液壓液壓控制閥

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第五章液壓控制閥

結(jié)構(gòu)和原理

1.各閥都由閥體、閥心和操縱控制機(jī)構(gòu)三個(gè)基本部分組成；

2.

各閥的工作原理都基于同一點(diǎn)：依靠閥芯與閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來改變閥口處的狀態(tài)（通或斷或過流斷面積變化），以實(shí)現(xiàn)各種控制功能；

3.

液壓油流經(jīng)各種閥口的壓力—流量特性，屬薄壁形小孔。第2頁/共129頁

第五章液壓控制閥

所謂薄壁小孔就是孔口具有尖銳的邊緣，且小孔的長(zhǎng)度小到以至于當(dāng)液體流經(jīng)小孔時(shí)，只有局部阻力而不產(chǎn)生沿程水頭損失的程度。一般當(dāng)小孔的長(zhǎng)度與小孔的直徑之比小于0.5。圖5-1薄壁小孔

C0—流量系數(shù)，一般與雷諾數(shù)有關(guān)；a—閥口過流斷面積；△P—前后壓差。第3頁/共129頁

第五章液壓控制閥

4.節(jié)流：一定流量的液體流經(jīng)面積為a的閥口時(shí)，閥口前后產(chǎn)生的△P壓差（壓力損失），這一現(xiàn)象稱節(jié)流。

液壓閥可以通過改變流量公式中的不同參數(shù)來得到。

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第五章液壓控制閥

流量Q不變化：當(dāng)Q=常數(shù)，改變a，只能使閥口前后壓差變化；當(dāng)a很大時(shí)，△P=0；當(dāng)Q=常數(shù)，a不變，△P不變。流量Q的變化：當(dāng)△P

=常數(shù)，改變a，可調(diào)節(jié)流量Q；當(dāng)a=常數(shù)，△P變化，Q正變；當(dāng)a=常數(shù)，Q變化，△P正變。第5頁/共129頁

第五章液壓控制閥5.1壓力控制閥

各類壓力閥均依靠作用在閥芯上的液體壓力與彈簧力的平衡關(guān)系實(shí)現(xiàn)各種基本控制作用。如決定通口通或斷以控制系統(tǒng)的最高壓力（如安全閥），最低壓力（如卸荷閥）；油路的連通順序（如順序閥）；控制閥口過流斷面積大小以保持壓力恒定（如減壓閥和溢流閥）。

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第五章液壓控制閥原理：不計(jì)閥芯重量、摩擦力和穩(wěn)態(tài)液壓力，當(dāng)下式成立：

閥芯向上運(yùn)動(dòng)，閥口狀態(tài)及過流斷面積發(fā)生變化，隨著閥芯的上移，彈簧壓縮量增加，直到平衡。

圖5-2閥的原理

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第五章液壓控制閥一、溢流閥

作用：恒壓、保壓和過載保護(hù)等。

一）直動(dòng)式溢流閥

圖5-3直動(dòng)式溢流閥1-推桿；2-調(diào)節(jié)螺母；3-彈簧；4-鎖緊螺母；5-閥蓋；6-閥體；7-閥心；8-螺塞第8頁/共129頁

第五章液壓控制閥第9頁/共129頁

第五章液壓控制閥

這種直動(dòng)式溢流閥敏感元件和執(zhí)行合一，但存在問題，要求△P非常小或較小而d大，k也非常小，容易彈開，沒有辦法實(shí)現(xiàn)。故只有在低壓，并且調(diào)節(jié)誤差較大，為了提高精度用先導(dǎo)式溢流閥。(動(dòng)畫)第10頁/共129頁

第五章液壓控制閥二）先導(dǎo)式溢流閥組成：敏感元件和執(zhí)行元件分開，由先導(dǎo)閥和主閥組成第11頁/共129頁

第五章液壓控制閥先導(dǎo)式溢流閥按照控油的來源和泄油去向不同：有內(nèi)控內(nèi)泄、內(nèi)控外泄、外控內(nèi)泄、外控外泄。目的增加靈活性。如由于泄油和主閥回油匯流，在某些情況下系統(tǒng)壓力沖擊、背壓等因素，直接影響先導(dǎo)閥的啟閉，導(dǎo)致溢流閥穩(wěn)定性下降，并激起振動(dòng)和噪聲，若改用外泄可能減少這種現(xiàn)象。第12頁/共129頁

第五章液壓控制閥(動(dòng)畫)第13頁/共129頁

第五章液壓控制閥第14頁/共129頁

第五章液壓控制閥

工作原理：

P1A1=P2A2（壓力較低時(shí)）主閥在彈簧的作用下關(guān)閉，當(dāng)壓力升高大于先導(dǎo)閥彈簧的調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥開啟P1不等于P2。則

k很小，x變化p1變化??；x′很小，P2很小，整個(gè)壓力變化小，斜率大，調(diào)壓精度高。圖5-5壓力流量特性第15頁/共129頁

第五章液壓控制閥

壓力由先導(dǎo)閥控制，流量經(jīng)主閥口溢出，閥的開啟壓力由先導(dǎo)閥彈簧調(diào)節(jié)，先導(dǎo)閥由一小規(guī)格的直動(dòng)式溢流閥。而通過閥的流量的絕大部分（95%）由主閥口溢出。先導(dǎo)閥的尺寸不受額定流量的影響。閥前口的直徑可以盡量的小，因此在承受高壓的情況下先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力和剛度均可較小。

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第五章液壓控制閥

主閥尺寸和控制壓力無關(guān)，可選用較大直徑。在通過大流量時(shí)，閥的升程很小，同主閥彈簧與控制壓力無關(guān)，僅在主閥關(guān)閉時(shí)起克服摩擦的作用，加速閥的關(guān)閉過程，減小滯后。

主閥彈簧和預(yù)緊力均很小，因此閥的靜態(tài)超調(diào)量很小，適用于高壓大流量系統(tǒng)，并提供進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和作卸荷閥的作用。(10)第17頁/共129頁

第五章液壓控制閥

遠(yuǎn)程控制口的作用

1.

遠(yuǎn)程控制：引油到溢流閥放在操作平臺(tái)上，操作這個(gè)閥達(dá)到控制的目的方便，遠(yuǎn)程控制閥的壓力低。

2.

遠(yuǎn)程控制口卸荷，系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)時(shí)使系統(tǒng)的壓力最低，提高效率。

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第五章液壓控制閥

主要性能：

壓力調(diào)節(jié)范圍：在規(guī)定的范圍內(nèi)最大和最小值；

壓力流量特性曲線；啟閉特性：溢流閥從開啟到閉合過程中，被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。第19頁/共129頁

第五章液壓控制閥

應(yīng)用1.

調(diào)壓（圖5-6.1）

圖5-6.1溢流閥調(diào)壓圖5-6.2溢流閥遠(yuǎn)程控制2.

遠(yuǎn)程控制（圖5-6.2）第20頁/共129頁

第五章液壓控制閥3.

安全閥（圖5-6.3），（圖5-6定量泵改為變量泵）圖5-6.3溢流閥作安全閥第21頁/共129頁

第五章液壓控制閥4.

造成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?，可以提高執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。第22頁/共129頁

第五章液壓控制閥

減壓閥是一種利用液壓流經(jīng)閥口時(shí)的節(jié)流作用產(chǎn)生壓力損失，使出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。用來控制系統(tǒng)中兩油路的壓力差。若泵后的壓力高,想要某規(guī)律的壓力，例如機(jī)器的工件加緊，太大工件變形；太小不起作用。

常見的有定壓、定差和定比減壓閥。二、減壓閥第23頁/共129頁

第五章液壓控制閥

作用：使系統(tǒng)中某部分回路獲得比供油壓力低的恒定壓力，同時(shí)消除油路的壓力干擾，使受減壓閥控制的回路壓力不受油源的影響。拆裝動(dòng)畫

（一）定壓減壓閥第24頁/共129頁

第五章液壓控制閥

定壓減壓閥應(yīng)用：液壓加緊第25頁/共129頁

第五章液壓控制閥圖5-7減壓回路第26頁/共129頁

第五章液壓控制閥第27頁/共129頁

第五章液壓控制閥第28頁/共129頁

第五章液壓控制閥

當(dāng)減壓閥出口油路的油液不再流動(dòng)的情況下，（如加緊支路油缸運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)），由于先導(dǎo)閥泄油仍未停止，減壓口仍有油液流動(dòng)，閥就仍然處于工作狀態(tài)，出口壓力仍然保持恒值不變。與溢流閥的比較：1.閥口常開；2.出口壓力油控制；3.泄油單獨(dú)接油箱第29頁/共129頁

第五章液壓控制閥（二）定差減壓閥作用：定差減壓閥可使閥進(jìn)出口的壓力差保持為恒定值。建立閥芯平衡方程：

5-9第30頁/共129頁

第五章液壓控制閥

定差減壓閥的特性1.進(jìn)口壓力和出口壓力的關(guān)系，當(dāng)進(jìn)口力低于調(diào)壓彈簧的調(diào)定壓力時(shí)P1=P2；當(dāng)進(jìn)口壓力上升到調(diào)定壓力值后，出口壓力不受進(jìn)口力的影響，呈水平直線。2.出口壓力與流量的關(guān)系QP圖5-10壓力流量關(guān)系第31頁/共129頁

第五章液壓控制閥

（三）減壓閥特性1.調(diào)壓范圍：輸出壓力的調(diào)壓范圍，在范圍內(nèi)要求達(dá)到規(guī)定的精度。2.壓力特性：流量為定值時(shí)，輸入壓力波動(dòng)而引起的輸出壓力波動(dòng)的特性。輸出壓力應(yīng)比輸入壓力低一定值才基本不隨輸入壓力變化而變化。3.流量特性：輸入壓力為定值，輸出壓力隨輸出流量的變化而變化的特性。越小越好。

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第五章液壓控制閥

應(yīng)用：定位、加緊、分度、控制等。減壓閥后設(shè)置單向閥，防止系統(tǒng)壓力降低時(shí)（另一個(gè)缸空載快進(jìn)）流體倒流，可短時(shí)間保壓。減壓閥最高調(diào)整壓力要比系統(tǒng)壓力低一定的數(shù)值，中，高壓低1MPa，低壓低0.5MPa。當(dāng)減壓支路的執(zhí)行元件速度需要調(diào)節(jié)時(shí)，節(jié)流元件應(yīng)裝在減壓閥出口，可避免泄油對(duì)節(jié)流元件調(diào)定的流量的影響。低太多可用雙泵供油。(11)

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第五章液壓控制閥

三、順序閥

1.作用：按壓力程序通斷油路，使兩個(gè)以上的執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作。一般有自控和它控。2.結(jié)構(gòu)原理3.應(yīng)用：順序動(dòng)作回路、卸荷閥、單項(xiàng)順序閥、平衡回路。(動(dòng)畫)圖5-11順序閥第34頁/共129頁

第五章液壓控制閥

特點(diǎn)：由于經(jīng)主閥芯上阻尼孔的泄漏不流向卸油口而是流向出口，又因主閥上腔油壓與先導(dǎo)閥所調(diào)壓力無關(guān)，僅通過剛性小的主閥彈簧與主閥芯下端壓力保持主閥芯受力平衡，故出口壓力近似等于進(jìn)口壓力，其壓力損失小。第35頁/共129頁

第五章液壓控制閥

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第五章液壓控制閥

缺點(diǎn)：外泄量大，先導(dǎo)閥是按順序壓力調(diào)整的，當(dāng)執(zhí)行元件達(dá)到順序動(dòng)作后，壓力將同時(shí)升高，將先導(dǎo)閥口開的很大，導(dǎo)致大量流量外泄，故在小流量液壓系統(tǒng)中不宜采用。第37頁/共129頁

第五章液壓控制閥

DZ型順序閥第38頁/共129頁

第五章液壓控制閥

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第五章液壓控制閥第40頁/共129頁

第五章液壓控制閥第41頁/共129頁

第五章液壓控制閥第42頁/共129頁

第五章液壓控制閥第43頁/共129頁

第五章液壓控制閥第44頁/共129頁

第五章液壓控制閥

壓力繼電器是一種將液壓油的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的轉(zhuǎn)化元件。當(dāng)液壓力達(dá)到與之相連的壓力繼電器的調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，電器元件動(dòng)作。常見的壓力繼電器有柱塞式、膜片式、彈簧管式和波紋管式。（動(dòng)畫）四、壓力繼電器5-14第45頁/共129頁

第五章液壓控制閥應(yīng)用:

壓力繼電器連接在油缸的油路中；換向閥的電磁鐵斷電左位接通，缸右移，右移終了時(shí)，油缸左腔壓力升高，升高至調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器發(fā)訊，使電磁鐵通電，閥換向缸右移。左腔轉(zhuǎn)換為低壓腔

圖5-15壓力繼電器的應(yīng)用回路

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第五章液壓控制閥壓力繼電器在彈簧的作用下復(fù)位，而換向閥在電路中的繼電器和自鎖觸點(diǎn)的作用下維持通電狀態(tài)。直至左行終了，其他控制元件（如按鈕開關(guān)）斷開電路，使電磁鐵斷電。

圖5-15壓力繼電器的應(yīng)用回路

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第五章液壓控制閥性能指標(biāo)：

1.調(diào)壓范圍：發(fā)出信號(hào)最低和最高工作壓力之間的范圍。

2.通斷返回區(qū)間：開啟壓力與閉合壓力之間的差值。第48頁/共129頁

第五章液壓控制閥

作用：控制系統(tǒng)中流體的流動(dòng)方向，以改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向或?qū)崿F(xiàn)其他多種工作要求。原理：利用閥心與閥體之間相對(duì)位置的改變來實(shí)現(xiàn)通道的接通和斷開，以滿足系統(tǒng)對(duì)通道的不同要求。類型：?jiǎn)蜗蜷y和換向閥5.2方向控制閥第49頁/共129頁

第五章液壓控制閥一、單向閥

作用：只允許液體沿一個(gè)方向流動(dòng)，不能反向流動(dòng)。要求：正向通過損失?。◤椈绍洠?，無條件正向通過；不允許反向通過，且泄漏少；動(dòng)作靈敏，工作時(shí)不應(yīng)有撞擊和噪聲。類型：普通單向閥、液控單向閥、梭閥、雙壓閥。第50頁/共129頁

第五章液壓控制閥第51頁/共129頁

第五章液壓控制閥一）普通單向閥類型：根據(jù)進(jìn)出流體流動(dòng)方向不同有直通式、直角式；根據(jù)連接方式有管式和板式。

圖5-16單向閥1-閥心（錐閥火球閥）；2-閥體；3-彈簧第52頁/共129頁

第五章液壓控制閥第53頁/共129頁

第五章液壓控制閥

單向閥可裝在泵的出口處，防止系統(tǒng)中的流體沖擊而影響泵的工作；還可用來分隔通道，防止管路間壓力相互干擾等。（動(dòng)畫，直角式、直通式）第54頁/共129頁

第五章液壓控制閥二）液控單向閥組成：普通單向閥和控制活塞。作用：?jiǎn)蜗蛲ㄟ^；反向有條件通過。原理：當(dāng)K口接控制壓力，控制活塞移動(dòng)，推頂桿，閥心被推開，進(jìn)出口相通。

圖5-17液控單向閥1-活塞；2-頂桿；3-閥心

主要應(yīng)用在保壓、鎖緊和平衡等回路。（動(dòng)畫）第55頁/共129頁

第五章液壓控制閥

注意事項(xiàng)(1)必須保證液控單向閥有足夠的控制壓力，絕對(duì)不允許控制壓力失壓。應(yīng)注意控制壓力是否滿足反向開啟的要求。如果液控單向閥的控制引自主系統(tǒng)時(shí)，則要分析主系統(tǒng)壓力的變化對(duì)控制油路壓力的影響，以免出現(xiàn)液控單向閥的誤動(dòng)作。第56頁/共129頁

第五章液壓控制閥(2)根據(jù)液控單向閥在液壓系統(tǒng)中的位置或反向出油腔后的液流阻力（背壓）大小，合理選擇液控單向閥的結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)式或復(fù)式）及泄油方式（內(nèi)泄或外泄）。對(duì)于內(nèi)泄式液控單向閥來說，當(dāng)反向油出口壓力超過一定值時(shí)，液控部分將失去控制作用，故內(nèi)泄式液控單向閥一般用于反向出油腔無背壓或背壓較小的場(chǎng)合；而外泄式液控單向閥可用于反向出油腔背壓較高的場(chǎng)合，以降低最小的控制壓力，節(jié)省控制功率。系統(tǒng)若采用內(nèi)泄式，則柱塞缸將斷續(xù)下降發(fā)出振動(dòng)和噪聲。（12）第57頁/共129頁

第五章液壓控制閥應(yīng)用：在工程機(jī)械中常將兩個(gè)液控單向閥組合為液壓鎖，圖為液壓鎖在汽車起重機(jī)支腿油缸中的應(yīng)用。

裝液壓鎖原因：支腿油缸工作時(shí)，支腿活塞上受有很大負(fù)載R，油缸上腔為高壓，若不采用液壓鎖，雖然換向閥處于中立位置，油缸上下腔通道關(guān)閉，但油缸上腔高壓油仍可經(jīng)過換向閥的密封間隙泄漏，支腿回縮，造成事故。為了避免這一現(xiàn)象發(fā)生，采用液壓鎖。第58頁/共129頁

第五章液壓控制閥工作原理：液控單向閥2的控制油液由油缸下腔進(jìn)入，此時(shí)下腔為低壓，閥2在上腔高壓作用下緊緊關(guān)閉，保證無泄漏，支腿不會(huì)縮回。當(dāng)需要收腿時(shí)，換向閥移位，左位接入，油泵來油由A口經(jīng)單向閥1進(jìn)入油缸下腔，由這一油路引出的控制油使閥2強(qiáng)制開啟，油缸上腔的油反向流過閥2經(jīng)B口流回油箱，支腿收回。當(dāng)換向閥右位接入時(shí)，油泵來油經(jīng)B口和閥2通向油缸上腔，并與閥1控制油道相通，使閥1強(qiáng)制打開，油缸下腔回油經(jīng)閥1反向流回油箱，支腿放下。第59頁/共129頁

第五章液壓控制閥圖5-18液壓鎖的應(yīng)用回路(鎖緊回路動(dòng)畫)第60頁/共129頁

第五章液壓控制閥第61頁/共129頁

第五章液壓控制閥二、換向閥作用：借助于閥芯與閥體之間的相對(duì)位置，使閥體相連的各通道之間實(shí)現(xiàn)接通或斷開，從而改變液壓油的流動(dòng)方向。類型：按閥芯形式：轉(zhuǎn)閥、滑閥等。轉(zhuǎn)閥：液壓作用力不易平衡，轉(zhuǎn)向所需操縱力大，密封性差，用于中、低壓?；y：液壓作用力易平衡，轉(zhuǎn)向操縱省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，應(yīng)用廣。不加說明是滑閥式換向閥。第62頁/共129頁

第五章液壓控制閥第63頁/共129頁

第五章液壓控制閥

命名：

×位×通×動(dòng)

手動(dòng)機(jī)動(dòng)按操縱方式電磁閥液動(dòng)電液換向閥指與閥相連的主油路數(shù)（二、三、四通）指閥心相對(duì)于閥體移動(dòng)時(shí)，主油路連接方式不同的工作位數(shù)。第64頁/共129頁

第五章液壓控制閥職能符號(hào)：方格的個(gè)數(shù)表示換向閥位數(shù)，方格內(nèi)的箭頭表示相應(yīng)兩油口連通，箭頭方向?yàn)橐毫鞣较?，截?cái)喾?hào)┻表示相應(yīng)油口在閥體內(nèi)被封閉。

第65頁/共129頁

第五章液壓控制閥1.機(jī)動(dòng)式

2.電磁式

3.手動(dòng)

4.

液動(dòng)基本要求：可獲得準(zhǔn)確的換向位置，換向時(shí)間短，動(dòng)作靈敏，平穩(wěn)無沖擊，泄漏少，壓力損失少。第66頁/共129頁

第五章液壓控制閥

一)機(jī)動(dòng)換向閥

二位二通機(jī)動(dòng)換向閥，機(jī)動(dòng)換向閥又稱行程閥。（講結(jié)構(gòu)和機(jī)能符號(hào)）。安裝在執(zhí)行元件的附近，在執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)工作部件的過程中，裝在工作部件一側(cè)的擋塊或凸塊移動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)就壓下閥心使閥換位。

圖5-19二位二通機(jī)動(dòng)換向閥

1-閥桿；2-閥心；3-彈簧第67頁/共129頁

第五章液壓控制閥

特點(diǎn)：一般為彈簧復(fù)位的二位閥。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作快，換向位置精度高，改變擋塊的迎角或凸輪外形可使閥心得到合適的換向速度，減小換向沖擊。但這種閥不能安裝在液壓能源上，因而連接管路較長(zhǎng)，使整個(gè)液壓裝置不緊湊。第68頁/共129頁

第五章液壓控制閥

二）二位三通電磁換向閥

利用電磁鐵的吸力來推動(dòng)閥心改變閥心的工作位置。由于它可借助于按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、壓力繼電器等發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行控制，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所以，液壓和氣壓系統(tǒng)常用這類閥。

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第五章液壓控制閥

圖5-20二位三通電磁換向閥

1-電磁鐵；2-推桿；3-閥心；3-彈簧；4-復(fù)位彈簧第70頁/共129頁

第五章液壓控制閥

電磁鐵按所接電源的不同分交流和直流兩種基本類。交流：交流電磁閥使用方便，啟動(dòng)力大，換向時(shí)間短，換向沖擊大，噪聲大，換向頻率低，而且當(dāng)閥心被卡住或因電壓低等原因吸合不上時(shí)線圈易燒壞。

直流：需直流電源或整流裝置，但換向時(shí)間長(zhǎng)沖擊小，換向頻率允許較高，吸合不上時(shí)線圈不易燒壞。因吸力有限，適用于流量不大的場(chǎng)合，流量較大時(shí)，應(yīng)采用液動(dòng)或電液控制。第71頁/共129頁

第五章液壓控制閥三）、三位四通電磁換向閥

圖5-21三位四通電磁換向閥1-閥體；2-閥心；3-定位套；對(duì)中彈簧；5-檔圈；6-推桿；7-環(huán)；8-線圈；9-銜鐵；10-導(dǎo)套；11-插頭組件第72頁/共129頁

第五章液壓控制閥三）、三位四通電磁換向閥

圖5-21三位四通電磁換向閥1-閥體；2-閥心；3-定位套；對(duì)中彈簧；5-檔圈；6-推桿；7-環(huán)；8-線圈；9-銜鐵；10-導(dǎo)套；11-插頭組件第73頁/共129頁

第五章液壓控制閥四）手動(dòng)換向閥

圖5-22三位四通手動(dòng)換向閥

1-操縱桿；2-閥心；3-復(fù)位彈簧第74頁/共129頁

第五章液壓控制閥五）液動(dòng)換向閥利用控制油的壓力來改變閥心位置的換向閥。第75頁/共129頁

第五章液壓控制閥六）電液換向閥

5-24(13)第76頁/共129頁

第五章液壓控制閥第77頁/共129頁

第五章液壓控制閥第78頁/共129頁

第五章液壓控制閥第79頁/共129頁

第五章液壓控制閥七）氣動(dòng)換向閥

(以截止式換向閥為例，簡(jiǎn)單介紹氣動(dòng)換向閥的工作原理)截止式換向閥的開啟和關(guān)閉是用大于管道直徑的圓盤從端面進(jìn)行控制的.

5-25氣壓換向閥第80頁/共129頁

第五章液壓控制閥二、滑閥機(jī)能

滑閥在中立位置時(shí)油口的連接方式稱滑閥機(jī)能。用不同的滑閥機(jī)能，可實(shí)現(xiàn)不同的工作要求。第81頁/共129頁

第五章液壓控制閥圖1.

C型，P與A通，B與O不通，執(zhí)行元件處于停止位置。圖2.

O型，全封閉式，P與不A通，B與O不通，液壓泵不卸荷執(zhí)行元件鎖閉，可用于多個(gè)換向閥的并聯(lián)工作。圖3.

H型，全通，執(zhí)行元件處于浮動(dòng)狀態(tài)，在外力的作用下可移動(dòng)，液壓泵卸荷。如懸掛犁。5-26第82頁/共129頁

第五章液壓控制閥

在分析和選擇閥的中立機(jī)能時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)：1.系統(tǒng)保壓P口關(guān)閉系統(tǒng)保持壓力，泵可用于多缸系統(tǒng)。如用于控制系統(tǒng)所需的壓力。2.系統(tǒng)卸荷P與O相連時(shí)，系統(tǒng)卸荷。3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的換向平穩(wěn)性和精度當(dāng)A、B口堵塞時(shí)（如O型，M型），換向易產(chǎn)生沖擊、換向不平穩(wěn)，但換向精度高；反之（如Y型），換向過程工作部件不容易自動(dòng)，換向精度低，但是換向沖擊小，平穩(wěn)。

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第五章液壓控制閥4.啟動(dòng)平穩(wěn)性閥在中立位置時(shí)，液壓缸某腔通油箱，啟動(dòng)時(shí)因該腔無油液起緩沖作用，啟動(dòng)不太平穩(wěn)。5.

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的浮動(dòng)和任意位置停止。第84頁/共129頁

第五章液壓控制閥1.可靠性

工作可靠是指換向閥能否可靠地?fù)Q向和可靠地復(fù)位。這一方面取決于換向閥的設(shè)計(jì)和制造，另一方面還和換向閥的使用有關(guān)。液動(dòng)力和卡緊力（制造過程有錐度或中心線不同產(chǎn)生歪斜現(xiàn)象）的大小對(duì)工作可靠性影響很大，而這兩個(gè)力與流量和壓力有關(guān)，所以一定要使換向閥在換向界限內(nèi)工作。

一、換向閥的主要性能第85頁/共129頁

第五章液壓控制閥2.壓力損失

由于閥工作時(shí)的開口較小，故流體通過時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的壓力損失。恰當(dāng)?shù)倪x擇閥的流通量，以使壓力損失在允許的范圍內(nèi)。3.內(nèi)泄量

當(dāng)換向閥在各個(gè)不同的工作位置時(shí)在規(guī)定的壓力下，從高壓腔泄漏到低壓腔的泄漏量稱為內(nèi)泄量。過大的泄漏量不僅會(huì)降低效率，還會(huì)影響執(zhí)行元件的正常工作。第86頁/共129頁

第五章液壓控制閥

5.3流量控制閥

流量控制閥是通過改變節(jié)流口通流面積的大小來控制液體流量的閥。一般有節(jié)流閥、調(diào)速閥和分流集流閥等。（流量控制閥視頻）第87頁/共129頁

第五章液壓控制閥一、節(jié)流閥5-27第88頁/共129頁

第五章液壓控制閥1.

組成

閥體、閥心和調(diào)節(jié)螺栓2.原理

由流量通用公式知，當(dāng)△P恒定時(shí)a變化，則Q變化。液流流經(jīng)節(jié)流口時(shí)，便產(chǎn)生壓力損失，改變節(jié)流口的面積，調(diào)節(jié)阻力的大小，一定的條件下，如有溢流閥配合或與限壓變量泵配合工作，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制。

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第五章液壓控制閥3.類型a為針閥，軸向移動(dòng)可改變環(huán)形通道的大小，調(diào)節(jié)流量。結(jié)構(gòu)和加工簡(jiǎn)單，節(jié)流長(zhǎng)度大。但易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，由公式知a很小，產(chǎn)生極化分子流量不穩(wěn)定。易受溫度的影響，用在次要的液壓系統(tǒng)。

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第五章液壓控制閥b為偏心式:在閥心上開一個(gè)三角截面的偏心槽，轉(zhuǎn)動(dòng)閥心就可以調(diào)節(jié)通道的大小以調(diào)節(jié)流量。c為軸向三角溝槽式:軸向移動(dòng)。d周向縫隙式:

優(yōu)點(diǎn)界壁短穩(wěn)定性好，受極化影響小，可用于高壓系統(tǒng)。e軸向縫隙式，改變面積改變流量。5-28第91頁/共129頁

第五章液壓控制閥

1.影響節(jié)流閥性能的因素1）壓差△P受負(fù)載的影響;2）溫度的影響3）節(jié)流口堵塞

防止節(jié)流口堵塞措施：

（1）油液要精密過濾5-10μm的過濾精度能顯著改善阻塞現(xiàn)象。為了消除鐵質(zhì)污染，采用帶磁性的過濾器效果更好。

（2）節(jié)流閥兩端的壓差要適當(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，易引起阻塞。設(shè)計(jì)時(shí)一般取壓差△P=0.2~0.3MPa。(14)第92頁/共129頁

第五章液壓控制閥2.

節(jié)流閥的壓力—流量特性

由知，對(duì)應(yīng)于一個(gè)確定的節(jié)流面積，通過節(jié)流閥的流量隨閥兩端作用的壓力差而變化，他們之間的關(guān)系稱壓力—流量特性。壓差變化對(duì)流量變化的影響。第93頁/共129頁

第五章液壓控制閥由于P1=R/A，當(dāng)R負(fù)載變化時(shí)，P1變化，壓差變化，Q變化，這是不理想的。根據(jù)節(jié)流閥流量波動(dòng)性的要求，節(jié)流閥只有在大于某一最低工作壓差時(shí)才能正常工作，即△Pmn有一個(gè)最小值。第94頁/共129頁

第五章液壓控制閥如何保證不進(jìn)入非工作區(qū)，①設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定△Pmin

為0.3MP，理論上可高，但不合理，溢流量大，效率低。②溢流閥也要工作在P0=C，保證溢流，，QN為泵的額定流量應(yīng)用：定量泵+溢流閥+節(jié)流閥組成控制流量的油路。圖5-29節(jié)流閥的應(yīng)用第95頁/共129頁

第五章液壓控制閥二、調(diào)速閥

因節(jié)流閥剛性差，故在負(fù)載變化時(shí)，不能保證調(diào)速系統(tǒng)速度的均勻性，若用在機(jī)床就不能保證工件的加工精度。為改善調(diào)速性能，通常對(duì)調(diào)速閥進(jìn)行壓力補(bǔ)償。它控定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)組成調(diào)速閥，另一種是將它控溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)組成溢流節(jié)流閥。（動(dòng)畫）

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第五章液壓控制閥1.它控定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)組成調(diào)速閥

組成和原理

油泵來油壓力由溢流閥調(diào)定，保持不變，經(jīng)調(diào)速閥中減壓閥口1和節(jié)流閥口2兩次減壓后降低為P3進(jìn)入油缸工作，5-30第97頁/共129頁

第五章液壓控制閥同時(shí)作用在減壓閥心上腔3。P3由油缸工作面積A和負(fù)載R決定，即P3=R/A。減壓閥口處的壓力損失，閥口面積為A1；節(jié)流閥口處的壓力損失，閥口面積為A2。通過閥口的流量Q2由A2調(diào)定，油缸運(yùn)動(dòng)速度V2=Q2/A隨之調(diào)定。

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第五章液壓控制閥在調(diào)速過程中，減壓閥閥心的受力平衡方程可簡(jiǎn)化為:

當(dāng)外載變化時(shí)(增大)，引起P3的變化，減壓閥心原有平衡被破壞，閥心右移，使閥口1的面積增大，ΔP1減小，P2增加，在新的位置平衡。P3減小時(shí)，則閥心左移，P2相應(yīng)減小，從而保證節(jié)流口前后壓差保持不變，通過流量不變。第99頁/共129頁

第五章液壓控制閥

因彈簧的剛度很小，工作中閥心的移動(dòng)量（即彈簧的附加變形量）很小，可認(rèn)為彈簧力FS為常數(shù)，節(jié)流閥口前后壓差ΔP1也為常數(shù)，因此通過調(diào)速閥的流量不變。圖5－31節(jié)流閥和調(diào)速閥流量特性第100頁/共129頁

第五章液壓控制閥2.調(diào)速閥的流量特性

當(dāng)壓差變化時(shí)，流量不變。當(dāng)壓差很小時(shí)，調(diào)速閥同節(jié)流閥。原因，減壓閥開口最大不起減壓作用，所以調(diào)速閥工作時(shí)定差減壓閥和節(jié)流閥最小壓差之和至少有0.4~0.5MPa壓差。圖5－31節(jié)流閥和調(diào)速閥流量特性第101頁/共129頁

第五章液壓控制閥

5.4插裝閥

5.4.1插裝閥概述

1．插裝閥的組成普通的閥在流量小于200～300L/min的系統(tǒng)中性能良好，但用于大流量系統(tǒng)時(shí)并不一定具有良好的性能，特別是閥的集成更成為難題。20世紀(jì)70年代初，插裝閥的出現(xiàn)為此開辟了新途徑。

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第五章液壓控制閥插裝閥(圖5-32)也稱為插裝式錐閥，它是以插裝單元為主閥，配以適當(dāng)?shù)纳w板和不同的先導(dǎo)控制閥組合而成的具有一定控制功能的組件。它可以組成方向閥、壓力閥和流量閥。圖5-32插裝閥的組成

1.先導(dǎo)控制閥；2.控制蓋板；3.插裝閥單元(主閥)；4.閥塊體第103頁/共129頁

第五章液壓控制閥圖5-33插裝閥單元1一閥套；2一閥心；3一彈簧；4一蓋板2．插裝閥(插裝件)的結(jié)構(gòu)和工作原理第104頁/共129頁

第五章液壓控制閥它由閥套1、閥心2、彈簧3、蓋板4和密封件等組成。主閥心上腔作用著X口的液壓力和彈簧力，A口和B口的液壓力作用在閥心的下錐面上，用X口的控制油壓力控制主通道A和B間的通斷，這是一個(gè)二通插裝閥。

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第五章液壓控制閥蓋板用來固定和密封插裝閥單元，溝通控制油路和主閥控制腔之間的聯(lián)系。在蓋板4內(nèi)也可裝嵌節(jié)流螺塞等徽型控制元件(如單向閥、梭閥、流量控制器和先導(dǎo)壓力閥等)，還可安裝位移傳感器等電器附件，以便構(gòu)成某種控制功能的組合閥。

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第五章液壓控制閥若干個(gè)不同控制功能的二通插裝閥組裝在一個(gè)或多個(gè)插裝塊體內(nèi)，便組成液壓回路。

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第五章液壓控制閥

就工作原理而言，二通插裝閥相當(dāng)于一個(gè)液控單向閥。A和B為主油路的兩個(gè)僅有的工作油口，所以稱為二通閥，X為控制油口。通過控制油口壓力大小的控制，即可控制主閥心的啟閉和油口A、B的流向和壓力。第108頁/共129頁

第五章液壓控制閥第109頁/共129頁

第五章液壓控制閥5.4.2插裝方向閥

1．插裝單向閥將插裝單元的控制口X與A或B連通，即成為普通單向閥；在其控制蓋板上接一個(gè)二位三通換向閥作先導(dǎo)閥，便可成為液控單向閥。圖5-34插裝單向閥插裝流量閥

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第五章液壓控制閥

2．插裝換向閥

每個(gè)插裝單元都具有通斷兩種狀態(tài)，若將幾個(gè)插裝單元組合起來，用電磁換向閥作先導(dǎo)閥便可組成m位n通換向閥。第111頁/共129頁

第五章液壓控制閥第112頁/共129頁

第五章液壓控制閥

圖5-35a所示為二位三通插裝換向閥。在該閥中，當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，A與O通，P封閉；當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，A與P通，O封閉，相當(dāng)于一個(gè)二位三通電液換向閥。

a)二位三通插裝換向閥圖5-35三通插裝換向閥

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第五章液壓控制閥

圖5-35b為三位三通插裝換向閥，當(dāng)電磁鐵處于中位時(shí)，A、O與P均不通；當(dāng)電磁鐵1YA通電時(shí)，A與O通，P封閉；當(dāng)電磁鐵2YA通電時(shí)，A與P通，O封閉，相當(dāng)于一個(gè)三位三通電液換向閥。b)三位三通插裝換向閥圖5-35三通插裝換向閥

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第五章液壓控制閥

圖5-35c為四位三通插裝換向閥。用多個(gè)先導(dǎo)閥(如上述各電磁閥)和多個(gè)主閥相配，可構(gòu)成復(fù)雜的組合二通插裝換向閥，這是普通換向閥做不到的。c)四位三通插裝換向閥圖5-35三