液壓與氣壓傳動技術(shù) 課件任務(wù)9.2 壓力控制閥的結(jié)構(gòu)認(rèn)知及壓力控制回路的構(gòu)建

液壓與氣壓傳動技術(shù)

溢流閥的應(yīng)用課程導(dǎo)入直動式溢流閥的用途——常作安全閥和先導(dǎo)閥，不適合用作調(diào)壓閥（“控制壓力精度低）”。先導(dǎo)式溢流閥的用途——常用于對液壓系統(tǒng)工作壓力進行恒壓控制與調(diào)節(jié)（“控制壓力精度高）”。溢流閥可對液壓系統(tǒng)實現(xiàn)過載保護以及對液壓系統(tǒng)進行恒壓控制，怎么來選擇和調(diào)試溢流閥實現(xiàn)這些功能？知識目標(biāo)認(rèn)知溢流閥的結(jié)構(gòu)特點掌握溢流閥的調(diào)壓原理掌握溢流閥有哪些用途掌握各種用途的油路工作原理技能目標(biāo)能正確選用溢流閥能正確分析及調(diào)節(jié)溢流閥壓力能夠搭接各種用途的回路能夠分析并調(diào)試各種用途的回路

授課導(dǎo)航直動式溢流閥的工作原理及特點

先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點

溢流閥的用途

直動式溢流閥的工作原理特點回顧：溢流閥可達到對液壓系統(tǒng)調(diào)壓的目的，在液壓系統(tǒng)中通常起限壓（稱安全閥）和穩(wěn)壓（稱調(diào)壓閥或溢流閥）的作用。通過調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊力，可改變調(diào)定的溢流壓力值；增大調(diào)壓彈簧預(yù)緊力，調(diào)定壓力增大；減小彈簧預(yù)緊力，調(diào)定壓力減小。直動式溢流閥的工作原理特點通過溢去多余流量限制系統(tǒng)壓力、使壓力不超過某個值——起限壓（安全閥）作用。直動式溢流閥的工作原理特點當(dāng)pA<Fs:閥口關(guān)閉；當(dāng)pA=Fs:閥口為臨界打開狀態(tài)，此時p為pk，pk=kx0/A當(dāng)pA>Fs:閥口打開溢流，此時因?x

?

x0

，則p=k（x0+?x）/A≈kx0/A≈pk溢流壓力p為溢流閥的調(diào)定壓力。溢流閥在溢去流量的同時，溢流壓力基本恒定。性能分析：溢流閥閥芯上阻尼小孔用于增加液阻、減小閥芯動作過程引起的振動、提高閥工作穩(wěn)定性。閥芯上腔設(shè)有內(nèi)泄油口，與回油口接通，保證上腔不產(chǎn)生油壓，使調(diào)定壓力只受彈簧預(yù)緊力的調(diào)節(jié)。彈簧力的大小與控制壓力成正比，因此，如果需提高設(shè)定的調(diào)定壓力值,就需要調(diào)大彈簧力，而因結(jié)構(gòu)尺寸限制,則需要采用較大剛度的彈簧。彈簧剛度一定時，直動式溢流閥的穩(wěn)壓精度取決于溢流量的大小，溢流量越大穩(wěn)壓精度越差，這是因為溢流量越大，溢流時閥口的開啟量就越大，這個過程溢流壓力波動就越大，穩(wěn)壓精度就越低；而彈簧剛度越大，同樣的閥口開度變化引起的溢流壓力變化就越大。特點：壓力波動大會影響液壓系統(tǒng)的工作性能。因高壓大流量場合，直動式溢流閥的定壓精度低，故直動型溢流閥常用于低壓、小流量液壓系統(tǒng)中，或作安全閥使用。工作原理特點分析：先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)組成先導(dǎo)閥主閥先導(dǎo)式直動式先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)：二級結(jié)構(gòu)，由先導(dǎo)閥和主閥組成。兩個彈簧：先導(dǎo)閥彈簧為調(diào)壓彈簧、剛度較大；主閥彈簧為復(fù)位彈簧、剛度較小。調(diào)壓彈簧復(fù)位彈簧先導(dǎo)式溢流閥的工作原理進口壓力p<p調(diào)時：先導(dǎo)閥口關(guān)閉，主閥口關(guān)閉，不溢流；并聯(lián)的油路壓力隨系統(tǒng)負(fù)載變化而變化。先導(dǎo)式溢流閥的工作原理進口壓力p=p調(diào)時：先導(dǎo)閥口開啟，主閥口開啟，溢流；靠溢去多余油液來穩(wěn)定進口壓力恒定。先導(dǎo)式溢流閥的工作原理原理：先導(dǎo)閥起調(diào)壓和先導(dǎo)控制作用，作用在主閥芯兩端的壓力差與主閥軟彈簧相平衡。調(diào)壓彈簧復(fù)位彈簧p-p＇不變Fs不變長春汽車職業(yè)技術(shù)大先導(dǎo)式溢流閥的性能特點特點：定壓精度較高，壓力控制穩(wěn)定性好，常用于對系統(tǒng)進行恒壓控制。調(diào)壓彈簧復(fù)位彈簧遙控口P′P

p＇不變則p基本不變（即：溢流壓力p不隨主閥口開度變化而變化，穩(wěn)定性好）則p-p＇基本不變Fs基本不變阻尼孔b性能分析：主閥芯抬起時，如果忽略主閥軟彈簧壓縮量增加引起的彈簧力增加，考慮到先導(dǎo)閥開度小，調(diào)壓彈簧彈簧力變化小，溢流時無論閥口開度如何變化，都有先導(dǎo)式溢流閥的性能特點阻尼孔作用：形成壓力差、減小閥芯振動。遙控口作用：遠(yuǎn)程調(diào)壓、多級調(diào)壓及卸荷。

溢流閥的幾種用途一、穩(wěn)壓溢流二、過載保護三、做背壓閥

q1qq1q過載保護用途：在變量泵系統(tǒng)中，溢流閥只有在系統(tǒng)過載時才打開，對系統(tǒng)起過載保護作用；

穩(wěn)壓溢流用途：定量泵節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，溢流閥起溢去多余流量，調(diào)定系統(tǒng)壓力的作用（此回路又稱調(diào)壓回路）；調(diào)定壓力p=克服負(fù)載所需要的壓力調(diào)定壓力p>克服負(fù)載所需要的壓力做背壓閥用途：溢流閥2對回油產(chǎn)生阻力，造成執(zhí)行元件的背壓，可以提高執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性；pq1小于qq1等于q調(diào)定壓力p一般比較小溢流閥的幾種用途四、遠(yuǎn)程調(diào)壓遠(yuǎn)程調(diào)壓用途：用先導(dǎo)式溢流閥1的遙控口外接一個遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2，代替先導(dǎo)式溢流閥1本身的先導(dǎo)閥，實現(xiàn)遙控；遙控溢流閥2的調(diào)定壓力一定要低于主溢流閥1的調(diào)定壓力。xppTx溢流閥的幾種用途五、多級調(diào)壓7MPa3MPa10MPa10MPa7MPa3MPa多級調(diào)壓用途：最大壓力一定要在主溢流閥上設(shè)定。溢流閥的幾種用途六、卸荷閥做卸荷閥用途：將先導(dǎo)式溢流閥的遙控口接油箱，可使液壓泵卸荷，多采用電磁溢流閥。電磁溢流閥是先導(dǎo)式溢流閥與電磁換向閥的組合閥溢流閥的用途匯總1）溢流閥：溢去多余流量、調(diào)定系統(tǒng)壓力恒定（穩(wěn)壓溢流）；2）安全閥：限定系統(tǒng)最高壓力（過載保護）；3）背壓閥：形成背壓，提高運動平穩(wěn)性；4）遠(yuǎn)程調(diào)壓：遙控；5）多級調(diào)壓：使系統(tǒng)在不同工作階段實現(xiàn)多種工作壓力的控制；6)卸荷閥：使泵在零功率下運轉(zhuǎn)（使泵卸荷）。。實訓(xùn)指引先導(dǎo)式溢流閥的溢流穩(wěn)壓功能實操任務(wù)一：認(rèn)知先導(dǎo)式溢流閥任務(wù)二：連接并調(diào)試觀察先導(dǎo)式溢流閥外觀、指出圖中三個孔的含義先導(dǎo)式溢流閥的溢流穩(wěn)壓實操將調(diào)定壓力固定在24bar，觀察液壓缸慢速伸出時和到終端時泵的壓力，在任務(wù)單中對應(yīng)位置填寫相關(guān)內(nèi)容。任務(wù)三：遠(yuǎn)程調(diào)壓任務(wù)四：使泵卸荷溢流閥的應(yīng)用實操將先導(dǎo)式溢流閥1的遙控口X用油管接到另一個遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2，可以實現(xiàn)遙控。將先導(dǎo)式溢流閥1的遙控口X通過換向閥接油箱可以使泵卸荷。小結(jié)液壓與氣壓傳動技術(shù)01先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)組成及特點02先導(dǎo)式溢流閥的工作原理及性能03先導(dǎo)式溢流閥的穩(wěn)壓控制24液壓與氣壓傳動技術(shù)先導(dǎo)式減壓閥的工作原理及應(yīng)用26液壓與氣壓傳動技術(shù)夾緊缸壓力低于系統(tǒng)壓力授課導(dǎo)航先導(dǎo)式減壓閥的工作原理

先導(dǎo)式減壓閥的應(yīng)用

減壓閥功能：減壓閥是利用液流流經(jīng)縫隙產(chǎn)生壓力降的原理，使得出口壓力低于進口壓力并保持恒定，常用于某一條支路壓力低于主油路壓力的場合。2829根據(jù)所控壓力不同定值減壓閥定比減壓閥定差減壓閥直動式減壓閥先導(dǎo)式減壓閥減壓閥類型根據(jù)結(jié)構(gòu)不同先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)30先導(dǎo)閥調(diào)壓主閥減壓減壓閥工作原理31P出小于

P調(diào)，閥芯在下端，閥口最大非工作狀態(tài)，P出

=

P進。P出達到

P調(diào)，閥芯上移，閥口變小閥口減小工作狀態(tài)，P出

<

P進減壓且恒定閥口最大先導(dǎo)閥打開先導(dǎo)閥關(guān)閉32出油口接支路APT進油口卸油口接油箱減壓閥特點及應(yīng)用331.減壓閥的閥口為常開型2.減壓閥的控制信號為出口壓力3.減壓閥工作時出口壓力基本保持恒定，所以同時具有減壓和穩(wěn)壓的功能特點

一個油源多分支液壓系統(tǒng)中，某一支路的壓力低于系統(tǒng)壓力且保持壓力恒定，可以采用減壓回路，如機床液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊、分度等。應(yīng)用4.當(dāng)先導(dǎo)式減壓閥遙控口接一遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，可實現(xiàn)二級減壓

減壓閥應(yīng)用分析34

a)單級減壓回路b）二級減壓回路小結(jié)液壓與氣壓傳動技術(shù)01先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)02先導(dǎo)式減壓閥原理、特點03減壓閥應(yīng)用分析36液壓與氣壓傳動技術(shù)先導(dǎo)式順序閥及順序閥的常見用途順序閥是利用系統(tǒng)壓力變化來控制油路的通斷，相當(dāng)于用液體壓力控制的油路開關(guān)，可稱之為液壓開關(guān)。課程導(dǎo)入：順序閥還有哪些用途？知識目標(biāo)掌握先導(dǎo)式順序閥的工作原理掌握順序閥在回路中的常見用途技能目標(biāo)能理解順序閥在不同場合的作用能正確分析采用順序閥的油路授課導(dǎo)航先導(dǎo)式順序閥的工作原理順序閥的常見用途及其油路分析

按結(jié)構(gòu)順序閥知識回顧此處可配圖或輸入文字按控制方式和泄油方式1.直動式2.先導(dǎo)式1.內(nèi)控外泄

3.外控外泄

2.內(nèi)控內(nèi)泄4.外控內(nèi)泄直動式順序閥工作原理1.調(diào)節(jié)螺釘2.調(diào)壓彈簧3.上蓋4.閥體5.閥芯6.控制活塞7.下蓋不工作時進油口和出油口不通直動式順序閥工作原理P油

<

P彈

進出油口不通P油

P彈

進出油口相通≥先導(dǎo)式順序閥外觀及工作原理與先導(dǎo)式溢流閥相近，其主要區(qū)別是：溢流閥的出口接油箱，順序閥的出口往往接執(zhí)行元件，順序閥的泄漏油通道不能在閥內(nèi)部與出口接通，須有專門的泄漏油口接油箱。順序閥和溢流閥的用途不同，在結(jié)構(gòu)上略有不同，一般不建議用順序閥代替溢流閥使用。順序閥的常見用途順序閥最常用的是構(gòu)成順序動作回路。順序動作回路的作用是使多缸液壓傳動系統(tǒng)中各個執(zhí)行元件嚴(yán)格地按規(guī)定的順序動作。如右圖的順序動作回路，其伸出動作的動作順序是先定位后夾緊，工作結(jié)束后兩缸同時后退。順序動作回路順序閥調(diào)整壓力應(yīng)比先動作缸最高壓力大。順序閥的常見用途平衡回路為了防止立式及傾斜放置的液壓缸及其工作部件在懸空停止期間因自重而自行下滑，或在下行工作期間因自重超速下落，可設(shè)置由單向順序閥組成的平衡回路。立式液壓缸單向順序閥1.采用單向順序閥的平衡回路即在立式液壓缸下行的回路上增設(shè)適當(dāng)?shù)淖枇σ云胶庾灾卮藭r順序閥的開啟壓力p是根據(jù)液壓缸自重來設(shè)置的，pA稍大于液壓缸自重，A是液壓缸下腔工作面積。液壓缸不工作時順序閥關(guān)閉，工作部件不會下滑。單向順序閥用在立式液壓缸驅(qū)動大型部件的自重平衡回路中，順序閥調(diào)定壓力應(yīng)稍大于由于工作部件自重在液壓缸下腔形成的壓力。此時順序閥的開啟壓力p是根據(jù)液壓缸自重來設(shè)置的，pA稍大于液壓缸自重，A是液壓缸下腔工作面積。當(dāng)液壓缸下行時，由于自重得到平衡，不會超速。單向順序閥用在立式液壓缸驅(qū)動大型部件的自重平衡回路中，順序閥調(diào)定壓力應(yīng)稍大于由于工作部件自重在液壓缸下腔形成的壓力。此時順序閥的開啟壓力p是根據(jù)液壓缸自重來設(shè)置的，pA稍大于液壓缸自重，A是液壓缸下腔工作面積。當(dāng)液壓缸上行時，單向閥導(dǎo)通油路。單向順序閥用在立式液壓缸驅(qū)動大型部件的自重平衡回路中，順序閥調(diào)定壓力應(yīng)稍大于由于工作部件自重在液壓缸下腔形成的壓力。2.采用液控順序閥的平衡回路順序閥的常見用途雙泵供油系統(tǒng)系統(tǒng)輕載快速工作時，雙泵匯流同時向系統(tǒng)供油，而當(dāng)系統(tǒng)重載慢速時，無需大流量泵供油，為減小功率損耗及系統(tǒng)發(fā)熱，須將大流量泵卸荷回油箱，而此時利用重載時小流量泵的高壓力打開液控順序閥，即可使大流量泵卸荷。這里，打開順序閥靠的是小流量泵的供油壓力。實訓(xùn)指引順序閥在回路中應(yīng)用

實訓(xùn)任務(wù)實訓(xùn)指引

任務(wù)三：順序閥壓力調(diào)試

將順序閥手柄旋至最緊，觀察液壓缸動作。調(diào)試順序閥使定位缸動作后壓力達到順序閥開啟壓力夾緊缸油路接通、夾緊缸動作。

任務(wù)一：無順序閥時兩缸同時動作任務(wù)二：有順序閥時定位缸伸出到位后達到順序閥開啟壓力、油路接通夾緊缸動作順序閥壓力調(diào)定先動作執(zhí)行元件工作壓力的0.5兆帕—0.8兆帕<順序閥調(diào)定壓力系統(tǒng)壓力<小結(jié)液壓與氣壓傳動技術(shù)01先導(dǎo)式順序閥工作原理02順序閥常見用途03順序閥壓力調(diào)試57液壓與氣壓傳動技術(shù)

壓力開關(guān)的工作性能及應(yīng)用壓力開關(guān)是一種壓電信號轉(zhuǎn)換元件，它能把變化的壓力信號轉(zhuǎn)變成電信號。常用于接收壓力變化的信號，轉(zhuǎn)變成電信號來實現(xiàn)自動控制。壓力開關(guān)舊稱壓力繼電器課程導(dǎo)引：壓力開關(guān)的工作性能好壞直接影響系統(tǒng)的工作性能。壓力開關(guān)內(nèi)含微動開關(guān)，微動開關(guān)感應(yīng)來自液壓系統(tǒng)的壓力變化傳遞電氣信號。根據(jù)工況的需要，通過調(diào)節(jié)壓力開關(guān)設(shè)定發(fā)信號的壓力，當(dāng)液體壓力達到預(yù)定值時，微動開關(guān)動作，給電氣設(shè)備發(fā)信號，比如控制電磁換向閥換向。即可控制電磁鐵、時間繼電器、接觸器等組件動作，使油路卸壓、換向，執(zhí)行元件實現(xiàn)順序動作，或發(fā)出濾油器堵塞報警信號、關(guān)閉電動機電路、使系統(tǒng)停止工作，起安全保護作用。壓力開關(guān)的主要性能注意：通斷調(diào)節(jié)區(qū)間反應(yīng)了壓力繼電器的靈敏度，差值小則靈敏度高。壓力開關(guān)不能過于靈敏，通斷調(diào)節(jié)區(qū)間要有足夠的數(shù)值，否則系統(tǒng)壓力波動時壓力繼電器發(fā)出的信號會時通時斷，因此，壓力開關(guān)有可調(diào)節(jié)摩檫力大小的結(jié)構(gòu)型式，使通斷調(diào)節(jié)區(qū)間可調(diào)、靈敏度可調(diào)。(2)靈敏度與通斷調(diào)節(jié)區(qū)間

開啟壓力：系統(tǒng)壓力升高到壓力開關(guān)的調(diào)定值時，壓力開關(guān)動作、接通電信號的壓力；閉合壓力：系統(tǒng)壓力降低，壓力開關(guān)復(fù)位、切斷電信號的壓力。通斷調(diào)節(jié)區(qū)間（也稱返回區(qū)間）：因接通和復(fù)位時柱塞和頂桿移動時的摩檫力方向相反，開啟壓力大于閉合壓力，開啟壓力與閉合壓力之間存在的差值稱為通斷調(diào)節(jié)區(qū)間。(1)調(diào)壓范圍能夠發(fā)出電信號的最低和最高工作壓力的范圍稱為調(diào)壓范圍。工作時，工作壓力由內(nèi)部的調(diào)壓彈簧來調(diào)節(jié)。壓力開關(guān)的主要性能(2)靈敏度與通斷調(diào)節(jié)區(qū)間

開啟壓力：系統(tǒng)壓力升高到壓力開關(guān)的調(diào)定值時，壓力開關(guān)動作、接通電信號的壓力；閉合壓力：系統(tǒng)壓力降低，壓力開關(guān)復(fù)位、切斷電信號的壓力。通斷調(diào)節(jié)區(qū)間（也稱返回區(qū)間）：因接通和復(fù)位時柱塞和頂桿移動時的摩檫力方向相反，開啟壓力大于閉合壓力，開啟壓力與閉合壓力之間存在的差值稱為通斷調(diào)節(jié)區(qū)間。(1)調(diào)壓范圍能夠發(fā)出電信號的最低和最高工作壓力的范圍稱為調(diào)壓范圍。工作時，工作壓力由內(nèi)部的調(diào)壓彈簧來調(diào)節(jié)。(3)重復(fù)精度在一定的調(diào)定壓力下，多次升壓(或降壓)過程中，開啟壓力或閉合壓力本身的差值。差值小則重復(fù)精度高。壓力開關(guān)的用途小結(jié)論：實際應(yīng)用時，壓力繼電器并聯(lián)安裝于油路中，當(dāng)所接油路壓力達到設(shè)定值時，壓力繼電器通過內(nèi)部的微動開關(guān)發(fā)出電信號來控制電氣線路。（1）用于安全保護如圖a所示，將壓力開關(guān)設(shè)置在夾緊液壓缸的一端，液壓泵啟動后，首先2YA通電將工件夾緊，此時夾緊液壓缸的進油腔壓力升高，當(dāng)升高到壓力開關(guān)的調(diào)定值時，壓力開關(guān)動作，發(fā)出電信號使進給液壓缸進刀切削。在加工期間，壓力開關(guān)微動開關(guān)的常開觸點需始終閉合，若工作時因故造成工件松動，夾緊缸工作壓力降低，壓力開關(guān)斷開，切削液壓缸立即停止進刀，從而避免工件未安全夾緊的情況下被切削而導(dǎo)致事故。在圖b中，當(dāng)濾油器2堵塞造成液流阻力增加時，濾油器進口壓力會增大，當(dāng)此壓力增大到壓力開關(guān)3調(diào)整的限定壓力時，壓力開關(guān)報警以便及時清洗或更換濾油器，此時閥1作為旁通閥起安全閥作用。

b圖a圖壓力開關(guān)的用途（2）用于控制順序動作

圖中，液壓泵啟動后，首先按啟動按鈕使1YA通電，液壓缸A左腔進油，推動活塞向右移。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高（比如移動部件碰到限位器后），A缸進油腔壓力超過壓力開關(guān)1KP的調(diào)定壓力值時，壓力開關(guān)1KP發(fā)出電信號，使3YA通電，高壓油進入液壓缸B的左腔，推動活塞B右移，靠壓力開關(guān)1KP實現(xiàn)兩個液壓缸先后順序伸出的控制。按返回按鈕，1YA、3YA斷電，4YA通電，缸B活塞向左退回，實現(xiàn)動作③；缸B活塞退到原位后，當(dāng)B缸進油腔壓力超過壓力開關(guān)2KP的調(diào)定壓力值時，2KP發(fā)出電信號，使2YA通電，缸1活塞后退完成動作④。壓力開關(guān)的用途（3）用于自動循環(huán)的程序控制

如圖9-32，1YA、2YA通電，液壓缸左腔進油、右腔回油，活塞右移實現(xiàn)快進；2YA斷電，液壓缸工進；工進至終點，液壓缸左腔壓力增大到壓力繼電器調(diào)定值時，發(fā)出信號使1YA斷電，2YA通電，缸右腔進油，活塞左移實現(xiàn)快退，完成一個自動工作循環(huán)。小提醒：壓力開關(guān)必須并聯(lián)在工作時壓力有明顯變化的位置，否則捕捉不到變化的壓力信號，因而就不能發(fā)出電信號。壓力開關(guān)的用途濾油器堵塞后，壓力開關(guān)如何報警？壓力開關(guān)在不同場合的作用不同，應(yīng)在具體工況中具體分析其作用，以確定具體的壓力設(shè)定值，動作壓力設(shè)定不合理是造成整個設(shè)備誤動作的安全隱患。66液壓與氣壓傳動技術(shù)壓力控制回路的構(gòu)建

方向控制回路壓力控制回路速度控制回路多缸工作控制回路

液壓基本回路類型液壓與氣壓傳動技術(shù)

壓力控制回路調(diào)壓回路減壓回路增壓回路卸荷回路保壓回路釋壓回路平衡回路壓力控制回路1.調(diào)壓回路單級調(diào)壓回路

壓力控制回路液壓與氣壓傳動技