第四章壓力控制閥 ppt課件

1、第三節(jié)：壓力控制閥第三節(jié)：壓力控制閥 在液壓傳動系統(tǒng)中在液壓傳動系統(tǒng)中, ,控制油液壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制控制油液壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制閥閥, ,簡稱壓力閥。這類閥的共同點是利用簡稱壓力閥。這類閥的共同點是利用作用在閥芯上的液壓力和作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理來進行工作彈簧力相平衡的原理來進行工作的，平衡狀態(tài)破壞時，其結(jié)果不是的，平衡狀態(tài)破壞時，其結(jié)果不是改變閥口的大小就是改變閥口的開閉。改變閥口的大小就是改變閥口的開閉。 根據(jù)根據(jù) 壓力閥作用的不同，壓力控制閥分為：壓力閥作用的不同，壓力控制閥分為：1：用來控制液壓系統(tǒng)壓力：用來控制液壓系統(tǒng)壓力的閥，比如的閥，比如

2、溢流閥、減壓閥溢流閥、減壓閥。2：利用壓力變化作為信號來控制其它元件動作利用壓力變化作為信號來控制其它元件動作的閥，比的閥，比 如如順序閥和壓力繼電器順序閥和壓力繼電器。 一：一：溢流閥的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理溢流閥的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理 溢流閥的作用是對液壓系統(tǒng)定壓或進行安全保護。其溢流閥的作用是對液壓系統(tǒng)定壓或進行安全保護。其性能好壞對整個液壓系統(tǒng)的正常工作有很大影響。性能好壞對整個液壓系統(tǒng)的正常工作有很大影響。（一）溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理（一）溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理常用的溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動作方式為常用的溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動作方式為直動式直動式和和先先導(dǎo)式導(dǎo)式兩種，共同的特點是

3、溢流閥不工作時，兩種，共同的特點是溢流閥不工作時，閥口常閉閥口常閉的。的。 1：直動式溢流閥：直動式溢流閥 直動式溢流閥是依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力相平衡，來控制閥芯的啟閉。假設(shè)進油口 壓力為p，出油口壓力p2=0，彈簧剛度為ks ，預(yù)壓縮量為xc，閥芯下端液體作用的有效面積為AR，液體的壓力為p3。液體的作用力為F1彈簧力為Fs，在不慮閥芯上的摩擦力、液動力以及閥芯的自重時，閥芯的工作位置就由F1和Fs 來決定。PT1）當(dāng)進油口壓力小于調(diào)定壓力時（p（ksxc)/AR) 這時由于F1=p*AR ksxc/AR)這時由于p*AR ksxc，閥芯上移，閥口打開，彈簧壓縮量增大，直

4、到p*AR=ks(xc+x)時，閥芯處于平衡狀態(tài)，這時進油口壓力就等于： P= ks(xc+x)/AR由于xcx，近似認(rèn)為xc+x xc P= ksxc/AR 使進油口壓力保持不變 4）特點 （1）溢流閥不工作時閥口是常閉的，進出油口不通。 （2）溢流閥是利用進油口的壓力作為控制信號來改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來達到定壓目的的。也就是說：控制閥芯運動的壓力油來至進油口 。 （3）溢流閥是控制進油口的壓力為調(diào)定值或限制最大值 （4）溢流閥閥口只要打開有液體流過，溢流閥進油口的壓力就等于調(diào)定值而不變。 （5）溢流閥的出油口接油箱，因此泄漏油液采用內(nèi)泄泄方式流回油箱。 （

5、6）當(dāng)出油口壓力不等于零時，溢流閥閥口只要打開并有液體流過，進油口的壓力就等于： p進=p調(diào)定值+p出油口 2先導(dǎo)式溢流閥 所謂先導(dǎo)型壓力控制，是指控所謂先導(dǎo)型壓力控制，是指控制系統(tǒng)中有大、小兩個閥芯，小制系統(tǒng)中有大、小兩個閥芯，小閥芯為先導(dǎo)閥芯，大閥芯為主閥閥芯為先導(dǎo)閥芯，大閥芯為主閥芯，并相應(yīng)形成先導(dǎo)級和主級兩芯，并相應(yīng)形成先導(dǎo)級和主級兩個壓力調(diào)節(jié)回路，個壓力調(diào)節(jié)回路，如圖所示是先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)原理圖，假設(shè)進油口的壓力為p1，出油口的壓力為pT，油腔b內(nèi)的壓力為p2，油腔c內(nèi)的壓力為pT，液體流過阻尼孔3時產(chǎn)生的壓力損失為p1 b腔內(nèi)液體作用在閥芯2上的有效面積為AR， c腔內(nèi)液體作用在

6、閥芯2上的有效面積為A2，k腔內(nèi)液體作用面積為A3，彈簧5的彈簧剛度為k2，預(yù)壓縮量為x2,彈簧1的剛度為k1，預(yù)壓縮量為x1，閥芯受力如圖所示，這里 F1=P2AR F2= k1 x1+ PT A2 F3= P2 A3 F4= k2 x2 F= p1AR 在不考慮摩擦力、液動力及閥芯自重時，閥芯的工作位置就有這五個力來決定，當(dāng)pT=0時F= F- F1- F2 = p1AR -P2AR- k1 x1 =(p1 -P2)AR- k1 x1 = p1 AR- k1 x1 1：當(dāng)進油口壓力小于調(diào)定壓力時（p(k2x2/A3) 時由于F3= P2 A3 (k2x2/A3) / A3 則F3(k2x2

7、/A3) 時由于F3= P2 A3 (k2x2/A3) / A3 則F3F4，先導(dǎo)閥打開，這時流過過阻尼孔3內(nèi)液體的壓力損失 p10 p1 p2 FF1+F2主閥芯上移，主閥口打開，直到某一位置，作用在閥芯上的力相互平衡。則： F=F1+F2 F3=F4 P1AR=P2AR + k1 x1 P2 A3 = k2 x2P1= k2 x2/A3+ k1 x1/AR由于k1比較小 k1 x1/AR0 P1 k2 x2/A3從而使進油口壓力保持在調(diào)定值不變。3：當(dāng)出油口壓力PT不等于零時當(dāng)出油口壓力等于PT時，這時進油口壓力等于多少？P1= k2 x2/A3+ k1 x1/AR+ PTP1= k2 x

8、2/A3+ PTPT4：遠(yuǎn)程控制口 當(dāng)控制油口K處的壓力為P”先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力為PT時1）當(dāng)P” PT時，進口壓力最大 等于多少？ P=PT由此可以看出要想使遠(yuǎn)程控制口起作用，遠(yuǎn)程控制口控制的壓力必須小于先導(dǎo)閥調(diào)定的壓力。（三）溢流閥的性能溢流閥的性能主要包括溢流閥的靜態(tài)特性和動態(tài)特性1：靜態(tài)特性： （1）壓力調(diào)節(jié)范圍：壓力調(diào)節(jié)范圍是指調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象時的最大值和最小值。 （2）啟閉特性啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開啟到閉合的過程中，被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個重要指標(biāo) 。 （3）卸荷壓

9、力當(dāng)溢流閥的遠(yuǎn)程控制口K與油箱相連時，在額定流量下產(chǎn)生的壓力損失稱為卸荷壓力。 （四）溢流閥的作用1：保持系統(tǒng)壓力基本恒定的溢流作用： 特點：系統(tǒng)正常工作時，溢流閥閥口打開，有一定的流量流過溢流閥閥口。2：防止系統(tǒng)過載的安全作用： 特點：系統(tǒng)正常工作時，溢流閥閥口常閉，進出油口斷開，無液體通過。3：利用溢流閥遠(yuǎn)程控制口的卸荷作用： 特點：溢流閥遠(yuǎn)程控制口通過換向閥直接與油箱相通，溢流閥進油口的壓力近似等于零。4：溢流閥裝在執(zhí)行元件的回油路上起背壓作用： 特點：溢流閥裝在執(zhí)行元件的回油路上，溢流閥出油口并且與油箱相通。二、減壓閥二、減壓閥 減壓閥的作用是：使部分回路獲得一個比主油路壓力低的而且是

10、一個穩(wěn)定的壓力。其方法是：在需要減壓的油路的進口串聯(lián)一個減壓閥。根據(jù)減壓閥所控制的壓力不同，它可分為定值輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。 （一）：定值輸出減壓閥1：工作原理： 如圖是定值輸出減壓閥的工作原理圖。（1）當(dāng)進油口無壓力油進入時 如圖所示，先導(dǎo)閥閥芯在調(diào)壓彈簧作用下處于最左端，先導(dǎo)閥閥口關(guān)閉，主閥芯在復(fù)位彈作用下處于最下端，減壓閥主閥口開度最大，由此我們可以得出：減壓閥不工作時，閥口常開，進出油口相互連通。 （2）當(dāng)進油口有壓力油進入時如圖示 F=P2AR F1=P3ARF2=ksxc F3=P3A1 F4=ktxt1）當(dāng)出油口的壓力小于減壓閥的調(diào)定壓力時: 由于：F3 F4先導(dǎo)

11、閥閥口打開，阻尼孔壓力損失P0 ，從而使 P2P3 F F1+F2主閥芯在F、F1、F2作用下向上移動，主閥口開度xR減小，并在某一開口下處于平衡 P2AR=P3AR+ksxc P3A1=ktxt從而使出油口的壓力保持在調(diào)定值不變。RttRcsttAxkAxkAxkp123）當(dāng)減壓閥進油口的壓力大于減壓閥調(diào)定壓力，而出油口不輸出壓力油時由于：F3 F4先導(dǎo)閥閥口打開，阻尼孔壓力損失P0 ，從而使P2P3 F F1+F2主閥芯在F、F1、F2作用下向上移動，主閥口開度xR達到最小，但是，由于阻尼孔內(nèi)一直有液體流過從而使出油口壓力保持在調(diào)定值不變（3）減壓閥與溢流閥比較1）溢流閥不工作時閥口是常閉

12、的，減壓閥不工作時閥口是常開的。2）溢流閥控制閥芯運動的壓力油來至進油口 ，減壓閥控制閥芯運動的壓力油來至出油口 。3）溢流閥是控制進油口的壓力為調(diào)定值或限制最大值，減壓閥是控制出油口壓力為調(diào)定值。4）由于溢流閥出油口接油箱，因此彈簧腔內(nèi)的油采用內(nèi)泄方式流回油箱。而減壓閥出油口接執(zhí)行元件，因此彈簧腔內(nèi)的油采用外泄方式流回油箱。2.定差減壓閥定差減壓閥 定差減壓閥的作用是：在減壓閥進、出的壓差滿足最小壓差要求時，通過定差減壓閥來保證進、出的壓差等于減壓閥的調(diào)定值不變。其工作原理如圖所示當(dāng)閥芯在開度為XR時，閥芯處于平衡狀態(tài)，則 F1+ F2 = F3 + F4 由于xRxc 整理得2214pdF

13、1222)(4pdDF2234pDF)(4RcxxkF)(4)(4)(222221dDkxdDxxkpppcRc三、順序閥三、順序閥 順序閥是利用回路中壓力的變化來控制系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動作的先后順序。根據(jù)控制壓力的不同，順序閥分為內(nèi)控式和外控式兩種，所謂內(nèi)控式順序閥就是指控制閥芯的壓力油來自進口，外控順序閥就是控制閥芯的壓力油來自閥以外的控制油路。此外根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，順序閥又分為直動式和先導(dǎo)式兩種 ，直動式順序閥一般用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)式順序閥一般用于高壓系統(tǒng)，下面我們就來分析順序閥的工作原理1：內(nèi)控直動式順序閥如圖示是一個內(nèi)控式順序閥的原理圖和職能符號，當(dāng)進油口無壓力油進入時，順序閥的閥口

14、關(guān)閉，即：順序閥不工作時閥口常閉。當(dāng)進油口有壓力油進入時，如果進油口的壓力小于調(diào)定壓力時，順序閥閥口關(guān)閉，進,出油口不通，如果進油口的壓力大于調(diào)定壓力時，順序閥閥口打開，進出油口相通,這時,出油口的壓力由負(fù)載決定，可以大于或小于順序閥的調(diào)定壓力。2：外控直動式順序閥如圖示是一個外控式順序閥的原理圖和職能符號，當(dāng)控制油口K無壓力油進入時，順序閥的閥口關(guān)閉，即：順序閥不工作時閥口常閉。當(dāng)控制油口K有壓力油進入時，如果控制油口K的壓力小于調(diào)定壓力時,順序閥閥口關(guān)閉，進出油口不通，如果控制油口K的壓力大于調(diào)定壓力時,順序閥閥口打開,進出油口相通，這時，出油口的壓力由負(fù)載決定。可以大于或小于順序閥的調(diào)定

15、壓力。3：先導(dǎo)式順序閥如圖示是一個先導(dǎo)式順序閥的原理圖和職能符號，它的工作原理和先導(dǎo)式溢流閥完全相同，所不同的是，由于順序閥出油口接執(zhí)行元件，為此通過先導(dǎo)閥閥口的壓力油要通過外部油孔流回油箱，這種方式就叫外泄式。同樣，當(dāng)順序閥閥口打開時，出油口的壓力由負(fù)載決定，可以大于或小于順序閥的調(diào)定壓力。4：順序閥與溢流閥的比較(1)溢流閥的進口壓力在通流狀態(tài)下基本保持不變. 而順序閥在通流狀態(tài)下其進口壓力由出口壓力而定，如果出口壓力p2小于進口壓力p1時，p1基本保持不變，而當(dāng)p2大于進口壓力p1 時p1也隨p2的變化而變化，則p1=p2+p，這里的p為順序閥上的損失壓力，它是個變值。(2)溢流閥為內(nèi)泄漏，而順序閥需單獨引出泄漏通 道，為外泄漏。(3)溢流閥的出口必須