《液壓與氣壓傳動》（第二版）課件 第4章 液壓傳動控制元件

插裝閥流量控制閥壓力控制閥方向控制閥概述電液比例閥4.1概述一、液壓控制閥的功用與分類二、液壓控制閥的共性特點4.1概述——液壓控制閥的分類

按用途分方向控制閥壓力控制閥流量控制閥控制或改變液壓系統(tǒng)中液流流動方向的元件?？刂苹蛘{(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力的元件?？刂苹蛘{(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的流量的元件。液壓閥用來控制液體的壓力，流量和方向，使液壓系統(tǒng)在安全的條件下按規(guī)定的要求平穩(wěn)而協(xié)調(diào)地工作，根據(jù)功用可以分為：壓力閥和流量閥利用流通截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量方向閥則利用通流通道的更換控制著油液的流動方向4.1概述——液壓控制閥的分類

按結(jié)構(gòu)形式滑閥錐閥球閥噴嘴擋板閥射流管閥按連接方式螺紋連接閥法蘭連接閥板式連接閥疊加式連接閥插裝式連接閥按控制方式定制控制閥（開關(guān)）伺服控制閥比例控制閥控制液流通路的通斷，定值控制壓力或流量。用偏差信號連續(xù)成比例地控制液壓系統(tǒng)中的壓力或流量。輸出量與輸入信號成比例。多用于開環(huán)液壓控制系統(tǒng)。數(shù)字控制閥用數(shù)字信息直接控制閥類。4.1

概述——液壓控制閥的共性特點1．結(jié)構(gòu)2．工作原理——孔口流量公式3．性能參數(shù)a.公稱通徑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。閥工作時的實際流量應(yīng)小于或等于其額定流量，最大不得大于額定流量的1.1倍。b.

額定壓力

額定壓力是液壓閥長期工作所允許的最高工作壓力。4.2方向控制閥1．單向閥2．換向閥3．多路換向閥

方向控制閥主要是用來通斷油路或改變油液的流動方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的啟動或停止或者改變運動方向。4.2方向控制閥——單向閥單向閥普通單向閥液控單向閥使液流只能沿一個方向流動，不許它反向倒流。普通單向閥普通單向閥的應(yīng)用b.防止油路相互干擾a.保護泵c.單向閥做背壓閥d.單向閥起節(jié)流或調(diào)速作用4.2方向控制閥——單向閥4.2方向控制閥——單向閥4.2方向控制閥——單向閥4.2方向控制閥——單向閥C)作背壓閥用4.2方向控制閥——單向閥4.2方向控制閥——單向閥管式普通單向閥外形圖4.2方向控制閥——單向閥單向閥普通單向閥液控單向閥液控單向閥使液流能沿正反兩個方向流動。液控單向閥——液控液控單向閥——不液控區(qū)別內(nèi)泄式液控單向閥4.2方向控制閥——單向閥圖5-4外泄式液控單向閥A-單向閥進口；B-單向閥出口；P-控制口；L-泄油口液控單向閥4.2方向控制閥——單向閥雙液控單向閥4.2方向控制閥——換向閥1．單向閥2．換向閥3．多路換向閥換向閥利用閥心相對于閥體的相對運動，使油路接通、關(guān)斷，或變換油流的方向，從而使液壓執(zhí)行元件啟動、停止或變換運動方向。(一）對換向閥的要求1.油液流經(jīng)閥時的壓力損失小。2.互不相通的油口間的泄漏要小。3.換向要平穩(wěn)、迅速且可靠。4.2方向控制閥——換向閥1．滑閥式換向閥換向閥的“位”：換向閥的“通”：閥與液壓系統(tǒng)油路相連的油口數(shù)。圖形符號：箭頭不表示液流方向，只表示油口連接情況。閥芯的工作位數(shù)，方格表示工作位數(shù)。1-閥體；2-滑動閥芯；3-主油口；4-沉割槽；5-臺肩4.2方向控制閥——換向閥位移方向：符號圖位移方向與閥芯位移相同。滑閥機能：指滑閥在中間位置時的通路形式。常態(tài)位：每個換向閥都有一個常態(tài)位，它是閥芯未受到外力作用時的位置。在液壓系統(tǒng)圖中，換向閥的符號與油路的連接一般應(yīng)畫在常態(tài)位。1．滑閥式換向閥4.2方向控制閥——換向閥常用四通滑閥的中位機能1．滑閥式換向閥4.2方向控制閥——換向閥換向閥的圖形符號和油口分布情況1．滑閥式換向閥4.2方向控制閥——換向閥2.閥的命名：※位※通xxx換向閥4.2方向控制閥——換向閥3．換向閥的操縱方式4.2方向控制閥——換向閥3．換向閥的操縱方式手動換向閥4.2方向控制閥——換向閥機動換向閥二位四通機動換向閥4.2方向控制閥——換向閥電磁換向閥電磁換向閥-中位4.2方向控制閥——換向閥4.2方向控制閥——換向閥電磁換向閥-右位4.2方向控制閥——換向閥電磁換向閥-左位4.2方向控制閥——換向閥液動換向閥4.2方向控制閥——換向閥電液換向閥4.2方向控制閥——換向閥電液換向閥電液換向閥中位狀態(tài)單向節(jié)流閥單向節(jié)流閥4.2方向控制閥——換向閥電液換向閥左位狀態(tài)4.2方向控制閥——換向閥電液換向閥右位狀態(tài)4.2方向控制閥——多路換向閥多路換向閥是將兩個以上的閥塊組合在一起，用以操縱多個執(zhí)行元件的運動。多路換向閥可以根據(jù)不同液壓系統(tǒng)的要求，把安全閥、過載閥、分流閥、制動閥、單向閥等閥組合在一起，所以它結(jié)構(gòu)緊湊，管路簡單，壓力損失小，而且安裝簡便，因此廣泛應(yīng)用于工程機械、起重運輸機械和其它要求操縱多個執(zhí)行元件運動的行走機械。4.2方向控制閥——多路換向閥按閥體結(jié)構(gòu)形式分整體式分片式（組合式）按油路連接方式分并聯(lián)串聯(lián)按液壓泵卸荷方式分中位卸荷安全閥卸荷串并聯(lián)復(fù)合多路換向閥4.2方向控制閥——多路換向閥EFCDABTPTP1.多路換向閥并聯(lián)油路EFCDAB4.2方向控制閥——多路換向閥1.多路換向閥并聯(lián)油路EFCDABTPTPABCDEF4.2方向控制閥——多路換向閥1.多路換向閥并聯(lián)油路EFCDABTPTPABCDEF4.2方向控制閥——多路換向閥2.多路換向閥串聯(lián)油路ABCDTPTPEFCDEFAB4.2方向控制閥——多路換向閥2.多路換向閥串聯(lián)油路ABCDTPEFTPEFABAB4.2方向控制閥——多路換向閥2.多路換向閥串聯(lián)油路TPABABABABCDTPEF4.2方向控制閥——多路換向閥3.多路換向閥串、并聯(lián)油路4.2方向控制閥——多路換向閥多路換向閥實物4.3壓力控制閥常見壓力控制閥的類型按工作原理分:直動式先導(dǎo)式按閥心結(jié)構(gòu)分:滑閥球閥

錐閥按功能分:溢流閥減壓閥順序閥平衡閥壓力繼電器……它們共同的特點是利用油液壓力和彈簧力相平衡的原理來進行工作4.3壓力控制閥4.3壓力控制閥——溢流閥(一)功能和要求

功能：通過閥口的溢流，使控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定(穩(wěn)定進口P的壓力，使它不超過調(diào)定壓力)，實現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。要求：

調(diào)壓范圍大，調(diào)壓偏差小，壓力振擺小，動作靈敏，過流能力大，噪聲小。4.3壓力控制閥——溢流閥(二)工作原理和結(jié)構(gòu)

1.直動式溢流閥

基本部件依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥心上與彈簧力相平衡，以控制閥心的啟閉動作。工作原理特點閥心在最低位置，P與T關(guān)斷，這也是溢流閥的常態(tài)位置。直動式溢流閥多用于中低壓或安全閥4.3壓力控制閥——溢流閥4.3壓力控制閥——溢流閥溢流閥實物圖4.3壓力控制閥——溢流閥2.先導(dǎo)式溢流閥

先導(dǎo)式溢流閥由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成。先導(dǎo)閥的結(jié)構(gòu)原理與直動式溢流閥相同，但一般采用錐閥式結(jié)構(gòu)。主閥可分為：滑閥式(一級同心)結(jié)構(gòu)、二級同心結(jié)構(gòu)和三級同心結(jié)構(gòu)。4.3壓力控制閥——溢流閥2.先導(dǎo)式溢流閥

基本部件工作原理特點4.3壓力控制閥——溢流閥2.先導(dǎo)式溢流閥

基本部件工作原理特點4.3壓力控制閥——溢流閥2.先導(dǎo)式溢流閥

二節(jié)同心溢流閥其主閥芯為帶有圓柱面的錐閥。為使主閥關(guān)閉時有良好的密封性，要求主閥芯的圓柱導(dǎo)向面和圓錐面與閥套配合良好，兩處的同心度要求較高，故稱二節(jié)同心。

4.3壓力控制閥——溢流閥2.先導(dǎo)式溢流閥

三節(jié)同心溢流閥主閥芯與閥蓋、閥體與主閥座、主閥芯和閥體三處有同心配合要求，故屬于三節(jié)同心結(jié)構(gòu)

4.3壓力控制閥——溢流閥二節(jié)同心先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)工藝性好，加工裝配精度容易保證，結(jié)構(gòu)簡單，通用性和互換性好，且流通能力強，啟閉特性好。應(yīng)用最廣。三節(jié)同心溢流閥與一節(jié)同心、二節(jié)同心溢流閥比較：與一節(jié)同心先導(dǎo)式溢流閥相比，主閥的油封部分為錐閥，所以較滑閥的密封性好，且動作靈敏，適用于高壓的場合。與二節(jié)同心式溢流閥相比，三節(jié)同心閥多一節(jié)同心，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工裝配不太方便；而且因過流面積較小，啟閉特性不如二節(jié)同心閥好。電磁溢流閥4.3壓力控制閥——溢流閥二級調(diào)壓——通過一個電磁換向閥使遙控口K與遠程調(diào)壓閥的入口相連，實現(xiàn)二級調(diào)壓4.3壓力控制閥——溢流閥通油箱先導(dǎo)式溢流閥系統(tǒng)泄荷——通過電磁閥使遙控口與油箱相通，實現(xiàn)系統(tǒng)泄荷4.3壓力控制閥——溢流閥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?；y式閥芯用的較多，但泄漏量大。先導(dǎo)式

先導(dǎo)式溢流閥的導(dǎo)閥部分結(jié)構(gòu)尺寸一般都較小，調(diào)壓彈簧不必很強，因此壓力調(diào)整比較輕便。但是先導(dǎo)閥溢流導(dǎo)閥和主閥都動作后才能起控制作用，因此反應(yīng)不如直動閥靈敏。直動型：

直動式溢流閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但壓力受溢流流量的影響較大，不適合在高壓、大流量下工作。3.兩種溢流閥比較4.3壓力控制閥——溢流閥4.3壓力控制閥——溢流閥(三)溢流閥的主要性能（1）靜態(tài)特性A.壓力—流量特性（啟閉特性）B.調(diào)壓范圍與流量調(diào)節(jié)范圍C.卸荷壓力與壓力損失4.3壓力控制閥——溢流閥(三)溢流閥的主要性能（2）動態(tài)特性①壓力超調(diào)量△p②升壓時間t1③過渡過程時間t2④卸荷時間t34.3壓力控制閥——溢流閥(四)溢流閥的應(yīng)用

（1）定壓閥（2）安全閥——保障系統(tǒng)的安全（3）背壓閥（5）實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程調(diào)壓（4）卸荷閥（6）實現(xiàn)多級調(diào)壓4.3壓力控制閥——溢流閥（1）定壓閥特點：1.并接于節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)的定量泵出口2.通過溢出系統(tǒng)之余油來恒定系統(tǒng)工作壓力3.改變溢流閥的溢流壓力，即可實現(xiàn)油路工作壓力的調(diào)節(jié)4.常開溢流，功率損失大，采用啟閉特性好的先導(dǎo)式溢流閥4.3壓力控制閥——溢流閥（2）安全閥——保障系統(tǒng)的安全1.并接與變量泵出口，防止變量泵過載2.在系統(tǒng)正常工作時是關(guān)閉的，僅在系統(tǒng)油壓高于正常工作壓力時才打開。3.變量泵本身具有流量調(diào)節(jié)功能，正常情況下壓力流量均能供需自適應(yīng)，不必作溢流調(diào)節(jié)。只在外載很大或者出故障時才起作用，因此作安全閥使用時，調(diào)定的最大工作壓力為系統(tǒng)額定壓力的1.2倍左右，且常閉。4.3壓力控制閥——溢流閥（3）背壓閥接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。4.3壓力控制閥——溢流閥（4）卸荷閥這種卸荷方式所產(chǎn)生的實現(xiàn)自動控制和遠距離控制，較常用。4.3壓力控制閥——溢流閥（5）實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程調(diào)壓1.將直動式溢流閥的P口并接于先導(dǎo)式溢流閥的遙控口，即可實現(xiàn)遠程調(diào)控。2.遠接閥成為遠程調(diào)壓閥。3.遠程調(diào)壓閥可安裝在集中控制的操作臺上或便于調(diào)節(jié)的地方。4.3壓力控制閥——溢流閥（6）實現(xiàn)多級調(diào)壓

在溢流閥的遠程控制口串接電磁換向閥，則可以通過換向閥的左位和右位分別得到p1和p2兩種壓力，則液壓系統(tǒng)就可以相應(yīng)的得到多級壓力。4.3壓力控制閥——溢流閥板式直動式溢流閥4.3壓力控制閥——溢流閥板式先導(dǎo)式溢流閥4.3壓力控制閥——減壓閥用途：利用液流流過縫隙產(chǎn)生壓力損失，使其出口壓力低于進口壓力分類：4.3壓力控制閥——減壓閥定值減壓閥使進口油液的壓力減低后輸出，并保持所輸出減壓油的壓力為恒定值，這種閥用得較多，常稱為減壓閥。保證閥的進、出口兩側(cè)油液的壓力差為恒定值，常用它與節(jié)流閥組合成調(diào)速閥。定差減壓閥可使進出口壓力的比值保持恒定。定比減壓閥

輸出、輸入壓力關(guān)系由于減壓閥能使與其出口處相接的某一回路的壓力保持恒定，因此它在系統(tǒng)的夾緊、控制、潤滑等油路中應(yīng)用較多。

對減壓閥的要求是：出口壓力維持恒定，不受入口壓力、通過流量大小的影響。4.3壓力控制閥——減壓閥1.直動式減壓閥基本部件工作原理特點不管進油壓力如何變化，出油壓力如何變化，減壓閥的閥芯都會有相應(yīng)變化，自動調(diào)整減壓口開度，且最終穩(wěn)定在調(diào)定值。4.3壓力控制閥——減壓閥2.先導(dǎo)式減壓閥基本部件工作原理特點4.3壓力控制閥——減壓閥溢流閥與減壓閥的異同1.減壓閥控制出口壓力，保障出口壓力為定值。溢流閥相反；2.減壓閥閥口常開，進出油口相通；溢流閥口常閉。3.出口壓力油流向：減壓閥出口壓力油流往工作腔

先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油需單獨引回油箱。溢流閥出口直接接油箱，壓力等于0先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油在閥內(nèi)與出口相通。相同之處：結(jié)構(gòu)與工作原理相似不同之處：4.3壓力控制閥——減壓閥3.定差減壓閥基本部件工作原理特點若1.較軟彈簧（k比較?。?；2.x0>>Δx.則間隙Δx變化時，Δp變化不大，近似保持了Δp不變。4.3壓力控制閥——減壓閥4.定比減壓閥基本部件工作原理特點4.3壓力控制閥——減壓閥先導(dǎo)式減壓閥4.3壓力控制閥——順序閥用于多個執(zhí)行元件的順序動作。通過改變控制方式、泄漏方式和二次油路的接法，順序閥還可構(gòu)成其它功能，作背壓閥、平衡閥或卸荷閥用4.3壓力控制閥——順序閥工作原理1.直動式順序閥

基本部件特點4.3壓力控制閥——順序閥外控外泄式順序閥外控內(nèi)泄式順序閥內(nèi)控外泄式順序閥內(nèi)控內(nèi)泄式順序閥4.3壓力控制閥——順序閥2.先導(dǎo)式順序閥基本部件工作原理特點4.3壓力控制閥——順序閥(1)用以實現(xiàn)多執(zhí)行器的順序動作控制。(2)作背壓閥用。(3)作平衡閥用。在平衡回路中連接一單向順序閥，以保持垂直設(shè)置的液壓缸不會因自重而下落。(4)作卸荷閥用。將外控順序閥的出口通油箱，使液壓泵在工作需要時可以卸荷。4.3壓力控制閥——壓力繼電器工作原理4.4流量控制閥4.4流量控制閥流量控制閥是依靠改變閥口通流面積的大小或通流通道的長短來改變液阻，控制通過閥的流量，達到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件〔缸或馬達〕運動速度的目的。流量控制閥的功能什么是流量閥流量閥是一種能對液流進行節(jié)流為特征的液壓元件。其在液壓系統(tǒng)中的作用就是一個可調(diào)液阻。4.4流量控制閥4.4流量控制閥——節(jié)流閥結(jié)構(gòu)與工作原理4.4流量控制閥——節(jié)流閥節(jié)流口堵塞最小穩(wěn)定流量流量特性方程

4.4流量控制閥——節(jié)流閥單向節(jié)流閥4.4流量控制閥——調(diào)速閥4.4流量控制閥——溢流節(jié)流調(diào)速閥溢流節(jié)流調(diào)速閥的入口壓力，即泵壓力隨外負(fù)載變化，當(dāng)外負(fù)載減小時，泵的供油壓力也隨之減小，減少了泵的負(fù)荷和系統(tǒng)損耗.1-液壓油缸；2－安全閥；3－溢流閥；4－節(jié)流閥芯進行了壓力補償?shù)墓?jié)流閥由溢流閥和節(jié)流閥并連而成，流量恒定不變。4.4流量控制閥——分流集流閥分流閥能將壓力油按一定流量比率分配給兩個液壓缸和液壓馬達，而不管它們的載荷(壓力)怎樣變化。集流閥則將壓力不同的兩個分支管路的流量按一定的比率匯集起來。分流集流閥兼有分流閥和集流閥機能。4.5插裝閥4.5插裝閥插裝閥由一組已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的基本組件組成，根據(jù)液壓系統(tǒng)的不同需求，將這些基本組件插入特定規(guī)格的閥塊，即可組成插裝閥系統(tǒng)。插裝閥是近年發(fā)展起來的一種新型液壓元件，在高壓大流量系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用4.5插裝閥1-控制蓋板2-彈簧3－閥套4