液壓與氣壓傳動(dòng)課件

1、液壓與氣壓(qy)傳動(dòng) Hydraulic fluid power & pneumatic fluid power 任課教師： 機(jī)械系 竇毅 telE-mail: 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件本次(bn c)課教學(xué)內(nèi)容：第5章 液壓與氣壓傳動(dòng)控制調(diào)節(jié)元件5.1 概述5.2 方向控制閥5.3 壓力控制閥5.4 流量控制閥5.5 插裝閥5.6 電液數(shù)字控制閥5.7 電液比例控制閥5.8 液壓閥的連接與安裝方式共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件3液壓能量控制的三種方法1、閥

2、控 即液壓閥控制，用閥給出理想的控制狀態(tài)；2、泵控 用泵本身來控制（都是采用變量 泵）；3、執(zhí)行元件控制 改變執(zhí)行元件的排量來實(shí)現(xiàn)(shxin)（常采用馬達(dá)）。5.1 概述共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件41、液壓控制閥的作用(zuyng)定義：在液壓系統(tǒng)中用來控制液流的壓力、流量和方向，保證執(zhí)行元件按照要求進(jìn)行工作的控制元件。液壓閥在液壓系統(tǒng)中起控制調(diào)作用，它可在以下三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)控制： 1方向控制：方向控制是控制系統(tǒng)中的能量分 配。2壓力控制：壓力控制就是調(diào)節(jié)泵輸出的流體的壓力勢(shì)能，通過調(diào)節(jié)壓力值來控制能量的傳遞。3流量控制：流量控制是通

3、過調(diào)節(jié)回路中的流量來控制能量傳遞的速率，流量控制的最終目的是控制執(zhí)行元件的速度。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件52、閥的共同(gngtng)特點(diǎn)： 從閥的結(jié)構(gòu)來看，均由閥體、閥芯和驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制動(dòng)力裝置三大部分組成。從閥的工作原理來看，都是利用閥芯和閥體的相對(duì)位移來改變閥口通流面積，從而控制壓力、流向和流量。且流經(jīng)閥口的流量與閥口前后壓力差和閥口面積有關(guān)，始終滿足壓力流量方程。各種閥都可以看成在油路中的一個(gè)液阻，只要有液體流過，都會(huì)產(chǎn)生壓力降（有壓力損失）和溫度升高等現(xiàn)象。由此可以看出，各類閥在本質(zhì)上是相同的，僅是由于某個(gè)方面得到

4、了特殊的發(fā)展，才演變出各種不同的閥。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件1.控制閥的分類(fn li) (1) 按用途分類 按閥的用途可分為： （a）方向控制閥（如單向閥、換向閥）； （b）壓力控制閥（如溢流閥、減壓閥、順序閥）； （c）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，如單向順序閥、單向節(jié)流閥、電磁溢流閥等，這樣使得其結(jié)構(gòu)緊湊，連接簡(jiǎn)單，并提高了效率。(短片)共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (2) 按控制方式分類 按閥的控制方式可分為： a、開關(guān)或定值控制閥（開

5、關(guān)閥）， b、比例控制閥（開環(huán)程序控制系統(tǒng)）， c、伺服控制閥（高精度、快速(kui s)響應(yīng)閉環(huán)控制系統(tǒng)）， d、電液數(shù)字控制閥。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 (3) 按結(jié)構(gòu)形式分類 按閥的結(jié)構(gòu)形式可分為： （a）滑閥； （d）轉(zhuǎn)閥； （b）錐閥； （e）噴嘴擋板(dn bn)閥； （c）球閥； （f）射流管閥。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (4) 按安裝連接形式分類 按閥的安裝連接可分為(fn wi)： （a）螺紋式（管式）安裝連接。 （b）板式安裝連接。 （c）集成塊式連接。 （d）疊加式

6、安裝連接。 （e）法蘭式安裝連接。 （f）插裝式安裝連接 。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件2.控制閥的性能參數(shù)閥的規(guī)格大小用通徑Dg（單位mm）表示。 Dg是閥連接口的名義尺寸，它和連接口的實(shí)際尺寸不一定相等，因后者還受流體流速(li s)等參數(shù)的影響。 如通徑同為10 mm，某電磁換向閥連接口的實(shí)際直徑為11.2 mm，而直角單向閥卻是14.7 mm。有些系列閥的規(guī)格用額定流量來表示；也有的既用通徑，又給出所對(duì)應(yīng)的流量。但即使是在同一壓力級(jí)別，對(duì)于不同的閥，同一通徑所對(duì)應(yīng)的流量也不一定相同。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)

7、院機(jī)械系2011教學(xué)課件 閥主要有兩個(gè)參數(shù)，即額定壓力和額定流量。還有一些與具體(jt)閥有關(guān)的量，如通過額定流量時(shí)的額定壓力損失、最小穩(wěn)定流量、開啟壓力等等。只要工作壓力和流量不超過額定值，閥即可正常工作。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件5-2 方向(fngxing)控制閥1.單向閥 單向閥是控制流體只能向一個(gè)方向流動(dòng)、反向截止或有控制的反向流動(dòng)。單向閥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(jiǎn)稱為單向閥。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 (3) 液控單向閥 液控

8、單向閥是一種通入控制(kngzh)壓力油后即允許流體雙向流動(dòng)的單向閥。它由單向閥和液控裝置兩部分組成共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (4) 梭閥、雙壓閥和快速排氣閥 （ a ）梭閥 梭閥相當(dāng)于兩個(gè)單向閥的組合，其作用相當(dāng)于“或門”。其工作(gngzu)原理如圖5.3所示。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 （b）雙壓閥 雙壓閥也相當(dāng)于兩個(gè)(lin )單向閥的組合結(jié)構(gòu)，其作用相當(dāng)于“與門”。圖5.4為其工作原理圖。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件

9、2.換向閥 (1) 換向閥的分類 換向閥是借助于閥心與閥體之間的相對(duì)位置，使閥體相連(xin lin)的各通路之間實(shí)現(xiàn)接通或斷開來改變流體流動(dòng)方向的閥。 換向閥按其結(jié)構(gòu)可分為座閥式換向閥（錐閥式、球閥式等）、滑閥式換向閥和轉(zhuǎn)閥式換向閥三種。座閥式泄漏少，滑閥式由于在閥心和閥體之間有配合間隙，泄漏是不可避免的，轉(zhuǎn)閥式與滑閥式類似，僅是閥心和閥體之間的動(dòng)作是移動(dòng)還是旋轉(zhuǎn)的區(qū)別。(短片)共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件換向閥的性能(xngnng)換向可靠性：換向信號(hào)發(fā)出后閥芯能靈敏地移到工作位置； 換向信號(hào)撤除后閥芯能自動(dòng)復(fù)位。同一通徑的電磁閥，機(jī)能不同

10、，可靠換向的壓力流量范圍不同，一般用工作極限曲線表示。壓力損失：包括閥口壓力損失和流道壓力損失。換向平穩(wěn)性：換向時(shí)壓力 沖擊要小。內(nèi)泄漏量：環(huán)形間隙密封，工作壓力越高， 內(nèi)泄漏越大。閥芯與閥體要同心，并要有足夠的封油長(zhǎng)度。 換向時(shí)間和換向頻率：0.030.15s或0.10.3s；60240次/min共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件換向閥分類(fn li)：按結(jié)構(gòu)形式可分：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式按閥體連通的主油路數(shù)可分：兩通、三通、四通等按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置可分：兩位、三位、四位等按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式可分：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)

11、等按閥芯定位方式分：鋼球定位式、彈簧復(fù)位式共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件滑閥式換向閥閥體在沉割槽處有對(duì)外連接油口。閥芯臺(tái)肩和閥體沉割槽可以是兩臺(tái)肩三沉割槽，也可以是三臺(tái)(sn ti)肩五沉割槽?；y式換向閥的操作方式有手動(dòng)（機(jī)動(dòng)）、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)。 閥芯與閥體孔配合處為臺(tái)肩，閥體孔內(nèi)溝通油液的環(huán)形槽為沉割槽。1、主體部分結(jié)構(gòu)形式、工作原理共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件換向閥的位置(wi zhi)數(shù)和通路數(shù)滑閥式

12、換向閥，按閥芯的可變位置數(shù)，可分為兩位、三位等，通常用一個(gè)方框代表一個(gè)位置。12二位二通二位三通二位四通三位四通三位五通 換向閥的位置數(shù)和通路符號(hào)按主油路進(jìn)、出口的數(shù)目又可分為二通、三通、四通、五通等，表達(dá)方式是在相應(yīng)位置的方框內(nèi)表示油口的數(shù)目及通道的方向（見圖）。圖中箭頭只表示油道不表示油流方向，即油液可以按箭頭反方向流。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件位、通及圖形符號(hào)共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件滑閥的中位機(jī)能(jnng)三位的滑閥在中位時(shí)各油口的連通方式體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能，稱之為滑閥的中位機(jī)

13、能。即滑閥在中位時(shí)，它的各個(gè)油口的連通關(guān)系。不同滑閥機(jī)能的滑閥，閥體是通用的，僅閥芯臺(tái)肩的尺寸和形狀不同。比較復(fù)雜的是三位四通滑閥和三位五通滑閥。在它的三個(gè)工作位置中，左、右兩端工作位置的油路連通情況對(duì)于各種不同形式的滑閥是基本相同的，而中間位置的油路連通形式很多。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件滑閥機(jī)能(jnng)的應(yīng)用1共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 （d）操作方式 1）手動(dòng)換向閥 用手操縱杠桿推動(dòng)滑閥閥心相對(duì)閥體移動(dòng)，改變工作位置，從而(cng r)改變通道的通斷。這類閥統(tǒng)稱為手

14、動(dòng)換向閥。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 圖5.6所示為液壓系統(tǒng)常用的彈簧自動(dòng)復(fù)位(f wi)式三位四通手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)圖和圖形符號(hào)。圖5.7所示為氣壓系統(tǒng)常用的推拉式手動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)圖和圖形符號(hào)。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 在手動(dòng)換向閥中有一種多路換向閥，多路換向閥是一種集中布置的組合式手動(dòng)換向閥，常用(chn yn)于工程機(jī)械等要求集中操縱多個(gè)執(zhí)行元件的設(shè)備中。多路閥的組合方式有并聯(lián)式、串聯(lián)式和順序單動(dòng)式三種，如圖5.8所示。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)

15、械系2011教學(xué)課件 2）機(jī)動(dòng)(jdng)換向閥 機(jī)動(dòng)換向閥又稱行程閥。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 3）電磁換向閥 電磁換向閥是利用電磁鐵吸力(xl)推動(dòng)閥心來改變閥的工作位置。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 電磁鐵按所接電源的不同，分交流和直流兩種基本類型。交流電磁閥使用方便，啟動(dòng)力大，但換向時(shí)間短（約0.03 0.15 s），換向沖擊大，噪聲大，換向頻率低，而且當(dāng)閥心被卡住或由于(yuy)電壓低等原因吸合不上

16、時(shí)，線圈易燒壞。直流電磁閥需直流電源或整流裝置，但換向時(shí)間長(zhǎng)（約0.1 0.3 s），換向沖擊小，換向頻率允許較高，而且有恒電流特性，當(dāng)電磁鐵吸合不上時(shí)，線圈不會(huì)燒壞，故工作可靠性高。還有一種整型（本機(jī)整流型）電磁鐵，其上附有二極管整流線路和沖擊電壓吸收裝置，能把接入的交流電整流后自用，因而兼具了前述兩者的優(yōu)點(diǎn)。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 電磁換向閥的使用壽命在很大的程度上取決于電磁鐵的壽命。干式電磁鐵的使用壽命較短，濕式電磁鐵的使用壽命較長(zhǎng)；直流電磁鐵比交流電磁鐵的壽命長(zhǎng)。此外，影響電磁閥使用壽命的另外因素是復(fù)位彈簧的疲勞斷裂，而電磁閥本

17、體對(duì)其使用壽命的影響則主要是閥體孔和閥心兩配合面的磨損。 應(yīng)該指出，由于電磁鐵的吸力有限，因此電磁換向閥只適用(shyng)于流量不太大的場(chǎng)合。當(dāng)流量較大時(shí)，應(yīng)該采用液動(dòng)或電液控制。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 4）液動(dòng)換向閥 液動(dòng)換向閥是利用控制(kngzh)油路的壓力油來改變閥心位置的換向閥。圖5.12所示為三位四通液動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)圖及圖形符號(hào)。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 5）電液換向閥 電磁換向閥布置靈活，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但電磁吸力有限，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)處于高壓和大流量的情況下難于切換。因此，

18、當(dāng)閥的通徑大于10 mm時(shí)，常用控制壓力(yl)油操縱閥心換位，這就是上述的液動(dòng)閥。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 (3) 球閥式換向閥 球閥式換向閥是座閥式換向閥的一種形式。它通過變換鋼球在閥體內(nèi)的相對(duì)工作位置來使閥體各油口連通或斷開。球閥式換向閥與滑閥式換向閥相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：閥心不易卡死，換向和復(fù)位力小，可適用于高壓（達(dá)到63 MPa），動(dòng)作可靠性高；密封性能好；反應(yīng)速度快；對(duì)油液污染不敏感；換向時(shí)間短；使用介質(zhì)粘度范圍(fnwi)大；閥心球體可直接從軸承廠獲得，

19、精度高，價(jià)格便宜。所以，球閥式換向閥在小流量系統(tǒng)中可直接用于控制主油路，在大流量系統(tǒng)中可作為先導(dǎo)控制元件。電磁球閥的主要缺點(diǎn)是不像滑閥那樣具備多種位通組合形式和多種中位機(jī)能，故目前使用范圍還受到限制。 球閥式換向閥有手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁、液動(dòng)和電液動(dòng)等多種形式。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 圖5.15a為常開型二位(r wi)三通電磁球閥式換向閥的結(jié)構(gòu)圖，圖5.15b為其圖形符號(hào)。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 圖5.16所示為二位四通球閥式換向閥的工作原理。它可以在圖5.15所示的二位三通電磁球閥的

20、下面加一活塞組件組成。在圖5.16中，上部1表示(biosh)二位三通球閥，下部2表示活塞組件。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件5.3 壓力(yl)控制閥1.溢流閥 溢流閥有多種用途，但其基本功用主要有兩點(diǎn)：一是當(dāng)系統(tǒng)壓力超過或等于溢流閥的調(diào)定壓力時(shí)，系統(tǒng)的液體或氣體通過閥口溢出一部分，保證系統(tǒng)壓力恒定，用于調(diào)壓；二是在系統(tǒng)中作安全閥用，在系統(tǒng)正常工作時(shí)，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，只有在系統(tǒng)壓力大于或等于其調(diào)定壓力時(shí)才開啟溢流，對(duì)系統(tǒng)起過載保護(hù)作用。溢流閥按其結(jié)構(gòu)原理分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2

21、011教學(xué)課件 圖5.18所示為用于液壓系統(tǒng)(xtng)中的低壓直動(dòng)式溢流閥。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 圖5.19是先導(dǎo)(xindo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)圖。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 (2) 溢流閥的主要性能 （a）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(gudng)的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力平穩(wěn)地上升或下降的最大和最小調(diào)定壓力的差值。 （b）壓力流量特性（pq特性） 壓力流量特性又稱溢流特性。它表征溢流量變化時(shí)溢流閥進(jìn)口壓力的變化情況，即穩(wěn)壓性能。理想的溢流特性曲線應(yīng)是一條平行于流量坐標(biāo)的

22、直線，即進(jìn)口壓力達(dá)到調(diào)壓彈簧所確定的壓力后，立即溢流，且不管溢流量多少，壓力始終保持恒定。但溢流量的變化引起閥口開度變化，即彈簧壓縮量的變化，進(jìn)口壓力不可能恒定。為便于分析問題，下面先推導(dǎo)直動(dòng)式溢流閥的pq特性方程式。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (3) 溢流閥的應(yīng)用 （a）調(diào)壓 利用溢流閥的溢流定壓功能來調(diào)整(tiozhng)系統(tǒng)或某部分壓力恒定。在圖5.22中，溢流閥與泵并聯(lián)，油泵輸出的壓力油只有一部分進(jìn)入執(zhí)行元件，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱。溢流閥是常開

23、的，由此使系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在調(diào)定值附近，以保持系統(tǒng)壓力恒定。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 （b）遠(yuǎn)程調(diào)壓 先導(dǎo)式溢流閥與直動(dòng)式遠(yuǎn)程調(diào)壓閥（實(shí)際就是(jish)一個(gè)小溢流量的直動(dòng)式溢流閥）配合使用，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)壓。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 （c）安全保護(hù) 系統(tǒng)中安裝作安全閥用的溢流(y li)閥，以限制系統(tǒng)的最高壓力。當(dāng)壓力超過調(diào)定值時(shí)，溢流(y li)閥打開溢流(y li)，保證系統(tǒng)安全工作。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 （d）造成

24、背壓 將溢流閥安裝在系統(tǒng)的回油路上，可對(duì)回油產(chǎn)生阻力，即造成執(zhí)行元件的背壓?；赜吐反嬖谝欢ǖ谋硥?，可以提高(t go)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。 （e）系統(tǒng)卸荷和多級(jí)調(diào)壓 將先導(dǎo)溢流閥的遙控口直接與油箱相通或通過二位二通電磁換向閥與油箱相通，可使泵和系統(tǒng)卸荷。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件2.減壓閥 減壓閥主要用于降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，使同一系統(tǒng)能有兩個(gè)或多個(gè)不同壓力的回路。油液流經(jīng)減壓閥后能使壓力降低，并保持恒定。只要液壓閥的輸入壓力（一次壓力）超過調(diào)定的數(shù)值，二次壓力就不受一次壓力的影響而保持不變。例如，當(dāng)系統(tǒng)中的夾緊支路或潤(rùn)滑支路需要穩(wěn)定

25、的低壓時(shí)，只需在該支路上串聯(lián)一個(gè)減壓閥即可。減壓閥利用流體流過閥口產(chǎn)生壓降的原理，使出口壓力低于進(jìn)口壓力。按調(diào)節(jié)要求的不同可分為定值減壓閥和定差減壓閥。按照工作原理，減壓閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式之分。直動(dòng)式減壓閥在液壓系統(tǒng)中較少單獨(dú)使用。采用直動(dòng)式結(jié)構(gòu)(jigu)的定差減壓閥僅作為調(diào)速閥的組成部分來使用。先導(dǎo)式減壓閥應(yīng)用較多。(短片) 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 先導(dǎo)(xindo)式減壓閥 圖5.27是用于液壓系統(tǒng)的先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)圖。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 （b）定差減壓閥 定差

26、減壓閥可使閥進(jìn)出口壓力差保持(boch)為恒定值。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (3) 減壓閥的應(yīng)用 減壓閥一般用在需減壓或穩(wěn)壓的工作場(chǎng)合。 定位、夾緊、分度、控制等支路往往需要穩(wěn)定(wndng)的低壓，為此，該支路只需串接一個(gè)減壓閥構(gòu)成減壓回路。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件3.順序(shnx)閥 (1) 順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 順序閥的結(jié)構(gòu)原理與溢流閥基本相同，唯一不同的是順序閥的出口不是接通油箱，而是接到系統(tǒng)中繼續(xù)用油之處，其壓力數(shù)值由出口負(fù)載決定。因此，順序閥的內(nèi)泄漏不能用通道直接引

27、導(dǎo)到順序閥的出口，而是由專門的泄漏口經(jīng)閥外管道通到油箱。 順序閥根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同有直動(dòng)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。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (2) 順序閥的應(yīng)用 （a）順序動(dòng)作回路 為了使多缸液壓系統(tǒng)中的各個(gè)液壓缸嚴(yán)格地按規(guī)定的順序動(dòng)作，可設(shè)置圖5.31a所示由順序閥組成的順序動(dòng)作回路。在這個(gè)回路中，當(dāng)換向閥2左位接入回路且右順序閥6的調(diào)定壓力大于左液壓缸4的最大工作壓力時(shí)，壓力油先進(jìn)入左液壓缸的左腔，實(shí)現(xiàn)缸的向右動(dòng)作。當(dāng)這個(gè)動(dòng)

28、作完成后，系統(tǒng)中壓力升高，壓力油打開右順序閥進(jìn)入右液壓缸5的左腔，實(shí)現(xiàn)缸的向右動(dòng)作。同樣地，當(dāng)換向閥右位接入回路且左順序閥3的調(diào)定壓力大于右液壓缸的最大返回(fnhu)工作壓力時(shí)，兩液壓缸按相反的順序返回(fnhu)。這種順序動(dòng)作回路的可靠性，取決于順序閥的性能及壓力調(diào)定值，后一個(gè)動(dòng)作的壓力必須比前一個(gè)動(dòng)作的壓力高出0.81 MPa。順序閥打開和關(guān)閉的壓力差值不能過大，否則順序閥會(huì)在系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)造成誤動(dòng)作，引起事故。因此，這種回路只適用于系統(tǒng)中液壓缸數(shù)目不多、負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 （b）卸荷閥把外控式順序

29、閥的出油口接通油箱，將外泄改為內(nèi)泄，即可構(gòu)成卸荷閥，見圖5.31b。即當(dāng)系統(tǒng)壓力低于順序閥的調(diào)定壓力時(shí)，順序閥不打開；當(dāng)系統(tǒng)壓力升高(shn o)超過順序閥的調(diào)定壓力時(shí)，順序閥打開，定量泵壓力油通過順序閥卸荷。 （c）單向順序閥把單向閥與順序閥并聯(lián)，便成為單向順序閥。其工作原理是：當(dāng)油液自P1口進(jìn)人時(shí)，單向閥關(guān)閉，油液須頂開順序閥才能從出口P2流出；而油液從出口P2流進(jìn)時(shí)，順序閥關(guān)閉，但可頂開單向閥后從入口P1流出（見圖5.31a）。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 （d）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因自重而自行下滑

30、，可設(shè)置由順序閥組成的平衡回路。圖5.32a所示為采用單向順序閥組成的平衡回路。順序閥的開啟壓力要足以支承運(yùn)動(dòng)部件的自重。當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，液壓缸即可懸停。但活塞下行時(shí)有較大(jio d)的功率損失。為此可采用外控單向順序閥，如圖5.32b所示，下行時(shí)控制壓力油打開順序閥，背壓較小，提高了回路的效率。但由于順序閥的泄漏，懸停時(shí)運(yùn)動(dòng)部件總要緩緩下降。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件4.壓力(yl)繼電器 壓力繼電器是一種液電信號(hào)轉(zhuǎn)換元件，它能將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。當(dāng)控制油壓達(dá)到調(diào)定值時(shí)，便觸動(dòng)電氣開關(guān)發(fā)出信號(hào)，控制電氣元件（如電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、電磁

31、離合器等）動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)泵的加載或卸載、執(zhí)行元件順序動(dòng)作、系統(tǒng)安全保護(hù)和元件動(dòng)作連鎖等。任何壓力繼電器都由壓力位移轉(zhuǎn)換裝置和微動(dòng)開關(guān)兩部分組成。 常用的壓力繼電器有柱塞式、膜片式、彈簧管式和波紋管式等幾種結(jié)構(gòu)形式，其中以柱塞式最常用。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 圖5.33a是壓力繼電器圖形符號(hào)，5.33b是用于液壓系統(tǒng)中的柱塞式壓力繼電器結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)從壓力繼電器下端進(jìn)油口進(jìn)入的油壓力達(dá)到調(diào)定壓力值時(shí)，推動(dòng)柱塞2上移，此位移通過杠桿3放大(fngd)后推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)4動(dòng)作，使其發(fā)出電信號(hào)控制液壓元件動(dòng)作。改變彈簧1的壓縮量，就可以調(diào)節(jié)壓力繼電器的動(dòng)作壓

32、力。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 圖5.34是用于氣壓系統(tǒng)中的膜片式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)從壓力繼電器下端P進(jìn)口進(jìn)入的氣體壓力達(dá)到調(diào)定壓力值時(shí)，膜片5受壓變形，推動(dòng)頂桿2克服彈簧3向上移動(dòng)(ydng)，啟動(dòng)微動(dòng)開關(guān)1、4動(dòng)作，使其發(fā)出電信號(hào)控制氣壓元件動(dòng)作。改變彈簧的壓縮量，就可以調(diào)節(jié)壓力繼電器的動(dòng)作壓力。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 壓力繼電器的性能指標(biāo)主要有兩項(xiàng)： （1）調(diào)壓范圍即發(fā)出電信號(hào)的最低和最高工作壓力間的范圍。擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘或螺母(lum)，即可調(diào)整工作壓力。 （2）通斷

33、返回區(qū)間壓力繼電器進(jìn)口壓力升高使其發(fā)出信號(hào)時(shí)的壓力稱為開啟壓力，當(dāng)進(jìn)口壓力降低切斷電信號(hào)時(shí)的壓力稱為閉合壓力。開啟時(shí)，柱塞、頂桿移動(dòng)時(shí)所受的摩擦力方向與壓力方向相反，閉合時(shí)則相同，故開啟壓力比閉合壓力大。兩者之差稱為通斷返回區(qū)間。 通斷返回區(qū)間要有足夠的數(shù)值，否則，系統(tǒng)有壓力脈動(dòng)時(shí)，壓力繼電器發(fā)出的電訊號(hào)會(huì)時(shí)斷時(shí)續(xù)。為此，有的產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上可人為地調(diào)整摩擦力的大小，使通斷返回區(qū)間的數(shù)值可調(diào)。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件5-4 流量(liling)控制閥1.節(jié)流閥 (1) 節(jié)流閥的工作原理 根據(jù)第2章中的流量通用公式式（2.42）可知，改變節(jié)流口過

34、流面積，則可調(diào)節(jié)進(jìn)入到液壓系統(tǒng)中的流量。如圖5.35a所示，具有螺旋曲線開口的閥心與閥套上的窗口相配合，構(gòu)成了具有一定截面形狀的節(jié)流孔，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可使閥心 上的螺旋曲線相對(duì)于閥套窗口升高或降低，從而調(diào)節(jié)節(jié)流口面積的大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (2) 節(jié)流閥的流量特性 節(jié)流閥的輸出流量與節(jié)流口的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，實(shí)用的節(jié)流口都介于理想薄壁孔和細(xì)長(zhǎng)孔之間，故其流量特性都可用流量通用公式來描述，特性曲線見圖5.35b。 （a）節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性 節(jié)流閥流量特性決定于它的節(jié)流口結(jié)構(gòu)形式，通常希望節(jié)流閥閥口面積一經(jīng)調(diào)定，通過(

35、tnggu)節(jié)流閥的流量即不變化，以使執(zhí)行元件速度穩(wěn)定，但實(shí)際上做不到，其主要與下述因素有關(guān)： 壓差 p 壓差 p的影響即負(fù)載變化的影響。節(jié)流閥的通流面積調(diào)整好后，若負(fù)載發(fā)生變化，執(zhí)行元件工作壓力隨之變化，與執(zhí)行元件相連的節(jié)流閥前后壓差p發(fā)生變化，則通過閥的流量q也隨之變化，即流量不穩(wěn)定。薄壁孔 值最小，故負(fù)載變化對(duì)薄壁孔流量的影響也最小。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 溫度的變化 溫度變化時(shí)，流體的粘度發(fā)生變化。小孔流量通用公式中的流量系數(shù)C值就發(fā)生變化，從而使流量發(fā)生變化。對(duì)于細(xì)長(zhǎng)孔節(jié)流口，粘度變化會(huì)影響液流通過的流量。對(duì)于薄壁孔節(jié)

36、流口，當(dāng)雷諾數(shù)大于臨界值時(shí)，流量系數(shù)不受溫度影響，但當(dāng)壓差小、通流截面積小時(shí)，流量系數(shù)C與雷諾數(shù)Re有關(guān)，通過節(jié)流口的流量也要因溫度的變化而變化。 節(jié)流口堵塞 在壓差、油溫和粘度等因素不變的情況下，當(dāng)節(jié)流口的開度很小時(shí)，由于污染或流體中的極化分子與金屬表面的吸附現(xiàn)象，使節(jié)流縫隙表面形成牢固的邊界吸附層，改變了節(jié)流縫隙的幾何形狀和大小(dxio)，造成了節(jié)流口堵塞現(xiàn)象，使通過節(jié)流口的流量出現(xiàn)周期性脈動(dòng)，甚至造成斷流，影響節(jié)流閥正常工作。共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 （b）節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量 節(jié)流閥正常工作（指無斷流且流量變化不大于10%）的最小

37、流量限制值，稱為節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量。節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量與節(jié)流孔的形狀有很大關(guān)系，目前軸向三角槽式節(jié)流口的最小穩(wěn)定流量為30 50 mL/min，薄壁孔式節(jié)流口則可低達(dá)10 15 mL/min（因流道短和水力半徑大，減小了污染物附著的可能性）。 產(chǎn)生(chnshng)堵塞的主要原因是節(jié)流口處高速液流產(chǎn)生(chnshng)局部高溫，致使油液氧化生成膠質(zhì)瀝青等沉淀，這些生成物和油中原有雜質(zhì)結(jié)合，在節(jié)流口表面逐步形成附著層，它不斷堆積又不斷被高速液流沖掉，流量就不斷地發(fā)生波動(dòng)，附著層堵死節(jié)流口時(shí)則出現(xiàn)斷流。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 在

38、實(shí)際應(yīng)用中，防止節(jié)流閥堵塞的措施是： （1）油液要精密過濾實(shí)踐證明，5 10m的過濾精度能顯著改善阻塞現(xiàn)象。為除去鐵質(zhì)污染，采用帶磁性的過濾器效果更好。 （2）節(jié)流閥兩端壓差要適當(dāng)壓差大，節(jié)流口能量損失大，溫度高；同等流量時(shí)，壓差大對(duì)應(yīng)的過流面積小，易引起(ynq)阻塞。設(shè)計(jì)時(shí)一般取壓差p =0.2 0.3 MPa。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (3) 節(jié)流閥口的結(jié)構(gòu)形式 由上述可見只要改變節(jié)流(ji li)口的通流面積大小，便可達(dá)到對(duì)流量的控制。節(jié)流(ji li)口的形式很多，常用的節(jié)流(ji li)口形式如圖5.36所示。 共八十頁2022

39、/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 在圖5.36中，圖5.36a為針式節(jié)流口，針閥作軸向移動(dòng)，調(diào)節(jié)環(huán)形通道的大小以調(diào)節(jié)流量。圖5.36b是偏心式，在閥心上開了一個(gè)截面為三角形截面（或矩形截面）的偏心槽，轉(zhuǎn)動(dòng)閥心就可調(diào)節(jié)通道的大小以調(diào)節(jié)流量。圖5.36c是軸向三角溝式，在閥心上開了一個(gè)或兩個(gè)斜的三角溝，軸向移動(dòng)閥心時(shí)，就可改變?nèi)菧贤?gutng)流面積的大小。圖5.36d是周向縫隙式，閥心上開有狹縫，油或氣可通過狹縫流入閥心的內(nèi)孔，再經(jīng)左邊的孔流出，轉(zhuǎn)動(dòng)閥心就可改變縫隙通流面積的大小以調(diào)節(jié)流量。圖5.36e是軸向縫隙式，在套筒上開有狹縫，軸向移動(dòng)閥心就可改變縫隙的通

40、流面積的大小以調(diào)節(jié)流量。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (4) 節(jié)流閥的典型結(jié)構(gòu) （a）節(jié)流閥 圖5.35a所示為簡(jiǎn)式節(jié)流閥。它是通過旋動(dòng)手輪來改變節(jié)流口開度的大小，從而調(diào)節(jié)通過節(jié)流閥的流量。節(jié)流口的方式與上述有所區(qū)別。這類閥受閥前后壓差的影響(yngxing)較大，故用于流量調(diào)節(jié)要求不高的場(chǎng)合。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 （b）單向節(jié)流閥 圖5.37所示為單向節(jié)流閥的一種結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)流體從P1口進(jìn)入時(shí)，閥心保持(boch)在調(diào)節(jié)桿所限定的位置上，流體只能經(jīng)過閥心上的三角形溝槽流向P

41、2，這時(shí)閥起節(jié)流作用；而當(dāng)從P2口流進(jìn)時(shí)，閥心被壓下，流體流向P1口，這時(shí)閥起單向閥作用。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)桿的移動(dòng)來改變閥心的位置，從而改變節(jié)流口的開度調(diào)節(jié)通過的流量。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)學(xué)院(xuyun)機(jī)械系2011教學(xué)課件 （c）排氣消聲節(jié)流閥 圖5.38所示為氣壓系統(tǒng)的排氣消聲節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖。它不僅能調(diào)節(jié)速度(sd)，還可減少排氣噪聲。調(diào)節(jié)旋鈕可以改變閥心左端節(jié)流口（三角溝槽型）的開度，即改變由左端來的排氣量的大小。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件2.調(diào)速閥 (1) 調(diào)速閥的工作原理 圖5.39是調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

42、它是由節(jié)流閥和定差減壓閥串聯(lián)而成的復(fù)合閥。節(jié)流閥用于調(diào)節(jié)輸出的流量，定差減壓閥能自動(dòng)地保持節(jié)流閥前后(qinhu)的壓力差不變。其工作原理為：節(jié)流閥前后(qinhu)的壓力p2和p3分別引到定差減壓閥閥心左、右兩端，當(dāng)負(fù)載壓力p3增大時(shí)，作用在定差減壓閥閥心左端的壓力增大，閥心右移，減壓口增大，壓降減小，使p2也增大，從而使節(jié)流閥的壓差p =p2p3保持不變；反之亦然。這樣就使調(diào)速閥的流量不受負(fù)載影響，流量恒定不變。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 (2) 調(diào)速閥流量特性 設(shè)定差減壓閥和節(jié)流閥的閥口均為薄壁孔式，調(diào)速閥的流量特性如圖5.3

43、9d所示。從曲線看出，當(dāng)調(diào)速閥兩端壓差變化時(shí)其流量不變，當(dāng)壓差p很小時(shí)，調(diào)速閥和節(jié)流閥的性能相同。這是因?yàn)楫?dāng)壓差很小時(shí)，減壓閥在彈簧力的作用下，始終處于最右端位置，閥口全開，不起減壓作用。調(diào)速閥就成了節(jié)流閥，所以調(diào)速閥正常工作時(shí)，定差減壓閥最小壓差與節(jié)流閥最小壓差之和至少要有0.40.5 MPa的壓差。 (3) 溫度補(bǔ)償調(diào)速閥的工作原理 調(diào)速閥消除了負(fù)載變化對(duì)流量的影響(yngxing)，但溫度變化的影響(yngxing)依然存在。對(duì)速度穩(wěn)定性要求高的系統(tǒng)，需用溫度補(bǔ)償調(diào)速閥。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)動(dòng)機(jī)(dngj)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件 溫度補(bǔ)償調(diào)速閥與普通調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)基本相

44、似，主要區(qū)別在于前者的節(jié)流閥閥心4上連接著一根溫度補(bǔ)償桿2，如圖5.40所示。溫度變化時(shí)，流量會(huì)有變化，但由于溫度補(bǔ)償桿2的材料為溫度膨脹系數(shù)大的聚氯乙烯塑料(slio)，溫度高時(shí)長(zhǎng)度增加，使閥口減小，反之則開大，故能維持流量基本不變（在20 60范圍內(nèi)流量變化不超過10%）。圖5.40所示閥心4的節(jié)流口3采用薄壁孔型式，它能減小溫度變化對(duì)流量穩(wěn)定性的影響。 共八十頁2022/7/28武漢大學(xué)(w hn d xu)動(dòng)機(jī)學(xué)院機(jī)械系2011教學(xué)課件3.分流(fn li)集流閥 (1) 分流集流閥 圖5.41a所示為等量分流集流閥的結(jié)構(gòu)原理圖，5.41b為其圖形符號(hào)。閥心5、6在各自彈簧力的作用下處于中間位置的平衡狀態(tài)。若負(fù)載壓力p3p4，如果閥心 仍留在中間位置，必然使p1p2，這時(shí)連成一體的閥心將向壓力小的一側(cè)移動(dòng)，相應(yīng)地可變節(jié)流