液壓與氣壓傳動 第5版 課件 4.1、4.2壓力控制閥

液壓與氣壓傳動流體動力與控制工程系講課教師：劉銀水1液壓閥概述液壓控制閥是液壓傳動系統(tǒng)中的控制元件，用來控制系統(tǒng)中油液流動方向、流量的大小、系統(tǒng)壓力高低，從而實現(xiàn)對執(zhí)行元件的啟動、停止、運動方向、速度的大小、克服負載的能力、動作順序進行調(diào)節(jié)與控制。2液壓閥概述一、液壓閥工作原理與組成動畫演示組成：閥芯閥體控制機構(gòu)3液壓閥概述二、液壓閥的分類1、根據(jù)閥芯結(jié)構(gòu)形式分類⑴滑閥4液壓閥概述二、液壓閥的分類1、根據(jù)閥芯結(jié)構(gòu)形式分類⑵錐閥5液壓閥概述二、液壓閥的分類1、根據(jù)閥芯結(jié)構(gòu)形式分類⑶球閥6液壓閥概述二、液壓閥的分類2、根據(jù)用途不同分類壓力控制閥：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。7液壓閥概述二、液壓閥的分類3、根據(jù)控制方式不同分類定值或開關(guān)控制閥：被控制量為定值或閥口啟閉控制液流通路的閥類，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：被控制量與輸入信號及反饋量成比例連續(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。8液壓閥概述二、液壓閥的分類4、根據(jù)安裝連接型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。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。疊加式：是板式連接閥的一種發(fā)展形式，多個接口相同的閥疊加在一起安裝。9液壓閥概述二、液壓閥的分類4、根據(jù)安裝連接型式不同分類10液壓閥概述三、液壓閥的性能參數(shù)1、公稱通徑代表閥的通流能力的大小，對應于閥的額定流量。與閥的進出油口連接的油管應與閥的通徑相一致。閥工作時的實際流量應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。2、額定壓力閥長期工作所允許的最高壓力。對于壓力控制閥，實際最高壓力有時還與閥的調(diào)壓范圍有關(guān)；對于換向閥，實際最高壓力還可能受它的功率極限的限制。11液壓閥概述四、對液壓閥的基本要求1、動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動要小。2、閥口全開時，液流壓力損失要??；閥口關(guān)閉時，密封性能要好。3、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。4、結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護方便，通用性要好。12壓力控制閥壓力控制閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液壓力或通過壓力信號實現(xiàn)控制的閥類。它包括溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器。壓力控制閥的基本工作原理：以調(diào)節(jié)彈簧作為負載，通過液壓作用力與彈簧力進行比較來實現(xiàn)對油液壓力的控制。調(diào)節(jié)彈簧的預壓縮量即調(diào)節(jié)了閥芯的動作壓力，該彈簧是壓力控制閥的重要調(diào)節(jié)零件，稱為調(diào)壓彈簧。13壓力控制閥一、溢流閥溢流閥旁接在液壓泵的出口，保證系統(tǒng)壓力恒定或限制其最高壓力；有時也旁接在執(zhí)行元件的進口，對執(zhí)行元件起安全保護作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)型式，可分為直動型和先導型。14壓力控制閥一、溢流閥151、直動型溢流閥⑴工作原理壓力控制閥一、溢流閥161、直動型溢流閥⑴工作原理壓力控制閥一、溢流閥對應調(diào)壓彈簧一定的預壓縮量，閥的進口壓力基本為一定值；調(diào)節(jié)彈簧的預壓縮量，可調(diào)節(jié)溢流閥的進口壓力；

閥的進口壓力會受流量變化的影響，定壓精度不高，一般用調(diào)壓偏差Δp=ps-pk

和nk=pk/ps來描述其靜態(tài)特性。⑵結(jié)構(gòu)特點171、直動型溢流閥壓力控制閥一、溢流閥動畫演示18⑴工作原理2、先導型溢流閥壓力控制閥一、溢流閥19⑴工作原理2、先導型溢流閥壓力控制閥一、溢流閥202、先導型溢流閥壓力控制閥一、溢流閥2、先導型溢流閥先導閥和主閥閥芯分別處于受力平衡，其閥口都滿足壓力流量方程。閥的進口壓力由兩次比較得到，壓力值主要由先導閥調(diào)壓彈簧的預壓縮量確定，主閥彈簧起復位作用。通過先導閥的流量很小，是主閥額定流量的1％，因此其尺寸很小，即使是高壓閥，其彈簧剛度也不大，閥的調(diào)節(jié)性能有很大改善。主閥芯開啟是利用液流流經(jīng)阻力孔形成的壓力差。阻力孔一般為細長孔，孔徑很小φ=0.8~1.2mm，孔長l=

8~12mm，工作時易堵塞，將導致主閥口常開無法調(diào)壓，因此大都采用兩級同心結(jié)構(gòu)。先導閥前腔有一控制口，用于卸荷和遙控。⑵結(jié)構(gòu)特點21壓力控制閥一、溢流閥2、先導型溢流閥⑶先導型溢流閥遙控口接法遠程調(diào)壓卸荷22壓力控制閥一、溢流閥2、先導型溢流閥⑷溢流閥功用

用作溢流閥

用作安全閥

用作卸荷閥

用作背壓閥23壓力控制閥一、溢流閥2、先導型溢流閥⑸溢流閥基本性能參數(shù)調(diào)壓范圍：在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，閥的輸出壓力能平穩(wěn)的升降，無突跳或遲滯現(xiàn)象。為改善高壓溢流閥的調(diào)節(jié)性能，往往通過更換四根剛度不同的彈簧0.6～8、4～16、8～20、16～32MPa實現(xiàn)四級調(diào)壓。A）靜態(tài)性能24壓力控制閥一、溢流閥2、先導型溢流閥⑸溢流閥基本性能參數(shù)壓力流量特性：溢流閥的進口壓力隨流量變化而波動的性能，又稱為啟閉特性。（ps-pk）、（ps-pb）稱為調(diào)壓偏差，調(diào)壓偏差小好

nk=pk/ps稱為開啟壓力比，

nb=pb/ps

稱為閉合壓力比，nk

、nb大好。25A）靜態(tài)性能壓力控制閥一、溢流閥2、先導型溢流閥⑸溢流閥基本性能參數(shù)卸荷壓力：溢流閥做卸荷閥時，額定流量下進、出口的壓力差稱為卸荷壓力。最大允許流量和最小穩(wěn)定流量：溢流閥溢流閥在最大允許流量下（即額定流量）下工作時應無異常噪聲；最小穩(wěn)定壓力取決于對壓力平穩(wěn)性的要求，一般規(guī)定為額定流量的15%。26A）靜態(tài)性能壓力控制閥一、溢流閥2、先導型溢流閥⑸溢流閥基本性能參數(shù)壓力超調(diào)量響應時間過渡過程時間升壓時間27B）動態(tài)性能壓力控制閥一、溢流閥2、先導型溢流閥⑸溢流閥基本性能參數(shù)卸荷時間28B）動態(tài)性能壓力控制閥二、減壓閥減壓閥是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的壓力控制閥。定壓減壓閥定差減壓閥定比減壓閥調(diào)節(jié)要求不同減壓閥用在液壓系統(tǒng)中獲得壓力低于系統(tǒng)壓力的二次油路上，如夾緊回路、潤滑回路和控制回路。減壓閥出口壓力還與出口負載有關(guān)，若負載壓力低于調(diào)定壓力時，出口壓力由負載決定，此時減壓閥不起減壓作用。29壓力控制閥二、減壓閥1、定壓減壓閥⑴直動式減壓閥30壓力控制閥1、定壓減壓閥（演示動畫）⑵出口壓力控制式先導型31二、減壓閥壓力控制閥二、減壓閥1、定壓減壓閥⑶結(jié)構(gòu)特點

與先導型溢流閥比較：減壓閥為出口壓力控制，保證出口壓力為定值，溢流閥為進口壓力控制，保證進口壓力恒定。減壓閥閥口常開；溢流閥閥口常閉。減壓閥出口壓力油去工作，有一定的壓力，因此有單獨的泄油口；溢流閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。減壓閥與溢流閥一樣有遙控口，可實現(xiàn)泄壓或遠程調(diào)壓。32壓力控制閥二、減壓閥33K值較小2、定差減壓閥壓力控制閥二、減壓閥3、定比減壓閥彈簧力遠小于液壓力34壓力控制閥三、順序閥順序閥是一種利用系統(tǒng)壓力控制閥口通斷的壓力閥，使系統(tǒng)中多個執(zhí)行元件按順序動作。35壓力控制閥三、順序閥36壓力控制閥三、順序閥按控制油來源不同分內(nèi)控和外控，按彈簧腔泄漏油引出方式不同分內(nèi)泄和外泄。37壓力控制閥三、順序閥1、內(nèi)控外泄順序閥內(nèi)控外泄順序閥與溢流閥非常相象：閥口常閉，進口壓力控制，但是該閥出口油液要去工作，所以有單獨的泄油口。其進口壓力先要達到閥的調(diào)定壓力，而出口壓力取決于負載。當負載壓力高于閥的調(diào)定壓力時，進口壓力等于出口壓力，閥口全開；當負載壓力低于調(diào)定壓力時，進口壓力等于調(diào)定壓力，閥的開口一定。38壓力控制閥三、順序閥391、內(nèi)控外泄順序閥壓力控制閥三、順序閥2、內(nèi)控內(nèi)泄順序閥內(nèi)控內(nèi)泄順序閥的圖形符號和工作原理與溢流閥相同。多串聯(lián)在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定壓力，保證執(zhí)行元件運動平穩(wěn)。40壓力控制閥三、順序閥3、外控內(nèi)泄順序閥41