第四章液壓控制閥課件

1、第四章 液壓控制閥4.1 概述4.1.1 閥的功能 液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來控制液液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來控制液體的壓力、流量和流動方向，保證執(zhí)行元體的壓力、流量和流動方向，保證執(zhí)行元件按照要求進行工作，屬于控制元件。件按照要求進行工作，屬于控制元件。4.1.2 閥的分類 P.137表6-14.1.3 閥的基本性能要求 P.138 4.2 方向控制閥 方向控制閥在液壓系統(tǒng)中主要作用是： 接通，斷開或改變油流的方向。1 . 分類 表6-2 4.2.1 單向閥 在油路中主要作用是：限制液流的流向。 一般單向閥的開啟壓力在(0.03 - 0.05)MPa,額定流量時的壓降約在（0.1 - 0

2、.3)MPa。普通單向閥的應用 安裝在泵的出口，防止壓力沖擊影響泵的正常工作或防止泵不工作時液壓系統(tǒng)油液經(jīng)泵倒流回油箱。 被用來分隔油路以防止高低壓干擾。 與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等。 安裝在執(zhí)行元件的回油路作背壓閥。4.2.3. 液控單向閥液控單向閥是在普通單向閥上增加一個液控口，其作用：使油液可以單向或雙向流動。 液控單向閥液控口K所需的液控壓力為工作壓力（P2或P1口上）的（30 -50)才能正常工作。應用：對液壓缸進行閉鎖；作為豎直使用液壓缸的支撐防止自由下落。需要指出：需要指出： 控制壓力油油口控制壓力油油口K不工作時，應使其通不工作時，應使其通回油箱，否則控

3、制活塞難以復位，單向閥回油箱，否則控制活塞難以復位，單向閥反向不能截止液流。反向不能截止液流。4.2.4. 換向閥換向閥的作用換向閥的作用是是利用閥芯和利用閥芯和閥體間相對位閥體間相對位置的變化來接置的變化來接通、斷開或改通、斷開或改變系統(tǒng)中油液變系統(tǒng)中油液的流動方向的流動方向。 換向閥的換向閥的“位位”-工作位置；工作位置；換向閥的換向閥的“通通”-油口油口 電磁換向閥電磁換向閥的優(yōu)點：與電氣結合，操作簡便、易于實現(xiàn)自動控制。缺點：受電磁鐵吸力較小的限制，通流量一般在100L/min以內(nèi)。對流量較大時應選用液動換向閥或電液換向閥。 三位四通電磁換向閥液動換向閥電液動換向閥電液動換向閥是由：

4、電磁換向閥與液動換向閥組合而成,集合了電磁閥操作簡便、易于實現(xiàn)自動控制和液動閥通量大的優(yōu)點。液動換向閥實現(xiàn)主油路的換向，稱為主閥主閥電磁換向閥改變液動閥的控制油路的方向，稱為先導閥先導閥注意注意: :主閥為彈簧對中型時,先導電磁閥的中位機能必須是”Y”型控制油可以取自主油路（內(nèi)控）或外(內(nèi))泄,也可以取獨立油源（外控）或外(內(nèi))泄;共四類。采用內(nèi)控而主油路又需要卸荷時，主閥P口必須保持一個約0.4MPa的啟動壓力。液動閥兩端控制油路上的節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)主閥的換向速度。為保證液動閥回復中位，電磁閥的中位必須是A、B、T油口互通的”Y”型。3.換向閥的性能與特點(1)滑閥的中位機能考慮因素(2)滑閥

5、的液動力中位機能考慮的因素系統(tǒng)保壓：選 O O、Y Y、J J、U U 中位機能使系統(tǒng)卸荷：選 H H、M M 中位機能要求液壓缸處于浮動：選 H H、Y Y 中位機能要求換向精度高：選 O O、M M 中位機能既要系統(tǒng)卸荷又換向精度高：選 M M 中位機能既保持系統(tǒng)壓力又負載浮動： 選 Y Y 中位機能 滑閥的穩(wěn)態(tài)液動力滑閥的瞬態(tài)液動力卡緊力4.2.5. 多路換向閥多路換向閥是由兩個以上的換向閥為主的組合閥。并聯(lián)油路多路換向閥串聯(lián)油路多路換向閥串并聯(lián)油路多路換向閥4.3. 壓力控制閥 壓力控制閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液壓力或通過壓力信號實現(xiàn)控制的閥類。它包括溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器

6、。壓力控制閥的作用：1.保持系統(tǒng)壓力恒定；（溢流閥作定壓閥用）2.限制系統(tǒng)最高壓力，保證系統(tǒng)安全；（ 溢流閥做安全閥用）3.利用回路壓力來控制多個執(zhí)行元件的先后動作順序，（順序閥）4.穩(wěn)定或降低回路的壓力。（減壓閥）5.還有的是利用液壓力作為信號控制其動作，（壓力繼電器） 壓力控制閥的基本工作原理: 通過液壓作用力與彈簧力進行比較，來實現(xiàn)對油液壓力的控制。4.3.1 溢流閥溢流閥的作用在系統(tǒng)中主要起：穩(wěn)定壓力（作定壓閥用）安全保護的作用（做安全閥用）1.溢流閥的工作原理與結構按結構不同,溢流閥有直動式和先導式兩種直動式溢流閥工作原理圖(圖6-17a) P.152 pA=Fs+Fg+Fbs+Ff

7、 p Fs/A 進口壓力彈簧力/閥芯下腔面積溢流閥穩(wěn)定壓力的工作原理:進口壓力p基本上由彈簧力Fs決定溢流閥工作過程系統(tǒng)壓力低于溢流閥調(diào)壓彈簧調(diào)定的壓力時，溢流閥不開啟溢流，系統(tǒng)壓力隨負載變化而變化。系統(tǒng)壓力等于溢流閥調(diào)壓彈簧調(diào)定的壓力時，溢流閥開啟溢流，使其基本保持恒定。進口壓力p基本上由彈簧力決定(2)先導式溢流閥遠程控制口K的功用：P1551遠程調(diào)壓將K口接到另一個直動式溢流閥的進油口進油口2液壓泵卸荷K口直通油箱油箱遠程調(diào)壓1.遠程調(diào)壓閥調(diào)定壓力必須低于主溢流閥的先導閥調(diào)定壓力。2.無論哪個起作用，泵的溢流量始終經(jīng)主閥閥口回油箱。先導型溢流閥與直動型溢流閥相比，有以下特點：先導型溢流閥

8、的進口壓力由兩次比較得到，壓力值由先導閥調(diào)壓彈簧調(diào)節(jié)；主閥芯是靠液流流經(jīng)阻尼孔形成的壓力差開啟的，主閥彈簧只起復位作用。調(diào)壓偏差只取決于主閥彈簧剛度，由于主閥彈簧剛度很小，故調(diào)壓偏差很小，控制壓力的穩(wěn)定性很高。通過先導閥的流量很小，約為主閥額定流量的1，因此其尺寸很小，即使是高壓閥，其彈簧剛度也不大。這樣一來閥的調(diào)節(jié)性能有很大改善。先導閥前腔有一控制口K，用于卸荷和遙控。2 溢流閥的性能溢流閥的性能有靜態(tài)性能和動態(tài)性能靜態(tài)性能靜態(tài)性能壓力調(diào)節(jié)范圍最大流量和最小穩(wěn)定流量最大流量溢流閥的額定流量最小穩(wěn)定流量-溢流閥的額定流量的15啟閉特性靜態(tài)性能靜態(tài)性能壓力調(diào)節(jié)范圍：是指在調(diào)壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，系統(tǒng)壓

9、力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象時的最大和最小調(diào)定壓力。通過剛度不同的彈簧0.68、416、820、1632MPa可實現(xiàn)四級調(diào)壓。壓力流量特性： 溢流閥的進口壓力隨流量變化而波動的性能；又稱為啟閉特性。（ps-pk）、（ps-pb）稱為調(diào)壓偏差，調(diào)壓偏差越小越好，Pk=pk/ps，稱為開啟壓力比；Pb=pb/ps，稱為閉合壓力比，Pk 、 Pb大好。卸荷壓力：當溢流閥的遠程控制口K與油箱相連時，額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。 動態(tài)性能動態(tài)性能 P156調(diào)定壓力pT升壓時間T1過渡過程時間T2卸荷時間T3卸荷壓力pX壓力超調(diào)量3.溢流閥的應用溢流閥通常旁接在液壓泵的出口，保持系統(tǒng)

10、壓力恒定或限制系統(tǒng)的最高壓力，保證系統(tǒng)安全。前者稱為定壓閥（或穩(wěn)壓閥），主要用于定量泵進、出油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，用于保證系統(tǒng)壓力為恒定值；(2)起安全作用后者稱為安全閥，限制系統(tǒng)的最高壓力，保證系統(tǒng)安全。(3)卸荷作用(4)作背壓閥用4.3.2 減壓閥 作用將出口壓力調(diào)節(jié)到低于進口壓力，作用是控制出口壓力分類 P158按調(diào)節(jié)要求不同，有定值輸出減壓閥，定差減壓閥，定比減壓閥。其中定值減壓閥定值減壓閥應用最廣，又簡稱減壓閥，主要介紹它的原理及結構特點。 直動式減壓閥 工作原理與結構先導式減壓閥 工作原理與結構P158第5章 液壓控制閥1 1）工作原理（）工作原理（動畫動畫）出口壓力小于調(diào)定壓力時：出

11、口壓力小于調(diào)定壓力時： 減壓閥閥口全開，不起減壓作減壓閥閥口全開，不起減壓作 用，出口壓力用，出口壓力= =進口壓力進口壓力當出口壓力大于調(diào)定壓力時：當出口壓力大于調(diào)定壓力時： 減壓口關小，油液流經(jīng)減壓口減壓口關小，油液流經(jīng)減壓口 產(chǎn)生壓力降，使出口壓力下降產(chǎn)生壓力降，使出口壓力下降 至調(diào)定值，先導閥及主閥閥芯至調(diào)定值，先導閥及主閥閥芯 同時受力平衡，出口壓力穩(wěn)定同時受力平衡，出口壓力穩(wěn)定 不變，此時出口壓力低于進口不變，此時出口壓力低于進口 壓力實現(xiàn)減壓。壓力實現(xiàn)減壓。 調(diào)節(jié)先導閥調(diào)壓彈簧，可以調(diào)節(jié)出口壓力調(diào)節(jié)先導閥調(diào)壓彈簧，可以調(diào)節(jié)出口壓力P P2 2的大小。的大小。P159，圖6-28，

12、直動疊加式減壓閥（三通式減壓閥） 閥的出口P2的壓力直接由調(diào)壓彈簧調(diào)定，其閥芯的在出口壓力、彈簧力及不大的液動力作用下處于平衡。 彈簧力一定，閥的出口壓力一定，即保證了閥具有穩(wěn)定的出口壓力的作用；該閥除了起減壓閥的作用外，還具有溢流閥的作用，該閥除了起減壓閥的作用外，還具有溢流閥的作用，因此又稱為因此又稱為溢流減壓閥溢流減壓閥 靜態(tài)特性(1)定差減壓閥使減壓閥得進出口的壓力差穩(wěn)定不變。（2）定比減壓閥使減壓閥得進出口壓力的比值保持穩(wěn)定。先導式減壓閥與先導式溢流閥的區(qū)別 P1591)1)減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥是減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥是進口壓力控

13、制，保證進口壓力為定值。進口壓力控制，保證進口壓力為定值。2)2)減壓閥閥口常開；溢流閥閥口常閉。減壓閥閥口常開；溢流閥閥口常閉。3)3)減壓閥由于出口壓力不為零，所以它的錐閥泄油不能象溢減壓閥由于出口壓力不為零，所以它的錐閥泄油不能象溢流閥那樣通過內(nèi)部與出油口連通，而是需要通過閥體上設流閥那樣通過內(nèi)部與出油口連通，而是需要通過閥體上設置的泄油口置的泄油口L L單獨回油；單獨回油；4)4)溢流閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體溢流閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)內(nèi)流道流道內(nèi)內(nèi)泄泄至出口。至出口。5)5)減壓閥與溢流閥一樣有遙控口減壓閥與溢流閥一樣有遙控口K K，接遠程調(diào)壓閥，可實現(xiàn)，接遠程調(diào)壓閥，可實現(xiàn)遠控或多級

14、控制。遠控或多級控制。4.3.3 順序閥作用 順序閥是利用壓力信號來控制閥口通斷的壓力閥，多用于控制多個執(zhí)行元件的順序動作而得名。分類 按控制油來源不同分內(nèi)控和外控，按彈簧腔泄漏油引出方式不同分內(nèi)泄和外泄。分類順序閥圖形符號 外控外泄順序閥1.可作液動開關和限速鎖。如遠控2.平衡閥可限制重物下降的速度。應用舉例內(nèi)控外泄順序閥：內(nèi)控外泄順序閥：用于多個執(zhí)行元件順序動作。其進口壓力先要達用于多個執(zhí)行元件順序動作。其進口壓力先要達到閥的調(diào)定壓力，而出口壓力取決于負載。到閥的調(diào)定壓力，而出口壓力取決于負載。當負載壓力高于閥的調(diào)定壓力時，進口壓力等于當負載壓力高于閥的調(diào)定壓力時，進口壓力等于出口壓力，閥

15、口全開；出口壓力，閥口全開；當負載壓力低于調(diào)定壓力時，進口壓力等于調(diào)定當負載壓力低于調(diào)定壓力時，進口壓力等于調(diào)定壓力，閥的開口一定。壓力，閥的開口一定。內(nèi)控外泄順序閥與內(nèi)控外泄順序閥與溢流閥溢流閥非常相象非常相象, ,閥口常閉，進閥口常閉，進口壓力控制，但是該閥的出口油液要去系統(tǒng)的執(zhí)口壓力控制，但是該閥的出口油液要去系統(tǒng)的執(zhí)行元件工作，所以行元件工作，所以 有單獨的泄油口。有單獨的泄油口。外控內(nèi)泄順序閥可作卸載閥，如圖示閥可作卸載閥，如圖示閥3 3是泵是泵1 1的卸載閥的卸載閥內(nèi)控內(nèi)泄順序閥內(nèi)控內(nèi)泄順序閥圖形符號和工作原理與溢流閥相同。多串聯(lián)在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定壓力，保證執(zhí)行元

16、件運動平穩(wěn)。如圖示閥3作背壓閥.順序閥相當于一個順序閥相當于一個 液控開關閥液控開關閥4.3.4壓力繼電器壓力繼電器是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。其作用是實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護。 應用舉例如圖所示，壓力繼電器在順序動作回路中的應用。4.4. 流量控制閥 4.4.1流量控制原理和節(jié)流口形式 P.1631.作用：流量控制閥是靠改變閥口開度大小來調(diào)節(jié)通過閥 的流量，以達到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度的目的。2.分類：普通流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流 閥和分流集流閥。性能要求： 調(diào)速比大； 流量穩(wěn)定性好，受溫度、粘度變化影響??； 閥的液壓剛性好，前后壓差變化時，流量變化

17、小； 通流性能好，閥口不易堵塞。節(jié)流口的流量特性方程1.節(jié)流口結構形式錐形三角槽形矩形三角形表6-7, P.165 通用流量特性方程通用流量特性方程 mLpAKq 式中：式中：K KL L 節(jié)流系數(shù)，一般視為常數(shù)；節(jié)流系數(shù)，一般視為常數(shù)； 指數(shù)，薄壁孔指數(shù)，薄壁孔0.50.5 ，滑閥及錐閥閥口和，滑閥及錐閥閥口和 短孔短孔m m在在0.50.5之間；之間；顯然改變，既可改變通過閥口的流量。顯然改變，既可改變通過閥口的流量。 影響流量穩(wěn)定性的因素1.1.壓差對流量的影響：壓差對流量的影響： 從流量公式分析，從流量公式分析，q q變化取決于變化取決于P P，且，且m m越大，越大， P P 引引起

18、流量變化也越大，這是節(jié)流閥不希望的。所以，目前節(jié)起流量變化也越大，這是節(jié)流閥不希望的。所以，目前節(jié)流流 閥均采用近似薄壁小孔結構。閥均采用近似薄壁小孔結構。溫度對流量的影響： 對薄壁小孔，流量q與粘度無關；對細長小孔，流量q與粘度有關，因此薄壁小孔溫度對流量的影響??；因此選薄壁小孔結構. 節(jié)流口堵塞4.4.1 節(jié)流閥 結構和原理主要零件有閥芯、閥體和螺母。閥體上開有進油口和出油口。閥芯一端開有三角尖槽，另一端加工有螺紋，旋轉(zhuǎn)閥芯即可軸向移動改變閥口過流面積。為平衡液壓徑向力，三角槽須對稱布置。1.普通節(jié)流閥(L型)工作原理2.節(jié)流閥的剛性TP166 T的定義： T=dp/dq2.節(jié)流閥的剛性T節(jié)流閥的主要性能指標1 1.流量調(diào)節(jié)范圍2.流量變化率3.內(nèi)泄漏量4.壓力損失5最小的穩(wěn)定流量最小的穩(wěn)定流量 3.節(jié)流閥的應用 P166(1)節(jié)流調(diào)速作用(2)負載阻尼作用(3)壓力緩沖作用節(jié)流閥存在的問題 分析：節(jié)流閥一般用于定量泵節(jié)流調(diào)速回路中,但當負載變化時,引起節(jié)流閥進出口壓差發(fā)生變化,繼而引起通過節(jié)流閥的流量產(chǎn)生波動,因此調(diào)速穩(wěn)定性差。所以多用于負載變化不大和速度穩(wěn)定性要求低的場合。4.4.2 調(diào)速閥調(diào)速閥的工作原理特點： 由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成，通過定差減壓閥的壓力反饋，使節(jié)流閥進出口壓差