第4章液壓控制元件

1、液壓閥概述液壓閥概述4.1方向控制閥方向控制閥4.2壓力控制閥壓力控制閥4.34.1.1 液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與工作原理液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 液壓閥可分為方向閥、壓力閥和流量閥液壓閥可分為方向閥、壓力閥和流量閥3大類(lèi)。大類(lèi)。 （1）在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都由閥體、閥芯）在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都由閥體、閥芯（座閥或滑閥）和驅(qū)動(dòng)閥芯動(dòng)作的元、部（座閥或滑閥）和驅(qū)動(dòng)閥芯動(dòng)作的元、部件（如彈簧、電磁鐵）組成。件（如彈簧、電磁鐵）組成。 （2）在工作原理上，所有的閥都是通過(guò)）在工作原理上，所有的閥都是通過(guò)改變閥芯與閥體的相對(duì)位置來(lái)控制和調(diào)改變閥芯與閥體的相對(duì)位置來(lái)控制和調(diào)節(jié)液流的壓力、流量及流動(dòng)方向的。所節(jié)液

2、流的壓力、流量及流動(dòng)方向的。所有閥的開(kāi)口大小、閥進(jìn)出口間的壓差以有閥的開(kāi)口大小、閥進(jìn)出口間的壓差以及流過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口及流過(guò)閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，只是各種閥控制的參數(shù)不相流量公式，只是各種閥控制的參數(shù)不相同而已。同而已。表表4-1液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)1與壓力有關(guān)的參數(shù)與壓力有關(guān)的參數(shù)（1）公稱(chēng)壓力）公稱(chēng)壓力（2）額定壓力）額定壓力2與流量有關(guān)的參數(shù)與流量有關(guān)的參數(shù)（1）液壓閥的公稱(chēng)流量）液壓閥的公稱(chēng)流量（2）液壓閥的公稱(chēng)通徑）液壓閥的公稱(chēng)通徑 （1）動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和）動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。振動(dòng)小。 （2）閥口全開(kāi)時(shí)，液流壓力損

3、失??；閥口）閥口全開(kāi)時(shí)，液流壓力損失??；閥口關(guān)閉時(shí)，密封性能好。關(guān)閉時(shí)，密封性能好。 （3）所控制的參數(shù)（壓力或流量）穩(wěn)定，）所控制的參數(shù)（壓力或流量）穩(wěn)定，受外干擾時(shí)變化量小。受外干擾時(shí)變化量小。 （4）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性好。通用性好。4.2.1 單向閥單向閥1普通單向閥普通單向閥(止回閥止回閥) （1）工作原理與圖形符號(hào)。）工作原理與圖形符號(hào)。圖圖4-1 單向閥單向閥1閥體；閥體；2閥芯；閥芯；3彈簧彈簧 （2）單向閥的應(yīng)用。）單向閥的應(yīng)用。 圖圖4-2 單向閥保護(hù)液壓泵單向閥保護(hù)液壓泵 增加工作機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性增加工作機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性 圖圖4

4、-3 單向閥用作背壓閥單向閥用作背壓閥 （1）工作原理與圖形符號(hào)。）工作原理與圖形符號(hào)。圖圖4-4 液控單向閥液控單向閥1活塞；活塞；2頂桿；頂桿；3閥芯閥芯 （2）液控單向閥的應(yīng)用。）液控單向閥的應(yīng)用。圖圖4-5 液控單向閥用于液壓缸的鎖緊液控單向閥用于液壓缸的鎖緊1液壓泵；液壓泵；2溢流閥；溢流閥；3手動(dòng)換向閥；手動(dòng)換向閥；4、5液控單向閥；液控單向閥；6液壓缸液壓缸 1換向閥的工作原理?yè)Q向閥的工作原理圖圖4-6 滑閥式換向閥工作原理圖滑閥式換向閥工作原理圖 “位位”是指閥芯的工作位置，是指閥芯的工作位置，“通通”是指是指滑閥與系統(tǒng)連接的油路數(shù)，即換向閥的通滑閥與系統(tǒng)連接的油路數(shù)，即換向閥

5、的通油口數(shù)目。油口數(shù)目。圖圖4-7 轉(zhuǎn)閥的工作原理圖轉(zhuǎn)閥的工作原理圖1閥件；閥件；2閥芯；閥芯；3操作手柄操作手柄 表表4-2滑閥式換向閥的主體結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)滑閥式換向閥的主體結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)續(xù)表續(xù)表表表4-3三位四通閥常用的中位機(jī)能三位四通閥常用的中位機(jī)能續(xù)表續(xù)表圖圖4-8 滑閥操縱方式滑閥操縱方式表表4-4滑閥式換向閥的操縱方法滑閥式換向閥的操縱方法（1）手動(dòng)換向閥。）手動(dòng)換向閥。（2）機(jī)動(dòng)換向閥。）機(jī)動(dòng)換向閥。（3）電磁換向閥。）電磁換向閥。圖圖4-9 三位四通手動(dòng)換向閥三位四通手動(dòng)換向閥圖圖4-10 二位二通機(jī)動(dòng)換向閥二位二通機(jī)動(dòng)換向閥1擋鐵；擋鐵；2滾輪；滾輪；3閥芯；閥芯；4彈簧彈簧

6、 圖圖4-11 電磁換向閥的工作原理圖電磁換向閥的工作原理圖1閥體；閥體；2閥芯；閥芯；3彈簧座；彈簧座；4彈簧；彈簧；5推桿；推桿；6鐵芯；鐵芯；7銜鐵銜鐵 根據(jù)所用電源的不同，換向閥用電磁根據(jù)所用電源的不同，換向閥用電磁鐵可分為交流和直流兩種。鐵可分為交流和直流兩種。l交流電磁鐵交流電磁鐵l直流電磁鐵直流電磁鐵 不管是直流電磁鐵還是交流電磁，都不管是直流電磁鐵還是交流電磁，都可做成干式和濕式?？勺龀筛墒胶蜐袷健干式電磁換向閥干式電磁換向閥l濕式電磁換向閥濕式電磁換向閥圖圖4-12 交流式二位三通電磁換向閥交流式二位三通電磁換向閥1閥體；閥體；2閥芯；閥芯；3推桿；推桿；4、7彈簧；彈簧；

7、5、8彈簧座；彈簧座；6O形圈；形圈；9后蓋后蓋 圖圖4-13 直流濕式三位四通電磁換向閥直流濕式三位四通電磁換向閥1電磁鐵；電磁鐵；2推桿；推桿；3閥芯；閥芯；4彈簧；彈簧；5擋圈擋圈 （4）液動(dòng)換向閥。）液動(dòng)換向閥。圖圖4-14 三位四通液動(dòng)換向閥三位四通液動(dòng)換向閥（5）電液換向閥。）電液換向閥。圖圖4-15 電液換向閥電液換向閥1、7單向閥；單向閥；2、6節(jié)流閥；節(jié)流閥；3、5電磁鐵；電磁鐵；4電磁閥閥芯；電磁閥閥芯；8主閥閥芯主閥閥芯 4.3.1 溢流閥溢流閥 對(duì)溢流閥的基本要求如下。對(duì)溢流閥的基本要求如下。 （1）定壓精度高。當(dāng)流過(guò)溢流閥的流量發(fā)）定壓精度高。當(dāng)流過(guò)溢流閥的流量發(fā)生變

8、化時(shí)，系統(tǒng)中的壓力變化要小。生變化時(shí)，系統(tǒng)中的壓力變化要小。 （2）靈敏度要高。）靈敏度要高。 （3）工作要平穩(wěn)，且無(wú)振動(dòng)和噪聲。）工作要平穩(wěn)，且無(wú)振動(dòng)和噪聲。 （4）當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，密封要好，泄漏要小。）當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，密封要好，泄漏要小。1直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥2先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥 （1）工作原理與圖形符號(hào)。）工作原理與圖形符號(hào)。 （2）性能特點(diǎn)。）性能特點(diǎn)。 定壓精度高。定壓精度高。 啟閉特性好。啟閉特性好。 圖圖4-16 直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥 1調(diào)節(jié)螺母；調(diào)節(jié)螺母；2彈簧彈簧 ；3閥芯閥芯 圖圖4-17 YF型三節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥結(jié)構(gòu)圖型三節(jié)同心先導(dǎo)型溢流閥結(jié)構(gòu)圖1錐閥（先導(dǎo)閥）；

9、錐閥（先導(dǎo)閥）；2錐閥座；錐閥座；3閥蓋；閥蓋；4閥體；閥體；5阻尼孔；阻尼孔； 6主閥芯；主閥芯；7主閥座；主閥座；8主閥彈簧；主閥彈簧；9調(diào)壓（先導(dǎo)閥）彈簧調(diào)壓（先導(dǎo)閥）彈簧 圖圖4-18 溢流閥的啟閉特性曲線溢流閥的啟閉特性曲線（1）作溢流調(diào)壓用）作溢流調(diào)壓用（2）作安全保護(hù)用。）作安全保護(hù)用。（3）作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥用。）作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥用。（4）作背壓閥用。）作背壓閥用。1直動(dòng)式減壓閥直動(dòng)式減壓閥2先導(dǎo)式減壓閥先導(dǎo)式減壓閥（1）工作原理與圖形符號(hào)。）工作原理與圖形符號(hào)。（2）減壓閥與溢流閥的區(qū)別。）減壓閥與溢流閥的區(qū)別。圖圖4-23 直動(dòng)式減壓閥工作原理直動(dòng)式減壓閥工作原理L外泄漏油口；外泄漏

10、油口；P1口是進(jìn)油口；口是進(jìn)油口；P2口是出油口口是出油口 圖圖4-24 先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào) 減壓閥利用出油口壓力與彈簧力平衡，減壓閥利用出油口壓力與彈簧力平衡，保持出口壓力基本不變；而溢流閥利用進(jìn)保持出口壓力基本不變；而溢流閥利用進(jìn)油口壓力與彈簧平衡，保持進(jìn)口處壓力基油口壓力與彈簧平衡，保持進(jìn)口處壓力基本不變。本不變。 在不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)、出油口互通，在不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)、出油口互通，減壓閥口常開(kāi)；而溢流閥進(jìn)、出油口不通，減壓閥口常開(kāi)；而溢流閥進(jìn)、出油口不通，溢流閥口常閉。溢流閥口常閉。 減壓閥的進(jìn)、出油口均通壓力油，所減壓閥的進(jìn)、出油口均通壓力油，所以泄

11、油口要單獨(dú)外接油箱；而溢流閥的出以泄油口要單獨(dú)外接油箱；而溢流閥的出油口是通油箱的，所以溢流閥的泄漏油可油口是通油箱的，所以溢流閥的泄漏油可通過(guò)閥體上的通道和出油口相通，不必單通過(guò)閥體上的通道和出油口相通，不必單獨(dú)外接油箱。獨(dú)外接油箱。（1）減壓閥用于減壓回路。）減壓閥用于減壓回路。（2）減壓閥用于液壓夾緊回路。）減壓閥用于液壓夾緊回路。1直動(dòng)式順序閥直動(dòng)式順序閥圖圖4-27 順序閥的四種結(jié)構(gòu)形順序閥的四種結(jié)構(gòu)形圖圖4-28 直動(dòng)式順序閥直動(dòng)式順序閥（1）工作原理與圖形符號(hào)。）工作原理與圖形符號(hào)。圖圖4-29 先導(dǎo)式順序閥結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)先導(dǎo)式順序閥結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào) （2）順序閥與溢流閥的區(qū)別。）

12、順序閥與溢流閥的區(qū)別。 溢流閥的進(jìn)口壓力在通流狀態(tài)下基本溢流閥的進(jìn)口壓力在通流狀態(tài)下基本不變。而順序閥在通流狀態(tài)下其進(jìn)口壓不變。而順序閥在通流狀態(tài)下其進(jìn)口壓力由出口壓力而定。力由出口壓力而定。 溢流閥為內(nèi)泄方式，泄露油液直接與溢流閥為內(nèi)泄方式，泄露油液直接與出口相通，而順序閥為外泄方式，需單出口相通，而順序閥為外泄方式，需單獨(dú)引出泄漏通道。獨(dú)引出泄漏通道。 溢流閥的出口必須回油箱，順序閥出溢流閥的出口必須回油箱，順序閥出口可接負(fù)載?？诳山迂?fù)載。 （1）控制多個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作。）控制多個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作。 （2）與單向閥組成平衡閥，保證垂直放置）與單向閥組成平衡閥，保證垂直放置的液壓缸不因自重

13、而下落。的液壓缸不因自重而下落。 （3）外控順序閥可用在雙泵供油系統(tǒng)中。）外控順序閥可用在雙泵供油系統(tǒng)中。圖圖4-32 壓力繼電器壓力繼電器l柱塞；柱塞；2頂桿；頂桿；3調(diào)節(jié)螺釘；調(diào)節(jié)螺釘；4微動(dòng)開(kāi)關(guān)微動(dòng)開(kāi)關(guān)4.4.1 流量控制原理流量控制原理1節(jié)流口的形式節(jié)流口的形式 3種節(jié)流口的流量特性曲線如圖種節(jié)流口的流量特性曲線如圖4-33所示。所示。（1）壓差對(duì)流量的影響）壓差對(duì)流量的影響 （2）溫度對(duì)流量的影響）溫度對(duì)流量的影響（3）節(jié)流口的堵塞）節(jié)流口的堵塞圖圖4-33 節(jié)流閥特性曲線節(jié)流閥特性曲線 （1）較大的流量調(diào)節(jié)范圍，且流量調(diào)節(jié)）較大的流量調(diào)節(jié)范圍，且流量調(diào)節(jié)要均勻。要均勻。 （2）當(dāng)閥

14、前后壓力差發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)）當(dāng)閥前后壓力差發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)閥的流量變化要小，以保證負(fù)載運(yùn)動(dòng)的閥的流量變化要小，以保證負(fù)載運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定。穩(wěn)定。（3）油溫變化對(duì)通過(guò)閥的流量影響要小。）油溫變化對(duì)通過(guò)閥的流量影響要小。（4）液流通過(guò)全開(kāi)閥時(shí)的壓力損失要小。）液流通過(guò)全開(kāi)閥時(shí)的壓力損失要小。（5）當(dāng)閥口關(guān)閉時(shí)，閥的泄漏量要小。）當(dāng)閥口關(guān)閉時(shí)，閥的泄漏量要小。圖圖4-35 軸向三角槽式節(jié)流閥軸向三角槽式節(jié)流閥l頂蓋；頂蓋；2導(dǎo)套；導(dǎo)套；3閥體；閥體；4閥芯；閥芯；5彈簧；彈簧；6底蓋底蓋 1普通調(diào)速閥普通調(diào)速閥圖圖4-36 調(diào)速閥的工作原理和圖形符號(hào)調(diào)速閥的工作原理和圖形符號(hào)圖圖4-37 節(jié)流閥和調(diào)速閥的

15、特性曲線節(jié)流閥和調(diào)速閥的特性曲線 圖圖4-38 溫度補(bǔ)償調(diào)速閥原理圖溫度補(bǔ)償調(diào)速閥原理圖4.5.1 插裝閥插裝閥 插裝閥主要由三部分組成，如圖插裝閥主要由三部分組成，如圖4-39（a）所示，一是錐閥組件，閥套）所示，一是錐閥組件，閥套2、彈簧、彈簧3和錐閥和錐閥4組成錐閥組件，插裝在閥體組成錐閥組件，插裝在閥體5的的孔內(nèi)；二是控制蓋板孔內(nèi)；二是控制蓋板1，其上設(shè)有控制油，其上設(shè)有控制油路路K，必要時(shí)與先導(dǎo)元件連通。，必要時(shí)與先導(dǎo)元件連通。 錐閥組件上配置不同的蓋板，就能錐閥組件上配置不同的蓋板，就能實(shí)現(xiàn)各種不同的功能；三是閥體實(shí)現(xiàn)各種不同的功能；三是閥體5，可自，可自己加工制作。己加工制作。

16、圖圖4-39（b）所示為其職能符號(hào)。）所示為其職能符號(hào)。圖圖4-39 插裝閥基本結(jié)構(gòu)插裝閥基本結(jié)構(gòu)1控制蓋板；控制蓋板；2閥套；閥套；3彈簧；彈簧；4錐閥；錐閥；5閥體閥體 圖圖4-40 疊加溢流閥基本結(jié)構(gòu)疊加溢流閥基本結(jié)構(gòu)圖圖4-41 電液伺服閥結(jié)構(gòu)電液伺服閥結(jié)構(gòu)圖圖4-42 電液比例壓力控制閥的基本機(jī)構(gòu)電液比例壓力控制閥的基本機(jī)構(gòu) 本章主要介紹了各種液壓控制元件，本章主要介紹了各種液壓控制元件，包括方向閥、壓力閥、流量閥以及其他液包括方向閥、壓力閥、流量閥以及其他液壓控制閥。壓控制閥。 液壓控制元件是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的核心液壓控制元件是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的核心組成部分。組成部分。 液壓閥的性能是否可

17、靠，關(guān)系到整個(gè)液壓閥的性能是否可靠，關(guān)系到整個(gè)液壓系統(tǒng)能否正常工作。液壓系統(tǒng)能否正常工作。 單向閥和換向閥是液壓系統(tǒng)中控制液流單向閥和換向閥是液壓系統(tǒng)中控制液流方向的元件。方向的元件。 單向閥分為普通單向閥和液控單向閥。單向閥分為普通單向閥和液控單向閥。 單向閥只允許液流向一個(gè)方向通過(guò)。單向閥只允許液流向一個(gè)方向通過(guò)。 液控單向閥具有普通單向閥的功能，并液控單向閥具有普通單向閥的功能，并且只要在控制口通以一定壓力的控制油液，且只要在控制口通以一定壓力的控制油液，油流也能反向通過(guò)。油流也能反向通過(guò)。 單向閥和液控單向閥用于回路需要單向單向閥和液控單向閥用于回路需要單向?qū)ǖ膱?chǎng)合，也用于各種鎖緊回

18、路。導(dǎo)通的場(chǎng)合，也用于各種鎖緊回路。 換向閥既可用來(lái)使執(zhí)行元件換向，也可換向閥既可用來(lái)使執(zhí)行元件換向，也可用來(lái)切換油路。用來(lái)切換油路。 換向閥的各種結(jié)構(gòu)形式中，滑閥式用得換向閥的各種結(jié)構(gòu)形式中，滑閥式用得較多。較多。 而各種操縱形式的換向閥中，則以而各種操縱形式的換向閥中，則以電磁和電液換向閥用得較多，因?yàn)樗纂姶藕碗娨簱Q向閥用得較多，因?yàn)樗子趯?shí)現(xiàn)自動(dòng)化。于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 換向閥的圖形符號(hào)明確地表示了閥換向閥的圖形符號(hào)明確地表示了閥的作用原理、工作位置數(shù)、通路數(shù)、通的作用原理、工作位置數(shù)、通路數(shù)、通斷狀態(tài)以及操縱方式等，應(yīng)熟練掌握。斷狀態(tài)以及操縱方式等，應(yīng)熟練掌握。 溢流閥是利用作用于閥芯的進(jìn)

19、油口壓溢流閥是利用作用于閥芯的進(jìn)油口壓力與彈簧力平衡的原理來(lái)工作的。力與彈簧力平衡的原理來(lái)工作的。 工作時(shí)溢流閥開(kāi)口大小根據(jù)通過(guò)的流工作時(shí)溢流閥開(kāi)口大小根據(jù)通過(guò)的流量自動(dòng)調(diào)整，閥的進(jìn)口壓力保持恒定。量自動(dòng)調(diào)整，閥的進(jìn)口壓力保持恒定。 溢流閥的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：用于溢流閥的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：用于低壓或小流量的直動(dòng)式溢流閥和用于高壓低壓或小流量的直動(dòng)式溢流閥和用于高壓大流量的先導(dǎo)式溢流閥。大流量的先導(dǎo)式溢流閥。 減壓閥是利用液流通過(guò)閥口縫隙所減壓閥是利用液流通過(guò)閥口縫隙所形成的液阻使出口壓力低于進(jìn)口壓力，形成的液阻使出口壓力低于進(jìn)口壓力，并使出口壓力基本不變的壓力控制閥。并使出口壓力基本不變的壓力控制閥。 它常用于某局部油路的壓力需要低它常用于某局部油路的壓力需要低于系統(tǒng)主油路壓力的場(chǎng)合。于系統(tǒng)主油路壓力的場(chǎng)合。 順序閥和壓力繼電器不是用于控制順序閥和壓力繼電器不是用于控制壓力的，而是將壓力作為信號(hào)去驅(qū)動(dòng)液壓力的，而是將壓力作為信號(hào)去驅(qū)動(dòng)液壓開(kāi)關(guān)或電器開(kāi)關(guān)。壓開(kāi)關(guān)或電器開(kāi)關(guān)。 順序閥在油路中相當(dāng)于一個(gè)以油液順序閥在