第五章_液壓和氣壓傳動控制調(diào)節(jié)元件

1、1.概述 4.流量控制閥 6.電液數(shù)字閥 2.方向控制閥 3.壓力控制閥 5.插裝閥 7.電液比例控制閥 5.1 5.1 概概 述述液壓控制元件主要是各種控制閥，在液壓系統(tǒng)中控液壓控制元件主要是各種控制閥，在液壓系統(tǒng)中控制液體的流動方向、流量大小及壓力的高低，以滿足執(zhí)制液體的流動方向、流量大小及壓力的高低，以滿足執(zhí)行元件所需的運(yùn)動方向、力（力矩）、速度的要求，使行元件所需的運(yùn)動方向、力（力矩）、速度的要求，使整個系統(tǒng)按一定的要求協(xié)調(diào)工作。它是直接影響液氣壓整個系統(tǒng)按一定的要求協(xié)調(diào)工作。它是直接影響液氣壓系統(tǒng)工作過程和工作特性的重要元件。系統(tǒng)工作過程和工作特性的重要元件?？刂圃攀?對控制閥的

2、基本要求對控制閥的基本要求p 動作準(zhǔn)確，靈敏，可靠，工作平穩(wěn)，無沖擊和振動；動作準(zhǔn)確，靈敏，可靠，工作平穩(wěn)，無沖擊和振動； p 密封性能好，內(nèi)泄漏小，無外泄漏；密封性能好，內(nèi)泄漏小，無外泄漏；p 流體流過時，壓力損失?。涣黧w流過時，壓力損失小；p 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制造、安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性好；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制造、安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性好；1.控制閥的分類 控制元件概述分類 （1）按用途分 方向控制閥（如單向閥、換向閥）； 壓力控制閥（如溢流閥、減壓閥、順序閥） 流量控制閥（如節(jié)流閥、調(diào)速閥）。 這三類閥還可根據(jù)需要組合成組合閥( (2) )按控制方式分按控制方式分 開關(guān)或定值閥

3、； 比例控制閥； 伺服控制閥； 電液數(shù)字控制閥?？刂圃攀龇诸?3 3） 按結(jié)構(gòu)形式分按結(jié)構(gòu)形式分 滑閥； 錐閥； 球閥； 轉(zhuǎn)閥； 噴嘴擋板閥； 射流管閥?？刂圃攀龇诸愐簤洪y的連接方式有六種。 （1）螺紋連接 閥體油口上帶螺紋的閥稱為管式閥。將管式閥的油口用 螺紋管接頭和管道連接，并由此固定在管路上。 （2）法蘭連接 它是通過閥體上的螺釘孔（每油口多為4個螺釘孔）與 管件端部的法蘭，用螺釘連接在一起。 (3) 板式連接 閥的各油口均布置在同一安裝平面上，并留有連接螺釘 孔，這種閥稱為板式閥，如電磁換向閥多為板式閥。將板式 閥用螺釘固定在與閥有對應(yīng)油口的平板式或閥塊式連接體上。 (4)疊加

4、式連接 (5)插裝式連接 （6）集成塊式連接 4） 按安裝連接形式分按安裝連接形式分2.控制閥的性能參數(shù) 閥的性能參數(shù)是對閥進(jìn)行評價和選用的依據(jù)。它反映了閥的規(guī)格大小和工作特性。 閥的規(guī)格大小用通徑Dg(單位mm)表示。通徑Dg是閥進(jìn)、出口的名義尺寸，它和油口的實際尺寸不一定相等。 閥主要有兩個參數(shù)，即額定壓力和額定流量?？刂圃刂圃?方向控制閥是用來改變液壓系統(tǒng)中各油路之間液流通斷關(guān)系的閥類。它是通過控制液體流動的方向來操縱執(zhí)行元件的運(yùn)動，如液壓缸的前進(jìn)、后退與停止，液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)與停止等。方向控制閥可分為單向閥和換向閥兩大類。 5.2.1單向閥 單向閥只允許經(jīng)過閥的液流單方向流動 ，

5、反方向則截止或有控制的反向流動。按其功能分為普通單向閥、液控單向閥、梭閥、雙壓閥和其它閥等。 普通單向閥簡稱單向閥，它是只允許油液正向流動，不允許逆向倒流的閥，也稱逆止閥或止回閥。按進(jìn)出油液流向的不同分為直通式和直角式兩種結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造及符號如圖5-1所示。 5.2.控制元件控制元件單向閥的符號單向閥的符號 開啟壓力：開啟壓力：0.030.05MPa做背壓閥：做背壓閥：pk=0.20.6MPa閥體閥體彈簧彈簧閥芯閥芯 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)控制元件方向控制閥控制元件單向閥 液控單向閥如圖5-2所示，在普通單向閥的基礎(chǔ)上多了一個控制口，當(dāng)控制口空接時，該閥相當(dāng)于一個普通單向閥；若控制口接壓力油，則油液可雙向流

6、動。 活塞活塞頂桿頂桿閥芯閥芯外泄油口外泄油口a 工工 作作 原原 理理控制活塞上的控制壓力最小需為主油路壓力的控制活塞上的控制壓力最小需為主油路壓力的30-50% .30-50% .控制元件方向控制閥控制元件單向閥控制元件方向控制閥控制元件單向閥液控單向閥符號液控單向閥符號 A B K a內(nèi)泄式內(nèi)泄式 A B K b外泄式外泄式 控制元件方向控制閥控制元件單向閥一般低壓系統(tǒng)采用內(nèi)泄式，高壓系統(tǒng)采用外泄式。一般低壓系統(tǒng)采用內(nèi)泄式，高壓系統(tǒng)采用外泄式。（3） 對單向閥的主要性能要求對單向閥的主要性能要求 通過液流時壓力損失要小，而反向截止時密封性要好；通過液流時壓力損失要小，而反向截止時密封性要

7、好； 動作靈敏，工作時無撞擊和噪聲。動作靈敏，工作時無撞擊和噪聲。 單向閥的彈簧在保證能克服閥芯摩擦力和重力（即慣性力）單向閥的彈簧在保證能克服閥芯摩擦力和重力（即慣性力）而復(fù)位的前提下，彈簧剛度應(yīng)盡可能的小，從而減小其壓力而復(fù)位的前提下，彈簧剛度應(yīng)盡可能的小，從而減小其壓力損失。通過額定流量時的壓力損失損失。通過額定流量時的壓力損失 p損損0.10.3MPa。 一般而言，彈簧的開啟壓力為：一般而言，彈簧的開啟壓力為：0.0350.05MPa ；若將軟彈簧更換成合適的硬彈簧，安裝在液壓系統(tǒng)的回油路上，若將軟彈簧更換成合適的硬彈簧，安裝在液壓系統(tǒng)的回油路上，可做背壓閥使用，其壓力通常為：可做背壓

8、閥使用，其壓力通常為：0.30.5MPa（4） 單向閥的應(yīng)用單向閥的應(yīng)用單單 獨(dú)獨(dú) 使使 用用 普通單向閥可以裝在泵的出口處，防止系統(tǒng)中的流體沖擊影響普通單向閥可以裝在泵的出口處，防止系統(tǒng)中的流體沖擊影響泵工作，還可以用來分隔通道，防止管路間的相互干擾。泵工作，還可以用來分隔通道，防止管路間的相互干擾。 液控單向閥通常用于保壓、鎖緊和平衡回路，用于對液壓缸進(jìn)液控單向閥通常用于保壓、鎖緊和平衡回路，用于對液壓缸進(jìn)行鎖閉、保壓，也用于防止立式液壓缸停止時的自動下滑。行鎖閉、保壓，也用于防止立式液壓缸停止時的自動下滑。 與其他閥并聯(lián)組成復(fù)合閥與其他閥并聯(lián)組成復(fù)合閥 如單向順序閥、單向減壓閥、單向節(jié)流

9、閥等如單向順序閥、單向減壓閥、單向節(jié)流閥等 。控制元件方向控制閥控制元件單向閥 換向閥能改變液流方向，將換向閥與缸連接可以很方 便地使缸的活塞改變運(yùn)動方向。 換向閥的基本原理：利用閥心和閥體的相對運(yùn)動使閥所控制的一些油口接通或斷開。 1 換向閥的分類換向閥的分類 換向閥的類型有 按閥的結(jié)構(gòu)形式：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式、錐閥式。 按閥的操縱方式：手動式、機(jī)動式、電磁式、液動式、 電液動式、氣動式。 按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)：二位二通閥、二 位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等。 2. 滑閥式換向閥滑閥式換向閥 通過閥芯在閥體內(nèi)的軸向移動實現(xiàn)油路的啟閉和換向的方向控通過閥芯在閥體內(nèi)

10、的軸向移動實現(xiàn)油路的啟閉和換向的方向控制閥。制閥。 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)滑閥式換向閥由閥的主體部分和控制閥芯運(yùn)動的操縱定滑閥式換向閥由閥的主體部分和控制閥芯運(yùn)動的操縱定位機(jī)構(gòu)部分組成。位機(jī)構(gòu)部分組成。1) 主體部分主體部分 閥體：有多級沉割槽的圓柱孔閥體：有多級沉割槽的圓柱孔; 主體部分結(jié)構(gòu)主體部分結(jié)構(gòu) 閥芯：有多段環(huán)形槽的圓柱體閥芯：有多段環(huán)形槽的圓柱體;控制元件方向控制閥控制元件換向閥主體部分的結(jié)構(gòu)形式主體部分的結(jié)構(gòu)形式控制元件方向控制閥控制元件換向閥控制元件方向控制閥控制元件換向閥“通”和“位”是換向閥的重要概念。不同的“通”和“位”構(gòu)成了不同類型的換向閥。 “ “位位” ” (Position)

11、(Position)一指閥芯的位置，通常所說的“二位 閥” 、“三位閥”是指換向閥的閥芯有兩個或三個不同的工 作位置，“位”在符號圖中用方框表示。 所謂“二通閥”、“三通閥”、“四通閥”是指換向閥的閥 體上有兩個、三個、四個各不相通且可與系統(tǒng)中不同油管 相連的油道接口，不同油道之間只能通過閥芯移位時閥口 的開關(guān)來溝通。 箭頭方向不一定表示油液的實際流動方向！箭頭方向不一定表示油液的實際流動方向！控制元件方向控制閥控制元件換向閥方框方框位；位；箭頭箭頭油路為接通狀態(tài)；油路為接通狀態(tài)；P、TA、B油路的接口；油路的接口；油路為截止?fàn)顟B(tài)；油路為截止?fàn)顟B(tài)；、 方框外部連接的接口數(shù)有幾個，就表示幾“通”

12、。 一般，閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連通的回油口用 O(有時用T)表示；而閥與執(zhí)行元件連接的油口用A、B等表示。有時在圖形符號上用 L 表示泄漏油口。 換向閥都有兩個或兩個以上的工作位置，其中一個為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力時所處的位置，圖形符號中的中位是三位閥的常態(tài)位。利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框內(nèi)的通路狀態(tài)為其常態(tài)位。繪制系統(tǒng)圖時，油路一般應(yīng)連接在換向閥的常態(tài)位上。 （3 3）二位二通換向閥）二位二通換向閥 二位二通換向閥其兩個油口之間的狀態(tài)只有兩種：通或斷。 二位二通換向閥的滑閥機(jī)能有：常閉式（O型）、開式（H型）。 圖圖5. 5 二位二通換向閥的滑

13、閥機(jī)能二位二通換向閥的滑閥機(jī)能 二位閥的原始位置：二位閥的原始位置：若為手動控制，則是指控制手柄沒有動作的位置；若為液壓控制則是指失壓的位置若為電磁控制則是指失電的位置。 控制元件方向控制閥控制元件換向閥 換向閥的位、通換向閥的位、通通通常常我我們們將將接接口口稱稱為為“通通”，將將閥閥芯芯的的工工作作位位置置稱稱為為“位位”?？刂圃较蚩刂崎y控制元件換向閥控制元件方向控制閥控制元件換向閥4). 滑閥機(jī)能（中位機(jī)能）滑閥機(jī)能（中位機(jī)能）換向閥的閥芯處于不同工作位置時，各主油路進(jìn)出口的連換向閥的閥芯處于不同工作位置時，各主油路進(jìn)出口的連通方式稱為閥的機(jī)能。對于三位閥，其該閥的中間位置各接口通方

14、式稱為閥的機(jī)能。對于三位閥，其該閥的中間位置各接口的連通方式該閥的中位機(jī)能。的連通方式該閥的中位機(jī)能。各種中位機(jī)能各種中位機(jī)能如表所示如表所示。該表列出了三位閥常用的十字滑。該表列出了三位閥常用的十字滑閥機(jī)能，因其左位和右位各油口的連通方式均為直通或交叉相閥機(jī)能，因其左位和右位各油口的連通方式均為直通或交叉相通，所以只用一個字母來表示中位的形式。通，所以只用一個字母來表示中位的形式?？刂圃较蚩刂崎y控制元件換向閥控制元件方向控制閥控制元件換向閥控制元件方向控制閥控制元件換向閥O 型型（1）中位時，各油口互不相通，系統(tǒng)保持壓力，油缸兩腔的油）中位時，各油口互不相通，系統(tǒng)保持壓力，油缸兩腔的油液

15、被封閉，處于鎖緊狀態(tài)。液被封閉，處于鎖緊狀態(tài)。（2）中位時，油缸進(jìn)）中位時，油缸進(jìn)/回油腔充滿壓力油，故啟動時較平穩(wěn)；回油腔充滿壓力油，故啟動時較平穩(wěn)；（3）執(zhí)行元件可在任意位置停止，且停止位置精度高；）執(zhí)行元件可在任意位置停止，且停止位置精度高；中位機(jī)能舉例：中位機(jī)能舉例：控制元件方向控制閥控制元件換向閥H 型型（1）中位時各油口互通，泵卸荷，油缸活塞處于浮動狀態(tài)，）中位時各油口互通，泵卸荷，油缸活塞處于浮動狀態(tài)，其他執(zhí)行元件不能并聯(lián)使用（即不能用于并聯(lián)多支路系統(tǒng)）；其他執(zhí)行元件不能并聯(lián)使用（即不能用于并聯(lián)多支路系統(tǒng)）；（2）執(zhí)行元件停止位置精度低，如活塞兩端有效承壓面積不）執(zhí)行元件停止位置

16、精度低，如活塞兩端有效承壓面積不等的單桿活塞缸在中位時可能出現(xiàn)油缸自動漂移一方的現(xiàn)象；等的單桿活塞缸在中位時可能出現(xiàn)油缸自動漂移一方的現(xiàn)象； （3）由于油缸油液回油箱，缸啟動有沖擊。）由于油缸油液回油箱，缸啟動有沖擊。控制元件方向控制閥控制元件換向閥Y 型型（1）中位時）中位時,A、B、T口連通，口連通，P口保持壓力，缸兩腔連通；口保持壓力，缸兩腔連通；（2）泵不卸荷，可并聯(lián)其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)；）泵不卸荷，可并聯(lián)其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)；（3）換向性能與）換向性能與H相近。相近?？刂圃较蚩刂崎y控制元件換向閥（1）中位時，）中位時，P、A、B連通，連通，T口封閉；口封閉；（2）可形成差動回路；）可形成差動回路

17、；（3）泵不卸荷，可并聯(lián)其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)；）泵不卸荷，可并聯(lián)其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)；（4）缸啟動平穩(wěn)；）缸啟動平穩(wěn)；（5）換向最平穩(wěn)，常用。）換向最平穩(wěn)，常用。P 型型控制元件方向控制閥控制元件換向閥M 型型（1）中位時，）中位時，P、 T 口連通，口連通， A、B口封閉；口封閉；（2）泵卸荷，不可并聯(lián)其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)；）泵卸荷，不可并聯(lián)其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)；（3）缸啟動平穩(wěn)，與）缸啟動平穩(wěn)，與O型相似；型相似；控制元件方向控制閥控制元件換向閥X 型型（1）中位時）中位時,各油口半連通，各油口半連通，P口保持一定壓力；口保持一定壓力；（2）性能介于）性能介于O、H型之間。型之間?？刂圃较蚩刂崎y控制元件換向閥K 型型

18、 P、A、O通，通，B封閉，泵卸荷，缸啟動平穩(wěn)，封閉，泵卸荷，缸啟動平穩(wěn)，換向有些沖擊，停位精度高。換向有些沖擊，停位精度高?？刂圃较蚩刂崎y控制元件換向閥工作可靠：換向閥能否可靠換向和復(fù)位。工作可靠：換向閥能否可靠換向和復(fù)位。壓力損失：流體流過閥口時的壓力損失。壓力損失：流體流過閥口時的壓力損失。內(nèi)泄漏：從高壓腔到低壓腔的泄漏量。內(nèi)泄漏：從高壓腔到低壓腔的泄漏量。換向和復(fù)位的性能：換向時間是指收到信號到閥心換向中止換向和復(fù)位的性能：換向時間是指收到信號到閥心換向中止 的時間。復(fù)位時間是指信號消失到閥心復(fù)位中止的時間。的時間。復(fù)位時間是指信號消失到閥心復(fù)位中止的時間。使用壽命：指換向閥用到某

19、一零件損壞、不能進(jìn)行正常的換使用壽命：指換向閥用到某一零件損壞、不能進(jìn)行正常的換 向或復(fù)位動作。向或復(fù)位動作。4. 滑閥式換向閥的主要性能滑閥式換向閥的主要性能控制元件方向控制閥控制元件換向閥三位四通手動換向閥三位四通手動換向閥 彈簧復(fù)位方式彈簧復(fù)位方式 鋼珠定位方式鋼珠定位方式 控制元件方向控制閥控制元件換向閥 多路換向閥是一種集中布置的組合式換向閥。其組合方式有并聯(lián)式、串聯(lián)式和順序單動式。 也叫行程換向閥，它是用擋鐵或凸輪使閥芯移動來控制液流也叫行程換向閥，它是用擋鐵或凸輪使閥芯移動來控制液流的方向。的方向。機(jī)動換向閥常是二位的，有二通、三通、四通、五通幾種。機(jī)動換向閥常是二位的，有二通、

20、三通、四通、五通幾種。 二通的分常閉和常開兩種形式。二通的分常閉和常開兩種形式?？刂圃较蚩刂崎y控制元件換向閥 圖5.10所示為二位三通電磁換向閥。當(dāng)電磁鐵斷電時，閥芯2被彈簧7推向左端，P 和A接通；當(dāng)電磁鐵通電時，鐵芯通過推桿3將閥芯2推向右端，使P和B接通。 圖圖5.10 二位三通電磁換向閥二位三通電磁換向閥 借助于電磁鐵吸力推動閥芯在閥體內(nèi)作相對運(yùn)動來改變閥的工作借助于電磁鐵吸力推動閥芯在閥體內(nèi)作相對運(yùn)動來改變閥的工作位置。一般為兩位和三位，通道多為二、三、四、五通。位置。一般為兩位和三位，通道多為二、三、四、五通。 圖示位置：圖示位置： P A 、 B 電磁鐵通電：電磁鐵通電：P

21、B 、 A 圖中是二位三通電磁閥結(jié)構(gòu)圖。常態(tài)時P與A通。通電時，電磁鐵通過推桿1克服彈簧3的預(yù)緊力，推動閥心2，使閥心2換位， P與B接通。電磁式電磁式電磁閥按電源的不同分為交流（用電磁閥按電源的不同分為交流（用D表示）和直流（用表示）和直流（用E表示）兩種。表示）兩種?？刂圃较蚩刂崎y控制元件換向閥 圖5.11為三位四通電磁換向閥。當(dāng)兩邊電磁鐵都不通電時，閥芯2在兩邊對中彈簧4的作用下處于中位，P、T、A、B口互不相通；當(dāng)右邊電磁鐵通電時，推桿6將閥芯2推向左端，P 與A通，B與T通；當(dāng)左邊電磁鐵通電時，P與B通，A與T通。 圖圖5.11 三位四通電磁換向閥三位四通電磁換向閥 三位四通電磁

22、換向閥三位四通電磁換向閥控制元件方向控制閥控制元件換向閥 液動換向閥是利用控制壓力油來改變閥芯位置的換向閥。對三位閥而言，按閥芯的對中形式，分為彈簧對中型和液壓對中型兩種。 利用控制油路的壓力油來改變閥心位置的換向閥。閥心是由其兩端密封腔中油液的壓差來移動的。圖512所示為三位四通液動換向閥，當(dāng)K1通壓力油，P與A接通，B與T接通；當(dāng)K2通壓力油，P與B接通，A與T接通；當(dāng)K1、K2都未通壓力油時，P、T、A、B四個油口全堵死。 液動換向閥的液動換向閥的換向時間分為換向時間分為可調(diào)可調(diào)式和不可調(diào)式式和不可調(diào)式兩種。兩種。控制元件方向控制閥控制元件換向閥 圖圖5.13 外部控制、外部回油的彈簧對

23、中電液換向閥外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥 電液換向閥是電磁換向閥和液動換向閥的組合。 電磁換向閥起先導(dǎo)作用，控制液動換向閥的動作；液動換向閥作為主閥，用于控制液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。電液換向閥用在大流量的液壓系統(tǒng)中。 電液換向閥有彈簧對中和液壓對中兩種型式。若按控 制壓力油及其回油方式進(jìn)行分類則有：外部控制、外部回 油；外部控制、內(nèi)部回油；內(nèi)部控制、外部回油；內(nèi)部控 制、內(nèi)部回油等四種類型。 控制元件方向控制閥控制元件換向閥p 電液動式換向閥的典型結(jié)構(gòu)電液動式換向閥的典型結(jié)構(gòu) 下圖為電液換向閥的圖形符號，右圖為其簡化圖形符號。當(dāng)先導(dǎo)電磁閥的電磁鐵1DT和2DT都斷電時，電磁處于中位，控

24、制壓力油進(jìn)油口P關(guān)閉，主閥芯在對中彈簧作用下處于中位，主油路進(jìn)油口P也關(guān)閉。當(dāng)1DT通電，電磁閥處于左位，控制壓力油經(jīng)PA單向閥主閥芯左端油腔，而回油從主閥芯右端油腔節(jié)流閥BT油箱。于是主閥切換到左位,主油路P與B通、A與T通。當(dāng)2DT通電、1DT斷電時，則有P與A通、B與T通。p 使用電液動式換向閥的注意事項：使用電液動式換向閥的注意事項： 當(dāng)液動換向閥（主閥）為彈簧對中型時，電磁換向閥必須采用當(dāng)液動換向閥（主閥）為彈簧對中型時，電磁換向閥必須采用Y型型滑閥機(jī)能；若為液壓對中型，則后者中位機(jī)能為滑閥機(jī)能；若為液壓對中型，則后者中位機(jī)能為P型；型； 電磁換向閥的控制壓力油可以來自主油路進(jìn)口（內(nèi)

25、控），也可另電磁換向閥的控制壓力油可以來自主油路進(jìn)口（內(nèi)控），也可另外設(shè)置獨(dú)立油源（外控）。采用內(nèi)控而主油路又需要中位卸荷時，必外設(shè)置獨(dú)立油源（外控）。采用內(nèi)控而主油路又需要中位卸荷時，必須在主閥進(jìn)口處安裝一預(yù)控壓力閥，如須在主閥進(jìn)口處安裝一預(yù)控壓力閥，如P開開=0.4MPa的單向閥（的單向閥（如圖如圖所示所示），否則，執(zhí)行元件無法正常工作；），否則，執(zhí)行元件無法正常工作； 為防止先導(dǎo)閥工作時受回油壓力的干擾，一般應(yīng)將先導(dǎo)閥的回油為防止先導(dǎo)閥工作時受回油壓力的干擾，一般應(yīng)將先導(dǎo)閥的回油T直接引回油箱（外泄）；只有當(dāng)主閥回油口直接接回油箱，回油背壓直接引回油箱（外泄）；只有當(dāng)主閥回油口直接接回油

26、箱，回油背壓近似為近似為0時，才將控制油口經(jīng)閥內(nèi)通道引回主閥油口（內(nèi)泄）。時，才將控制油口經(jīng)閥內(nèi)通道引回主閥油口（內(nèi)泄）?？刂圃较蚩刂崎y控制元件換向閥5.3 5.3 壓力控制閥壓力控制閥壓力控制閥（簡稱壓力閥）是用來控制液氣壓系統(tǒng)中的壓力控制閥（簡稱壓力閥）是用來控制液氣壓系統(tǒng)中的油液（或氣體）的壓力大小或通過壓力信號實現(xiàn)控制的閥類。油液（或氣體）的壓力大小或通過壓力信號實現(xiàn)控制的閥類。工作原理：利用作用于閥芯兩端的工作原理：利用作用于閥芯兩端的液壓力和彈簧力液壓力和彈簧力相相平衡的原理進(jìn)行工作。平衡的原理進(jìn)行工作。控制元件壓力控制閥控制元件換向閥一、溢流閥一、溢流閥溢流閥按結(jié)構(gòu)原理分為直

27、動式和先導(dǎo)式兩種。溢流閥按結(jié)構(gòu)原理分為直動式和先導(dǎo)式兩種。 壓力控制閥溢流閥1. 1. 直動式溢流閥直動式溢流閥系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上，其產(chǎn)生的液壓力與彈簧系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上，其產(chǎn)生的液壓力與彈簧力相平衡，控制閥芯的啟閉。力相平衡，控制閥芯的啟閉。 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)溢流閥的主要用途有以下兩點：溢流閥的主要用途有以下兩點： (1)調(diào)壓和穩(wěn)壓。調(diào)壓和穩(wěn)壓。 (2)限壓。限壓。（1）常態(tài)關(guān)閉。常態(tài)關(guān)閉。油從油從P口進(jìn)入小孔到閥芯口進(jìn)入小孔到閥芯底部。此時底部。此時 PAFS，閥芯在最下端位置。，閥芯在最下端位置。（2）當(dāng)）當(dāng)PAFS時，閥時，閥芯上升，芯上升，溢流閥打開，溢流閥打開，高

28、壓油通過閥口溢流回油箱。高壓油通過閥口溢流回油箱。（）（）調(diào)壓原理：調(diào)壓原理： 調(diào)節(jié)調(diào)壓螺帽（調(diào)節(jié)手調(diào)節(jié)調(diào)壓螺帽（調(diào)節(jié)手輪）改變彈簧預(yù)壓縮量，便可調(diào)節(jié)溢流閥的輪）改變彈簧預(yù)壓縮量，便可調(diào)節(jié)溢流閥的開啟壓力。開啟壓力。 工作原理工作原理控制元件壓力控制閥控制元件溢流閥 工作原理工作原理該閥采用了該閥采用了阻尼孔阻尼孔的結(jié)構(gòu)。當(dāng)系的結(jié)構(gòu)。當(dāng)系統(tǒng)壓力突然下降時，由于阻尼孔產(chǎn)生統(tǒng)壓力突然下降時，由于阻尼孔產(chǎn)生的阻尼作用，滑閥下腔的壓力不會突的阻尼作用，滑閥下腔的壓力不會突然下降，從而避免了閥的沖擊，閥的然下降，從而避免了閥的沖擊，閥的工作平穩(wěn)性增加。工作平穩(wěn)性增加。阻尼孔阻尼孔控制元件壓力控制閥控制元

29、件溢流閥直動式溢流閥是利用閥心上端的彈直動式溢流閥是利用閥心上端的彈簧力直接與下端面的液壓力相平衡簧力直接與下端面的液壓力相平衡來控制溢流壓力的。一般直動式閥來控制溢流壓力的。一般直動式閥只做成低壓、流量不大的溢流閥。只做成低壓、流量不大的溢流閥。 控制元件壓力控制閥控制元件溢流閥 應(yīng)應(yīng) 用用適適合合用用于于低低壓壓小小流流量量系系統(tǒng)統(tǒng)。（p pK。開啟曲線和閉合曲線是衡量溢流閥定壓精度的一個重要指標(biāo)，一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力pn時，開始溢流的開啟壓力po及停止溢流的閉合壓力pk分別與pn的百分比來衡量，前者稱為開啟比，后者稱為閉合比。 開啟比： po與 pn 之比 閉合比： pk與

30、 pn之比 開啟比應(yīng)不小于開啟比應(yīng)不小于90% 一般一般 閉合比應(yīng)不小于閉合比應(yīng)不小于85%，其靜態(tài)特性，其靜態(tài)特性 較好。較好。 先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性優(yōu)于直動式溢流閥。先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性優(yōu)于直動式溢流閥。 也就是也就是說，說， 先導(dǎo)式溢流閥的調(diào)壓偏差比直動式溢流閥的調(diào)壓偏先導(dǎo)式溢流閥的調(diào)壓偏差比直動式溢流閥的調(diào)壓偏差小，調(diào)壓精度更高。差小，調(diào)壓精度更高。 先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性 比直動式溢流閥更好比直動式溢流閥更好 對同一個溢流閥.其開啟特性總是優(yōu)于閉合特性。這主要是由于在開啟和閉合兩種運(yùn)動過程中，摩擦力的作用方向相反所致。 動態(tài)特性動態(tài)特性當(dāng)溢流閥的溢流量由當(dāng)溢

31、流閥的溢流量由零階躍變化至額定流量時，零階躍變化至額定流量時，其進(jìn)口壓力（及其控制的其進(jìn)口壓力（及其控制的系統(tǒng)壓力）將迅速升高并系統(tǒng)壓力）將迅速升高并超過額定壓力的調(diào)定值，超過額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動態(tài)過壓力，從而完成其動態(tài)過渡過程（如下圖所示）。渡過程（如下圖所示）。這一過程即為溢流閥的動這一過程即為溢流閥的動態(tài)特性。態(tài)特性。 控制元件壓力控制閥控制元件溢流閥動態(tài)特性是溢流閥瞬態(tài)工作的性能特征。其主要指標(biāo)有：動態(tài)特性是溢流閥瞬態(tài)工作的性能特征。其主要指標(biāo)有： A. 壓力超調(diào)量壓力超調(diào)量指最高瞬時峰值與調(diào)定壓力的差值指最高瞬時峰值與調(diào)定壓

32、力的差值p。100%spp壓力超調(diào)率壓力超調(diào)率它是衡量溢流閥動態(tài)定壓誤差和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。它是衡量溢流閥動態(tài)定壓誤差和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。其值其值10%-30%；否則，可能導(dǎo)致系統(tǒng)中元件損壞，管道；否則，可能導(dǎo)致系統(tǒng)中元件損壞，管道破裂或其它故障。破裂或其它故障?？刂圃毫刂崎y控制元件溢流閥從卸荷狀態(tài)回升至從卸荷狀態(tài)回升至調(diào)定壓力并穩(wěn)定時調(diào)定壓力并穩(wěn)定時所需的時間，稱建所需的時間，稱建立壓力時間（對應(yīng)立壓力時間（對應(yīng)于圖中于圖中A、B兩點間兩點間的時間）。它反映的時間）。它反映了閥的快速性。建了閥的快速性。建壓時間越短，響應(yīng)壓時間越短，響應(yīng)越快。越快。 B. 建立壓力時間（也稱壓力上升時間

33、）建立壓力時間（也稱壓力上升時間）控制元件壓力控制閥控制元件溢流閥指瞬態(tài)過程中壓力指瞬態(tài)過程中壓力開始上升到最后穩(wěn)開始上升到最后穩(wěn)定在調(diào)定壓力所需定在調(diào)定壓力所需的時間（對應(yīng)于圖的時間（對應(yīng)于圖中中B、C兩點間的時兩點間的時間）。過渡時間越間）。過渡時間越短，動態(tài)響應(yīng)越好。短，動態(tài)響應(yīng)越好。C. 過渡過程時間過渡過程時間控制元件壓力控制閥控制元件溢流閥指卸荷信號發(fā)出指卸荷信號發(fā)出后，從調(diào)定壓力后，從調(diào)定壓力狀態(tài)下降到完全狀態(tài)下降到完全卸荷狀態(tài)所需時卸荷狀態(tài)所需時間（對應(yīng)于圖中間（對應(yīng)于圖中C、D兩點間的時間）。兩點間的時間）。卸荷時間越短，卸荷時間越短，動態(tài)響應(yīng)越好。動態(tài)響應(yīng)越好。D. 卸荷時

34、間卸荷時間控制元件壓力控制閥控制元件溢流閥溢流閥的應(yīng)用 （1）調(diào)壓）調(diào)壓 為定量泵系統(tǒng)溢流穩(wěn)壓 和定量泵、節(jié)流閥并聯(lián)，閥口常開。（2）安全保護(hù)）安全保護(hù) 為變量泵系統(tǒng)提供過載保護(hù) 和變量泵組合，正常工作時閥口關(guān)閉，過載時打開，起安全保護(hù)作用，故又稱安全閥。 （3）遠(yuǎn)程調(diào)壓）遠(yuǎn)程調(diào)壓 實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓 p遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程 p主調(diào)主調(diào) （4）系統(tǒng)卸荷和多級調(diào)壓）系統(tǒng)卸荷和多級調(diào)壓 系統(tǒng)卸荷和多級調(diào)壓 和二位二通閥組合（先導(dǎo)式） 動畫演示動畫演示 控制元件壓力控制閥控制元件溢流閥 （5）形成背壓）形成背壓 用于形成回油阻力，提高用于形成回油阻力，提高執(zhí)行元件的運(yùn)動平穩(wěn)性。執(zhí)行元件的運(yùn)動平穩(wěn)性。此時，溢流閥調(diào)定壓

35、力此時，溢流閥調(diào)定壓力 = 系統(tǒng)背壓所需壓力值。如系統(tǒng)背壓所需壓力值。如圖所示：圖所示：控制元件壓力控制閥控制元件溢流閥溢流閥的先導(dǎo)閥的阻尼孔若被堵，會產(chǎn)生什么結(jié)果？如果把阻尼孔改為直徑較大的通孔呢？控制元件壓力控制閥控制元件溢流閥 當(dāng)回路內(nèi)有兩個以上液壓缸，其中之一需要較低的工作壓力，同時其它的液壓缸仍需高壓運(yùn)作時，此刻就得用減壓閥（Reducing valve）提供一較系統(tǒng)壓力為低的壓力給低壓缸。 減壓閥是使出口壓力（二次壓力）低于進(jìn)口壓力（一次壓力）的一種壓力控制閥。 作用：減低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力，使用一個油源能同時提供兩個或幾個不同壓力的輸出。 用途：減壓閥在各種液壓設(shè)備的夾

36、緊系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多。此外，當(dāng)油壓不穩(wěn)定時，在回路中串入一減壓閥可得到一個穩(wěn)定的較低的壓力。 分類： 按調(diào)節(jié)要求的不同，它可分為定值減壓閥、定差減壓閥。 按工作原理可分為直動式和先導(dǎo)式。 2) 減壓閥減壓閥減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理 1.定值減壓閥 定值減壓閥是使進(jìn)入閥體的壓力減低后輸出，并保持輸出的壓力值恒定。 1）先導(dǎo)式減壓閥 圖5.27是先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)圖，由主閥和先導(dǎo)閥組成，先導(dǎo)閥負(fù)責(zé)調(diào)定壓力，主閥負(fù)責(zé)減壓作用。 控制元件壓力控制閥控制元件減壓閥 工作原理工作原理 p1 p2時，導(dǎo)閥打開，主閥兩端產(chǎn)生壓差 當(dāng)P F軟t時，主閥閥芯 上移，f， p2 主閥芯上力平衡方程式為：

37、 P2.A=P3A+Fa=P3A+K(x0+x) 既 P2=P3+K(x0+x)/A 式中 A主閥芯受力面積； P3主閥芯上腔的壓力，調(diào)壓彈簧一旦調(diào)定后，基本為一定值； x0 主閥彈簧的預(yù)壓縮量； x 主閥上升后彈簧增加的壓縮量； K 主閥彈簧剛度。 由于主閥彈簧只需克服閥芯運(yùn)動是的摩擦力，彈簧預(yù)緊力小，且其剛度也較小，而設(shè)計時x0 x，故上式可近似表達(dá)為： P2=P3+KX0/A=常數(shù) 在減壓閥出口油液不再流動時，由于先導(dǎo)閥卸油仍未停止，減壓口仍有油液流動，閥就處于工作狀態(tài)，出口壓力也就保持調(diào)定壓力不變。 與溢流閥、順序閥相比較，減壓閥的主要特點：閥口常開，閥口常開，從出口引壓力油去控制閥口

38、開從出口引壓力油去控制閥口開度，使出口壓力恒定，泄油單度，使出口壓力恒定，泄油單獨(dú)接入油箱。獨(dú)接入油箱。 （2）定差減壓閥 定差減壓閥可使閥進(jìn)出口壓力差保持恒定值。 高壓油經(jīng)節(jié)流口減壓后以低壓流出，同時低壓油經(jīng)閥心中心孔將壓力傳至閥心左腔，其進(jìn)出口油壓在閥心有效面積上的壓力差與彈簧力相平 衡。 定差減壓閥通常與節(jié)流閥組合成調(diào)速閥，可使節(jié)流閥兩端壓差保持恒定，使通 節(jié)流閥的流量基本不受外界負(fù)荷變動的影響。)()(4)(40222221xxKdDpdDp4/ )()(22021dDxxKppp 減壓閥與溢流閥比較減壓閥與溢流閥比較 溢流閥溢流閥 減壓閥減壓閥 a 保持進(jìn)口壓力不變保持進(jìn)口壓力不變

39、出口壓力出口壓力 b 內(nèi)部回油內(nèi)部回油 外部回油外部回油 c 閥口常閉閥口常閉 閥口常開閥口常開 d 閥芯二凸肩閥芯二凸肩 閥芯三凸肩閥芯三凸肩 e 一般并聯(lián)于系統(tǒng)一般并聯(lián)于系統(tǒng) 一般串聯(lián)于系統(tǒng)一般串聯(lián)于系統(tǒng)減壓閥的主要性能 （1）調(diào)壓范圍 調(diào)壓范圍是指減壓閥輸出壓力的可調(diào)范圍。 （2）壓力特性 壓力特性是指流量為定值時，減壓閥輸入壓力波動而引起輸出壓力波動的特性 （3）流量特性 流量特性是指輸入壓力為定值時，輸出壓力隨流量的變化而變化的特性減壓閥的應(yīng)用 1 ） 減 壓 回路 右圖為減壓回路，不管回路壓力多高，A缸壓力決不會超過3MPa。例題：如下圖所示，溢流閥調(diào)定壓力ps1=4.5MPa，減

40、壓閥的調(diào)定壓力ps2=3MPa，活塞前進(jìn)時，負(fù)荷F=1000N，活塞面積A=20 10-4m2 ，減壓閥全開時的壓力損失及管路損失忽略不計，求： （1）活塞在運(yùn)動時和到達(dá)盡頭時，A、B兩點的壓力。 （2）當(dāng)負(fù)載F=7000N時，A、B兩點的壓力是多少？ MPaAFp5 .0102010004解： （1）運(yùn)動時，A、B點壓力為0.5MPa。 到達(dá)盡頭時，pA=4.5MPa，pB=3MPa。（2）pA=4.5MPa，pB=3MPa。MPaAFp5 .3102070004 順序閥用來控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動作的先后順序。依控制壓力的不同，順序閥又可分為內(nèi)控式和外控式兩種。前者用閥的進(jìn)油口壓力控制閥

41、芯的啟閉，后者用外來的控制壓力油控制閥芯的啟閉(液控順序閥)。順序閥也有直動式和先導(dǎo)式兩種,前者一般用于低壓系統(tǒng)，后者用于中高壓系統(tǒng)。 (1)順序閥的結(jié)構(gòu)及動作原理 順序閥（sequence valve）是使用在一個液壓泵要供給兩個以上液壓缸依一定順序動作場合的一種壓力閥。 順序閥的構(gòu)造及其動作原理類似溢流閥，有直動式和先導(dǎo)式兩種。根據(jù)控制壓力的來源不同有內(nèi)控式和外控式兩種。 順序閥與溢流閥不同的是：出口直接接執(zhí)行元件，另外有專門的泄油口。3) 順序閥順序閥2. 結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)及工作原理以直動式為例以直動式為例控制元件壓力控制閥控制元件順序閥(2)順序閥的應(yīng)用 1）順序動作回路 圖5.31

42、a所示為順序閥組成的順序動作回路。 2）卸荷閥 3）單向順序閥 3）單向順序閥 4）平衡回路各種順序閥的圖形符號如表5.3所示 液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件運(yùn)動 速度的大小，由輸入執(zhí)行元件的 油液流量的大小來確定。流量控 制閥簡稱流量閥，它就是依靠改 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 控制流量的控制閥。常用的流量控制閥有普通節(jié)流閥、調(diào)速閥和分流集流閥等。 1)1)節(jié)流閥節(jié)流閥 (1)節(jié)流閥的工作原理 改變節(jié)流口過流面積，即可調(diào)節(jié)進(jìn)入到液壓系統(tǒng)中的流量。如圖5.35a所示，具有螺旋開口的閥心與閥套上的窗口配合，形成節(jié)流孔，轉(zhuǎn)動手輪即可調(diào)節(jié)節(jié)流口的大小。4. (2)節(jié)流閥的流量特性

43、 其特性曲線如圖5.35b所示。 （1）節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性 1）壓差p 當(dāng)節(jié)流閥兩端壓差p改變時，通過它的流量也要發(fā)生變化。三種結(jié)構(gòu)形式的節(jié)流口中，通過薄壁小孔的流量受到壓差改變的影響最小。 2) 調(diào)速閥調(diào)速閥3) 分流集流閥分流集流閥 插裝閥又稱邏輯閥，是一種較新型的液壓元插裝閥又稱邏輯閥，是一種較新型的液壓元 件，它的特點是通流能力大，密封性能好，動作件，它的特點是通流能力大，密封性能好，動作 靈敏、結(jié)構(gòu)簡單，因而主要用于流量較大系統(tǒng)或靈敏、結(jié)構(gòu)簡單，因而主要用于流量較大系統(tǒng)或 對密封性能要求較高的系統(tǒng)。對密封性能要求較高的系統(tǒng)。 5.圖5.44 插裝閥的組成 1先導(dǎo)控制閥；2控制蓋板；3

44、 邏輯單元（主閥）、4，閥塊體 插裝閥由控制蓋板、 插裝單元（由閥套、彈 簧、閥芯及密封件組 成）、插裝塊體和先導(dǎo)控 制閥（如先導(dǎo)閥為二位三 通電磁換向閥）組成。由 于插裝單元在回路中主要 起通、斷作用，故又稱二 通插裝閥。 2)插裝方向閥插裝方向閥 圖5.45 插裝方向控制閥 （a）單向閥；(b)二位二通閥 3)插裝壓力閥插裝壓力閥 4)插裝流量閥插裝流量閥 用數(shù)字信息直接控制液壓閥稱為電液數(shù)字控制閥，簡稱數(shù)字閥。數(shù)字閥與電液伺服閥、電液比例閥相比，其結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，價廉，抗污染能力強(qiáng)，重復(fù)性好，工作穩(wěn)定可靠，功耗小。 目前常用的有增量數(shù)字閥和脈寬調(diào)制式數(shù)字閥。 1)增量式數(shù)字閥 工作原理：把普通液壓