第四章液壓控制閥課件

1、第四章 液壓控制閥4.1 概述4.1.1 閥的功能 液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來(lái)控制液液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來(lái)控制液體的壓力、流量和流動(dòng)方向，保證執(zhí)行元體的壓力、流量和流動(dòng)方向，保證執(zhí)行元件按照要求進(jìn)行工作，屬于控制元件。件按照要求進(jìn)行工作，屬于控制元件。4.1.2 閥的分類 P.137表6-14.1.3 閥的基本性能要求 P.138 4.2 方向控制閥 方向控制閥在液壓系統(tǒng)中主要作用是： 接通，斷開或改變油流的方向。1 . 分類 表6-2 4.2.1 單向閥 在油路中主要作用是：限制液流的流向。 一般單向閥的開啟壓力在(0.03 - 0.05)MPa,額定流量時(shí)的壓降約在（0.1 - 0

2、.3)MPa。普通單向閥的應(yīng)用 安裝在泵的出口，防止壓力沖擊影響泵的正常工作或防止泵不工作時(shí)液壓系統(tǒng)油液經(jīng)泵倒流回油箱。 被用來(lái)分隔油路以防止高低壓干擾。 與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等。 安裝在執(zhí)行元件的回油路作背壓閥。4.2.3. 液控單向閥液控單向閥是在普通單向閥上增加一個(gè)液控口，其作用：使油液可以單向或雙向流動(dòng)。 液控單向閥液控口K所需的液控壓力為工作壓力（P2或P1口上）的（30 -50)才能正常工作。應(yīng)用：對(duì)液壓缸進(jìn)行閉鎖；作為豎直使用液壓缸的支撐防止自由下落。需要指出：需要指出： 控制壓力油油口控制壓力油油口K不工作時(shí)，應(yīng)使其通不工作時(shí)，應(yīng)使其通回油箱，否則控

3、制活塞難以復(fù)位，單向閥回油箱，否則控制活塞難以復(fù)位，單向閥反向不能截止液流。反向不能截止液流。4.2.4. 換向閥換向閥的作用換向閥的作用是是利用閥芯和利用閥芯和閥體間相對(duì)位閥體間相對(duì)位置的變化來(lái)接置的變化來(lái)接通、斷開或改通、斷開或改變系統(tǒng)中油液變系統(tǒng)中油液的流動(dòng)方向的流動(dòng)方向。 換向閥的換向閥的“位位”-工作位置；工作位置；換向閥的換向閥的“通通”-油口油口 電磁換向閥電磁換向閥的優(yōu)點(diǎn)：與電氣結(jié)合，操作簡(jiǎn)便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。缺點(diǎn)：受電磁鐵吸力較小的限制，通流量一般在100L/min以內(nèi)。對(duì)流量較大時(shí)應(yīng)選用液動(dòng)換向閥或電液換向閥。 三位四通電磁換向閥液動(dòng)換向閥電液動(dòng)換向閥電液動(dòng)換向閥是由：

4、電磁換向閥與液動(dòng)換向閥組合而成,集合了電磁閥操作簡(jiǎn)便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和液動(dòng)閥通量大的優(yōu)點(diǎn)。液動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)主油路的換向，稱為主閥主閥電磁換向閥改變液動(dòng)閥的控制油路的方向，稱為先導(dǎo)閥先導(dǎo)閥注意注意: :主閥為彈簧對(duì)中型時(shí),先導(dǎo)電磁閥的中位機(jī)能必須是”Y”型控制油可以取自主油路（內(nèi)控）或外(內(nèi))泄,也可以取獨(dú)立油源（外控）或外(內(nèi))泄;共四類。采用內(nèi)控而主油路又需要卸荷時(shí)，主閥P口必須保持一個(gè)約0.4MPa的啟動(dòng)壓力。液動(dòng)閥兩端控制油路上的節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)主閥的換向速度。為保證液動(dòng)閥回復(fù)中位，電磁閥的中位必須是A、B、T油口互通的”Y”型。3.換向閥的性能與特點(diǎn)(1)滑閥的中位機(jī)能考慮因素(2)滑閥

5、的液動(dòng)力中位機(jī)能考慮的因素系統(tǒng)保壓：選 O O、Y Y、J J、U U 中位機(jī)能使系統(tǒng)卸荷：選 H H、M M 中位機(jī)能要求液壓缸處于浮動(dòng)：選 H H、Y Y 中位機(jī)能要求換向精度高：選 O O、M M 中位機(jī)能既要系統(tǒng)卸荷又換向精度高：選 M M 中位機(jī)能既保持系統(tǒng)壓力又負(fù)載浮動(dòng)： 選 Y Y 中位機(jī)能 滑閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力滑閥的瞬態(tài)液動(dòng)力卡緊力4.2.5. 多路換向閥多路換向閥是由兩個(gè)以上的換向閥為主的組合閥。并聯(lián)油路多路換向閥串聯(lián)油路多路換向閥串并聯(lián)油路多路換向閥4.3. 壓力控制閥 壓力控制閥是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中油液壓力或通過(guò)壓力信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制的閥類。它包括溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器

6、。壓力控制閥的作用：1.保持系統(tǒng)壓力恒定；（溢流閥作定壓閥用）2.限制系統(tǒng)最高壓力，保證系統(tǒng)安全；（ 溢流閥做安全閥用）3.利用回路壓力來(lái)控制多個(gè)執(zhí)行元件的先后動(dòng)作順序，（順序閥）4.穩(wěn)定或降低回路的壓力。（減壓閥）5.還有的是利用液壓力作為信號(hào)控制其動(dòng)作，（壓力繼電器） 壓力控制閥的基本工作原理: 通過(guò)液壓作用力與彈簧力進(jìn)行比較，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)油液壓力的控制。4.3.1 溢流閥溢流閥的作用在系統(tǒng)中主要起：穩(wěn)定壓力（作定壓閥用）安全保護(hù)的作用（做安全閥用）1.溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)不同,溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種直動(dòng)式溢流閥工作原理圖(圖6-17a) P.152 pA=Fs+Fg+Fbs+Ff

7、 p Fs/A 進(jìn)口壓力彈簧力/閥芯下腔面積溢流閥穩(wěn)定壓力的工作原理:進(jìn)口壓力p基本上由彈簧力Fs決定溢流閥工作過(guò)程系統(tǒng)壓力低于溢流閥調(diào)壓彈簧調(diào)定的壓力時(shí)，溢流閥不開啟溢流，系統(tǒng)壓力隨負(fù)載變化而變化。系統(tǒng)壓力等于溢流閥調(diào)壓彈簧調(diào)定的壓力時(shí)，溢流閥開啟溢流，使其基本保持恒定。進(jìn)口壓力p基本上由彈簧力決定(2)先導(dǎo)式溢流閥遠(yuǎn)程控制口K的功用：P1551遠(yuǎn)程調(diào)壓將K口接到另一個(gè)直動(dòng)式溢流閥的進(jìn)油口進(jìn)油口2液壓泵卸荷K口直通油箱油箱遠(yuǎn)程調(diào)壓1.遠(yuǎn)程調(diào)壓閥調(diào)定壓力必須低于主溢流閥的先導(dǎo)閥調(diào)定壓力。2.無(wú)論哪個(gè)起作用，泵的溢流量始終經(jīng)主閥閥口回油箱。先導(dǎo)型溢流閥與直動(dòng)型溢流閥相比，有以下特點(diǎn)：先導(dǎo)型溢流閥

8、的進(jìn)口壓力由兩次比較得到，壓力值由先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧調(diào)節(jié)；主閥芯是靠液流流經(jīng)阻尼孔形成的壓力差開啟的，主閥彈簧只起復(fù)位作用。調(diào)壓偏差只取決于主閥彈簧剛度，由于主閥彈簧剛度很小，故調(diào)壓偏差很小，控制壓力的穩(wěn)定性很高。通過(guò)先導(dǎo)閥的流量很小，約為主閥額定流量的1，因此其尺寸很小，即使是高壓閥，其彈簧剛度也不大。這樣一來(lái)閥的調(diào)節(jié)性能有很大改善。先導(dǎo)閥前腔有一控制口K，用于卸荷和遙控。2 溢流閥的性能溢流閥的性能有靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能靜態(tài)性能靜態(tài)性能壓力調(diào)節(jié)范圍最大流量和最小穩(wěn)定流量最大流量溢流閥的額定流量最小穩(wěn)定流量-溢流閥的額定流量的15啟閉特性靜態(tài)性能靜態(tài)性能壓力調(diào)節(jié)范圍：是指在調(diào)壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓

9、力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無(wú)突跳及遲滯現(xiàn)象時(shí)的最大和最小調(diào)定壓力。通過(guò)剛度不同的彈簧0.68、416、820、1632MPa可實(shí)現(xiàn)四級(jí)調(diào)壓。壓力流量特性： 溢流閥的進(jìn)口壓力隨流量變化而波動(dòng)的性能；又稱為啟閉特性。（ps-pk）、（ps-pb）稱為調(diào)壓偏差，調(diào)壓偏差越小越好，Pk=pk/ps，稱為開啟壓力比；Pb=pb/ps，稱為閉合壓力比，Pk 、 Pb大好。卸荷壓力：當(dāng)溢流閥的遠(yuǎn)程控制口K與油箱相連時(shí)，額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。 動(dòng)態(tài)性能動(dòng)態(tài)性能 P156調(diào)定壓力pT升壓時(shí)間T1過(guò)渡過(guò)程時(shí)間T2卸荷時(shí)間T3卸荷壓力pX壓力超調(diào)量3.溢流閥的應(yīng)用溢流閥通常旁接在液壓泵的出口，保持系統(tǒng)

10、壓力恒定或限制系統(tǒng)的最高壓力，保證系統(tǒng)安全。前者稱為定壓閥（或穩(wěn)壓閥），主要用于定量泵進(jìn)、出油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，用于保證系統(tǒng)壓力為恒定值；(2)起安全作用后者稱為安全閥，限制系統(tǒng)的最高壓力，保證系統(tǒng)安全。(3)卸荷作用(4)作背壓閥用4.3.2 減壓閥 作用將出口壓力調(diào)節(jié)到低于進(jìn)口壓力，作用是控制出口壓力分類 P158按調(diào)節(jié)要求不同，有定值輸出減壓閥，定差減壓閥，定比減壓閥。其中定值減壓閥定值減壓閥應(yīng)用最廣，又簡(jiǎn)稱減壓閥，主要介紹它的原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 直動(dòng)式減壓閥 工作原理與結(jié)構(gòu)先導(dǎo)式減壓閥 工作原理與結(jié)構(gòu)P158第5章 液壓控制閥1 1）工作原理（）工作原理（動(dòng)畫動(dòng)畫）出口壓力小于調(diào)定壓力時(shí)：出

11、口壓力小于調(diào)定壓力時(shí)： 減壓閥閥口全開，不起減壓作減壓閥閥口全開，不起減壓作 用，出口壓力用，出口壓力= =進(jìn)口壓力進(jìn)口壓力當(dāng)出口壓力大于調(diào)定壓力時(shí)：當(dāng)出口壓力大于調(diào)定壓力時(shí)： 減壓口關(guān)小，油液流經(jīng)減壓口減壓口關(guān)小，油液流經(jīng)減壓口 產(chǎn)生壓力降，使出口壓力下降產(chǎn)生壓力降，使出口壓力下降 至調(diào)定值，先導(dǎo)閥及主閥閥芯至調(diào)定值，先導(dǎo)閥及主閥閥芯 同時(shí)受力平衡，出口壓力穩(wěn)定同時(shí)受力平衡，出口壓力穩(wěn)定 不變，此時(shí)出口壓力低于進(jìn)口不變，此時(shí)出口壓力低于進(jìn)口 壓力實(shí)現(xiàn)減壓。壓力實(shí)現(xiàn)減壓。 調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧，可以調(diào)節(jié)出口壓力調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧，可以調(diào)節(jié)出口壓力P P2 2的大小。的大小。P159，圖6-28，

12、直動(dòng)疊加式減壓閥（三通式減壓閥） 閥的出口P2的壓力直接由調(diào)壓彈簧調(diào)定，其閥芯的在出口壓力、彈簧力及不大的液動(dòng)力作用下處于平衡。 彈簧力一定，閥的出口壓力一定，即保證了閥具有穩(wěn)定的出口壓力的作用；該閥除了起減壓閥的作用外，還具有溢流閥的作用，該閥除了起減壓閥的作用外，還具有溢流閥的作用，因此又稱為因此又稱為溢流減壓閥溢流減壓閥 靜態(tài)特性(1)定差減壓閥使減壓閥得進(jìn)出口的壓力差穩(wěn)定不變。（2）定比減壓閥使減壓閥得進(jìn)出口壓力的比值保持穩(wěn)定。先導(dǎo)式減壓閥與先導(dǎo)式溢流閥的區(qū)別 P1591)1)減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥是減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥是進(jìn)口壓力控

13、制，保證進(jìn)口壓力為定值。進(jìn)口壓力控制，保證進(jìn)口壓力為定值。2)2)減壓閥閥口常開；溢流閥閥口常閉。減壓閥閥口常開；溢流閥閥口常閉。3)3)減壓閥由于出口壓力不為零，所以它的錐閥泄油不能象溢減壓閥由于出口壓力不為零，所以它的錐閥泄油不能象溢流閥那樣通過(guò)內(nèi)部與出油口連通，而是需要通過(guò)閥體上設(shè)流閥那樣通過(guò)內(nèi)部與出油口連通，而是需要通過(guò)閥體上設(shè)置的泄油口置的泄油口L L單獨(dú)回油；單獨(dú)回油；4)4)溢流閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體溢流閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)內(nèi)流道流道內(nèi)內(nèi)泄泄至出口。至出口。5)5)減壓閥與溢流閥一樣有遙控口減壓閥與溢流閥一樣有遙控口K K，接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，可實(shí)現(xiàn)，接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控或多級(jí)

14、控制。遠(yuǎn)控或多級(jí)控制。4.3.3 順序閥作用 順序閥是利用壓力信號(hào)來(lái)控制閥口通斷的壓力閥，多用于控制多個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作而得名。分類 按控制油來(lái)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。分類順序閥圖形符號(hào) 外控外泄順序閥1.可作液動(dòng)開關(guān)和限速鎖。如遠(yuǎn)控2.平衡閥可限制重物下降的速度。應(yīng)用舉例內(nèi)控外泄順序閥：內(nèi)控外泄順序閥：用于多個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作。其進(jìn)口壓力先要達(dá)用于多個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作。其進(jìn)口壓力先要達(dá)到閥的調(diào)定壓力，而出口壓力取決于負(fù)載。到閥的調(diào)定壓力，而出口壓力取決于負(fù)載。當(dāng)負(fù)載壓力高于閥的調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)口壓力等于當(dāng)負(fù)載壓力高于閥的調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)口壓力等于出口壓力，閥

15、口全開；出口壓力，閥口全開；當(dāng)負(fù)載壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)口壓力等于調(diào)定當(dāng)負(fù)載壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)口壓力等于調(diào)定壓力，閥的開口一定。壓力，閥的開口一定。內(nèi)控外泄順序閥與內(nèi)控外泄順序閥與溢流閥溢流閥非常相象非常相象, ,閥口常閉，進(jìn)閥口常閉，進(jìn)口壓力控制，但是該閥的出口油液要去系統(tǒng)的執(zhí)口壓力控制，但是該閥的出口油液要去系統(tǒng)的執(zhí)行元件工作，所以行元件工作，所以 有單獨(dú)的泄油口。有單獨(dú)的泄油口。外控內(nèi)泄順序閥可作卸載閥，如圖示閥可作卸載閥，如圖示閥3 3是泵是泵1 1的卸載閥的卸載閥內(nèi)控內(nèi)泄順序閥內(nèi)控內(nèi)泄順序閥圖形符號(hào)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

16、件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。如圖示閥3作背壓閥.順序閥相當(dāng)于一個(gè)順序閥相當(dāng)于一個(gè) 液控開關(guān)閥液控開關(guān)閥4.3.4壓力繼電器壓力繼電器是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的元件。其作用是實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。 應(yīng)用舉例如圖所示，壓力繼電器在順序動(dòng)作回路中的應(yīng)用。4.4. 流量控制閥 4.4.1流量控制原理和節(jié)流口形式 P.1631.作用：流量控制閥是靠改變閥口開度大小來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)閥 的流量，以達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的目的。2.分類：普通流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流 閥和分流集流閥。性能要求： 調(diào)速比大； 流量穩(wěn)定性好，受溫度、粘度變化影響?。?閥的液壓剛性好，前后壓差變化時(shí)，流量變化

17、??； 通流性能好，閥口不易堵塞。節(jié)流口的流量特性方程1.節(jié)流口結(jié)構(gòu)形式錐形三角槽形矩形三角形表6-7, P.165 通用流量特性方程通用流量特性方程 mLpAKq 式中：式中：K KL L 節(jié)流系數(shù)，一般視為常數(shù)；節(jié)流系數(shù)，一般視為常數(shù)； 指數(shù)，薄壁孔指數(shù)，薄壁孔0.50.5 ，滑閥及錐閥閥口和，滑閥及錐閥閥口和 短孔短孔m m在在0.50.5之間；之間；顯然改變，既可改變通過(guò)閥口的流量。顯然改變，既可改變通過(guò)閥口的流量。 影響流量穩(wěn)定性的因素1.1.壓差對(duì)流量的影響：壓差對(duì)流量的影響： 從流量公式分析，從流量公式分析，q q變化取決于變化取決于P P，且，且m m越大，越大， P P 引引起

18、流量變化也越大，這是節(jié)流閥不希望的。所以，目前節(jié)起流量變化也越大，這是節(jié)流閥不希望的。所以，目前節(jié)流流 閥均采用近似薄壁小孔結(jié)構(gòu)。閥均采用近似薄壁小孔結(jié)構(gòu)。溫度對(duì)流量的影響： 對(duì)薄壁小孔，流量q與粘度無(wú)關(guān)；對(duì)細(xì)長(zhǎng)小孔，流量q與粘度有關(guān)，因此薄壁小孔溫度對(duì)流量的影響??；因此選薄壁小孔結(jié)構(gòu). 節(jié)流口堵塞4.4.1 節(jié)流閥 結(jié)構(gòu)和原理主要零件有閥芯、閥體和螺母。閥體上開有進(jìn)油口和出油口。閥芯一端開有三角尖槽，另一端加工有螺紋，旋轉(zhuǎn)閥芯即可軸向移動(dòng)改變閥口過(guò)流面積。為平衡液壓徑向力，三角槽須對(duì)稱布置。1.普通節(jié)流閥(L型)工作原理2.節(jié)流閥的剛性TP166 T的定義： T=dp/dq2.節(jié)流閥的剛性T節(jié)流閥的主要性能指標(biāo)1 1.流量調(diào)節(jié)范圍2.流量變化率3.內(nèi)泄漏量4.壓力損失5最小的穩(wěn)定流量最小的穩(wěn)定流量 3.節(jié)流閥的應(yīng)用 P166(1)節(jié)流調(diào)速作用(2)負(fù)載阻尼作用(3)壓力緩沖作用節(jié)流閥存在的問(wèn)題 分析：節(jié)流閥一般用于定量泵節(jié)流調(diào)速回路中,但當(dāng)負(fù)載變化時(shí),引起節(jié)流閥進(jìn)出口壓差發(fā)生變化,繼而引起通過(guò)節(jié)流閥的流量產(chǎn)生波動(dòng),因此調(diào)速穩(wěn)定性差。所以多用于負(fù)載變化不大和速度穩(wěn)定性要求低的場(chǎng)合。4.4.2 調(diào)速閥調(diào)速閥的工作原理特點(diǎn)： 由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成，通過(guò)定差減壓閥的壓力反饋，使節(jié)流閥進(jìn)出口壓差