LL第六章液壓閥

液壓閥第六章§6.1概述液壓閥：用來控制液壓系統(tǒng)中油液的流動(dòng)方向或調(diào)節(jié)其壓力和流量。可分為：■方向閥■壓力閥■流量閥一、液壓閥的作用各類閥的共同點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)上，所有閥都由閥體、閥芯(座閥或滑閥)和驅(qū)使閥芯動(dòng)作的元、部件(如彈簧、電磁鐵)）組成；

工作原理上，所有閥的開口大小，閥進(jìn)、出口間壓差以及流過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同。二、液壓閥的分類

按操縱方式：■手動(dòng)■機(jī)動(dòng)■電動(dòng)■液動(dòng)■電液動(dòng)按用途：方向閥壓力閥流量閥按連接方式：管式板式插裝式液壓閥的具體分類見P105表6-1。三、對(duì)液壓閥的基本要求

動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)??；油液流過時(shí)壓力損失小；密封性能好；結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。

§6.2液壓閥上的共性問題一、閥口形式二、液動(dòng)力液壓閥的閥口形式及其通流截面計(jì)算公式見P107表6-2。很多液壓閥采用滑閥式結(jié)構(gòu)，滑閥在閥心移動(dòng)、改變閥口的啟閉或開口大小時(shí)控制了液流，同時(shí)也產(chǎn)生液動(dòng)力：■穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力■瞬態(tài)液動(dòng)力三、卡緊力通?；y的閥孔和閥心之間有很小的縫隙，縫隙中有油液時(shí)，移動(dòng)閥心只須克服很小的粘性摩擦力。但事實(shí)在中、高壓系統(tǒng)中，閥心停止運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后(約5min),該阻力可達(dá)幾百牛頓，重新移動(dòng)閥心很費(fèi)力，此即為滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象。引起液壓卡緊的原因：

臟物進(jìn)入縫隙導(dǎo)致閥心移動(dòng)困難；縫隙過小，當(dāng)油溫升高時(shí)閥心膨脹而卡死；

主要原因：滑閥副幾何形狀誤差和同心度變化引起的徑向不平衡液壓力，即液壓卡緊力?；y上產(chǎn)生徑向不平衡力的三種情況：

閥心與閥孔無幾何形狀誤差，軸心線平行但不重合。(P110圖6-4a)

閥心因加工誤差而帶有倒錐(錐部大端朝向高壓腔)，閥心與閥孔軸心線平行但不重合。(P110圖6-4b)

閥心表面有局部突起時(shí)，閥心受到的徑向不平衡力將使閥心的凸起部分推向孔壁。(P110圖6-4c)減小液壓卡緊力的措施：

提高閥的加工和裝配精度，避免出現(xiàn)偏心；

在閥心臺(tái)肩上開出平衡徑向力的均壓槽，槽的位置應(yīng)盡可能靠近高壓端；使閥心或閥套在軸向或圓周方向上產(chǎn)生高頻小振幅的振動(dòng)或擺動(dòng)；精細(xì)過濾油液。四、閥的泄漏特性錐閥不產(chǎn)生泄漏;

滑閥由于閥心和閥孔間有一定的間隙，在壓力作用下要產(chǎn)生泄漏。

用于壓力閥或方向閥時(shí)，滑閥壓力油通過徑向縫隙泄漏量的大小，是閥的性能指標(biāo)之一。§6.3方向控制閥作用：控制液流方向，從而改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。按通路分類--二通,三通,四通,五通…按工作位置分類--二位,三位,四位…方向控制閥單向閥換向閥常見的方向控制閥類型：普通單向閥液控單向閥按控制方式分類電磁換向閥液控?fù)Q向閥按操作方式分類手動(dòng)換向機(jī)動(dòng)換向氣動(dòng)換向一、單向閥(一)普通單向閥常用的單向閥：普通單向閥液控單向閥作用：只許油液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)，反向不通。職能符號(hào)P1P2開啟壓力：0.03~0.05MPa要求：正向流動(dòng)阻力小，反向不通，密封好。開啟壓力達(dá)到0.2~0.6Mpa時(shí)，可作背壓閥使用。應(yīng)用：

鎖緊油缸，避免向油泵倒灌。(二)液控單向閥特點(diǎn)：a.無控制油時(shí)，與普通單向閥相同

b.通控制油時(shí)，正反向都可以流動(dòng)。組成：普通單向閥+小活塞缸職能符號(hào)控制口K處通入壓力油時(shí)，活塞右移推動(dòng)頂桿頂開閥心，此時(shí)P1與P2接通

。KP1P2應(yīng)用：鎖緊油缸，避免倒灌?？刂浦匚锵路潘俣?。

液壓鎖二、換向閥(一)對(duì)換向閥的主要要求換向閥：利用閥芯相對(duì)于閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、關(guān)斷，或變換油流的方向，使液壓執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。換向閥應(yīng)滿足：油液流經(jīng)換向閥時(shí)的壓力損失要??；互不相通的油口間的泄漏要??；換向要平穩(wěn)、迅速且可靠。(二)滑閥式換向閥按閥芯形狀，換向閥有滑閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種。

1、結(jié)構(gòu)主體◆閥體◆滑動(dòng)閥芯最常見的結(jié)構(gòu)形式：二位二通閥二位三通閥二位四通閥三位四通閥二位五通閥三位五通閥兩位兩通PA職能符號(hào)：作用：控制油路的通與斷兩位三通職能符號(hào)：作用：控制液流方向PAB兩位四通作用：控制執(zhí)行元件換向職能符號(hào)：P—壓力油口O—回油口A、B—分別接執(zhí)行元件的兩腔APBO三位四通作用：換向、停止。PABO職能符號(hào)：兩位五通作用：換向、兩種回油方式。PABO1O2職能符號(hào)：三位五通作用：換向、停止、回油不同。PABO1O2職能符號(hào)：

2、滑閥的操縱方式作用：移動(dòng)閥芯并使其保持在工作位置上。a.手柄控制，彈簧復(fù)位；b.手柄控制，鋼球定位。手動(dòng)：應(yīng)用：小流量，需徒手操作的場(chǎng)合。符號(hào)表示結(jié)構(gòu)及外觀圖機(jī)動(dòng)兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥：擋塊操縱，彈簧復(fù)位。應(yīng)用：行程控制的場(chǎng)合。(又叫行程閥)常開常閉靠彈簧的方格表示常態(tài)電磁兩位三通電磁換向閥電磁鐵操縱，彈簧復(fù)位。優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。應(yīng)用：小流量的場(chǎng)合。(q≤63L/min)液動(dòng)液壓操縱，彈簧復(fù)位。三位四通液動(dòng)換向閥應(yīng)用：高壓，大流量的場(chǎng)合。(q≤160L/min)電液動(dòng)電液聯(lián)合控制，彈簧復(fù)位。電磁控制先導(dǎo)閥動(dòng)作；液體控制主閥芯動(dòng)作；節(jié)流閥控制閥芯移動(dòng)速度。簡(jiǎn)化符號(hào)：應(yīng)用：高壓、大流量的場(chǎng)合。(q≤1200L/min)三位四通電液換向閥

3、換向閥的結(jié)構(gòu)電液換向閥：由電磁滑閥和液動(dòng)滑閥組合而成。液動(dòng)閥心右移：電磁鐵3通電時(shí)，電磁閥心4右移，壓力油經(jīng)單向閥1與液動(dòng)閥心8左端接通，右端油經(jīng)節(jié)流閥6及電磁閥接通油箱。液動(dòng)閥心左移：電磁鐵5通電時(shí)，電磁閥心4左移，壓力油經(jīng)單向閥7與液動(dòng)閥心8右端接通，左端油經(jīng)節(jié)流閥2及電磁閥接通油箱。

4、換向閥的中位機(jī)能分析三位換向閥芯處于中位時(shí)，各通口間有不同的連通方式，可滿足不同的使用要求。稱該連通方式為換向閥的中位機(jī)能。

三位四通換向閥常見的中位機(jī)能、型號(hào)、符號(hào)及特點(diǎn)：O型雙向鎖緊，系統(tǒng)保壓。四口全通，油缸浮動(dòng)，泵卸荷。H型Y型油缸浮動(dòng)，系統(tǒng)保壓。K型單向鎖緊，油泵卸荷。雙向鎖緊，油泵卸荷。M型差動(dòng)連接。P型三位四通換向閥的中位機(jī)能見P91表6-7。系統(tǒng)保壓；系統(tǒng)卸荷。P口通暢地與T口接通時(shí)，系統(tǒng)卸荷；換向平穩(wěn)性和精度；啟動(dòng)平穩(wěn)性。液壓缸“浮動(dòng)”和在任意位置上的停止。分析和選擇閥的中位機(jī)能時(shí)，通常考慮：詳見P91-92。

5、主要性能工作可靠性（電磁閥、電液閥、液動(dòng)閥）

可靠的換向、復(fù)位；（與壓力、流量有關(guān)）壓力損失

通過的流量影響壓力損失；內(nèi)泄漏量

影響系統(tǒng)效率，使油液升溫；換向、復(fù)位時(shí)間按系統(tǒng)要求合理選用；換向頻率

單位時(shí)間內(nèi)的換向次數(shù)?！?.4壓力控制閥按工作原理：◆直動(dòng)式◆先導(dǎo)式按閥芯結(jié)構(gòu)：◆滑閥◆球閥◆錐閥按用途：◆溢流閥◆減壓閥◆順序閥◆平衡閥◆卸荷閥

分類：一、溢流閥(一)功用和要求溢流閥是通過閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。主要要求：

調(diào)壓范圍大、調(diào)壓偏差小、壓力振擺小、動(dòng)作靈敏、過流能力大、噪聲小。(二)工作原理和結(jié)構(gòu)1.直動(dòng)式溢流閥工作原理：

p<ps

,閥口不開；

p>ps

,溢流。

ps

—彈簧力職能符號(hào)：DBD型直動(dòng)式溢流閥2.先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)：先導(dǎo)閥、主閥

阻尼孔主閥先導(dǎo)閥平衡彈簧

調(diào)壓彈簧阻尼孔、壓差Δp遠(yuǎn)程控制口K:實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。K口打開，p由控制油壓決定；K口堵上，p由先導(dǎo)閥ps決定。職能符號(hào)實(shí)物(三)靜態(tài)特性垂直安放(直動(dòng)式)時(shí)，閥芯受力平衡方程：穩(wěn)定工作時(shí)，作用在溢流閥心上的力是平衡的。式中：k

—彈簧剛度；xC—彈簧的預(yù)壓縮量；xR—閥口開度(閥芯位移，即增加的壓縮量)。則開啟壓力pc為：溢流閥開始溢流(閥口將開未開)時(shí)：流量-壓力特性方程：直動(dòng)式先導(dǎo)式溢流閥的特性曲線溢流閥理想溢流特性曲線最好是在pT處平行于流量坐標(biāo)的直線，即僅在壓力達(dá)到pT

時(shí)才溢流。(四)應(yīng)用作溢流閥，使系統(tǒng)壓力恒定；作安全閥，對(duì)系統(tǒng)起過載保護(hù)作用；作背壓閥，接在系統(tǒng)回油路上，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓或使系統(tǒng)卸荷。二、減壓閥工作原理：●

p2<

ps

,處于非工作狀態(tài)，不起減壓作用；●

p2

>ps

,減壓、穩(wěn)壓。作用：減低系統(tǒng)壓力并穩(wěn)壓。

特點(diǎn)：出口壓力控制閥芯動(dòng)作。穩(wěn)壓原理●

p2↑→閥芯上移→閥口減小→Δp↑，

p2=p1

-Δp，

p1一定，Δp↑

，

p2↓；●

p2↓

→閥芯下移→閥口開大→

Δp↓，

Δp↓，

p2↑=ps

。職能符號(hào)：減壓閥減壓閥的p2-q特性曲線：先導(dǎo)式減壓閥中，出油口壓力的壓力調(diào)整值越低，它受流量變化的影響就越大。減壓閥的出油口不輸出油液時(shí)，它的出口壓力基本上仍能保持恒定。

減壓閥進(jìn)油口壓力p1基本恒定時(shí)，若通過的流量q增加，則閥口縫隙xR加大，出口壓力p2略微下降。應(yīng)用：使夾緊缸獲得穩(wěn)定的低壓。工作缸夾緊缸三、順序閥作用：控制多個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作。1.內(nèi)控順序閥工作原理：p<ps,進(jìn)出口不通；p>

ps

,接通。特點(diǎn)：內(nèi)部控制，外部泄油。出油口接二次油路職能符號(hào)2.外控順序閥結(jié)構(gòu)：控制油口。工作原理：pK

<ps

,不通；pK>ps,進(jìn)出口接通。特點(diǎn)：外部控制，外部泄油。職能符號(hào)順序閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用：控制多個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作；與單向閥組成平衡閥，保持垂直放置的液壓缸不因自重而下落；用外控順序閥使雙泵系統(tǒng)的大流量泵卸荷；用內(nèi)控順序閥接在液壓缸回油路上，增大背壓，以使活塞的運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定。四、壓力繼電器微動(dòng)開關(guān)調(diào)節(jié)螺釘頂桿柱塞作用：利用系統(tǒng)中壓力變化，控制電路的通斷。§6.5流量控制閥常用的流量控制閥：◆普通節(jié)流閥◆調(diào)速閥流量控制閥：依靠改變閥口通流面積的大小或通流通道的長(zhǎng)短來控制流量，達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的目的。一、普通節(jié)流閥職能符號(hào)二、調(diào)速閥職能符號(hào)簡(jiǎn)化的職能符號(hào)P2P3P2P3調(diào)速閥=定差減壓閥+節(jié)流閥先減壓后節(jié)流調(diào)速閥和節(jié)流閥的流量特性三、旁通式調(diào)速閥溢流節(jié)流閥旁通式調(diào)速閥亦稱為溢流節(jié)流閥§6.6電液伺服閥根據(jù)輸出液壓信號(hào)可分為：◆流量伺服閥◆壓力伺服閥電液伺服閥：將電氣信號(hào)變?yōu)橐簤盒盘?hào)以實(shí)現(xiàn)流量或壓力控制的轉(zhuǎn)換裝置。電氣信號(hào)優(yōu)點(diǎn)：傳遞快，線路連接方便，適于遠(yuǎn)距離控制，易于測(cè)量、比較及校正等。液壓動(dòng)力優(yōu)點(diǎn)：輸出力大，慣性小，反應(yīng)快。

二者的結(jié)合使得電液伺服閥成為控制靈活、精度高、快速性好、輸出功率大的控制元件。一、電液伺服閥的工作原理電液伺服閥中：電磁部分將輸入電流轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)矩，是銜鐵偏轉(zhuǎn)(力矩馬達(dá))。液壓部分的噴嘴-檔板裝置使微小電信號(hào)可借助于檔板間隙的改變是滑閥移動(dòng)(液壓放大器)。二、常用的結(jié)構(gòu)形式液壓伺服閥中常用的液壓控制元件結(jié)構(gòu)型式：1、滑閥：(P141圖6-40)

◆單邊◆雙邊◆四邊2、射流管：(P142圖6-41)3、噴嘴-擋板：(P142