液壓-第07章流量控制閥 (2)

1、1第七章第七章 流量控制閥流量控制閥2 流量控制閥簡稱流量閥，它通過改變節(jié)流口通流面積或通流通道的長短來改變局部阻力的大小，從而實現(xiàn)對流量的控制，進而改變執(zhí)行機構(gòu)的運動速度。流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥等。3對流量控制閥的主要性能要求是：對流量控制閥的主要性能要求是：l）閥的壓力差變化時，通過閥的流量變化小。2）油溫變化時，流量變化小。3）流量調(diào)節(jié)范圍大，在小流量時不易堵塞，能得到 很小的穩(wěn)定流量。4）當(dāng)閥全開時，通過閥的壓力損失要小。5）閥的泄漏量要小。對于高壓閥來說，還希望其調(diào)節(jié)力矩要小。 4 (1)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

2、肩節(jié)流口D 本結(jié)構(gòu)的特點是過流面積和開口量呈線性結(jié)構(gòu)關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好。但流量的調(diào)節(jié)范圍較小，小流量時流量不穩(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。 5(2)針閥式（錐形凸肩）節(jié)流口針閥式（錐形凸肩）節(jié)流口圖圖7.2(a) 7.2(a) 針閥（錐形）節(jié)流口針閥（錐形）節(jié)流口Dh( a ) 特點：結(jié)構(gòu)簡單，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，小流量時易堵塞，溫度對流量的影響較大。一般用于要求較低的場合 。6(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，節(jié)流口過

3、流斷面面積即產(chǎn)生變化。本結(jié)構(gòu)的特點是，小流量調(diào)節(jié)容小流量調(diào)節(jié)容易。易。但制造略顯得麻煩、閥芯所受的徑向力不平衡，只宜用在低壓場合。7(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三角槽。閥芯做軸向運動，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)簡單，水力半徑大，調(diào)節(jié)范圍較大。小流量時穩(wěn)定性好，最低對流量的穩(wěn)定流量為50ml/min。lDh圖圖7.2(c) 三角槽式節(jié)流口三角槽式節(jié)流口8bhalDh9圖圖7.2(d) 7.2(d) 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

4、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。 10 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。(6)軸向縫隙式節(jié)流口軸向縫隙式節(jié)流口圖圖7.2(e) 7.2(e) 軸向縫隙式節(jié)流口軸向縫隙式節(jié)流口11 液流從進油口流入經(jīng)節(jié)流口后，從閥的出油口流出。本閥的閥芯3的錐臺上開有三角形槽。轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪1，閥芯3產(chǎn)生軸向位移，節(jié)流口的開口量即發(fā)生變化。閥芯越上移開口量就越大。閥芯閥芯調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)手輪手輪螺帽螺帽閥體閥體(

5、a)12 當(dāng)節(jié)流閥的進出口壓力差為定值時，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。圖圖 7.57.513圖圖 7.67.6 本節(jié)流閥具有螺旋曲線開口和薄刃式結(jié)構(gòu)的精密節(jié)流閥。轉(zhuǎn)動手輪和節(jié)流閥芯后，螺旋曲線相對套筒窗口升高或降低，改變節(jié)流面積，即可實現(xiàn)對流量的調(diào)節(jié)。 1415 流體正向流動時，與節(jié)流閥一樣，節(jié)流縫隙的大小可通過手柄進行調(diào)節(jié)；當(dāng)流體反向流動時，靠油液的壓力把閥芯4壓下，下閥芯起單向閥作用，單向閥打開，可實現(xiàn)流體反向自由流動。 流閥芯分成了上閥芯上閥芯和下閥芯下閥芯兩部分。16圖圖 7.7 7.7 單向節(jié)流閥單

6、向節(jié)流閥17 根據(jù)“流量負反饋”原理設(shè)計而成的流量閥稱為調(diào)速閥。根據(jù)“串聯(lián)減壓式串聯(lián)減壓式”和“并聯(lián)分流式并聯(lián)分流式”之差別，又分為調(diào)速閥調(diào)速閥和溢流節(jié)流閥溢流節(jié)流閥2種主要類型，調(diào)速閥中又有普通調(diào)速閥和溫度補償型調(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)行元件負載變化大而運動速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。 18 串聯(lián)減壓式調(diào)速閥是由定差減壓閥1和節(jié)流閥2串聯(lián)而成的組合閥。 節(jié)流閥4充當(dāng)流量傳感器，節(jié)流閥口不變時，定差減壓閥2作為流量補償閥口，通過流量負反饋，自動穩(wěn)定節(jié)流閥前后的壓差，保持其流量不變。因節(jié)

7、流閥（傳感器）前后壓差基本不變，調(diào)節(jié)節(jié)流閥口面積時，又可以人為地改變流量的大小。 圖圖 7.8(a)7.8(a)19p1p3(c) 簡化簡化符號(b)符號原理符號原理p1p3p2圖圖7.8 調(diào)速閥工作原理調(diào)速閥工作原理1-減壓閥芯；減壓閥芯； 2-節(jié)流閥芯節(jié)流閥芯acd1A2eb2ghp1( a )p2A2結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理2021 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，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。 圖圖 7.97.9 溫度補償調(diào)速閥減壓閥部分的原理和普通調(diào)速閥相同。22先不考慮安全閥2324 插裝閥又稱邏輯閥，是一種較新型的液壓元插裝閥又稱邏輯

8、閥，是一種較新型的液壓元件，它的特點是通流能力大，密封性能好，動作件，它的特點是通流能力大，密封性能好，動作靈敏、結(jié)構(gòu)簡單，因而主要用于流量較大系統(tǒng)或靈敏、結(jié)構(gòu)簡單，因而主要用于流量較大系統(tǒng)或?qū)γ芊庑阅芤筝^高的系統(tǒng)。對密封性能要求較高的系統(tǒng)。25使用一般閥組成的系統(tǒng)使用一般閥組成的系統(tǒng)使用插裝閥組成的系統(tǒng)使用插裝閥組成的系統(tǒng)2627圖7.16 插裝閥的組成1先導(dǎo)控制閥；2控制蓋板；3邏輯單元（主閥）、4，閥塊體 插裝閥由控制蓋板、插裝單元（由閥套、彈簧、閥芯及密封件組成）、插裝塊體和先導(dǎo)控制閥（如先導(dǎo)閥為二位三通電磁換向閥）組成。由于插裝單元在回路中主要起通、斷作用，故又稱二通插裝閥。28圖

9、7.15 插裝閥邏輯單元 7.6.1.1 插裝閥的工作原理插裝閥的工作原理 圖中圖中A和和B為主油路僅有的兩個工作油口，為主油路僅有的兩個工作油口，K為控制油口（與先導(dǎo)為控制油口（與先導(dǎo)閥相接）。當(dāng)閥相接）。當(dāng)K口回油時，閥芯開啟，口回油時，閥芯開啟，A與與B相通；反之，當(dāng)相通；反之，當(dāng)K口進油口進油時，時，A與與B之間關(guān)閉。之間關(guān)閉。 二通插裝閥相當(dāng)于一個液控單向閥。29插裝閥插裝閥 307.6.1.2 方向控制插裝閥方向控制插裝閥 圖7.17 插裝閥用作方向控制閥（a）單向閥；(b)二位二通閥317.6.1.2 方向控制插裝閥方向控制插裝閥 圖7.17 插裝閥用作方向控制閥(c)二位三通閥

10、;(d)二位四通閥32圖7.18 插裝閥用作壓力控制閥（a）溢流閥；(b)電磁溢流閥 7.6.1.3 壓力控制插裝閥壓力控制插裝閥 337.6.1.4 流量控制插裝閥流量控制插裝閥 圖7.19 插裝節(jié)流閥 34插裝閥插裝閥 35插裝閥插裝閥 36插裝閥插裝閥 37插裝閥插裝閥 38插裝閥插裝閥 39 疊加閥疊加閥(Modular valves)是一種閥體本身就擁有共同油是一種閥體本身就擁有共同油路的回路板，也就是說回路板內(nèi)部本身就具有閥的機構(gòu)。路的回路板，也就是說回路板內(nèi)部本身就具有閥的機構(gòu)。疊加閥是采用堆疊的方式形成各種液壓回路的，閥和疊加閥是采用堆疊的方式形成各種液壓回路的，閥和閥之間采用

11、閥之間采用“O”形環(huán)來作密封裝置，但也有些是設(shè)計另一形環(huán)來作密封裝置，但也有些是設(shè)計另一塊隔板上、下用塊隔板上、下用“O”形環(huán)來作為中介媒介層。形環(huán)來作為中介媒介層。疊疊 加加 閥閥40傳統(tǒng)液壓回路傳統(tǒng)的配管圖利用疊加閥的配管方式41 疊加閥的特點如下：疊加閥的特點如下： (1)液壓回路是由疊加閥堆疊而成的，可液壓回路是由疊加閥堆疊而成的，可大幅縮小安裝空間。大幅縮小安裝空間。(2)組裝工作不需熟練，并可容易而迅速組裝工作不需熟練，并可容易而迅速地實現(xiàn)回路的增添或更改。地實現(xiàn)回路的增添或更改。(3)減少了由于配管引起的外部漏油、振減少了由于配管引起的外部漏油、振動、噪音等事故，因而提高了可靠性

12、。動、噪音等事故，因而提高了可靠性。(4)元件集中設(shè)置，維護、檢修容易。元件集中設(shè)置，維護、檢修容易。(5)回路的壓力損失較少，可節(jié)省能源?；芈返膲毫p失較少，可節(jié)省能源。42 疊加閥以板式閥為基疊加閥以板式閥為基礎(chǔ)，每個疊加閥不僅礎(chǔ)，每個疊加閥不僅起到單個閥的功能，起到單個閥的功能，而且還溝通閥與閥的而且還溝通閥與閥的流道。換向閥安裝在流道。換向閥安裝在最上方，對外連接油最上方，對外連接油口開在最下邊的底板口開在最下邊的底板上，其他的閥通過螺上，其他的閥通過螺栓連接在換向閥和底栓連接在換向閥和底板之間。左圖為疊加板之間。左圖為疊加閥裝置圖，右圖為其閥裝置圖，右圖為其系統(tǒng)圖。系統(tǒng)圖。 由疊加閥

13、組成的系統(tǒng)由疊加閥組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，配置靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，配置靈活，設(shè)計制造周期短。設(shè)計制造周期短。疊加閥疊加閥43圖5.29 疊加閥式液壓裝置 圖5.28 集成塊式液壓裝置 44 電液比例閥是一種按輸入的電氣信號連續(xù)地、按比例地對電液比例閥是一種按輸入的電氣信號連續(xù)地、按比例地對油液的壓力、流量或方向進行遠距離控制的閥。與手動調(diào)節(jié)的普通油液的壓力、流量或方向進行遠距離控制的閥。與手動調(diào)節(jié)的普通液壓閥相比，電液比例控制閥能夠提高液壓系統(tǒng)參數(shù)的控制水平；液壓閥相比，電液比例控制閥能夠提高液壓系統(tǒng)參數(shù)的控制水平；與電液伺服閥相比，電液比例控制閥在某些性能方向稍差一些，但與電液伺服閥相比，電液比例控

14、制閥在某些性能方向稍差一些，但它結(jié)構(gòu)簡單、成本低，所以它廣泛應(yīng)用于要求對液壓參數(shù)進行連續(xù)它結(jié)構(gòu)簡單、成本低，所以它廣泛應(yīng)用于要求對液壓參數(shù)進行連續(xù)控制或程序控制，但對控制精度和動態(tài)特性要求不太高的液壓系統(tǒng)控制或程序控制，但對控制精度和動態(tài)特性要求不太高的液壓系統(tǒng)中。中。 電液比例控制閥的構(gòu)成，從原理上講相當(dāng)于在普通液壓閥上，電液比例控制閥的構(gòu)成，從原理上講相當(dāng)于在普通液壓閥上，裝上一個比例電磁鐵以代替原有的控制（驅(qū)動）部分。根據(jù)用途和工裝上一個比例電磁鐵以代替原有的控制（驅(qū)動）部分。根據(jù)用途和工作特點的不同，電液比例控制閥可以分為電液比例壓力閥、電液比例作特點的不同，電液比例控制閥可以分為電液

15、比例壓力閥、電液比例流量閥和電液比例方向閥三大類。下面對三類比例閥作簡要介紹。流量閥和電液比例方向閥三大類。下面對三類比例閥作簡要介紹。 45 比例電磁鐵是一種直流電磁鐵，與普通換向閥用電磁鐵的不同主要在于，比例電磁鐵的輸出推力與輸入的線圈電流基本成比例。這一特性使比例電磁鐵可作為液壓閥中的信號給定元件。比例電磁鐵比例電磁鐵圖7.20比例電磁鐵1一軛鐵；2線圈；3一限位環(huán)；4隔磁環(huán)；5一殼體；6內(nèi)蓋；7一蓋；8調(diào)節(jié)螺釘；9彈簧；10銜鐵；11一支承環(huán)；12導(dǎo)向套461一閥座；2先導(dǎo)錐閥；3-軛鐵；4r銜鐵；5彈簧；6推稈；7線圈；8彈簧；9先導(dǎo)閥溢流閥溢流閥用比例電磁鐵取代先導(dǎo)型用比例電磁鐵取

16、代先導(dǎo)型溢流閥導(dǎo)閥的調(diào)壓手柄，溢流閥導(dǎo)閥的調(diào)壓手柄，便成為先導(dǎo)型比例溢流閥便成為先導(dǎo)型比例溢流閥 47溢流閥溢流閥 閥下部與普通溢流閥閥下部與普通溢流閥的主閥相同，上部則為比的主閥相同，上部則為比例先導(dǎo)壓力閥。該閥還附例先導(dǎo)壓力閥。該閥還附有一個手動調(diào)整的安全閥有一個手動調(diào)整的安全閥（先導(dǎo)閥）（先導(dǎo)閥）9，用以限制，用以限制比例溢流閥的最高壓力。比例溢流閥的最高壓力。 48安全閥安全閥先導(dǎo)比例閥先導(dǎo)比例閥49閥閥50閥閥51 電液伺服閥是一種比電液比例閥的精度更高、響應(yīng)更快的液電液伺服閥是一種比電液比例閥的精度更高、響應(yīng)更快的液壓控制閥。其輸出流量或壓力受輸入的電氣信號控制，主要用于高壓控制閥

17、。其輸出流量或壓力受輸入的電氣信號控制，主要用于高速速閉環(huán)閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)，而比例閥多用于響應(yīng)速度相對較低的液壓控制系統(tǒng)，而比例閥多用于響應(yīng)速度相對較低的開環(huán)開環(huán)控控制系統(tǒng)中。制系統(tǒng)中。 在流量型伺服閥中，要求主閥芯的位移在流量型伺服閥中，要求主閥芯的位移X XP P與的輸入電流信號與的輸入電流信號I I 成比例，為了保證主閥芯的定位控制，主閥和先導(dǎo)閥之間設(shè)有位成比例，為了保證主閥芯的定位控制，主閥和先導(dǎo)閥之間設(shè)有位置負反饋，位置反饋的形式主要有直接位置反饋和位置置負反饋，位置反饋的形式主要有直接位置反饋和位置- -力反饋兩力反饋兩種。種。 電液伺服閥多為兩級閥，有壓力型伺服閥和流量型伺服閥之

18、電液伺服閥多為兩級閥，有壓力型伺服閥和流量型伺服閥之分，絕大部分伺服閥為流量型伺服閥。分，絕大部分伺服閥為流量型伺服閥。力馬達力馬達 53先導(dǎo)級放大元件反饋桿54反饋桿5556571、采用閥芯、閥套直接比較法；、采用閥芯、閥套直接比較法；2、導(dǎo)閥芯導(dǎo)閥套、導(dǎo)閥芯導(dǎo)閥套直接比較直接比較、通過剛性連接、通過剛性連接直接（測量）反饋直接（測量）反饋；3、放大元件放大元件為導(dǎo)閥部分為導(dǎo)閥部分、缸缸是主閥兩端部分是主閥兩端部分； 4、指令元件指令元件是線圈，是線圈，被控對象被控對象是主閥芯，使主閥芯位移跟是主閥芯，使主閥芯位移跟蹤動圈的指令位移蹤動圈的指令位移 。導(dǎo)閥芯閥導(dǎo)閥芯閥套比較套比較線圈線圈指ivx指x 雙噴嘴擋板閥雙噴嘴擋板閥 力馬達力馬達