液壓與氣動(dòng)技術(shù)課件：液壓控制閥

液壓控制閥5.1液壓控制閥的特點(diǎn)與分類5.2方向控制閥5.3壓力控制閥5.4流量控制閥5.5其他液壓控制閥5.6液壓控制閥拆裝實(shí)訓(xùn)本章小結(jié)思考與練習(xí)

【學(xué)習(xí)任務(wù)】

(1)了解常用液壓控制閥的組成。

(2)理解液壓控制閥的工作原理及各部分的結(jié)構(gòu)關(guān)系。

(3)記住各液壓控制閥的圖形符號。

(4)了解液壓控制閥的常見故障及排除方法。

(5)掌握拆裝液壓控制閥的方法及要求。

5.1液壓控制閥的特點(diǎn)與分類

我們先來觀察一下M7140平面磨床的工作過程。圖5.1是M7140平面磨床的實(shí)物圖，從圖中我們可以看出，磨頭由電動(dòng)機(jī)牽引可作上下和橫向移動(dòng)，工作臺上有電磁吸盤，工作件放在電磁吸盤上，由電磁鐵吸引固定。加工中，工作臺作左右的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于磨床的進(jìn)給力很大，常采用雙桿活塞缸驅(qū)動(dòng)。工作臺進(jìn)給的基本要求是能夠作左右的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，能夠停止，能夠移動(dòng)得快些或移動(dòng)得慢些，在磨頭進(jìn)給過大或工件材料有誤等非正常情況下能夠自動(dòng)停止進(jìn)給。

這些基本要求也是工作臺對雙桿活塞缸的要求，活塞缸必須

滿足這些要求，工作臺才能正常工作。那么活塞缸如何來滿足這些要求呢?顯然僅靠前面所介紹的動(dòng)力裝置和執(zhí)行裝置是無法完成的。要能夠左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，就必須改變油的流動(dòng)

方向，這一任務(wù)可由方向控制閥來完成。要能夠動(dòng)快點(diǎn)或動(dòng)慢點(diǎn)，就必須改變液壓油的流量大小，這一任務(wù)可由流量控制閥或變量泵來完成。在非正常情況下停止進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，就必須限制一個(gè)最高工作壓力，這一任務(wù)可由壓力控制閥來完成。從以上分析可知，要想讓油缸按控制要求工作，除了需要供油的動(dòng)力裝置外，還需要可以改變油的流動(dòng)方向、可以改

變流量大小以及可以穩(wěn)定和限制最高工作壓力的控制裝置。這些液壓控制裝置習(xí)慣上常稱為液壓控制閥。

5.1.1液壓控制閥的共同點(diǎn)

液壓控制閥雖種類繁多，但是它們之間有一些基本的共同點(diǎn):

(1)在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都是由閥體、閥芯和驅(qū)動(dòng)閥芯動(dòng)作的裝置(如彈簧、電磁鐵)三部分組成的。

(2)所有的閥都是利用閥芯和閥體的相對位移來改變通流面積，從而控制壓力、流向和流速的，因此，都符合小孔流量公式:

(3)各種閥都可以看成一個(gè)液阻，只要有液體流過就會(huì)產(chǎn)生壓力降(壓力損失)和溫度升高現(xiàn)象。

5.1.2液壓控制閥的分類

根據(jù)用途和工作特點(diǎn)的不同，液壓控制閥可分為以下三大類:

(1)方向控制閥———單向閥、換向閥等;

(2)壓力控制閥———溢流閥、減壓閥、順序閥等;

(3)流量控制閥———節(jié)流閥、調(diào)速閥等。

為了減少液壓系統(tǒng)中元件的數(shù)目和縮短管道尺寸，有時(shí)常將兩個(gè)或兩個(gè)以上的閥類元件安裝在一個(gè)閥體內(nèi)，制成結(jié)構(gòu)緊湊的獨(dú)立單元，如單向順序閥、單向節(jié)流閥等。這些閥

稱為組合閥。組合閥結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。

按照閥在液壓系統(tǒng)中安裝連接方式的不同，液壓控制閥可分為:

(1)螺紋式(管式)連接。閥的油口為螺紋孔，可用螺紋管接頭和油管同其他元件連接，并由此固定在管路上。這種連接方式簡單，但剛性差，拆卸不方便，僅用于簡單液壓系統(tǒng)。

(2)板式連接。板式連接的閥各油口均布置在同一安裝面上，且為光孔。它用螺釘固定在與閥各油口有對應(yīng)螺紋孔的連接板上，再通過板上的孔道或與板連接的管接頭和管道

同其他元件連接。還可把幾個(gè)閥用螺釘分別固定在一個(gè)集成塊的不同側(cè)面上，由集成塊上加工出的孔道連接各閥組成回路。由于拆卸閥時(shí)不必拆卸與閥相連的其他元件，故這種連

接方式應(yīng)用最廣泛。

(3)法蘭式連接。通徑大于32mm的大流量閥采用法蘭式連接，這種連接方式連接可靠、強(qiáng)度高。

(4)疊加式連接。閥的上下面為連接接合面，各油口分別在這兩個(gè)面上，且同規(guī)格閥的油口連接尺寸相同。每個(gè)閥除其自身功能外，還起油路通道的作用，閥相互疊裝組成回路，不需油管連接。這種連接結(jié)構(gòu)緊湊，損失小。

(5)插裝式連接。這類閥無單獨(dú)的閥體，只有由閥芯和閥套等組成的單元組件，單元組件插裝在塊體(可通用)的預(yù)制孔中，用連接螺紋或蓋板固定，并通過塊內(nèi)通道把各插裝式閥連通組成回路。插裝塊體起到閥體和管路通道的作用。這是一種能靈活組裝的新型連接閥。

按照閥的操作方式不同，液壓控制閥可分為:

(1)手動(dòng)控制閥，操作方式為手把、手輪、踏板、絲桿等。

(2)機(jī)動(dòng)控制閥，操作方式為擋塊或碰塊、彈簧、液壓、氣動(dòng)等。

(3)電動(dòng)控制閥，操作方式為電磁鐵控制、電-液聯(lián)合控制等。

5.2方向控制閥

方向控制閥分為單向閥和換向閥兩類。

5.2.1單向閥

1.普通單向閥

普通單向閥的作用是控制油液只能按一個(gè)方向流動(dòng)，而反向截止，故又稱為止回閥，也簡稱為單向閥。圖5.2(a)所示為直通式單向閥實(shí)物圖，圖5.2(b)所示為直角式單向閥實(shí)物圖，圖5.2(c)所示為直通式單向閥結(jié)構(gòu)原理圖，圖5.2(d)所示為直角式單向閥結(jié)構(gòu)原理圖。由圖5.2(c)可知，普通單向閥由閥體1、閥芯2、彈簧3等零件組成。

當(dāng)壓力油從下端油口P1流入時(shí)，油液在閥芯下端面上產(chǎn)生的壓力克服彈簧3作用在閥芯上的力，使閥芯向上移動(dòng)，打開閥口，并通過閥芯上的徑向孔a、軸向孔

b，從閥體右端油口P2

流出。當(dāng)油液從上端油口P2

流入時(shí)，液壓力和彈簧力方向相同，使閥芯壓緊在閥座上，油液無法通過。圖5.2(e)所示為普通單向閥圖形符號。圖5.2普通單向閥

單向閥的主要性能要求是:油液通過時(shí)壓力損失小，反向截止時(shí)密封性能好。單向閥中的彈簧主要用來克服閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力和慣性力，為了使單向閥工作靈敏可靠，應(yīng)采

用剛度較小的彈簧，以免液流產(chǎn)生過大的壓力降。一般單向閥的開啟壓力約在0.035~0.1MPa之間；若將彈簧換為硬彈簧，使其開啟壓力達(dá)到0.2~0.6MPa，則可將其作為背壓閥使用。

2.液控單向閥

圖5.3(a)所示為液控單向閥實(shí)物圖，圖5.3(b)所示為液控單向閥結(jié)構(gòu)原理圖。液控單向閥由普通單向閥和液控裝置兩部分組成。當(dāng)控制油口

K不通入壓力油時(shí)，其作用與普通單向閥相同，當(dāng)控制油口K

通入壓力油時(shí)，推動(dòng)活塞1、頂桿2將閥芯3頂開，使P1和P2連通，液流在兩個(gè)方向可以自由流動(dòng)。為了減小活塞1的移動(dòng)阻力，設(shè)有一外泄油口L。圖5.3(c)所示為液控單向閥圖形符號。圖5.3液控單向閥

液控單向閥具有良好的反向密封性，常用于執(zhí)行元件需要長時(shí)間保壓、鎖緊的情況下，也常用于防止立式液壓缸停止運(yùn)動(dòng)時(shí)因自重而下滑以及速度換接回路中。這種閥也稱

為液壓鎖。

5.2.2換向閥

1.換向閥的作用與分類

換向閥的作用是利用閥芯和閥體相對位置的改變，改變閥體上各油口間連通或斷開狀態(tài)，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)方向或?qū)崿F(xiàn)起動(dòng)和停止的功能。

根據(jù)換向閥閥芯的運(yùn)動(dòng)形式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和控制方式的不同，換向閥的分類見表5.1。

換向閥的主要性能要求是：換向動(dòng)作靈敏、可靠、平穩(wěn)、無沖擊；能獲得準(zhǔn)確的終止位置；內(nèi)部泄漏和壓力損失要小。

2.換向閥的工作原理及圖形符號

滑閥式換向閥是液壓傳動(dòng)中最主要的換向閥形式，下面就滑閥式換向閥的工作原理及圖形符號進(jìn)行介紹。

1)工作原理

換向閥的工作原理圖如圖5.4所示，在圖示位置，液壓缸兩腔無壓力油，液壓缸停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)閥芯1左移時(shí)，閥體2上的油口P和A連通，

B和T連通，壓力油經(jīng)P、A進(jìn)入液壓缸左腔，其活塞右移，右腔油液經(jīng)B、T回油箱。反之，若閥芯右移，則P和B連通，

A和T連通，油缸的活塞左移。圖5.4換向閥的工作原理圖

2)圖形符號

一個(gè)換向閥完整的圖形符號包括工作位置數(shù)、通路數(shù)、在各個(gè)位置上的油口連通關(guān)系、操縱方式、復(fù)位方式和定位方式等。

換向閥圖形符號的含義如下:

(1)用方框表示閥的工作位置，有幾個(gè)方框就表示閥芯相對于閥體有幾個(gè)工作位置，簡稱為“幾位”。兩個(gè)方框即二位，三個(gè)方框即三位。

(2)閥體上與外部連接的主油口，稱為“通”。具有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或五個(gè)主油口的換向閥，分別稱為“二通閥”、“三通閥”、“四通閥”或“五通閥”。通常用P表示壓力油進(jìn)口，T表示與油箱相連的回油口，

A和B表示與執(zhí)行元件連接的工作油口，若要表示泄漏油口，用字母L表示。

(3)方框內(nèi)的箭頭表示在這一位置上兩油口連通，但不表示流向，符號“┳”和“┻”表示通路被閥芯封閉，即該油路不通。

(4)三位閥的中間位置和二位閥靠近彈簧的方框?yàn)殚y的常態(tài)位置。在哪邊推閥芯，通斷情況就畫在哪邊的方框中。在液壓系統(tǒng)圖中，換向閥與油路的連接一般應(yīng)畫在常態(tài)位置上。

表5.2列出了幾種常用滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖和圖形符號。

3.滑閥式換向閥的中位機(jī)能

三位換向閥的閥芯在中間位置時(shí)，各通口間有不同的連通方式，可滿足不同的使用要求，這種連通方式稱為換向閥的中位機(jī)能。三位四通換向閥常見的中位機(jī)能、型號、符號

及其特點(diǎn)見表5.3。三位五通換向閥的情況與此類似。不同的中位機(jī)能是通過改變閥芯的形狀和尺寸得到的。

4.幾種常用換向閥

1)手動(dòng)換向閥

手動(dòng)換向閥是用手動(dòng)杠桿操縱閥芯換位的方向控制閥。手動(dòng)換向閥有彈簧復(fù)位式和鋼球定位式兩種。圖5.5(a)所示為三位四通手動(dòng)換向閥實(shí)物圖，圖5.5(b)所示為三位四通自動(dòng)復(fù)位手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)原理圖，圖5.5(c)所示為三位四通鋼球定位手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)原理圖。從圖5.5(b)可以看出，在圖示位置，

P、A、B、T口互不相通;當(dāng)扳動(dòng)手柄使閥芯2右移時(shí)，這時(shí)P口與A口連通，

B口與T口連通。當(dāng)扳動(dòng)手柄使閥芯2左移時(shí)，這時(shí)P口與B口連通，

A口與T口連通。

當(dāng)松開手柄1時(shí)，閥芯2在彈簧3的作用下，恢復(fù)其原來的位置(中間位置)。如果將這個(gè)閥的閥芯右端彈簧3的部位改為圖5.5(c)所示的形式，即可成為鋼球定位式，當(dāng)用手柄扳動(dòng)閥芯移動(dòng)時(shí)，閥芯右邊的兩個(gè)定位鋼球在彈簧的作用下，可定位在左、中、右任何一個(gè)位置上。圖5.5(d)和(e)所示分別為自動(dòng)復(fù)位手動(dòng)換向閥和鋼球定位手動(dòng)換向閥圖形符號。手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作可靠，常用于持續(xù)時(shí)間較短且要求人工控制的場合。圖5.5三位四通手動(dòng)換向閥

2)機(jī)動(dòng)換向閥

機(jī)動(dòng)換向閥又稱行程閥。它利用安裝在運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊或凸輪，推壓閥芯端部的滾輪使閥芯移動(dòng)，從而使油路換向。這種閥通常為二位閥，并且用彈簧復(fù)位，它有二通、三通、四通等幾種。

圖5.6(a)所示為機(jī)動(dòng)換向閥實(shí)物圖，圖5.6(b)所示為二位三通機(jī)動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)原理圖。在圖示位置，閥芯2在彈簧1的作用下處在最上端位置，這時(shí)P口與A口相通，油口B被堵死。當(dāng)擋塊5壓迫滾輪4使閥芯2下移到最下端位置時(shí)，油口P和B相通，油口A被堵死。圖5.6(c)所示為二位三通機(jī)動(dòng)換向閥的圖形符號。

機(jī)動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)簡單，換向時(shí)閥口逐漸關(guān)閉或打開，故換向平穩(wěn)、可靠、位置精度高，常用于控制運(yùn)動(dòng)部件的行程，或快、慢速度的轉(zhuǎn)換。其缺點(diǎn)是它必須安裝在運(yùn)動(dòng)部件的附

近，一般油管較長。圖5.6二位三通機(jī)動(dòng)換向閥

3)電磁換向閥

電磁換向閥是利用電磁鐵的吸力使閥芯移動(dòng)來控制液流方向的。它操作方便，布局靈活，有利于提高設(shè)備的自動(dòng)化程度。電磁換向閥由液壓設(shè)備上的按鈕開關(guān)、限位開關(guān)、行

程開關(guān)或其他電器元件發(fā)出的電信號，來控制電磁鐵的通電與斷電，從而方便地實(shí)現(xiàn)各種操作及自動(dòng)順序動(dòng)作。由于電磁換向閥受到電磁鐵尺寸和推力的限制，因此電磁換向閥只

適用于小流量的場合。

圖5.7(a)所示為三位四通電磁換向閥實(shí)物圖，圖5.7(b)所示為三位四通電磁換向閥結(jié)構(gòu)原理圖。圖5.7三位四通電磁換向閥

閥的兩端各有一個(gè)電磁鐵和一個(gè)對中彈簧，閥芯在常態(tài)，即兩端電磁鐵均斷電處于中位時(shí)，油口P、A、B和T互相不通。當(dāng)右端電磁鐵通電吸合時(shí)，右銜鐵6通過推桿將閥芯4推至左端，使油口P與B相通，

A與T相通;當(dāng)左端電磁鐵通電吸合時(shí)，左銜鐵通過推桿將閥芯4推至右端，使油口P與A相通，

B與T相通。圖5.7(c)所示為三位四通電磁換向閥的圖形符號。

4)液動(dòng)換向閥

電磁換向閥布置靈活，易實(shí)現(xiàn)程序控制，但受電磁鐵尺寸限制，難以用于切換大流量油路，當(dāng)閥的通徑大于10mm時(shí)常用壓力油操縱閥芯換位。這種利用控制油路的壓力油推

動(dòng)閥芯改變位置的閥，即液動(dòng)換向閥。

圖5.8(a)所示為三位四通液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)其兩端控制油口K1和K2

均不通入壓力油時(shí)，閥芯在兩端彈簧的作用下處于中位(圖示位置)，使油口P、A、B和T互相不通。當(dāng)K1進(jìn)壓力油，

K2

接油箱時(shí)，閥芯被推向右位，使油口P與A相通，

B與T相通。當(dāng)K2進(jìn)壓力油，

K1

接油箱時(shí)，閥芯被推向左位，使油口P與B相通，

A與T相通。圖5.8(b)所示為三位四通液動(dòng)換向閥的圖形符號。圖5.8三位四通液動(dòng)換向閥

5)電液換向閥

電液換向閥是由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組成的復(fù)合閥。電磁換向閥為先導(dǎo)閥，它用以改變控制油路的方向；液動(dòng)換向閥為主閥，它用以改變主油路的方向。這種閥的優(yōu)點(diǎn)是可用反應(yīng)靈敏的小規(guī)格電磁閥方便地控制大流量的液動(dòng)閥換向。

圖5.9所示為電液換向閥實(shí)物圖。圖5.10(a)所示為三位四通電液換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖，上面是電磁閥(先導(dǎo)閥)，下面是液動(dòng)閥(主閥)。其工作原理可用詳細(xì)圖形符號圖5.10(b)加以說明，當(dāng)電磁換向閥的兩電磁鐵均不通電時(shí)(圖示位置)，電磁閥閥芯在兩端彈簧力作用下處于中位。這時(shí)液動(dòng)換向閥閥芯兩端的油經(jīng)兩個(gè)小節(jié)流閥及電磁換向閥的通路與油箱連通，因而它也在兩端彈簧的作用下處于中位，主油路中，A、B、P、T油口均不相通，當(dāng)左端電磁鐵通電時(shí)，電磁閥閥芯移至右端，由P口進(jìn)入的壓力油經(jīng)電磁閥油路及左端單向閥進(jìn)入液動(dòng)換向閥的左端油腔，而液動(dòng)換向閥右端的油則可經(jīng)右節(jié)流閥及電磁閥上的通道與油箱連通，

液動(dòng)換向閥閥芯即在左端液壓推力的作用下移至右端，即液動(dòng)換向閥左位工作。其主油路的通油狀態(tài)為P通A，

B通T；反之，當(dāng)右端電磁鐵通電時(shí)，電磁閥閥芯移至左端，液動(dòng)換向閥右位工作，其主油路通油狀態(tài)為P通B，

A通T，實(shí)現(xiàn)了油液換向。圖5.10(c)所示為三位四通電液換向閥的簡化圖形符號。圖5.9電液換向閥實(shí)物圖圖5.10電液換向閥

若在液動(dòng)換向閥的兩端蓋處加調(diào)節(jié)螺釘，則可調(diào)節(jié)液動(dòng)換向閥移動(dòng)的行程和各主閥口的開度，從而改變通過主閥的流量，對執(zhí)行元件起粗略的速度調(diào)節(jié)作用。

5.2.3方向控制閥常見故障及排除方法

1.單向閥常見故障及排除方法

普通單向閥常見故障及排除方法見表5.4，液控單向閥常見故障及排除方法見表5.5。

2.換向閥常見故障及排除方法

換向閥常見故障及排除方法見表5.6。

5.3壓力控制閥

在液壓系統(tǒng)中，壓力控制閥主要用來控制系統(tǒng)或回路的壓力，或利用壓力作為信號來控制其他元件的動(dòng)作。壓力控制閥的共同特點(diǎn)是利用作用于閥芯上的液體壓力和彈簧力相平衡的原理來進(jìn)行工作。壓力控制閥按用途不同可分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。

5.3.1溢流閥

1.溢流閥的結(jié)構(gòu)及工作原理

常用的溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。直動(dòng)式用于低壓系統(tǒng)，先導(dǎo)式用于中、高壓系統(tǒng)。

1)直動(dòng)式溢流閥

圖5.11(a)所示為錐閥式(還有球閥式和滑閥式)直動(dòng)式溢流閥的工作原理圖。當(dāng)進(jìn)油口P從系統(tǒng)接入的油液壓力不高時(shí)，錐閥芯2被彈簧3緊壓在閥體1的孔口上，閥口關(guān)

閉。當(dāng)進(jìn)油口油壓升高到能克服彈簧阻力時(shí)，便推開錐閥閥芯使閥口打開，油液就由進(jìn)油口P流入，再從回油口T流回油箱(溢流)，進(jìn)油壓力也就不會(huì)繼續(xù)升高。當(dāng)通過溢流閥的流量變化時(shí)，閥口開度即彈簧壓縮量也隨之改變。但在彈簧壓縮量變化甚小的情況下，可以認(rèn)為閥芯在液壓力和彈簧力作用下保持平衡，溢流閥進(jìn)油口處的壓力基本保持為定值。

擰動(dòng)調(diào)整螺栓4改變彈簧預(yù)壓縮量，便可調(diào)整溢流閥的溢流壓力。圖5.11直動(dòng)式溢流閥

這種溢流閥因壓力油直接作用于閥芯，故稱為直動(dòng)式溢流閥。直動(dòng)式溢流閥一般只能用于低壓小流量處，因控制較高壓力或較大流量時(shí)，需要裝剛度較大的硬彈簧或閥芯開啟

的距離較大，不但手動(dòng)調(diào)節(jié)困難，而且閥口開度(彈簧壓縮量)略有變化便引起較大的壓力波動(dòng)，壓力不能穩(wěn)定。系統(tǒng)壓力較高時(shí)宜采用先導(dǎo)式溢流閥。

圖5.11(b)為德國力士樂公司的DBD型直動(dòng)式溢流閥的結(jié)構(gòu)圖。圖中錐閥下部為減振阻尼活塞，見圖5.11(c)的局部放大圖。這種閥是一種性能優(yōu)異的直動(dòng)式溢流閥，其靜態(tài)特性曲線較為理想，接近直線，其最大調(diào)節(jié)壓力為0MPa。這種閥的溢流特性好，通流能力也較強(qiáng)，既可作為安全閥又可作為溢流穩(wěn)壓閥使用。該閥閥芯7由阻尼活塞12、閥錐11和偏流盤10三部分組成(見圖5.11(c)的閥芯局部放大)。在阻尼活塞的一側(cè)銑有小平面，以便壓力油進(jìn)入并作用于底端。阻尼活塞的作用有兩個(gè)，即導(dǎo)向和阻尼，保證閥芯開始和關(guān)閉時(shí)既不歪斜又不偏擺振動(dòng)，提高了穩(wěn)定性。

阻尼活塞與閥錐之間有一與閥錐對稱的錐面，故閥芯開啟時(shí)，流入和流出油液對兩錐面的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力相互平衡，不會(huì)產(chǎn)生影響。此外，在偏流盤的上側(cè)支承著彈簧，下側(cè)表面開有一圈環(huán)形槽，用以改變閥口開啟后回油射流的方向。對這股射流運(yùn)用動(dòng)量方程可知，射流對偏流盤軸向沖擊力的方向正與彈簧力相反，當(dāng)溢流量及閥口開度增大時(shí)，彈簧力雖增大，但與之反向的沖擊力亦增大，相互抵消，反之亦然。因此該閥能自行消除閥口開度變化對壓力的影響。故該閥所控制的壓力基本不受溢流量變化的影響，錐閥和球閥式閥芯結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，但閥芯和閥座的接觸應(yīng)力大。實(shí)際中滑閥式閥芯用得較多，但泄漏量較大。

圖5.12(a)是直動(dòng)式溢流閥的實(shí)物圖，圖5.12(b)是直動(dòng)式溢流閥的圖形符號。圖5.12直動(dòng)式溢流閥

2)先導(dǎo)式溢流閥

先導(dǎo)式溢流閥是由先導(dǎo)閥和主閥組成的。先導(dǎo)閥用以控制主閥閥芯兩端的壓差，主閥閥芯用于控制主油路的溢流。圖5.13(a)所示為一種板式連接的先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)原理

圖。由圖可見，先導(dǎo)式溢流閥由先導(dǎo)閥1和主閥2兩部分組成。先導(dǎo)閥就是一個(gè)小規(guī)格的直動(dòng)式溢流閥，而主閥閥芯是一個(gè)具有錐形端部、上面開有阻尼小孔的圓柱筒。圖5.13先導(dǎo)式溢流閥

在圖5.13(a)中，油液從進(jìn)油口P進(jìn)入，經(jīng)阻尼孔R到達(dá)主閥彈簧腔，并作用在先導(dǎo)閥錐閥閥芯上(一般情況下，外控口K是堵塞的)。當(dāng)進(jìn)油壓力不高時(shí)，液壓力不能克服先導(dǎo)閥的彈簧阻力，先導(dǎo)閥口關(guān)閉，閥內(nèi)無油液流動(dòng)。這時(shí)，主閥閥芯因前后腔油壓相同，故被主閥彈簧壓在閥座上，主閥口亦關(guān)閉。當(dāng)進(jìn)油壓力升高到先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)調(diào)壓力時(shí)，先導(dǎo)閥口打開，主閥彈簧腔的油液流過先導(dǎo)閥口并經(jīng)閥體上的通道和回油口T流回油箱。這時(shí)，油液流過阻尼小孔R，產(chǎn)生壓力損失，使主閥閥芯兩端形成了壓力差，主閥閥芯在此壓差作用下克服彈簧阻力向上移動(dòng)，使進(jìn)、回油口連通，達(dá)到溢流穩(wěn)壓的目的。調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥的調(diào)壓螺釘，便能調(diào)整溢流壓力。更換不同剛度的調(diào)壓彈簧，便能得到不同的調(diào)壓范圍。

先導(dǎo)式溢流閥的閥體上有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口K，當(dāng)將此口通過二位二通閥接通油箱時(shí)，主閥閥芯上端的彈簧腔壓力接近于零，主閥閥芯在很小的壓力下便可移動(dòng)到上端，閥口開至最大，這時(shí)系統(tǒng)的油液在很低的壓力下通過閥口流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷作用。如果將K口接到另一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥上(其結(jié)構(gòu)和溢流閥的先導(dǎo)閥一樣)，并使打開遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的壓力小于先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力，則主閥閥芯上端的壓力就由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥來決定。使用遠(yuǎn)程調(diào)壓閥后便可對系統(tǒng)的溢流壓力實(shí)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。

圖5.13(b)所示為先導(dǎo)式溢流閥的一種典型結(jié)構(gòu)圖。先導(dǎo)式溢流閥的穩(wěn)壓性能優(yōu)于直動(dòng)式溢流閥。但先導(dǎo)式溢流閥是二級閥，其靈敏度低于直動(dòng)式溢流閥。

圖5.14(a)是先導(dǎo)式溢流閥的實(shí)物圖，圖5.14(b)是先導(dǎo)式溢流閥的圖形符號。圖5.14先導(dǎo)式溢流閥

2.溢流閥的應(yīng)用

溢流閥在液壓系統(tǒng)中能分別起到調(diào)壓溢流、安全保護(hù)、使泵卸荷、遠(yuǎn)程調(diào)壓及使液壓缸回油腔形成背壓等多種作用。

(1)調(diào)壓溢流。系統(tǒng)采用定量泵供油時(shí)，常在其進(jìn)油路或回油路上設(shè)置節(jié)流閥或調(diào)速閥，使泵油的一部分進(jìn)入液壓缸工作，而多余的油需經(jīng)溢流閥流回油箱。溢流閥處于其調(diào)定壓力下的常開狀態(tài)，調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮力，也就調(diào)節(jié)了系統(tǒng)的工作壓力。因此在這種情況下，溢流閥的作用即調(diào)壓溢流，如圖5.15(a)所示。

(2)安全保護(hù)。系統(tǒng)采用變量泵供油時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)沒有多余的油需溢流，其工作壓力由負(fù)載決定。這時(shí)與泵并聯(lián)的溢流閥只有在過載時(shí)才需打開，以保障系統(tǒng)的安全。因此，這種系統(tǒng)中的溢流閥又稱做安全閥，它是常閉的，如圖5.15(b)所示。

(3)使泵卸荷。采用先導(dǎo)式溢流閥調(diào)壓的定量泵系統(tǒng)，當(dāng)閥的外控口K與油箱連通時(shí)，其主閥閥芯在進(jìn)口壓力很低時(shí)即可迅速抬起，使泵卸荷，以減少能量損耗。如圖5.15(c)所示，當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，溢流閥外控口通油箱，因而能使泵卸荷。

(4)遠(yuǎn)程調(diào)壓。當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥外控口(遠(yuǎn)程控制口)與調(diào)壓較低的溢流閥(或遠(yuǎn)程調(diào)壓閥)連通時(shí)，其主閥閥芯上腔的油壓只要達(dá)到調(diào)壓閥的調(diào)整壓力，主閥閥芯即可抬起溢流(其先導(dǎo)閥不再起調(diào)壓作用)，即實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。如圖5.15(d)所示，當(dāng)電磁閥不通電右位工作時(shí)，將先導(dǎo)式溢流閥的外控口與低壓調(diào)壓閥連通，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。圖5.15溢流閥的應(yīng)用

5.3.2減壓閥

減壓閥是利用油液流過縫隙時(shí)產(chǎn)生壓降的原理，使系統(tǒng)某一支油路獲得比系統(tǒng)壓力低而平穩(wěn)的壓力油的液壓控制閥。減壓閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種，先導(dǎo)式減壓閥應(yīng)用較多。

1.減壓閥的結(jié)構(gòu)及工作原理

圖5.16(a)所示為先導(dǎo)式減壓閥的實(shí)物圖，圖5.16(b)所示為先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)原理圖。它由先導(dǎo)閥與主閥組成。壓力油從閥的進(jìn)油口(圖中未示出)進(jìn)入進(jìn)油腔P1

，經(jīng)減壓閥口x

減壓后，再從出油腔P2

和出油口流出。出油腔的壓力油經(jīng)小孔f進(jìn)入主閥閥芯5的下端，同時(shí)經(jīng)阻尼小孔e流入主閥閥芯上端，再經(jīng)孔c

和b

作用于先導(dǎo)閥閥芯3上，當(dāng)出油口壓力較低時(shí)，先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥閥芯兩端壓力相等，主閥閥芯被主閥彈簧4壓在最下端(圖示位置)，減壓閥口開度為最大，壓降為最小，減壓閥不起減壓作用。

當(dāng)出油口壓力達(dá)到先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥開啟，此時(shí)P2

腔的部分壓力油經(jīng)孔e、孔c、孔b、先導(dǎo)閥口、孔a和泄漏口L流回油箱。由于阻尼孔e的作用，主閥閥芯兩端產(chǎn)生壓力差，主閥閥芯便在此壓力差作用下克服主閥彈簧力作用上移，減壓閥口減小，使出油口壓力降至調(diào)定壓力。若由于外界干擾(如負(fù)載變化)使出油口壓力變化，減壓閥將會(huì)自動(dòng)調(diào)整減壓閥口的開度以保持出油壓力穩(wěn)定。因此，它也被稱為定值減壓閥。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪1即可調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧2的預(yù)壓縮量，從而調(diào)定減壓閥出油口壓力。圖5.16(c)所示為直動(dòng)式減壓閥的圖形符號，也是減壓閥的一般符號;圖5.16(d)所示為先導(dǎo)式減壓閥的圖形符號。

減壓閥的閥口為常開型，由于閥出油口接壓力油路，其泄油口必須由單獨(dú)設(shè)置的油管通往油箱，且泄油管不能插入油箱液面以下，以免造成背壓，使泄油不暢，影響閥的正常

工作。

與先導(dǎo)式溢流閥相同，先導(dǎo)式減壓閥也有一個(gè)遠(yuǎn)控口K，當(dāng)遠(yuǎn)控口K接一遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，且遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力低于減壓閥的調(diào)定壓力時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)二級減壓。圖5.16先導(dǎo)式減壓閥

2.減壓閥的應(yīng)用

圖5.17是夾緊機(jī)構(gòu)中常用的減壓回路，回路中串聯(lián)一個(gè)減壓閥，使夾緊缸能獲得較低而又穩(wěn)定的夾緊力。減壓閥出口壓力可以從0.5MPa至溢流閥的調(diào)定壓力范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)壓力有波動(dòng)時(shí)，減壓閥的出口壓力可穩(wěn)定不變。圖中單向閥的作用是當(dāng)主系統(tǒng)壓力下降到低于減壓閥調(diào)定壓力(如主油路中液壓缸快速運(yùn)動(dòng))時(shí)，防止油倒流，起到短時(shí)保壓作用，使夾緊缸的夾緊力在短時(shí)間內(nèi)保持不變。為了確保安全，夾緊回路中常采用帶定位的二位四通電磁換向閥，或采用失電夾緊的二位四通電磁換向閥換向，防止在電路出現(xiàn)故障時(shí)松開工件發(fā)生事故。圖5.17減壓閥的應(yīng)用

5.3.3順序閥

1.順序閥的結(jié)構(gòu)及工作原理

順序閥是利用油路中壓力的變化控制閥口啟閉，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件順序動(dòng)作的液壓元件。其結(jié)構(gòu)與溢流閥相似，也分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種，一般先導(dǎo)式用于壓力較高的場合。

圖5.18(a)所示為直動(dòng)式順序閥的實(shí)物圖，圖5.18(b)所示為直動(dòng)式順序閥的結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)其進(jìn)油口的油壓低于彈簧6的調(diào)定壓力時(shí)，控制活塞3下端油液向上的推力小，閥芯5處于最下端位置，閥口關(guān)閉，油液不能通過順序閥流出。當(dāng)進(jìn)油口油壓達(dá)到彈簧調(diào)定壓力時(shí)，閥芯5抬起，閥口開啟，壓力油即可從順序閥的出口流出，使閥后面油路工作。

這種順序閥利用其進(jìn)油口壓力進(jìn)行控制，稱為普通順序閥(也稱為內(nèi)控式順序閥)，其圖形符號如圖5.18(c)所示。由于閥出油口接壓力油路，因此其上端彈簧處的泄油口必須另接一油管通油箱，這種連接方式稱為外泄。圖5.18直動(dòng)式順序閥

若將下閥蓋2相對于閥體轉(zhuǎn)過90°或180°，將螺堵1拆下，在該處接控制油管并通入控制油，則閥的啟閉便可由外供控制油控制。這時(shí)即成為液控順序閥(也稱外控式順序閥)，其圖形符號如圖5.18(d)所示，若再將上閥蓋7轉(zhuǎn)過180°，使泄油口處的小孔a與閥體上的小孔b連通，將泄油口用螺堵封住，并使順序閥的出油口與油箱連通，則順序閥就成為卸荷閥。其泄漏油可由閥的出油口流回油箱，這種連接方式稱為內(nèi)泄。卸荷閥的圖形符號如圖5.18(e)所示。

2.順序閥的應(yīng)用

圖5.19為機(jī)床夾具上用順序閥實(shí)現(xiàn)工件先定位后夾緊的順序動(dòng)作回路。當(dāng)電磁閥由通電狀態(tài)斷電時(shí)，壓力油先進(jìn)入定位缸的下腔，缸上腔回油，活塞向上抬起，使定位銷進(jìn)入工件定位孔實(shí)現(xiàn)定位。這時(shí)由于壓力低于順序閥的調(diào)定壓力，因而壓力油不能進(jìn)入夾緊缸下腔，工件不能夾緊。當(dāng)定位缸活塞停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，油路壓力升高至順序閥的調(diào)定壓力，順序閥開啟，壓力油進(jìn)入夾緊缸下腔，缸上腔回油，夾緊缸活塞抬起，將工件夾緊，實(shí)現(xiàn)了先定位后夾緊的順序要求。當(dāng)電磁閥再通電時(shí)，壓力油同時(shí)進(jìn)入定位缸、夾緊缸上腔，兩缸下腔回油(夾緊缸經(jīng)單向閥回油)，使工件松開并拔出定位銷。順序閥的調(diào)整壓力應(yīng)高于先動(dòng)作缸的最高工作壓力，以保證動(dòng)作順序可靠。中壓系統(tǒng)一般要高0.5~0.8MPa。圖5.19順序閥的應(yīng)用

5.3.4壓力繼電器

壓力繼電器是使油液壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)發(fā)出電信號的液—電信號轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)其進(jìn)油口壓力達(dá)到彈簧的調(diào)定值時(shí)，能自動(dòng)接通或斷開電路，使電磁鐵、繼電器、電動(dòng)機(jī)等電氣

元件通電運(yùn)轉(zhuǎn)或斷電停止工作，以實(shí)現(xiàn)對液壓系統(tǒng)工作程序的控制、安全保護(hù)或動(dòng)作的聯(lián)動(dòng)等。

圖5.20(a)所示為常用柱塞式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)從壓力繼電器下端進(jìn)油口通入的油液壓力達(dá)到彈簧的調(diào)定壓力值時(shí)，推動(dòng)柱塞上移，通過杠桿推動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。改變彈簧的壓縮量即可調(diào)節(jié)壓力繼電器的動(dòng)作壓力。圖5.20(b)所示為壓力繼電器實(shí)物圖，圖5.20(c)所示為壓力繼電器圖形符號。圖5.20壓力繼電器

5.3.5壓力控制閥常見故障及排除方法

1.溢流閥常見故障及排除方法

溢流閥常見故障及排除方法見表5.7。

2.減壓閥常見故障及排除方法

減壓閥常見故障及排除方法見表5.8

5.4流量控制閥

流量控制閥是通過改變閥口通流面積來調(diào)節(jié)閥口流量，從而控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的控制元件。流量控制閥主要有節(jié)流閥、調(diào)速閥、溫度補(bǔ)償調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥等多種。其中節(jié)流閥、調(diào)速閥應(yīng)用較多。

5.4.1流量控制閥的特性

1.節(jié)流口的流量特性公式

通過節(jié)流口的流量與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，實(shí)際應(yīng)用的節(jié)流口都介于薄壁小孔和細(xì)長孔之間，故其流量特性可用式q=KAΔpm來描述。當(dāng)K、Δp和m一定時(shí)，只要改變節(jié)流口的通流面積A

，就可調(diào)節(jié)節(jié)流口的流量q。

2.節(jié)流口流量穩(wěn)定性的影響因素

(1)節(jié)流口的堵塞。節(jié)流口由于開度較小，易被油液中的雜質(zhì)影響而發(fā)生局部堵塞，這樣就使節(jié)流口的面積變小，流量也就隨之發(fā)生改變。

(2)溫度的影響。液壓油的溫度影響到油液的黏度，黏度增大，流量變小;黏度減小，流量變大。

(3)由節(jié)流口流量特性公式可知，當(dāng)節(jié)流口兩端壓差改變時(shí)，通過它的流量要發(fā)生變化。壓差越大，流量越大;壓差越小，流量越小。通過薄壁小孔的流量受壓差變化的影響比細(xì)長孔要小，因此節(jié)流口應(yīng)盡量采用薄壁小孔。

3.節(jié)流口的形式

節(jié)流口的形式很多，圖5.21所示為常用的幾種。圖5.21(a)為針閥式節(jié)流口，針閥閥芯作軸向移動(dòng)時(shí)，改變環(huán)形節(jié)流口通流截面面積的大小調(diào)節(jié)流量。其結(jié)構(gòu)簡單，但流量穩(wěn)定性差，一般用于要求不高的場合。圖5.21(b)所示為偏心式節(jié)流口，帶有截面為三角形偏心槽的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)通流截面面積調(diào)節(jié)流量。其閥芯受到徑向不平衡力的作用，適用于壓力較低的場合。圖5.21(c)所示為軸向三角槽式節(jié)流口，端部帶有斜三角槽的閥芯軸向移動(dòng)時(shí)，改變通流截面面積從而改變流量。

其結(jié)構(gòu)簡單，可獲得較小的穩(wěn)定流量，應(yīng)用廣泛。

圖5.21(d)所示為徑向縫隙式節(jié)流口，旋轉(zhuǎn)帶有狹縫的閥芯改變通流截面面積從而改變流量。其流量穩(wěn)定性好，但閥芯受徑向不平衡力作用，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故只適用于低壓場合。圖5.21(e)所示為軸向縫隙式節(jié)流口，軸向移動(dòng)開有軸向縫隙的閥芯即可改變縫隙的通流截面面積，從而改變流量。其流量穩(wěn)定性較好，不易堵塞，可用于性能要求較高的場合。圖5.21常見的節(jié)流口形式

5.4.2節(jié)流閥

圖5.22(a)所示為普通節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)原理圖。它的節(jié)流油口為軸向三角槽式。壓力油從進(jìn)油口P1

流入，經(jīng)閥芯左端的軸向三角槽后由出油口P2

流出。閥芯1在彈簧力的作用下始終緊貼在推桿2的端部。旋轉(zhuǎn)手輪3，可使推桿沿軸向移動(dòng)，改變節(jié)流口的通流截面面積，從而調(diào)節(jié)通過閥的流量。圖5.22普通節(jié)流閥

節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、體積小、使用方便、造價(jià)低，但負(fù)載和溫度的變化對流量穩(wěn)定性的影響較大，因此只適用于負(fù)載和溫度變化不大或速度穩(wěn)定性要求不高的液壓系

統(tǒng)。圖5.22(b)所示為普通節(jié)流閥的實(shí)物圖，圖5.22(c)所示為普通節(jié)流閥的圖形符號。

5.4.3調(diào)速閥

調(diào)速閥是由定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成的組合閥。節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)通過的流量，定差減壓閥則自動(dòng)補(bǔ)償負(fù)載變化的影響，使節(jié)流閥前后的壓差為定值，消除了負(fù)載變化對流

量的影響。

1.調(diào)速閥的工作原理

圖5.23(a)所示為調(diào)速閥的工作原理圖。圖中定差減壓閥1與節(jié)流閥2串聯(lián)。若減壓閥進(jìn)口壓力為p1

，出口壓力為p2，節(jié)流閥出口壓力為p3

，則減壓閥

a腔、b腔油壓為p2

，

c腔油壓為

p3

。若減壓閥a、b、c腔有效工作面積分別為A1、A2

、A，則A=A1+A2

。節(jié)流閥出口的壓力p3由液壓缸的負(fù)載決定。圖5.23調(diào)速閥

當(dāng)減壓閥閥芯在其彈簧力FS

、油液壓力p2

和p3

的作用下處于某一平衡位置時(shí)，則有

即

由于彈簧剛度較低，且工作過程中減壓閥閥芯位移很小，可以認(rèn)為FS

基本不變。故節(jié)流閥兩端的壓差Δp=p2-p3

也基本保持不變。因此，當(dāng)節(jié)流閥通流面積AT

不變時(shí)，通過它的流量度q(q=KATΔpm

)為定值。也就是說，無論負(fù)載如何變化，只要節(jié)流閥通流面積不變，液壓缸的速度亦會(huì)保持恒定。例如，當(dāng)負(fù)載增加，使p3

增大的瞬間，減壓閥右腔推力增大，其閥芯左移，閥口開度x

加大，閥口液阻減小，使p2

也增大，

p2

與p3

的差值Δp=FS

/A卻不變。當(dāng)負(fù)載減小，

p3

減小時(shí)，減壓閥閥芯右移，

p2也減小，其差值亦不變。因此調(diào)速閥適用于負(fù)載變化較大、速度平穩(wěn)性要求較高的液壓系統(tǒng)，

例如，各類組合機(jī)床、車床、銑床等設(shè)備的液壓系統(tǒng)常用調(diào)速閥調(diào)速。

圖5.23(b)所示為調(diào)速閥的實(shí)物圖，圖5.23(c)所示為調(diào)速閥的詳細(xì)圖形符號，圖5.23(d)所示為調(diào)速閥的簡化圖形符號。

2.調(diào)速閥的流量特性曲線

圖5.24所示為節(jié)流閥和調(diào)速閥的流量特性曲線，曲線1表示的是節(jié)流閥的流量與進(jìn)出油口壓差Δp的變化規(guī)律。根據(jù)小孔流量通用公式q=KATΔpm可知，節(jié)流閥的流量隨壓差的變化而變化；曲線2表示的是調(diào)速閥的流量與進(jìn)出油口壓差Δp的變化規(guī)律。調(diào)速閥在壓差大于一定值后流量基本穩(wěn)定。調(diào)速閥在壓差很小時(shí)，定差減壓閥閥口全開，減壓閥不起作用，這時(shí)調(diào)速閥的特性和節(jié)流閥相同?？梢娨拐{(diào)速閥正常工作，應(yīng)保證其最小壓差(一般為0.5MPa左右)。圖5.24節(jié)流閥和調(diào)速閥的流量特性曲線

3.溫度補(bǔ)償調(diào)速閥的工作原理

調(diào)速閥消除了負(fù)載變化對流量的影響，但溫度變化的影響依然存在。因此為解決溫度變化對流量的影響，在對速度穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)中需采用溫度補(bǔ)償調(diào)速閥。溫度補(bǔ)償

調(diào)速閥與普通調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)基本相似，所不同的是溫度補(bǔ)償調(diào)速閥在節(jié)流閥的閥芯上連接一根溫度補(bǔ)償桿，如圖5.25(a)所示。溫度變化時(shí)，流量原本應(yīng)當(dāng)有變化，但由于溫度補(bǔ)償桿的材料為溫度膨脹系數(shù)大的聚氯乙烯塑料，溫度升高時(shí)長度增加，使閥口減小，反之則開大，故能維持流量基本不變(在20~60℃范圍內(nèi)流量變化不超過10%)。如圖5.25(b)所示為溫度補(bǔ)償調(diào)速閥的圖形符號。圖5.25溫度補(bǔ)償調(diào)速閥

5.5其他液壓控制閥

隨著液壓技術(shù)的不斷進(jìn)步，在20世紀(jì)60年代、70年代初和80年代，相繼出現(xiàn)了比例閥、插裝閥和疊加閥。與普通液壓控制閥相比，它們具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)。這些新型液壓元件正以較快的速度發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于各類設(shè)備的液壓系統(tǒng)中。

5.5.1電液比例控制閥

普通液壓閥只能對液流的壓力、流量進(jìn)行定值控制，對液流的方向進(jìn)行開關(guān)控制。而當(dāng)工作機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要求對其液壓系統(tǒng)的壓力、流量參數(shù)進(jìn)行連續(xù)控制，或控制精度要求較

高時(shí)，則不能滿足要求。這時(shí)就需要用電液比例控制閥(簡稱比例閥)進(jìn)行控制。大多數(shù)比例閥具有類似普通液壓閥的結(jié)構(gòu)特征。它與普通液壓閥的主要區(qū)別在于，其閥芯的運(yùn)動(dòng)是采用比例電磁鐵控制，使輸出的壓力或流量與輸入的電流成正比。

所以可用改變輸入電信號的方法對壓力、流量進(jìn)行連續(xù)控制。有的閥還兼有控制流量大小和方向的功能。這種閥在加工制造方面的要求接近于普通閥，但其性能卻大為提高。比例閥的采用能使液壓系統(tǒng)簡化，所用液壓元件數(shù)大為減少，且使其可用計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度可明顯提高。

比例閥常用直流比例電磁鐵控制，電磁鐵的前端都附有位移傳感器(或稱差動(dòng)變壓器)。它的作用是檢測比例電磁鐵的行程，并向放大器發(fā)出反饋信號。信號放大器將輸入信

號與反饋信號比較后再向電磁鐵發(fā)出糾正信號，以補(bǔ)償誤差，保證閥有準(zhǔn)確的輸出參數(shù)，因此它的輸出壓力和流量可以不受負(fù)載變化的影響。

比例閥也分為壓力閥、方向閥和流量閥三大類。

1.比例壓力閥

用比例電磁鐵取代直動(dòng)式溢流閥的手動(dòng)調(diào)壓裝置，便成為直動(dòng)式比例溢流閥，如圖5.26(a)所示，圖5.26(b)所示是直動(dòng)式比例溢流閥的圖形符號。將直動(dòng)式比例溢流閥作為先導(dǎo)閥與普通壓力閥的主閥相結(jié)合，便可組成先導(dǎo)式比例溢流閥、比例順序閥和比例減壓閥。這些閥能隨電流的變化而連續(xù)地或按比例地控制輸出油的壓力。電液比例溢流閥目前多用于液壓壓力機(jī)、注射機(jī)、軋板機(jī)等液壓系統(tǒng)。圖5.26直動(dòng)式比例溢流閥

2.比例方向閥

用比例電磁鐵取代電磁換向閥中的普通電磁鐵，便構(gòu)成直動(dòng)式比例方向閥，如圖5.27(a)所示，圖5.27(b)所示是直動(dòng)式比例方向閥的圖形符號。由于使用了比例電磁鐵，閥芯不僅可以換位，而且換位的行程可以連續(xù)地或按比例變化，因而連通油口間的通流截面也可以連續(xù)地或按比例變化，所以比例方向閥不僅能控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向，而且能控制其速度。圖5.27直動(dòng)式比例方向閥

3.比例流量閥

用比例電磁鐵取代節(jié)流閥或調(diào)速閥的手動(dòng)調(diào)速裝置，便成為比例節(jié)流閥或比例調(diào)速閥。圖5.28(a)所示為電液比例調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)原理圖，圖5.28(b)所示為電液比例調(diào)速閥的圖形符號。圖中的節(jié)流閥的閥芯由比例電磁鐵的推桿操縱，輸入的電信號不同，則電磁力不同，推桿受力不同，與閥芯左端彈簧力平衡后，便有不同的節(jié)流口開度。由于定差減壓閥已保證了節(jié)流口前壓差為定值，所以一定的輸入電流就對應(yīng)一定的輸出流量，不同的輸入信號變化，就對應(yīng)著不同的輸出流量變化。圖5.28電液比例調(diào)速閥

5.5.2插裝閥

二通插裝閥又簡稱插裝閥，也稱為插裝式錐閥或邏輯閥。它是一種結(jié)構(gòu)簡單，標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度高，通油能力大，液阻小，密封性能和動(dòng)態(tài)特性好的新型液壓控制閥。目前在液壓壓力機(jī)、塑料成型機(jī)械、壓鑄機(jī)等高壓大流量系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛。

1.插裝閥的結(jié)構(gòu)和工作原理

圖5.29(a)所示為插裝閥的結(jié)構(gòu)原理圖。它由插裝塊體1、插裝單元(由閥套2、閥芯3、彈簧4及密封件組成)、控制蓋板5和先導(dǎo)控制閥6組成。插裝閥的工作原理相當(dāng)于一個(gè)液控單向閥。圖中A和B為主油路的兩個(gè)工作油口，

K為控制油口(與先導(dǎo)閥相接)。當(dāng)K口無油液壓力作用時(shí)，閥芯受到的向上的油液壓力大于彈簧力，閥芯開啟，

A與B相通，至于液流的方向，視A、B口的壓力大小而定。反之，當(dāng)K口有油液壓力作用，且K口的油液壓力大于A口和B口的油液壓力時(shí)，才能保證A口與B口之間關(guān)閉。插裝閥的圖形符號如圖5.29(b)所示。圖5.29插裝閥

2.插裝閥的應(yīng)用

1)方向控制插裝閥

插裝閥可以組成各種方向閥，如圖5.30所示。圖5.30(a)所示為單向閥，當(dāng)pA>pB時(shí)，閥芯關(guān)閉，

A

與B

不通;而當(dāng)pA<pB

時(shí)，閥芯開啟，油液從B

流向A

。圖5.30(b)所示為二位二通換向閥，當(dāng)二位二通電磁閥斷電時(shí)，閥芯開啟，

A與B接通;電磁閥通電時(shí)，閥芯關(guān)閉，

A與B不通。圖5.30(c)所示為二位三通換向閥，當(dāng)二位四通電磁閥斷電時(shí)，

A與T接通;電磁閥通電時(shí)，

A與P接通。圖5.30(d)所示為二位四通換向閥，電磁閥斷電時(shí)，P與B接通，

A與T接通，電磁閥通電時(shí)，

P與A接通，

B與T接通。圖5.30插裝閥用作方向控制閥

2)壓力控制插裝閥

插裝閥組成壓力控制閥，如圖5.31所示。在圖5.31(a)中，如B接油箱，則插裝閥用作溢流閥，基本原理與先導(dǎo)式溢流閥相同；如B接負(fù)載，則插裝閥起順序閥作用。在圖5.31(b)中，若二位二通電磁閥通電，則作卸荷閥用;若二位二通電磁閥斷電，即為溢流閥。圖5.31插裝閥用作壓力控制閥

3)流量控制插裝閥

在插裝閥的控制蓋板上增加閥芯調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)閥芯的開度，即構(gòu)成插裝節(jié)流閥，如圖5.32(a)所示，圖5.32(b)所示為其圖形符號。若在插裝節(jié)流閥前串聯(lián)一個(gè)定差減壓閥，就可組成插裝調(diào)速閥。若用直流比例電磁鐵取代節(jié)流閥的手調(diào)裝置，則可組成插裝電液比例節(jié)流閥。圖5.32插裝閥用作流量控制閥

5.5.3疊加閥

疊加式液壓閥簡稱疊加閥，它是二十世紀(jì)九十年代后期在板式閥集成化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件。這種閥既具有板式液壓閥的工作功能，其閥體本身又具有通道體的作

用，從而能用其上、下安裝面呈疊加式無管連接，組成集成化液壓系統(tǒng)。

疊加閥自成體系，每系一種通徑系列的疊加閥，其主油路通道和螺釘孔的大小、位置、數(shù)量都與相應(yīng)通徑的板式換向閥相同。因此，同一通徑系列的疊加閥可按需要組合疊加起來組成不同的系統(tǒng)。通常用于控制同一個(gè)執(zhí)行元件的各個(gè)疊加閥與板式換向閥及底板縱向疊加成一疊，組成一個(gè)子系統(tǒng)。其換向閥(不屬于疊加閥)安裝在最上面，與執(zhí)行件連接的底板塊放在最下面?？刂埔毫鲏毫?、流量，或單向流動(dòng)的疊加閥安裝在換向閥與底板塊之間，其順序應(yīng)按子系統(tǒng)動(dòng)作要求安排。由不同執(zhí)行元件構(gòu)成的各子系統(tǒng)之間可以通過底板塊橫向疊加成為一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。圖5.33所示為疊加閥疊積示意圖。圖5.33疊加閥疊積示意圖

疊加閥的分類與一般液壓閥相同，同樣可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三大類。

1.疊加式溢流閥

圖5.34所示為疊加式溢流閥結(jié)構(gòu)原理圖。疊加式溢流閥由主閥和先導(dǎo)閥組成。疊加式溢流閥的工作原理與一般的先導(dǎo)式溢流閥相同，它是利用主芯兩端的壓力差來移動(dòng)閥芯，以改變閥口開度，油腔e和進(jìn)油口相通，孔c和回油口相通，壓力油作用于主閥閥芯6的右端，同時(shí)經(jīng)阻尼小孔d流入閥

的左端，并經(jīng)小孔a作用于錐閥3上。調(diào)節(jié)彈簧2的預(yù)壓縮量便可以改變該溢流閥的調(diào)整壓力。圖5.34疊加式溢流閥的結(jié)構(gòu)原理圖

2.疊加式流量閥

圖5.35所示為疊加式單向調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)壓力為p

的油液經(jīng)B口進(jìn)入閥體后，經(jīng)小孔

f流至單向閥1左側(cè)的彈簧腔，油液壓力使閥關(guān)閉，壓力油經(jīng)另一孔道進(jìn)入減

壓閥5(分離式閥芯)，油液經(jīng)控制口后，壓力降為p1

，壓力為p1

的油液經(jīng)閥芯中心小孔a流入閥芯左側(cè)彈簧腔，同時(shí)作用于大閥閥芯左側(cè)的環(huán)形面積上，當(dāng)油液經(jīng)節(jié)流閥3的閥口流入e

腔并經(jīng)出油口B'引出的同時(shí)，油液又經(jīng)油槽d進(jìn)入油腔c，再經(jīng)孔道b

進(jìn)入減壓閥大閥閥芯右側(cè)的彈簧腔。這時(shí)減壓閥閥芯受到p1

、p2

和彈簧的作用力處于平衡，從而保證了節(jié)流閥兩端壓力表差為常數(shù)，也就保證了通過節(jié)流閥的流量基本不變。圖5.35疊加式單向調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)原理圖

5.6液壓控制閥拆裝實(shí)訓(xùn)

一、實(shí)訓(xùn)目的

(1)了解各類閥的不同用途、控制方式、結(jié)構(gòu)形式、連接方式及性能特點(diǎn)。

(2)掌握各類閥的工作原理及調(diào)節(jié)方法。

(3)在拆裝的同時(shí)，分析和理解常用液壓控制閥易出現(xiàn)的故障及排除方法。

(4)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和分析問題、解決問題的能力。

二、實(shí)訓(xùn)器材

(1)實(shí)物：三位四通手動(dòng)換向閥、先導(dǎo)式溢流閥、普通節(jié)流閥。

(2)工具：內(nèi)六角扳手、固定扳手、螺絲刀、卡鉗、挑針、記號筆、油盆、耐油橡膠板和清洗油。

三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

1.手動(dòng)換向閥的拆裝(其結(jié)構(gòu)見圖5.5)

1)拆卸順序

拆卸前，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，體會(huì)左、右換向手感，并用記號筆在閥體左、右端分別作上標(biāo)記；抽掉手柄連接板上的開口銷，取下手柄；擰下右端蓋上的螺釘，卸下右端蓋，取出彈簧；松脫左端蓋與閥體的連接，然后從閥體內(nèi)取出閥芯。

2)裝配順序

裝配前清洗各零件，在閥芯、定位件等零件的配合面涂上潤滑液，然后按拆卸時(shí)的反向順序裝配，擰緊左、右端蓋的螺釘時(shí)，應(yīng)分兩次并按對角線順序進(jìn)行。

3)主要零件分析

閥體：其內(nèi)孔有四個(gè)環(huán)形槽，分別對應(yīng)于P、T、A、B四個(gè)通油口，縱向小孔的作用是將內(nèi)部泄漏的油液導(dǎo)至泄油口，使其流回油箱。

手柄：操縱手柄，閥芯將移動(dòng)，并起到杠桿的作用。

彈簧：保證在沒操縱手柄時(shí)，閥芯移至中位。

2.先導(dǎo)式溢流閥的拆裝(其結(jié)構(gòu)見圖5.13)

1)拆卸順序

拆卸前，清洗閥的外表，觀察閥的外形，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄，體會(huì)手感；擰下螺釘，拆開主閥和先導(dǎo)閥的連接，取出主閥彈簧和主閥閥芯；擰下先導(dǎo)閥的調(diào)節(jié)螺母和遠(yuǎn)控口螺塞；旋下閥蓋，從先導(dǎo)閥體內(nèi)取出彈簧座、調(diào)壓彈簧和先導(dǎo)閥閥芯。用光滑的挑針把密封圈撬出，并檢查其彈性和尺寸精度。

2)裝配順序

裝配前清洗各零件；檢查各零件的油孔、油路是否暢通、無塵屑；