液壓控制閥的課件

1、第五章 液壓控制閥第一節(jié) 概述 一、作用： 控制液壓系統(tǒng)中流體的壓力、流量和流動方向，使之滿足各類執(zhí)行元件不同的動作要求。二、用途： 廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)，品種繁多。 三、分類 1、按功用分 1）壓力控制閥(壓力閥)：控制油路的壓力，實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)對力或力矩的要求。1第一節(jié) 概述 2）流量控制閥(流量閥) ：控制油路的流量，實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)對運動速度的要求。 3）方向控制閥(方向閥)：控制油路中液流的方向，實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)對運動方向的要求。2、按控制方式分 1）開關(guān)閥，又稱為普通液壓閥。 2）伺服控制閥，輸入多為偏差信號，多用于要求精度高、響應(yīng)快的閉環(huán)系統(tǒng)。 3）比例控制閥，多用于開環(huán)系統(tǒng)中。 4）數(shù)字控

2、制閥，用數(shù)字信息直接控制。 23、按閥芯結(jié)構(gòu)形式分：滑閥、錐閥、球閥。4、按連接方式分：螺紋連接閥、法蘭連接閥、板式連接閥、疊加式連接閥、插裝式連接閥。四、（一般）工作原理 利用閥芯在閥體內(nèi)與閥體孔的相對運動來控制閥口的通斷和開口的大小。 所有閥的閥口大小、進出口間的壓差和通過閥的流量之間均符合孔口流量公式： 3五、閥的性能參數(shù)（共同的性能參數(shù)）： 1)公稱通經(jīng)，代表閥的通流能力，對應(yīng)于閥的額定流量，與之連接的油路規(guī)格應(yīng)與之相一致，工作的實際流量最大不得大于額定流量的1.1倍。 2)額定壓力，長期工作的允許最高壓力。 4第二節(jié) 壓力控制閥 常見的壓力控制閥有：溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器

3、等。一、溢流閥（直動式和先導(dǎo)式） 功用： 通過閥口的溢流，控制系統(tǒng)或回路的壓力，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓和限壓的作用。 這類閥的共同特點是利用油液壓力和彈簧力相平衡的原理進行工作。1、直動式溢流閥 5左下兩個為直動時，右上為先導(dǎo)式溢流閥液壓與氣動電子課件第五章 液壓控制閥首頁 網(wǎng)絡(luò)課件 6直動式工作原理PT符號PT圖5-1直動式溢流閥液壓與氣動電子課件第五章 液壓控制閥首頁 網(wǎng)絡(luò)課件 75.2壓力控制閥溢流閥(relief valve)P-B63B型直動式溢流閥液壓與氣動電子課件第五章 液壓控制閥首頁 網(wǎng)絡(luò)課件 8先導(dǎo)式溢流閥錐閥錐閥座調(diào)壓彈簧閥體主閥芯主閥體主閥彈簧遙控口K進油口P出油口TPT符號圖5-

4、3 三節(jié)同心式先導(dǎo)式溢流閥液壓與氣動電子課件第五章 液壓控制閥首頁 網(wǎng)絡(luò)課件 9沒有偏流盤時 ：有了偏流盤，射流力可以抵消彈簧力的增量 。10第二節(jié) 壓力控制閥2、先導(dǎo)式溢流閥 組成：由先導(dǎo)閥和主閥兩部分，結(jié)構(gòu)常見的有三節(jié)同心式和二節(jié)同心式。三節(jié)同心式的結(jié)構(gòu)和工作原理： 11 受力分析： 主閥芯力平衡方程： 先導(dǎo)閥芯力平衡方程： 所以， 由于， 第二項的影響很小。 12第二節(jié) 壓力控制閥3、溢流閥的特性 1)靜態(tài)性能指標(biāo) 壓力調(diào)節(jié)范圍：是指調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，系統(tǒng)壓力平穩(wěn)地（壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象）上升或下降的最大和最小調(diào)定壓力。 啟閉特性：是指溢流閥從開啟到閉合過程中，被控壓力與通過

5、溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個重要指標(biāo)。 卸荷壓力：當(dāng)溢流閥作卸荷閥使用時，額定流量下進、出油口的壓力差稱為卸荷壓力。13第二節(jié) 壓力控制閥2)動態(tài)性能指標(biāo) 當(dāng)溢流閥的溢流量由零階躍變化至額定流量時，其進口壓力（及其控制的系統(tǒng)壓力）將迅速升高并超過額定壓力的調(diào)定值，然后逐步衰減到最終穩(wěn)定壓力，從而完成其動態(tài)過渡過程。 最大允許流量和最大穩(wěn)定流量：溢流閥在最大允許流量下工作時應(yīng)無噪聲。溢流閥的最小穩(wěn)定流量取決于對壓力平穩(wěn)性的要求，一般規(guī)定為額定流量的15。 14 壓力超調(diào)量：定義最高瞬時壓力峰值與額定壓力調(diào)定值pn的差值為壓力超調(diào)量p。 響應(yīng)時間t1：是指從起始穩(wěn)態(tài)壓力與

6、最終穩(wěn)態(tài)壓力之差的10上升到90的時間，即圖中A、B兩點間的時間間隔。 過渡時間t1 +t2：是指從A點到瞬時過渡過程的最終時刻C點之間的時間。C點以后的壓力波形應(yīng)落在圖中給定的(0.951.05)( pn-p0)限制范圍內(nèi)；否則，C點應(yīng)后滯，直到滿足要求為止。 15第二節(jié) 壓力控制閥升壓時間t1：是指流量階躍變化時，(0.10.9)( pn-p0)的時間，即圖中A和B兩點間的時間。卸荷時間t2：是指卸荷信號發(fā)出后，(0.90.1)( pn-p0)的時間，即C和D兩點間的時間。 16第二節(jié) 壓力控制閥4、溢流閥的用途 定壓溢流作用：在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當(dāng)系統(tǒng)壓力增大

7、時，會使流量需求減小。此時溢流閥開啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進口壓力，即泵出口壓力恒定。 安全保護作用：系統(tǒng)正常工作時，閥門關(guān)閉。只有負(fù)載超過規(guī)定的極限（系統(tǒng)壓力超過調(diào)定壓力）時開啟溢流，進行過載保護，使系統(tǒng)壓力不再增加（通常使溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng)最高工作壓力高1020）。這種系統(tǒng)中的溢流閥我們稱之為安全閥。 其它：作卸荷閥用、作遠程調(diào)壓閥、作高低壓多級控制閥、作順序閥、用于產(chǎn)生背壓（串在回油路上）。 17第二節(jié) 壓力控制閥5、對溢流閥的要求 1）定壓精度高，即靜壓力超調(diào)要小。 2）靈敏度高，即負(fù)載壓力和流量變化時，溢流閥動作靈敏，越靈敏，其動態(tài)超調(diào)量越小。 3）工作平穩(wěn)，振動、噪聲

8、小 4）閥關(guān)閉時，密封好，泄漏小。 18第二節(jié) 壓力控制閥二、減壓閥作用：使出口壓力低于進口壓力。分類：定值減壓閥（定壓輸出減壓閥）、定差減壓閥和定比減壓閥三種。 （一）定值減壓閥作用：輸出穩(wěn)定的低壓油定值減壓閥有直動型和先導(dǎo)型兩種結(jié)構(gòu)形式。先導(dǎo)型定值減壓閥又有出口壓力控制式和進口壓力控制式兩種控制方式。1、先導(dǎo)型定值減壓閥的結(jié)構(gòu)原理： 19第二節(jié) 壓力控制閥20第二節(jié) 壓力控制閥先導(dǎo)閥和主閥的力平衡方程： 21第二節(jié) 壓力控制閥2、先導(dǎo)型減壓閥和先導(dǎo)型溢流閥的不同點：（1）減壓閥保持出口壓力基本不變，溢流閥打開時保持入口壓力基本不變。（2）為保證減壓閥正常工作，它的導(dǎo)閥彈簧腔區(qū)通過泄油口單獨

9、外接油箱（稱為外卸），溢流閥的出油口通油箱，它的導(dǎo)閥彈簧腔和泄漏油可通過閥體上的通道和出油口接通，不必單獨外接油箱（稱為內(nèi)卸）。 （二）定差減壓閥 作用：使進出口壓力差保持為定值。工作原理 22 用途舉例：將定差減壓閥的進出口分別與節(jié)流閥兩端相連，可使節(jié)流閥兩端壓差保持恒定，通過節(jié)流閥的流量將基本不受外界負(fù)載變動的影響。 23第二節(jié) 壓力控制閥三、順序閥 功用：以系統(tǒng)壓力為信號使多個執(zhí)行元件自動的按先后順序動作。 根據(jù)控制壓力來源的不同，有內(nèi)控式和外控式之分。其結(jié)構(gòu)有直動型和先導(dǎo)型之分。 直動型順序閥用于低壓系統(tǒng) 先導(dǎo)型順序閥用于高壓系統(tǒng) 1、先導(dǎo)型順序閥結(jié)構(gòu)原理： 24第二節(jié) 壓力控制閥25

10、2、各種順序閥的職能符號3、順序閥的應(yīng)用： 1）使兩個或兩個以上的執(zhí)行元件按一定的順序工作。 2）作背壓閥用。 3）單向順序閥可作為平衡閥用。 4）液控順序閥可作卸荷閥用。 26四、溢流閥、減壓閥和順序閥三者的比較 27第二節(jié) 壓力控制閥五、壓力繼電器 作用：利用液體的壓力來啟閉電氣觸點的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)系統(tǒng)壓力達到壓力繼電器的調(diào)定值時，發(fā)出電信號，使電氣元件動作，使油路卸壓、換向，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。 柱塞式壓力繼電器工作原理： 分類：柱塞式、膜片式、彈簧管式和波紋管式四種結(jié)構(gòu)形式。28第二節(jié) 壓力控制閥應(yīng)用場合：1、用于安全保護。2、控制

11、執(zhí)行元件的順序動作。3、用于泵的啟閉。4、用于泵的卸荷。 注意事項： 壓力繼電器必須放在壓力有明顯變化的地方才能輸出電信號。若將壓力繼電器放在回油路上，由于回油路直接接回油箱，壓力也沒有變化，所以壓力繼電器也不會工作。 29第五章 液壓控制閥第三節(jié) 流量控制閥 流量控制閥通過改變節(jié)流口通流面積或通流通道的長短來改變局部阻力的大小，實現(xiàn)對流量的控制。 流量控制閥是節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中的基本調(diào)節(jié)元件。在定量泵供油的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，必須將流量控制閥與溢流閥配合使用，以便將多余的流量流回油箱。 流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥等。 一、節(jié)流閥 （一）節(jié)流閥的工作原理 30第三節(jié) 流量控制閥（二）流量特性 通過節(jié)

12、流閥的流量及其前后壓差的關(guān)系可表示為 ：對薄壁孔 ，對細(xì)長孔 ，1-頂蓋2-推桿3-導(dǎo)套4-閥體5-閥芯6-彈簧7-底蓋315.3流量控制閥節(jié)流閥(throttle valve)螺旋曲線開口式節(jié)流閥閥芯開有螺旋曲線開口薄刃式結(jié)構(gòu)精密節(jié)流閥流量受溫度 影響小1-閥芯 2-手輪 3-閥套 4-閥體精密節(jié)流閥作插裝元件液壓與氣動電子課件第五章 液壓控制閥首頁 網(wǎng)絡(luò)課件 325.3流量控制閥節(jié)流閥(throttle valve)不同開口時節(jié)流閥的流量特性曲線剛度在特性曲線上反映為曲線某點的切線與橫坐標(biāo)的余切，曲線越平緩，剛度越大，流量特性越好。液壓與氣動電子課件第五章 液壓控制閥首頁 網(wǎng)絡(luò)課件 33第

13、三節(jié) 流量控制閥（三）節(jié)流口堵塞及最小穩(wěn)定流量 節(jié)流閥在小開口下工作時，特別是進出口壓差較大時，雖然不改變油溫和閥的壓差，但流量會出現(xiàn)時大時小的脈動現(xiàn)象，開口越小，脈動現(xiàn)象越嚴(yán)重，甚至在閥口沒有完全關(guān)閉時就完全斷流。這種現(xiàn)象稱為節(jié)流口堵塞。 產(chǎn)生堵塞的主要原因： 1、油液中的機械雜質(zhì)或因氧化析出的膠質(zhì)、瀝青、炭渣等污物堆積在節(jié)流縫隙處； 2、由于油液老化或受到擠壓后產(chǎn)生帶電的極化分子，節(jié)流縫隙的金屬表面上存在電位差，極化分子被吸附到縫隙表面，形成牢固的邊界吸附層，吸附層的厚度一般為58m，影響節(jié)流縫隙的大小。以上堆積、吸附物增長到一定厚度時，會被液流沖刷掉，隨后又重新吸附在閥口上。這樣周而復(fù)始

14、，就形成流量的脈動； 34第三節(jié) 流量控制閥 3、閥口壓差較大時，因閥口溫升高，液體受擠壓的程度增強，金屬表面也更易受摩擦作用而形成電位差，因此壓差大時容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。 減輕堵塞現(xiàn)象的措施： 1、選擇水力半徑大的薄刃節(jié)流口； 2、精密過濾并定期更換油液； 3、適當(dāng)選擇節(jié)流口前后的壓差； 4、采用電位差較小的金屬材料、選用抗氧化穩(wěn)定性好的油液、減小節(jié)流口的表面粗糙度等，都有助于緩解堵塞的產(chǎn)生。 （四）節(jié)流閥的應(yīng)用 35第三節(jié) 流量控制閥 節(jié)流閥的流量不僅取決于節(jié)流口面積的大小，還與節(jié)流口前后壓差有關(guān)，閥的剛度小，故只適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化很小和速度穩(wěn)定性要求不高的場合。 對于執(zhí)行元件負(fù)載變化大

15、及對速度穩(wěn)定性要求高的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，必須對節(jié)流閥進行壓力補償來保持節(jié)流閥前后壓差不變，從而達到流量穩(wěn)定。 固定式節(jié)流閥（節(jié)流口大小不能調(diào)整）用于改變流量。 可調(diào)式節(jié)流閥（特點：不易堵塞，流量不穩(wěn)定）用于速度較低的液壓系統(tǒng)。 可調(diào)式單向節(jié)流閥（特點：流量不穩(wěn)定）用于需要單向節(jié)流閥調(diào)整，反向快速運動的場合。 365.3流量控制閥節(jié)流閥(throttle valve)節(jié)流閥的應(yīng)用1與定量泵、溢流閥組成節(jié)流調(diào)速回路。泵的部分油液經(jīng)溢流閥回油箱，泵的出口壓力由溢流閥調(diào)定。進入油缸無桿腔的油液流量由節(jié)流閥調(diào)定，其穩(wěn)定性受負(fù)載影響375.3流量控制閥節(jié)流閥(throttle valve)節(jié)流閥的應(yīng)用2起負(fù)載

16、阻尼。順序閥起平衡作用，防止液壓缸活塞的加速下落。節(jié)流閥起阻尼作用，控制順序閥的啟閉，使順序閥關(guān)閉滯后。385.3流量控制閥節(jié)流閥(throttle valve)節(jié)流閥的應(yīng)用3阻尼緩沖節(jié)流閥置于壓力表前。阻尼作用強，可以緩沖系統(tǒng)的壓力沖擊。保護壓力表。39第三節(jié) 流量控制閥二、調(diào)速閥 節(jié)流閥和定差減壓閥串聯(lián)，就可構(gòu)成高穩(wěn)定性的調(diào)速閥。 （一）工作原理 40第三節(jié) 流量控制閥 調(diào)速閥裝在進油路上，回油路上或旁油路上都可以達到改善速度負(fù)載特性使速度穩(wěn)定性最高的目的。 三、分流集流閥 分流集流閥是分流閥、集流閥和分流集流閥的總稱。 分流閥的作用：使液壓系統(tǒng)中由同一個能源向兩個執(zhí)行元件供應(yīng)相同的流量（

17、等量分流），以實現(xiàn)兩個執(zhí)行元件的速度保持同步或定比關(guān)系。 集流閥的作用：從兩個執(zhí)行元件收集等流量或按比例的回油量，以實現(xiàn)其間的速度同步或定比關(guān)系。 分流集流閥則兼有分流閥和集流閥的功能。它們的圖形符號分別為： 41第五章 液壓控制閥 第四節(jié) 方向控制閥 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。如單向閥、換向閥及壓力表開關(guān)。 一、單向閥單向閥包括普通單向閥和液控單向閥。（一）普通單向閥 結(jié)構(gòu)和工作原理 42第四節(jié) 方向控制閥 對單向閥的要求主要： 1、通過液流時壓力損失要小，反向截止時密封性要好； 2、動作靈敏，工作時無撞擊和噪聲。 主要用途：1、選擇液流方向。2、區(qū)分高低壓

18、油。3、保護泵正常工作（防止壓力突然增高，反向傳給泵，造成反轉(zhuǎn)或損壞）。4、泵停止供油時，保護缸中活塞的位置。5、作背壓閥用，提高執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性（背壓作用保持低壓回路的壓力）。 43第四節(jié) 方向控制閥（二）液控單向閥 結(jié)構(gòu)和工作原理： 44第四節(jié) 方向控制閥 液控單向閥按結(jié)構(gòu)特點可分為簡式（a）和卸載式（b）兩類。 卸載式的特點是帶有卸載閥，當(dāng)控制活塞上移時先頂開卸載閥的小閥芯3，使主油路卸壓，然后再頂開單向閥芯。這樣可大大減小控制壓力，使控制壓力與工作壓力之比降低到4.5，因此可用于壓力較高的場合。 工程機械中常采用雙液控單向閥，稱為雙向液壓鎖，它將兩個液控單向閥布置在同一個閥體內(nèi)，能夠完成其中一個油腔進油時，另一個油腔出油的功能。 45第四節(jié) 方向控制閥二、換向閥 換向閥是借助于閥芯與閥體之間的相對運動，使之與閥體相連的各油路實現(xiàn)接通、切斷，或改變液流方向的閥類。對換向閥的基本要求：1、液流通過閥時壓力損失?。ㄒ话鉷0.10.3MPa）；2、互不相通的液流間的泄漏小；3、換向可靠、迅速且平穩(wěn)無沖擊。 換向閥的分類： 46第四節(jié) 方向控制閥（一）、滑閥式換向閥