液壓與氣壓傳動：第四章 液壓控制閥

1、第四章 液壓控制閥一. 液 壓 閥 概 述 二. 方 向 控 制 閥三. 壓 力 控 制 閥四. 流 量 控 制 閥五. 伺 服 閥第一節(jié) 液壓閥概述一、作用 控制液流的方向、壓力和流量。二、液壓閥的基本結(jié)構(gòu) 由閥體、閥芯和操縱機構(gòu)（驅(qū)動閥芯在閥體內(nèi)作相對運動的裝置）。三、工作原理， 利用閥芯在閥體內(nèi)的相對運動來控制閥口的開、閉及開口大小，以實現(xiàn)對壓力、流量和方向的控制。四、液壓閥分類1. 按閥芯結(jié)構(gòu)形式分類a 滑閥：閥芯為圓柱形，與進出油口對應的閥體上開有沉割槽，閥芯在閥體孔內(nèi)做相對運動、開啟或關(guān)閉閥口。 錐閥閥口關(guān)閉時為線密封，密封性能好，且開啟時無死區(qū)，閥芯稍有位移，即開啟，動作靈敏。c

2、.球閥：性能與錐閥相同b.錐閥2.按用途分類 方向閥（如單向閥、換向閥） 壓力閥（溢流閥、減壓閥、順序閥） 流量閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥）3.按安裝連接形式分類螺紋式（管式）連接： 閥體進出油口由螺紋直接與油管連接，安裝方式簡單，但元件分散布置，裝卸維修不大方便。適用于簡單液壓系統(tǒng)。板式連接： 板式閥需要專用的連結(jié)板，將閥用螺釘裝在連結(jié)板上，管子與連結(jié)板相連。板的前面裝閥，板的后面接油管。插裝閥疊加閥4.根據(jù)閥的操縱方式分類人力操縱閥：如手把及手輪、踏板、杠桿機械操縱閥：如檔塊、彈簧、液壓、氣動電動操縱閥：如電磁鐵控制、電-液聯(lián)合控制三. 對液壓閥的基本要求1 閥的動作靈敏，工作可靠，沖擊和振動要小

3、；2 閥口全開時，液流損失小，閥口關(guān)閉時，密封性能好，不允許有外泄漏3 閥的結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護方便，通用性好。第二節(jié) 方向控制閥作用 控制液流方向，從而改變執(zhí)行元件的運動方向。分類 單向閥 換向閥一. 單向閥1、普通單向閥結(jié)構(gòu)：閥體、閥芯、彈簧等作用：只許油液單向流動，反向不通。要求：正向流動阻力小，反向不通，密封好。 開啟壓力：0.030.05 MPa背壓閥：彈簧較硬 開啟壓力：0.20.6 MPa背壓：執(zhí)行元件回油腔的壓力。 職能符號：單向閥的應用將單向閥安裝在泵的出口處，防止系統(tǒng)壓力突然升高反向傳給泵，避免泵反轉(zhuǎn)或損壞。 利用單向閥的背壓作用，提高執(zhí)行元件運動平穩(wěn)性。圖中單向閥接

4、在液壓缸回油路上，使回油產(chǎn)生背壓，這樣可以減小液壓缸運動時的前沖和爬行現(xiàn)象。與其它控制閥并聯(lián)使用，使之在單方向上起作用。圖中單向閥與節(jié)流閥并聯(lián)使用，則實現(xiàn)只在單方向起節(jié)流或調(diào)速作用。2、液控單向閥 職能符號：組成：普通單向閥+小活塞缸特點：a. 無控制油時，與普通單向閥一樣， b. 通控制油時，正反向都可以流動。應用 液控單向閥中的錐閥閥口應具有良好的反向密封性能，它通常用于保壓、鎖緊和平衡等回路。保持壓力實現(xiàn)液壓缸的鎖緊狀態(tài)換向閥處于中位時，兩個液控單向閥關(guān)閉，嚴密封閉液壓缸兩腔的油液，這時活塞不能因外力作用而產(chǎn)生移動。二 .換向閥作用：改變油流方向組成主體(閥體、閥芯）操縱定位裝置1. 換

5、向閥的“位” 為了改變液流方向，閥芯相對于閥體應有不同的工作位置，這個工作位置數(shù)叫“位”。方格表示工作位置，三個格為三位，兩個格為二位換向閥有幾個工作位置就相應的有幾個格數(shù)，即位數(shù)。2. 換向閥的“通”： 當閥芯相對于閥體運動時，可改變各油口之間的連通情況，從而改變了液流的流動方向。 通常把換向閥與液壓系統(tǒng)油路相連的油口數(shù)叫做“通”，油口連接情況，用箭頭表示液流方向?；y式換向閥的結(jié)構(gòu) 閥體和滑動閥芯是滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu)主體，閥體上開有多個油口，閥芯移動后可以停留在不同的工作位置。圖示為三位四通滑閥結(jié)構(gòu)主體部分1. 兩位兩通PA職能符號：作用：控制油路的通與斷2. 兩位三通職能符號：作用：控制

6、液流方向PAB3. 兩位四通職能符號：作用：控制執(zhí)行元件換向P 壓力油口O 回油口A、B 分別接執(zhí)行元件的兩腔4. 三位四通職能符號：作用：換向、停止。PABO5. 兩位五通職能符號：作用：換向、兩種回油方式。PABO1O26. 三位五通職能符號：作用：換向、停止、回油不同。PABO1O2操縱定位裝置作用：移動閥芯并使其保持在工作位置上。a.手柄控制，彈簧復位。1.手動b.手柄控制，鋼球定位。應用：小流量，需徒手操作的場合。三位四通手動換向閥結(jié)構(gòu)圖3. 電磁兩位三通電磁換向閥電磁鐵操縱，彈簧復位。優(yōu)點：易于實現(xiàn)自動化。應用：小流量的場合。（q63 L/min ) 實物4. 液動液體操縱，彈簧復

7、位。三位四通液動換向閥應用：高壓，大流量的場合。（q160 L/min ) 5. 電液動電液動電液聯(lián)合控制，彈簧復位。電磁控制先導閥動作，液體控制主閥芯動作，節(jié)流閥控制閥芯移動速度。簡化符號：應用：高壓、大流量的場合。 （q1200 L/min) 三位四通電液換向閥實物滑閥的中位機能 三位換向閥的閥芯處于中間位置時（即常態(tài)位置），其油口P、A、B、T間的通路有各種不同的連接形式，以適應各種不同的工作要求，這種常態(tài)時的內(nèi)部通路形式就稱為中位機能。 不同的中位機能是通過改變閥芯的形狀和尺寸得到的。雙向鎖緊，系統(tǒng)保壓。O型M型雙向鎖緊，油泵卸荷。H型油缸浮動，泵卸荷。P型差動連接。Y型油缸浮動，系統(tǒng)

8、保壓。K型單向鎖緊，油泵卸荷。換向閥的性能1）換向要平穩(wěn)，迅速且可靠；2）油液流經(jīng)閥時壓力損失要??；3）互不相通的油口間泄漏要小。換向閥小結(jié)職能符號:位:閥芯的工作位置;通:閥體上油路的通道數(shù);機能:中位時油路的連通方式?？刂品绞?O型H型P型Y型K型手動機動電磁液動電液第三節(jié) 壓力控制閥 壓力控制閥是用來控制油液壓力高低的液壓閥，這類閥的共同點是： 利用閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作的。 根據(jù)工作需要不同，對壓力控制的要求是各不相同的。有的需要限制液壓系統(tǒng)的最高壓力如安全閥；有的需要穩(wěn)定液壓系統(tǒng)中某處的壓力值（或壓差）如溢流閥，減壓閥等定壓閥；還有利用液壓力作為信號控制其動作，如順序

9、閥、壓力繼電器等。一. 溢流閥作用：防止系統(tǒng)過載，保持系統(tǒng)壓力恒定。結(jié)構(gòu)和工作原理 a.直動式溢流閥工作原理：p A Fs ,溢流。Fs 彈簧力職能符號：b. 先導式溢流閥由先導閥和主閥組成。先導閥的作用是控制主閥的溢流壓力，主閥的作用是溢流。2、溢流閥的靜態(tài)特性 指閥在系統(tǒng)壓力沒有突變的穩(wěn)態(tài)情況下，所控制流體的壓力、流量的變化情況。 溢流閥的靜態(tài)特性主要指： 壓力-流量特性 啟閉特性 壓力調(diào)節(jié)范圍 卸荷壓力1). 溢流閥的壓力-流量特性Pn 為溢流閥調(diào)定壓力Pk1為直動型溢流閥開啟壓力Pk2為先導型溢流閥開啟壓力指溢流閥入口壓力與流量之間的變化關(guān)系。 溢流閥理想特性曲線是一條在ps處平行于流

10、量坐標的直線，即只有進口壓力達到閥調(diào)整壓力ps時才溢流，且不管溢流量多少，壓力始終保持在該值上，但實際溢流閥的特性不可能是這樣的，而只能要求它的特性曲線盡可能接近這條理想曲線。即當閥溢流量發(fā)生變化時，閥進口壓力波動越小，閥的性能越好。先導式溢流閥性能優(yōu)于直動式溢流閥。2). 溢流閥的啟閉特性啟閉特性是表征溢流閥性能好壞的重要指標。 一般用開啟壓力比率和閉合壓力比率表示。開啟壓力比率與閉合壓力比率越高，閥的性能越好。3). 溢流閥的卸荷壓力 將溢流閥的遙控口與油箱連通后，油泵處于卸荷狀態(tài)時，溢流閥進出油口壓力之差稱為卸荷壓力。 溢流閥卸荷壓力越小，系統(tǒng)發(fā)熱越少，一般溢流閥的卸荷壓力不大于0.2M

11、Pa，最大不應超過0.45MPa。3、應用1).作安全閥（常閉） 作用：防止系統(tǒng)過載。2). 作溢流閥（常開）作用：保持系統(tǒng)壓力恒定3).卸荷或遠程調(diào)壓卸荷遠程調(diào)壓4).作背壓閥放在系統(tǒng)回油路上溢流閥產(chǎn)生背壓，運動部件運動平穩(wěn)性增加。二. 減壓閥作用：減低系統(tǒng)壓力，并有穩(wěn)壓作用。 當液壓系統(tǒng)中的某一部分需要獲得一個比液壓泵供油壓力低的穩(wěn)定壓力時，就可使用減壓閥，它在系統(tǒng)的夾緊、控制、潤滑等油路中應用較多。定值減壓閥工作缸夾緊缸應用：使夾緊缸獲得穩(wěn)定的低壓。三. 順序閥是用來控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件的先后順序的。依控制方式不同可分為內(nèi)控式和外控式兩種。前者用閥的進口壓力控制閥芯的啟閉，后者用外來

12、控制壓力油控制閥芯啟閉。應用：控制液壓缸動作順序用于壓力油卸荷A 大流量泵B 小流量泵四. 壓力繼電器 壓力繼電器是一種將油液壓力信號轉(zhuǎn)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，以控制電磁鐵、電磁離合器或繼電器等元件動作，使油路卸壓、換向和執(zhí)行元件實現(xiàn)順序動作，或關(guān)閉電動機，使系統(tǒng)停止工作，起安全保護作用等。圖示為單觸點柱塞式壓力繼電器。壓力油作用在柱塞的下端，液壓力直接與上端彈簧力相比較。當液壓力大于彈簧力時，柱塞向上移壓微動開關(guān)觸頭，接通或斷開電器線路。當液壓力小于彈簧力時，微動開關(guān)觸頭復位。應用：控制電磁閥，實現(xiàn)油缸順序動作。壓力閥小結(jié)作用：控制液壓系

13、統(tǒng)中的壓力。共性：利用液壓力和彈簧力比較，控制閥口的 開與關(guān)；或控制開口大小。溢流閥：控制進口壓力減壓閥：控制出口壓力順序閥：控制閥口通與不通，進而控制執(zhí)行元件的 動作順序。平衡閥：裝在執(zhí)行元件的回油路上，平衡重物。卸荷閥：使油泵卸荷。要求：掌握各種閥的工作原理及應用場合。第四節(jié) 流量控制閥作用：控制流量，調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度。分類：節(jié)流閥 調(diào)速閥一 . 流量控制原理 流經(jīng)孔口及縫隙的流量與其前后壓差和孔口、縫隙的面積有關(guān)，可用通用節(jié)流方程表示：KL 節(jié)流系數(shù)，一般視為常數(shù)，對薄壁小孔 A 孔口或縫隙的過流面積孔口或縫隙的前后壓差m 指數(shù)，0.5m 1，與節(jié)流口的形式有關(guān)。 薄壁孔 m=0.

14、5， 細長孔 m=1 在閥芯端部開有一個或兩個斜三角溝，軸向移動閥芯時，可以改變?nèi)菧贤鹘孛娴拇笮。沽髁康玫秸{(diào)節(jié)。 這種節(jié)流形式，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，小流量時穩(wěn)定性好，不易堵塞，應用廣泛。軸向三角槽式節(jié)流口二. 節(jié)流閥 是一種最簡單又最基本的流量控制閥，其實質(zhì)相當于一個可變節(jié)流口，常用在定量泵節(jié)流調(diào)速回路實現(xiàn)調(diào)速。1. 結(jié)構(gòu)與工作原理閥芯的一端開有三角尖槽，另一端加工有螺紋，旋轉(zhuǎn)閥芯即可軸向移動閥芯，從而改變閥口過流面積。2.影響流量穩(wěn)定性的因素A 一定時 ，q變。1) 壓差對流量穩(wěn)定性的影響 ABFpA一定，當F變時，pB變。即當F變時， p變，q變。同樣p下，對薄壁孔的流量影響小。2) 溫度對流量穩(wěn)定性的影響T變，變，q變。 如T增大， 減小， q增加薄壁孔不受溫度變化影響。3) 節(jié)流口的阻塞阻塞現(xiàn)象： 當p一