液壓與氣壓傳動04

1、第五章,液壓控制閥,本章重點：,1,、,液壓閥的作用、類型及共同點；,2,、,單向閥、液控單向閥的工作原理及應(yīng)用；,滑閥式換向閥的換向原理，“位”、“通”、,“滑閥機(jī)能（中位機(jī)能）”、操縱方式與應(yīng)用；,3,、,溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器的工,作原理及應(yīng)用；,4,、,節(jié)流閥的特性、主要結(jié)構(gòu)和工作原理；調(diào)速閥,的典型結(jié)構(gòu)、工作原理；,5,、,各控制元件的圖形符號。,1,、,溢流閥、減壓閥的工作原理；,2,、,調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)及工作原理。,本章難點：,第一節(jié),概,述,一、液壓閥的作用,液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的壓,力、流量和液體流動方向,。,二、液壓閥的分類,按功能分：,方向控制閥,（單向

2、閥、換向閥）,壓力控制閥,（溢流閥、減壓閥、順序閥、,壓力繼電器）,流量控制閥,（節(jié)流閥、調(diào)速閥）,（,1,）在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都有閥體、閥芯（轉(zhuǎn)閥,或滑閥）和驅(qū)使閥芯動作的部件（如彈簧、電磁,鐵）組成。,共同點,：,按操縱方式分：,手動和腳踏、機(jī)動、電動、液動、電液動等。,（,2,）在工作原理上，所有閥的開口大小，閥進(jìn)、出,口壓差以及流過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量,公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。,三、對液壓閥的基本要求,（,1,）動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。,（,2,）油液流過的壓力損失小。,（,3,）密封性能好。,（,4,）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，

3、通用,性大。,第二節(jié),方向控制閥,類型：,單向閥、換向閥,一、單向閥,類型：,普通單向閥、液控單向閥,1,、普通單向閥,作用：,只允許油液沿一個方向流動，不允許油液,反向倒流（,起止回作用,）。,對單向閥的性能要求：,（,1,）正向?qū)〞r，壓力損失要??；,結(jié),構(gòu),與,工,作,原,理,單,向,閥,（,2,）反向截止時，密封性要好。,2,、,液控單向閥,作用：,（,1,）起止回作用；,（,2,）必要時解除逆止，允許油液反向通過。,結(jié)構(gòu)與工作原理：,液控單向閥分類：,1,）普通型（又包含內(nèi)泄式和外泄式）,2,）帶卸荷閥芯（又包含內(nèi)泄式和外泄式）,對于第二種結(jié)構(gòu)圖見課本圖,4-10,3,、單向閥用途,

4、（,1,）止回作用：安裝在泵的出口，,p,k,=0.3,0.5,bar,（,2,）作背壓閥用,:,防止液壓缸前沖或爬行，使系統(tǒng)工作平穩(wěn)。,p,k,=2,6,bar,（,3,）作鎖緊裝置用：起重機(jī)支腿、夾緊回路等。,（,4,）保持控制油路有必要的壓力：,p,k,p,液控,（,5,）作復(fù)合閥使用：單向節(jié)流閥、單向順序閥、單向減壓,閥、單向調(diào)速閥等。,（,6,）局部回路作安全閥使用：,p,k,p,換熱器正常工作的阻力,二、換向閥,作用：,利用閥芯相對于閥體間的相對位置改變，使油路,接通、關(guān)斷，或改變油流的方向，從而使液壓執(zhí),行元件啟動、停止或變換運(yùn)動方向。,1,、對換向閥的性能要求,（,1,）油液導(dǎo)

5、通時壓力損失要??；,（,2,）油液斷開時泄漏要??；,（,3,）閥芯換位時操縱力要小。,2,、類型,按閥芯的形狀分類,滑閥【包括控制部分、主體部分（位、通）】,轉(zhuǎn)閥,位,：為改變液流方向，閥芯相對于閥體不同的工作位置數(shù),（二位、三位），一個“”表示一個位。,通：,換向閥與液壓系統(tǒng)油路相連的主油口數(shù)（二通、三通、,四通、五通），在一個“”內(nèi)，“”,或“”與方框的交,點數(shù)。,按閥的安裝方式分類,：,管式、板式、法蘭式。,按操縱方式分類：,。,手動、機(jī)動、電動、彈簧控制、液動、液壓先導(dǎo)控,制、電液動等。,3,、,換,向,閥,主,體,結(jié),構(gòu),與,工,作,原,理,P,A,B,工,作,原,理,動,畫,演,示

6、,3,、幾種典型換向閥的結(jié)構(gòu),手動換向閥,機(jī)動換向閥,又稱行程閥。,它是借助于安裝在工作臺上的擋鐵或凸輪來迫使閥芯移動。,通常是,二位,的，有,二通、三通、四通和五通,幾種，其中二位,二通機(jī)動閥又分常閉和常開兩種。,電磁換向閥,工作原理：,利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯,來控制液流方向的。,類型：,直流（,E,，,24V,或,100V,）,交流（,D,，,36V,或,220V,或,380V,）,濕式,干式,電磁換向閥,結(jié)構(gòu)：,（,1,）動作迅速，操作輕便，便于遠(yuǎn)距離控制；,（,2,）因受電磁鐵尺寸與推力的限制，僅能控制小,流量（小于,63,l/min,）的液流；,（,3,）電磁鐵

7、通斷電需電信號控制：如設(shè)備中的按,鈕開關(guān)、限位開關(guān)、行程開關(guān)等；,（,4,）換向快，易產(chǎn)生液壓沖擊。,特點：,液動換向閥,工作原理：,利用控制油路的油液壓力來改變閥芯位置的換向閥。,結(jié)構(gòu)：,特點：,（,1,）換向速度易于控制，結(jié)構(gòu)簡單、動作平穩(wěn)可靠；,（,2,）由于液壓驅(qū)動力大，適用于大流量的場合；,（,3,）其控制油路必須有開關(guān)或換向裝置。,電液動換向閥,組成,電磁閥：,電磁閥負(fù)責(zé)液動閥控制油路的換,向，起先導(dǎo)作用。,液動閥,：負(fù)責(zé)主油路的換向。,結(jié),構(gòu),及,工,作,原,理,電液動換向閥,（,1,）換向平穩(wěn)無沖擊；,（,2,）允許通過的流量大。,（,國產(chǎn)：,32,MPa,，,1250,l/m

8、in,;,進(jìn)口：,40,MPa,，,2000,l/min,）,特點：,4,、換向閥的滑閥機(jī)能,常態(tài)位：,換向閥的閥芯未受到外部操縱力作用時所處的位置。,滑閥機(jī)能：,閥芯處于常態(tài)位（原始位置）時各油口的連通,方式。如二位閥有“常通型”、“常斷型”。,中位機(jī)能：,三位換向閥的閥芯在中間位置時，各油口的連通,方式，稱為換向閥的中位機(jī)能。,三位換向閥常用的中位機(jī)能：,“,O”,、“,H”,、“,M”,、“,P”,、“,K”,、“,Y”,型。,例：指出下列圖形符號的錯誤，并予以改正。,第三節(jié),壓力控制閥,作用：,用來控制液壓傳動系統(tǒng)中油液的壓力，以滿足,執(zhí)行元件所要求的力和轉(zhuǎn)矩。,類型：,溢流閥、減壓閥

9、、順序閥、壓力繼電器等。,共同點：,利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡,的原理工作。,一、溢流閥,類型：,直動式、先導(dǎo)式,作用：,（,1,）在不斷溢流過程中保持系統(tǒng)壓力恒定，起穩(wěn),壓和溢流作用（,p,y,=p,系統(tǒng),，閥口常開）；,（,2,）防止液壓系統(tǒng)過載，起安全保護(hù)作用,（,p,y,=1.1,1.2p,max,，閥口常閉）。,（一）溢流閥的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理,1,、直動式溢流閥,工作原理,：,直接利用液壓力與彈簧力相平衡，,以控制閥芯的啟閉動作，從而保,證,進(jìn)油口壓力基本恒定,。,pA,F,s,=kx,0,時，閥芯不,動，溢流閥關(guān)閉；,因為,q,p,q,節(jié),，故節(jié)流閥前,的壓力,p,

10、，當(dāng),pA=F,s,，閥芯,上移，溢流閥打開溢流。此,時,0,(,),s,pA,F,k,x,h,?,?,?,q,p,q,節(jié),phq,y,p,phq,y,p,使壓力,p,穩(wěn)定在調(diào)定值附近。,進(jìn)油口,出油口,特點：,結(jié)構(gòu)簡單、便宜，但工作時易產(chǎn)生振動和噪音。,職能符號：,閥芯所受的液壓力全靠彈簧力平衡，故當(dāng)系統(tǒng)壓,力很高時，彈簧必須很硬，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)笨重，調(diào)壓不輕,便。一般用于壓力小于,2.5MPa,的低壓系統(tǒng)中，作安,全閥或背壓閥使用。,由于慣性或負(fù)載的變化，導(dǎo)致,q,y,變化，即開口度,h,的,變化，由于,k,很大，所以,p,不穩(wěn)定，穩(wěn)壓精度差；,2,、先導(dǎo)式溢流閥,結(jié)構(gòu)：,先導(dǎo)調(diào)壓部分：控制主閥

11、的溢流壓力,主閥部分：溢流,工作原理：,利用主閥芯上下兩端液體,壓力差與彈簧力相平衡的,原理來進(jìn)行壓力控制。,P,2,P,1,當(dāng),p,2,A,錐,F,t,錐,，錐閥關(guān)閉；,P,2,P,1,此時，,p,1,=,p,2,，即,p,2,A,Ft,主,p,1,A,，主閥芯關(guān)閉不溢流，且,主閥彈簧很軟就能保證主閥芯關(guān)閉；,當(dāng),p,至,p,2,A,錐,F,t,錐,，錐閥打開，一小部分油液自阻尼小孔流,回油箱；由于阻尼下降，,p,1,p,2,，當(dāng)（,p,1,p,2,）差增大至,（,p,1,p,2,）,A,Ft,主,時，主閥芯,打開溢流；,穩(wěn)定工作時，,p,2,A,錐,k,錐,（,x,2,+x,2,）；,（,

12、p,1,p,2,）,A,k,主,（,x,1,+x,1,）,由于主閥彈簧和錐閥彈簧都很,軟，即,k,很小，所以，當(dāng)閥的開,度變化時，壓力變化小，穩(wěn)壓,精度高。,特點：,主閥芯采用錐面閥座式結(jié)構(gòu)密封，沒有搭合量，,動作靈敏。,因為錐閥作用面積很小，即使壓力很高，彈簧,剛度仍不大，調(diào)壓輕便；,因為主閥彈簧很軟，因此溢流量變化時，壓力,波動小。靜態(tài)特性好；,能適應(yīng)各種不同的調(diào)壓范圍的要求；,討論：,堵塞主閥阻尼孔：,P,2,P,1,導(dǎo)致系統(tǒng)壓力建立不起來；,堵塞錐閥座小孔：,導(dǎo)致系統(tǒng)過載，出現(xiàn)壓力超調(diào)現(xiàn),象；,遠(yuǎn)程控制口,K,接油箱,：,導(dǎo)致系統(tǒng)在低壓下卸荷；,遠(yuǎn)程控制口,K,接另一調(diào)壓閥：,若,p,

13、y 2,p,y 1,系統(tǒng)壓力取決于,p,y 2,。,職能符號：,（二）溢流閥的應(yīng)用場合,1,、起穩(wěn)壓和溢流作用（閥口常開）,在定量泵進(jìn)油或回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中,2,、起安全保護(hù)作用（閥口常閉）,變量泵液壓系統(tǒng)、定量泵旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和非節(jié)流,調(diào)速系統(tǒng)。,3,、起卸荷作用,4,、作背壓閥使用,5,、作吸收換向沖擊使用,6,、可實現(xiàn)多級調(diào)壓和遠(yuǎn)程調(diào)壓,Py,1,1,DT,2,DT,2,Py,3,二、減壓閥,1,、作用,（,1,）減壓：,降低液壓系統(tǒng)某支路（控制油路、夾緊回路、,潤滑回路等）的壓力。,（,2,）穩(wěn)壓：,穩(wěn)定液壓系統(tǒng)某支路的壓力。,2,、類型,按功能分,定值減壓閥：,定差減壓閥：,定比減

14、壓閥：,保證閥的出口壓力為定值。,保證閥的進(jìn)、出油口壓差為定值。,保證閥的進(jìn)、出油口壓力比為定值。,按結(jié)構(gòu)分,直動式,先導(dǎo)式（,常用,）,直動式減壓閥,3,、先導(dǎo)式定值減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理,結(jié)構(gòu),通過主閥芯上下移動，調(diào)節(jié)減壓孔口節(jié),流損失，保證出口壓力恒定。,先導(dǎo)調(diào)壓部分：,主閥部分：,給定閥的出口壓力值。,工作原理：,（,1,）減壓：,2,1,p,p,p,?,?,?,節(jié)流口,（,2,）穩(wěn)壓：,閥芯穩(wěn)定工作時，,2,3,1,t,p,A,p,A,F,?,?,若,p,2,，等式左邊大于右邊，,閥芯上移，閥口開度減小，,p,增加，,，導(dǎo)致,p,2,。,2,1,p,p,p,?,?,?,?,p,3,討論

15、：,(1),若,p,2,p,J,（減壓閥調(diào)定壓力），錐閥,關(guān)閉，閥芯上下兩端液壓力相等，主閥芯在,彈簧作用下處于開度最大位置，,不起減壓作,用,；,（,2,）若,p,1,p,J,，錐閥關(guān),閉，閥芯上下兩端液壓力,相等，主閥芯在彈簧作用,下處于開度最大位置，,不,起減壓作用,；,節(jié)流口,p,3,職能符號：,例：一夾緊油路如圖所示，若溢流閥調(diào)整壓力,p,y,5MPa,，減壓,閥調(diào)整壓力,p,J,2.5MPa,，試分析夾緊缸活塞空載運(yùn)動時,A,、,B,兩,點的壓力各為多少,?,減壓閥的閥芯處于什么狀態(tài)？夾緊時活塞停,止運(yùn)動后，,A,、,B,兩點壓力又各為多少？減壓閥閥芯又處于什么,狀態(tài),?,到,系,

16、統(tǒng),A,B,p,y,p,J,到,系,統(tǒng),A,B,p,y,p,J,解：,在活塞為空載運(yùn)動期間，,p,B,=0,，這時減壓閥中的先導(dǎo)閥關(guān),閉，主閥芯處于開口最大位置，若不考慮流過減壓閥的壓力損,失，則,p,A,=0,。,夾緊時，活塞停止運(yùn)動，,p,B,=2.5MPa,。這時減壓閥中的先導(dǎo),閥打開，主閥芯開口很小。而液壓泵輸出油液中僅有極少量流,過減壓閥中的先導(dǎo)閥，絕大部分經(jīng)溢流閥流回油箱。,則,p,A,= 5MPa,。,4,、先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥的不同之處：,為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，先導(dǎo)閥彈簧,腔需通過泄油口單獨(dú)外接油箱；而溢流閥的出油口是,通油箱的，所以它的導(dǎo)閥彈簧腔和泄漏油可通過

17、閥體,上的通道和出油口相通，不必單獨(dú)外接油箱。,減壓閥保持,出口壓力,基本不變，而溢流閥保持,進(jìn)口,處壓力,基本不變。,在不工作時，減壓閥進(jìn)、出油口互通，而溢流閥進(jìn),出油口不通。,三、順序閥,1,、作用：,利用油路本身的壓力變化來控制閥口開啟，達(dá)到油路通斷，,實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序動作，它一般不控制系統(tǒng)壓力。,內(nèi)控順序閥,2,、類型：,外（液控）控順序閥,按控制壓力來源,按結(jié)構(gòu),直動式,先導(dǎo)式,3,、結(jié)構(gòu)與工作原理：,直動式,先導(dǎo)式,單,向,順,序,閥,外,控,順,序,閥,?,采用小柱塞,?,閥心中空,?,閥口開啟與一,次進(jìn)口壓力無,關(guān)，只與,K,控,制壓力有關(guān),4,、先導(dǎo)式順序閥和先導(dǎo)式溢流閥的

18、不同之處：,(1),溢流閥的進(jìn)口壓力在通流狀態(tài)下基本不變。而順序閥一,般不控制系統(tǒng)壓力。,(2),溢流閥為內(nèi)或外泄漏，而順序閥需單獨(dú)引出泄漏通道，,為,外泄漏,。,(3),溢流閥的出口必須回油箱，順序閥出口可接負(fù)載。,壓力繼電器是,一種將油液的壓力,信號轉(zhuǎn)換成電信號,的電液控制元件，,四、壓力繼電器,性能指標(biāo)：,?,調(diào)壓范圍,?,靈敏度，開啟壓力,?,重復(fù)精度,?,響應(yīng)時間,第四節(jié),流量控制閥,作用：,依靠改變閥口通流面積,(,節(jié)流口局部阻力,),的大,小或通流通道的長短來控制流量，從而實現(xiàn),執(zhí)行元件所要求的運(yùn)動速度。,普通節(jié)流閥、調(diào)速閥、單向節(jié)流閥、單向,調(diào)速閥等。,類型：,液壓系統(tǒng)中流量控制閥的要求：,?,足夠調(diào)壓范圍,?,保證穩(wěn)定的最小流量,?,溫度壓力對流量的影響要小,?,調(diào)節(jié)方便,?,泄露小,一、,流量控制原理及節(jié)流口形式,1,、影響流量穩(wěn)定性的因素,節(jié)流口通常有三種基本形式,:,薄壁小孔、細(xì)長小孔,和短孔。,關(guān)系式：,q=KAp,m,來表示,三種節(jié)流口的流量特性曲線如下圖：,(1),壓差對流量的影響。,(2),溫度對流量的影響。,(3),節(jié)流口的抗堵塞性。,為保證流量穩(wěn)定，節(jié)流口的形式以,薄壁小孔,較,為理想。,a,針閥,式,b,偏心,槽式,c,軸向,三角槽,式,d,周向