第四章液壓控制元件

,.教師姓名 李光布 授課班級 08機械 授課形式 講授授課日期 年 月 日 第 周 授課時數(shù) 10授課章節(jié)名稱 第四章液壓控制元件1、了解閥口特性,方向閥的應(yīng)用,閥的連接方式,節(jié)流特性,分流閥,插裝閥、比例閥和伺服閥。精品文檔放心下載教學目標2、熟練掌握溢流閥，減壓閥，順序閥，壓力繼電器，節(jié)流閥，調(diào)速閥結(jié)構(gòu)和工作原理。謝謝閱讀教學重點難點溢流閥，減壓閥，順序閥及二通插裝閥結(jié)構(gòu)特點教學媒體選擇多媒體課件感謝閱讀作業(yè)布置 4-1，4-2，4-4，4-5教學學時分配：1、方向控制閥：2學時2、壓力控制閥：2學時學時分配3、流量控制閥：2學時4、電液比例閥及二通插裝閥：4學時另外，安排溢流閥性能實驗：1.5學時第四章液壓控制元件第一節(jié)概述一、液壓閥作用,.液壓閥是液壓系統(tǒng)中控制液流流動方向，壓力高低、流量大小的控制元件。二、液壓閥分類感謝閱讀按用途分：壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥操縱方式分：人力操縱閥、機械操縱閥、電動操縱閥謝謝閱讀連接方式分：管式連接、板式及疊加式連接、插裝式連接按結(jié)構(gòu)分類：滑閥,座閥,射流管閥謝謝閱讀按控制方式：電液比例閥,伺服閥,數(shù)字控制閥按輸出參量可調(diào)節(jié)性分類：開關(guān)控制閥,輸出參量可調(diào)節(jié)的閥三、液壓系統(tǒng)對閥的基本要求感謝閱讀1.工作可靠，動作靈敏，沖擊振動小2.壓力損失小3.結(jié)構(gòu)緊湊，安裝調(diào)整維護使用方便，通用性好第二節(jié)方向控制閥一、單向閥作用：控制油液的單向流動（單向?qū)?，反向截止）。性能要求：正向流動阻力損失小，反向時密封性好，動作靈敏謝謝閱讀1、普通單向閥圖4-1a為一種管式普通單向閥的結(jié)構(gòu)，壓力油從閥體左端的通口流入時克服彈簧3作用在閥芯上的力，使閥芯向右移動，打開閥口，并通過閥芯上的徑向孔a、軸向孔b從網(wǎng)體右端的通口流出；但是壓力油從閥體右端的通口流入時，液壓力和彈簧力一起使閥芯壓緊在閥座上，使閥口關(guān)閉，油液無祛通過，其圖形符號如圖4-1b所示。精品文檔放心下載,.一般單向閥的開啟壓力在0.035-0.05Mpa，作背壓閥使用時，更換剛度較大的彈簧，使開啟壓力達到0.2-0.6Mpa。感謝閱讀2、液控單向閥圖4-2a為一種液控單向閥的結(jié)構(gòu)，當控制口K處無壓力油通入時，它的工作和普通單向閥一樣，壓力油只能從進油口P1流向出油口P2，不能反向流動。當控制口K處有壓力油通入時，控制活塞1右側(cè)a腔通泄油口（圖中未畫出），在液壓力作用下活塞向右移動，推動頂桿2頂開閥芯，使油口P1和P2接通，油液就可以從P2口流向P1口。圖4-2b為其圖形符號。精品文檔放心下載二換向閥利用閥芯對閥體的相對運動，使油路接通、關(guān)斷或變換油流的方向，從而實現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動機構(gòu)的啟動、停止或變換運動方向。感謝閱讀按閥芯相對于閥體的運動方式：滑閥和轉(zhuǎn)閥按操作方式：手動、機動、電磁動、液動和電液動等按閥芯工作時在閥體中所處的位置：二位和三位等感謝閱讀按換向閥所控制的通路數(shù)不同：二通、三通、四通和五通等。感謝閱讀1、工作原理圖4-3a所示為滑閥式換向閥的工作原理圖，當閥芯向右移動一定的距離時，由液壓泵輸出的壓力油從閥的P口經(jīng)A口輸向液壓缸左腔，液壓缸右腔的油經(jīng)B口流回油箱，液壓缸活塞向右運動；反之，若閥芯向左移動某一距離時，液流反向，活塞向左運動。圖4-3b為其圖形符號。謝謝閱讀2、換向閥的結(jié)構(gòu)1）手動換向閥利用手動杠桿來改變閥芯位置實現(xiàn)換向。分彈簧自動復位（a）和彈簧鋼珠（b）定位兩種。謝謝閱讀,.2）機動換向閥機動換向閥又稱行程閥，主要用來控制機械運動部件的行程，借助于安裝在工作臺上的檔鐵或凸輪迫使閥芯運動，從而控制液流方向。謝謝閱讀3）電磁換向閥利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯來控制液流方向。它是電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)之間的信號轉(zhuǎn)換元件。精品文檔放心下載4-9a所示為二位三通交流電磁閥結(jié)構(gòu)。在圖示位置，油口P和A相通，油口B斷開；當電磁鐵通電吸合時，推桿1將閥芯2推向右瑞，這時油口P和A斷開，而與B相通。當電磁鐵斷電釋放時，彈簧3推動閥芯復位。圖4－9b為其圖形符號。精品文檔放心下載4）液動換向閥利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥。閥芯是由其兩端密封腔中油液的壓差來移動的。如圖所示，當壓力油從K2進入滑閥右腔時，K1接通回油，閥芯向左移動，使P和B相通，A和T相通；當K1接通壓力油，K2接通回油，閥芯向右移動，使P和A相通，B和T相通；當K1和K2都通回油時，閥芯回到中間位置。感謝閱讀5）電液換向閥由電磁滑閥和液動滑閥組成。電磁閥起先導作用，可以改變控制液流方向，從而改變液動滑閥閥芯的位置。用于大中型液壓設(shè)備中。精品文檔放心下載3、換向閥的性能和特點1）滑閥的中位機能各種操縱方式的三位四通和三位五通式換向滑閥，閥芯在中間位置時，各油口的連通情況稱為換向閥的中位機能。其常用的有“Ｏ”型、“Ｈ”型、“Ｐ”型、Ｋ”型、“Ｍ”型等。謝謝閱讀分析和選擇三位換向閥的中位機能時，通?？紤]：,.（1）系統(tǒng)保壓P口堵塞時，系統(tǒng)保壓，液壓泵用于多缸系統(tǒng)。謝謝閱讀（2）系統(tǒng)卸荷P口通暢地與T口相通，系統(tǒng)卸荷。（HKXM型）精品文檔放心下載（3）換向平穩(wěn)與精度A、B兩口堵塞，換向過程中易產(chǎn)生沖擊，換向不平穩(wěn)，但精度高；A、B口都通T口，換向平穩(wěn)，但精度低。感謝閱讀（4）啟動平穩(wěn)性閥在中位時，液壓缸某腔通油箱，啟動時無足夠的油液起緩沖，啟動不平穩(wěn)。精品文檔放心下載（5）液壓缸浮動和在任意位置上停止2）滑閥的液動力由液流的動量定律可知，油液通過換向閥時作用在閥芯上的液動力有穩(wěn)態(tài)液動力和瞬態(tài)液動力兩種。精品文檔放心下載（1）穩(wěn)態(tài)液動力：閥芯移動完畢，開口固定后，液流流過閥口時因動量變化而作用在閥芯上有使閥口關(guān)小的趨勢的力，與閥的流量有關(guān)。精品文檔放心下載（2）瞬態(tài)液動力：滑閥在移動過程中，閥腔液流因加速或減速而作用在閥芯上的力，與移動速度有關(guān)。精品文檔放心下載3）液壓卡緊現(xiàn)象卡緊原因：臟物進入縫隙；溫度升高，閥芯膨脹；但主要原因是滑閥副幾何形狀和同心度變化引起的徑向不平衡力的作用，其主要包括：精品文檔放心下載閥芯和閥體間無幾何形狀誤差，軸心線平行但不重合閥芯因加工誤差而帶有倒錐，軸心線平行但不重合閥芯表面有局部突起減小徑向不平衡力措施：1）提高制造和裝配精度2）閥芯上開環(huán)形均壓槽,.第三節(jié)壓力控制閥在液壓傳動系統(tǒng)中,控制油液壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制閥，簡稱壓力閥。謝謝閱讀這類閥的共同點是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作的。謝謝閱讀一、溢流閥的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理溢流閥的主要作用是對液壓系統(tǒng)定壓或進行安全保護。（一）溢流閥的作用和性能要求1．溢流閥的作用在液壓系統(tǒng)中用來維持定壓是溢流閥的主要用途。它常用于節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，和流量控制閥配合使用，調(diào)節(jié)進入系統(tǒng)的流量，并保持系統(tǒng)的壓力基本恒定。用于過載保護的溢流閥一般稱為安全閥。感謝閱讀2．液壓系統(tǒng)對溢流閥的性能要求（1）定壓精度高（2）靈敏度要高（3）工作要平穩(wěn)且無振動和噪聲（4）當閥關(guān)閉時密封要好，泄漏要小。（二）溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理常用的溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動作方式可歸結(jié)為直動式和先導式兩種。謝謝閱讀1.直動式溢流閥直動式溢流閥是依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力等相平衡，以控制閥芯的啟閉動作，溢流閥是利用被控壓力作為信號來改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來達到定壓目的的。當系統(tǒng)壓力升高時,感謝閱讀,.閥芯上升,閥口通流面積增加,溢流量增大，進而使系統(tǒng)壓力下降。溢流閥內(nèi)部通過閥芯的平衡和運動構(gòu)成的這種負反饋作用是其定壓作用的基本原理，也是所有定壓閥的基本工作原理。精品文檔放心下載2.先導式溢流閥圖-19所示為先導式溢流閥的結(jié)構(gòu)示意圖，由于先導閥芯一般為錐閥，受壓面積較小，所以用一個剛度不太大的彈簧即可調(diào)整較高的開啟壓力，用螺釘調(diào)節(jié)導閥彈簧的預(yù)緊力，就可調(diào)節(jié)溢流閥的溢流閥壓力。謝謝閱讀先導式溢流閥有一個遠程控制口Ｋ，如果將K口用油管接到另一個遠程調(diào)壓閥（遠程調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)和溢流閥的先導控制部分一樣），調(diào)節(jié)遠程調(diào)壓閥的彈簧力，即可調(diào)節(jié)溢流閥主閥芯上端的液壓力，從而對溢流閥的溢流壓力實現(xiàn)遠程調(diào)壓。但是，遠程調(diào)壓閥所能調(diào)節(jié)的最高壓力不得超過溢流閥本身導閥的調(diào)整壓力。當遠程控制口K通過二位二通閥接通油箱時，主閥芯上端的壓力接近于零，主閥芯上移到最高位置．閥口開得很大。由于主閥彈簧較軟，這時溢流閥ｐ口處壓力很低,系統(tǒng)的油在低壓下通過溢流閥流回油箱，實現(xiàn)卸荷。謝謝閱讀（三）溢流閥的性能溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。1.靜態(tài)性能(1)壓力調(diào)節(jié)范圍壓力調(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)壓力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象時的最大和最小調(diào)定壓力。溢流閥的最大允許流量為其額定流量，在額定流量下工作時溢流閥應(yīng)無噪聲、溢流閥的最小穩(wěn)定流量取決于它的壓力平穩(wěn)性要求，一般規(guī)定為額定流量的15％。精品文檔放心下載(2)啟閉特性啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開啟后到閉合的過程中，被控壓力與通過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，一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力ｐs時，開始溢流的開啟壓力ｐk及停止溢流的閉合壓力ｐB(yǎng)分別與ｐs的百分比來衡量，前者稱為開啟比，后者稱為閉合比。謝謝閱讀（3）卸荷壓力當溢流閥的遠程控制口及與油箱相連時,額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。謝謝閱讀二、減壓閥,.減壓閥是使出口壓力（二次壓力）低于進口壓力（一次壓力）的一種壓力控制閥。精品文檔放心下載作用：減低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力，使用一個油源能同時提供兩個或幾個不同壓力的輸出。謝謝閱讀用途：減壓閥在各種液壓設(shè)備的夾緊系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多。此外，當油壓不穩(wěn)定時，在回路中串入一減壓閥可得到一個穩(wěn)定的較低的壓力。精品文檔放心下載分類：根據(jù)減壓閥所控制的壓力不同，它可分為定值輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。精品文檔放心下載（1）定值輸出減壓閥1.工作原理閥不工作時，閥芯在彈簧作用下處于最下端位置，閥的進、出油口是相通的，亦即閥是常開.精品文檔放心下載將先導式減壓閥和先導式溢流閥進行比較，它們之間有如下幾點不同之處：精品文檔放心下載(1)減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進口處壓力基本不變。感謝閱讀(2)在不工作時，減壓閥進、出油口互通，而溢流閥進出油口不通。精品文檔放心下載(3)為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，它的導閥彈簧腔需通過泄油口單獨外接油箱；而溢流閥的出油口是通油箱的，所以它的導閥的彈簧腔和泄漏油可通過閥體上的通道和出油口相通，不必單獨外接油箱。感謝閱讀2．工作特性理想的減壓閥在進口壓力、流量發(fā)生變化或出口負載增加，其出口壓力總是恒定不變。當減壓閥的出油口不輸出油液時，它的出口壓力基本上仍能保持恒定，此時有少量的油液通過減壓閥閥口經(jīng)先導閥和泄油管流回油箱，保持該閥處于工作狀態(tài)。精品文檔放心下載三、順序閥順序閥用來控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動作的先后順序。依控制壓力的不同，順序閥又可分為內(nèi)控式和外控式兩種。前者用閥的進油口壓力控制閥芯的啟閉，后者用外來的控制壓力油控制閥芯的啟閉(液控順序閥)。順序閥也有直動式和先導式兩種,前者一般用于低壓系統(tǒng)，后者用于中高壓系統(tǒng)。由圖可見，順序閥和溢流閥的結(jié)構(gòu)基本相似，不同的只是順序閥的出油口通向系統(tǒng)的另一壓力油路，而溢流閥的出油口通油箱。此外，由于順序閥的進、出油口均為壓力油，所以它的泄油口L必須單獨外接油箱。精品文檔放心下載,.直動式外控順序閥的工作原理圖和圖形符號如圖4-27所示，和上述順序閥的差別僅僅在于其下部有一控制油口Ｋ，閥芯的啟閉是利用通人控制油口Ｋ的外部控制油來控制的。謝謝閱讀圖4-28所示為先導式順序閥的工作原理圖和圖形符號。感謝閱讀順序閥是一種利用壓力控制閥口通斷的壓力閥。實際上，除內(nèi)控外泄形式外，還可以通過改變上蓋或底蓋的裝配位置得到內(nèi)控內(nèi)泄、外控外泄、外控內(nèi)泄等三種類型。它們的圖形符號如圖4-18所示，內(nèi)控外泄用來實現(xiàn)順序動作;內(nèi)控內(nèi)泄用在系統(tǒng)中作平衡閥或背壓閥；外控內(nèi)泄用作卸載閥；用于雙泵供油回路使大泵卸載。外控外泄相當于一個液控二位二通閥。作液動開關(guān)閥。精品文檔放心下載四、壓力繼電器壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的電液控制元件，當油液壓力達到壓力繼電器的調(diào)定壓力時，即發(fā)出電信號，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動作，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。精品文檔放心下載壓力繼電器正確位置是在液壓缸和節(jié)流閥之間。第四節(jié)流量控制閥液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件運動速度的大小，由輸入執(zhí)行元件的油液流量的大小來確定。流量控制閥就是依靠改變閥口通流面積（節(jié)流口局部阻力）的大小或通流通道的長短來控制流量的控制閥。常用的流量控制閥有普通節(jié)流閥、壓力補償和溫度補償調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥等。精品文檔放心下載一、流量控制原理及節(jié)流口形式節(jié)流閥的節(jié)流口通常有三種基本形式：薄壁小孔、細長小孔和厚壁小孔。為保證流量穩(wěn)定、節(jié)流口的形式以薄壁小孔較為理想。感謝閱讀,.節(jié)流閥是一種可以在較大范圍內(nèi)以改變液阻來調(diào)節(jié)流量的元件。因此可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥的液阻，來改變進入液壓缸的流量，從而調(diào)節(jié)液壓缸的運動速度。精品文檔放心下載液壓傳動系統(tǒng)對流量控制閥的主要要求有：1)較大的流量調(diào)節(jié)范圍，且流量調(diào)節(jié)要均勻。2)當閥前、后壓力差發(fā)生變化時，通過閥的流量變化要小，以保證負載運動的穩(wěn)定。謝謝閱讀3)油溫變化對通過閥的流量影響要小。4)液流通過全開閥時的壓力損失要小。5)當閥口關(guān)閉時，閥的泄漏量要小。二、普通節(jié)流閥下圖所示為一種普通節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)和圖形符號。這種節(jié)流閥的節(jié)流通道是軸間三角槽式。這種節(jié)流閥的進出油口可互換。精品文檔放心下載工作原理節(jié)流閥的剛性它表示抵抗負載變化的干擾，保持流量穩(wěn)定的能力，即當節(jié)流閥開口量不變時，由于閥前后壓力差的變化，引起流量發(fā)生變化的情況。流量變化越小，節(jié)流閥的剛性越大。表示為感謝閱讀結(jié)論：1）同一節(jié)流閥，閥前后壓力差相同，節(jié)流開口小時，剛度大。精品文檔放心下載2）同一節(jié)流閥，在節(jié)流開口一定時，閥前后壓力差越小，剛度越低。感謝閱讀3）取小的指數(shù)可以提高節(jié)流閥的剛度。三、節(jié)流閥的壓力和溫度補償節(jié)流閥的壓力補償有兩種方式：一種是將定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)起來，組合而成調(diào)速閥；另一種是將穩(wěn)壓溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)起來，組織成溢流節(jié)流閥。這兩種壓力補償方式是利用流量變動所引起油路壓力的變化，通過閥芯的負反饋動作，來自動調(diào)節(jié)節(jié)流部分的壓力差，使其基本保持不變。謝謝閱讀油溫的變化也必然會引起油液粘度的變化，從而導致通過節(jié)流閥的流量發(fā)生相應(yīng)的改變，為此出現(xiàn)了溫度補償調(diào)速閥。精品文檔放心下載,.1．調(diào)速閥調(diào)速閥是在節(jié)流閥２前面串接一個定