液壓與氣動控制技術(辛連學)5液壓控制元件-壓力

1、第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路第一節(jié)第一節(jié) 壓力控制閥壓力控制閥 第二節(jié)第二節(jié) 壓力控制回路壓力控制回路實訓項目實訓項目思考題與習題思考題與習題本章小結本章小結第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路壓力控制閥是控制液壓系統(tǒng)壓力或利用壓力的變化來實現(xiàn)某種動作的閥,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彈簧力相平衡的原理來工作的。按用途不同，可分溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。壓力控制回路是對系統(tǒng)或系統(tǒng)某一部分的壓力進行控制的回路。這種回路包括調(diào)壓、卸荷、保壓、減壓、增壓、平衡等多種回路。一、溢流閥一、溢流閥1.溢流閥的結構和工作原理 溢流閥按其結構原理可分為直動式溢流閥

2、和先導式溢流閥兩類。直動式溢流閥用于低壓系統(tǒng)，先導式溢流閥用于中、高壓系統(tǒng)。（1）直動式溢流閥 第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路（2）先導式溢流閥 圖為先導式溢流閥，由先導閥和主閥且兩部分組成。先導閥實際上是一個小流量的直動式溢流閥，閥芯是錐閥，用來控制壓力；主閥閥芯是滑閥，用來控制溢流流量。一、溢流閥一、溢流閥第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路4. 溢流閥的功能根據(jù)溢流閥在液壓系統(tǒng)中所起的作用，溢流閥可作溢流、安全、卸荷和背壓閥使用。(1)作溢流閥用，如圖 (a)所示的溢流閥1;(2)作安全閥用，如圖 (b)所示;(3)作卸荷閥用，如圖 (c)所示;(4)作背壓閥用，如圖 (a)所示的

3、溢流閥2接在回油路上，可對回油產(chǎn)生阻力，即形成背壓，利用背壓可提高執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路二、減壓閥二、減壓閥 減壓閥主要用來降低液壓系統(tǒng)中某一分支油路的壓力，使之低于液壓泵的供油壓力，以滿足執(zhí)行機構的需要，并保持基本恒定。減壓閥也有直動式減壓閥和先導式減壓閥兩類，先導式減壓閥應用較多。減壓閥的結構和工作原理(1)減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進口處壓力基本不變。 (2)在不工作時，減壓閥進、出油口互通，而溢流閥進出油口不通。(3)為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，它的導閥彈簧腔需通過泄油口單獨外接油箱 .第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路二、減壓閥

4、二、減壓閥3. 3. 減壓閥的應用減壓閥的應用定壓減壓閥的功用是減壓、穩(wěn)壓。圖為減壓閥用于夾緊油路的原理圖。減壓閥還用于將同一油源的液壓系統(tǒng)構成不同壓力的油路，如控制油路、潤滑油路等。為使減壓油路正常工作，減壓閥最低調(diào)定壓力應大于0.5 MPa，最高調(diào)定壓力至少應比主油路系統(tǒng)的供油壓力低0.5 MPa 。第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路三、順序閥三、順序閥順序閥是利用系統(tǒng)壓力變化來控制油路的通斷，以實現(xiàn)各執(zhí)行元件按先后順序動作的壓力閥。1.順序閥的結構和工作原理第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路三、順序閥三、順序閥2. 順序閥的應用圖所示為順序閥用以實現(xiàn)多個執(zhí)行元件的順序動作原理圖。3.

5、 順序閥與溢流閥的主要區(qū)別（1）溢流閥出油口連通油箱，順序閥的出油口通常是連接另一工作油路，因此順序閥的進、出口處的油液都是壓力油。（2）溢流閥打開時，進油口的油液壓力基本上是保持在調(diào)定壓力值附近，順序閥打開后，進油口的油液壓力可以繼續(xù)升高。（3）由于溢流閥出油口連通油箱，其內(nèi)部泄油可通過出油口流回油箱，而順序閥出油口油液為壓力油，且通往另一工作油路，所以順序閥的內(nèi)部要有單獨設置的泄油口。第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路四、壓力繼電器四、壓力繼電器 705.swf是一種將油液的壓力信號轉換成電信號的電液控制元件，當油液壓力達到壓力繼電器的調(diào)定壓力時，即發(fā)出電信號，控制電磁鐵、電磁離合器、繼

6、電器等元件動作，使油路卸壓、換向、使執(zhí)行元件實現(xiàn)順序動作，或關閉電動機，使系統(tǒng)停止工作，起安全保護作用等。第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路六、溢流閥、減壓閥和順序閥之區(qū)別六、溢流閥、減壓閥和順序閥之區(qū)別作業(yè) 溢流閥、順序閥、減壓閥的作用？溢流閥、順序閥、減壓閥的作用？ 繪制溢流閥、順序閥、減壓閥、壓力繼電繪制溢流閥、順序閥、減壓閥、壓力繼電器的圖形符號。器的圖形符號。壓力控制回路是用壓力閥來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)主油路或某一支路的壓力，以滿足執(zhí)行元件速度換接回路所需的力或力矩的要求。利用壓力控制回路可實現(xiàn)對系統(tǒng)進行調(diào)壓(穩(wěn)壓)、減壓、增壓、卸荷、保壓與平衡等各種控制。一、調(diào)壓回路一、調(diào)壓回路

7、調(diào)壓回路是控制系統(tǒng)的最高工作壓力，使其不超過某一預先調(diào)定的數(shù)值的壓力控制回路?？刹捎?.單級調(diào)壓回路2.雙向調(diào)壓回路第二節(jié)第二節(jié) 壓力控制回路壓力控制回路第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路一、調(diào)壓回路一、調(diào)壓回路3.多級調(diào)壓回路 二級調(diào)壓回路閥2的調(diào)定壓力必須小于閥1的調(diào)定壓力，否則不能實現(xiàn)二級調(diào)壓。三級調(diào)壓回路 在這種調(diào)壓回路中，閥2和閥3的調(diào)定壓力要低于主溢流閥1的調(diào)定壓力。 第二節(jié)第二節(jié) 壓力控制回路壓力控制回路第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路二、二、卸荷回路卸荷回路液壓泵的輸出功率為其流量和壓力的乘積，因而，兩者任一近似為零，功率損耗即近似為零

8、。故液壓泵卸荷有流量卸荷和壓力卸荷兩種，前者主要是使用變量泵，使變量泵僅為補償泄漏而以最小流量運轉，此方法比較簡單，但泵處在高壓狀態(tài)下運行，磨損比較嚴重；壓力卸荷的方法是使泵在接近零壓下運轉。以減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長泵和電動機的壽命。 第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路三、保壓回路三、保壓回路在液壓系統(tǒng)中，液壓缸在工作循環(huán)的某一階段，若需要保持一定的工作壓力，就應采用保壓回路。在保壓階段，液壓缸沒有運動，最簡單的辦法是用一個密封性能好的單向閥來保壓。但是，閥類元件處的泄漏使得這種回路的保壓時間不能維持太久。 1.利用液壓泵的保壓回路 如圖5-15所示的回路，系統(tǒng)壓力較低，低壓大流量

9、泵供油，系統(tǒng)壓力升高到卸荷閥的調(diào)定壓力時，低壓大流量泵卸荷，高壓小流量泵供油保壓，溢流閥調(diào)節(jié)壓力。 第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路三、保壓回路三、保壓回路2.利用蓄能器的保壓回路 3.自動補油保壓回路 第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路四、增壓回路四、增壓回路增壓回路可以提高系統(tǒng)中某一支路的工作壓力，以滿足局部工作機構的需要。采用了增壓回路，系統(tǒng)的整體工作壓力仍能較低，這樣可以降低能源消耗。增壓回路中提高壓力的主要元件是增壓缸或增壓器。 利用增壓缸的單作用增壓回路 , 采用雙作用增壓缸的增壓回路， 五、減壓回路五、減壓回路當泵的輸出壓力是高壓而局部回路或支路要求低壓時，可以采用減壓回路

10、，如機床液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊、回路分度以及液壓元件的控制油路等，它們往往要求比主油路較低的壓力。1.單向減壓閥回路回路中的單向閥的作用是當主油路壓力降低到小于減壓閥調(diào)整壓力時，防止油液倒流，起短時保壓作用。2.二級減壓回路由減壓閥和遠程調(diào)壓閥組成的二級減壓回路。 第二節(jié)第二節(jié) 壓力控制回路壓力控制回路第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路 六、平衡回路六、平衡回路為了防止立式液壓缸及其工作部件在懸空停止期間自行下滑，或在下行運動中由于自重而造成失控超速的不穩(wěn)定運動，可設置平衡回路。第二節(jié)第二節(jié) 壓力控制回路壓力控制回路第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路實訓項目七實訓項目七 膠粘機液壓回路的設

11、計膠粘機液壓回路的設計一、任務引入一、任務引入圖5-21為一臺工業(yè)膠粘機工作示意圖，其功能是通過油缸伸出將圖形或字母粘貼在塑料板上，根據(jù)材料的區(qū)別需要調(diào)整壓緊力，將一個動作任務完成后要返回罪被坐下一個動作。要求采用液壓控制閥設計液壓回路。這就需要液壓系統(tǒng)能夠提供不同的工作壓力，同時為了保證系統(tǒng)安全，還必須保證系統(tǒng)過載時能有效地卸荷。那么在液壓傳動系統(tǒng)中是依靠什么元件來實現(xiàn)這一目的?這些元件又是如何工作的呢? 二、任務分析二、任務分析穩(wěn)定的工作壓力是保證系統(tǒng)工作平穩(wěn)的先決條件，如果液壓傳動系統(tǒng)一旦過載，如無有效的卸荷措施的話，將會使液壓傳動系統(tǒng)中的液壓泵處于過載狀態(tài)，很容易發(fā)生損壞。液壓傳動系統(tǒng)

12、必須能有效地控制系統(tǒng)壓力，可以采用壓力控制閥實現(xiàn)上述問題。常用的壓力閥有溢流閥、減壓閥和順序閥等。它們的共同特點是利用作用于閥芯上的油液壓力和彈簧力相平衡的原理進行工作。其中溢流閥在系統(tǒng)中的主要作用就是穩(wěn)壓和卸荷。通過換向閥改變液壓缸的活塞桿的運動方向。采用減壓閥來獲取不同的材料所需的壓力?？赏ㄟ^二級減壓回路來實現(xiàn)；也可通過多級調(diào)壓回路使液壓設備在不同的工作階段獲得不同的壓力。第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路三、任務實施三、任務實施 膠粘機工作時，系統(tǒng)的壓力必須與負載相適應，可以通過溢流閥來調(diào)整回路的壓力來實現(xiàn)。在油缸進油口前旁路連接一個溢流閥。來調(diào)定系統(tǒng)穩(wěn)定壓力。在油缸進油口前安裝減壓閥

13、獲得不同材料所需壓力。 1、采用多級調(diào)壓回路實現(xiàn)、2、采用二級減壓回路實現(xiàn)四、操作步驟四、操作步驟1、能正確使用溢流閥；2、根據(jù)項目要求分析壓力控制回路；選擇相應元器件，在實驗臺上組建回路；3、檢查各油口連接情況后，啟動液壓泵，觀察壓力表上顯示的系統(tǒng)壓力值；調(diào)節(jié)溢流閥調(diào)壓手柄，觀察壓力表顯示值變化情況；4、完成實驗經(jīng)老師檢查評估后，關閉油泵，拆下管線，將元件放回原來位置。 第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路實訓項目七實訓項目七 膠粘機液壓回路的設計膠粘機液壓回路的設計一、任務引入一、任務引入如圖示為液壓鉆床工作示意圖，鉆頭的進給和工件的夾緊都是由液壓系統(tǒng)來控制的。由于加工的工件不同，加工時所

14、需的夾緊力也不同，所以工作時液壓缸A的夾緊力必須能夠固定在不同的壓力值，同時為了保證安全，液壓缸B必須在液壓缸A夾緊力達到規(guī)定值時才能推動鉆頭進給。要達到這一要求，系統(tǒng)中應采用什么樣的液壓元件來控制這些動作呢?它們又是如何工作的呢? 二、任務分析二、任務分析分析上述任務可以知道，要控制液壓缸A的夾緊力，就要求輸入端的液壓油壓力能夠隨輸出端的壓力降低而自動減小，實現(xiàn)這一功能的液壓元件就是減壓閥。此外，系統(tǒng)還要求液壓缸B必須在液壓缸A夾緊力達到規(guī)定值時才能動作，即動作前需要通過檢測A缸的壓力，把A缸的壓力作為控制B缸動作的信號，這在液壓系統(tǒng)中可以使用順序閥通過壓力信號來接通和斷開液壓回路從而達到控

15、制執(zhí)行元件動作的目的。到達到這一要求，需設計壓力控制回路。實訓項目八實訓項目八 液壓鉆床液壓回路的設計液壓鉆床液壓回路的設計 第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路三、任務實施三、任務實施 針對任務引入提出的要求，可以利用減壓閥來控制夾緊缸的夾緊力，用順序閥來控制夾緊缸和鉆孔缸的動作順序，在夾緊缸的回油路油路上接上減壓閥就可以組成液壓鉆床的液壓系統(tǒng)回路 。四、操作步驟1、根據(jù)項目要求，繪制壓力控制回路；2、選擇相應元器件，在實驗臺上組建回路并檢查回路的功能是否正確；3、檢查各油口連接情況后，啟動液壓泵，觀察壓力表顯示系統(tǒng)壓力值。4、調(diào)節(jié)順序閥調(diào)壓手柄，觀察執(zhí)行元件運動順序。5、完成實驗經(jīng)老師檢查

16、評估后，關閉油泵，拆下管線，將元件放回原來位置，做好實驗室5S。實訓項目八實訓項目八 液壓鉆床液壓回路的設計液壓鉆床液壓回路的設計 第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路知識要點溢流閥、減壓閥、順序閥的結構及工作原理溢流閥、減壓閥、順序閥的區(qū)別與聯(lián)系壓力控制回路的工作原理技能要點正確、合理調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力壓力控制回路的分析和應用正確連接與安裝各類壓力控制回路第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路本章小 結第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路 溢流閥的主要作用有兩個方面：在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中起定壓溢流作用；在變量泵系統(tǒng)中起限壓安全作用。溢流閥的結構形式主要有兩種：直動式溢流閥和先導式溢流閥。一般前者用于低壓

17、，后者用于中、高壓。先導式溢流閥有一個遙控口，通過它可以實現(xiàn)遠程調(diào)壓、多級壓力控制和使液壓泵卸荷等功能。 減壓閥是利用液流通過閥口縫隙所形成的液阻使出口壓力低于進口壓力，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于系統(tǒng)主油路壓功的場合。 順序閥在油路中相當一個以油液壓力作為信號來控制油路通斷的液壓開關。它與溢流閥的工作原理基本相同。 壓力繼電器是將壓力信號轉換為電信號的轉換裝置。當作用于壓力繼電器上的控制油壓升高到(或降低到)調(diào)定壓力時，壓力繼電器便發(fā)出電信號。壓力繼電器應裝在壓力有明顯變化的地方，并必須防止由于液壓沖擊而引起壓力繼電器的誤動作。 壓力控制回路是用壓力閥來

18、控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)主油路或某一支路的壓力，以滿足執(zhí)行元件速度換接回路所需的力或力矩的要求。利用壓力控制回路可實現(xiàn)對系統(tǒng)進行調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷、保壓與平衡等各種控制。本章重點講解了調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷與平衡回路。第五章 液壓壓力控制閥和壓力控制回路一、填空題填空題1、在液壓系統(tǒng)中，控制 或利用壓力的變化來實現(xiàn)某種動作的閥稱為壓力控制閥。這類閥的共同點是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相 的原理來工作的。按用途不同，可分 、 、 和壓力繼電器等。2、根據(jù)溢流閥在液壓系統(tǒng)中所起的作用，溢流閥可作 、 、 和背壓閥使用。3、先導式溢流閥是由 和 兩部分組成，前者控制 ，后者控制 。4、減壓閥主要

19、用來 液壓系統(tǒng)中某一分支油路的壓力，使之低于液壓泵的供油壓力，以滿足執(zhí)行機構的需要，并保持基本恒定。減壓閥也有 式減壓閥和 式減壓閥兩類， 式減壓閥應用較多。5、減壓閥在 油路、 油路、潤滑油路中應用較多。6、 閥是利用系統(tǒng)壓力變化來控制油路的通斷，以實現(xiàn)各執(zhí)行元件按先后順序動作的壓力閥。7、 壓力繼電器是一種將油液的 信號轉換成 信號的電液控制元件。思考題與習題思考題與習題二、判斷題二、判斷題（ ）1、溢流閥通常接在液壓泵出口的油路上，它的進口壓力即系統(tǒng)壓力。（ ）2、溢流閥用作系統(tǒng)的限壓保護、防止過載的場合,在系統(tǒng)正常工作時,該閥處于常閉狀態(tài) 。（ ）3、壓力控制閥基本特點都是利用油液的壓

20、力和彈簧力相平衡的原理來進行工作的。（ ）4、液壓傳動系統(tǒng)中常用的壓力控制閥是單向閥。（ ）5、溢流閥在系統(tǒng)中作安全閥調(diào)定的壓力比作調(diào)壓閥調(diào)定的壓力大。（ ）6、減壓閥的主要作用是使閥的出口壓力低于進口壓力且保證進口壓力穩(wěn)定。（ ）7、利用遠程調(diào)壓閥的遠程調(diào)壓回路中，只有在溢流閥的調(diào)定壓力高于遠程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力時，遠程調(diào)壓閥才能起調(diào)壓作用。思考題與習題思考題與習題三、選擇題三、選擇題1、溢流閥的作用是配合泵等，溢出系統(tǒng)中的多余的油液，使系統(tǒng)保持一定的（ ）。 A、壓力 B. 流量 C. 流向 D.清潔度2、要降低液壓系統(tǒng)中某一部分的壓力時，一般系統(tǒng)中要配置（）。溢流閥減壓閥節(jié)流閥單向閥3、（

21、 ）是用來控制液壓系統(tǒng)中各元件動作的先后順序的。 、順序閥 、節(jié)流閥 、換向閥4、在常態(tài)下，溢流閥（ ）、減壓閥（ ）、順序閥（ ）A、常開 B、常閉5、壓力控制回路包括（ ）。A、卸荷回路 B、鎖緊回路 C、制動回路6、將先導式溢流閥的遠程控制口接了回油箱，將會發(fā)生（ ）問題。A、沒有溢流量； B、進口壓力為無窮大 ； C、進口壓力隨負載增加而增加 ； D、進口壓力調(diào)不上去。7、液壓系統(tǒng)中的工作機構在短時間停止運行，可采用（ ）以達到節(jié)省動力損耗、減少液壓系統(tǒng)發(fā)熱、延長泵的使用壽命的目的。A、調(diào)壓回路； B、減壓回路； C、卸荷回路； D、增壓回路。8、調(diào)速閥是組合閥，其組成是（ ）。A可調(diào)

22、節(jié)流閥與單向閥串聯(lián) B定差減壓閥與可調(diào)節(jié)流閥并聯(lián)C定差減壓閥與可調(diào)節(jié)流閥串聯(lián) D可調(diào)節(jié)流閥與單向閥并聯(lián)思考題與習題思考題與習題9、為防止立式安裝的執(zhí)行元件及和它連在一起的負載因自重而下滑，常采用（ ）。A、調(diào)壓回路； B、卸荷回路； C、背壓回路； D、平衡回路。10、液壓傳動系統(tǒng)中常用的壓力控制閥是（ ）。A、換向閥； B、溢流閥； C、液控單向閥。11、一級或多級調(diào)壓回路的核心控制元件是（ ）。A. 溢流閥 B. 減壓閥 C. 壓力繼電器 D. 順序閥。12當減壓閥出口壓力小于調(diào)定值時，_ _起減壓和穩(wěn)壓作用。 A仍能 B不能 C不一定能 D不減壓但穩(wěn)壓四、計算、問答題計算、問答題比較溢流閥、減壓閥、順序閥的異同點2 如圖所示溢流閥的調(diào)定壓力為4MPa，若閥芯阻尼小孔造成的損失不計，試判斷下列情況下壓力表讀數(shù)各為多少？ YA斷電，負載為無限大時；YA斷電，負載壓力為2MPa時；YA通電，負載壓力為2MPa時。題2圖思考題與習題思考題與習題3 如圖所示回路中，溢流閥的調(diào)整壓力