第5章液壓控制閥1

第5章：液壓控制閥液壓控制閥對液壓系統(tǒng)所需的液體壓力、流動方向、流量大小進行控制調(diào)節(jié)，以滿足執(zhí)行元件克服外部載荷、改變運動方向和運動速度的要求。結(jié)構(gòu)性能原理應(yīng)用學習注意四個要點5/31/20231武漢理工大學機電學院主要內(nèi)容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電液比例控制閥5/31/20232武漢理工大學機電學院5.1概述液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與原理液壓閥的分類液壓閥的性能參數(shù)對液壓閥的基本要求5/31/20233武漢理工大學機電學院液壓閥的

基本結(jié)構(gòu)與原理液壓閥基本結(jié)構(gòu)包括閥芯、閥體和驅(qū)動閥芯在閥體內(nèi)作相對運動的裝置。驅(qū)動裝置可以是手調(diào)機構(gòu)，也可以是彈簧或電磁鐵，有時還作用有液壓力?；竟ぷ髟砝瞄y芯在閥體內(nèi)作相對運動來控制閥口的通斷及閥口的大小，實現(xiàn)壓力、流量和方向的控制。流經(jīng)閥口的流量q與閥口前后壓力差Δp和閥口面積A有關(guān)，始終滿足壓力流量方程；作用在閥芯上的力是否平衡則需要具體分析。5/31/20234武漢理工大學機電學院液壓閥的分類根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類滑閥滑閥為間隙密封，閥芯與閥口存在一定的密封長度，因此滑閥運動存在一個死區(qū)。錐閥錐閥閥芯半錐角一般為12°～20°，閥口關(guān)閉時為線密封，密封性能好且動作靈敏。球閥性能與錐閥相同。5/31/20235武漢理工大學機電學院根據(jù)用途不同分類液壓閥的分類壓力控制閥用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流壓力的閥類，如溢流閥、減壓閥、順序閥等。流量控制閥用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流流量的閥類，如節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥、比例流量閥等方向控制閥用來控制和改變液壓系統(tǒng)液流方向的閥類，如單向閥、液控單向閥、換向閥等。5/31/20236武漢理工大學機電學院根據(jù)控制方式不同分類液壓閥的分類定值或開關(guān)控制閥被控制量為定值的閥類，包括普通控制閥、插裝閥、疊加閥。比例控制閥被控制量與輸入信號成比例連續(xù)變化的閥類，包括普通比例閥和帶內(nèi)反饋的電液比例閥。伺服控制閥被控制量與（輸出與輸入之間的）偏差信號成比例連續(xù)變化的閥類，包括機液伺服閥和電液伺服閥。數(shù)字控制閥用數(shù)字信息直接控制閥口的啟閉，來控制液流的壓力、流量、方向的閥類，可直接與計算機接口，不需要D/A轉(zhuǎn)換器。5/31/20237武漢理工大學機電學院根據(jù)安裝連接形式不同分類管式連接閥體進出口由螺紋或法蘭與油管連接。安裝方便。

疊加式是板式連接閥的一種發(fā)展形式。

板式連接閥體進出口通過連接板與油管連接。便于集成。插裝式將閥芯、閥套組成的組件插入專門設(shè)計的閥塊內(nèi)實現(xiàn)不同功能。結(jié)構(gòu)緊湊。液壓閥的分類5/31/20238武漢理工大學機電學院液壓閥的性能參數(shù)

公稱通徑代表閥的通流能力的大小，對應(yīng)于閥的額定流量。與閥的進出油口連接的油管應(yīng)與閥的通徑相一致。閥工作時的實際流量應(yīng)小于或等于它的額定流量，最大不得大于額定流量的1.1倍。額定壓力閥長期工作所允許的最高壓力。對壓力控制閥，實際最高壓力有時還與閥的調(diào)壓范圍有關(guān)；對換向閥，實際最高壓力還可能受它的功率極限的限制。5/31/20239武漢理工大學機電學院對液壓閥的基本要求動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動要小。閥口全開時，液流壓力損失要?。婚y口關(guān)閉時，密封性能要好。所控制的參數(shù)（壓力或流量）要穩(wěn)定，受外干擾時變化量要小。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護方便，通用性要好。5/31/202310武漢理工大學機電學院液壓控制閥的集成塊5/31/202311武漢理工大學機電學院液壓卡緊現(xiàn)象從理論上講，閥芯換向只要克服閥芯與閥體的摩擦力以及復(fù)位彈簧的彈力就可移動。但是，由于閥芯幾何形狀的偏差以及閥芯與閥體的不同心，在中、高壓控制油路中，當閥芯停止一段時間后或換向時，閥芯在操縱動力作用下不移動，或操縱動力解除后，恢復(fù)彈簧不能使閥芯復(fù)位，這種現(xiàn)象叫做液壓卡緊現(xiàn)象。閥芯的卡緊現(xiàn)象是由于閥芯所受徑向力不平衡所造成，它會使操縱費力，液壓動作失靈，故必須盡可能地排除產(chǎn)生卡緊的因素。

提高幾何精度開環(huán)形均壓槽解決措施5/31/202312武漢理工大學機電學院5.2方向控制閥解決液流的定向、換向、鎖閉問題。每個通油口只有兩種狀態(tài)：非通即斷它包括單向閥和換向閥。單向閥有普通單向閥和液控單向閥。換向閥按操作閥芯運動的方式可分為手動、機動、電磁動、液動、電液動等。5/31/202313武漢理工大學機電學院

一普通單向閥

普通單向閥是只允許液流一個方向流動，反向則被截止的方向閥。要求正向液流通過時壓力損失小，反向截止時密封性能好。圖形符號左端進油，壓力油作用在閥芯左端，克服右端彈簧力使閥芯右移，閥口開啟，油液從右端流出；若右端進油，壓力油與彈簧同向作用，將閥芯緊壓在閥座孔上，閥口關(guān)閉，油液被截止不能通過。正向開啟壓力只需（0.03～0.05）MPa，反向截止時為線密封，且密封力隨壓力增高而增大，密封性能良好。開啟后進出口壓力差（壓力損失）為（0.2～0.3）MPa.。5/31/202314武漢理工大學機電學院一普通單向閥5/31/202315武漢理工大學機電學院安裝在泵的出口，一方面防止壓力沖擊影響泵的正常工作，另一方面防止泵不工作時系統(tǒng)油液倒流經(jīng)泵回油箱。用來分隔油路以防止高低壓干擾。安裝在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定背壓。作背壓閥的單向閥應(yīng)更換剛度較大的彈簧，其正向開啟壓力為（0.3～0.5）MPa。與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等，使油液一個方向流經(jīng)單向閥，另一個方向流經(jīng)節(jié)流閥等。普通單向閥應(yīng)用5/31/202316武漢理工大學機電學院一液控單向閥當控制油口不通壓力油時，油液只能從p1→p2；當控制油口通壓力油時，正、反向的油液均可自由通過。根據(jù)控制活塞上腔的泄油方式不同分為內(nèi)泄式和外泄式。圖形符號5/31/202317武漢理工大學機電學院一雙液控單向閥當液壓系統(tǒng)一條通路的油液從A腔進人時，依靠油液壓力自動將左邊的閥芯推開，使A腔的油流到A1。同時,將中間的控制活塞向右推，將右邊的閥芯頂開，使B腔與B1腔相溝通，把原來封閉在B1腔中的油液通過B腔排出?？傊褪钱斠粋€油腔是正向進油時，另一個油腔就是反向出油，反之亦然。液壓鎖將兩個液控單向閥布置在同一個閥體內(nèi)，稱為雙液控單向閥，也叫液壓鎖。5/31/202318武漢理工大學機電學院液控單向閥

應(yīng)用示例液控單向閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣，主要利用液控單向閥錐閥良好的密封性。5/31/202319武漢理工大學機電學院換向閥是利用閥芯在閥體孔內(nèi)作相對運動，使油路接通或切斷而改變油流方向的閥。二換向閥換向閥的分類按結(jié)構(gòu)形式按閥體連通的主油路數(shù)按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置按閥芯定位方式滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式兩通、三通、四通…等兩位、三位、四位等按操作閥芯運動的方式手動、機動、電磁動、液動、電液動等鋼球定位式、彈簧復(fù)位式5/31/202320武漢理工大學機電學院二換向閥

--典型結(jié)構(gòu)分析5/31/202321武漢理工大學機電學院閥芯臺肩和閥體沉割槽可以是兩臺肩三沉割槽，也可以是三臺肩五沉割槽。當閥芯運動時，通過閥芯臺肩開啟或封閉閥體沉割槽，接通或關(guān)閉與沉割槽相通的油口。

閥芯與閥體孔配合處為臺肩，閥體孔內(nèi)溝通油液的環(huán)形槽為沉割槽。閥體在沉割槽處有對外連接油口?；y式換向閥的結(jié)構(gòu)5/31/202322武漢理工大學機電學院二換向閥⑵換向原理二位四通換向閥“位”——閥芯的工作位置；“通”——通油口數(shù)

術(shù)語5/31/202323武漢理工大學機電學院1）用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示幾“位”。2）一個方框上與外部相連接的主油口數(shù)有幾個，就表示幾“通”。3）用方框內(nèi)的箭頭表示該位置上油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實際流向。4）方框內(nèi)的符號“┳”或“┻”表示此通路被閥芯封閉，即不通。5）通常換向閥與系統(tǒng)供油路連接的油口用P表示，與回油路連接的回油口用T表示，而與執(zhí)行元件相連接的工作油口用字母A、B表示。6）換向閥都有二個或二個以上的工作位置，其中一個為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力作用時所處的位置。圖形符號中的中位是三位閥的常態(tài)位，利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框內(nèi)的通路狀態(tài)為其常態(tài)位。繪制液壓系統(tǒng)圖時，油路一般應(yīng)連接在換向閥的常態(tài)位上。圖形符號的含義5/31/202324武漢理工大學機電學院5/31/202325武漢理工大學機電學院滑閥