著工作壓力的提高，直動式溢流閥上的彈簧力要增加，彈簧剛度要相應(yīng)增大，這使溢流量變化時溢流壓力的波動加大，所以這種型式的溢流閥只宜用在低壓系統(tǒng)。2）先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)：由先導(dǎo)部分和主閥部分組成。（圖aP116）先導(dǎo)部分：閥簧、錐閥（先導(dǎo)閥）、錐閥座、調(diào)壓彈簧、調(diào)節(jié)手柄等。主閥部分：閥體、主閥芯、閥座、主閥彈簧等。工作原理： P為進油口，O為回油口，壓力油由進油口進入后作用于主閥芯活塞下腔，并經(jīng)主閥芯上的阻尼孔進入主閥芯活塞上腔，然后由閥蓋上的通道和經(jīng)錐閥座上的小孔，作用于錐閥上。（先導(dǎo)溢流閥動畫圖）當(dāng)進口油壓較低時，錐閥上的液壓作用力不足以克服錐閥彈簧預(yù)緊力時，錐閥關(guān)閉，主閥阻尼孔中沒有油液流動，主閥上、下兩腔壓力相等，主閥芯在主閥彈簧的作用下處于最下端，進、回油口被主閥芯切斷，溢流閥不溢流；當(dāng)進口油壓升高，作用在錐閥上的壓力大于彈簧力時，錐閥打開，壓力油經(jīng)阻尼孔、閥蓋上的通道、錐閥閥口、主閥中心孔及回油口流回油箱。由于油液流過阻尼孔時要產(chǎn)生壓力降，使主閥上腔壓力低于下腔壓力，當(dāng)這個壓差所形成的液壓力超過主閥彈簧預(yù)緊力、主閥芯與閥體的摩擦力和主閥芯自重等力的總和時，主閥芯向上移動，進油口與回油口相通，壓力油經(jīng)主閥口流回油箱，實現(xiàn)溢流作用。主閥芯上的全部作用力處于某一平衡狀態(tài)時，溢流口保持一定的開度，溢流壓力也保持某一定值。調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力，即可調(diào)節(jié)溢流壓力。主閥彈簧只用于克服主閥芯的摩擦力，因此彈簧很軟，主閥溢流量變化引起主閥開口量的變化對溢流壓力的影響很小；先導(dǎo)閥的承壓面積和開口量均很小，調(diào)壓彈簧剛度不必很大便能得到較高的溢流壓力，故先導(dǎo)式溢流閥一般用于高壓、大流量場合。先導(dǎo)式溢流閥有一個與主閥上腔相通的遙控口，如果將此口用管接至另一個遠程調(diào)壓閥上，若遠程調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)壓力低于先導(dǎo)式溢流閥的調(diào)節(jié)壓力時，可通過它調(diào)節(jié)先導(dǎo)式溢流閥的溢流壓力，起遠程調(diào)壓作用。通過遙控口還可以實現(xiàn)多級調(diào)壓及系統(tǒng)卸荷等。（圖aP117，aP118，B92）3）結(jié)構(gòu)特點：主閥口常閉；控制閥口打開的油液來自進油口；泄油采用內(nèi)泄方式。 2靜態(tài)特性1）溢流特性：當(dāng)溢流閥的溢流量變化時，閥口開度將相應(yīng)地變化，其溢流壓力也有改變，此即溢流特性。開啟壓力Pk：溢流閥開始溢流時，進口處的壓力。調(diào)定壓力（全流壓力）Pn：溢流閥通過額定流量Qn時，進口處的壓力。靜態(tài)調(diào)壓偏差：全流壓力與開啟壓力之差。開啟比n：開啟壓力與全流壓力之比。根據(jù)閥芯受力平衡及通過閥口的流量，可以得到相應(yīng)的溢流特性曲線，如圖所示（圖76）。由溢流特性可知： 不同的開啟壓力Pk對應(yīng)著不同的曲線。 靜態(tài)調(diào)壓偏差（PnPk）的大小反映了調(diào)壓精度的高低。彈簧剛度K越小，曲線越陡，調(diào)壓精度越高。先導(dǎo)式溢流閥主閥彈簧剛度較直動式溢流閥小得多，所以調(diào)壓精度比直動式溢流閥高得多。開啟比n越高，調(diào)壓偏差越小，調(diào)壓精度越高。2）粘滯特性溢流閥的閥芯在工作中受到摩擦力的作用，閥口開大和關(guān)小時的摩擦力方向剛好相反，因此閥在工作時，不可避免地會出現(xiàn)粘滯現(xiàn)象，使溢流閥的開啟壓力與閉合壓力不等。開啟壓力大于閉合壓力，且開啟過程與閉合過程的溢流曲線不重合。3）調(diào)壓穩(wěn)定性溢流閥在某個調(diào)定壓力下長期工作時，它的壓力會發(fā)生不規(guī)則的變化，這個變化與閥芯摩擦力、油溫變化、油液清潔度等靜態(tài)特性有關(guān)，同時還與泵源的流量脈動以及閥、管路的動態(tài)特性有關(guān)。4）壓力損失將調(diào)壓彈簧全部放松，當(dāng)閥通過額定流量時，進油腔與回油腔的壓力之差為壓力損失。5）卸荷壓力將先導(dǎo)式溢流閥遙控口直接接油箱，當(dāng)閥通過額定流量時，閥的進油腔與回油腔的壓力之差為卸荷壓力。 3在系統(tǒng)中的應(yīng)用1）溢流定壓在定量泵進口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，液壓泵輸出的壓力油只有一部分進入液壓缸，多余的部分須經(jīng)溢流閥流回油箱，保證泵的工作壓力基本不變。2）防止系統(tǒng)過載在變量泵調(diào)速系統(tǒng)中，系統(tǒng)過載時，壓力超過溢流閥調(diào)定值，溢流閥即打開，油液回油箱，保障系統(tǒng)安全。3）造成背壓在液壓系統(tǒng)的回油路上接一溢流閥，造成一定的回油阻力，可改善執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。4）實現(xiàn)遠程調(diào)壓或系統(tǒng)卸荷 二、減壓閥1典型結(jié)構(gòu)和工作原理作用：利用液流流經(jīng)縫隙產(chǎn)生壓降的原理，使出口壓力低于進口壓力。類型：按照結(jié)構(gòu)分為：直動式減壓閥和先導(dǎo)式減壓閥。按照調(diào)壓要求分為：定值減壓閥：保證減壓閥出口壓力恒定，簡稱減壓閥。定差減壓閥：保證減壓閥進出口壓力差恒定。定比減壓閥：保證減壓閥進出口壓力比值恒定。職能符號：先導(dǎo)式減壓閥性能較好，最為常用，以此為例作介紹。結(jié)構(gòu)：由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。先導(dǎo)閥部分：調(diào)壓彈簧、錐閥、錐閥座、閥蓋、調(diào)節(jié)手柄等。主閥部分：主閥彈簧、主閥芯、端蓋、閥體等。工作原理：P1為進油口，P2為出油口，L為泄油口。壓力油由進油口進入，經(jīng)主閥芯和閥體所形成的減壓口后從出油口流出。由于油液流經(jīng)減壓口縫隙時有壓力損失，所以入口壓力為P1，出口壓力為P2。出口壓力油一方面送往執(zhí)行元件，另一方面經(jīng)閥體下部和端蓋上通道至主閥芯下腔，再經(jīng)主閥芯上的阻尼孔引入主閥芯上腔和先導(dǎo)閥右腔，通過錐閥座的阻尼孔作用在錐閥上。（先導(dǎo)減壓閥動畫圖）當(dāng)負載較小，出口壓力低于調(diào)壓彈簧所調(diào)定的壓力時，先導(dǎo)閥關(guān)閉。主閥芯阻尼孔內(nèi)無油液流動，主閥芯上下兩腔油壓均等于出口油壓，主閥芯在較軟的彈簧作用下處于最下端位置，減壓口全開，不起減壓作用；當(dāng)出口壓力上升至超過先導(dǎo)閥彈簧調(diào)定的壓力時，先導(dǎo)閥閥口打開，油液經(jīng)先導(dǎo)閥和泄油口L流回油箱。由于阻尼孔的作用，主閥芯上腔壓力將低于下腔的壓力，此壓差所產(chǎn)生的作用力大于主閥彈簧預(yù)緊力時，主閥芯上移使減壓口縫隙減小，減壓作用增強，P2又下降，直到主閥芯處于平衡狀態(tài)。此時減壓閥保持一定開度，出口壓力穩(wěn)定在調(diào)定的壓力值上。如果外來干擾使進口壓力升高，則出口壓力也升高，主閥芯上移，減壓口減小，出口壓力又降低，在新的位置上取得平衡，而出口壓力基本維持不變。反之亦然。這樣減壓閥的減壓口能隨進口壓力的變化自動調(diào)節(jié)，從而使得出口壓力保持恒定。P2P調(diào)，先導(dǎo)閥打開，產(chǎn)生P，節(jié)流口關(guān)小，P，P2。結(jié)構(gòu)特點：主閥口常開；控制閥芯移動的油液來自出油口；泄油采用外泄方式。2在系統(tǒng)中的應(yīng)用減壓閥在系統(tǒng)中用于夾緊、控制、潤滑等回路中，構(gòu)成減壓回路。利用先導(dǎo)式減壓閥的遙控口，可以得到兩種（及以上）減壓后的壓力，形成多級減壓回路。 3減壓閥與溢流閥的比較減壓閥溢流閥閥口常開閥口常閉出油壓力控制閥芯移動進油壓力控制閥芯移動泄油為外泄方式泄油為內(nèi)泄方式出油腔壓力恒定進油腔壓力恒定閥芯位移量隨出口油壓的升高而減小閥芯位移量隨入口油壓的升高而增大串聯(lián)在系統(tǒng)中起減壓和穩(wěn)壓作用并聯(lián)在系統(tǒng)中起溢流定壓或安全作用三、順序閥1作用及分類作用：利用油路本身的壓力來自動控制液壓執(zhí)行元件的順序動作。分類：按結(jié)構(gòu)：直動式，先導(dǎo)式。按控制方式：直控式：利用進油口的壓力來控制閥口啟閉，也稱內(nèi)控式。 液控式：利用外來的壓力控制閥口的啟閉，也稱外控或遙控式。卸荷式：采用液控式，出口接油箱。職能符號：2工作原理及典型結(jié)構(gòu)1）直動式順序閥結(jié)構(gòu)：閥體、閥芯、上蓋、彈簧、調(diào)節(jié)螺母等。工作原理：與直動式溢流閥相似。（直動順序閥動畫圖）當(dāng)進口壓力低于調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力時，閥口關(guān)閉；當(dāng)進口壓力超過調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力時，進、出油口接通，出油口的壓力油使其下游的執(zhí)行元件動作。調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量即能調(diào)節(jié)打開順序閥所需的壓力。2）先導(dǎo)式順序閥結(jié)構(gòu)：（先導(dǎo)順序閥圖）先導(dǎo)部分：閥蓋、錐閥、錐閥座、調(diào)壓彈簧、調(diào)節(jié)手柄。 主閥部分：閥體、主閥芯、閥座、主閥彈簧。工作原理：與先導(dǎo)式溢流閥相似。3）順序閥與溢流閥的差別 溢流閥出口接油箱，因而泄油可采用內(nèi)泄方式，一般并聯(lián)在系統(tǒng)中。 順序閥出口接負載，與系統(tǒng)的壓力油腔相通，因此泄油必須通過單獨通道回油箱，即外泄方式，一般串聯(lián)在系統(tǒng)中。3在系統(tǒng)中的應(yīng)用1）實現(xiàn)多缸順序動作。2）和單向閥組合成順序閥，作平衡閥用，防止垂直運動部件因自身重量而自行下滑。3）實現(xiàn)系統(tǒng)卸荷（在雙泵供油回路，卸荷閥使大流量泵卸荷）。四、壓力繼電器1作用壓力繼電器是將液壓系統(tǒng)中的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換裝置。它的作用是：當(dāng)液壓系統(tǒng)某處的壓力上升或下降到壓力繼電器預(yù)先調(diào)定的壓力時，通過微動開關(guān)，發(fā)