電子教案與課件：液壓與氣壓傳動(化工第三版)-第5章-液壓控制元件

1、1第一節(jié) 液壓閥的分類及基本要求一、液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與原理 液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來控制液流的壓力、流量和方向，保證執(zhí)行元件按照要求進行工作。屬控制元件。液壓閥基本結(jié)構(gòu)：包括閥芯、閥體和驅(qū)動閥芯在閥體內(nèi)作相對運動的裝置。驅(qū)動裝置可以是手調(diào)機構(gòu)，也可以是彈簧或電磁鐵，有時還作用有液壓力。液壓閥基本工作原理：利用閥芯在閥體內(nèi)作相對運動來控制閥口的通斷及閥口的大小，實現(xiàn)壓力、流量和方向的控制。流經(jīng)閥口的流量q與閥口前后壓力差p和閥口面積 A 有關(guān)，始終滿足壓力流量方程；作用在閥芯上的力是否平衡則需要具體分析。2二、液壓閥的分類根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分為三類滑閥 滑閥為間隙密封，閥芯與閥口存在一定的密封長度

2、，因此滑閥運動存在一個死區(qū)。錐閥 錐閥閥芯半錐角一般為12 20 ，閥口關(guān)閉時為線密封，密封性能好且動作靈敏。球閥 性能與錐閥相同圖5.1 閥的結(jié)構(gòu)形式 3 根據(jù)用途不同分為三類壓力控制閥 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。4 根據(jù)控制方式分為四類定值或開關(guān)控制閥 被控制量為定值的閥類，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)

3、反饋的電液比例閥。伺服控制閥 被控制量與（輸出與輸入之間的）偏差信號成比例連續(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。5 根據(jù)安裝連接形式分為四類管式連接 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。 6三、液壓閥的性能參數(shù)公稱通徑 代表閥的通流能力的大小，對應(yīng)于閥的額定流量。與閥的進出油口連接的油管應(yīng)與閥的通徑

4、相一致。閥工作時的實際流量應(yīng)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。額定壓力 閥長期工作所允許的最高壓力。對壓力控制閥，實際最高壓力有時還與閥的調(diào)壓范圍有關(guān)；對換向閥，實際最高壓力還可能受它的功率極限的限制。7四、對液壓閥的基本要求動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動要小。閥口全開時，液流壓力損失要?。婚y口關(guān)閉時，密封性能要好，壓力閥閥芯工作的穩(wěn)定性要好。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。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護方便，通用性要好。8第二節(jié) 方向控制閥方向控制閥用在液壓系統(tǒng)中控制液流的方向。它包括單向閥和換向閥。單向閥有普通單向閥和液控單向閥。換向閥按操作

5、閥芯運動的方式可分為手動、機動、電磁動、液動、電液動等。9 普通單向閥 普通單向閥是只允許液流一個方向流動，反向則被截止的方向閥。要求正向液流通過時壓力損失小，反向截止時密封性能好。 圖形符號工作原理 左端進油，壓力油作用在閥芯左端，克服右端彈簧力使閥芯右移，閥口開啟，油液從右端流出；若右端進油，壓力油與彈簧同向作用，將閥芯緊壓在閥座孔上，閥口關(guān)閉，油液被截止不能通過。 正向開啟壓力只需（0.030.05 ）MPa，反向截止時為線密封，且密封力隨壓力增高而增大，密封性能良好。開啟后進出口壓力差（壓力損失）為（0.20.3 ）MPa.。 一、單向閥10普通單向閥的應(yīng)用常被安裝在泵的出口，一方面防

6、止壓力沖擊影響泵的正常工作，另一方面防止泵不工作時系統(tǒng)油液倒流經(jīng)泵回油箱。被用來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，使油液一個方向流經(jīng)單向閥，另一個方向流經(jīng)節(jié)流閥等。安裝在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定背壓。作背壓閥的單向閥應(yīng)更換剛度較大的彈簧，其正向開啟壓力為（ 0.30.5）MPa。11 液控單向閥工作原理當(dāng)控制油口不通壓力油時，油液只能從p1p2；當(dāng)控制油口通壓力油時，正、反向的油液均可自由通過。根據(jù)控制活塞上腔的泄油方式不同分為內(nèi)泄式和外泄式。 復(fù)式結(jié)構(gòu)液控單向閥，單向閥芯內(nèi)裝有卸載小閥芯?？刂苹钊闲袝r先頂開小閥芯使主油路卸壓，再頂開單向

7、閥閥芯，其控制壓力僅為工作壓力的 4.5，沒有卸載小閥芯的液控單向閥的控制壓力為工作壓力的40 50 。圖5.2 液控單向閥a)簡式 b)復(fù)式1-控制活塞；2-單向閥閥芯；卸載閥小閥芯12 液控單向閥的應(yīng)用 需要指出：控制壓力油油口不工作時，應(yīng)使其通回油箱，否則控制活塞難以復(fù)位，單向閥反向不能截止液流。采用液控單向閥的保壓回路采用液控單向閥的鎖緊回路13 雙向液壓鎖 雙向液壓鎖又稱雙向液控單向閥或雙向閉鎖閥。共用一個閥體和一個控制活塞。其結(jié)構(gòu)原理和職能符號如圖5.3所示。圖5.3 雙向液壓鎖及其職能符號1-閥體；2-控制活塞；3-頂桿14二、換向閥換向閥是利用閥芯在閥體孔內(nèi)作相對運動，使油路接

8、通或切斷而改變油流方向的閥。換向閥的分類按結(jié)構(gòu)形式可分：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式。按閥體連通的主油路數(shù)可分：兩通、三通、四通等。按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置可分：兩位、三位、四位等。按操作閥芯運動的方式可分：手動、機動、電磁動、液動、電液動等。按閥芯定位方式分：鋼球定位式、彈簧復(fù)位式。下面以滑閥式換向閥為例講解其工作原理。15滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu) 閥芯與閥體孔配合處為臺肩，閥體孔內(nèi)溝通油液的環(huán)形槽為沉割槽。閥體在沉割槽處有對外連接油口。 閥芯臺肩和閥體沉割槽可以是兩臺肩三沉割槽，也可以是三臺肩五沉割槽。當(dāng)閥芯運動時，通過閥芯臺肩開啟或封閉閥體沉割槽，接通或關(guān)閉與沉割槽相通的油口。圖5.4 四通滑閥結(jié)構(gòu)

9、a)五槽式 b)三槽式 16位、通及圖形符號閥芯在閥體內(nèi)的工作位置閥體連通的主油路數(shù)17滑閥式換向閥的操作方式1、手動（機動）換向閥閥芯運動是藉助于機械外力實現(xiàn)的。其中，手動換向閥又分為手動和腳踏兩種；機動換向閥則通過安裝在運動部件上的撞塊或凸輪推動閥芯。特點是工作可靠。根據(jù)閥芯的定位方式分為彈簧鋼球定位式彈簧自動復(fù)位式圖5.5 三位四通手動換向閥1-手柄；2-銷軸；3-右閥蓋；4-右彈簧座；5-彈簧；6-右端小軸；7-左彈簧座；8-閥芯；9-閥體；10-左閥蓋；11-銷子；12-鋼球；13-彈簧182、電磁換向閥閥芯運動是藉助于電磁力和彈簧力的共同作用。電磁鐵不得電，閥芯在右端彈簧的作用下，

10、處于左極端位置（右位），油口p與B通，A不通；電磁鐵得電產(chǎn)生一個電磁吸力，通過推桿推動閥芯右移，則閥左位工作，油口p與A通，B不通。電磁鐵可以是直流、交流或交本整流的。 兩位電磁閥有彈簧復(fù)位式（一個電磁鐵）和鋼球定位式（兩個電磁鐵）。圖5.6 三位四通電磁換向閥1-閥體；2-彈簧；3-彈簧座；4-閥芯；5-線圈；6-銜鐵；7-隔套；8-殼體；9-插頭組件19如果將兩端電磁鐵與彈簧對中機構(gòu)組合，又可組成三位的電磁換向閥，電磁鐵得電分別為左右位，不得電為中位（常位）。電磁吸力有限，電磁換向閥最大通流量小于100 L/min。對液動力較大的大流量閥則應(yīng)選用液動換向閥或電液換向閥。203、三位四通電液

11、換向閥電液換向閥是由電磁換向閥與液動換向閥組合而成，液動換向閥實現(xiàn)主油路的換向，稱為主閥；電磁換向閥改變液動閥控制油路的方向，稱為先導(dǎo)閥。圖5.7 三位四通電液換向閥a)結(jié)構(gòu) b)詳細圖形符號 c)簡化圖形符號21 電液換向閥工作原理要點為保證液動閥回復(fù)中位，電磁閥的中位必須是A、B、T 油口互通?？刂朴涂梢匀∽灾饔吐返膒口（內(nèi)控），也可以另設(shè)獨立油源（外控）。采用內(nèi)控時，主油路必須保證最低控制壓力（0.30.5MPa)；采用外控時，獨立油源的流量不得小于主閥最大通流量的15 ，以保證換向時間要求。 電磁閥的回油可以單獨引出（外排），也可以在閥體內(nèi)與主閥回油口溝通，一起排回油箱（內(nèi)排）。 液動

12、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。22滑閥的中位機能三位的滑閥在中位時各油口的連通方式體現(xiàn)了換向閥的控制機能，稱之為滑閥的中位機能。不同滑閥機能的滑閥，閥體是通用的，僅閥芯臺肩的尺寸和形狀不同。滑閥機能的應(yīng)用： 使泵卸載的有H、K、M型；使執(zhí)行元件停止的有O、M型；使執(zhí)行元件浮動的有H、Y型；使液壓缸實現(xiàn)差動的有P型。23換向閥的性能換向可靠性：換向信號發(fā)出后閥芯能靈敏地移到工作位置； 換向信號撤除后閥芯能自動復(fù)位。同一通徑的電磁閥，機能不同，可靠換向的壓力流量范圍不同，一般用工作極限曲線表示。壓力損失：包括閥口壓力損失和流道壓力損失。換向閥的壓力損失除與通流量有關(guān)，還與閥的機能

13、、閥口流動方向有關(guān)，一般不超過1MPa。內(nèi)泄漏量：滑閥式換向閥為環(huán)形間隙密封，工作壓力越高， 內(nèi)泄漏越大。泄漏不僅帶來功率損失，而且引起油液發(fā)熱。因此閥芯與閥體要同心，并要有足夠的封油長度。換向平穩(wěn)性：就是要求換向時壓力 沖擊要小。手動換向閥和電液換向閥可以控制換向時間來減小換向沖擊。 換向時間和換向頻率：交流電磁鐵的換向時間約為0.030.15s，直流電磁鐵的換向時間約為0.10.3s；換向頻率為60240次/min。24第三節(jié) 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 通過液壓作用力

14、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(yù)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。 要掌握各種壓力閥的結(jié)構(gòu)原理及其應(yīng)用。25按結(jié)構(gòu)形式分 直動型溢流閥和先導(dǎo)型溢流閥 溢流閥類型一、溢流閥26（1）直動型溢流閥結(jié)構(gòu)原理 直動型溢流閥由閥芯、閥體、彈簧、上蓋、調(diào)節(jié)桿、調(diào)節(jié)螺母等零件組成。閥體上進油口旁接在泵的出口，出口接油箱。原始狀態(tài)，閥芯在彈簧力的作用下處于最下端位置，進出油口隔斷。進口油液經(jīng)閥芯徑向孔、軸向孔作用在閥芯底端面，當(dāng)液壓力等于或大于彈簧力時，閥芯上移，閥口開啟，進口壓力油經(jīng)閥口溢回油箱。此時閥芯受力平衡，閥口溢流滿足壓力流量方程。閥

15、口剛開啟時閥芯受力平衡方程 pkD 2/4 = K（xo+ L）閥口開啟后閥芯受力平衡方程 pD 2/4 = K（xo+ L+ x）+Fs閥口開啟后溢流的壓力流量方程 q =CD x（2p/）1/2圖5.8 直動式溢流閥1-調(diào)節(jié)螺母；2-調(diào)壓彈簧；3-上蓋；4-閥芯；5-閥體27直動型溢流閥工作原理要點 對應(yīng)調(diào)壓彈簧一定的預(yù)壓縮量 xo，閥的進口壓力 p 基本為一定值。 由于閥開口大小 x 和 穩(wěn)態(tài)液動力Fs的影響，閥的進口壓力隨流經(jīng)閥口流量的增大而增大。當(dāng)流量為額定流量時的閥的進口壓力 ps 最大，ps稱為閥的調(diào)定壓力。 彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥內(nèi)泄油通道至閥的出口引回油箱，若閥的出口壓力不為零，

16、則背壓將作用在閥芯上端，使閥的進口壓力增大。 對于高壓大流量的壓力閥，要求調(diào)壓彈簧具有很大的彈簧力，這樣不僅使閥的調(diào)節(jié)性能變差，結(jié)構(gòu)上也難以實現(xiàn)。28（2）先導(dǎo)型溢流閥結(jié)構(gòu)組成 它由先導(dǎo)閥和主閥(有滑閥和錐閥兩種)組成。先導(dǎo)閥實際上是一個小流量直動型溢流閥，其閥芯為錐閥。主閥芯上有一阻尼孔，且上腔作用面積略大于下腔作用面積，其彈簧只在閥口關(guān)閉時起復(fù)位作用。圖5.9 先導(dǎo)式溢流閥（主閥為滑閥結(jié)構(gòu)）1-調(diào)節(jié)螺母；2-鎖緊螺母；3-調(diào)節(jié)桿；4-調(diào)壓彈簧；5-先導(dǎo)閥閥芯；6-先導(dǎo)閥閥座；7-先導(dǎo)閥閥體；8-復(fù)位彈簧；9-主閥芯；10-主閥體29 先導(dǎo)型溢流閥工作原理要點 先導(dǎo)閥和主閥閥芯分別處于受力平

17、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(dǎo)閥調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量確定，主閥彈簧起復(fù)位作用。 通過先導(dǎo)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。這樣一來閥的調(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=0.81.2mm，孔長l = 812mm，因此工作時易堵塞，一旦堵塞則導(dǎo)致主閥口常開無法調(diào)壓。 先導(dǎo)閥前腔有一控制口，用于卸荷和遙控。30 先導(dǎo)型溢流閥遙控口接法 先導(dǎo)閥前腔有一遙控口，在該控制口接遠程調(diào)壓閥可實現(xiàn)遠控（如圖5.10所示），接電磁閥通回油箱可實現(xiàn)卸載（如圖5.11

18、所示）。 遠程調(diào)壓閥實際上是一個獨立的壓力先導(dǎo)閥，旁接在先導(dǎo)型溢流閥遙控口起遠程調(diào)壓作用，其調(diào)定壓力必須低于先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力。無論哪個起作用，泵的溢流量始終經(jīng)主閥閥口回油箱。圖5.10 遠程調(diào)壓圖5.11 系統(tǒng)卸荷31 溢流閥的功用溢流閥旁接在泵的出口，用來限制系統(tǒng)壓力的最大值，對系統(tǒng)起保護作用，稱為安全閥 (如圖5.13所示)。閥芯是常閉狀態(tài)溢流閥旁接在泵的 出口，用來保證系統(tǒng)壓力恒定，稱為定壓閥（如圖5.12所示）。閥芯是常開狀態(tài)圖5.12 溢流閥作溢流閥用 圖5.13 溢流閥作安全閥用 32 溢流閥的功用二級調(diào)壓 如圖5.15所示，當(dāng)閥2斷開時，泵的出口壓力由先導(dǎo)式溢流閥1調(diào)定；當(dāng)閥2接

19、通時，泵的出口壓力由遠程調(diào)壓閥3調(diào)定。圖5.14 溢流閥作背壓閥用 圖5.15 溢流閥的二級調(diào)壓作背壓閥用 在液壓系統(tǒng)的回油路上接一溢流閥（如圖5.14所示），可造成一定的回油阻力即背壓。溢流閥的遠程調(diào)壓和系統(tǒng)卸荷前面已介紹。33 溢流閥的性能 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0.68、416、820、1632MPa實現(xiàn)四級調(diào)壓。 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

20、力比， nb=pb/ps 稱為閉合壓力比，nk 、 nb大好。 壓力損失和卸載壓力： 當(dāng)調(diào)壓彈簧預(yù)壓縮量等于零或主閥上腔經(jīng)遙控口直接接回油箱時，流經(jīng)閥的流量為額定值時，溢流閥的進口壓力。 壓力損失略高于卸載壓力。 34二、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。 按調(diào)節(jié)要求不同，有定值減壓閥，定差減壓閥，定比減壓閥。其中定值減壓閥應(yīng)用最廣，又簡稱減壓閥。35 定值減壓閥的結(jié)構(gòu)原理減壓閥由壓力先導(dǎo)閥和主閥組成。出口壓力油引至主閥芯上腔和先導(dǎo)閥前腔，當(dāng)出口壓力大于減壓閥的調(diào)定壓力時，先導(dǎo)閥開啟，主閥芯上移，減壓縫隙關(guān)小，減壓閥才起減壓作用且保證出口壓力為

21、定值。圖5.16 先導(dǎo)式減壓閥1-調(diào)節(jié)螺母；2-鎖緊螺母；3-調(diào)節(jié)桿；4-調(diào)壓彈簧；5-先導(dǎo)閥閥芯；6-先導(dǎo)閥閥座；7-先導(dǎo)閥閥體； 8-主閥復(fù)位彈簧；9-主閥芯；10- 主閥體36 減壓閥的特點與功用與先導(dǎo)型溢流閥比較： 減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥是進口壓力控制，保證進口壓力為定值。 減壓閥閥口常開；溢流閥閥口常閉。 減壓閥有單獨的泄油口；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。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。必須說明，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

22、力由負載決定，此時減壓閥不起減壓作用。37三、順序閥 順序閥是一種利用壓力控制閥口通斷的壓力閥。 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。內(nèi)控內(nèi)泄內(nèi)控外泄外控內(nèi)泄外控外泄38 順序閥的四種結(jié)構(gòu)形式及其圖形符號 通過改變上蓋或底蓋的裝配位置可得到內(nèi)控外泄、內(nèi)控內(nèi)泄、外控外泄、外控內(nèi)泄四種結(jié)構(gòu)類型。圖5.17 順序閥的四種控制形式a)內(nèi)控外泄 b)內(nèi)控內(nèi)泄 c)外控外泄 d)外控內(nèi)泄39 順序閥的功用 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。 內(nèi)控外泄順序閥用于多個執(zhí)行元件順序動作。其進口壓力先要達到閥的調(diào)

23、定壓力，而出口壓力取決于負載。當(dāng)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(dāng)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。40 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)。如圖示閥3作背壓閥。 外控內(nèi)泄順序閥等同于二位二通閥，可作卸載閥，如雙泵供油回路中閥3是泵1的卸載閥。 外控外泄順序閥可作液動開關(guān)和限速鎖。如遠控平衡閥可限制重物下降的速度。41四、壓力繼電器 壓力繼電器是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。 其作用是實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護。 按結(jié)構(gòu)特點分為柱塞式、

24、彈簧管式和膜片式。圖示為柱塞式壓力繼電器。主要零件包括柱塞1、調(diào)節(jié)螺帽2和電氣微動開關(guān)3。壓力油作用在柱塞下端，液壓力直接與彈簧力比較。當(dāng)液壓力大于或等于彈簧力時，柱塞向上移壓微動開關(guān)觸頭，接通或斷開電氣線路。反之，微動開關(guān)觸頭復(fù)位。 圖5.18 單觸點柱塞式壓力繼電器1-柱塞；2-調(diào)節(jié)螺母；3-微動開關(guān)42 壓力繼電器的功用如圖5.19所示，壓力繼電器用在順序動作回路中。當(dāng)執(zhí)行元件工作壓力達到壓力繼電器調(diào)定壓力時，壓力繼電器將發(fā)出電信號，使電磁鐵得電，換向閥換向，從而實現(xiàn)兩液壓缸的順序動作。圖5.19 壓力繼電器用于順序控制1、2-換向閥；3、4-壓力繼電器；5、6-液壓缸43第四節(jié) 流量控

25、制閥 流量控制閥是通過改變閥口大小來改變液阻實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的閥。 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。44一、流量控制原理節(jié)流口的流量方程 q = KLA（p）m節(jié)流元件的節(jié)流口結(jié)構(gòu)有錐形、三角槽形、矩形、三角形等。工業(yè)上又將節(jié)流口的過流面積A 的倒數(shù)稱為液阻，將過流面積可調(diào)的節(jié)流口稱為可變液阻。由節(jié)流方程知，當(dāng)壓力差一定時，改變開口面積即改變液阻就可改變流量。圖5.20 節(jié)流口的形式45二、普通節(jié)流閥結(jié)構(gòu)原理 主要零件有閥芯、閥體和螺母。閥體上開有進油口和出油口。閥芯一端開有三角尖槽，另一端加工有螺紋，旋轉(zhuǎn)閥芯即可軸向移動改變閥口過流面積。為平衡液壓徑向力，三角槽須對稱布

26、置。圖5.21 普通節(jié)流閥1-緊固螺釘；2-緊定螺釘；3-調(diào)節(jié)手柄；4-套；5-推桿；6-閥體；7-閥芯；8-彈簧；9-后蓋46流量特性方程 q = KLAp m 它反映了流經(jīng)節(jié)流閥的流量q與閥前后壓力差p 和開口面積A 之間的關(guān)系。剛性 外負載波動引起閥前后壓力差p 變化，即使閥的開口面積A 不變，也會導(dǎo)致流經(jīng)閥的流量q 不穩(wěn)定。定義：閥的開口面積A 一定時 ， T = dp/dq = p1-m/ KLAm 為節(jié)流閥的剛性 。T 越大，節(jié)流閥的性能越好。故薄刃口（m=0.5 ）多作節(jié)流閥閥口。 p 大有利于提高節(jié)流閥剛性，但過大不僅造成壓力損失增大，而且可能因閥口太小而堵塞，一般取p （0.

27、150.4 ）MPa。最小穩(wěn)定流量 節(jié)流閥在很小開口下工作時，流經(jīng)閥的流量會出現(xiàn)周期性脈動，甚至間歇式斷流，這種現(xiàn)象稱為節(jié)流閥的堵塞現(xiàn)象。為此對節(jié)流閥有一個能正常工作的最小流量的限制。47 節(jié)流閥的應(yīng)用當(dāng)節(jié)流閥前后p 一定時，改變A 可改變流經(jīng)閥的流量起節(jié)流調(diào)速作用，如閥3。當(dāng)q 一定時，改變A 可改變閥前后壓力差p起負載阻尼作用，如閥1。當(dāng)q0 時，安裝節(jié)流元件可延緩壓力突變的影響起壓力緩沖作用，如閥2。48三、調(diào)速閥 結(jié)構(gòu)原理調(diào)速閥是由定差減壓閥與節(jié)流閥串連而成。壓力油p1先經(jīng)定差減壓閥，然后經(jīng)節(jié)流閥流出。節(jié)流閥進、出口壓力油p2、p3經(jīng)閥體流道被引至定差減壓閥閥芯的兩端，(p2-p3)與

28、定差減壓閥的彈簧力進行比較，因定差減壓閥閥口的壓力補償作用，使得(p2-p3)基本不變。調(diào)速閥工作原理調(diào)速閥可以是定差減壓閥在前，節(jié)流閥在后，也可以是節(jié)流閥在前，定差減壓閥在后。圖5.22 調(diào)速閥的工作原理1-定差減壓閥閥芯；2-節(jié)流閥閥芯；3-彈簧49調(diào)速閥工作時的靜態(tài)方程定差減壓閥受力平衡方程 p2A= p3A+Ft-Fs定差減壓閥壓力流量方程 q1=Cd1d x2（p1-p2）/1/2節(jié)流閥壓力流量方程 q2=Cd2 Aj 2（p2-p3）/1/2通過調(diào)速閥的流量 q1=q2=q流量穩(wěn)定性分析調(diào)速閥用于調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度，并保證其速度的穩(wěn)定。這是因為節(jié)流閥既是調(diào)節(jié)元件，又是檢測元件。當(dāng)

29、閥口面積調(diào)定后，它一方面控制流量的大小，一方面檢測流量信號并轉(zhuǎn)換為閥口前后壓力差反饋作用到定差減壓閥閥芯的兩端面，與彈簧力相比較，當(dāng)檢測的壓力差偏離預(yù)定值時，定差減壓閥閥芯產(chǎn)生相應(yīng)位移，改變減壓縫隙進行壓力補償，保證節(jié)流閥前后的壓力差基本不變。但是閥芯位移勢必引起彈簧力和液動力波動，因此流經(jīng)調(diào)速閥的流量只能基本穩(wěn)定。調(diào)速閥的速度剛性可近似為。為保證定差減壓閥的壓力補償作用，調(diào)速閥的進出口壓力差應(yīng)大于彈簧力Ft 和液動力Fs 所確定的最小壓力差。否則無法保證流量穩(wěn)定。50四、旁通型調(diào)速閥 結(jié)構(gòu)原理 該閥又稱為溢流節(jié)流閥，由節(jié)流閥與差壓式溢流閥并連而成，閥體上有一個進油口，一個出油口，一個回油口。

30、這里節(jié)流閥既是調(diào)節(jié)元件，又是檢測元件；差壓式溢流閥是壓力補償元件，它保證了節(jié)流閥前后壓力差p 基本不變。動作原理旁通型調(diào)速閥用于調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度只能安裝在執(zhí)行元件的進油路上，其速度剛性較調(diào)速閥小，但因此時的系統(tǒng)壓力為（負載壓力節(jié)流閥前后壓差p ），是變壓系統(tǒng)，與調(diào)速閥調(diào)速回路相比，回路效率較高。圖5.23 溢流節(jié)流閥1-差壓式溢流閥；2-節(jié)流閥51五、分流集流閥分流集流閥是用來保證多個執(zhí)行元件速度同步的流量控制閥，又稱為同步閥。它包括分流閥、集流閥和分流集流閥三種控制類型。等量分流集流閥的結(jié)構(gòu)原理如圖5.24（a)所示；動作原理如圖5.24(c)(d)所示。圖5.24 分流集流閥1，2-固定節(jié)流孔；3，4-可變節(jié)流孔；5，6-閥芯52一、疊加閥以疊加的方式連接的液壓閥稱為疊加閥。它是集成化液壓元件，采用這種閥組成液壓系統(tǒng)時，不需要另外的連接塊，它以自身的閥體作為連接體直接疊合而成所需的液壓系統(tǒng)。疊加閥分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三大類，其中方向控制閥僅有單向閥類，換向閥不屬