液壓閥(流量閥)

1、第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1 1第三節(jié)第三節(jié) 流量控制閥流量控制閥 流量控制閥流量控制閥( (簡(jiǎn)稱流量閥簡(jiǎn)稱流量閥) )是在一定的壓差下通過是在一定的壓差下通過改改變節(jié)流口通流面積的大小變節(jié)流口通流面積的大小，改變通過閥口流量的閥。，改變通過閥口流量的閥。 在液壓系統(tǒng)中，控制流量的目的是對(duì)執(zhí)行元件的運(yùn)在液壓系統(tǒng)中，控制流量的目的是對(duì)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制，因此液壓系統(tǒng)流量控制回路又常稱為動(dòng)速度進(jìn)行控制，因此液壓系統(tǒng)流量控制回路又常稱為速度控制回路或調(diào)速回路。速度控制回路或調(diào)速回路。 常見的流量控制閥有常見的流量控制閥有節(jié)流閥節(jié)流閥、調(diào)速閥調(diào)速閥等。等。第三節(jié)：流量控制

2、閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2 2一、節(jié)流閥一、節(jié)流閥流量控制原理流量控制原理 第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-3 3對(duì)于節(jié)流孔口來(lái)說(shuō)，可將流量公式寫成下列形式:mpAKQ式中:A閥口通流面積；p閥口前、后壓差；m由節(jié)流口形狀和結(jié)構(gòu)決定的指數(shù)，0.5ml ；K節(jié)流系數(shù)。Qp節(jié)流口的節(jié)流口的流量流量- -壓力特性壓力特性細(xì)長(zhǎng)孔細(xì)長(zhǎng)孔m=1簿壁口簿壁口m=0.5第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-4 4)(221ppACQd 關(guān)于節(jié)流口的流量公式，在流體力學(xué)中已然推導(dǎo)和證明過，我們只引用其結(jié)論即可。令 , m=0.5流過薄壁小孔的流量公式由式變?yōu)?/2qCK 式中:

3、 Cd流量系數(shù)； 油液密度。一類是。在液壓工程中，往往把這類節(jié)流口當(dāng)作固定(不可調(diào))節(jié)流器使用。Qp細(xì)長(zhǎng)孔細(xì)長(zhǎng)孔m=1簿壁口簿壁口m=0.5 另一類是。用紊流計(jì)算這一類節(jié)流口的流量。常常把它們作為節(jié)流閥閥口使用。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-5 5上式也可寫成mdpACQ)2( 在上式中若m為常數(shù)，且 也是常數(shù)，調(diào)節(jié)A，則可調(diào)節(jié)通過節(jié)流閥的流量Q。mp)/2( 需要說(shuō)明的是流量系數(shù)Cd并不是常數(shù)，節(jié)流口的結(jié)構(gòu)、形狀、壓力差、油溫都對(duì)Cd有影響。精確的Cd值需靠試驗(yàn)確定。一般Cd=0.60.8。m值也受多種因素影響，一般m=0.51。一般薄壁節(jié)流口的m為0.5左右。盡管式包含著

4、一些非確定因素，但它畢竟給我們提供了一個(gè)對(duì)流量進(jìn)行概略計(jì)算的簡(jiǎn)明表達(dá)式。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-6 6 液壓系統(tǒng)在工作時(shí)，希望節(jié)流口大小調(diào)節(jié)好后，流量 Q穩(wěn)定不變。但實(shí)際上流量總會(huì)有變化，特別是小流量時(shí)，影響流量穩(wěn)定性與節(jié)流口形狀、節(jié)流壓差以及油液溫度等因素有關(guān)。 （1）壓差變化對(duì)流量穩(wěn)定性的影響）壓差變化對(duì)流量穩(wěn)定性的影響 當(dāng)節(jié)流口前后壓差變化時(shí)，通過節(jié)流口的流量將隨之改變，節(jié)流口的這種特性可用流量剛度T來(lái)表征。 QPmPQT1)/(1 第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-7 7tgQppQT11m=0.5Qp細(xì)長(zhǎng)孔細(xì)長(zhǎng)孔m=1 1 2 3p1p2123簿

5、壁口簿壁口剛度的物理意義如下： 當(dāng)p有某一增量時(shí)，Q值相應(yīng)的也有某一增量，Q的增量值越大，說(shuō)明流量的變化也就越大，從式看，剛度就越小。反之，則剛度大。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-8 8可知：流量剛度與節(jié)流口壓差成正比，壓差越大，剛度越大；壓差一定時(shí)，剛度與流量成反比，流量越小，剛度越大；系數(shù)m越小，剛度越大。薄壁孔（m0.5）比細(xì)長(zhǎng)孔（m1）的流量穩(wěn)定性受P變化的影響要小。因此，為了獲得較小的系數(shù)m，應(yīng)盡量避免采用細(xì)長(zhǎng)孔節(jié)流口，應(yīng)使節(jié)流口形式接近于薄壁孔口，以獲得較好的流量穩(wěn)定性。 第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-9 9（2）油溫變化對(duì)流量穩(wěn)定性的影響）油溫

6、變化對(duì)流量穩(wěn)定性的影響 油溫升高，油液粘度降低。對(duì)于細(xì)長(zhǎng)孔，當(dāng)油溫升高使油油溫升高，油液粘度降低。對(duì)于細(xì)長(zhǎng)孔，當(dāng)油溫升高使油的粘度降低時(shí)，流量的粘度降低時(shí)，流量Q Q就會(huì)增加。所以節(jié)流通道長(zhǎng)時(shí)溫度對(duì)流就會(huì)增加。所以節(jié)流通道長(zhǎng)時(shí)溫度對(duì)流量的穩(wěn)定性影響大。量的穩(wěn)定性影響大。 對(duì)于薄壁孔，油的溫度對(duì)流量的影響是較小的，這是由于流體流過薄刃式節(jié)流口時(shí)為紊流狀態(tài)，其流量與雷諾數(shù)無(wú)關(guān)，即不受油液粘度變化的影響；節(jié)流口形式越接近于薄壁孔，流量穩(wěn)定性就越好。 第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1010 一般節(jié)流閥，只要保持油足夠清潔，不會(huì)出現(xiàn)阻塞。有的系統(tǒng)要求缸的運(yùn)動(dòng)速度極慢，節(jié)流閥的開口只能很

7、小,于是導(dǎo)致阻塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。此時(shí)，通過節(jié)流閥的流量時(shí)大時(shí)小，甚至斷流。（3）阻塞對(duì)流量穩(wěn)定性的影響）阻塞對(duì)流量穩(wěn)定性的影響 流量小時(shí)，流量穩(wěn)定性與油液的性質(zhì)和節(jié)流口的結(jié)構(gòu)都有關(guān)。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1111產(chǎn)生堵塞的主要原因是：油液中的雜質(zhì)或因氧化析出的膠質(zhì)等污物堆積在節(jié)流縫油液中的雜質(zhì)或因氧化析出的膠質(zhì)等污物堆積在節(jié)流縫隙處；隙處；由于油液老化或受到擠壓后產(chǎn)生帶電的極化分子，被吸由于油液老化或受到擠壓后產(chǎn)生帶電的極化分子，被吸附到縫隙表面，形成牢固的邊界吸附層，因而影響了節(jié)流縫附到縫隙表面，形成牢固的邊界吸附層，因而影響了節(jié)流縫隙的大小。以上堆積、吸附物增長(zhǎng)到一定

8、厚度時(shí)，會(huì)被液流隙的大小。以上堆積、吸附物增長(zhǎng)到一定厚度時(shí)，會(huì)被液流沖刷掉，隨后又重新附在閥口上。這樣周而復(fù)始，就形成流沖刷掉，隨后又重新附在閥口上。這樣周而復(fù)始，就形成流量的脈動(dòng)量的脈動(dòng); 閥口壓差較大時(shí)容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。閥口壓差較大時(shí)容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1212減輕堵塞現(xiàn)象的措施有： 。一般取P0.20.3MPa。 。在節(jié)流閥前設(shè)置單獨(dú)的精濾裝置，為了除去鐵屑和磨料，可采用磁性過濾器。 ，以減小吸附層的厚度。 。一般通流面積越大、節(jié)流通道越短、以及水力半徑越大時(shí)，節(jié)流口越不易堵塞。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1313 (1)

9、直角凸肩節(jié)流口直角凸肩節(jié)流口hB；B 閥體沉割槽的寬度。 直角凸肩節(jié)流口直角凸肩節(jié)流口D 本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是過流面積和開口量呈線性結(jié)構(gòu)關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好。但流量的調(diào)節(jié)范圍較小，小流量時(shí)流量不穩(wěn)定，一般節(jié)流閥較少使用。 節(jié)流口是流量閥的關(guān)鍵部位，節(jié)流口形式及其特性在很大程度上決定著流量控制閥的性能。 第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1414(2)針閥式（錐形凸肩）節(jié)流口針閥式（錐形凸肩）節(jié)流口針閥（錐形）節(jié)流口針閥（錐形）節(jié)流口Dh( a ) 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可當(dāng)截止閥用。調(diào)節(jié)范圍較大。由于過流斷面仍是同心環(huán)狀間隙，水力半徑較小，小流量時(shí)易堵塞，溫度對(duì)流量的影響較大。一般用于要

10、求較低的場(chǎng)合 。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1515(3)偏心式節(jié)流口偏心式節(jié)流口 節(jié)流口由偏心的三角溝槽組成。閥芯有轉(zhuǎn)角時(shí)，節(jié)流口過流斷面面積即產(chǎn)生變化。本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，小流量調(diào)節(jié)容易。但制造略顯得麻煩、閥芯所受的徑向力不平衡，只宜用在低壓場(chǎng)合。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1616(4)軸向三角槽式節(jié)流口軸向三角槽式節(jié)流口 沿閥芯的軸向開若干個(gè)三角槽。閥芯做軸向運(yùn)動(dòng)，即可改變開口量h，從而改變過流斷面面積。 本節(jié)流口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水力半徑大，調(diào)節(jié)范圍較大。小流量時(shí)穩(wěn)定性好，最低對(duì)流量的穩(wěn)定流量為50ml/min。lDh三角槽式節(jié)流口三角槽式節(jié)流口第三節(jié)：流

11、量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1717bhalDh第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1818周向縫隙式節(jié)流口周向縫隙式節(jié)流口(5)周向縫隙式節(jié)流口周向縫隙式節(jié)流口 閥芯上開有狹縫，旋轉(zhuǎn)閥芯可以改變縫隙的通流面積大小。這種節(jié)流口可以作成薄刃結(jié)構(gòu)，從而獲得較小的穩(wěn)定流量，但是閥芯受徑向不平衡力，只適于低壓節(jié)流閥中。 第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-1919 本結(jié)構(gòu)為薄壁節(jié)流口，壁厚約0.070.09mm，流量受溫度的影響小、不易堵塞、最低穩(wěn)定流量約20ml/min 。閥芯的軸向位移可改變節(jié)流口過流斷面的面積。節(jié)流口易變形，工藝復(fù)雜是本結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。(6)軸向縫隙

12、式節(jié)流口軸向縫隙式節(jié)流口軸向縫隙式節(jié)流口軸向縫隙式節(jié)流口第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2020 當(dāng)節(jié)流閥的進(jìn)出口壓力差為定值時(shí)，改變節(jié)流口的開口量，即可改變流過節(jié)流閥的流量。 節(jié)流閥和其它閥，例如單向閥、定差減壓閥、溢流閥，可構(gòu)成組合節(jié)流閥。二二.節(jié)流閥的典型結(jié)構(gòu)節(jié)流閥的典型結(jié)構(gòu) （1）普通節(jié)流閥）普通節(jié)流閥第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2121（2）單向節(jié)流閥）單向節(jié)流閥第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2222 節(jié)流閥芯桿2由熱膨脹系數(shù)較大的材料制成，當(dāng)油溫升高時(shí)，芯桿熱膨脹使節(jié)流閥口關(guān)小，能抵消由于粘性降低使流量增加的影響。 (3)溫度補(bǔ)

13、償節(jié)流閥溫度補(bǔ)償節(jié)流閥第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2323 減壓閥串聯(lián)在節(jié)流閥之前，稱為調(diào)速閥。溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)，稱為溢流節(jié)流閥。 調(diào)速閥中又有普通調(diào)速閥和溫度補(bǔ)償型調(diào)速閥兩種結(jié)構(gòu)。 調(diào)速閥和節(jié)流閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用基本相同，主要與定量泵、溢流閥組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。 節(jié)流閥適用于一般的系統(tǒng)，而調(diào)速閥適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化大而運(yùn)動(dòng)速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。 第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2424p p3 3A1A0第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2525第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2626 調(diào)速閥能保持流量穩(wěn)定，主要是由于在節(jié)

14、流閥之前串聯(lián)了減壓調(diào)速閥能保持流量穩(wěn)定，主要是由于在節(jié)流閥之前串聯(lián)了減壓閥，而減壓閥具有壓力補(bǔ)償作用，這樣就使節(jié)流閥口前后的壓差保閥，而減壓閥具有壓力補(bǔ)償作用，這樣就使節(jié)流閥口前后的壓差保持近似不變，而使流量保持近似恒定。持近似不變，而使流量保持近似恒定。 232()()VTTTqK B xpp第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2727 溢流節(jié)流閥是由定差溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)組成的組合閥。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2828第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-2929 (1) (1)調(diào)速閥應(yīng)用范圍較廣。調(diào)速閥可安裝在執(zhí)行元件的進(jìn)、回調(diào)速閥應(yīng)用范圍較廣

15、。調(diào)速閥可安裝在執(zhí)行元件的進(jìn)、回油路和旁油路上。而溢流節(jié)流閥只能安裝在節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油油路和旁油路上。而溢流節(jié)流閥只能安裝在節(jié)流調(diào)速回路的進(jìn)油路上組成進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路。路上組成進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路。 (2)(2)采用溢流節(jié)流閥的系統(tǒng)效率較高。采用溢流節(jié)流閥的系統(tǒng)效率較高。 (3)(3)調(diào)速閥較溢流節(jié)流閥流量穩(wěn)定性好。調(diào)速閥較溢流節(jié)流閥流量穩(wěn)定性好。第三節(jié)：流量控制閥第三節(jié)：流量控制閥64-64-3030 分流閥的作用是使液壓系統(tǒng)中由同一個(gè)油源向兩個(gè)以上執(zhí)行元件供應(yīng)相同的流量(等量分流)，或按一定比例向兩個(gè)執(zhí)行元件供應(yīng)流量(比例分流)，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行元件的速度保持同步或定比關(guān)系。集流閥的作用，