第四章 液壓控制元件

第四章液壓控制元件本章內(nèi)容提要重點(diǎn)理解方向、壓力、流量控制元件的功用、結(jié)構(gòu)、工作原理掌握液壓閥的選用方法（各種閥的特點(diǎn)、選用原則）第一節(jié)液壓控制概述液壓控制對(duì)象:

方向,壓力,流量控制元件(主要為液壓閥)共同結(jié)構(gòu)有:

閥體,閥芯(座閥),驅(qū)動(dòng)元件(彈簧、電磁鐵等）控制閥的共同原理：

液壓控制概述(續(xù))液壓控制閥的分類：

見課本表4-1（以用途、操作、連接分）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)液壓閥的基本要求：

靈敏、可靠、沖擊振動(dòng)小、壽命長(zhǎng)；壓力損失小，密封好（內(nèi)外泄漏）；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、好用好修。

第二節(jié)方向控制閥功用和定義:控制油路通斷和流向(控制執(zhí)行元件起停換向）主要類型：?jiǎn)蜗蜷y、換向閥單向閥功用：控制液壓?jiǎn)畏较蛄鲃?dòng)常見類型：?jiǎn)蜗蜷y液控單向閥（一般）單向閥單向閥結(jié)構(gòu)；工作原理：正向流動(dòng)、反向流動(dòng)圖4-1液控單向閥功能：可用遠(yuǎn)程液壓力控制反向流動(dòng)結(jié)構(gòu)與符號(hào)：課本圖4-2工作原理：正向流動(dòng)和單向閥一樣通過；反向流動(dòng)時(shí)只有在控制油口有一定壓力才能通過，否則不通過。結(jié)構(gòu)、原理動(dòng)畫單向閥的選用要求正向流動(dòng)阻力損失小、反向時(shí)密封性能好、動(dòng)作靈敏(平穩(wěn)\快速\可靠)方向閥構(gòu)件與性能關(guān)系閥芯摩擦（小-好）彈簧剛度（小-好）油口（適當(dāng)）換向閥功用：換向閥是利用閥芯對(duì)閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通，關(guān)斷或變換油流方向，從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。分類：（按閥芯運(yùn)動(dòng)）滑閥、轉(zhuǎn)閥（按操作方式）手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)（按閥芯工位）二位、三位、、、（按通路口數(shù)）二通、三通、四通、五通、、、（通路口不包括控制油口和泄漏油口）換向閥結(jié)構(gòu)閥體：有多級(jí)沉割槽的圓柱孔閥芯：有多段環(huán)行槽的圓柱體還有內(nèi)部管路、外部接口、驅(qū)動(dòng)器、等（如輔助閥）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖與圖形符號(hào)圖形符號(hào)含義和繪制

1位—用方格表示，幾位即幾個(gè)方格2通—↑不通—┴、┬箭頭首尾和堵截符號(hào)與一個(gè)方格有幾個(gè)交點(diǎn)即為幾通.3p.A.B.T有固定方位，p—進(jìn)油口(PRESS)，T—回油口(TANK)A.B—與執(zhí)行元件連接的工作油口4彈簧—W、M，畫在方格兩側(cè)。二位閥，靠彈簧的一格。5常態(tài)位置

(原理圖中，油路應(yīng)該連接在常態(tài)位置)三位閥，中間一格。自學(xué)強(qiáng)化內(nèi)容（結(jié)合P92-96）：

幾種不同驅(qū)動(dòng)方式的換向閥換向閥操縱方式符號(hào)圖4-5手動(dòng)閥結(jié)構(gòu)舉例手動(dòng)閥(立體結(jié)構(gòu)動(dòng)畫)平面圖參考課本圖4-7機(jī)動(dòng)閥結(jié)構(gòu)舉例平面磨床工作臺(tái)行程控制-往復(fù)運(yùn)動(dòng)靠凸輪\擋塊來壓迫或推動(dòng)滾輪實(shí)現(xiàn)閥心換位-改變液流方向擋塊機(jī)動(dòng)閥電磁閥結(jié)構(gòu)舉例彈簧和單電磁鐵驅(qū)動(dòng)（二位三通電磁閥/圖4-9）雙電磁鐵驅(qū)動(dòng)（三位五通電磁閥/圖4-10）液動(dòng)換向閥\電液換向閥液動(dòng)換向閥:外部液壓控制電液換向閥:電磁控制液壓驅(qū)動(dòng)換向閥的工作原理通過閥芯內(nèi)槽換位和油口的對(duì)接實(shí)現(xiàn)油路的改變舉例:液壓驅(qū)動(dòng)換向閥工作原理

（如下頁）液動(dòng)換向閥工作原理圖示位置（中位機(jī)能）：p、A、B、均→Tk1通壓力油，驅(qū)動(dòng)閥芯右移：p→A，B→Tk2通壓力油，驅(qū)動(dòng)閥芯左移：p→B，A→T換向閥的性能和特點(diǎn)中位機(jī)能（保壓、卸荷、制動(dòng)、平穩(wěn)沖擊、等）滑閥的液動(dòng)力(使閥口關(guān)小的趨勢(shì)的力-其大小和流量&閥芯移動(dòng)速度有關(guān))滑閥的卡緊現(xiàn)象(溫升膨脹\雜物卡入\主因:不平衡液壓力干摩擦)

（防卡方法：油質(zhì)清潔;采用高精度與對(duì)稱設(shè)計(jì)、采用多槽設(shè)計(jì)）參看P.99圖4-14，15第三節(jié)壓力控制閥功用與定義：控制液壓系統(tǒng)壓力或利用壓力作為信號(hào)來控制其它元件動(dòng)作的控制閥。壓力閥共同點(diǎn)：利用閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的工作原理壓力控制閥的分類溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器溢流閥功用：通過溢流保證進(jìn)油口油路上壓力恒定，可做安全閥。調(diào)整方法：調(diào)節(jié)調(diào)壓螺帽改變彈簧預(yù)壓縮量，便可調(diào)節(jié)溢流閥調(diào)整壓力。分類、形式：直動(dòng)式、先導(dǎo)式直動(dòng)式溢流閥課堂練習(xí):請(qǐng)找出圖形符號(hào)和實(shí)物中相對(duì)應(yīng)部件和含義（P型低壓）直動(dòng)式溢流閥原理:依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力相平衡，以控制閥芯的啟閉動(dòng)作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之防壓力沖擊:阻尼孔a的作用為

減小油壓的脈動(dòng)，提高閥工作的平穩(wěn)性原理設(shè)計(jì)之調(diào)壓方法:彈簧的壓緊力可通過調(diào)整螺帽1調(diào)整實(shí)現(xiàn)功能:溢流閥進(jìn)口處的壓力基本保持為定值選用:用于低壓小流量：額定壓力2.5Mpa調(diào)壓范圍：0.3~2.5Mpa直動(dòng)式溢流閥中調(diào)節(jié)原理:自動(dòng)溢流控壓？多樓層自來水的困擾？公共浴室冷熱水的相互影響

閥芯穩(wěn)態(tài)時(shí)受力分析:PA=Fs，F(xiàn)s=Kx閥芯動(dòng)態(tài)時(shí)受力與自動(dòng)調(diào)節(jié)原理：看課本P101詳細(xì)講解原理與特性：增液增壓-縮小溢流閥口放液減壓-擴(kuò)大溢流閥口此處是難點(diǎn)恒定工作壓力直動(dòng)式錐型溢流閥結(jié)構(gòu)區(qū)別:錐面(直動(dòng)式-平面)液壓力和彈簧力增加結(jié)構(gòu):增加一活塞,如圖4-18活塞作用:可以增大運(yùn)動(dòng)阻尼,提高導(dǎo)向和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)圖形符號(hào)原理動(dòng)畫（Y型）先導(dǎo)式溢流閥

由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成.

主閥：控制主油路溢流的開口

先導(dǎo)閥：控制主閥的開啟壓力調(diào)節(jié)螺母可調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧的壓緊力，從而調(diào)定了液壓系統(tǒng)的壓力遠(yuǎn)程遙控口：接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥時(shí)——遠(yuǎn)程調(diào)壓接油箱時(shí)——卸荷額定壓力可達(dá)6.3Mpa調(diào)壓范圍：0.5~6.3Mpa

課本-先導(dǎo)式溢流閥原理分析溢流閥的應(yīng)用限壓安全作用（安全閥）用溢流閥限制系統(tǒng)壓力定壓溢流作用溢流閥常開，保持泵出口壓力恒定，并將多余油液溢回油箱作為遠(yuǎn)程調(diào)壓作卸荷閥用作背壓閥用溢流閥的性能（選學(xué)）靜態(tài)性能壓力調(diào)節(jié)范圍：在可穩(wěn)定地工作時(shí)調(diào)整彈簧可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)壓力值的范圍起閉特性：可描述其定壓精度,見圖４－２０卸荷壓力：額定流量下的壓力損失(所定壓力和原壓力間壓力差)動(dòng)態(tài)性能（圖４－２１）超調(diào)量＼超調(diào)率響應(yīng)時(shí)間t1，過渡過程時(shí)間t2

減壓閥功用：使出口壓力低于進(jìn)口壓力通常用于：液壓夾緊、潤滑和控制系統(tǒng)分類：定值輸出減壓閥定差減壓閥定比減壓閥定值輸出減壓閥功能:保證出口處壓力恒定，即Ｐ2＝常數(shù)實(shí)現(xiàn)方法:把出口油接到在閥芯一端做為負(fù)反饋,當(dāng)出口壓強(qiáng)的液壓力和彈簧力相等時(shí)處于穩(wěn)定壓力輸出定值輸出減壓閥的工作原理穩(wěn)壓過程的文字表述（見課本104)工作原理：利用進(jìn)口壓力油流經(jīng)縫隙時(shí)產(chǎn)生壓力損失的原理使出口油液的壓力低于進(jìn)口壓力，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)縫隙大小，從而保持出口壓力恒定．．．．工作原理的相關(guān)內(nèi)容（選學(xué)）閥芯的受力分析(課本P105)利用流體流動(dòng)來解釋進(jìn)出口油壓變化用反饋理論進(jìn)行分析特性曲線（圖４－２３）先導(dǎo)式溢流減壓閥（自學(xué)研究）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)工作原理調(diào)壓原理減壓閥與溢流閥比較溢流閥減壓閥

a保持進(jìn)口壓力不變出口壓力

b

內(nèi)部回油外部回油

c

閥口常閉閥口常開

e一般并聯(lián)于系統(tǒng)一般串聯(lián)于系統(tǒng)J型減壓閥與Y型溢流閥的差別在原始狀態(tài)時(shí)，溢流閥的進(jìn)、出油口完全不通，而減壓閥進(jìn)、出油口是暢通的；兩者進(jìn)、出油口的位置恰好相反；溢流閥利用進(jìn)口壓力來控制閥芯移動(dòng)，保持進(jìn)口壓力恒定，而減壓閥則是利用出口壓力來控制閥芯移動(dòng)，保持出口壓力恒定；溢流閥調(diào)壓彈簧腔的油液經(jīng)閥的內(nèi)部孔通到出油口，而減壓閥需單獨(dú)接油箱

提示：一般情況下，習(xí)慣上所說的減壓閥指的就是定值輸出減壓閥定差減壓閥功用:使進(jìn)出油口壓力差保持近似定值結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào):定差減壓閥原理圖4-24定比減壓閥功用:輸出和輸入保持定比結(jié)構(gòu)圖(見課本)工作原理順序閥功用:用來控制執(zhí)行元件動(dòng)作先后順序直動(dòng)式、先導(dǎo)式內(nèi)控式、外控式圖形符號(hào)：和溢流閥相似和不同之處順序閥工作原理見圖4-26(動(dòng)畫)液流中間有一時(shí)間過程,產(chǎn)生先后順序有P1后,讓P1推動(dòng)閥,等導(dǎo)通后P2才有壓力和流動(dòng)壓力繼電器壓力繼電器是一種將油壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的電信號(hào)的電液控制元件。結(jié)構(gòu)與原理：圖4-29,彈簧3可調(diào)控動(dòng)作壓力圖形符號(hào)第四節(jié)流量控制閥

內(nèi)容提要節(jié)流閥組合節(jié)流閥調(diào)速閥溫度補(bǔ)償調(diào)速閥溢流節(jié)流閥流量控制閥原理：依靠改變閥口的通流面積（節(jié)流口局部阻力）的大小和通流通道的長(zhǎng)短來控制流量基礎(chǔ)理論：節(jié)流口薄壁小孔（圖4-30B，溫度無影響作用，降壓程度最小——是最理想的節(jié)流形式）細(xì)長(zhǎng)小孔（圖4-30A）厚壁小孔液壓系統(tǒng)對(duì)節(jié)流閥的要求較大的調(diào)節(jié)范圍，且均勻變化壓差對(duì)流量影響小溫度對(duì)流量影響小全開壓力損失小全閉時(shí)泄漏要小普通節(jié)流閥結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)（圖4-33）剛度：T—指閥口不變時(shí)，前后壓差對(duì)流量影響的情況----即抵抗壓力變化的干擾，保持流量穩(wěn)定的能力。T的表達(dá)（代數(shù)法4-13/14，幾何法圖4-34）根據(jù)表達(dá)式的結(jié)論難流時(shí)則剛度大—yao-lawA小T大；壓差小剛度低；保證最小壓差才正常工作m小剛度大。節(jié)流閥的前后壓力補(bǔ)償法

目的：保持負(fù)載變化不影響節(jié)流閥調(diào)控原理：使閥的前后壓力差不變，流量只由閥口決定接法：調(diào)速閥（定差減壓閥+節(jié)流閥串聯(lián)）溢流節(jié)流閥（并聯(lián)）溫度補(bǔ)償調(diào)速閥原理：油溫升高，粘性減低，流量增大利用聚氯乙烯桿膨脹來減小流口面積，實(shí)現(xiàn)流量補(bǔ)償均衡。第五節(jié)疊加式液壓閥原理分類都與一般閥相同特點(diǎn)：P114我國標(biāo)準(zhǔn)：五個(gè)通