第 4 章 控制元件

第

4

章控制元件

(4.1-4.4節(jié))可通過調(diào)節(jié)播放速度、暫停，觀看本視頻(無解說)閥(valve)：控制流體的流向

壓力

流量

，實現(xiàn)對執(zhí)行元件、動力元件等的控制

按功能：

按調(diào)節(jié)：普通閥(4.1?4.4節(jié))

電調(diào)制連續(xù)控制閥(4.5節(jié))執(zhí)行元件(缸馬達)的運動：方向、力/轉(zhuǎn)矩、速度/轉(zhuǎn)速、位置活門氣門瓣膜控制元件概述方向壓力流量控制閥

閥的基本結(jié)構(gòu)：閥體、閥芯、控制機構(gòu)播放較快可將視頻暫停后觀看閥(valve)：控制流體的流向

壓力

流量

，實現(xiàn)對執(zhí)行元件、動力元件等的控制

按功能：

按調(diào)節(jié)：普通閥(4.1?4.4節(jié))

電調(diào)制連續(xù)控制閥(4.5節(jié))執(zhí)行元件(缸馬達)的運動：方向、力/轉(zhuǎn)矩、速度/轉(zhuǎn)速、位置活門氣門瓣膜控制元件概述方向壓力流量控制閥

閥的基本結(jié)構(gòu)：閥體、閥芯、控制機構(gòu)播放較快可將視頻暫停后觀看流速穩(wěn)態(tài)液動力流量孔口出流

按閥芯：閥(valve)：控制流體的流向

壓力

流量

，實現(xiàn)對執(zhí)行元件、動力元件等的控制

按功能：

按調(diào)節(jié)：普通閥(4.1?4.4節(jié))

電調(diào)制連續(xù)控制閥(4.5節(jié))執(zhí)行元件(缸馬達)的運動：方向、力/轉(zhuǎn)矩、速度/轉(zhuǎn)速、位置活門氣門瓣膜控制元件概述方向壓力流量控制閥

閥的基本結(jié)構(gòu)：閥體、閥芯、控制機構(gòu)1、控制了閥口開度就控制了流體的流動2、使閥芯運動或停止，需力平衡3、d越大，穩(wěn)態(tài)液動力越大圓柱滑閥錐閥球閥4.1換向閥電液推桿：集成一體化結(jié)構(gòu)，電動機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動雙向液壓泵，推動缸外伸和回程泵控閥控換向閥即方向控制閥連通或阻斷一個或多個流道，使流動停止或控制流向行程任意位置停止實現(xiàn)這四個動作都需要換向閥directional-controlvalve普通閥電調(diào)制連續(xù)控制閥4.1換向閥4.1.1換向閥工作原理及機能4.1.24/3和5/3換向閥的中位機能4.1.3控制機構(gòu)及換向閥4.1.4圖形符號的模數(shù)、繪制、要素布置規(guī)則及取向4.1.1換向閥工作原理及機能1.(圓柱滑閥式)換向閥結(jié)構(gòu)閥體圓柱孔帶有沉割槽(右圖為5個)圓柱形閥芯帶有凸肩[右圖為2個，本例為濕式電磁鐵(T口液壓油進入潤滑散熱阻尼)]閥體固定，閥芯可在閥體內(nèi)軸向滑動2.換向閥工作原理及機能(1)閥口各閥口聯(lián)動P:進口(inletport)

流體從P口進入該閥T:回油口(returnport)用后的流體從T口

離開該閥(通往油箱)A

B:工作口(workingport)接該閥的負載

又稱負載口

(缸

馬達

閥等)

(2)換向閥的機能位(functionalunit)閥芯居右?!

閥芯居左?!

機能位(順向型)機能位(交叉型)機能O形密封圈閥芯居中?!

機能位(Y型)封閉(3)換向閥機能(functionalunits)3.換向閥的閥口/閥位標識4/3換向閥記憶方法 三分之四即 三位四口換向閥常稱 三位四通換向閥++=4/3換向閥(Y型中位)本例的閥的激勵源是人工。閥的激勵源還有哪些類型？GB/T17446PABTT4個螺栓孔

@四角(凸肩上的)均壓槽PABTTPABTTPABTT4個螺栓孔

@四角(凸肩上的)均壓槽閥內(nèi)流道及流向力平衡凸肩用于封閉

閥桿(環(huán)形空腔)用于通流機能位相當于工作狀態(tài)類似于教室開關(guān)有2個狀態(tài)進口：上游工作口：中游回油口：下游哪邊推哪邊機能位工作PBAT手動越權(quán)(用螺絲刀?

[

懟

]

)ABTTP4/3換向閥(Y型中位)哪邊推哪邊機能位工作4/3換向閥(Y型中位)閥控缸1、缸外伸液壓油源哪邊推哪邊機能位工作4/3換向閥(Y型中位)閥控缸1、缸外伸2、缸回程液壓油源哪邊推哪邊機能位工作4/3換向閥(Y型中位)閥控缸1、缸外伸2、缸回程3、缸浮動液壓油源缸在行程任何位置(不一定是行程終點)，都可切換各機能位哪邊推哪邊機能位工作閥芯居中閥芯居右O型中位閥芯居左同廠家同規(guī)格：閥體相同閥芯不同H型左位右位機能閥體增材制造(3D打印)TAPBT輕量化流道優(yōu)化液壓油口標識用大寫字母更多的位通(如8/35/4)，也可實現(xiàn)，右側(cè)T開口且兩側(cè)T不連通不用中位該口不用或沒有該口不用或沒有氣動氣口標識用數(shù)字4/3換向閥更多的凸肩閥口GB/T17490GB/T32215冷熱水數(shù)字是連續(xù)的TA

T1TB

T2問：左交叉右O型，如何實現(xiàn)？五口三口常位(normalposition)：閥芯未受激勵(外加操縱力和控制信號撤除以及斷電)時所處的位置，即未開箱時閥芯的初始位置

彈簧偏置即彈簧復(fù)位(springreturn)彈簧對中(spring-centred)三位換向閥的常位是中位彈簧偏置(spring-biased)換向閥的常位是彈簧的鄰位閥口線段連接在常位上■■■彈簧a)b)c)NCNONC與電氣傳動的NC、NO，含義相反NO4.1.24/3和5/3換向閥

中位機能機能圖形符號液壓氣動O中位封閉Y中位泄壓P中位加壓M?H?K?換向閥機能，以產(chǎn)品樣本為準:液壓三位閥

機能很多(用字母如E、數(shù)字如39等表示)

教材僅給出部分中位、常見左右位(左交叉或左順向)氣動三位閥

機能基本就這3種

工程系統(tǒng)回路圖要注意各機能位流向(本書僅給出單向流動)24315閥的背面執(zhí)行元件浮動執(zhí)行元件鎖定(即停止)AB封閉ABT連通①②④⑤③⑥差動缸差動<液壓泵>卸荷中位的功能

(液壓)執(zhí)行元件浮動執(zhí)行元件鎖定(即停止)AB封閉ABT連通①②④⑤③⑥差動缸差動<液壓泵>卸荷中位的功能

(液壓)<液壓泵>卸荷<液壓泵>不卸荷<液壓泵>

保持壓力液壓泵輸出的液壓油在最低壓力下直接返回油箱執(zhí)行元件浮動差動缸差動執(zhí)行元件鎖定(即停止)AB封閉ABT連通PAB連通PT連通PT不連通P封閉①④②⑤③⑥中位的功能

(液壓)執(zhí)行元件鎖定(停止)：執(zhí)行元件浮動：差動缸差動：管路系統(tǒng)簡單度：氣動優(yōu)于液壓中封中壓(缸兩端力相等)中泄中壓缸停止缸外伸缸回程消聲器1消聲器2中位的功能(氣動)4.1.3閥的控制機構(gòu)及換向閥有5種基本型式

控控控控控controlmechanism換向閥機能手機電氣液

+

=換向閥控制機構(gòu)：<液壓>四通換向閥<氣動>五通換向閥5個閥口:上2底3底5底4控制機構(gòu)ABTTP4.1.3閥的控制機構(gòu)及換向閥有5種基本型式

控控控控控1.行程換向閥controlmechanism機械控制滾輪推桿可實現(xiàn)機控自動化而不需電氣控制1)推桿手機電氣液控制機構(gòu)：換向閥機能

+

=換向閥控制機構(gòu)ABTTP4.1.3閥的控制機構(gòu)及換向閥有5種基本型式

控控控控控1.行程換向閥中位未必是常位controlmechanism機械控制保持激勵<氣動>二位數(shù)字滾輪推桿可實現(xiàn)機控自動化而不需電氣控制1)推桿GB/T32215規(guī)定，氣動閥的控制機構(gòu)、先導供氣口和電氣連接線都用二位數(shù)字標識，第一位是1：12使1、2連通，14使1、4連通，10使1封閉(輸出置0)先導排氣口用二位數(shù)字標識：82、84手機電氣液控制機構(gòu)：換向閥機能

+

=換向閥控制機構(gòu)雙向起作用4.1.3閥的控制機構(gòu)及換向閥滾輪杠桿<氣動>二位數(shù)字2)杠桿單向起作用(有空回程，可通過式)雙向起作用(沒有空回程）滾輪推桿1)推桿有5種基本型式

控控控控控controlmechanism手機電氣液控制機構(gòu)：雙向或單向起作用1.行程換向閥機械控制可實現(xiàn)機控自動化而不需電氣控制起作用空回程換向閥機能

+

=換向閥控制機構(gòu)雙向起作用4.1.3閥的控制機構(gòu)及換向閥滾輪杠桿<氣動>二位數(shù)字蒸汽機2)杠桿滾輪推桿1)推桿有5種基本型式

控控控控控controlmechanism手機電氣液控制機構(gòu)：行程

換向閥缸1.行程換向閥機械控制可實現(xiàn)機控自動化而不需電氣控制雙向或單向起作用雙向起作用飛球離心式調(diào)速器閥口

開度換向閥機能

+

=換向閥控制機構(gòu)馬達：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止手柄扳動方向與閥芯移動方向：個別相同通常相反三位二位桿手柄杠桿手柄杠桿桿彈簧對中

復(fù)位定位機構(gòu)需保持激勵不需保持激勵定位機構(gòu)定位機構(gòu)(有3個鎖定位置)2.手動換向閥人工控制閥芯?位置運動速度速度加速度復(fù)合控制功能：方向+流量執(zhí)行元件?manualcontrol沖擊沖擊1)杠桿手柄彈簧對中彈簧復(fù)位2.手動換向閥復(fù)合控制功能：方向+流量manualcontrol壓木屑機控自動化注意壓力表：壓力由負載力決定1)杠桿手柄桿手柄杠桿三位定位機構(gòu)(有3個鎖定位置)二位定位機構(gòu)彈簧復(fù)位彈簧對中人工控制閥芯?位置運動速度速度加速度執(zhí)行元件?沖擊沖擊2)轉(zhuǎn)動控制3)推拉控制push-pull按拔電電2)轉(zhuǎn)動控制4)踏板控制3)推拉控制push-pull按拔電磁鐵接線盒的透明罩3個位置4個位置均可±90°旋轉(zhuǎn)電控即采用電-機械轉(zhuǎn)換器(將電氣量轉(zhuǎn)換成機械量)進行控制用電磁鐵(solenoid，只有二態(tài)：開關(guān))直接驅(qū)動閥芯3.電磁換向閥壓電晶體磁致伸縮步進電動機伺服電動機等(4.5

節(jié))電磁鐵

比例電磁鐵

線性力馬達

力矩馬達連續(xù)控制開關(guān)控制雙電磁鐵控制單電磁鐵控制電磁鐵電磁鐵電氣接頭多樣，如：帶發(fā)光二極管帶穩(wěn)壓二極管manualoverride越權(quán)控制：優(yōu)先于正?？刂品绞降奶娲刂品绞?/p>

不隱藏的

帶或不帶鎖定(隱藏的)手動越權(quán)推閥芯?！abDTYVYA氣動閥安裝：閥口接頭消聲器電磁鐵接線液壓閥增材制造(3D打印)YA1YA24/3電磁換向閥×4電磁溢流閥×1(見4.3節(jié))閥未受激勵時，常位工作電磁鐵得電時，該電磁鐵側(cè)的

常位的鄰位工作哪邊的電磁鐵得電常位哪邊的鄰位工作注意：這種電磁鐵見于文獻(尤其復(fù)印資料)銘牌等，通常是繪制錯誤(實質(zhì)是推閥芯)推閥芯拉閥芯閥未受激勵時，常位工作電磁鐵得電時，該電磁鐵側(cè)的

常位的鄰位工作哪邊的電磁鐵得電常位哪邊的鄰位工作YA1YA2銜鐵推閥芯拉閥芯推閥芯拉閥芯閥未受激勵時，常位工作電磁鐵得電時，該電磁鐵側(cè)的

常位的鄰位工作哪邊的電磁鐵得電常位哪邊的鄰位工作開關(guān)電源PWM推閥芯觀察：電磁鐵得電推閥芯動作順序表+??+??電磁換向閥，得電后閥口全開(“滿舵”)手動、行程換向閥，可視需要漸變到“滿舵”電控調(diào)節(jié)閥口開度的是：電調(diào)制連續(xù)控制閥(4.5節(jié))哪邊的電磁鐵得電常位哪邊的鄰位工作+?

表示施加激勵(受到激勵)，如電磁鐵得電(通電)表示撤除激勵(未受激勵)，如電磁鐵失電(斷電不得電)動作順序表電磁鐵有：交流型直流型(含隔爆型)交流本整型DC24V較為常用動作順序表電磁鐵動作順序表只有電磁鐵(沒有手動、行程換向閥)的動作順序表它是電氣控制系統(tǒng)的控制邏輯，控制器(如PLC、工控機等)以此邏輯控制液壓(氣動)系統(tǒng)電氣任務(wù)書用于給出與電氣控制有關(guān)的元件明細及其功能和參數(shù)描述，以及系統(tǒng)的動作邏輯與動作要求等它決定電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，是連通流體傳動與電氣控制科技人員的橋梁圖形符號相同它描述了流體傳動系統(tǒng)的動作順序及實現(xiàn)方法它是由設(shè)備工藝決定的

+??+??某公司電磁換向閥的產(chǎn)品篩選列表4.液(氣)控換向閥和電液(電-氣)換向閥(1)誰來控制它們？液控換向閥氣控換向閥

流量大閥大(通徑大液動力大)

遙操作

手動換向閥行程換向閥電磁換向閥控制器?繼電器?接觸器?電動機(2)存在意義1)液(氣)控換向閥換向閥換向閥的負載類似于：豎線有時省略小換向閥缸或馬達大液控閥加壓泄放2)電液(電-氣)換向閥4.液(氣)控換向閥和電液(電-氣)換向閥(1)誰來控制它們？液控換向閥氣控換向閥

手動換向閥行程換向閥電磁換向閥1)液(氣)控換向閥換向閥換向閥的負載電磁

流量大閥大(通徑大液動力大)

遙操作(2)存在意義先導級主級串聯(lián)2)電液(電-氣)換向閥4.液(氣)控換向閥和電液(電-氣)換向閥液控換向閥換向閥電磁X不代表在左邊Y不代表在右邊X：外控(外部先導供油，供油來自于單獨的外部供給)若無X，則為內(nèi)控(內(nèi)部先導供油，供油來自于主級進口)Y：外回(外部先導回油，從單獨的回油口回油)若無Y，則為內(nèi)回(內(nèi)部先導回油，從主級回油口回油)主級XY外控外回外控內(nèi)回串聯(lián)先導級4.液(氣)控換向閥和電液(電-氣)換向閥2)電液(電-氣)換向閥液控換向閥換向閥電磁X：外控(外部先導供油，供油來自于單獨的外部供給)若無X，則為內(nèi)控(內(nèi)部先導供油，供油來自于主級進口)Y：外回(外部先導回油，從單獨的回油口回油)若無Y，則為內(nèi)回(內(nèi)部先導回油，從主級回油口回油)外控外回內(nèi)控外回外控內(nèi)回內(nèi)控內(nèi)回主級X不代表在左邊Y不代表在右邊XY串聯(lián)先導級電液換向閥電-氣換向閥手動越權(quán)手動越權(quán)電-氣換向閥電控開關(guān)閥(電磁換向閥電液換向閥電-氣換向閥等)：閥未受激勵時，常位工作電磁鐵得電時，該電磁鐵側(cè)的常位的鄰位工作內(nèi)控

內(nèi)回內(nèi)控

外回外控

內(nèi)回外控

外回開關(guān)型換向閥directionalon/offvalveX：外控(無X內(nèi)控)Y：外回(無Y內(nèi)回)電液換向閥：電磁鐵動作順序表5/2電-氣換向閥(單電控)控制氣缸電磁鐵動作順序表二位閥只能控制兩個動作(本例：能控制缸外伸、回程，不能控制缸在行程中間停止)手動越權(quán)壓電控制氣壓復(fù)位雙穩(wěn)閥外控?三角的底邊外回?三角的“尖”再遠一點點5/3內(nèi)控內(nèi)回4/3外控內(nèi)回4/3內(nèi)控外回4/2外控外回作用相當于4/3外控外回外控外回NC

NO？表4-6(兩個常位)壓電控制氣壓復(fù)位雙穩(wěn)閥外控?三角的底邊外回?三角的“尖”再遠一點點5/3內(nèi)控內(nèi)回4/3外控內(nèi)回4/3內(nèi)控外回4/2外控外回作用相當于4/3外控外回外控外回NC

NO？表4-6軟啟動閥監(jiān)控閥的運行狀態(tài)：氣壓對中

閥帶有位置或接近開關(guān)用中間繼電器輔助觸點差動控制銳邊孔口(見圖4-37)表4-64.1.4圖形符號的模數(shù)、繪制、要素布置規(guī)則及取向液壓換向閥：(4/3電磁+4/3電液×四)×6種中位(OYPMHK)

=302.繪制內(nèi)控外控內(nèi)回外回每個網(wǎng)格：1M×1M1.模數(shù)M常量√幻數(shù)×1M

=1.8、2、2.5、3.5、5、7、10、14或20mm國旗(3:2)早先，不用網(wǎng)格時，時有骨骼異稟如何使用網(wǎng)格，見習題4-3第1個視頻原創(chuàng)性地用網(wǎng)格后，整個閥都精神起來(但也有個別同學出錯)課程思政：規(guī)范嚴謹持續(xù)改進網(wǎng)格1.0網(wǎng)格2.0(帶坐標)1)左右對稱與底部優(yōu)先了解布置規(guī)則，有助于識圖3.控制機構(gòu)等要素布置規(guī)則同樣的控制機構(gòu)作用于兩側(cè)時，它們的順序必須對稱放置在滿足左右對稱的前提下，從底部(進口所在的底部)優(yōu)先開始布置兩側(cè)相互作用的控制機構(gòu)，在一條中心線上布置共6種：手機電氣液+彈簧其他要素：位置開關(guān)接近開關(guān)測量傳感器信號轉(zhuǎn)換器集成電子器件等2)并聯(lián)3)串聯(lián)自底部向上的布置順序為1)液控、氣控、電控2)彈簧3)手控、機控4)其他要素1)左右對稱與底部優(yōu)先最多8種的取向形式（示例為：2/2電磁換向閥）電氣簡圖，如：晶閘管①

旋轉(zhuǎn)(增量90°)、鏡像②

圖轉(zhuǎn)字不轉(zhuǎn)電磁鐵是推是拉？底部優(yōu)先GB/T16901.14.圖形符號的取向下面兩圖錯誤最多4種的取向形式（示例為：單向閥）①

旋轉(zhuǎn)(增量90°)、鏡像②

圖轉(zhuǎn)字不轉(zhuǎn)最多2種的取向形式（示例為：截止閥）電氣簡圖，如：二極管電氣簡圖，如：電阻器4.1節(jié)（完）GB/T16901.14.圖形符號的取向4.2單向閥1.單向閥non-returnvalve正向流動不能逆流正向流動反向阻斷閥座閥芯彈簧被壓縮單向閥通常帶有彈簧GB/T4728.5—2018有時圖形符號省略彈簧如0.03

0.6①②①②輪胎輪轂開啟壓力：0.0X～0.XMPa1.單向閥防止流體逆流作旁通閥本例為：單向節(jié)流閥4.2單向閥類似于non-returnvalve正向流動不能逆流單向閥通常帶有彈簧有時圖形符號省略彈簧如0.03

0.6開啟壓力：0.0X～0.XMPa2.液(氣)控單向閥1)液(氣)控單向閥4.2單向閥2.液(氣)控單向閥1)液(氣)控單向閥①②無壓力流體流入時，僅能正向流動(相當于單向閥)有壓力流體流入時，可雙向流動(相當于無)4.2單向閥①②①②2.液(氣)控單向閥1)液(氣)控單向閥①②無壓力流體流入時，僅能正向流動(相當于單向閥)有壓力流體流入時，可雙向流動(相當于無)4.2單向閥①②①②2)雙液(氣)控單向閥2)雙液(氣)控單向閥①②①②①②①②①②①②力流向阻斷阻斷阻斷阻斷當兩個①口沒有壓力流體進入時2)雙液(氣)控單向閥①②①②①②①②①②①②力流向運201.直動式溢流閥限壓：使其進口壓力≤設(shè)定壓力4.3壓力控制閥4.3.1溢流閥pressure-relief設(shè)定壓力setpressure1.直動式溢流閥限壓：使其進口壓力≤設(shè)定壓力4.3壓力控制閥4.3.1溢流閥pressure-relief設(shè)定壓力setpressure單向閥可否當溢流閥使用？不可。結(jié)構(gòu)不同，單向閥彈簧不可調(diào)，且壓力很低(0.0X~0.XMPa)缸外伸和回程時，負載力均恒為

FL=1MN求：如下工況的壓力

p1

■

缸外伸時

■

缸回程時

■

缸停止時0.2m2==0.1m25MPa10MPa11MPa1p2=0不工作時壓力更高？溢流溢流功率損失：溢流壓力×溢流流量缸外伸缸回程泵缸油箱溢流閥不工作時卸荷?換向閥措施或電磁溢流閥YA3得電，MPaYA3失電，MPa并聯(lián)取小

(向低壓泄放ventingtoalowerpressure)3020YA1、YA2失電，試分析泵出口壓力。例4-10.24MPa左右示例：木桶短板效應(yīng)深海10909m呢?“奮斗者”號坐底串聯(lián)求和MPa18奮斗者V口不接油箱時：PV連通且壓力相等V口接油箱時：PT連通且壓力相等近似有：■■2.先導式溢流閥穩(wěn)快準相互制約先導式閥直動式閥調(diào)壓：準多級遠程近似有：VL依靠向低壓泄放而起作用的外控口ventingtoalowerpressure泄油口(可省略)直動式三角：表示流體力(液壓力或氣壓力)的作用方向（下圖均向右）

有級調(diào)壓無級調(diào)壓單級調(diào)壓二級調(diào)壓三級調(diào)壓四級調(diào)壓……steppressureregulatingcontinuously

pressureregulating都失電：MPaYA1得電：MPaYA2得電：閥2為20MPa時，MPa閥2為25MPa時，MPa2252022依靠向低壓泄放而起作用的外控口外接閥壓力>本閥外接閥不起作用(壓力調(diào)定錯誤)向低壓泄放如何將閥2調(diào)定為25MPa？(用比例溢流閥)有些產(chǎn)品教材用其他字母而不用V三級調(diào)壓先導式溢流閥直動式溢流閥(用溢流閥)見4.5節(jié)YA3得電，MPaYA3失電，MPaMPa若V口不接油箱，則為MPa并聯(lián)取小

(向低壓泄放)30205YA1、YA2失電，試分析泵出口壓力。例4-216V口不接油箱時：PV連通且壓力相等V口接油箱時：PT連通且壓力相等■■YA1、YA2失電，試分析泵出口壓力。例4-2p

=0p1=5MPaV口不接油箱時：PV連通且壓力相等V口接油箱時：PT連通且壓力相等