《液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試》中職課件項目4 認(rèn)識液壓控制元件

1、液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試任務(wù)一 認(rèn)識方向閥任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥任務(wù)三 認(rèn)識流量閥項目四認(rèn)識液壓控制元件學(xué)習(xí)重點項目四 認(rèn)識液壓控制元件方向控制閥種類很多，控制的功能各有所異，方向控制閥其功能、結(jié)構(gòu)和工作原理不同，它所具有的特性和用途也不同。本任務(wù)主要通過方向控制閥的理論學(xué)習(xí)和拆裝實訓(xùn)，掌握性能參數(shù)測定以及各類方向控制閥的識別、應(yīng)用實例，完成方向控制元件是液壓控制元件識別與應(yīng)用的技能學(xué)習(xí)。1了解方向閥的圖形符號。2掌握方向閥的工作原理。3了解各類方向閥的優(yōu)缺點及應(yīng)用。知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥一、單向閥液壓系統(tǒng)中常見的單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種。其作用是控制液體的單向流動。1普通單向閥普通單向閥

2、只允許液流沿一個方向通過，而反向截止，簡稱單向閥。圖為管式單向閥實物圖。圖單向閥結(jié)構(gòu)圖。該閥為球式結(jié)構(gòu)，兩油口分別為P1和P2，壓力油從閥體左端的通口P1流入時，克服彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯向右移動，打開閥口，從閥體右端口P2流出。而壓力油從閥體右端口P2流入時，它和彈簧力一起使閥芯球面壓緊在閥座上，使閥口關(guān)閉油液無法通過。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備2液控單向閥液控單向閥是一種通入控制液壓油后即允許油液雙向流動的單向閥。它由單向閥和液控裝置兩部分組成，如圖所示。當(dāng)控制口K不通壓力油時，此閥的作用與單向閥相同，壓力油從通口P1流向通口P2。但當(dāng)控制口K通以壓力油

3、時，活塞1右移并通過推桿2頂開錐閥芯3，使通口P1和通口P2為連通狀態(tài)，使壓力油從通口P2可以流向通口P1，液流雙向都能自由通過。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備液控單向閥可以按需要控制其油液單向或雙向通過，K口的液流用來控制閥的工作，稱為控制油液。a腔壓力的大小對控制壓力有一定影響，液控單向閥有內(nèi)部泄油型液控單向閥和外部泄油型液控單向閥。圖為外部泄油型液控單向閥，此類閥不帶卸荷閥芯，有專門的泄油口，外泄油口通油箱，故可用于較高壓力系統(tǒng)。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備3對單向閥的要求（1）開啟壓力要小。（2）能產(chǎn)生較高的反向壓力，反向的泄漏要小。（3）正向?qū)〞r，閥的阻力損失要小。（4）閥芯運動平穩(wěn)，無

4、震動、沖擊或噪聲。4液控單向閥的應(yīng)用液控單向閥具有良好的單向密封性能，常用于執(zhí)行元件需要較長時間保壓、鎖緊的情況，也用于防止立式液壓缸停止時自動下滑及速度換接等回路中。當(dāng)執(zhí)行元件的兩腔都需長時間鎖緊時，可采用兩個液控單向閥的組合形式，稱為雙向液壓鎖。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備二、換向閥換向閥一般是利用閥芯在閥體中相對位置的變化，使各流體通路之間（與該閥體相連接的流體通路）實現(xiàn)接通或斷開以改變流動方向，從而控制執(zhí)行機構(gòu)的運動方向。換向閥的種類很多，其分類方式也各有不同。按照換向閥的閥芯相對閥體運動方式分為滑閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種；按照換向閥的操縱方式可分為：手動、機動、電磁控

5、制、液動、電液動和氣動；按照換向閥的工作位置和控制的通道數(shù)分為：二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等；按照換向閥的閥芯在閥體中的定位方式又可分為：鋼球定位、彈簧復(fù)位、彈簧對中等。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備1換向閥的換向原理及圖形符號如圖所示為滑閥式換向閥，它是主要靠閥芯在閥體內(nèi)做軸向運動，而使相應(yīng)的油路接通或斷開的換向閥。滑閥是一個具有多個環(huán)形槽的圓柱體（圖示閥芯有3臺肩），而閥體孔內(nèi)有若干個沉割槽（圖示閥體為5槽）。每條沉割槽都通過相應(yīng)的孔道與外部相通，其中P為進油口，T為回油口，而A和B則通液壓缸兩腔。當(dāng)閥芯處于左圖位置時，P與B,A與T相連，活塞向左運動；當(dāng)閥芯向右移動處于

6、右圖位置時，P與A,B與T相連，活塞向右運動。圖中右上角側(cè)用簡化的符號清晰地表明上述通斷情況。所以圖示換向閥可使液壓執(zhí)行元件換向。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備2換向閥的操縱控制方式按照換向閥的操縱方式可分為：手動、機動、電磁控制、液動、電液動和氣動等。各種控制方式的圖形符號見表。3中位機能分析和選擇三位換向閥的中位機能時，通?？紤]以下幾個方面：（1）系統(tǒng)保壓。當(dāng)P口堵塞時，系統(tǒng)保壓，液壓泵用于多缸系統(tǒng)；當(dāng)P口不太通暢地與T口相通時，系統(tǒng)能保持一定的壓力供控制油路使用。（2）系統(tǒng)卸荷。當(dāng)P口通暢地與T口相通，系統(tǒng)卸荷。（

7、3）任意位置上停止。A、B兩口堵塞，則可使液壓缸或液壓馬達在任意位置上停下來。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備（5）啟動平穩(wěn)性。閥在中位時，液壓缸某腔通油箱，啟動時無足夠的油液起緩沖，啟動不平穩(wěn)。（6）換向平穩(wěn)與精度。A、B兩口堵塞，換向過程中易產(chǎn)生沖擊，換向不平穩(wěn)，但精度高；A、B口都通T口，換向平穩(wěn)，但精度低。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備4常用換向閥及應(yīng)用（1）手動換向閥。手動換向閥是利用手動杠桿等機構(gòu)來改變閥芯和閥體的相對位置，從而實現(xiàn)換向的閥類。閥芯定位靠鋼球、彈簧，使其保持確定的位置。圖所示為彈簧自動復(fù)位式三位四通手動換向閥的實物、結(jié)構(gòu)及圖

8、形符號。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備圖表示人向另一側(cè)扳動控制手柄，閥芯右移，或者說閥芯處于右位時的情況。此時，從P口進來的壓力油經(jīng)P、B到其他元件。從其他元件回來的油經(jīng)A、T回油箱。（2）機動換向閥。機動換向閥是依靠安裝在運動部件上的液壓行程擋塊或凸輪推動閥芯從而實現(xiàn)換向的閥類，常用來控制機械運動部件的行程，故又稱行程換向閥。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備（3）電磁換向閥。電磁換向閥又稱為電動換向閥，它是利用電磁鐵通電吸合后產(chǎn)生的吸力推動閥芯動作來改變閥的工作位置。電磁換向閥的電磁鐵按所使用電源不同可分為交流型和直流型；按銜鐵工作腔是否有油液又可分

9、為“干式”和“濕式”電磁鐵。其操縱方便，布置靈活，易于實現(xiàn)動作轉(zhuǎn)換的自動化。但其吸力有限，不能用來直接操縱大規(guī)格的閥。所以廣泛用于流量小于63L/min的液壓系統(tǒng)中。電磁換向閥就其位置來說，有二位和三位等。二位電磁閥有一個電磁鐵，靠彈簧復(fù)位；三位電磁閥有兩個電磁鐵。對于二位閥來說，常態(tài)位置是指靠近彈簧那邊的方框表示的閥芯與閥體的相對位置；對于三位閥來說，常態(tài)位置是中間位置。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備（4）液動換向閥。液動換向閥是利用控制壓力油來改變閥芯位置的換向閥。對三位閥而言，按閥芯的對中形式，分為彈簧對中型和液壓對中型兩種。如圖所示是兩位四通液動換向閥的結(jié)構(gòu)圖。閥

10、芯兩端分別接通控制油口K1和K2。當(dāng)控制油路的壓力油從閥右邊控制油口K2進入滑閥右腔時，K1接通回油，閥芯向左移動，使壓力油口P與B相通，A與T相通；當(dāng)K1接通壓力油，K2接通回油時，閥芯向右移動，使得P與A相通，B與T相通；當(dāng)K1、K2都通回油時，閥芯在兩端彈簧和定位套作用下回到中間位置。當(dāng)對液動滑閥換向平穩(wěn)性要求較高時，還應(yīng)在滑閥兩端K1、K2控制油路中加裝阻尼調(diào)節(jié)器，如圖所示。調(diào)節(jié)阻尼調(diào)節(jié)器節(jié)流口大小即可調(diào)整閥芯的動作時間。一般用于高壓、流量大于100L/min的液壓場合。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備任務(wù)一 認(rèn)識方向閥知識儲備（5）電液動換向閥。電液動換向閥由電磁換向閥和液動換向閥組合而成

11、。電磁換向閥為Y型中位機能的先導(dǎo)閥，用于控制液動換向閥換向；液動換向閥為O型中位機能的主換向閥，用于控制主油路換向。電液動換向閥既能實現(xiàn)換向緩沖，又能用較小的電磁鐵控制大流量的液流，故在大流量的液壓系統(tǒng)中宜采用電液動換向閥換向。知識儲備（6）轉(zhuǎn)閥。轉(zhuǎn)閥是通過操縱機構(gòu)使閥芯在閥體內(nèi)做相對轉(zhuǎn)動從而改變各油口通斷狀態(tài)的閥類，一般采用手動或機動操縱。三位四通轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)原理如圖所示。進油口P始終與閥芯2上的環(huán)形槽c和軸向槽b、d相通?；赜涂赥與閥芯2上的環(huán)形槽a和軸向槽e、f相通。在圖示位置（DD剖面）用手柄3使閥芯旋轉(zhuǎn)時，P與B通，A與T通，油路換向。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥任務(wù)一 認(rèn)識方向閥任務(wù)實施一、訓(xùn)練

12、場地及設(shè)備（1）場地：液壓實訓(xùn)室、實訓(xùn)基地。（2）設(shè)備：液壓實訓(xùn)臺、各類型的液壓閥實物，每種34臺，總數(shù)不少于15臺。二、訓(xùn)練步驟1搭建行程開關(guān)控制的自動連續(xù)換向回路Step 1按照圖所示的行程開關(guān)控制的自動連續(xù)換向回路原理圖搭建回路。Step 22YA得電，活塞桿向右，到底。Step 3行程開關(guān)B發(fā)訊，1YA得電，活塞桿向左。Step 4行程開關(guān)A發(fā)訊，2YA得電，活塞桿向右連續(xù)往返。任務(wù)一 認(rèn)識方向閥任務(wù)實施任務(wù)一 認(rèn)識方向閥任務(wù)實施2搭建鎖緊回路搭建如圖所示鎖緊回路，發(fā)現(xiàn)回路工作過程。3雙缸順序動作回路Step 1搭建如圖所示順序閥順序動作回路。Step 2如圖所示為采用順序閥的順序動作

13、回路，動作要求見表：任務(wù)一 認(rèn)識方向閥任務(wù)實施任務(wù)一 認(rèn)識方向閥任務(wù)實施任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥一、溢流閥（一）溢流閥的功用和分類溢流閥在液壓系統(tǒng)中的功用主要有兩點：一是保持系統(tǒng)或回路的壓力恒定，起溢流和穩(wěn)壓作用。如在定量泵節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中作溢流衡壓閥，用以保持泵的出口壓力恒定。二是在系統(tǒng)中作安全閥使用，在系統(tǒng)正常工作時，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，而當(dāng)系統(tǒng)壓力大于或等于其調(diào)定壓力時，溢流閥才開啟溢流，對系統(tǒng)起過載保護作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理不同，溢流閥可分為直動型溢流閥和先導(dǎo)型溢流閥兩類。其中直動型溢流閥結(jié)構(gòu)簡單，一般用于低壓小流量系統(tǒng)；先導(dǎo)型溢流閥多用于中、高壓及大流量系統(tǒng)中。知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知

14、識儲備1直動式溢流閥如圖所示，P是進油口，T是回油口，進口壓力油進油經(jīng)閥芯中間的阻尼孔a作用在閥芯底部端面上，當(dāng)進口P從系統(tǒng)接入的油液壓力不高時，錐閥芯被彈簧壓在閥座上，閥口關(guān)閉；當(dāng)進口油壓升高到能克服彈簧阻力時，推開錐閥，使閥口打開，油液就由進油口P流入，再從回油口T流回油箱（溢流），進油壓力也就不會繼續(xù)升高。閥芯上阻尼孔的作用是用來增加液阻，以減少閥芯的震動，提高閥的工作平穩(wěn)性。調(diào)節(jié)螺母，改變彈簧壓緊力，也就調(diào)節(jié)了溢流閥進油口處的油壓。由閥芯間隙處泄漏到彈簧腔的油液，經(jīng)閥體上的孔通回油孔T排入油箱。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥當(dāng)溢流閥穩(wěn)定工作時，作用在閥芯上的力應(yīng)是平衡的。

15、若忽略閥芯自重、摩擦阻力和穩(wěn)態(tài)軸向液動力，則閥芯的受力平衡方程為：PA=Kx0當(dāng)閥芯處于某一位置時，閥芯的受力平衡為：PA=K(x0+x)式中：x為彈簧附加壓縮量。由上式可知，當(dāng)閥芯處于不同位置時，溢流壓力是變化的。然而由于彈簧的附加壓縮量x相對于預(yù)壓縮量x0來說是較小的，所以可認(rèn)為溢流壓力P基本保持恒定，這就是溢流閥起定壓溢流作用的工作原理。直動式溢流閥是利用閥芯上端的彈簧力直接與下端面的液壓力相平衡來控制溢流壓力的，這樣，在閥芯位移相同的情況下，彈簧力變化較大。一般直動式溢流閥只做成低壓、流量不大的溢流閥。知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備2先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成

16、。先導(dǎo)閥的結(jié)構(gòu)原理與直動式溢流閥相同，但一般采用錐形坐閥式結(jié)構(gòu)。主閥可分為：滑閥式(一級同心)結(jié)構(gòu)、二級同心結(jié)構(gòu)和三級同心結(jié)構(gòu)。圖為先導(dǎo)式溢流閥。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備系統(tǒng)油壓升高到先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)調(diào)壓力時：先導(dǎo)閥口打開，主閥彈簧腔的油液流過先導(dǎo)閥口并經(jīng)閥體上的通道和回油口T流回油箱。這時，油液流過阻尼小孔，產(chǎn)生壓力損失，使主閥芯兩端形成了壓力差。主閥芯在此壓力差作用下克服彈簧阻力向上移動，使進、回油口連通，達到溢流穩(wěn)壓的目的。主閥芯處于某一平衡位置時的狀態(tài)，忽略閥芯自重和摩擦力,主閥受力平衡為:PA=P1A+Fa=P1A+K(x0+x)或P=P1+K(x0+x)/A式中：P溢流閥所控制的主

17、閥下腔壓力,即進油口壓力；P1主閥芯上腔的壓力；A主閥芯上端面面積；K主閥芯平衡彈簧的剛度；x0平衡彈簧的預(yù)壓縮量；x主閥開啟后,平衡彈簧增加的壓縮量；F平衡彈簧對主閥芯的作用力。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備（二）溢流閥的主要性能1靜態(tài)特性溢流閥的靜態(tài)特性是指溢流閥在穩(wěn)定狀態(tài)下（即系統(tǒng)在沒有突變時）的性能，其主要指標(biāo)有壓力流量特性、啟閉特性、卸荷壓力等。（1）壓力流量特性。當(dāng)溢流量變化時,閥口開度也相應(yīng)的變化,其溢流壓力也有所變化,這就是溢流閥的壓力流量特性。當(dāng)開啟壓力pk一定時，溢流壓力隨溢流量的增加而增加。當(dāng)溢流量達到閥的額定流量QT時，與此相對應(yīng)的壓力值稱為溢流閥的全流量溢流壓力PT。彈簧

18、剛度K越小，溢流量變化所引起的壓力變化量就越小，調(diào)壓性能就好；反之，調(diào)壓性能就差。常用調(diào)壓偏差和開啟比來衡量定壓性能的好壞。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備（2）啟閉特性。啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下，從閉合到完全開啟，再從全開到閉合的過程中，被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。啟閉特性可分為開啟特性和閉合特性，一般用溢流閥穩(wěn)定工作時的壓力流量特性來描述。（3）卸荷壓力。將先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口直接通油箱，當(dāng)閥通過額定流量時，閥的進油腔壓力和回油腔壓力的差值稱為卸荷壓力。顯然，它和通道阻力、平衡彈簧預(yù)緊力有關(guān)。2動態(tài)性能溢流閥的動態(tài)性能通常是指溢流閥由一個穩(wěn)定工作狀

19、態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定工作狀態(tài)時，溢流閥所控制的壓力隨時間變化的過渡過程性能。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備（三）溢流閥的應(yīng)用（1）調(diào)壓溢流。在定量泵系統(tǒng)中，常用于溢流穩(wěn)壓(注：閥口通常是打開的)。如圖所示，溢流閥并聯(lián)于回路中，進入液壓缸的流量由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。由于定量泵的流量大于液壓缸所需流量，油壓升高，溢流閥打開，多余油經(jīng)溢流閥流回油箱。因此，溢流閥的功用就是保持系統(tǒng)壓力基本不變。（2）安全保護。在變量泵系統(tǒng)中，常用于防止過載，故又稱為安全閥。如圖所示，在正常工作時，安全閥關(guān)閉，只有在系統(tǒng)發(fā)生故障時，壓力升至安全閥的調(diào)定值時，閥口才打開，使變量泵排出的油液流回油箱，以保證液壓系統(tǒng)的安全。任務(wù)二 認(rèn)識壓

20、力閥知識儲備（3）使泵卸荷。采用先到溢流閥調(diào)壓的定量泵系統(tǒng)，當(dāng)閥的外控口K與油箱連通時，其主閥芯在進油口壓力很低時即可迅速抬起，使泵卸荷，以減少能量損失。如圖所示，當(dāng)電磁鐵通電時，溢流閥外控口通油箱，因而能使泵卸荷。（4）遠(yuǎn)程調(diào)壓。當(dāng)先導(dǎo)溢流閥的外控口K（遠(yuǎn)程控制口）與調(diào)壓較低的溢流閥連通時，其主閥芯上腔的油壓只要達到低壓閥的調(diào)整壓力，主閥芯即可抬起溢流，其先導(dǎo)閥不再起調(diào)壓作用，即實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制作用。如圖所示。（5）形成背壓。將溢流閥裝在回油路上，調(diào)節(jié)溢流閥的調(diào)壓彈簧即能調(diào)節(jié)背壓力的大小。如圖所示。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備二、減壓閥減壓閥是利用油液通過縫隙時產(chǎn)生壓力損

21、失的原理，使其出口壓力低于進口壓力的壓力控制閥。在液壓系統(tǒng)中減壓閥常用于降低或調(diào)節(jié)系統(tǒng)中某一支路的壓力,以滿足某些執(zhí)行元件的需要。減壓閥按其工作原理亦有直動型和先導(dǎo)型之分。按其調(diào)節(jié)性能又分為保證出口壓力為定值的定值減壓閥、保證進出口壓力差不變的定差減壓閥、保證進出口壓力成比例的定比減壓閥。其中定值減壓閥應(yīng)用最廣，簡稱減壓閥。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備1減壓閥的結(jié)構(gòu)和工作原理直動型減壓閥結(jié)構(gòu)如圖所示，壓力為P1的壓力油，由A端輸入經(jīng)閥口節(jié)流后，壓力降為P2由B端輸出。閥不工作時，閥芯在彈簧作用下處于最下端位置，閥的進、出油口是相通的，即閥是常開的。P2的大小可由調(diào)壓彈簧進行調(diào)節(jié)。順時針旋轉(zhuǎn)螺紋，

22、壓縮彈簧使閥芯下移，增大閥口的開度使P2增大。若反時針旋轉(zhuǎn)螺紋，閥口的開度減小，P2隨之減小。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥2減壓閥的應(yīng)用在使用定量泵的機床油路中，液壓缸的工作壓力P1較高，用溢流閥來調(diào)節(jié)?？刂朴吐返墓ぷ饔蛪篜2較低，潤滑油路的工作壓力P3則更低，皆可以用減壓閥來實現(xiàn)調(diào)節(jié)。3工作特性理想的減壓閥在進口壓力、流量發(fā)生變化或出口負(fù)載增加時，其出口壓力P2總是恒定不變的。但實際上，P2是隨P1、q的變化，或負(fù)載的增大而有所變化。由圖可知，當(dāng)忽略閥芯的自重和摩擦力，當(dāng)穩(wěn)態(tài)液動力為Fbs時，閥芯上的力平衡方程為：知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備4

23、定差減壓閥定差減壓閥是使進、出油口之間的壓力差等于或近似于不變的減壓閥，其工作原理如圖所示。高壓油P1經(jīng)節(jié)流口xR減壓后以低壓P2流出，同時，低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力傳至閥芯上腔，則其進、出油液壓力在閥芯有效作用面積上的壓力差與彈簧力相平衡。式中：xc為當(dāng)閥芯開口xR=0時彈簧(其彈簧剛度為Ks)的預(yù)壓縮量，其余符號如圖所示。由式可知，只要盡量減小彈簧剛度Ks和閥口開度xR，就可使壓力差P近似地保持為定值。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備5定比減壓閥定比減壓閥能使進、出油口壓力的比值維持恒定。圖所示為其工作原理圖，閥芯在穩(wěn)態(tài)時忽略穩(wěn)態(tài)液動力、閥芯的自重和摩擦力時可得到力平衡

24、方程為：式中：Ks為閥芯下端彈簧剛度；xc是閥口開度為xR=0時的彈簧的預(yù)壓縮量；其他符號如圖所示。若忽略彈簧力(剛度較小)，則有(減壓比)：由式可見，選擇閥芯的作用面積A1和A2，便可得到所要求的壓力比，且比值近似恒定。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備6減壓閥和溢流閥的主要區(qū)別（1）減壓閥為出口壓力控制，保持出口壓力不變；溢流閥為進口壓力控制，保持進口壓力不變。（2）常態(tài)時，減壓閥閥口常開；溢流閥閥口常閉。（3）減壓閥與系統(tǒng)串聯(lián)，出口接執(zhí)行元件，泄油方式為外泄；溢流閥與系統(tǒng)并聯(lián)，出口接油箱，泄油方式為內(nèi)泄。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備三、順序閥1順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理順序閥是用來控制液壓系統(tǒng)中兩個或

25、兩個以上工作機構(gòu)的先后順序。順序串聯(lián)于回路上，它是利用系統(tǒng)中的壓力變化來控制油路通斷的。順序閥分為直動式和先導(dǎo)式，又可分為內(nèi)控式和外控式，壓力也有高低壓之分。應(yīng)用較廣的是直動式。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備順序閥常與單向閥組合成單向順序閥、液控單向閥等使用。直動式順序閥設(shè)置控制活塞的目的是縮小閥芯受壓作用的面積，以便采用較軟的彈簧來提高閥的壓力流量特性。直動式順序閥的最高工作壓力一般在8MPa以下。先導(dǎo)式順序閥其主閥彈簧的剛度可以很小，故可省去閥芯下面的控制活塞，不僅啟閉特性好，且工作壓力可以大大提高。順序閥的結(jié)構(gòu)及工作原理與溢流閥相似。它們的

26、主要差別是：（1）順序閥的出油口與負(fù)載油路相連接，而溢流閥的出油口直接接回油箱。（2）順序閥的泄油口單獨接回油箱，而溢流閥的泄油則通過閥體內(nèi)部孔道與閥的出口相通流回油箱。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥（3）順序閥的進口壓力由液壓系統(tǒng)工況來決定，當(dāng)進口壓力低于調(diào)壓彈簧的調(diào)定壓力時，閥口關(guān)閉；當(dāng)進口壓力超過彈簧的調(diào)定壓力時，閥口開啟，接通油路，出口壓力油對下游負(fù)載做功。溢流閥的進口最高壓力由調(diào)壓彈簧來限定，且由于液流溢回油箱，所以損失了液體的全部能量。2順序閥的應(yīng)用（1）實現(xiàn)多個液壓缸順序動作。如圖所示為機床夾具上用順序閥實現(xiàn)工件先定位后加緊的順序動作回路。順序閥用來實現(xiàn)對工件先定位后夾緊的動作順序。當(dāng)二位四

27、通手動閥的右位接入油路時，壓力油首先進入定位缸下腔。完成定位動作以后，系統(tǒng)中壓力升高，達到順序閥的調(diào)定壓力時，順序閥被打開，壓力油就經(jīng)過順序閥流入夾緊缸下腔，實現(xiàn)液壓夾緊。知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備（2）與單向閥組成單向順序閥。如圖所示，當(dāng)無桿腔供油，有桿腔回油時，單向關(guān)閉，油液經(jīng)過順序閥流回油箱；當(dāng)有桿腔供油，無桿腔回油時，油液經(jīng)過單向閥，順序閥不工作，用以防止垂直液壓缸因自重而自行下滑，起液壓平衡的作用，故單向順序閥又稱平衡閥。（3）作卸荷閥用。將外控順序閥的出油口通油箱，使液壓泵在工作需要時可以卸荷，如圖所示。（4）作背壓閥用。將順序閥安裝在油箱之間，使

28、執(zhí)行元件回油建立一定阻力。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備四、壓力繼電器壓力繼電器是將液壓系統(tǒng)中的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號的轉(zhuǎn)換裝置。它是利用液體的壓力信號來啟閉電氣觸點的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件，常用于實現(xiàn)程序控制和起安全作用。例如，當(dāng)切削力過大時實現(xiàn)自動退刀；潤滑系統(tǒng)發(fā)生故障時，實現(xiàn)自動停車；外界負(fù)載過大時，斷開液壓泵電動機的電源等。壓力繼電器按結(jié)構(gòu)特點大體分為柱塞式、膜片式、彈簧管式、波紋管式四種。下面介紹兩種常用的結(jié)構(gòu)形式。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備1柱塞式壓力繼電器壓力油作用在柱塞1的底部，當(dāng)壓力達到壓力繼電器調(diào)壓彈簧調(diào)整值時，作用在柱塞1上的液壓作用力便直接壓縮彈簧，壓下微

29、動開關(guān)觸頭，發(fā)出電信號。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備2膜片式壓力繼電器圖為膜片式壓力繼電器結(jié)構(gòu)。其工作原理是控制油口K接到需要取得液壓信號的油路上，當(dāng)其壓力達到彈簧調(diào)定力時，膜片2在液壓力的作用下產(chǎn)生變形，使柱塞3上升。柱塞上的圓錐面使鋼球4和6做徑向移動，鋼球6推動彈簧10繞銷軸12逆時針轉(zhuǎn)動，杠桿另一端壓下微動開關(guān)14的觸頭，發(fā)出電信號，接通或斷開某一電路。當(dāng)進口油壓因漏油或其他原因下降到一定值時，彈簧10使柱塞3下移，鋼球4和6回落入柱塞的錐面槽內(nèi)，微動開關(guān)14復(fù)位，切斷電信號，并將杠桿13推回原位，斷開或接通電路。膜片式壓力繼電器膜片位移小、反應(yīng)快、重復(fù)精度高。其缺點是易受壓力波動影響，

30、不宜用于高壓系統(tǒng)。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備3應(yīng)用如圖所示壓力繼電器連接在油缸的油路中；換向閥的電磁鐵斷電左位接通，缸右移，右移終了時，油缸左腔壓力升高，升高至調(diào)定值時，壓力繼電器發(fā)訊，使電磁鐵通電，閥換向缸右移。左腔轉(zhuǎn)換為低壓腔壓力繼電器在彈簧的作用下復(fù)位，而換向閥在電路中的繼電器和自鎖觸點的作用下維持通電狀態(tài)。直至左行終了，其他控制元件（如按鈕開關(guān)）斷開電路，使電磁鐵斷電。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥知識儲備4性能指標(biāo)（1）調(diào)壓范圍：發(fā)出信號最低和最高工作壓力之間的范圍。（2）通斷返回區(qū)間：開啟壓力與閉合壓力之間的差值。一般中壓系統(tǒng)的調(diào)壓范圍為1.06.3MPa，返回區(qū)間為0.350.8MPa。任務(wù)

31、二 認(rèn)識壓力閥任務(wù)實施一、訓(xùn)練場地及設(shè)備（1）場地：液壓實訓(xùn)室、實訓(xùn)基地。（2）設(shè)備：液壓實訓(xùn)臺、各種類型的液壓閥實物，每種34臺，總數(shù)不少于15臺。二、訓(xùn)練步驟用壓力繼電器和行程開關(guān)發(fā)訊的雙缸順序動作回路，如圖438所示為采用壓力繼電器和行程開關(guān)發(fā)訊的雙缸順序動作回路。Step 1動作順序要求。第一步：左缸前進；第二步：右缸前進；第三步：雙缸同退；第四步：停（因壓差不同，雙缸退回時，有前后）。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥任務(wù)實施Step 2按液壓系統(tǒng)圖和動作順序，其發(fā)訊狀況：3YA得電，右缸退回到終點，2YA得電左缸前進到底后行程開關(guān)B發(fā)訊，3YA失電右缸前進到底后壓力繼電器C發(fā)訊1YA得電，3YA得

32、電兩缸同時退回，左缸到底后行程開關(guān)A發(fā)訊停泵。Step 3讀通上述發(fā)訊狀況請自行填寫動作順序表。Step 4按動作順序表，用PLC編程完成上述雙缸順序動作。Step 5任務(wù)結(jié)束，關(guān)閉電源，整理設(shè)備。任務(wù)二 認(rèn)識壓力閥任務(wù)實施任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備一、節(jié)流閥（一）節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)與工作原理圖是節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)和圖形符號。圖中的節(jié)流口是軸向三角槽式,油液從進油口P1進入,經(jīng)閥芯上的三角槽節(jié)流口后,由出油口P2流出。轉(zhuǎn)動把手可使閥芯做軸向移動,以改變節(jié)流口的通流面積。1節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)及其符號任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備2節(jié)流閥的流量特性由圖可知，影響流量穩(wěn)定性的主要因素有以下幾各方面：（1）壓差對流量的影響

33、：當(dāng)節(jié)流閥兩端壓差P改變時，通過它的流量也要發(fā)生變化。三種結(jié)構(gòu)形式的節(jié)流口中，通過薄壁小孔的流量受到壓差改變的影響最小。（2）溫度對流量的影響：溫度對薄壁小孔的流量幾乎沒有影響。對于細(xì)長小孔，通過它的流量受黏度的影響，而油液黏度對溫度很敏感。因此，通過細(xì)長小孔的流量對溫度變化很敏感。任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備（3）孔口大小對流量的影響：節(jié)流閥的節(jié)流口可能因雜質(zhì)或由于油液氧化后出現(xiàn)的膠質(zhì)、瀝青等膠狀顆粒而局部堵塞，這就改變了原來節(jié)流口通流面積的大小，使流量發(fā)生變化，尤其節(jié)流口小、進出口壓差較大時，流量會出現(xiàn)時大時小的脈動現(xiàn)象。開口越小，脈動現(xiàn)象越嚴(yán)重，甚至在閥口沒有關(guān)閉

34、時就完全斷流。這種現(xiàn)象稱為節(jié)流口堵塞。一般節(jié)流口的流通面積越大，節(jié)流通道越短，越不容易堵塞。流量控制閥的最小穩(wěn)定流量為0.05L/min。綜上所述，為保證穩(wěn)定流量，節(jié)流口的形式以薄壁小孔較為理想。圖為典型節(jié)流口的結(jié)構(gòu)形式。任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備（二）節(jié)流口堵塞及最小穩(wěn)定流量節(jié)流閥在小開口下工作時，特別是進出口壓差較大時，雖然不改變油溫和閥的壓差，但流量會出現(xiàn)時大時小的脈動現(xiàn)象，開口越小，脈動現(xiàn)象越嚴(yán)重，甚至在閥口沒有完全關(guān)閉時就完全斷流。這種現(xiàn)象稱為節(jié)流口堵塞。1.產(chǎn)生堵塞的主要原因（1）油液中的機械雜質(zhì)或因氧化析出的膠質(zhì)、瀝青、炭渣等污物堆積在節(jié)流縫隙處。（2）

35、由于油液老化或受到擠壓后產(chǎn)生帶電的極化分子，節(jié)流縫隙的金屬表面上存在電位差，極化分子被吸附到縫隙表面，形成牢固的邊界吸附層，吸附層的厚度一般為58m，影響節(jié)流縫隙的大小。以上堆積物、吸附物增長到一定厚度時，會被液流沖刷掉，隨后又重新吸附在閥口上。知識儲備任務(wù)三 認(rèn)識流量閥（3）閥口壓差較大時，因閥口溫升高，液體受擠壓的程度增強，金屬表面也更易受摩擦作用而形成電位差，因此壓差大時容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。2. 減輕堵塞現(xiàn)象的措施（1）選擇水力半徑大的薄刃節(jié)流口。（2）精密過濾并定期更換油液。（3）適當(dāng)選擇節(jié)流口前后的壓差。（4）采用電位差較小的金屬材料、選用抗氧化穩(wěn)定性好的油液、減小節(jié)流口的表面粗糙度等

36、，都有助于緩解堵塞的產(chǎn)生。（三）節(jié)流閥的應(yīng)用1進油路節(jié)流調(diào)速任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備2回油路節(jié)流調(diào)速回油路節(jié)流調(diào)速如圖所示。3旁油路節(jié)流調(diào)速旁油路節(jié)流調(diào)速如圖所示。4作背壓閥用作背壓閥用如圖所示。任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備（四）單向節(jié)流閥單向節(jié)流閥是單向閥和節(jié)流閥的組合，閥芯同時起節(jié)流閥和單向閥兩種作用，如圖所示。流體P1正向流向P2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P2反向流向P1時，靠油液的壓力把閥芯壓下，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。任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備（五）行程節(jié)流閥行程節(jié)流閥是由滾輪控制的可調(diào)節(jié)流閥，

37、又稱減速閥。如圖所示，其原理是通過行程擋塊壓下滾輪，使閥芯下移改變節(jié)流口通流面積，減小流量而實現(xiàn)減速。任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備二、調(diào)速閥調(diào)速閥是由定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成的復(fù)合閥。1調(diào)速閥的工作原理定差減壓閥能自動保持節(jié)流閥前后壓差不變從而使執(zhí)行元件運動速度不受負(fù)載變化的影響。當(dāng)減壓閥芯在彈簧力Fs、液壓力P2和P3的作用下處于某一平衡位置時有：P2A1+P2A2=P3A+Fs，式中A、A1和A2分別為a腔、b腔和c腔內(nèi)壓力油作用于閥芯的有效面積，且A=A1+A2。故P2-P3=P，因為彈簧剛度較低，且工作過程中減壓閥閥芯位移較小，可認(rèn)為Fs基本保持不變，故節(jié)流閥兩端的壓差為定值。這就保證

38、了通過節(jié)流閥的流量穩(wěn)定。任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備2調(diào)速閥的靜態(tài)特性圖表示節(jié)流閥和調(diào)速閥流量Q與閥進、出口壓差P的關(guān)系。從圖中可看出，節(jié)流閥的流量隨壓差的變化比較大。而當(dāng)壓差大于一定數(shù)值后，通過調(diào)速閥的流量就不隨調(diào)速閥前后壓差的改變而變化。在調(diào)速閥壓較小的區(qū)域內(nèi)，這一段流量特性就和節(jié)流閥相同。所以要使調(diào)速閥正常工作，就必須保證有一最小壓差。此壓差一般調(diào)速閥中為0.5MPa,高壓調(diào)速閥為1MPa。任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備3溢流節(jié)流閥溢流節(jié)流閥是由定差溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的。定差溢流閥穩(wěn)定節(jié)流閥前后的壓差，消除負(fù)載變化對節(jié)流閥的影響。（1）溢流節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號，

39、如圖所示。任務(wù)三 認(rèn)識流量閥知識儲備（2）溢流節(jié)流閥的應(yīng)用。溢流節(jié)流閥其入口壓力即泵的供油壓力隨P負(fù)載的大小而變化。負(fù)載大，供油壓力大，反之亦然。因此泵的功率輸出合理、損失較小，效率比采用調(diào)速閥的調(diào)速回路高。溢流節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性較調(diào)速閥差，在小流量時尤其如此。因此，在有較低穩(wěn)定流量要求的場合不宜采用溢流節(jié)流閥，而對速度穩(wěn)定性要求不高、功率又較大的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，如插床、拉床、刨床中應(yīng)用較多。在使用中，溢流節(jié)流閥只能安裝在節(jié)流調(diào)速回路的進油路上，而調(diào)速閥在節(jié)流調(diào)速回路的進油路、回油路和旁油路上都可以應(yīng)用。因此，調(diào)速閥比溢流節(jié)流閥應(yīng)用廣泛，由定差減壓閥和一個可調(diào)節(jié)流閥串聯(lián)組合而成。任務(wù)三 認(rèn)識流

40、量閥任務(wù)實施一、訓(xùn)練場地及設(shè)備（1）場地：液壓實訓(xùn)室、實訓(xùn)基地。（2）設(shè)備：液壓實訓(xùn)臺、各種類型的液壓閥實物，每種34臺，總數(shù)不少于15臺。二、訓(xùn)練步驟Step 1搭建如圖所示調(diào)速閥的串聯(lián)調(diào)速回路。Step 2打開電源啟動設(shè)備，調(diào)節(jié)調(diào)速閥4開口大于調(diào)速閥6開口量。Step 3快進：當(dāng)2YA得電，1YA、3YA、4YA不得電，系統(tǒng)不節(jié)流，缸運動速度最快。Step 4工進（稍慢）：2YA、3YA得電，1YA、4YA失電，調(diào)速閥4起作用。任務(wù)實施任務(wù)三 認(rèn)識流量閥任務(wù)拓展任務(wù)三 認(rèn)識流量閥一、電液比例控制閥電液比例控制閥簡稱比例閥，是閥內(nèi)比例電磁鐵輸入電壓信號產(chǎn)生相應(yīng)動作，使工作閥閥芯產(chǎn)生位移，閥口

41、尺寸發(fā)生改變并以此完成與輸入電壓成比例壓力、流量輸出元件。閥芯位移也可以以機械、液壓或電形式進行反饋。電液比例閥具有形式種類多樣、容易組成使用電氣及計算機控制各種電液系統(tǒng)、控制精度高、安裝使用靈活以及抗污染能力強等多方面優(yōu)點，應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬。近年研發(fā)生產(chǎn)插裝式比例閥和比例多路閥，充分考慮到工程機械的使用特點，具有先導(dǎo)控制、負(fù)載傳感和壓力補償?shù)裙δ?。任?wù)三 認(rèn)識流量閥（一） 工程機械電液比例閥1. 工程機械電液比例閥的種類和形式電液比例閥包括比例流量閥、比例壓力閥、比例換向閥。根據(jù)工程機械液壓操作特點，以結(jié)構(gòu)形式劃分電液比例閥主要有兩類：一類是螺旋插裝式比例閥，另一類是滑閥式比例閥。螺旋插裝式

42、比例閥是螺紋將電磁比例插裝件固定在油路集成塊元件上，螺旋插裝閥具有應(yīng)用靈活、節(jié)省管路和成本低廉等特點，近年來在工程機械上應(yīng)用越來越廣泛。任務(wù)拓展任務(wù)三 認(rèn)識流量閥2. 電液比例多路閥負(fù)載傳感與壓力補償技術(shù)為了節(jié)約能量、降低油溫和提高控制精度，同時也使同步動作幾個執(zhí)行元件運動時互不干擾，現(xiàn)在較先進的工程機械都采用了負(fù)載傳感與壓力補償技術(shù)。壓力補償是提高閥控制性能而采取的一種保證措施。將閥口后負(fù)載壓力引入壓力補償閥，壓力補償閥對閥口前壓力進行調(diào)整使閥口前后壓差為常值，這樣節(jié)流口流量調(diào)節(jié)特性流經(jīng)閥口流量大小就只與該閥口開度有關(guān)，而不受負(fù)載壓力影響。任務(wù)拓展任務(wù)三 認(rèn)識流量閥3. 工程機械電液比例閥先

43、導(dǎo)控制與遙控電液比例閥和其他專用器件技術(shù)的進步，使工程車輛擋位、轉(zhuǎn)向、制動和工作裝置等各種系統(tǒng)電氣控制成為現(xiàn)實。一般需要位移輸出機構(gòu)可采用類似于比例伺服控制手動多路閥驅(qū)動器完成。電氣操作具有響應(yīng)快、布線靈活、可實現(xiàn)集成控制和與計算機接口容易等優(yōu)點，現(xiàn)代工程機械液壓閥已越來越多地采用電控先導(dǎo)控制電液比例閥（或電液開關(guān)閥）代替手動直接操作或液壓先導(dǎo)控制多路閥。采用電液比例閥（或電液開關(guān)閥）的另一個顯著優(yōu)點是工程車輛上可以大大減少操作手柄個數(shù)，這使駕駛室布置簡潔，能夠有效降低操作復(fù)雜性，對提高作業(yè)質(zhì)量和效率都具有重要實際意義。JMF型控制搖桿，利用一個搖桿就可以對多片電液比例閥和開關(guān)閥進行有效控制。任務(wù)拓展任務(wù)三 認(rèn)識流量閥（二） 常見電液比例閥簡介根據(jù)用途和工作特點的不同，電液比例閥可以分為電液比例壓力閥、電液比例流量閥、電液比例方向閥。下面對這幾類比例閥作簡單介紹。1比例電磁鐵比例電磁鐵是一種直流電磁鐵，輸出的推力與輸入電流基本成比例，并在銜鐵的全部工作位置上，磁路保持一定的氣隙。2比例壓